Marco Gouveia: 05/19/2013

23 de maio de 2013

Análise: GeForce GTX 780 é anunciada e nós já testamos [vídeo]

A nova geração de placas gráficas da NVIDIA chegou para sacudir o mercado de GPUs.

No início do ano, surgiram rumores de que a NVIDIA estava se preparando para lançar a sua nova geração de GPUs. De acordo com as notícias, o modelo que chegaria ao mercado seria a GeForce GTX 780, para dar continuidade à tradição da companhia de lançar antes as GPUs mais potentes (x80) para depois anunciar os modelos de entrada e de médio desempenho.
Entretanto, a empresa surpreendeu todos ao lançar a GeForce GTX Titan, uma placa de vídeo poderosa com DNA de supercomputador. Agora, alguns meses depois, finalmente chega ao mercado a GeForce GTX 780, a sucessora da GTX 680 lançada no ano passado. A placa de vídeo possui muitos dos recursos já introduzidos no início do ano com a GeForce GTX Titan, além de muita tecnologia.
Nós recebemos um modelo de referência da NVIDIA para testar em primeira mão; veja o que nós achamos da GPU.

Especificações

Design da placa

A NVIDIA aproveitou o design matador da Titan para construir a GeForce GTX 780. Tanto que, se você colocar uma ao lado da outra, verá apenas uma diferença: o nome da placa escrito em relevo ao lado da janela de acrílico que fica sobre o dissipador de alumínio.

(Fonte da imagem: Baixaki/Tecmundo)

A GeForce GTX 780 possui um tamanho tradicional, similar a outras placas de vídeo de alto desempenho. Ela mede pouco mais de 27 centímetros de comprimento e ocupa dois slots no gabinete. A carcaça metálica que envolve a placa é construída com dois metais diferentes: alumínio fundido com cromo trivalente, garantindo um visual muito bom ao equipamento.
O cooler é no formato blower, e é construído com ligas de magnésio. Isso nos proporciona algumas vantagens interessantes: maior durabilidade, mais eficiência e menos ruído na hora de dissipar o calor.
A parte de cima da placa conta com dois conectores de energia, sendo um de seis e um de oito pinos e dois conectores SLI. Além disso, essa parte ainda apresenta um letreiro com a palavra “GeForce GTX”, que acende quando você liga o computador.
Para conexão externa, a GeForce GTX 780 traz dois conectores DVI, um HDMI e um conector DisplayPort. Através disso, é possível fazer a ligação de várias telas simultaneamente apenas em uma placa de vídeo.
Vale lembrar que esse é um modelo de referência, ou seja, os fabricantes podem optar por trabalhar com esse design ou escolher o seu próprio desenho e sistemas de refrigeração para diferenciar o seu produto da concorrência.

Galeria de Imagens

Sistema de refrigeração mais eficiente

A similaridade entre os modelos não fica só no visual. Assim como na Titan, a NVIDIA empregou a tecnologia da câmara de vapor para refrigerar a GTX 780. Essa tecnologia funciona assim: no interior da câmara existe uma pequena quantidade de água purificada. À medida que a GPU aquece, essa água evapora, levando consigo o calor do chip no processo.
Assim que esse vapor sobe, ele é resfriado, condensa e o processo reinicia. É como se fosse um pequeno water-cooler, mas sem a necessidade de tubulações, uma vez que todo o sistema é completamente vedado.

(Fonte da imagem: Baixaki/Tecmundo)

O dissipador de calor pode ser visto em detalhes através da janela transparente que fica sobre ele, logo ao lado do cooler, que fica posicionado na parte de trás da placa.

GeForce GTX: a série 700 chegou

A NVIDIA vende a linha GeForce como um ecossistema completo, e não apenas uma GPU de última geração. Isso pode ser visto tanto nos recursos das placas de vídeo quanto no suporte oferecido pela companhia, através de atualizações de drivers e o recente GeForce Experience, que cuida da parte — às vezes chata — de ter que configurar o gráfico dos jogos.
De acordo com a fabricante, a linha 700 chegou para oferecer muito mais do que apenas um desempenho excepcional, pois, mesmo que uma alta taxa de quadros por segundo seja importante, ela não é o único fator que determina a qualidade de um produto. Além do alto framerate, é preciso garantir que esses quadros sejam exibidos com suavidade na tela, pois oscilações bruscas prejudicam a experiência de uso.
A GeForce GTX 780 foi desenvolvida com base na arquitetura GK110, a mesma da GeForce GTX Titan, lançada no início do ano. Graças a isso, a placa de vídeo trabalha com diversos recursos herdados de sua irmã mais velha, como o GPU Boost 2.0, que garante mais desempenho.

Kepler GK110

A NVIDIA não desenvolve GPUs apenas para jogos. Com o avanço da tecnologia, tornou-se possível incorporar os aceleradores da companhia em máquinas que trabalham em diversos setores, como medicina, engenharia e ciência. Essas áreas demandam computadores poderosos e capazes de resolver problemas com eficiência.
É aí que entra o Kepler GK110. O modelo oferece um alto poder de processamento de dados através de uma nova tecnologia de processamento paralelo. O chip é construído com 7,1 bilhões de transistores, fazendo dele um dos microprocessadores mais complexos já construídos. Não é à toa que o GK110 foi o modelo escolhido para compor os aceleradores Tesla K20X, aqueles utilizados no Titan — o computador mais poderoso do mundo.

Diagrama do Kepler GK110 (Fonte da imagem: Divulgação/NVIDIA)

Uma das principais vantagens do Kepler em relação ao Fermi, da geração anterior, é a capacidade de processamento por watt, que é três vezes maior, resultando em mais desempenho com menos consumo.
Os recursos oferecidos pelo GK110 são vastos:

Dynamic Parallelism: o paralelismo dinâmico permite que a GPU designe trabalho para si mesma, sincronizando os resultados e controlando os processos de forma inteligente, tudo sem precisar recorrer à CPU em nenhum momento. Desse modo, os desenvolvedores podem criar diversas rotinas de trabalho paralelo que podem rodar inteiramente pela GPU, deixado a CPU livre para outras tarefas mais importantes;
Hyper-Q: o Hyper-Q permite que os múltiplos núcleos de uma CPU possam conversar com apenas uma GPU ao mesmo tempo, reduzindo significativamente o tempo ocioso do processador e, consequentemente, aumentado o desempenho do sistema como um todo por aproveitar melhor a GPU;
Grid Management Unit: o GMU, ou Unidade de Gestão da Grade, pode ajudar a GPU a equilibrar melhor rotinas de trabalho, como o paralelismo dinâmico. O GMU é quem define o trabalho da GPU, organizando as grades de processos para que eles sejam executados de forma mais eficiente;
NVIDIA GPUDirect: o GPUDirect permite que diferentes GPUs em uma única máquina ou GPUs localizadas em uma mesma rede troquem dados diretamente, sem a necessidade de recorrer à CPU ou à memória principal do sistema.

(Fonte da imagem: Divulgação/NVIDIA)

O Kepler GK110 foi desenvolvido para incorporar os aceleradores Tesla, portanto o objetivo da NVIDIA ao desenvolver o modelo foi criar o microprocessador de processamento paralelo mais poderoso do mundo.

GeForce GTX 780

O GK110 que movimenta a GeForce GTX 780 possui 12 unidades SMX, trazendo 2.304 núcleos CUDA (50% mais núcleos que a GTX 680, que trazia 1.536), e seis controladores de memória de 64 bits.
Com isso, os 3 GB de memória da placa rodam com um clock de 6 GHz a uma taxa de transferência de 384 bits, o que significa uma banda com velocidade de 288 GB por segundo.
A GPU da placa de vídeo não possui um clock fixo, apenas um valor inicial que começa em 836 MHz. Esse valor aumenta dinamicamente enquanto a placa de vídeo não atingir o limite térmico definido pelo Boost Clock 2.0.

(Fonte da imagem: Divulgação/NVIDIA)

É importante notar que a frequência desses clocks pode aumentar quando novos fabricantes começarem a lançar modelos com overclock de fábrica, que é como acontece geralmente.
Graças a tudo isso, a NVIDIA garante que a GeForce GTX 780 pode ser até 70% mais poderosa que a GTX 580 e até 34% mais forte que a GTX 680, lançada no ano passado. A empresa também afirma que diversos títulos modernos — como Battlefield 3, Far Cry 3, Batman Arkham City e Borderlands 2 — terão um aumento de mais de 30% em desempenho com a nova GPU.

Criando games super-realistas

Desenvolver hardware específico para games é uma tarefa que exige muito trabalho em equipe. A Sony já mostrou isso quando comentou sobre o desenvolvimento do PlayStation 4 e como debateu com os desenvolvedores antes de definir as especificações do novo console.
A NVIDIA seguiu um caminho similar e, para essa nova geração de GPUs, a companhia afirma que também conversou com uma série de produtores para poder oferecer as ferramentas necessárias para que eles possam criar verdadeiras obras primas dos games.
Este ano, durante a Game Developers Conference 2013, a Epic apresentou o Infiltrator, uma tech demo da Unreal Engine 4 que deixou a audiência de queixo caído com o inacreditável nível de detalhes rodando em tempo real.
Na época, o hardware utilizado foi uma GeForce GTX 680. Para criar a demonstração, a equipe da Epic trabalhou em conjunto com a NVIDIA, que promete oferecer cada vez mais suporte aos desenvolvedores a fim de trazer sempre a melhor experiência com as placas de vídeo da linha GeForce.

Tecnologia visual de última geração

Os games atingiram um nível de realismo impressionante e, para que eles possam trazer um visual cada vez mais poderoso, a NVIDIA oferece muitos recursos técnicos.
Entre eles está o suporte completo ao DirectX 11, que traz como um dos principais diferenciais o Tessellation. O que essa ferramenta faz é quebrar os polígonos que compõem os objetos dentro das cenas em centenas ou até mesmo milhares de polígonos menores, aumentando o número de detalhes e suavizando as formas.
Para completar, existe uma espécie de textura chamada Displacement Map. Ela contém informações de profundidade embutidas no seu código, podendo reproduzir efeitos de volume na superfície das construções. Logo, os artistas gráficos podem aplicar o efeito Tessellation nos objetos e, por cima, o Displacement Map, garantindo efeitos especiais incríveis.

(Fonte da imagem: Divulgação/NVIDIA)

O PhysX é o sistema de aceleração de física que acompanha todas as GPUs de última geração da NVIDIA. Os jogos atuais possuem muitos elementos se movimentando simultaneamente: são explosões, roupas, cabelos e uma infinidade de objetos que precisam ser gerenciados pelo sistema.
Graças ao sistema de aceleração PhysX, é possível ter esses efeitos especiais durante os jogos sem que o processador sofra para administrar tudo. Games como o novo Metro: Last Light abusam do hardware e, em virtude ao PhysX, é possível ter uma experiência visual impressionante.
O Adaptive Vsync foi lançado na geração anterior e retorna com a GeForce GTX 780. O que esse recurso faz é controlar a sincronização vertical das imagens ativando o vsync quando a placa de vídeo está com folga, e o desativando quando é preciso mais poder de processamento. Com isso, as animações ficam muito mais fluidas na tela.
O resultado desses recursos pode ser visto na tech demo FaceWorks, da NVIDIA. O nível de detalhes chega a assustar, pois é difícil olhar para a face mostrada na tela e acreditar que ela é não é real.
O NVIDIA FaceWorks pode ser encontrado no Baixaki.

Múltiplos monitores

Se você acha que apenas uma tela não é suficiente para jogar, pode aproveitar o 3D Vision Surround. O recurso permite que sejam conectadas até três telas com resolução Full HD em apenas uma placa de vídeo.

GPU Boost 2.0

O GPU Boost chegou no ano passado, com a GeForce GTX 680. A ferramenta permite o aumento do clock do processador até um limite específico, baseado em determinadas condições. Na série 600, o GPU Boost utilizava como limitação a energia, ou seja, enquanto o limite não fosse atingido, o clock poderia continuar aumentando.
A versão 2.0 trabalha de forma parecida, mas, em vez de se basear no consumo energético para determinar o clock máximo, agora a placa utiliza a temperatura como limitador.
O modelo traz uma configuração de fábrica que trabalha com um limite de 80 graus Célsius, ou seja, enquanto a GPU não atingir essa marca, ela continua aumentando o clock através de um sistema de monitoramento que controla dinamicamente a tensão, a frequência e a temperatura do chip.

(Fonte da imagem: Divulgação/NVIDIA)

A vantagem é que esse novo sistema vai permitir aos usuários modificarem o comportamento do GPU Boost conforme sua necessidade, ajustando a temperatura máxima de 80 graus para 85 graus (ou mais), por exemplo, garantindo mais desempenho com um controle mais preciso das funções e dos limites da placa.
A mudança realizada no modo como o GPU Boost funciona também permite que os limites sejam ultrapassados com mais facilidade. Como o recurso não é mais limitado pela tensão e sim pela temperatura, agora é possível fornecer mais energia para o chip com o “overvoltage” (ou sobretensão) para arrancar ainda mais potência da GTX 780.

GeForce Experience

Para garantir a máxima compatibilidade com o grande volume de novos títulos que são lançados regularmente, as fabricantes de GPUs precisam assegurar a atualização dos drivers com velocidade. A NVIDIA já faz isso; contudo, para os jogadores, pode ser um pouco difícil acompanhar todas as mudanças e novos lançamentos de drivers.
Para resolver esse problema, a empresa está lançando o aplicativo GeForce Experience. A ferramenta é um sistema de notificação que pode avisar, baixar e instalar automaticamente um novo driver assim que ele estiver disponível.

(Fonte da imagem: Divulgação/NVIDIA)

Outro importante recurso oferecido por ele é a regulagem automática das configurações de vídeo para os games. Como cada um requer perfis específicos, alterar um de cada vez pode ser cansativo (e complicado) se você tiver muitos jogos instalados.
O lançamento da GeForce GTX 780 marca a incorporação total do GeForce Experience no pacote de drivers da NVIDIA. O software deve substituir a ferramenta “GeForce Update” no momento da instalação.

GFE: novos recursos para o futuro

A NVIDIA está planejando aumentar cada vez mais a compatibilidade do GeForce Experience com os games. Além disso, o software deve apresentar, em breve, suporte ao NVIDIA Shield, o console portátil da companhia.
Uma novidade planejada para o futuro que deve agradar aos jogadores é o Shadowplay. O que essa ferramenta vai fazer é gravar automaticamente os últimos 20 minutos de jogo, tudo para que você possa mostrar aos seus amigos aquela manobra inacreditável que ninguém viu você fazendo.
Segundo a NVIDIA, o recurso deve estar disponível para todas as placas gráficas baseadas na arquitetura Kepler até a metade do ano.

Preparação para os testes

E a força da placa? Será que a GeForce GTX 780 é mesmo poderosa? Para descobrir isso, nós rodamos diversos testes diferentes, incluindo games de última geração e softwares de benchmark. Nós também colocamos a nova placa da NVIDIA ao lado de outros modelos que testamos recentemente para comparar os resultados.
Configuração da máquina de testes

Processador: Intel Core i7 3770 (Ivy Bridge) @ 3,40 GHz;
Placa-mãe: ASUS P8Z77-V Deluxe;
Memória: 16 GB RAM DDR3 1.600 MHz;
Sistema operacional: Windows 8 PRO.

Metro: Last Light

Metro: Last Light é continuação de Metro 2033, lançado em 2010. O game é uma sequência direta dos acontecimentos anteriores, nos levando novamente a uma Rússia pós-apocalíptica em que os humanos sobreviventes precisam se esconder.

(Fonte da imagem: Reprodução/Baixaki Jogos)

O novo jogo aproveita o poder das GPUs modernas para trazer gráficos impressionantes, texturas em alta definição e muita destruição com efeitos especiais incríveis. Tudo isso pode acabar exigindo muito do hardware.