Страница 1: FAQ по видеокартам GeForce: что следует знать о графических картах?

tu102-gpuСовременную игровую систему сложно представить без дискретной видеокарты, причем GPU постоянно развиваются, каждое поколение добавляет инновации как по архитектуре GPU, так и по доступным технологиям. Трассировка лучей открыла новые возможности повышения визуального качества, как и технология восстановления картинки после масштабирования с помощью искусственного интеллекта.

Но чем видеокарты отличаются друг от друга? В чем смысл таких терминов, как ядра SM, RT, вычислительные блоки Tensor? Как работает трассировка лучей и DLSS с сетью глубокого обучения? В нашей статье мы постараемся ответить на эти и другие вопросы.

Мы рассмотрим видеокарту внутри и снаружи, поговорим о функциях и интерфейсах, системе охлаждения и других интересных аспектах.

Внешняя структура и дизайн

Видеокарты выпускаются в разных форматах. Дискретные видеокарты обычно приобретаются как карты расширения PCI Express, но видеокарты могут интегрироваться в CPU. В ноутбуках они также могут припаиваться на материнскую плату или устанавливаться в виде модулей MXM, которые намного компактнее дискретных решений PCIe и лучше подходят для тесного пространства внутри ноутбука.

С линейкой GeForce RTX 30 произошли новые изменения. Разделение между мобильными и настольными GPU теперь заключается не столько в разных уровнях конфигурации, сколько в уровне энергопотребления Power Limit. Система охлаждения ноутбука стала решающим фактором, влияющим на производительность GPU.

Но за последние годы произошли и некоторые изменения в сегменте настольных видеокарт, которые повлияли на дизайн системы охлаждения.

Форм-фактор видеокарты зависит от сферы использования, но бывают отличия и внутри семейств. В прошлом видеокарта вместе с кулером редко занимала по ширине больше двух слотов, но сегодня данное ограничение уже не выполняется даже для эталонных моделей или Founders Edition. В high-end сегменте видеокарты чаще всего занимают по ширине три слота, в среднем ширина составляет 2,7 слота.

Низкопрофильные видеокарты встречаются довольно редко, они превратились в специализированный продукт. Производители выпускают низкопрофильные однослотовые видеокарты разве что для некоторых сценариев использования - например, для серверного сегмента, когда имеются ограничения по занимаемому пространству. Что касается толщины, ее у видеокарты можно уменьшить с двух-трех слотов до одного, если установить водоблок СВО. Поэтому даже high-end видеокарты можно превратить в однослотовые, разве что потребуется соответствующая слотовая заглушка.

Как и в случае толщины, по длине видеокарты тоже наблюдается существенный разброс. Обычно производители придерживаются спецификаций ATX, но есть модели существенно длиннее. Стандарт ATX оговаривает длину до 305 мм. Если видеокарта будет длиннее, то могут возникнуть проблемы с установкой в корпус. Например, может мешаться стойка накопителей. Видеокарты современного поколения достигают длины 300 мм даже в среднем ценовом сегменте. Некоторые high-end модели еще длиннее, поэтому перед покупкой видеокарты и/или корпуса следует убедиться, что она не будет конфликтовать с той же стойкой накопителей.

Некоторые производители выпускают очень компактные видеокарты. Например, предназначенные для систем Mini-ITX, где доступное пространство очень сильно ограничено. Здесь приходится решать еще и вопрос охлаждения, поскольку при небольшом объеме весьма сложно вывести 200 или 300 Вт тепла.

Производительность видеокарты косвенно сказывается на длине. Бюджетные модели оснащаются меньшим объемом видеопамяти и менее мощной системой питания, их можно сделать более компактными.

Охлаждение

Радиальный вентилятор (турбина)

На видеокартах используют разные системы охлаждения, которые связаны с форм-фактором и дизайном. Между тем многие производители перешли на радиальные вентиляторы, которые оказались более эффективными. Радиальные вентиляторы все еще встречаются, особенно когда требуется направленный воздушный поток через радиатор видеокарты в сторону слотовой заглушки. В частности, такой подход используют видеокарты для рабочих станций и серверов, поскольку уровень шума здесь роли не играет, однако необходимо гарантировать определенную производительность охлаждения.

Осевой вентилятор

В случае систем охлаждения на основе осевых вентиляторов последние располагаются над радиатором и продувают воздух напрямую на радиатор. Впрочем, конструкция вентиляторов за последние годы претерпела немало инноваций, поэтому строгого разделения между радиальным и осевым вентиляторами уже нет. Кроме того, особое внимание уделяется прохождению воздушного потока через радиаторы, чтобы воздух выбрасывался через нужные отверстия.

В отличие от кулера с радиальным вентилятором, здесь большая часть горячего воздуха остается внутри корпуса, а не выбрасывается наружу через слотовую заглушку. Поэтому в корпусе необходимо обеспечить достаточную вентиляцию.

Видеокарты линейки GeForce RTX 30 от NVIDIA выделяют до 350 Вт тепла, поэтому компании пришлось разработать новую концепцию охлаждения. NVIDIA взяла за основу воздушный поток внутри корпуса, когда свежий воздух поступает спереди, а горячий выбрасывается сзади или сверху.

Видеокарта с радиальным вентилятором-турбиной хорошо вписывается в подобный дизайн, поскольку забирает воздух внутри корпуса, после чего выбрасывает его сзади через слотовую заглушку. А для кулера с осевыми вентиляторами данная концепция уже не работает. Большая часть воздуха остается внутри корпуса. Благодаря крупным кулерам с несколькими вентиляторами теплый воздух более-менее хорошо распределяется внутри корпуса.

Для своих старших видеокарт Founders Edition NVIDIA разработала новый дизайн, в котором основной вентилятор продувает часть воздуха сквозь видеокарту. А второй вентилятор в передней части направляет часть воздуха наружу через слотовую заглушку.

Конечно, NVIDIA пришлось укоротить PCB, чтобы основной вентилятор продувал часть воздуха через видеокарту. У некоторых PCB присутствует необычный треугольный вырез. Короткая PCB привела к тому, что VRM, чипы памяти и корпусировка GPU расположены более тесно. Поэтому и охлаждать такую комбинацию не совсем просто. NVIDIA перешла на более компактные 12-контактный разъем питания и интерфейс NV Link.

Водяное охлаждение

Чтобы гарантировать наилучшее охлаждение, многие производители оснащают видеокарту водоблоком. Из-за более быстрого и эффективного отведения тепла, СВО хорошо подходит для разгона видеокарт. А также для охлаждения "прожорливых" high-end моделей. Используются как медные водоблоки с полным покрытием, которые можно интегрировать в контур существующей СВО, так и решения с замкнутым контуром или "все в одном", которые содержат помпу, резервуар, теплообменник и трубки.