Review: placa de vídeo NVIDIA GeForce GTX 980 [vídeo]

A nova geração da NVIDIAfinalmente recebeu o seu modelo mais poderoso (até agora): trata-se da GeForce GTX 980, que, depois de tantos rumores, finalmente estreou no mercado. A placa chega com a nova versão da arquitetura Maxwell (inaugurada na GeForce GTX 750) e uma tecnologia mais poderosa e incrivelmente mais econômica.

Além de reduzir o consumo de energia, a NVIDIA também tratou de incluir uma série de novidades interessantes nesse modelo, como novos modos de antialiasing e um método mais poderoso de renderização de imagens.

Nós testamos essa placa de vídeo. Veja o que achamos dela.

Especificações

Design

A NVIDIA conseguiu criar um design de referência muito bom para a GTX 690 há algum tempo, e o mesmo desenho — com poucas alterações — também foi utilizado na GeForce GTX 780. Para seguir a tradição, a empresa continuou com as mesmas linhas, somente aplicando alguns detalhes a mais no projeto. O modelo que testamos utiliza o design de referência e possivelmente será usado por uma série de montadoras daqui pra frente.

A placa conta com dois slots dentro do gabinete. O tipo do cooler é o blower, que sopra o ar do dissipador e da câmara de vapor, a qual é composta por uma série de tubos de cobre que ficam em contato com a GPU para facilitar a dissipação de calor. Sobre o dissipador, uma janela de policarbonato transparente mostra os detalhes da placa, dando um charme a mais para o conjunto.

Envolvendo tudo isso, uma carcaça de metal (feita de alumínio fundido com cromo trivalente) serve para manter tudo firme no lugar e garantir a perfeita dissipação de calor. A principal novidade da GTX 980 fica pela backplate localizada na parte de trás: além de proteger os componentes, ela ajuda a espalhar melhor o calor da região.

A NVIDIA pensou em quem usa mais de uma GPU e dividiu a backplate em duas: uma pequena peça localizada na parte de cima pode ser removida caso você tenha duas placas muito próximas uma da outra. Segundo a empresa, o desenho das peças foi preparado para garantir o melhor fluxo de ar possível entre os componentes.

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O cooler é construído com uma tecnologia especial que oferece mais eficiência e durabilidade, além do baixo nível de ruídos. Já comprovamos a eficiência do sistema em placas de vídeo anteriores e podemos garantir que ele funciona muito bem.

Como conectores de vídeo temos 1 porta DVI, 1 HDMI e 3 DisplayPort. O modelo também possui dois conectores SLI e dois conectores PCI Express de 6 pinos cada, um dos grandes diferenciais desse modelo. Até então era raro ver GPUs top de linha que não utilizassem pelo menos 1 soquete de 8 pinos.

O painel iluminado “GeForce GTX” continua presente na GTX 980.

GeForce GTX 980

A GeForce GTX 980 não é a primeira placa de vídeo dessa geração a trazer o chip Maxwell, mas é a primeira a realmente mostrar o poder desse processador. E o que mais impressiona é o consumo energético: se compararmos essa placa com a GTX 780 Ti, vemos que o TDP diminuiu de 250 para 165 watts, algo que não deixa de impressionar.

A tecnologia de construção continua sendo a mesma: 28 nanômetros. Contudo, os engenheiros da NVIDIA encontraram formas mais eficientes para o chip trabalhar. Ao lado disso temos novos recursos, como o VXGI e o DSR. A lista de siglas ainda continua com o MFAA, uma nova forma de antialiasing que chega com essa geração de GPUs.

Quem também retorna junto com a GeForce GTX 980 é o G-Sync, uma ferramenta que sincroniza a atualização das imagens exibidas na tela com a taxa de quadros gerados pela placa. Com isso, a imagem fica muito mais natural e fluente, eliminando as quebras provenientes da falta de v-sync e evitando slowdowns, que podem ser provocados pela ativação desse recurso. É uma tecnologia bem interessante, mas que é difícil de ser explicada – é preciso ver ao vivo para entender.

Maxwell GM204

A primeira “aparição” do Maxwell nos desktops se deu no início deste ano com a chegada da GeForce GTX 750 Ti. A placa de vídeo chegou mostrando do que a nova arquitetura era capaz. Em termos de desempenho, o modelo superou a GeForce GTX 480 (arquitetura Fermi), lançada em 2010. O mais impressionante é que ela fez isso com um quarto do consumo energético. Em relação ao Kepler (a geração anterior), a relação performance x watt é duas vezes maior.

A GPU que movimenta a GTX 980 é o GM204, que foi desenvolvido justamente para ser mais eficiente. Além disso, ele também é capaz de trabalhar com resolução 4K com mais facilidade que a arquitetura anterior (Kepler). De acordo com a NVIDIA, parte da pesquisa que resultou no Maxwell teve início com o desenvolvimento do Tegra K1, o chipset mobile da empresa que é, atualmente, um dos mais poderosos do mercado.

O GM204 é organizado da seguinte maneira: dentro dele existem quatro clusters de processamento gráfico, 16 processadores de stream e os controladores de memória, e o segredo da melhoria de desempenho do Maxwell está na melhor organização dos processadores de stream (SMM). Cada um dos clusters vem com um rasterizador dedicado, além de quatro SMM. Isso resulta em um total de 2.048 núcleos CUDA e 128 unidades de textura.

A memória é dividida em 4 controladores de 64 bits cada, o que totaliza os 256 bits oferecidos pela NVIDIA. Junto a eles estão 16 unidades ROP e um cache L2 de 512 K. Isso significa que o chip completo terá 64 ROPs e até 2.048 K de cache L2.

O segredo da eficiência do Maxwell está na lógica de processamento das informações. O número de redundâncias internas na transferência dos dados diminuiu consideravelmente e isso, consequentemente, também reduziu o consumo energético e deixou tudo mais rápido.

A organização dos SMMs também mudou. Agora cada um deles é dividido em quatro blocos de processamento separados e conta com seu próprio buffer de instrução e 32 núcleos CUDA. Esse particionamento simplifica o desenho e a lógica de programação, economizando espaço físico e energia, além de reduzir a latência de processamento.

Os pares de blocos de processamento agora compartilham quatro unidades de textura e cache de textura. O cache L1 também foi combinado com a função de cache de textura. A memória é dividida em sete unidades e é compartilhada entre os quatro blocos.

No Kepler, um único controlador lógico era responsável por gerenciar e enviar instruções para blocos com 192 núcleos CUDA. No Maxwell, esse bloco foi dividido em quatro; desse modo, existem quatro conjuntos de 32 núcleos CUDA onde antes existia apenas um. Além disso, cada um deles possui o seu próprio controlador lógico.

Essa nova concepção garante que cada SMM seja significativamente menor, mesmo sendo capaz de entregar até 90% do desempenho de uma unidade SM presente na arquitetura Kepler. Essa área menor permite que mais SMMs sejam implementados dentro de uma única GPU. Isso garante 25% a mais de pico de textura, 1,7 vez mais núcleos CUDA e cerca de 2,3 vezes mais desempenho de shader.

VXGI – Voxel Global Illumination

A iluminação é um dos recursos mais fundamentais na hora de garantir o realismo nas cenas. A NVIDIA sabe disso e lançou junto com a GTX 980 o VXGI, sigla para Voxel Global Illumination. A nova tecnologia pode aumentar a capacidade da GPU na hora de processar efeitos de iluminação global.

Para entender como o sistema trabalha, antes é preciso entender como os voxels funcionam: enquanto um pixel representa um ponto 2D no espaço, um voxel representa um pequeno cubo do espaço 3D. Para realizar a iluminação global, é preciso calcular a luz que é emitida por todos os objetos na cena, e não apenas as luzes diretas.

Para que isso seja feito, toda a cena é preenchida com pequenos cubos chamados voxels. Esse processo é chamado Voxelização, que é o ato de determinar o conteúdo da cena em cada voxel. Ele é análogo ao processo de rasterização, que é a determinação do valor de uma cena em dadas coordenadas 2D.

Veja na ilustração a seguir como esse processo acontece:

No VXGI, são armazenadas duas informações em cada voxel: a) a fração de voxel que contém um objeto real; e b) por qualquer voxel que contém um objeto, as propriedades da luz que vêm do objeto (ou seja, saltando para fora dele a partir das fontes de luz primária), incluindo direção e intensidade.

Assim que a fase de cobertura dos voxels termina, são armazenadas informações em cada voxel que descreve como a geometria física responde à luz. Isso inclui a codificação de opacidade da matéria e propriedades emissivas e reflexivas. Em seguida, a cena é checada novamente, desta vez verificando-se a iluminação direta em cada voxel não vazio. A cena é renderizada várias vezes a partir de pontos de vista de diferentes pontos de iluminação, capturando a luz que atinge cada voxel. O processo de voxelização fornece dados sobre toda a informação de luz presente na cena.

O último passo é a rasterização da cena, como ela é feita tradicionalmente. A diferença agora é que existe muito mais dados para serem utilizados nos cálculos juntamente com outras estruturas, como mapa de sombras.

De acordo com a NVIDIA, essa tecnologia pode ser escalonada para trabalhar em diferentes tipos de hardware, incluindo GPUs Kepler e até mesmo consoles de jogos. A vantagem do Maxwell é que ele já foi feito pensando nesse recurso, podendo aproveitar muito mais as novas funções.

O VXGI já está presente na Unreal Engine 4 e, em breve, deverá estar nos principais motores gráficos disponíveis no mercado.

DSR – Dynamic Super Resolution

A super-resolução dinâmica não é exatamente uma novidade. Existem diversas ferramentas não oficiais que podem fazer downsampling nas imagens, mas nada se iguala ao suporte oficial por parte do fabricante.

O que o DSR pode fazer é aumentar significativamente a qualidade das imagens. Para entender como ele funciona, pense em um monitor Full HD. Agora, imagine uma imagem em resolução inferior ao do monitor. Para preencher toda a tela, a imagem precisará ser esticada, deixando as imperfeições mais aparentes.

O downsampling funciona de forma parecida, só que ao contrário. Em vez de esticar uma imagem pequena para preencher a tela, ele espreme uma imagem grande para que ela possa ser exibida em um monitor com resolução menor à da imagem gerada, eliminando quase que completamente as imperfeições. Isso é especialmente útil para quem pretende rodar jogos com qualidade 4K em monitores Full HD.

Para completar, uma série de filtros especiais são aplicados às imagens com o objetivo de remover quaisquer possíveis serrilhados e/ou artefatos que restarem nas imagens. A Nokia usa um processo semelhante em alguns celulares que utilizam a tecnologia PureView, como o Lumia 930. Lá, as fotos são batidas com qualidade 20 MP e depois reduzidas para 5 MP, por exemplo.

A compatibilidade é garantida pelo GeForce Experience, que configura os jogos e todos os detalhes para que você não precise se preocupar com nada. Basta selecionar o game desejado e mudar a resolução.

Apesar de a NVIDIA focar o seu marketing no 4K, é possível utilizar resoluções menores, como o 2K ou outros valores compatíveis com a sua tela, pois o sistema oferece opções diferentes de configuração para que você possa encontrar o perfeito equilíbrio entre desempenho e qualidade visual. E isso é bastante importante, pois rodar jogos nessas resoluções exige muito do hardware.

Por enquanto, essa tecnologia é compatível apenas com a GTX 970 e a GTX 980, mas vale lembrar que a NVIDIA sinalizou a possibilidade de lançamento desses recursos para as placas de vídeo da geração Kepler, mas ainda não oficializou modelos nem datapara que isso aconteça.

MFAA

O MSAA ou Multi Sampling Anti-aliasing é o método antisserrilhados mais comum hoje em dia. Essa técnica oferece um ótimo resultado visual, mas pode pesar um pouco em resoluções mais altas — principalmente em um hardware menos potente.

Para tentar resolver um pouco essa situação, a NVIDIA está trazendo o MFAA, que pode oferecer a mesma qualidade visual do MSAA, mas não pesa tanto na hora do processamento. Para fazer isso, o sistema aplica dois tipos diferentes de AA na imagem. Em seguida, as duas mescladas para garantir um efeito próximo ao do MSAA, mas com uma penalidade menor no desempenho.

Outros recursos NVIDIA

Essa placa de vídeo também possui todos os recursos exclusivos desenvolvidos pela NVIDIA. Entre eles está o PhysX, um sistema que realiza os cálculos de física para trazer aos jogos efeitos mais realistas. Roupas, partículas e iluminação podem ficar muito mais detalhadas com o PhysX ativado.

Junto dele estão recursos avançados de antialiasing como o FXAA e o TXAA, capazes de garantir uma ótima qualidade visual sem comprometer muito o desempenho do sistema como um todo. O Adaptive V-Sync sincroniza as imagens com a frequência da tela para garantir a fluidez nas animações sempre que a placa tem poder de sobra. O efeito é ativado e desativado em tempo real para garantir um bom equilíbrio entre desempenho e qualidade visual.

O GPU Boost é uma tecnologia que pode aumentar o clock do processador gráfico em tempo real, oferecendo mais poder de fogo enquanto a temperatura máxima do chip não for atingida.

Testes de desempenho

Para conhecer todo o poder da placa de vídeo, realizamos uma série de testes práticos com ela. As configurações de vídeo foram mantidas no modo padrão, com exceção do V-Sync, que foi desativado. Os testes são divididos em três etapas diferentes: jogos, benchmarks sintéticos e poder computacional.

Máquina de testes

• CPU: Intel Core i7-3930K @ 3.800 MHz;
• Placa-mãe: EVGA X79 SLI;
• Memória: 16 GB RAM quad-channel G. Skill Sniper DDR3 2333;
• SSD: Kingston HyperX 3K 480 GB;
• HD: 3 TB Seagate ST3000M001;
• Fonte: Corsair AX1500i.

Jogos

Batman: Arkham Origins

Batman: Arkham Origins utiliza uma versão modificada da Unreal Engine 3 e DirectX 11 aliados a diversos efeitos especiais para garantir o visual. O game também aproveita o PhysX da NVIDIA para trazer recursos de física mais realistas.

Battlefield 4

Battlefield 4 utiliza a nova engine Frostbite 3 para trazer efeitos especiais e ambientes maiores e mais detalhados, incluindo muitas partículas, texturas de alta resolução e tessellation. Tudo isso através do DirectX 11.

BioShock Infinite

O terceiro BioShock utiliza uma versão altamente modificada da Unreal Engine 3 e foi refeito completamente do zero para garantir uma ótima experiência visual. O mundo do jogo é grande e repleto de efeitos visuais.

Crysis 3

O motor de Crysis 3 é o CryEngine 3, que desta vez apresenta uma série de novos recursos gráficos, incluindo fumaça e luz volumétricas e vegetação e tecidos dinâmicos, além de texturas em altíssima resolução. Para que tudo isso seja possível, o game roda exclusivamente com o DirectX 11.

GRID 2

GRID 2 utiliza a engine EGO 3.0, desenvolvida pela Codemasters e presente em diversos games de corrida da desenvolvedora. O jogo apresenta efeitos visuais impressionantes, incluindo batidas, efeitos de fumaça, luz e sombras.

Metro: Last Light

Metro: Last Light aproveita o poder das GPUs modernas para trazer gráficos excelentes, texturas em alta definição e muita destruição com efeitos especiais incríveis. O game é construído com a engine 4A e também é compatível com o PhysX, da NVIDIA.

Total War: Rome 2

Total War: Rome 2 é um game de estratégia que coloca centenas de personagens simultaneamente no mesmo campo de batalha: cenários enormes e repletos de detalhes, como rios, pedras e vegetação, precisam de uma máquina potente para serem renderizados com perfeição.

Tomb Raider

O reboot chegou com diversas novidades em relação aos games anteriores da série. O mundo aberto possui muitos lugares para serem explorados, e o título trabalha com texturas em alta definição e o recurso TressFX, que garante à protagonista do jogo cabelos incrivelmente detalhados.

Sintéticos

3DMark

O 3D Mark é, talvez, o mais conhecido software de benchmark do mercado. No mundo todo, pessoas utilizam essa ferramenta para medir o desempenho de suas máquinas. A versão que usamos é dividida em três categorias, e cada uma delas apresenta um nível de complexidade diferente.

Valley Benchmark

O Valley Benchmark utiliza a Unigine para testar os limites do hardware. O software mostra uma região montanhosa com uma enorme quantidade de árvores e plantas de variadas espécies em um terreno de 64 milhões de metros quadrados. O Valley também exibe efeitos de luz e variações climáticas, colocando o poder das placas de vídeo à prova.

Heaven Benchmark

O Heaven Benchmark foi desenvolvido para explorar todos os recursos das placas de vídeo, testando os limites do hardware em situações específicas. O teste é baseado no motor gráfico Unigine e utiliza o que há de mais moderno em sistema de iluminação, física e tessellation para determinar o poder da placa de vídeo.

Computacional

Civilization 5

Civilization 5 oferece uma ferramenta de benchmarks que utiliza o DirectCompute para calcular a taxa de descompressão das texturas do jogo. Quanto mais quadros por segundo o teste apresentar, melhor é a GPU.

Folding @ Home

O FAHBench é um benchmark que simula os cálculos do Folding @ Home, a iniciativa de pesquisa em conjunto via internet que tem o objetivo de auxiliar na descoberta de cura para doenças como Alzheimer e Parkinson. O aplicativo utiliza o OpenCL para calcular os dados.

Luxmark 2.0

O Luxmark pertence à suíte gráfica LuxRender. O que esse teste faz é simular uma série de efeitos de ray tracing através da linguagem OpenCL.

Temperatura

Apesar de o consumo energético dessa placa de vídeo ser menor, a temperatura se mantém relativamente estável e na medida de outras placas da mesma categoria, que é de 80 C. A parte boa disso é que o cooler de referência da NVIDIA não faz muito barulho para trabalhar.

Vale a pena?

Sem dúvidas, a GeForce GTX 980 é uma excelente placa de vídeo. Ela reúne uma série de funções e tecnologias que vão tornar a vida dos jogadores mais fácil no PC. Contudo, em termos de desempenho bruto, ela ainda não vai muito além de o que a GeForce GTX 780 Ti podia oferecer na geração anterior. Nos gráficos é possível ver que ela vence as placas de referência, mas ainda fica atrás dos modelos mais poderosos, com GPUs "turbinadas".

Isso acontece porque o foco da NVIDIA dessa vez foi na tecnologia e na economia de energia, características mais marcantes do Maxwell. Mesmo assim, essa GPU conseguiu ocupar o primeiro lugar da categoria, superando tanto a 780 Ti quanto a R9 290X em termos de consumo energético, potência e ruído (ou melhor, falta de ruído).

É claro que na comparação de testes vemos outros modelos superando a GTX 980 (um exemplo disso é a GTX 780 Ti KingPin). Isso acontece em casos de placas de vídeo modificadas e de alto desempenho. Em breve teremos modelos assim baseados no novo GM204 e aí sim poderemos ver o poder total da nova GPU.

Isso poderá ser potencializado muito mais pela principal característica do Maxwell, que é o baixo consumo de energia. Isso nos leva a crer que com mais potência, essa GPU pode ir muito mais longe que a geração anterior.

O grande diferencial desse modelo são as novas tecnologias que vieram em uma boa hora, principalmente o DSR, que vai permitir jogos rodando com qualidade 4K em monitores Full HD. Apesar de não ser um recurso completamente novo, a NVIDIA está facilitando a vida dos jogadores ao introduzi-lo no GeForce Experience.

Lá fora, esse modelo pode ser encontrado por 550 dólares (cerca de R$ 1.350, sem impostos). O preço está na média de outros produtos da mesma categoria, sendo mais baixo inclusive que o valor de lançamento da GTX 780 e da GTX 780 Ti, que chegaram por US$ 649 e US$ 699, respectivamente.

Tudo isso faz com que seja um bom negócio investir na GeForce GTX 980 se você está em busca de uma placa de vídeo poderosa e cheia de recursos legais.