Review: placa de vídeo NVIDIA Titan X Pascal

13/04/2017 às 18:42

16 min de leitura

A NVIDIA segue uma tradição em suas famílias de placas de vídeo, com modelos que atendem desde os consumidores que buscam suporte básico para jogos populares — onde temos placas como a GTX 1050 — até entusiastas que pretendem abusar das configurações gráficas nos títulos mais recentes — aqui entram placas do nível da GTX 1080 e superiores.

Na geração Pascal, a fabricante havia lançado uma linha bem completa e, no ano passado, parecia ter finalizado a família com o lançamento da TITAN X — modelo que recebeu o mesmo nome de uma antecessora, algo que confundiu bastante os jogadores.

Entretanto, recentemente, a marca lançou uma novidade bastante peculiar: a GeForece GTX 1080 Ti, que chegou com promessas assustadoras para os games e um preço muito competitivo. Conforme nós comentamos em nosso review, a GTX 1080 Ti veio mesmo para cumprir as promessas da NVIDIA e se mostrou a placa mais poderosa para jogos do mundo.

Ocorre que, no começo de abril, a fabricante anunciou uma nova placa, chamada TITAN Xp, que promete tomar esse título e levar os gráficos para um novo nível. A novidade chamou atenção dos jogadores e entusiastas, uma vez que traz especificações similares às da TITAN X, mas vem com alguns truques na manga.

Bom, de fato, uma atualização na TITAN X realmente parecia necessária, pois a GTX 1080 Ti passou em muitos números a poderosa placa que deveria ser a top de linha. Bom, ainda que a TITAN X com arquitetura Pascal esteja quase descontinuada, a NVIDIA nos enviou uma unidade para testes, com o objetivo de conferirmos o poder dela, principalmente em comparação com a GTX 1080 Ti.

Especificações

Design tradicional com acabamento diferenciado

As placas TITAN geralmente são exclusividade da NVIDIA, ou seja, as fabricantes parceiras raramente recebem o projeto para personalização e venda. Assim, o design dessa linha se manteve bastante regular ao longo dos anos, com ajustes pontuais que visam a melhorias na parte de arrefecimento e, consequentemente, no funcionamento do produto.

Assim, a TITAN X Pascal chega somente em sua versão de “referência” ou, nas mais recentes gerações, “Founders Edition”. Em geral, esta placa fabricada pela própria NVIDIA não é facilmente encontrada no Brasil e, com o anúncio da TITAN Xp, vai ficar ainda mais rara.

Bem, na parte visual, a TITAN X Pascal é muito similar à GeForce GTX 1080 e 1080 Ti; a única diferença é na parte da cor da carcaça, que abandona os tons prateados e foca somente no preto. O corpo em alumínio chama atenção, ainda mais com as retas marcantes e a inserção de polígonos na carcaça, em uma composição bastante elegante.

As dimensões do produto são idênticas, sendo que as três placas top de linha Pascal funcionam perfeitamente com seus respectivos sistemas inseridos em um mesmo projeto. Falando nisso, o layout da TITAN X Pascal suporta a mesma câmara de vapor que vimos na GTX 1080 Ti e um cooler do tipo blower de mesmo tamanho, algo que já era esperado, uma vez que elas são bem parecidas em potência e consumo.

Na lateral, o logotipo GEFORCE GTX retroiluminado na cor verde garante a familiaridade com o restante das placas de referência da marca. Aqui, também temos os conectores de energia, sendo um para 6 pinos e outro para 8.

GP102: arquitetura Pascal refinada

A NVIDIA TITAN X Pascal foi a primeira placa de vídeo a apresentar o chip gráfico GP102, o mesmo que foi reutilizado na recente GTX 1080 Ti e também dá o poder para a nova TITAN Xp. Com litografia de 16 nm, a NVIDIA foi capaz de embutir uma infinidade de componentes nesta GPU, que dão todo o poder gráfico para as TITANs e para a 1080 Ti.

Esta GPU conta com 12 bilhões de transistores, que formam um aglomerado de 3.584 CUDA cores. Esses tantos núcleos são divididos entre os 28 multiprocessadores de streaming Pascal, e esta é exatamente a mesma configuração que vemos na GTX 1080 Ti. A TITAN Xp já tem incrementos tanto no número de núcleos quanto nos multiprocessadores.

Seguindo o que já vimos na review da GTX 1080 Ti, temos aqui uma configuração diferenciada de clusters de processamento gráficos (GPC), multiprocessadores streaming (SM) e controladores de memória. Nessa arquitetura, cada SM é emparelhado com uma engine Polymorph, que é responsável por cuidar dos vertex, do tessellation, da transformação porta de visualização e das correções de perspectiva. A combinação de um SM com uma engine Polymorph é chamada de TPC.

A GPU GP102 da TITAN X Pascal é composta por 6 GPCs, 28 multiprocessadores streaming Pascal e 12 controladores de memória. Cada cluster de processamento gráfico apresenta uma engine de rasterização dedicada. Vale notar que a NVIDIA ainda introduziu 28 unidades de geometria e 224 unidades de textura (TMUs).

Outra informação pertinente quanto à arquitetura Pascal da GP102 desta TITAN X diz respeito ao sistema de memória. Cada um dos 12 controladores de memória tem interface de 32 bits, o que dá o total de 384 bits. Atrelados a cada controlador, temos oito unidades ROPs e 256 KB de memória cache L2. Somando tudo, fechamos a conta com 96 ROPs e 3.072 KB de cache L2. Uma monstruosidade!

Em questão de clock, a TITAN X Pascal roda a 1.417 MHz em seu estado normal. Em modo boost, a frequência sobe para 1.531 MHz. Na prática, isso significa que ela desenvolve menos do que a GTX 1080 Ti, que tem clocks mais altos em modo default e boost. Todavia, é perfeitamente possível subir os clocks da TITAN X, já que é uma placa que aceita algum incremento na frequência.

Quando anunciada, a TITAN X Pascal impressionou pela memória: são 12 GB de memória GDDR5X. Os módulos trabalham com clock de 5,0 GHz, chegando à velocidade de 10 Gbps. A interface é de 384 bits e a largura de banda chega a 480 GB/s. O clock da memória é inferior ao da GTX 1080 Ti, mas a interface garante maior passagem de dados, o que leva a um empate técnico.

Muita memória de alta velocidade!

Assim como na GTX 1080, a NVIDIA aposta aqui novamente na tecnologia GDDR5X, que dá conta tranquilamente do recado, com uma largura de banda que acompanha a quantidade insana de dados processada pelo chip gráfico. O melhor, no entanto, é que a fabricante ampliou a quantidade de memória para 12 GB, o que garante que absolutamente qualquer jogo vai rodar com tranquilidade.

Com interface de 384 bits e capacidade de transferência de até 10 gigabits por segundo, os módulos instalados na TITAN X conseguem alcançar desempenho surpreendente. Em um comparativo de especificações, o consumidor pode ter a impressão de que o GDDR5X não apresenta ganhos sobre o GDDR5.

Apesar de algumas similaridades, essa mudança de padrão é significativa. A diferença entre os dois está na parte interna, visto que o GDDR5X conta com capacidades duplicadas no acesso da memória. O GDDR5X usa prefetch de 64 bits, enquanto o GDDR5 apresenta 32 bits. Em teoria, isso dobra a largura de banda de memória, o que torna possível alcançar uma taxa de transferência muito maior, mesmo usando clocks mais baixos.

Com clock de 5,0 GHz na memória (o que dá um efetivo de 10 GHz) e a interface robusta, a TITAN X Pascal entrega largura de banda que chega a 484 GB/s. Na prática, isso permite que essa unidade gráfica da NVIDIA transfira uma enormidade de dados de um lado para outro sem problemas de atraso, algo importante em jogos com resolução 4K ou com a tecnologia de realidade virtual.

Compressão de memória

Conforme documento oficial da NVIDIA, o subsistema de memória da TITAN X usa técnicas de compressão de memória sem perda de qualidade para reduzir as demandas de largura de banda da memória RAM.

Com esse tipo de funcionalidade, a placa de vídeo consegue reduzir a quantidade de dados escritos na memória, diminuir as informações transferidas para a memória cache L2 e também moderar o montante nas transferências entre as unidades de textura e o buffer.

Tal qual outras placas da série Pascal equipadas com GDDR5X, a TITAN X usa algoritmos e determina, de forma inteligente, como os dados devem ser comprimidos. Um desses recursos é o delta color, que calcula as diferenças entre os pixels em um bloco e armazena somente referências, podendo reduzir os dados até pela metade.

O resultado do uso dessa tecnologia é uma redução na quantidade de bytes que devem ser buscados na memória em cada frame. O ganho com essa funcionalidade é perceptível na largura de banda da memória, gerando uma redução de 20% na busca por informações.

Computação assíncrona

Muitos dos jogos mais recentes são projetados para usar cargas de trabalho mais complexas, que garantem o processamento assíncrono, de modo que os componentes do computador podem trabalhar juntos para entregar a imagem renderizada no menor tempo possível.

Com a chegada desse tipo de tecnologia, a GPU não fica mais ociosa e pode ser aproveitada em todo seu potencial. Em alguns casos, o chip gráfico tinha uma determinada carga de trabalho que ficava bem abaixo de sua capacidade, tornando necessário aguardar a próxima carga de tarefas para continuar o processamento.

A nova arquitetura da TITAN X permite que toda sua capacidade seja aproveitada. Agora, é muito mais simples para o chip gráfico processar uma cena de renderização ao mesmo tempo em que trabalha com múltiplos elementos de PhysX.

A utilização de APIs que têm acesso ao hardware ajuda muito nesse sentido, pois é possível averiguar a carga de trabalho constantemente e ajustar com frequência as tarefas da GPU. Basicamente, o chip gráfico pode efetuar uma divisão inteligente nas tarefas e até pausar algumas filas de processamento para assumir o que é mais importante.

GPU Boost 3.0

A tecnologia GPU Boost já é utilizada nas placas da NVIDIA há muito tempo. Com base nos parâmetros de hardware, o chip gráfico pode efetuar ajustes no clock da GPU até que ele atinja uma determinada temperatura-alvo.

Essa funcionalidade garante ganhos de performance adicionais quando a GPU percebe que é necessário mais poder de processamento e verifica que há espaço para efetuar tal mudança em sua frequência. Até agora, o GPU Boost funcionava com base em uma reta predeterminada, que trabalhava de forma travada a partir dos valores da tensão.

Com a terceira versão da tecnologia, a NVIDIA consegue extrair ainda mais performance do chip gráfico, pois agora o componente pode trabalhar com ajustes de tensão mais flexíveis, que regulam a frequência constantemente e garantem sempre o máximo desempenho.

O resultado é uma curva de altos e baixos que mostra a adaptação do chip de acordo com o espaço disponível para esse aumento no clock, obviamente sem exceder a temperatura-limite. Basicamente, diferente do antecessor, o GPU Boost 3.0 não perde uma oportunidade de overclocking, ultrapassando constantemente até mesmo o limite de Boost de referência.

Testes de desempenho

Para conferir o desempenho da placa de vídeo em situações práticas, nós realizamos uma série de testes que você possivelmente faria em seu computador. As configurações de vídeo foram definidas para o nível mais elevado, incluindo filtros, mas o V-Sync foi mantido desativado.

Máquina de testes

Sistema: Windows 10 Pro
CPU: Intel Core i7-6700K
Placa-mãe: GIGABYTE Z170-X Gaming G1
Memória: 16 GB RAM Corsair DDR4 2133
SSD: Intel 540 Series 480 GB
SSD 2: WD Blue 1 TB
HD: WD Blue 4 TB
Fonte: Corsair AX1500i
Versão do driver da NVIDIA: 378.92

Jogos

Batman: Arkham Knight

O mais recente jogo da franquia do Homem-Morcego abusa do poder do chip gráfico, colocando o componente de vídeo sob grande estresse e testando a máquina com vários filtros e efeitos.

O game do Homem-Morcego já roda suave em placas mais simples, então não deveria ser uma tarefa pesada para esta placa. Todavia, com a resolução Full HD, o desempenho da TITAN X Pascal ficou abaixo da GTX 1080 Ti, da GTX 1080 e até da TITAN X da série 900. Foi um tanto chocante ver esses resultados, mas repetimos o teste diversas vezes e os números foram similares.

Aparentemente, os resultados bizarros na resolução Full HD se devem a algum problema de driver. Felizmente, na qualidade 4K, o jogo rodou muito melhor e quase alcançou os números da GTX 1080 Ti. Interessante é notar que as taxas mínimas da TITAN X Pascal em 4K foram muito boas, o que gera um gameplay mais agradável.

Deus Ex: Mankind Divided

O novo game da série Deus Ex vem recheado de novidades gráficas que prometem levar os componentes de vídeo ao limite. O jogo é um dos mais pesados que já vimos, sendo que nem mesmo placas mais robustas dão conta do game com todos os filtros ativados. Nós rodamos os testes em nível máximo, só retiramos o MSAA.

O último game da série Deus Ex consome muitos recursos, mas ele não é páreo para a TITAN X Pascal, que roda com qualidade Ultra, em Full HD, com média de mais de 90 frames por segundo e taxa mínima acima de 60 fps. Neste caso, a TITAN X foi levemente melhor do que a GTX 1080 Ti, mas é possível determinar um empate, já que os números são quase idênticos.

Na resolução 4K (no gráfico abaixo), a história foi muito similar em termos de performance das duas placas. A TITAN X Pascal novamente ficou em primeiro lugar, mas é importante perceber que ela marcou mínimas bem menores, o que causa inconsistências no gameplay. A média maior foi possível graças às taxas máximas, que fizeram a média subir consideravelmente.

Ghost Recon Wildlands

Outro jogo pesado é o novo Ghost Recon, que deu um trabalhão para a GTX 1080 Ti. No Ultra, em resolução Full HD, o game marca mínimas de 53 frames por segundo.

Com a qualidade Ultra, em Full HD, a média de 63 frames por segundo na TITAN X Pascal foi muito similar à que conseguimos na GTX 1080 Ti. Curiosamente, o jogo não parece ter a capacidade de puxar todo o poder da placa, uma vez que o uso de GPU ficou em 91%. Além disso, ele usou muito mais a CPU para algumas cenas, o que pode ter resultado nessa performance inferior na TITAN X.

A resolução 4K desse game é violenta, o que impacta bastante nos resultados. Na qualidade Ultra, a TITAN X Pascal sofreu para manter a média acima dos 30 fps, com quedas para 27 fps. Os resultados foram um pouco melhores do que os da GTX 1080 Ti, mas a diferença é tão pequena, que, novamente, temos um empate técnico.

Grand Theft Auto V

Um dos mais famosos jogos da atualidade é também um dos mais exigentes. O GTA V conta com uma quantidade absurda de detalhes que colocam muitas placas de vídeo robustas sob grande estresse.

O magnífico GTA V rodou tranquilo em Full HD com a melhor qualidade gráfica na TITAN X Pascal. Todavia, a média nela ficou mais próxima daquela obtida na GTX 1080. A GTX 1080 Ti apresenta resultados 10% superiores. O pior é que as mínimas na TITAN X são preocupantes, já que incomodam muito na jogatina.

Metro Last Light Redux

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 uma excelente prova de fogo para placas mais robustas.

O benchmark do título é perfeito para placas avançadas (que muitas vezes não alcançam o patamar dos 60 frames por segundo). Contudo, novamente, a TITAN X Pascal se comportou de forma bizarra, com uma performance que deixou muito a desejar. Ela perde para a GTX 1080 Ti e também para a GTX 1080, algo que também pode ser um problema com o driver.

Middle Earth: Shadow of Mordor

Um dos jogos de maior sucesso dos últmos tempos é também um ótimo título para teste de poder gráfico. Baseado na série Senhor dos Anéis, conta com uma grande quantidade de elementos em cenário e pode representar um bom desafio em alguns momentos para os processadores gráficos.

Conforme podemos ver nos resultados, a TITAN X Pascal se comportou de forma exemplar, com muita performance para aproveitar o jogo em sua qualidade máxima. Ela superou a GTX 1080 em quase 20% e chegou bem perto dos resultados da GTX 1080 Ti. Os picos máximos surpreendem, mas as mínimas foram um tanto preocupantes.

Na resolução 4K, novamente temos um cenário similar, em que a TITAN X Pascal fica muito perto da GTX 1080 Ti. Mais uma vez, infelizmente, temos algumas inconsistências nas marcas mínimas e máximas. São raras as vezes em que isso ocorre, mas a queda para 30 fps pode impactar no gameplay.

Rise of the Tomb Raider

Aproveitando a chegada do novo jogo da franquia Tomb Raider, nós resolvemos realizar um teste com a TITAN X Pascal para fazer alguns comparativos com outras placas que testamos recentemente. Como este é um game que conta com visuais estonteantes e já utiliza o DirectX 12, ele pode ser muito relevante para análise.

O último game da Lara Croft se mostra pesado até para placas top, mas ele não é capaz de desafiar a performance da TITAN X Pascal, que marca fácil quase 80 fps de média. Vale notar que nesse teste na resolução Full HD com a qualidade máxima e filtros ativados, essa placa quase alcançou a performance da GTX 1080 Ti.

The Division

The Division consome muitos recursos do computador, mas, levando em conta o poder da TITAN X, ele não deve ser um título muito pesado. O jogo aproveita muito bem vários filtros e tecnologias para entregar visuais de primeira. Um recurso presente nele é o sistema de benchmark automático, que permite rodar testes iguais em diferentes placas.

A NVIDIA TITAN X deu conta do game com facilidade na resolução Full HD e na qualidade Ultra. Em nossos testes, ela marcou marcou 121 frames por segundo de média, o que dá um empate com a GTX 1080 Ti e mostra que ela é quase 20% superior em relação à GTX 1080.

Ao mudar para a resolução 4K, ela ainda mantém quase 50 fps na qualidade máxima, o que mostra novamente um empate com a GTX 1080 Ti. Curiosamente, nas duas resoluções, a TITAN X Pascal consumiu muitos recursos da CPU.

Vale a pena?

O projeto da TITAN X Pascal é surpreendente em todos os sentidos. Em uma época em que a GTX 1080 já impressionava, a NVIDIA trabalhou arduamente para desenvolver uma placa ainda mais robusta. Com design de referência atualizado, consumo de energia devidamente regulado e um hardware impressionante, essa placa chegou com promessas gigantes.

Basicamente, a NVIDIA TITAN X Pascal chega para elevar o patamar de desempenho lá no alto. Ela ultrapassa a GTX 1080 na maioria dos casos, sendo que só vimos alguns problemas por conta do driver, então é importante pensar que essa monstra tem capacidade ainda não explorada e pode apresentar números até melhores em jogos que obtivemos resultados inferiores.

Vale notar que, quando realizamos os testes (4 de abril), o driver disponível era o 378.92, e todos os resultados apresentados neste review são relativos a testes com essa versão. Atualmente, a NVIDIA já disponibilizou uma atualização que pode significar melhorias pontuais em alguns casos.