Nvidia chính thức giới thiệu Titan X, mẫu card đồ họa đơn nhân dành cho máy tính cá nhân mạnh nhất hiện nay trong sự kiện GPU Technology Conference 2015 vừa qua. Còn nhớ tại hội nghị các nhà phát triển game vài tuần trước đó, đại diện hãng lần đầu hé lộ một số thông về Titan X qua phần trình diễn công nghệ thực tế ảo của Epic Game và cho biết đây là mẫu card đồ họa có tốc độ xử lý hình ảnh trong game “Thief in the Shadows” có thể đạt đến 90 fps (khung hình mỗi giây) khi sử dụng với nguyên mẫu kính thực tế ảo Crescent Bay của Oculus Rift.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ có dịp tìm hiểu kỹ hơn về kiến trúc đồ họa và sức mạnh của GeForce GTX Titan X, mẫu nguyên bản do Nvidia cung cấp qua những công cụ benchmark cùng một số tựa game nặng. Sản phẩm có giá bán lẻ do Nvidia đề nghị (MSRP) khoảng 999 USD, tương đương 21,63 triệu đồng.

Ưu điểm
 

  • Hiệu năng cao.
  • Card đơn nhân duy nhất có thể chơi game 4K với chất lượng đồ họa cao.
  • Quạt làm mát hoạt động êm cả khi tải nặng.

Khuyết điểm

  • Tản nhiệt hiệu quả không cao khi chạy ứng dụng đồ họa, game nặng.
  • Tỷ suất hiệu năng/giá thấp.

Thiết kế



Titan X có nhiều nét tương đồng với hai mẫu card đồ họa cùng dòng là Titan và Titan Black, bo mạch chuẩn full size (26,7 x 11,1 cm) và chiếm hai khe gắn card mở rộng trên bo mạch chủ. Công nghệ tản nhiệt lồng sóc với khối nhôm áp trực tiếp lên GPU cùng quạt làm mát đệm bi (ball bearing) có tốc độ vòng quay cao, độ ồn thấp và tuổi thọ dài hơn đáng kể so với quạt đệm bọc (sleeve bearing).

Thử nghiệm thực tế cho thấy tản nhiệt hoạt động rất êm, gần như không nghe được tiếng ồn khi hệ thống ở trạng thái không tải hoặc chạy ứng dụng văn phòng, lướt web đơn giản. Dù vậy, xét về khả năng tản nhiệt lại đạt hiệu quả không cao như công nghệ đặc trưng DirectCU của Asus hoặc WindForce của Gigabyte.



Thiết kế Titan X dựa trên nhân đồ họa GM200-400, kiến trúc Big Maxwell với tổng cộng 3.072 nhân CUDA chạy ở xung nhịp mặc định 1.002 MHz và có thể tăng tốc đạt 1.089 MHz ở chế độ Boost. Tổng số nhân CUDA này được phân thành 6 cụm xử lý (Graphics Processing Cluster - GPC), mỗi cụm có 24 SMM và chia sẻ chung bộ nhớ đệm cấp 2 (L2 cache). Số đơn vị phủ vân bề mặt hình ảnh - TMU (Texture Mapping Unit) là 192 và có đến 96 bộ xử lý ROP (Raster Operation Unit).

Bên cạnh đó, mẫu card mới của Nvidia có đến 12GB bộ nhớ GDDR5, xung nhịp (memory clock) ở mức 1.753 MHz cùng 6 bộ điều khiển bộ nhớ (memory controller) với độ rộng băng thông 384 bit. Sản phẩm có công suất tiêu thụ (TDP) 250W, thấp hơn so với mức 275W của Titan Ultra lẫn bản Titan nguyên mẫu (256W). Card sẽ cần hai đường cấp nguồn +12V PCI Express 6 và 8 chân và theo khuyến cáo của Nvidia, bạn sẽ cần bộ nguồn công suất thực 600W hoặc cao hơn nhằm đảm bảo mức tải cho toàn hệ thống.

Kiến trúc Big Maxwell



Như đề cập trên, thiết kế dựa trên GPU kiến trúc Big Maxwell tương tự là GTX 980 và GTX 970 nên card được trang bị một số công nghệ mới giúp cải thiện chất lượng hình ảnh, mang đến game thủ những trải nghiệm giống với môi trường thực tế hơn. Chẳng hạn công nghệ Voxel Global Illumination (VXGI) giúp thể hiện hình ảnh tương tác với ánh sáng theo thời gian thực, nhờ vậy chất lượng hình ảnh trong game sẽ sáng và sắc nét hơn.

Công nghệ Dynamic Super Resolution (DSR) giúp GPU có thể xuất tín hiệu hình ảnh 4K trên màn hình độ phân giải Full HD qua việc lọc và tăng chất lượng điểm ảnh. Hiểu một cách đơn giản, DSR sẽ dựng hình trong game ở độ phân giải cao hơn với đầy đủ chi tiết và kết quả sau đó sẽ được nén lại, trả về độ phân giải tương ứng khả năng hỗ trợ của màn hình.

Đáng chú ý là cơ chế khử răng cưa đa khung hình (multi-frame sampled anti-aliasing hay MFAA) có chức năng làm mịn hình ảnh không kém cơ chế khử răng cưa đa mẫu (MSAA) truyền thống nhưng hiệu quả hơn do ít ảnh hưởng đến tốc độ dựng hình. Ngoài ra, GPU mới cũng tăng tốc khả năng xử lý đa phương tiện như chỉnh sửa hình ảnh hoặc biên tập video. Các nhân xử lý đồ họa cũng hỗ trợ kiến trúc tính toán song song CUDA (Compute Unified Device Architecture), khai thác sức mạnh tính toán chung giữa CPU và GPU.

Đánh giá hiệu năng



Cấu hình thử nghiệm xây dựng trên nền tảng Haswell-E với bo mạch chủ Gigabyte GA-X99-UD4, CPU Intel Core i7-5930K, bộ nhớ DDR4 Adata XPG Z1 16GB, bus 2.400MHz, SSD Adata SP910 256GB và nguồn SilverStone Strider Plus 1000W. Dù chỉ có sáu nhân vật lý và hỗ trợ công nghệ hyper threading nhưng Core i7-5930K vẫn có đến 40 tuyến PCI Express 3.0 để truyền tín hiệu trực tiếp giữa CPU và card đồ họa rời. Điều này giúp khắc phục được tình trạng “nghẽn cổ chai” vốn ảnh hưởng rất lớn đến kết quả thử nghiệm.

Bên cạnh những công cụ quy chuẩn đánh giá tổng thể hiệu năng là 3DMark 11 và Heaven Benchmark 4.0, Tinhte cũng sử dụng một số tựa game như DiRT 3, Alien vs. Predator, Tom Raider, Resident Evil 6, Thief và cả GTA V để cho thấy cách thức card đồ họa dựng hình như thế nào. Riêng GTA V, chúng tôi dùng công cụ FRAPS để ghi nhận tốc độ khung hình. Cũng cần nói thêm việc chọn tựa game nào làm công cụ benchmark phải thể hiện được sự nhất quán, ổn định và kết quả nhận được đáng tin cậy, có thể dùng đối chiếu với những sản phẩm từng thử nghiệm trước đó.
 

 ​


Kết quả tổng thể cho thấy sức mạnh mẫu card nguyên bản của Nvidia đủ chinh phục tất cả phép thử theo kịch bản xây dựng ở độ phân giải Full HD cùng mức thiết lập đồ họa cao nhất. Cụ thể trong phép đánh giá khả năng xử lý đồ họa đa luồng 3DMark Fire Strike, cấu hình thử nghiệm đạt 14.735 điểm tổng thể, xét riêng Graphic đạt 16.850 điểm và CPU đạt 14.899 điểm.

Với Heaven Benchmark, phép thử đồ họa có nhiều nét tương đồng với 3DMark nhưng nhấn mạnh công nghệ Tessellation, GeForce Titan X đạt 2.066 điểm và khả năng dựng hình đạt 82 fps (khung hình/giây) ở độ phân giải 1.920 x 1.080 pixel, thiết lập đồ họa Extreme, vượt xa mức chuẩn 30 fps và thậm chí cao hơn đáng kể so với con số 60 fps mà game thủ hướng đến.

Tương tự các game thử nghiệm cũng đạt kết quả ấn tượng không kém, chẳng hạn DiRT 3 đạt đến 204,2 fps, Thief đạt 85,8 fps với chất lượng đồ họa cao nhất (very high) trong khi tỷ lệ khung hình của GTA V cũng dao động ở mức 60 fps.



Tinhte cũng kiểm thử khả năng xử lý đồ họa 4K qua phép thử 3DMark Fire Strike Ultra và nhận thấy card chỉ đạt 3.891 điểm Graphics, trong đó tốc độ xử lý trong phép thử đồ họa 1 đạt 21,09 fps và phép thử 2 thấp hơn, chỉ 14,13 fps.

Điều này cũng hoàn toàn bình thường vì theo Nvidia cho biết Titan X là mẫu card đồ họa máy tính đơn nhân đầu tiên chơi được game ở độ phân giải 4K với chất lượng đồ họa cao - chứ vẫn chưa thể đạt mức Ultra. Có thể thấy rằng tùy thuộc vào yêu cầu đồ họa cụ thể của mỗi tựa game mà thậm chí tỷ lệ khung hình giảm xuống dưới mức 30 fps.

Như vậy, nếu bạn muốn “phá băng” được nhiều game ở độ phân giải 4K ở chất lượng đồ họa cao nhất thì cần phải ghép nối hai card đồ họa Titan X theo công nghệ SLI để tăng khả năng đa xử lý của hệ thống.

Công suất tiêu thụ, nhiệt độ



Kiểm tra khả năng tản nhiệt card đồ họa và công suất tiêu thụ cấu hình thử nghiệm (không bao gồm màn hình) qua phép thử đồ họa 3DMark 2013 Fire Strike, nhiệt độ và công suất hệ thống được ghi nhận qua phần mềm GPU-z và Logger Lite trong môi trường khoảng 28 độ C.

Ở chế độ không tải, nhiệt độ GPU dao động ở mức 41 độ C, quạt hoạt động rất êm với tốc độ vào khoảng 1.052 vòng/phút (rpm). Mức công suất tiêu thụ của cấu hình thử nghiệm là 66,5W, tính theo trị số trung bình cộng.



Trong phép thử đồ họa 3DMark và chơi game, mức công suất tiêu thụ cấu hình thử nghiệm là 402,6W, tính theo giá trị cao nhất. Tản nhiệt hoạt động khá êm, tốc độ quạt vào khoảng 2.367 vòng/phút nhưng xét hiệu quả tản nhiệt không cao khi GPU đạt đến 85 độ C.

Dù vẫn thấp hơn ngưỡng tới hạn mà hãng công bố (91 độ C) nhưng điều này cho thấy khả năng ép xung của card không cao vì rất dễ rơi vào tình trạng quá nhiệt.

Đánh giá tổng quan

Việc ra mắt Titan X cho thấy Nvidia vẫn tiếp tục dẫn đầu về hiệu năng trong dòng card đồ họa đơn nhân. Xét tổng thể, sức mạnh mẫu card nguyên bản của Nvidia đủ chinh phục tất cả phép thử theo kịch bản xây dựng ở độ phân giải Full HD, thậm chí cả độ phân giải 4K với chất lượng đồ họa cao.

Tuy nhiên với mức giá bán lẻ do Nvidia đề nghị (manufacturer suggested retail price - MSRP) khoảng 999 USD, tức cao gần gấp đôi so GeForce GTX 980 (giá 550 USD) và cao hơn khoảng 43% so với AMD Radeon R9 295x2 (700 USD) thì rõ ràng rất khó hấp dẫn người dùng nếu hiệu năng không phải là tiêu chí quan trọng nhất.

Cấu hình thử nghiệm: Bo mạch chủ Gigabyte GA-X99-UD4, bộ xử lý Intel Core i7-5930K, RAM DDR4 Adata XPG Z1 16GB, bus 2.400MHz, SSD Adata SP910 256GB, HDD Black WD4001FAEX 4TB, nguồn SilverStone Strider Plus 1000W, Windows 7 Ultimate sp1.

Theo Tinhte