A arquitetura Maxwell chegou ano passado com a GeForce GTX 750, e mais perto do final do ano impressionou com a GeForce GTX 980, que, na época, era considerada a GPU single chip mais potente. Agora chegou a vez de uma categoria que é sempre a placa de vídeo mais aguardada da geração: a GeForce GTX 960.

Por que mais aguardada? Simples, pois os modelos terminados em “60” estão na categoria chamada “sweet spot”, ou simplesmente o melhor custo x benefício. A NVIDIA desenvolveu um novo chip para esse modelo, que segue com as principais características da arquitetura Maxwell até o momento: baixo consumo e novos recursos, como VXGI e MFAA.

A placa que nós testamos é fabricado pela EVGA. A GeForce GTX 960 SuperSC oferece diferenças importantes em relação aos modelos de referência da NVIDIA. Um dos destaques fica para o clock mais elevado, e outro é o sistema de refrigeração ACX 2.0 que vem com novidades nessa nova geração.

Especificações

Design e sistema de refrigeração

Como sabemos, a NVIDIA desenvolve as GPUs e cria modelos de referência para que uma série de fabricantes possa montar seus produtos com recursos e sistemas de refrigeração exclusivos.

No modelo que testamos, a estrela é o sistema de refrigeração ACX 2.0+, que oferece uma série de melhorias em relação à versão anterior. Um dos destaques vai para os novos ventiladores, que agora possuem mais pás, o que possibilita uma refrigeração mais eficiente, além de produzir menos ruídos devido ao sistema de esferas que compõe os rolamentos.

O funcionamento do novo sistema de coolers é bem interessante. Quando a placa de vídeo está em uma temperatura relativamente baixa, os ventiladores ficam desligados, evitando barulho desnecessário. Quando as coisas começam a esquentar, os eles começam a girar, lentamente.

A parte boa do novo sistema é que mesmo quando eles estão girando, não existe muito barulho, já que o sistema de rolamentos duplos garante uma boa eficiência.

A EVGA também inclui na GeForce GTX 960 SuperSC uma placa de refrigeração para os MOSFETs o que reduz em até 11 °C a temperatura desses componentes.

Esses detalhes mostram que a EVGA está trabalhando muito para melhorar a sua linha de produtos e está desenvolvendo soluções cada vez mais interessantes. Isso pode ser visto, principalmente, se analisarmos a evolução das placas da mesma categoria.

Maxwell GM206

Os rumores estavam mesmo corretos: o chipset que integra a GeForce GTX 960 é o GM206, o mais novo modelo da família Maxwell. Em termos de arquitetura, ele não tem muita diferença do GM204 que está presente na GTX 980.

O Maxwell foi criado para ser eficiente, tanto energeticamente quanto em termos de desempenho. Cada um dos processadores de stream (Maxwell Streaming Multiprocessors – SMM) é dividido em 4 blocos de processamento independentes, sendo que cada um deles possui 32 núcleos CUDA, o que totaliza 128 núcleos por SMM.

Cada um dos 4 blocos de processamento possui o seu próprio mecanismo de agendamento de instruções, o que permite que os núcleos sejam muito mais bem “aproveitados” pelo sistema. Isso melhora bastante a eficiência do trabalho e diminui o desperdício de energia.

O sistema de cache do Maxwell também é mais eficiente que o Kepler (geração anterior). Agora, as unidades de processamento possuem 96 kb de memória compartilhada, enquanto as funções de cache L1 / textura são combinadas em um pool de 24 kb de memória por par de blocos de processamento (48 kb por SMM).

Para simplificar: o Maxwell pode apresentar até 1,4x mais desempenho por núcleo que o Kepler. Além disso, ele também consegue apresentar 2x mais desempenho por watt.

GeForce GTX 960 SuperSC

Como já citamos antes, a categoria 60 de placas de vídeo é a mais apreciada pelos jogadores, isso porque ela pertence à linha que apresenta o melhor custo x benefício da família.

As placas intermediárias também são as mais utilizadas pelos jogadores de todo o mundo: de acordo com uma pesquisa realizada pela plataforma virtual Steam, as placas de vídeo que estão em primeiro e segundo lugar são, respectivamente, a GTX 660 e a GTX 760.

A placa de vídeo que nós testamos é ligeiramente mais poderosa que os modelos de referência fornecidos pela NVIDIA. A GTX 960 SuperSC (abreviação para Super Super Clocked) vem com frequências maiores que o modelo de referência, e isso garante ainda mais potência para os games.

Enquanto a placa de referência trabalha com clocks de 1.126 a 1.178 MHz, o modelo que testamos vem com clocks que vão de 1.279 a 1.342 MHz. O sistema de refrigeração também é mais eficiente e silencioso, como já comentado anteriormente.

Para garantir a segurança, a EVGA também oferece nesse modelo o recurso de dupla BIOS, ou seja, você pode ter duas programações de funcionamento na mesma GPU – uma com overclock mais ousado, por exemplo, e outra no padrão de fábrica.

Essa placa de vídeo trabalha com uma interface de memória de 128 bits. Pode parecer um passo atrás, principalmente porque a GTX 760 trabalhava com uma interface de 256 bits. Contudo, não podemos analisar e comparar apenas os números quando lidamos com arquiteturas diferentes.

Essa melhora na eficiência se dá por causa do novo controle de memória criado pela NVIDIA. Segundo a empresa, um novo sistema de compressão permite que a GPU trabalhe de forma mais eficiente com os dados, usando 25% menos bytes por frame que a geração anterior.

Evolução na família GeForce

A GeForce GTX 960 também conta com as principais novidades introduzidas pela NVIDIA no final do ano passado, quando trouxe a GTX 980 para o mercado. Entre os recursos estão o VXGI e o MFAA, além, é claro, do DSR, a ferramenta de downscalling que permite que você rode um jogo em 4K em praticamente qualquer monitor.

A NVIDIA ainda faz uma pequena provocação, comentando que a GTX 960 é capaz de rodar a maioria dos games atuais com resolução 1080p a 60 FPS, tarefa que os consoles atuais apresentam relativa dificuldade para conseguir realizar.

Após o lançamento oficial do dia 22 de janeiro, a lineup da família GeForce será a seguinte:

  • GeForce GTX TITAN Z
  • GeForce GTX 980
  • GeForce GTX 970
  • GeForce GTX 960
  • GeForce GTX 750 Ti
  • GeForce GTX 750

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 os novos modelos Maxwell 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.

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 descrevem 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 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 que a 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.

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 são 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 2133;
  • 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 é feito 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

Overclock!

A NVIDIA é segura ao afirmar que essa placa de vídeo pode receber overclocks potentes. Segundo a empresa, o clock de 1.178 MHz da placa de referência pode atingir até 1.450 MHz sem muita dificuldade.

Em nossos testes, com a placa da EVGA, foi possível atingir essa marca sem muitos problemas com a ajuda do software de gerenciamento PrecisionX, oferecido pela própria fabricante.

O resultado não deixa de impressionar, especialmente em uma GPU com um consumo energético relativamente baixo como essa. Para completar, mesmo com a frequência trabalhando bem acima do projeto original, não houve superaquecimento, comprovando a eficiência do Maxwell.

Vale a pena?

A série 60 é sempre a linha mais aguardada, e isso não é à toa. O desempenho dessa placa mostra que houve uma razoável evolução desde a geração anterior e que o trabalho de otimização feito pela NVIDIA é um grande salto em termos de eficiência e aproveitamento de recursos.

Um dos pontos mais polêmicos dessa placa de vídeo é a banda de memória de 128 bits. Contudo, nos testes foi possível perceber que essa banda é mais que suficiente para garantir um ótimo desempenho nos jogos.

Em resolução Full HD, essa GPU se dá muito bem; já em resoluções mais altas, como 4K (ou com o DSR ativado), o modelo apresenta algumas limitações, inclusive pela quantidade de memória. Os 2 GB são suficientes para aguentar os jogos atuais, mas como o nível dos games está se elevando rapidamente, essa exigência pode começar a subir.

O produto da EVGA conta com clocks mais altos que a placa de referência, além de trazer o novo sistema de refrigeração ACX 2.0 para o mercado. O novo cooler é mais silencioso — e gasta menos energia — que a versão anterior, e isso também contribui para que a placa de vídeo seja mais eficiente tanto em refrigeração quanto em ruído. É preciso prestar atenção para ver que o cooler dessa placa está ativo, mesmo com a capacidade em 100%.

O preço médio para a GeForce GTX 960 gira em torno de R$ 920 no mercado nacional. O valor é justo pelo que ela pode oferecer, mas vale a pena apenas se você não troca de placa há pelo menos dois anos. Isso porque o ganho em desempenho em relação à GTX 760 não é tão alto assim. Já em relação à 660, o salto pode ser de 50%.

A EVGA tem mostrado uma evolução considerável com o passar dos anos, e essa placa de vídeo é a prova disso. Quem optar por esse modelo, dificilmente vai se arrepender.

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