Depois de tantos rumores, a nova geração de placas da NVIDIA finalmente foi lançada. Equipada com a nova — e inédita — arquitetura Pascal, a série GTX 1000 visa entregar um nível de desempenho absurdo em aplicações com realidade virtual e resolução 4K.

A nova família de placas da NVIDIA é protagonizada pela monstruosa GeForce GTX 1080, modelo que vem preparado para substituir a tão aclamada GTX 980 — que, em sua época, entregava visuais estonteantes.

Com novas tecnologias focadas tanto em performance gráfica quanto em aproveitamento de energia, a GeForce GTX 1080 surpreende ao trazer números expressivos em especificações. De acordo com a fabricante, as mudanças internas apresentam um reflexo irresponsável nos resultados dos benchmarks.

Levando em conta que, de acordo com a NVIDIA, esta placa promete superar a performance de um SLI com duas placas GTX 980 e até entregar duas vezes mais poder que a GTX TITAN X em aplicações de realidade virtual, podemos ter uma noção da capacidade do produto. Será que temos aqui uma nova campeã? Nós testamos a GTX 1080. Veja o que achamos dela.

Especificações

Design

Como de costume, antes de recebermos placas personalizadas de parceiras da NVIDIA, somos agraciados com o modelo de referência da fabricante. A versão projetada pelos engenheiros da NVIDIA é sempre diferenciada, tanto em design quanto em funcionamento.

Na questão visual, a GeForce GTX 1080 segue alguns padrões que já vimos em outros modelos, como a TITAN X e a GTX 980. A grande diferença é que a NVIDIA caprichou ainda mais nos detalhes, que deixam o visual da GTX 1080 um verdadeiro arraso.

A nova placa com arquitetura Pascal traz um corpo de alumínio elegante, com retas marcantes, dissipador de porte avantajado e sistema de refrigeração robusto. Equipada com cooler do tipo blower, ela promete excelência ao rodar com temperaturas elevadas, emitindo poucos ruídos provenientes da pequena ventoinha.

A câmara de vapor da GTX 1080 é uma versão aperfeiçoada da que já vimos em outras placas anteriores da NVIDIA, entregando eficiência mesmo ao trabalhar com clocks que podem chegar a quase 2 GHz. Um diferencial importante aqui é o backplate que garante ainda maior área de dissipação e evita que o usuário entre em contato com os componentes.

Basicamente, a NVIDIA alcançou aqui um design que se mostra tanto elegante quanto funcional. O visual da GTX 1080 prima pela simplicidade, ao mesmo tempo em que se mostra robusto e ousado. Na lateral, o logotipo GEFORCE GTX conta com LEDs de retroiluminação na cor verde, que agora brilham ainda mais e deixam o visual da máquina ostentador.

GeForce GTX 1080

A GeForce GTX 1080 é a primeira com a arquitetura Pascal, sendo a placa ideal para demonstrar todo o poder que a nova série de chips da NVIDIA pode entregar ao jogador. Ela chega como a evolução da GeForce GTX 980 e se apresenta extremamente eficiente em desempenho e energia.

Além da tecnologia de construção de 16 nanômetros, a fabricante foi capaz de incluir mais transistores no processador, programar os componentes para trabalhar com frequências ainda mais elevadas e entregar desempenho bruto muito superior aumentando somente 15 watts no TDP (a GTX 980 trabalhava com 165 watts, enquanto a GTX 1080 opera com 180 watts).

De acordo com a NVIDIA, temos aqui a GPU mais avançada do planeta. Preparada para a próxima geração do DirectX 12 e dos jogos desenvolvidos com a API Vulkan, a GTX 1080 promete ser adequada para jogos com realidade virtual, resolução 4K, displays compatíveis com HDR e muitos outros recursos visuais que vão entregar um novo mundo aos gamers.

Na versão padrão da GTX 1080, a NVIDIA fez uma atualização no sistema de energia. A nova placa da fabricante vem com um sistema de 5 fases dual-FET, que garante balanceamento na distribuição de energia pelo PCB e sistema acústico eficiente. O resultado é uma melhoria no uso de energia que é até 6% superior ao da GTX 980. O ruído na tensão de pico a pico foi reduzido de 209 mV para 120 mV, o que garante melhores overclockings.

GP104: Conheça a arquitetura Pascal

O chip gráfico por trás da GeForce GTX 1080 é o GP104. Ele conta com uma configuração diferenciada dos clusters de processamento gráficos (GPC), dos multiprocessadores streaming (SM) e também dos controladores de memória.

Nesta arquitetura, cada SM é emparelhado com uma engine Polymorph, a qual 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 constumeiramente chamada de TPC.

A GPU GP104 é composta por 4 GPCs, 20 multiprocessadores streaming Pascal e 8 controladores de memória. Cada cluster de processamento gráfico apresenta uma engine de rasterização dedicada e cinco multiprocessadores streaming.

A arquitetura se desenvolve através da distribuição dos CUDA cores nos multiprocessadores streaming. Cada SM apresenta 128 núcleos CUDA, 256 KB de capacidade de arquivo de registro, unidade de memória compartilhada de 96 KB, 48 KB de memória cache L1 e 8 unidades de textura.

O multiprocessador streaming é uma unidade que trabalha com paralelismo e usa um sistema que entrega as tarefas (em grupos de 32 threads) para os CUDA cores e outras unidades de execução. Considerando que a GTX 1080 apresenta 20 multiprocessadores e cada um conta com 128 CUDA cores, temos o total de 2.560 CUDA cores neste chip gráfico.

Outra informação pertinente quanto à arquitetura Pascal diz respeito ao sistema de memória. A GTX 1080 apresenta oito controladores de memória de 32 bits, alcançando um total de 256 bits. Atrelados a cada controlador, temos oito unidades ROPs e 256 KB de memória cache L2. Somando tudo, fechamos a conta com 64 ROPs e 2.048 KB de cache L2. Uma monstruosidade!

Memória GDDR5X

Outra coisa que ajuda muito a aumentar o desempenho da GTX 1080 é a tecnologia de memória GDDR5X. Trata-se da evolução do padrão GDDR5, que recebeu uma série de melhorias internas para entregar ainda mais performance, sem precisar alterar completamente o projeto de funcionamento.

Com interface de 256 bits e capacidade de transferência de até 10 gigabits por segundo, os módulos instalados na GeForce GTX 1080 conseguem alcançar desempenho até 43% superior ao que era possível na GTX 980. Considerando ainda os ganhos de trabalho da arquitetura Pascal, a GTX 1080 entrega até 70%  mais performance que a GTX 980.

Num comparativo de especificações, o consumidor pode ter a impressão de que o GDDR5X não apresenta ganhos sobre o GDDR5, uma vez que os dois trabalham com a mesma interface e que o clock do novo padrão é até mais baixo. Todavia, a diferença entre ambos se dá 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 valor de 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. A GTX 1080 ainda apresenta taxa de 10 Gbps, mas o padrão GDDR5X pode chegar a 14 Gbps (de modo que há espaço para evolução nas próximas placas).

Compressão de memória

Conforme documento oficial da NVIDIA, o subsistema de memória da GeForce GTX 1080 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.

A GTX 1080 conta com vários algoritmos que determinam 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.

Em um exemplo, a NVIDIA mostrou a diferença na compressão de dados do jogo Project CARS. Com a arquitetura Pascal, o chip gráfico pode reduzir a quantidade de dados de quase toda a cena, enquanto a arquitetura Maxwell ainda tinha que trabalhar com muitos dados sem qualquer compressão.

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 GTX 1080 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.

O GPU Boost 3.0 trabalha com ajustes de tensão flexíveis, os quais regulam a frequência constantemente

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 uma reta predeterminada, a qual trabalhava de forma travada com base nos 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, os quais 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.

NVIDIA Ansel

Junto com o anúncio da GTX 1080, a fabricante revelou uma nova ferramenta chamada Ansel. A novidade vem para ajudar os jogadores a capturar screenshots nos seus jogos favoritos, conseguindo imagens impressionantes dos mundos virtuais. Esta tecnologia é uma exclusividade que só vai funcionar na nova placa da NVIDIA.

O resultado da imagem é uma composição com dezenas de milhares de pixels, criando um quadro perfeito

O recurso projetado em parceria com as principais desenvolvedoras permite que o jogador faça composições únicas, criando uma verdadeira fotografia. Já existem jogos com esse tipo de funcionalidade, porém a proposta da NVIDIA é levar essa novidade para vários títulos, permitindo explorar novos horizontes.

Com o NVIDIA Ansel, o jogador pode modificar o ângulo da câmera, ajustar valores diversos (como brilho, campo de visão, vinheta), aplicar filtros de pós-processamento (para deixar a foto com o efeito do Instagram), obter imagens em HDR e até fazer capturas especiais em 360 graus (para visualizar em dispositivos compatíveis com realidade virtual).

Depois de fazer os ajustes de câmera, o jogador precisa apenas clicar em “High Resolution” para que o Ansel faça a renderização da imagem de acordo com os parâmetros definidos. O resultado da imagem será uma composição com dezenas de milhares de pixels, criando um quadro perfeito e sem problemas de serrilhado.

O processo de renderização é quase instantâneo, graças ao poder de processamento das placas GeForce GTX que conta com muitos CUDA Cores, os quais dividem as tarefas e entregam resultados perfeitos. As imagens podem ser visualizadas com incrível nível de detalhes em programas como o Irfanview e outros similares.

Founders Edition

Costumeiramente, antes de os chips gráficos chegarem às montadoras, eles são demonstrados em placas de referência (também conhecidas como Stock Edition). Antigamente, esses modelos eram fabricados somente para as primeiras análises, sendo que apenas parceiros e veículos de tecnologia conseguiam acesso a tais peças.

A Founders Edition é uma placa produzida pelos engenheiros da NVIDIA com componentes da mais alta qualidade

Acontece que, ao perceber o grande volume de consumidores que tinha interesse no projeto original, a NVIDIA resolveu lançar uma versão para os gamers que pretendem usar a placa de referência em seus computadores. A GTX 1080 Founders Edition foi produzida pelos engenheiros da NVIDIA com materiais e componentes da mais alta qualidade.

O desenho especial desta versão garante alto desempenho gráfico, performance energética de ponta e funcionamento exemplar com temperaturas dentro do adequado para o máximo proveito. A Founders Edition é uma série limitada, e seu preço é até mais elevado do que o das placas de outras marcas.

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. Os testes são divididos em duas etapas: jogos e benchmarks sintéticos.

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: Corsair Neutron XT 240 GB
  • HD: 3 TB Seagate ST3000M001
  • Fonte: Corsair RM1000

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.

Como você pode conferir acima, a GeForce GTX 1080 dá show em desempenho neste game, marcando uma média muito próxima de 150 frames por segundo. Ela supera todas as placas que já testamos e se mostra preparada para rodar este jogo acima de 144 fps, o que é ideal para gamers que usam monitores de 144 Hz.

F1 2015

Com o amadurecimento da série F1, a Codemasters conseguiu polir os gráficos deste famoso título, garantindo bom aproveitamento dos recursos de hardware e entregando visuais estonteantes com o DirectX 11.

O F1 2015, contudo, não representa um grande desafio para a placa de vídeo (ainda mais se a gente considerar que estamos falando aqui do chip mais top de todos). Assim, nós rodamos os testes mais por motivos de curiosidade e para averiguar qual seria o ganho em desempenho, uma vez que temos muitos resultados de benchmark.

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. Até mesmo a GTX 980 apresentava algumas quedas de desempenho, mas parece que a história muda com a nova placa da NVIDIA.

O resultado do Grand Theft Auto V foi impressionante, sendo que a GTX 1080 é uma das poucas placas do mundo a alcançar performance acima dos 60 frames por segundo. Esse número a coloca acima da Titan X, da GTX 980 Ti e de qualquer modelo concorrente.

GRID Autosport

O mais recente título da série GRID não é tão exigente como determinados jogos de corrida, porém ele conta com um benchmark bem longo que permite analisar perfeitamente a capacidade da placa de vídeo.

Nós já sabíamos que até mesmo placas intermediárias davam conta do jogo, mas não esperávamos que a GTX 1080 poderia fazer um verdadeiro estrago. A média foi de 154 frames por segundo, o que significa que a nova placa da NVIDIA é ideal até mesmo para os displays com as mais elevadas frequências.

Hitman Absolution

Apesar de ser um jogo de 2013, Hitman: Absolution ainda serve perfeitamente para verificações com tecnologias mais recentes, pois sua engine abusa do poder de processamento e trabalha com o DirectX 11.

Os resultados são fruto do benchmark próprio do game e são absolutamente apropriados para um comparativo. A GTX 1080 se mostrou competente para rodar o jogo e alcança um desempenho bem impressionante, se pensarmos que nenhuma placa consegue ficar próxima de 100 frames por segundo.

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). A GTX 1080 supera qualquer concorrente, com resultados muito bons que chegam bem perto de 90 frames por segundo.

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 GTX 1080 se mostrou uma monstra neste teste, entregando muita performance para aproveitar o jogo em sua qualidade máxima. Vale notar que ela supera a Titan X com mais de 30 frames de folga, uma marca realmente impressionante.

Rise of the Tomb Raider

Aproveitando a chegada do novo jogo da franquia Tomb Raider, nós resolvemos fazer alguns testes com placas que já estavam em nosso laboratório para compará-las com a GTX 1080, já que este jogo conta com visuais estonteantes e já utiliza o DirectX 12.

Os resultados provam que a GTX 1080 é uma das poucas placas do mundo a conseguir usar a configuração máxima do jogo, com todos os filtros em nível máximo, e entregar desempenho acima dos 70 frames por segundo. Curiosamente, os resultados com DX 11 e DX 12 foram muito similares em questão de performance.

Benchmarks

Os testes práticos (com jogos) mostraram que a GeForce GTX 1080 é adequada para rodar absolutamente qualquer jogo da atualidade. Nos casos mais abusados, ela ainda alcança média próxima dos 70 frames por segundo, sendo suficiente para qualquer situação em Full HD. Todavia, para comprovar o real poder da placa, nós rodamos benchmarks sintéticos.

3DMark Fire Strike Extreme

Unigine Valley

Testes em 4K

Levando em conta que o foco da GeForce GTX 1080 é o trabalho com jogos na resolução 4K, achamos sensato rodar alguns benchmarks dos games analisados anteriormente para conferir como a placa se sai nestas situações mais "pesadas" e como ela se compara às concorrentes.

Ashes of the Singularity

Batman: Arkham Knight

Grand Theft Auto V

Hitman Absolution

Metro Last Light Redux

Middle Earth: Shadow of Mordor

3DMark Fire Strike Ultra

Temperatura

Medimos as temperaturas em duas situações: no modo ocioso (quando a placa está em descanso, situações comuns no cotidiano para o uso do sistema) e no modo jogo (quando executamos benchmarks para chegar ao limite do componente).

As temperaturas apresentadas pela GTX 1080 nos deixaram impressionados, o que mostra que o sistema de refrigeração da NVIDIA trabalha de forma excepcional. Em modo ocioso, ela mantém valores muito próximos dos 40 graus, o que é perfeitamente normal. Contudo, no modo jogo, a placa obteve média de 80 graus, valor realmente surpreendente considerando o clock de quase 2 GHz!

Vale a pena?

Em todos os jogos analisados, a GeForce GTX 1080 foi melhor do que todas as placas que já testamos. Ela passa a GTX 980 Ti, a TITAN X e até as placas da AMD. Em comparação com a GTX 980, ela consegue quase 50% a mais de performance, o que é bastante surpreendente.

A NVIDIA vende a GTX 1080 como uma placa perfeita para 4K e realidade virtual, mas a gente percebeu que esse modelo é a melhor solução do mundo para jogos em Full HD. Ele roda games como Shadow of Mordor e Batman Arkham Knight acima de 144 frames por segundo, o que é ideal para usar em monitores com taxa de atualização de 144 Hertz.

Em outros jogos, como GTA V e Rise of the Tomb Raider, a GTX 1080 também mandou muito bem e rodou com visuais perfeitos acima de 60 frames por segundo. É de ficar de queixo caído com tamanha qualidade.

Mesmo na resolução 4K, a GTX 1080 dá um show em desempenho, ainda que nem todos os games fiquem acima dos 30 frames por segundo (o que vai contra as informações que a NVIDIA deu no anúncio no produto). De qualquer forma, ela roda F1 2015, Batman e GRID Autosport na qualidade máxima e quase chega aos 60 frames por segundo.

Todos esses números de performance apenas comprovam que a GTX 1080 é o projeto mais robusto de chip gráfico que a NVIDIA já construiu. A nova arquitetura Pascal se mostra eficiente tanto em desempenho gráfico quanto em consumo de energia.

A boa notícia é que você pode comprar a sua GTX 1080 a partir do fim de maio. A má notícia é que ela custa quase 4 mil reais. Pode parecer um valor elevado, mas o preço está ótimo se a gente considerar que ela supera a GTX 980 Ti, gasta menos energia, está pronta para o futuro e ainda custa menos.

No fim das contas, este é o melhor projeto que a NVIDIA já desenvolveu e nós recomendamos muito a compra. Trata-se de uma placa muito bonita, eficiente, econômica e robusta para todas as ocasiões. Parabéns para toda a equipe da NVIDIA, vocês conseguiram novamente!

As placas Sapphire R9 Nano e Gigabyte R9 390X foram gentilmente cedidas pela Terabyte para a realização desta análise. 

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