O dicionário Merrian Webster define “titan” (em português “titã”) como algo gigantesco em tamanho ou poder, que se destaca pela grandeza de realização.

Não foi por acaso que, no final do ano passado, a NVIDIA ajudou a construir o supercomputador mais rápido do mundo até então: o Titan, no laboratório de Oak Ridge. Utilizando mais de 19 mil aceleradores Tesla K20X, a máquina atingiu o número impressionante de 17,59 petaflops, mostrando que o seu nome não foi escolhido à toa.

Agora, quem chega é a nova linha de placas gráficas da empresa, carregando as novas GPUs baseadas no núcleo Kepler GK110. O modelo é o mesmo encontrado dentro dos aceleradores Tesla K20X que movimentam o supercomputador Titan.

Naturalmente, a nova placa de vídeo não poderia ter outro nome. Assim como o supercomputador, ela se chama GeForce GTX Titan. Um nome simples, mas que significa força e poder.

A GPU traz especificações técnicas de fazer inveja: o processador GK110 construído com mais de 7 milhões de transistores possui 2.688 núcleos CUDA, podendo atingir um desempenho de até 4,5 teraflops por segundo. Entre as novidades desse modelo, está o GPU Boost 2.0 e um consumo energético ainda mais eficiente que aquele encontrado na série GTX 600.

(Fonte da imagem: Divulgação/NVIDIA)

Os 6 gigabytes de memória RAM GDDR 5 instalados na placa transferem os dados através de uma banda de 384 bits a incríveis 288,4 GB/s, permitindo que games possam rodar com resoluções altíssimas sem que o desempenho seja sacrificado por isso.

O Tecmundo testou um modelo exclusivo da NVIDIA e vai mostrar se esse Titan é mesmo gigante.

Especificações Técnicas

Visual da placa

A placa que nós testamos é um modelo de referência da NVIDIA, desenvolvido pela própria fabricante de chipsets.

O desenho da peça é caprichado, contando com o visual já tradicional das placas da empresa; a peça ocupa dois slots no gabinete e mede 27 x 10 x 4 centímetros, e o cooler no estilo blower fica posicionado na parte de trás.

(Fonte da imagem: Tecmundo)

A diferença desse modelo em relação às placas anteriores está no padrão de cores escolhido pela NVIDIA, que mescla tons em preto e prata, com a palavra “TITAN” em relevo na parte de cima da peça.

Enquanto o encapsulamento dos modelos anteriores era de plástico, a Titan traz um case de alumínio com uma espécie de “janela” transparente construída em policarbonato que nos permite uma visão do sistema de refrigeração da peça.

(Fonte da imagem: Tecmundo)

A parte de trás mostra o PCB exposto, com 12 chips de memória Samsung posicionados em volta do local onde o processador GK110 fica localizado. Para conexão externa, a GeForce GTX Titan possui dois conectores DVI, um HDMI e um DisplayPort.

(Fonte da imagem: Tecmundo

Como de costume, a parte superior da placa traz dois conectores SLI e dois conectores de energia, sendo um de seis e um de oito pinos. O diferencial dessa parte fica por conta do painel, que mostra o nome da placa “GeForce GTX” em verde e acende quando a placa está ligada, oferecendo um visual muito bom à peça.

Mais tarde, essa parte poderá ser configurada para exibir o consumo de energia da placa, mostrando uma luz mais forte ou mais fraca conforme a carga de trabalho da placa de vídeo.

(Fonte da imagem: Tecmundo)

Em relação à embalagem, como essa placa é um modelo de referência enviado pela própria NVIDIA, não há caixa e nem mesmo acessórios que acompanham o modelo, pois isso deverá ficar a cargo das montadoras mais tarde.

Sistema de refrigeração

Os engenheiros da NVIDIA desenvolveram um interessante sistema de arrefecimento para a GeForce GTX Titan. Para garantir que a GPU GK110 possa trabalhar em com uma temperatura estável e silenciosa, surgiu a câmara de resfriamento de vapor.

Essa câmara especial construída em cobre remove todo o calor da GPU com um processo similar àquele proporcionado pelos heatpipes. Contudo, a solução da NVIDIA é muito mais eficiente.

(Fonte da imagem: NVIDIA)

Para completar, o grande dissipador de calor cobre quase toda a placa, deixando espaço apenas para que o blower possa soprar o ar quente completamente para fora do gabinete. Graças a esse modelo de refrigeração mais eficiente, a Titan faz menos barulho mesmo em momentos de trabalho intenso.

Tecnologia de ponta

GPU Boost 2.0

O recurso GPU Boost foi introduzido no mercado no ano passado com a GeForce GTX 680. O que ele faz é aumentar o clock do processador até um limite específico, baseado em determinadas condições. Na geração anterior, o GPU Boost utilizava como limitação a energia, ou seja, enquanto o limite não fosse atingido, o clock poderia aumentar.

A versão 2.0 trabalha de forma parecida, mas em vez de se basear no consumo energético para determinar o clock máximo, agora a placa utiliza a temperatura como fator determinante. Essa mudança de padrão pode elevar ainda mais o desempenho da GeForce GTX Titan.

(Fonte da imagem: Divulgação/NVIDIA)

O modelo de fábrica trabalha com um limite de 80 graus Célsius, ou seja, enquanto a GPU não atingir essa marca, ela continua aumentando o clock através de um sistema de monitoramento que controla dinamicamente a tensão, a frequência e a temperatura do chip.

A vantagem é que esse novo sistema vai permitir aos usuários modificarem o comportamento do GPU Boost conforme sua necessidade. No futuro, será possível ajustar a temperatura máxima de 80 graus para 85 graus (ou mais), por exemplo, garantindo mais desempenho com um controle maior das funções e dos limites da placa.

Overclock, overclock, overclock!

A mudança realizada no modo como o GPU Boost funciona também permite que os limites sejam ultrapassados com mais facilidade. Como o recurso não é mais limitado pela tensão e sim pela temperatura, agora é possível fornecer mais energia para o chip com o “overvoltage” (ou sobretensão) para arrancar ainda mais desempenho da placa.

(Fonte da imagem: Divulgação/NVIDIA)

Esse recurso é completamente personalizável e cada montadora será responsável por liberar essa função nas suas placas, além de definir os critérios para a sua utilização, uma vez que a medida pode afetar a durabilidade dos componentes.

Até mesmo no monitor

Se apenas realizar o overclock na placa ainda não é suficiente para você, agora é possível ir ainda mais longe e aumentar a taxa de atualização do seu monitor.

Hoje em dia, temos a seguinte situação: para garantir uma animação mais fluente na tela durante os games e evitar os terríveis tearing effects, ligamos o vsync (ou sincronização vertical). Como a grande maioria dos monitores possui a atualização de tela travada em 60 Hz, o máximo que você vai conseguir enxergar são 60 quadros por segundo dentro dos games — mesmo que a placa de vídeo seja capaz de renderizar as imagens a 90 ou mais frames por segundo.

(Fonte da imagem: Divulgação/NVIDIA)

Para resolver esse problema, agora será possível executar o overclock do monitor; por exemplo: uma tela com resolução de 80 Hz pode rodar os games em até 80 frames por segundo mesmo com a sincronização vertical ativada.

A NVIDIA deixa claro que essa função não é compatível com todos os monitores disponíveis no mercado, portanto é preciso testar.

Qualidade de imagem superior

De nada adiantam velocidade e altas taxas de quadros por segundo se a qualidade de imagem não é a melhor. Para garantir esse aspecto tão importante dos games, a NVIDIA traz diversos recursos embarcados.

O PhysX é um sistema de aceleração de física que acompanha todas as GPUs de última geração da NVIDIA. A origem do mecanismo é a PPU (Phisics Processing Unit – Unidade de Processamento de Física), criada pela AGEIA Technologies. A NVIDIA adquiriu a empresa em 2008 e incluiu esses aceleradores de física nas suas GPUs.

(Fonte da imagem: Divulgação/NVIDIA)

Esse recurso pode gerenciar efeitos como explosões, roupas, cabelos e uma infinidade de objetos simultaneamente, proporcionando efeitos de partículas e iluminação muito mais reais.

Outra ferramenta importante trazida pela GeForce GTX Titan é o TXAA, um novo modelo de anti-aliasing. O “T” da sigla significa filtro temporal, e o “AA” é o anti-aliasing propriamente dito.

O que ele faz é oferecer quase a mesma qualidade apresentada pelos filmes de computação gráfica, com imagens mais limpas principalmente em cenas com movimentação mais intensa. Além disso, esse recurso é mais otimizado, não prejudicando muito o desempenho dentro das aplicações.

(Fonte da imagem: Tecmundo)

O Adaptive Vsync (Sincronização Vertical Adaptativa) promete aumentar a qualidade visual dos games como um todo sem comprometer o desempenho das aplicações. Quando o vsync é ativado, a taxa de atualização dos quadros do jogo é sincronizada com a frequência do monitor, garantindo uma movimentação muito mais suave na tela.

O problema é que, em cenas de movimentação intensa, o frame rate diminui, causando lentidão em determinados momentos. Com o vsync desativado, essa lentidão não ocorre, mas os gráficos podem apresentar falhas.

O Adaptive Vsync junta o melhor dos dois mundos, ou seja, em trechos do jogo em que a animação é mais intensa, o vsync é desativado automaticamente, evitando lentidão. Logo depois, ele é reativado, garantindo a fluidez das animações.

GeForce Experience

Para garantir a máxima compatibilidade com o grande volume de novos títulos que são lançados regularmente, as fabricantes de GPUs precisam assegurar a atualização dos drivers com velocidade. A NVIDIA já faz isso, contudo, para os jogadores, pode ser um pouco difícil acompanhar todas as mudanças e novos lançamentos de drivers.

(Fonte da imagem: Tecmundo)

Para resolver esse problema, a empresa está lançando o aplicativo GeForce Experience. A ferramenta é um sistema de notificação que pode avisar, baixar e instalar automaticamente um novo driver assim que ele estiver disponível.

Outro recurso oferecido por ele é a regulagem automática das configurações de vídeo para os games. Como cada um requer perfis específicos, alterar um de cada vez pode ser cansativo se você tiver muitos jogos instalados.

Poder máximo: GeForce GTX Titan x 3

Para aqueles que não medem esforços e pretendem construir sistemas absurdamente potentes, é possível interligar três GeForce GTX Titan em SLI. A NVIDIA mostrou em alguns testes que essa configuração é mais potente que configurações baseadas em placas GeForce GTX 690 interligadas em modo quad-SLI.

(Fonte da imagem: Divulgação/NVIDIA)

A NVIDIA garante que a nova arquitetura da GeForce GTX Titan consegue ser bastante silenciosa, mesmo com três placas instaladas ao mesmo tempo.

(Fonte da imagem: Divulgação/NVIDIA)

Poder computacional além dos games

A GeForce GTX Titan é a primeira GeForce a trazer computação de dupla precisão completa. A placa da NVIDIA carrega 64 núcleos CUDA de dupla precisão por SMX. A empresa optou por incorporar esses recursos na peça para permitir que desenvolvedores do mundo todo tenham a oportunidade de trabalhar com a computação acelerada pela GPU, permitindo a estudantes, pesquisadores e engenheiros utilizar 1 teraflop de dupla precisão de desempenho para computadores desktop.

A NVIDIA acredita que com isso a GeForce GTX Titan vai ajudar a aumentar a adoção de GPUs para a aceleração de aplicações, possibilitando que os desenvolvedores criem e otimizem aplicativos em um ambiente próximo ao que é oferecido pelos clusters movimentados por aceleradores Tesla

Esse recurso pode ser ativado dentro do painel de controle da NVIDIA.

Preparação para os testes

Para saber se a placa é realmente tudo o que promete, vamos ao que interessa: os testes. Dessa vez, nós optamos por executar uma análise um pouco mais criteriosa do desempenho oferecido pela GeForce GTX Titan.

Em vez de simplesmente analisar a taxa de quadros por segundo proporcionada pela placa, nós analisamos também o tempo de latência dos frames. Mas o que isso significa?

A latência é o tempo que a placa precisa para renderizar um quadro completamente antes de passar para o próximo. Como os cenários dos jogos são complexos e mudam o tempo todo com a movimentação, é normal que o framerate diminua em determinados momentos.

(Fonte da imagem: Divulgação/NVIDIA)

Em alguns casos, essa lentidão é percebida no momento do jogo, mas não se reflete no relatório final, já que o número de quadros por segundo é calculado com base em uma média entre o mínimo e o máximo.

Ao realizar essa medição através desse novo critério, é possível perceber exatamente quando e quantas vezes esse problema aconteceu. Para executar a medição dentro dos games, utilizamos o aplicativo Fraps e o Frafs Bench Viewer.

Veja a imagem a seguir: o gráfico mostra um período de teste com a duração total de 90 segundos dentro do Borderlands 2. Enquanto a média de tempo de renderização dos quadros se mantém dentro de um nível estável, existem picos com tempos maiores. É nesse momento que podemos perceber uma diminuição na velocidade.

(Fonte da imagem: Tecmundo)

Através disso, é possível determinar o tempo médio e máximo para a renderização dos quadros dentro do jogo. No caso do nosso exemplo, o tempo médio é de 16,67 milissegundos e o tempo máximo é de 21,73 milissegundos. Seguindo esse raciocínio, quanto menor esses números, melhor.

Configuração da máquina de testes

  • Processador: Intel Core i7 3770 (Ivy Bridge) @ 3,40 GHz;
  • Placa-mãe: ASUS P8Z77-V Deluxe;
  • Memória: 16 GB RAM DDR 3 1.600 MHz;
  • Sistema operacional: Windows 8 PRO;
  • Versão dos drivers utilizados: 314.09;

F1 2012

F1 2012 é o mais novo capítulo do game de corrida produzido pela Codemasters. O jogo reproduz com extrema fidelidade as pistas e os carros de todas as equipes que participam do campeonato de automobilismo mais famoso de todos.

A alta taxa de polígonos utilizados nos modelos e os avançados efeitos de luz e sombra podem fazer qualquer placa de vídeo mais simples sofrer para processar todos os dados a uma taxa de quadros adequada.

*Média de quadros por segundo: quanto mais, melhor.

*Tempo para a renderização dos quadros dentro dos games: quanto menos, melhor (em milissegundos).

F1 2012 é um game bem programado que funcionou muito bem em todas as configurações. Mesmo com três telas simultaneamente, obtivemos resultados mais que satisfatórios.

Battlefield 3

Battlefield 3 dá sequência à consagrada franquia de FPS da DICE, acrescentando à fórmula tradicional da série novas possibilidades estratégicas, bem como unidades inéditas e um tratamento gráfico diferenciado. Para aumentar a ação presente no título, a desenvolvedora também acrescentou novos mapas, armas e veículos.

O jogo possui gráficos incríveis e muitos efeitos de luz, fumaça e explosões. Tudo isso em meio a muita ação. Graças a tudo isso, para ter uma experiência completa com o game é preciso possuir um hardware à altura.

*Média de quadros por segundo: quanto mais, melhor.

*Tempo para a renderização dos quadros dentro dos games: quanto menos, melhor (em milissegundos).

A GeForce GTX Titan encarou Battlefield 3 e não mostrou dificuldades para rodar o game. Mesmo com três telas ao mesmo tempo conseguimos desfrutar de altas taxas de quadros por segundo sem muitos problemas.

Crysis 3

O terceiro capítulo do game que se tornou padrão de desempenho para os jogadores do mundo todo finalmente chegou, e com ele a famosa pergunta relacionada às placas de vídeo: “Roda Crysis?” Isso porque Crysis 3 utiliza uma versão remodelada da CryENGINE 3, oferecendo um padrão visual inacreditável, levando os graficos a um novo patamar.

O terceiro game da franquia traz um enredo mais consistente que os anteriores e coloca novamente os heróis em um mundo devastado por uma invasão alienígena.

*Média de quadros por segundo: quanto mais, melhor.

*Tempo para a renderização dos quadros dentro dos games: quanto menos, melhor (em milissegundos).

Nos testes executados na resolução Full HD (1920x1080), o recém-lançado — “assassino de placas de vídeo” — Crysis 3 apresentou um desempenho adequado na Titan. Porém, quando passamos para a análise com três telas simultâneas e a resolução de 5760x1080, o desempenho caiu um pouco, o que já era esperado, uma vez que a própria NVIDIA recomenda três Titan em modo SLI para garantir o máximo de desempenho nessa configuração.

Sleeping Dogs

Sleeping Dogs é um game que segue o estilo GTA de ser. Muita correria, tiroteio e carros a toda velocidade pelas ruas de Hong Kong, lembrando muito o estilo dos filmes de ação chineses.

A diversidade na jogabilidade e o grande número de elementos e efeitos especiais presente na produção podem fazer alguns computadores menos potentes pedirem água durante as partidas.

*Média de quadros por segundo: quanto mais, melhor.

*Tempo para a renderização dos quadros dentro dos games: quanto menos, melhor (em milissegundos).

Batman: Arkham City

Em Batman Arkham City, o Homem-Morcego deve invadir a prisão de mesmo nome para desvendar o misterioso protocolo 10. Durante os eventos, Batman deverá enfrentar seus piores inimigos. O jogo apresenta um mapa grande para ser explorado, incluindo muitos detalhes e objetos para interação. Tudo isso acaba exigindo bastante das placas de vídeo.

*Média de quadros por segundo: quanto mais, melhor.

*Tempo para a renderização dos quadros dentro dos games: quanto menos, melhor (em milissegundos).

O resultado obtido com Batman: Arkham City surpreendeu um pouco. Aqui, a Titan apresentou quase o mesmo resultado da GeForce GTX 670, o que não faz muito sentido. Nesse caso, é normal acreditar que possam existir dois problemas: primeiro, o processador que utilizamos pode estar servindo como um gargalo para as placas de vídeo. Em segundo lugar, a falta de drivers otimizados para a Titan pode estar determinando o resultado.

Borderlands 2

O segundo game da série Borderlands segue o mesmo estilo do primeiro, com gráficos estilizados e um tratamento visual diferenciado. Dessa vez, estão presentes no jogo territórios maiores para a exploração, novos inimigos e uma grande variedade de armas e veículos.

A física foi melhorada e a inteligência artificial também recebeu modificações. Além disso, os efeitos especiais proporcionados pelo PhysX chamam atenção durante os tiroteios.

*Média de quadros por segundo: quanto mais, melhor.

*Tempo para a renderização dos quadros dentro dos games: quanto menos, melhor (em milissegundos).

Os resultados obtidos com Borderlands 2 podem indicar novamente um problema com drivers otimizados, uma vez que a Titan já provou ser muito mais rápida que as outras placas utilizadas nos testes.

Rage

Rage foi lançado pela id Software em 2011. O game usa o mais novo motor gráfico da empresa, o id Tech 5, baseado em OpenGL. O mundo pós-apocalíptico de Rage lembra muito o filme “Mad Max”, em que gangues de bandidos atacam qualquer um que passe pelo deserto.

O game utiliza um recurso chamado Mega Texture, que faz com que os enormes cenários utilizem texturas com resoluções altíssimas, proporcionando um efeito visual incrível, mas sacrificando muito o desempenho do equipamento.

*Média de quadros por segundo: quanto mais, melhor.

*Tempo para a renderização dos quadros dentro dos games: quanto menos, melhor (em milissegundos).

O resultado obtido com os testes em Rage é interessante. O game possui uma limitação no número de quadros por segundo, impedindo que seja possível ultrapassar esse número. Colocamos o teste aqui apenas para demonstrar o poder da Titan, que consegue executar o jogo com facilidade e em velocidade máxima mesmo com três telas ao mesmo tempo e uma resolução de 5670x1080 pixels.

The Elder Scrolls Skyrim

O quinto capítulo da série The Elder Scrolls coloca os jogadores em um mundo absurdamente grande para ser explorado, com quests, inimigos, dungeons e missões para ocupar qualquer aventureiro por muito tempo.

A diversidade nos gráficos coloca dragões e muitos inimigos simultaneamente na tela, com explosões e efeitos de mágica em alta definição em meio a florestas densas, rios e montanhas cobertas de neve. Tudo isso ao mesmo tempo pode acabar pesando um pouco para as placas de vídeo.

*Média de quadros por segundo: quanto mais, melhor.

*Tempo para a renderização dos quadros dentro dos games: quanto menos, melhor (em milissegundos).

Tirando o teste com a resolução de 5670x1080, Skyrim apresentou números muito semelhantes com todas as placas testadas. É possível processador que utilizamos nos testes esteja funcionando como um gargalo e impedindo as placas de mostrar todo o seu poder.

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 tesselation para determinar o poder da placa de vídeo.

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.

Os resultados podem ser analisados com mais facilidade em benchmarks como o Heaven e o Valley. Através deles é possível perceber a evolução da tecnologia.

Vale lembrar que os resultados obtidos em alguns desses testes podem mudar no futuro, uma vez que o lançamento de novos drivers poderá adicionar uma maior compatibilidade com um maior número de jogos.

Vale a pena?

Ter uma placa de vídeo com DNA de supercomputador não é para qualquer um. Quando a NVIDIA decidiu batizar a nova GeForce como “Titan”, ela sabia que o seu produto seria a placa de vídeo com chip único mais rápida do mundo e reinaria absoluta por um bom tempo.

O modelo traz um design incrível e uma nova tecnologia de refrigeração que é mais eficiente que a das gerações anteriores; tudo isso acompanhado de novos e antigos recursos reinventados, como é o caso do GPU Boost 2.0. Isso garante muita qualidade ao produto final.

Os testes demonstraram que, mesmo que a GeForce GTX Titan não signifique um salto tecnológico tão grande em relação à geração anterior, a placa é mesmo poderosa; ela apresenta mais velocidade tanto para os games quanto para outras atividades que exigem um grande poder computacional.

(Fonte da imagem: Divulgação/NVIDIA)

Entretanto, o valor é tão elevado quanto o desempenho: estima-se que ela custe cerca de US$ 999 (aproximadamente R$ 2 mil, sem impostos) no mercado norte-americano. Um valor que é alto até mesmo para os padrões de lá.

Quem quer garantir o máximo de desempenho para os games atuais e até mesmo futuros certamente vai encontrar na GeForce GTX Titan o que procura. Embora o valor da placa seja elevado, um investimento desse calibre pode se justificar em longo prazo, uma vez que será possível aguentar alguns anos sem precisar se preocupar com upgrades.

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