GeForce GTX 650 Ti BOOST: in prova con i driver R320

Il mercato delle schede video di fascia mainstream si è riacceso dopo che AMD ha presentato la Radeon HD 7790. Tale scheda, recensita da noi a questo indirizzo, ha colmato il divario prestazionale presente tra la Radeon HD 7770 e la Radeon HD 7850 della casa di Sunnyvale. Nvidia non ha voluto essere da meno ed ha subito presentato la GeForce GTX 650 Ti BOOST. Soluzione che non deve essere inquadrata come una risposta diretta alla Radeon HD 7790, visto che le due schede hanno un prezzo diverso, ma ha lo stesso obiettivo: riempire il vuoto creatosi tra la GTX 650 Ti e la GTX 660 della line-up mainstream del produttore californiano.

Al contrario di AMD che in quel segmento utilizza tre core diversi (Cape verde XT, Bonaire e Pitcairn PRO), Nvidia propone sempre lo stesso core GK106 in varie declinazioni, GK106-220, GK106-240 e GK106-400, differenti per il numero di shader abilitati, per i memory controller attivi e per le funzionalià DVFS. 

 

	Nvidia GeForce GTX 650 Ti	Nvidia GeForce GTX 650 Ti BOOST	Nvidia GeForce GTX 660
Asic GPU	GK106-220	GK106-240	GK106-400
CUDA Core / TMUs / ROPs	768 / 64 / 16	768 / 64 / 24	960 / 80 / 24
Base Clock	925 MHz	980 MHz	980 MHz
Boost Clock	-	1033 MHz	1033 MHz
Quantitativo e tipo di memorie	1GB GDDR5	2GB GDDR5	2GB GDDR5
Frequenza memorie	5400 MHz	6008 MHz	6008 MHz
Interfaccia memorie	128 bit	192 bit	192 bit
TDP	110 W	135 W	140 W
Alimentazione supplementare	6 pin	6 pin	6 pin
Raffreddamento	singola ventola assiale + heatsink	ventola radiale + heatsink	ventola radiale + heatsink
Uscide video	2 x DVI mini HDMI	2 x DVI HDMI DisplayPort	2 x DVI HDMI DisplayPort
Prezzo	149 Dollari USA	169 Dollari USA	229 Dollari USA

 

La GeForce GTX Ti BOOST che analizzeremo in questa recensione è il modello reference sviluppato da Nvidia. Si tratta di una scheda che sfrutta lo stesso circuito stampato e sistema di raffreddamento della GTX 660 reference. Ritroviamo il Printed Circuit Board di tipo compatto (lungo appena 17 centimetri) abbinato al sistema di raffreddamento full-length (24 centimetri) - con ventola a turbina - che si estende ben oltre la lunghezza del PCB.

 

Abbiamo deciso di provare la scheda con i nuovi driver R320, in versione 320.14 beta, rilasciati da poco da Nvidia e accreditati di vari aumenti prestazionali rispetto alla release di supporto ufficiale WHQL.

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Questo il changelog dei driver:

 

Architettura

Il chip GK106 ha dimensioni di 221 millimetri quadrati ed integra 2,54 miliardi di transistor. Nvidia propone questa GPU in tre varianti: GK106-400 (GeForce GTX 660), GK106-220 (GeForce GTX 650 Ti) e GK106-240 (GeForce GTX 650 Ti BOOST). Nella declinazione GK106-240 sono stati abilitati 768 CC (CUDA Core), organizzati in 4 SMX (Streaming Multiprocessor X). I GPC (Graphics Processing Cluster) possono essere 2 o 3 a seconda del blocco hardware praticato da nVidia sullo shader-frontend.

(clicca sui pulsanti per vedere le varie declinazioni del GK106)

Il backend è composto da 3 gruppi di ROPs da 8 unità collegati ad una cache L2 da 384KB e tre memory controller. Su quest'ultimi sono collegati i chip di memoria GDDR5. Il bus memoria ha un'ampiezza complessiva di 192-bit e per poter essere abbinato ad un quantitativo di VRAM pari a 2GB richiede il sovraccarico di uno dei tre memory channel. In pratica per poter inserire 8 chip VRAM, al posto dei classici 6 chip, il primo MC è stato connesso ad un numero doppio di chip (design asimmetrico). Tale soluzione implica la disponibilità di un framebuffer da 1536MB a piena banda (192-bit) ma la scheda è comunque in grado di allocare fino a 2GB di memoria con una limitazione di banda a 64-bit per l'ultima porzione di 512MB.

Passiamo alle frequenze di clock: il base clock del chip GK106-240 è di 980MHz, con il boost clock a 1033MHz, mentre le memorie operano a 1502MHz (6008MHz).

Se escludiamo i 192 Shader in meno, e le relative 16 TMUs, il GK106-240 è praticamente identico al GK106-400. Stesso backend e stesse frequenze di clock. Questo significa che la GTX 650 Ti BOOST ha un'implementazione ed un design più vicini alla GTX 660 che alla GTX 650 Ti. Infatti nelle pagine seguenti vedremo come il package del core, il PCB ed il sistema di raffreddamento adottato da Nvidia sul modello reference sono gli stessi della GTX 660.

 

La scheda

La GeForce GTX 650 Ti BOOST inviataci da Nvidia è identica alla GTX 660 "reference": la lunghezza complessiva è di 24 centimetri e l'ingombro di 2 slot PCI. La parte frontale mostra la copertura completamente in plastica nera, con il logo verde della casa di Santa Clara, e la ventola radiale da 6.5 centimetri di diametro posizionata a destra.

 

 

Osservando la scheda da dietro notiamo che in realtà il PCB è lungo poco più di 17 centimetri e che il resto dello spazio è occupato da una base in plastica che fa da supporto all'ancoraggio a tre punti della ventola e sulla quale sono ricavate due feritoie per l'aspirazione dell'aria fresca.

 

 

La vista laterale inferiore non presenta alcun elemento particolare, c'è solo il pettine PCIe x16 sovrastato dall'enorme convogliatore che si estende ben oltre il PCB.

 

 

Quella laterale superiore espone in bella vista il logo "GeForce GTX" di colore verde, il connettore SLI a destra e quello per l'alimentazione aggiuntiva PCIe 6-pin a sinistra.

 

 

La zona posteriore presenta un avvallamento intorno al foro della ventola a turbina per facilitare l'aspirazione dell'aria nel caso di configurazioni SLI con due schede ravvicinate.

 

 

Sulla parte anteriore troviamo la griglia per lo sfogo dell'aria calda affiancata da due connettori DVI (SL+DL), un connettore HDMI 1.4a e un connettore Display Port 1.2. La GTX 650 Ti BOOST è in grado di pilotare fino a  4 monitor contemporaneamente e supporta le tecnologie Nvidia Surround e Nvidia 3D Vision Surround.

 

 

 

PCB e componenti 

Il circuito stampato anche se compatto presenta la classica disposizione a tre blocchi: sezione VRM Mem a sinistra, socket GPU con doppia foratura (regolare + mini) al cento e sezione VRM GPU a destra. L'attacco PWM a 4-pin per la ventola a turbina si trova vicino al connettore PCIe 6-pin AUX. Quest'ultimo è in posizione verticale e fornisce 75W di alimentazione aggiuntiva che sommati ai 75W erogati dallo slot PCIe x16 fanno salire il power draw massimo della scheda a 150W. 

 

 

Quattro degli otto chip VRAM GDDR5 sono posizionati sul retro del PCB. Il singolo connettore SLI indica che la GTX 650 Ti BOOST, al pari della GTX 660, supporta al massimo configurazioni SLI 2-way (ricordiamo che sulla GTX 650 Ti questo connettore non è presente).

 

 

Il package del core GK106-240 (GTX 650 Ti) è identico al GK106-400 (GTX 660Ti), presenta cioè sia la cornice metallica esterna che tutte le mini-interconnessioni che invece non troviamo sul GK106-220 (GTX 650 Ti).

 

 

Anche se nella foto seguente non si legge chiaramente, l'integrato che controlla la tensione è l'NCP5395 di OnSemi. Si tratta di un chip relativamente semplice che non offre funzioni di regolazione e monitoring avanzate.

 

 

 I chip di memorie GDDR5 della Samsung sono siglati K4G20325F0-FC03, certificati per operare stabilmente a 6GHz (effettivi).

 

 

La sezione di alimentazione della GPU è composta da 4 fasi analogiche che lavorano assieme ad un singolo POSCAP.

 

 

Ancora più semplice la sezione di alimentazione delle memorie, con una sola fase VRM di tipo tradizionale.

 

 

Sistema di raffreddamento

Di seguito il video che mostra i passaggi necessari per rimuovere il sistema di raffreddamento reference della GeForce GTX 650 Ti BOOST.

 

E' possibile separare il blocco "ventola più copertura/convogliatore" dal blocco "PCB con heatsink".

 

 

Chip di memoria video e sezione VRM sono lasciati "naked", ma  quest'ultima  beneficia attivamente dell'aria spinta dalla ventola a turbina verso il radiatore posizionato sulla  GPU. 

 

 

 

Come detto in precedenza il sistema di raffreddamento è molto semplice. La struttura di supporto completamente in plastica, anche se ben ancorata, può causare forti vibrazioni quando la ventola a turbina inizia a girare e velocità medio-alte.

 

 

L'heatsink è composto da una placca in rame posta a diretto contatto con la GPU e incastrata su una struttura in alluminio che termina con 40 sottili alette in alluminio. 

 

 

 

Specifiche tecniche e funzionamento a default

Di seguito le specifiche della GTX 650 Ti Boost confrontate con quelle delle schede utilizzate nella nostra prova:

*Tipical Board Power

 

La scheda rilevata da GPU-Z:

 

Nella tabella seguente abbiamo indicato le frequenze di clock di GPU e memorie video e le tensioni di alimentazione GPU in modalità Desktop 2D e Load 3D. 

Frequenze e tensioni (Nvidia GeForce GTX 650 Ti BOOST)
	Freq. GPU (MHz)	Freq. Memorie (MHz)	Tensione GPU (V)
Desktop 2D	324	648	0,850
Load 3D	979~1123	6008	1,162

 

Nel 3D la frequenza di clock varia da 979 a 1123 MHz. In realtà il clock della GPU viaggia quasi sempre sopra la frequenza di Boost clock (media) indicata da Nvidia, che ricordiamo essere pari a 1033MHz.

 

(la linea arancione marca il boost clock medio indicato da Nvidia!)

 

Piattaforma e metodologia di test

I test sulle schede grafiche sono eseguiti applicando scrupolosamente sempre le stesse condizioni di prova al fine di garantire una perfetta comparabilità degli stessi e la ripetibilità, quale requisito essenziale di qualunque test. Nella pratica scegliamo le sequenze che meglio si adattano alle nostre condizioni di prova, preferendo i titoli che contengono al loro interno un sistema di benchmark grazie al quale è facile escludere eventuali errori umani nelle misurazioni.

I test sono ripetuti per tre volte e nel momento in cui la varianza fra un risultato e l'altro dovesse risultare troppo elevata, il test viene ulteriormente ripetuto fino a scartare le cause che hanno determinato il risultato non conforme. Il sistema utilizzato include solo i componenti strettamente necessari mentre il sistema operativo è installato di fresco ed i software sono limitati ai giochi utilizzati per le prove con i rispettivi tool di benchmark.

La configurazione di prova include i seguenti componenti: 

Sistema di prova
Scheda madre	Intel DX79 LGA 2011
Processore	Intel Core i7-3960X @4.2GHz
Memorie	8GB DDR3 @1600MHz
Hard disk	Hitachi 500GB SATA2
Alimentatore	Enermax MaxRevo 1350W
Sistema operativo	Windows 7 Ultimate 64-bit

 

 La scheda montata e pronta per i test:

 

I driver utilizzati per testare la scheda sono i GeForceR320.14 Beta. I test sono stati eseguiti alla risoluzione di 1920x1080 pixels con e senza filtri Anti-Aliasing. 

 

Alien vs. Predator

Alien vs. Predator: la versione originale progettata per console Atari subisce una profonda rivisitazione per essere adattata a sistemi DirectX 11, API delle quali sfrutta in particolare effetti SSAO (Screen Space Ambient Occlusion), di ombre dinamiche e di smooting delle curve dell´alieno.

 

   

 

 

Battlefield 3

FPS bellico basato sull'engine Frostbite 2.0 di DICE. Il motore grafico è completamente compatibile con le DirectX 11 e gestisce in tempo reale: radiosity, rendering differito, sistema di collisioni Destruction 3.0 e animazioni ANT. Battlefield 3 mostra tutto quello che un sistema hardware moderno è in grado di fare grazie ad una qualità delle scene davvero impareggiabile. Per le nostre prove abbiamo utilizzato una sequenza fissa ed il tool di registrazione del framerate FRAPS. 

 

 

 

 

 

 

 

Bioshock Infinite

Sparatutto in prima persona sviluppato da Irrational Games e pubblicato da 2K Games. Il gioco sfrutta una versione modificata dell' Unreal Engine 3 con supporto alle DirectX 11 ed implementa effetti avanzati di post-processing, ombre dinamiche, raggi di luce ed occlusione ambientale.

 

 

 

Dirt Showdown

Episodio arcade della serie di giochi di guida DiRT di Codemasters. Showdown è basato sull'EGO Engine 2.0, lo stesso di DiRT 3, compatibile con DirectX 11 ed arricchito con i nuovi effetti di Advanced Lighting, Global Illumination, Contact Hardening Shadows e High Definition Ambient Occlusion.

 

 

 

 

 Far Cry 3

Terzo episodio della saga di sparatutto in prima persona targata Ubisoft. Il gioco è basato su motore grafico Dunia Engine 2 in DirectX 11 e supporta la fisica tramite Havok.  

 

 

 

 

Hitman Absolution

Quinto episodio della saga di videogiochi action/stelth che hanno come protagonista l'agente 47.Hitman: Absolution sfrutta il nuovo motore grafico Glacier 2 che, nella versione PC, supporta le DirectX 11 di Microsoft con gli effetti grafici avanzati di Global illumination, Bokeh e Tesselation, insieme alle tecnologie multi-monitor Eyefinity e stereoscopiche HD3D di AMD (il gioco fa parte del piano "AMD Gaming Evolved").

 

 

 

Just Cause 2

Action in terza persona con elementi da gioco di guida di tipo free roaming sviluppato da Avalanche Studios e pubblicato da Eidos Interactive. Basata sull' Avalanche Engine 2.0 il gioco sfrutta il rendering DirectX 10.

 

 

 

 

 

 Max Payne 3

Terzo capitolo del'action/shooter in terza persona con "Bullet-Time" sviluppato da Rockstar sulla base della serie Remedy. Il gioco sfrutta una versione modificata del RAGE engine con l'aggiunta del supporto  alle DirectX 11 e alle funzionalità 3D stereoscopico.

 

 

 

 

Metro 2033

Sparatutto in prima persona con ambientazione post-apocalittica sviluppato da 4A Games e pubblicato da THQ. Il gioco supporta appieno tutte le feature DirectX 11, come tessellation e DirectCompute, e per questo richiede molte risorse hardware.

 

 

 

 

Shogun 2

Strategico in tempo reale sviluppato da The Creative Assembly e pubblicato da SEGA. Il motore grafico è stato aggiornato con la patch 2.0 alle DirectX 11 ed offre effetti avanzati di tesseletion, anti-aliasing ed ombre dinamiche.

 

 

 

 

 Sleeping Dogs

Gioco d'azione free roaming sviluppato da  United Front Games e pubblicato da Square Enix. La versione PC supporta le DirectX 11 ed è stata aggiornata con le texture in alta definizione mediante apposito DLC.

 

 

 

 

Sniper Elite V2

Tactical shooter sviluppato da Rebellion Developments e basato sull'engine Asura con supporto DirectX 11. Il gioco implementa funzioni avanzate di Supersampling, DirectCompute Accelerated Antialiasing e DirectCompute Accelerated Post Processing.

 

 

 

 

The Witcher 2 Enhanced Edition

Gioco di ruolo di CD Projekt che sfrutta il motore proprietario Red Engine. Nonostante il supporto limitato alle DirectX 9 è uno dei titoli con la migliore grafica in circolazione, merito soprattutto dell'elevatissimo dettaglio poligonale e della massiccia presenza di effetti di post-processing.

 

 

 

 

Tomb Raider

Reboot di una delle serie più famose della storia dei videogiochi. Il nuovo Tomb Raider è basato su una versione modificata del Crystal Engine e su PC supporta le DirectX 11, la Tessellation e la tecnologia TressFX. Querst'ultima  consente di renderizzare dettagliatamente i capelli di Lara Croft e gestisce la simulazione dei loro movimenti in maniera realistica.

 

 

  

Benchmark sintetici DX11

3DMark - Fire Strike (preset: Performance)

Test in ambiente DirectX 11 dell'ultima versione del popolare benchmark 3DMark di Futuremark dedicata GPU di fascia alta. Fire Strike propone pesanti effetti di post processing, tessellation, simulazione del fumo in base alla fluidodinamica, profondità di campo ed  illuminazione dinamica-volumetrica.

 

 

Unigine Valley (preset: Extreme HD)

Dai creatore di Heaven un nuovo benchmark 3D basato sul'ultima revisione del motore grafico proprietario Unigine,  utile per l'analisi prestazionale delle schede video con API DirectX 11 in abbinamento alla tecnica di tessellation.

 

 

3DMark11

Benchmark sintetico sviluppato da Futuremark per testare le potenzialità di rendering 3D delle moderne GPU di AMD e nVidia compatibili con le DirectX11. Il test supporta l´illuminazione volumetrica, la tessellation, la profondità di campo e gli effetti di post processing, oltre alla simulazione della fisica.

Extreme Preset

 

  

Performance Preset

 

 

 

Unigine Heaven 3.0

Ultima versione del benchmark 3D "Heaven" basato sull´omonimo motore grafico proprietario Unigine in grado di sfruttare le API DirectX 11. Nelle nostre prove abbiamo cercato di evidenziare le differenze prestazionali con i seguenti settaggi della Tessellation:  Normal ed Extreme.

Tessellation: Extreme

 

 

Tessellation: Normal

 

 

 

 

Temperature

Le temperature della GPU sono state rilevate tramite il tool GPU-Z cercando di far rimanere quelle ambientali costantemente sui 21°C.

 

 

Consumi

I consumi si riferiscono all'intero sistema.

 

 

 

Rumorosità: 

 

 

Overclock 

Per la prova di overclock ci siamo affidati all'ultima versione del tool PrecisionX di EVGA disponibile a questo indirizzo. 

Abbiamo aumentato il Power Target del 10%, settato manunalmente il valore di vGPU a 1150mv e impostato l'offset del clock di GPU e  Memorie rispettivamente a +190MHz e + 399MHz. Le frequenze raggiunte sono state di 1170MHz (1223 MHz di boost) per il core grafico e 1702 MHz (6808 effettivi) per la memorie video.

Ecco il punteggio ottenuto al 3DMark 11, preset performance:

In questo test sintetico l'ìncremento ottenuto dall'overclock è del 13.8%.

Mentre in un gioco reale, come Battlefield 3, il guadagno è del 12.9%.

 

 

Conclusioni

Nelle nostre recensioni abbiamo sempre elogiato l'efficienza e la potenza dei chip grafici della famiglia Kepler ma non abbiamo mai risparmiato critiche a tutto ciò che rappresenta il "contorno" che Nvidia ha deciso di utilizzare sulle schede video reference. Ci riferiamo al PCB, alla componentistica ed al sistema di raffreddamento non sempre all'altezza del prezzo di commercializzazione, specie sui prodotti di fascia alta. Per questo nelle nostre conclusioni spesso abbiamo suggerito l'acquisto di prodotti personalizzati (con PCB e cooling di tipo custom) sviluppati dai partner del produttore californiano.

La GeForce GTX 650 Ti BOOST non si discosta da questa filosofia anche se questa volta a favore di Nvidia giocano alcuni punti. Innanzitutto questa è una scheda di fascia media che utilizza un PCB preso in prestito da una soluzione di classe superiore. Non a caso la scheda avrebbe dovuto chiamarsi GTX 660 SE ma dopo il taglio di prezzo praticato da AMD sulla HD 7850 Nvidia ha deciso di rinominarla in GTX 650 Ti BOOST e proporla ad un prezzo più aggressivo.

Della GeForce GTX 650 Ti, la GeForce GTX 650 Ti BOOST non ha praticamente nulla, a parte il numero di CUDA Core abilitati. Il package della GPU GK106 è diverso, il quantitativo di VRAM è stato raddoppiato ed il bus portato a 192-bit. E' stata abilitata la modalità GPU Boost, inserendo gli stessi parametri di funzionamento della GTX 660, ed è stato reintrodotto il connettore SLI per le configurazione multi-GPU a due vie.

La GeForce GTX 650 Ti BOOST, insieme alla HD 7850, è l'unica scheda di questa generazione che per 150 Euro offre la possibilità di giocare in maniera fluida in Full-HD attivando anche qualche filtro. Il meccanismo di GPU Boost è ben implementato (la frequenza reale della GPU supera sempre il valore di boost clock medio suggerito da Nvidia) e l'overclock manuale consente di superare agevolmente le prestazioni della GTX 660.

Smentiti anche i possibili problemi ipotizzati da noi a causa dall'utilizzo di memorie asimmetriche. Difficilmente fino a 1920x1080 si arriva ad allocare più di 1536MB di VRAM nei giochi di questa generazione. Salendo di risoluzione abbiamo constatato che il limite si sposta più sulla potenza d'elaborazione della GPU che su eventuali fenomeni di SWAP.

In ultimo una considerazione sui driver R320. Nonostante la massiccia presenza di titoli "AMD Gaming Evolved" il team software di Nvidia continua a dimostrarsi all'altezza della sua fama e propone ogni volta nuove release con interessanti ottimizzazioni. L'unico gioco dove Nvidia può e deve migliorare ancora è DiRT Showdown, soprattutto con la GTX 650 Ti BOOST, anche se con questo caso è l'intera famiglia dei chip Kepler (ad eccezione del GK110) che soffre a causa di scelte architetturali che non premiano molto la programmazione in DirectCompute.