Видеокарта NVIDIA GeForce RTX 3080 Founders Edition: особенности дизайна

Компания NVIDIA в этом году начала цикл выпуска продукции следующего поколения 1 сентября, анонсировав 30-ю серию видеокарт GeForce RTX с архитектурой Ampere. Мы получили на руки образец карты GeForce RTX 3080 Founders Edition, то есть, по сути, образец референсного дизайна RTX 3080. Начиная с поколения 2015 г. Maxwell референсные видеокарты NVIDIA выпускаются под премиальной маркой "Founders Edition" – для производителей нереференсных версий эти модели являются своего рода ориентиром, от которого можно отталкиваться и ниже которого нельзя опускаться при разработке карт с дополнительными усовершенствованиями.

Как известно, GeForce RTX 3080 базируется на одной из версий 8-нм чипа GA102, включающей в себя 8704 ядра CUDA, 68 ядер RT второго поколения, 272 ядра Tensor третьего поколения, 272 блока TMU и 96 блоков ROP. К отличительным особенностям этой видеокарты относится разработанная совместно Micron и NVIDIA быстрая (19 Гбит/с) память GDDR6X объемом 10 ГБ с 320-разрядной шиной. Кроме того, это первая видеокарта NVIDIA GeForce, которая может использовать преимущества интерфейса PCI-Express 4.0 x16.

Но графический чип – это только половина истории. Наш главный сюрприз – новый уникальный дизайн референсной карты NVIDIA. В части габаритов RTX 3080 Founders Edition не выделяется из общего ряда высокопроизводительных референсных видеокарт, но ее система охлаждения рассчитана на укрощение мощного 320-ваттного графического процессора без риска оставить соседей без света. NVIDIA решила не прибегать к таким безобразиям, как жидкостный кулер, а вместо этого модернизировала концепцию воздушного кулера, о чем мы попытаемся здесь вкратце рассказать.

Мы с вами произведем подробный визуальный осмотр карты GeForce RTX 3080 Founders Edition, начиная с упаковки. На момент написания данной статьи NVIDIA разрешила только "публиковать фотографии карты, не разбирая ее, не подключая к источнику питания и не устанавливая в компьютер, а также не намекая на какие-либо результаты тестов на производительность". Поэтому полный обзор видеокарты GeForce RTX 3080 Founders Edition с разбором производительности будет опубликован позднее.

Распаковка видеокарты RTX 3080 Founders Edition

Видеокарта NVIDIA GeForce RTX 3080 Founders Edition поставляется в красивой и приятной на ощупь картонной коробке. На крышке – элементы художественного оформления. Техническая информация (на нескольких языках) приведена на дне основания коробки, там же – магазинные наклейки. Крышка коробки фиксируется на основании легким нажатием, у невскрытой упаковки крышка и основание дополнительно скреплены скотчем. Чтобы извлечь видеокарту, нужно поднять крышку.

Вот она! Основной продукт смело возлегает в наклонном положении в поддоне основания коробки. Обратите внимание – возможно, это первая видеокарта, у которой лицевой стороной является подложка. Такая компоновка подчеркивает инновационное решение в части системы охлаждения – вентилятор со стороны подложки. Когда вы вытащите видеокарту из пенопластового поддона, то увидите картонный вкладыш с остальными комплектующими.

В комплект входит переходной адаптер, подключаемый с одной стороны к двум 8-пиновым питающим входам PCIe, а с другой – к нашумевшему 12-пиновому миниконнектору питания, и документация: быстрое руководство по установке (Quick Start Guide), которое поможет вам установить карту в компьютер, справочник техподдержки (Support Guide) с контактными данными сервисных центров и – на отдельном листке – специальное предупреждение, гласящее (на нескольких языках), что в случае отсутствия на вашем блоке питания 12-пиновых выходов можно использовать переходной адаптер только из комплекта видеокарты.

RTX 3080 Founders Edition: внешний вид

Карта NVIDIA GeForce RTX 3080 Founders Edition производит впечатление ювелирного изделия. Внимание к деталям и финишная доводка – почти как у Apple. Все поверхности приятны на вид и на ощупь. Никаких торчащих крепежных деталей или накладных заклепок. Всё на месте.

Самая заметная особенность этой конструкции – компоновка вентиляторов. Карта оснащена двумя большими 85-мм вентиляторами, по одному с каждой стороны. Концевые кромки лопастей импеллеров каждого из них соединены с ободом, чтобы весь воздух без потерь шел в осевом направлении. В этой концепции системы охлаждения аэродинамика играет очень большую роль.

В отличие от большинства видеокарт с несколькими вентиляторами, в том числе RTX 2080 Founders Edition, новая карта RTX 3080 Founders Edition оснащена двумя многопластинчатыми алюминиевыми радиаторами, сквозь которые проходят четыре медные тепловые трубки, как и было показано в официальной презентации NVIDIA. Эти тепловые трубки контактируют с основанием испарительной камеры, отводящей тепло от сильно нагревающихся компонентов PCB.

В ситуации установки видеокарты в типовой башенный корпус вентилятор, ближайший к планке задних портов I/O, тянет воздух со стороны «изнанки» видеокарты, проталкивая его в первый радиаторный блок с сужающимся острием, алюминиевые пластины которого направляют нагретый воздух мимо задних портов. Второй радиаторный блок, находящийся на большем удалении от задних портов I/O, обдувается вторым вентилятором, располагающимся с лицевой стороны, т.е. со стороны подложки видеокарты. Этот вентилятор тянет охлаждающий поток воздуха через блок пластин и выбрасывает его на «лицевую поверхность» видеокарты, где его должен подхватить поток, создаваемый задним/верхним вытяжным вентилятором корпуса. Между двумя блоками пластин имеется еще два конструктивных элемента с функцией радиатора, не снабженных вентиляторами. На "верхнем" из них располагается основной коннектор питания. Несущий каркас из прочного металлического сплава удерживает все элементы конструкции вместе и придает карте блестящий вид.

На рисунке выше, взятом из презентации NVIDIA, показано, как радиаторные блоки пластин соединены тепловыми трубками. Тепловые трубки обеспечивают контакт радиаторов с испарительной камерой. Кроме того, на рисунке NVIDIA хорошо показана общая схема движения воздушного потока.

Задняя планка портов I/O с крупной вентиляционной решеткой содержит четыре дисплейных коннектора: три порта DisplayPort 1.4 и один порт HDMI 2.1, позволяющий передавать по одному кабелю видеоконтент с разрешением 8K, частотой 60 Гц и поддержкой HDR. Коннектор USB type-C VirtualLink остался на видеокартах NVIDIA RTX 20-й серии Turing – здесь его нет.

Габаритные размеры карты NVIDIA GeForce RTX 3080 Founders Edition – 29 см в длину и 11 см в высоту (стандартная высота полноразмерной видеокарты). Что касается толщины карты, то она точно закроет два слота. Карта весит 1.35 кг, что по сегодняшним меркам не очень много.

На рисунке выше можно сравнить габариты RTX 3080 Founders Edition и других современных референсных видеокарт. Видно, что она, может быть, чуть-чуть длиннее AMD Radeon RX 5700 XT Navi. Высота – стандартная, Radeon VII выше. Референсная карта RTX 2080 Ti немного короче.

Тот самый экзотический 12-пиновый коннектор питания

Для решения основной задачи – обеспечения прохождения воздушного потока через корпус видеокарты с забором воздуха со стороны подложки – NVIDIA пришлось сделать печатную плату (PCB) короче, чем сама видеокарта. Длина PCB составляет менее двух третей длины карты, к тому же форма платы отлична от прямоугольной. PCB такого размера подошла бы видеокарте средней ценовой категории, со 128-разрядной шиной памяти и одним 8-пиновым коннектором питания; однако RTX 3080 – это high-end. Ранее AMD уже выпускала видеокарты класса high-end с PCB такого размера, но там применялась дорогостоящая компоновка графического процессора по принципу многочипового модуля (MCM, multi-chip module) со стеками памяти HBM, располагающимися на микросхеме GPU, что позволяло уменьшить формат PCB. Однако RTX 3080 базируется на традиционной графической компоновке, в которой чипы памяти GDDR6X отделены от GPU. Уместить сам по себе большой чип GPU, 10 чипов памяти GDDR6X и сложную схему продвинутого 18-фазного модуля VRM на миниатюрной PCB – это нетривиальная инженерная задача, потребовавшая нестандартного подхода.

Традиционным решением для такой высокопроизводительной видеокарты, как RTX 3080, с типовым энергопотреблением платы 320 Вт, было бы использование двух 8-пиновых коннекторов питания PCIe (150 Вт на каждый вход, плюс то, что по остаточному принципу достанется от слота PCIe). Однако в данном случае основную ценность представляет рабочее пространство на PCB, где два 8-пиновых коннектора заняли бы слишком много места. И NVIDIA применила радикальное решение, выбрав для этого 12-пиновый коннектор Molex MicroFit 3.0. Этот миниатюрный коннектор обеспечивает чистое 12-вольтовое подключение и только слегка шире одиночного 8-пинового коннектора PCIe, зато тоньше – за счет меньшей площади каждого контакта. Сами контакты выполнены из высококлассных материалов, и Molex рекомендует использовать с этим коннектором провода более высокого сортамента.

Один 12-пиновый коннектор может обеспечить энергопотребление не менее 300 Вт, то есть вдвое больше, чем 8-пиновый коннектор PCIe. Говорят, что в части энергообеспечения этот коннектор способен даже на большее, но мы пока будем ориентироваться на типовые показатели. Интересно другое: этот коннектор можно расположить на плате так, чтобы длинная сторона контактного разъема была перпендикулярна плоскости PCB, что и сделали в NVIDIA на RTX 3080, еще сильнее уменьшив формат платы. Задний край PCB выступает наружу, как показано на рисунке выше, что позволило разместить 12-пиновый коннектор между пластинами второго радиатора, сделав в них только небольшой вырез. В результате он занимает на PCB площадь, эквивалентную площади 2-пинового разъема питания ноутбука.

Единственное замечание по поводу 12-пинового коннектора RTX 3080 – он находится слишком близко к центральной части видеокарты. Такое расположение при одновременном использовании переходного адаптера из комплекта (2x 8-pin => 12-pin) может испортить общий вид всей сборки, особенно в сочетании с кабелями OCD. Я уверен, что моддеры уже ищут всевозможные альтернативы рекомендованному адаптеру из комплекта видеокарты.

Если ваш блок питания оснащен только 8-пиновыми коннекторами

В настоящий момент на рынке нет блоков питания с 12-пиновыми коннекторами. В комплект видеокарты от NVIDIA входит адаптер, через который вышеупомянутый 12-пиновый коннектор на RTX 3080 можно подключить к двум 8-пиновым коннекторам питания PCIe на БП. Гарантийные условия требуют, в случае отсутствия у блока питания 12-пинового коннектора, использовать только этот адаптер – использование переходных устройств 8-pin => 12-pin от сторонних производителей аннулирует гарантию. Мы не уверены, что этот пункт гарантийных условий вполне правомерен, потому что это все равно что сказать: "заряжайте свой iPhone только с помощью кабеля из комплекта Apple".

К тому же почти каждый производитель блоков питания, из тех, с кем мы общались, уже готовит 12-пиновые съемные кабели, которые вы можете использовать совместно с существующими модульными БП. Некоторые даже предлагают их бесплатно, если вы сможете подтвердить, что являетесь владельцем видеокарты с 12-пиновым коннектором. Съемные кабели – это, строго говоря, не то же самое, что "адаптеры 2x 8-pin => 1x 12-pin от сторонних производителей". Эти кабели одной стороной подключаются к бэкплейну модульного БП, а другой – к 12-пиновому коннектору видеокарты. У типовых модульных БП к одному из выходов бэкплейна с высоким выходным током подключается кабель с двумя 8-пиновыми коннекторами PCIe.

Один из ведущих производителей блоков питания, компания Seasonic, предоставила нам такой съемный кабель для нашего БП. Этот кабель подключается к бэкплейну БП, как описано выше, и заканчивается одиночным 12-пиновым коннектором. Он не осуществляет преобразование тока от двух 8-пиновых коннекторов PCIe в ток для 12-пинового коннектора, и, следовательно, не подпадает под пункт гарантийных условий NVIDIA, запрещающий использование адаптеров 8-pin PCIe => 12-pin от сторонних производителей. Обратите внимание – по внешнему виду 12-пиновый коннектор Seasonic идентичен оригинальному коннектору NVIDIA. У него даже есть такая же "единичка" на верхнем левом углу.

Заключение

Видеокарта GeForce RTX 3080 Founders Edition выглядит очень оригинально. С начала лета в сети время от времени появлялась различная информация о дизайне карты, но все это не умаляет впечатления от готового продукта, который вы держите в руках. С чисто художественной точки зрения новая концепция системы охлаждения очень красиво вписывается в дизайн карты, но нужно еще подождать обзора с объективными температурными и акустическими показателями. Посмотрев анонсы некоторых нереференсных моделей RTX 3080, мы должны отметить, что в части стиля RTX 3080 Founders Edition тоже производит превосходное эстетическое впечатление.

Кроме того, NVIDIA здесь решает фундаментальную задачу, стоящую перед разработчиками современных высокопроизводительных видеокарт с воздушными кулерами: повысить эффективность системы охлаждения, не прибегая к нагромождению вентиляторов и металлических радиаторных конструкций. Эта карта имеет такие же габариты, как у большинства референсных видеокарт предыдущего поколения, и типовое энергопотребление платы 320 Вт. Основная задача – обеспечить эффективное охлаждение при приемлемом уровне шума. NVIDIA применила здесь несколько интересных конструкторских решений, позволивших не делать систему охлаждения карты слишком громоздкой. Одно из них – сделать плату PCB короче самой карты и в то же время максимизировать Z-высоту (толщину) карты под второй пластинчатый радиатор, воздушный поток через который создает вентилятор, расположенный со стороны подложки.

Чтобы уместить на компактной PCB большую микросхему GPU, 10 чипов памяти и солидный 18-фазный VRM, в NVIDIA решились на радикальный шаг – выбрали альтернативный стандарт коннектора питания, применив новый 12-пиновый коннектор Molex MicroFit 3.0, который занимает мало места на плате и обеспечивает подачу питания в том же объеме, что и два 8-пиновых коннектора PCIe. Адаптер входит в комплект от NVIDIA, так что карту можно подключить практически к любому блоку питания, однако условия гарантии не подразумевают использование адаптеров от сторонних производителей.

NVIDIA заявляет, что RTX 3080 обладает всеми качествами нового "флагманского" продукта, превосходит RTX 2080 Ti и вообще предлагает новый уровень производительности по сравнению с серией Turing. «Железо» – это только половина того, что обещает NVIDIA. С картами RTX 20-й серии компания успешно решила проблему рейтрейсинга в реальном времени и собирается сохранить за собой лидирующую позицию в области этой технологии. Набор фишек второго поколения RTX не просто соответствует уровню DirectX 12 Ultimate DXR, но даже превосходит его в ряде новых эффектов, к которым относится, например, размытие в движении (motion blur), полученное путем рейтрейсинга. NVIDIA усовершенствовала свою ИИ-технологию повышения качества изображения – DLSS, благодаря чему стал возможен гейминг на разрешении 8K или на разрешении 4K с высокой частотой обновлении. NVIDIA собирается выпустить карту RTX 3080 со "стартовой ценой" $699, хотя, возможно, это не цена модели Founders Edition, а просто рекомендуемая ориентировочная цена.

Итак, осталось только дождаться результатов тестов на производительность, энергопотребление, шумовые показатели и сравнить RTX 3080 Founders Edition с конкурирующими аналогами. Пока можно сказать, что это однозначно самая стильная карта NVIDIA из всех, которые мы когда-либо держали в руках, и большой шаг вперед относительно предыдущих референсных дизайнов NVIDIA, которые с трудом дотягивали до уровня нереференсных моделей от партнеров. В данном случае, наоборот, NVIDIA устанавливает планку стиля для компаний-партнеров. Если температурные и акустические показатели карты соответствуют уровню модного дизайна – то в команде Джен-Сун Хуана (Jen-Hsun Huang) действительно работают выдающиеся инженеры и дизайнеры.