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Test GTX 1080 Ti Founders Edition

GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition vs. Titan X, GTX 1080 e GTX 1070 a risoluzione 1440p e 2160p. Sarà in grado di gestire bene il 4K?

Test GTX 1080 Ti Founders Edition

GeForce GTX 1080 Ti alla prova

Nota: questa che state per leggere è la recensione frutto della collaborazione di tutti i laboratori di Tom's Hardware. Stiamo ancora testando la 1080 Ti nei nostri laboratori italiani, e potete già vedere ulteriori risultati ottenuti con altri giochi e un'altra piattaforma, comparabile con le altre nostre recensioni, nel video che abbiamo pubblicato su YouTube e che ritrovate alla fine di questa recensione. Vorreste vedere questa scheda in test con altri giochi specifici? Segnalatelo nei commenti. Buona lettura.

Andrea Ferrario - Caporedattore

Nessuno è rimasto sorpreso dall'annuncio della GTX 1080 Ti alla Game Developer Conference. La scheda, in base alle specifiche, dovrebbe essere veloce quanto la Titan X (Pascal) o persino leggermente più potente.

Forse a colpire è stata la tempistica: sul mercato non c'è una scheda concorrente più veloce della GTX 1080 e non sappiamo ancora come si comporterà la Radeon RX Vega di AMD. Forse Nvidia ha voluto giocare d'anticipo? Forse sa qualcosa che non sappiamo? Non ci resta che attendere, nel frattempo concentriamoci sulla GTX 1080 Ti.

Specifiche tecniche GTX 1080 Ti

Finora sul mercato c'erano due schede basate sulla GPU GP102, la Titan X e la Quadro P6000. La prima usa una versione della GPU con due Streaming Multiprocessors disattivati, mentre l'ultima adotta un GP102 a piena potenza.

gtx 1080ti gp102
La configurazione della GPU GP102 a bordo della GTX 1080 Ti

Stiamo parlando di un chip grafico con 12 miliardi di transistor, quindi è logico aspettarsi che non tutte le GPU prodotte siano esenti da difetti. Per questo motivo Nvidia ha scelto di creare una terza soluzione, la GTX 1080 Ti, in modo da recuperare quanti più GP102.

La 1080 Ti condivide con la Titan X la configurazione di Streaming Multiprocessor, con 28 cluster attivi su 30, per un totale di 3584 CUDA core e 224 unità texture. La GPU opera di base a 1480 MHz, mentre la frequenza GPU Boost tipica è di 1582 MHz. La Titan X, invece, ha una GPU che funziona a 1417 / 1531 MHz.

La nuova GeForce si differenzia per il backend. Titan X e Quadro P6000 usano tutti e 12 i controller di memoria a 32 bit, i cluster ROPs e la cache L2 del GP102. La GTX 1080 Ti ha invece un controller di memoria disattivato, una partizione ROPs e 256 KB di cache L2 in meno. Di conseguenza questa scheda ha un bus a 352 bit, 88 ROPs e 2816 KB di cache L2, a dispetto dei 384 bit, 96 ROPs e 3 MB di cache L2 della Titan X.

Per ora la GTX 1080 Ti può sembrare in svantaggio, ma nei mesi che hanno seguito il debutto della GTX 1080, Micron ha presentato nuove memorie GDDR5X a 11 e 12 Gbps. Il data rate più alto permette di superare il "problema" del minor bus, arrivando a offrire un bandwidth di 484 GB/s contro i 480 GB/s della Titan X.

L'eliminazione di un canale di memoria ha ripercussioni sulla capacità di memoria, con un passo indietro da 12 a 11 GB. Perdere 1 GB di capacità per Nvidia è preferibile che ripetere quanto avvenuto con la GTX 970, quando ha rimosso una partizione ROPs/L2 ma ha mantenuto la memoria, con un accesso più lento al segmento da 512 MB. In questo caso tutti gli 11 GB di memoria GDDR5X operano alla massima velocità.

  GTX 1080 Ti Titan X GTX 1080 GTX 980 Ti
GPU GP102 GP102 GP104 GM200
CUDA Core 3584 3584 2560 2816
Freq. base (MHz) 1480 1417 1607 1000
Memoria e capacità 11GB GDDR5X 12GB GDDR5X 8GB GDDR5X 6GB GDDR5
Dimensione die 471 mm² 471 mm² 314 mm² 601 mm²
Processo produttivo 16nm 16nm 16nm 28nm
Transistor 12 miliardi 12 miliardi 7,2 miliardi 8 miliardi
Numero SM 28 28 20 22
Freq. GPU Boost (MHz) 1582 1531 1733 1076
GFLOPS (Freq. base) 10.609 10.157 8228 5632
Texture Unit 224 224 160 176
Texture Fill Rate (GT/s) 331.5 317.4 257.1 176
ROPs 88 96 64 96
Data Rate memoria (Gb/s) 11 10 10 7
Bus memoria 352 bit 384 bit 256 bit 384 bit
Bandwidth memoria 484 GB/s 480 GB/s 320 GB/s 336 GB/s
Cache L2 2816KB 3MB 2MB 3MB
TDP 250W 250W 180W 250W

GTX 1080 Ti Founders Edition

Nvidia dice di aver modificato il sistema di raffreddamento rispetto alla Titan X (Pascal), anche se a una prima occhiata potrebbe non sembrare. Dall'esterno la GTX 1080 Ti sembra in tutto e per tutto una GTX 1080, eccezion fatta per il nome inciso sopra. La combinazione dei materiali - plastica e alluminio pressofuso - è quasi identica, così come la ventola radiale da 62 mm.

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geforce gtx 1080 ti fe back
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Le dimensioni della GTX 1080 Ti rispecchiano quelle della Titan X (Pascal). La scheda ha una lunghezza complessiva di 26,9 cm e ha un'altezza di 10,5 centimetri. La profondità è di 3,5 cm e la scheda un design dual-slot. La GTX 1080 Ti Founders Edition pesa 1.039 grammi.

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La parte superiore della scheda è familiare, con il solito logo verde illuminato e due connettori di alimentazione ausiliari, uno a 8 pin e uno a 6 pin. La parte inferiore è persino meno interessante, non c'è molto da vedere.

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Alla fine della scheda troviamo la classica feritoia che dovrebbe permettere a un po' di aria calda di uscire dalla scheda. Il progetto fa sì che non tutta l'aria calda finisca dentro il case del vostro computer. 

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geforce gtx 1080 ti fe slot panel
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Nvidia ha deciso di non inserire un connettore DVI nella parte posteriore della scheda, permettendo a un maggior flusso d'aria calda di uscire dalla scheda. Tre DisplayPort e una HDMI 2.0 sono le uscite video disponibili: il resto dello spazio è occupato dalla griglia.

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Terminata la classica ispezione esterna, abbiamo disassemblato la scheda. Il primo cambiamento riguarda la connessione del controller PWM sul retro della scheda, con una delle due metà del backplate dotata di uno spesso materiale termico, che è un materiale che non abbiamo visto molto spesso. Questa configurazione è pensata per facilitare la rimozione del calore. Sarebbe stato più efficace se Nvidia avesse ricavato un foro nel foglio di plastica che copre il backplate in questa area.

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La parte posteriore esposta della scheda rivela due aree sulla sinistra che sono etichettate come THERMAL PAD 1 e THERMAL PAD 2, ma che sono prive di pad termici. Non sappiamo se gli ingegneri di Nvidia abbiano deciso che non fossero necessari o se i contabili dell'azienda abbiano imposto la loro rimozione perché troppo costosi.

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L'enorme piastra inferiore del dissipatore ha i tradizionali pad termici per i convertitori di tensione e i moduli di memoria, così come diverse strisce termiche già menzionate. L'ultima connette elementi attivi aggiuntivi come i chip di regolazione della tensione, MOSFET e diodi alla piastra inferiore del dissipatore. Questi sono gli unici cambiamenti alla soluzione di raffreddamento che siamo riusciti a identificare.

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Similmente alle precedenti Founders Edition (FE), Nvidia ha usato una camera di vapore posta sul fondo del dissipatore come principale sistema di raffreddamento della GPU. È collegata alla scheda con quattro viti.

Il circuito stampato

Passiamo al PCB. La prima cosa che si può notare è che Nvidia ha inserito una serie completa di regolatori di tensione. La Titan X (Pascal) aveva lo stesso layout, ma non aveva tutti gli spazi occupati.

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Nvidia ha usato lo stesso design a partire dalla Quadro P6000. I connettori a 8 pin della Quadro sono puntati verso il retro e come potete vedere qui sotto sulla nuova scheda ci sono otto collegamenti vuoti in bella vista.

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È l'opposto per i moduli di memoria. Rispetto alla Nvidia Titan X (Pascal), manca un modulo di memoria. Ci sono un totale di 11 moduli GDDR5X MT58K256M32JA-110 di Micron. Lavorano a 11 Gbps (5500 MHz effettivi), una velocità che serve a compensare i 32 bit mancanti dell'interfaccia di memoria. Abbiamo chiesto a Micron perché Nvidia non abbia usato moduli a 12 Gb/s MT58K256M321JA-120 e l'azienda ci ha risposto che sebbene siano nel proprio catalogo, non sono ampiamente disponibili.

Nvidia ha scelto di non fare cambiamenti per quanto concerne i convertitori di tensione, affidandosi di nuovo all'uP9511. Questa configurazione di controller PWM permette il funzionamento simultaneo di 7 fasi.

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Il progetto dei convertitori di tensione è interessante perché è piuttosto semplice: un convertitore buck, LM53603, è responsabile per l'high side e due (e non uno) MOSFET Fairchild D424 n-channel operano sul low side. Questa configurazione espande un po' i punti caldi, dato che il calore disperso si diffonde lungo una superficie doppia.

Per gli induttori Nvidia ha scelto soluzioni incapsulate in ferrite, che per qualità sono simili alle proposte di Foxconn (magic coils). Da un punto di vista termico il retro della scheda è un buon posto per mettere questi induttori, anche se è sconcertante che Nvidia non li raffreddi, limitandosi ai soli condensatori posti proprio accanto.

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La memoria ha due fasi, che lavorano in parallelo con un singolo uP1685. L'high side usa l'FD424 citato sopra, mentre il low side ha due MOSFET dual n-channel Logic Level PowerTrench E6930 in configurazione parallela, che è piuttosto insolito. Gli induttori sono più piccoli perché le due fasi sono semplici.

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Da quanto abbiamo visto non ci aspettiamo che il comportamento del dissipatore sarà molto differente da quanto visto, fatte le debite differenze, con le precedenti Founders Edition.

Configurazione di prova

Per testare la nuova ammiraglia di casa Nvidia abbiamo usato una piattaforma con motherboard MSI Z170 Gaming M7, CPU Intel Core i7-7700K, memoria G.Skill F4-3000C15Q-16GRR, SSD Crucial MX200, dissipatore Noctua NH-12S e alimentatore be quiet! Dark Power Pro 10 850W. Dato che la GTX 1080 Ti ha per ora un solo avversario, la Titan X (Pascal), aggiungiamo altre schede di fascia alta: GTX 1080, GTX 1070 e AMD Radeon R9 Fury X.

Driver e benchmark

Abbiamo ampliato e rivisto il parco dei videogiochi testati. La nostra selezione contempla Ashes of the Singularity, Battlefield 1, Civilization VI, Doom, Grand Theft Auto V, Hitman, Metro: Last Light, Rise of the Tomb Raider, Tom Clancy's The Division, Tom Clancy's Ghost Recon Wildlands e The Witcher 3.

La metodologia di test deriva da quanto riportato in "PresentMon per testare le GPU in DirectX 12, OpenGL e Vulkan". In breve, tutti i giochi sono valutati usando una combinazione di OCAT e la nostra GUI personalizzata per PresentMon e l'uso di AIDA64.

Tutti i numeri che vedete in questa recensione sono stati ottenuti con driver recenti. Per Nvidia usiamo la build 378.78 con tutte le schede, mentre per la scheda AMD abbiamo usato i Crimson ReLive Edition 17.2.1, gli ultimi al momento di effettuare il test (sono usciti i 17.3.1). 

Ashes of the Singularity, Battlefield 1, Civilization VI

Ashes of the Singularity (DX12)

In passato abbiamo provato Ashes of the Singularity con impostazioni Extreme. Stavolta siamo passati all'impostazione Crazy.

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La GTX 1080 Ti si comporta in modo molto simile alla Titan X (Pascal), ed è persino leggermente più veloce a 2560x1440.

La Radeon R9 Fury X batte la GTX 980 Ti e la GTX 1070 per quanto riguarda il frame rate medio. Osservando i grafici potete vedere che i frame time della scheda AMD salgono più spesso delle altre schede. Possiamo vedere che quasi l'80% della sessione è perfettamente fluida, ma l'ultimo 5% offre un rendering con tempi meno costanti.

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Lo stesso ordine finale si ha in 4K, dove la GTX 1080 Ti raggiunge una media di quasi 60 FPS e non scende mai sotto 40 FPS.

La Radeon R9 Fury X finisce a metà del gruppo. Anche se dimostra ancora frame time molto elevati, la GTX 980 Ti sembra più prona allo stuttering secondo il nostro indice di fluidità.

Ancora una vola, dati i frame rate minimi raggiunti dalla GTX 1080 e le soluzioni inferiori, dovrete ridurre la qualità in Ashes o passare a una scheda più veloce per il 4K.

Battlefield 1 (DX12)

Il nostro test con Battlefield 1 è ricavato dal capitolo Avanti Savoia!, in cui svolgiamo una sequenza di 80 secondi all'inizio di "O La Vittoria". Naturalmente tutti i prodotti del nostro test usano DirectX 12 e qualità Ultra.

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La GTX 1080 Ti ha un vantaggio di quasi il 24% rispetto alla GTX 1080 a 2560x1440, offrendo più di 100 FPS medi. Si tratta di un incremento del 68% rispetto alla GTX 980 Ti.

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In 4K la GTX 1080 Ti mantiene un piccolo vantaggio sul frame rate medio rispetto alla Titan X (Pascal), ed è quasi il 29% più veloce della GTX 1080, cosa che le permette di tenere il naso sopra i 50 FPS, mentre la GTX 1080 scende vicino a 40 FPS. L'indice di fluidità illustra come la GTX 1080 Ti e la Titan X offrano un'esperienza principalmente fluida, mentre GTX 980 Ti e R9 Fury X spendano metà della sessione in un intervallo di giocabilità media.

Civilization VI (DirectX 12)

Civilization VI non è un grande test grafico, è legato principalmente alla CPU, persino sul nostro Core i7-7700K. Però è un gioco popolare e quindi abbiamo impostato i dettagli al massimo applicando un MSAA 8X per aumentare il carico grafico il più possibile.

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A 2560x1440 tutte le schede GeForce sono a pochi FPS l'una dall'altra. La GTX 1080 Ti è in fondo al gruppo delle schede GeForce a questa risoluzione.

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Quasi tutte le schede sono vicine ai 60 FPS (v-sync e limitatore degli FPS interno al gioco sono stati disabilitati). Avere più potenza, in questo gioco, non aiuta. Non è un buon titolo per valutare le prestazioni delle GPU di fascia alta.

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