ANÁLISE: NVIDIA GeForce RTX 2080 Founders Edition

A NVIDIA GeForce RTX 2080 é uma das placas estreantes da série 20 de GPUs da NVIDIA, sendo o segundo modelo mais potente desse line-up inicial e voltada para gamers que buscam alta performance, seja atingindo altíssimas taxas de quadros em resoluções menores ou manter um gameplay na casa dos 60fps em 4K. A placa também conta com novas tecnologias como o melhor suporte à técnica de Ray Tracing e de Inteligência Artificial através de novos componentes especializados no hardware.

Detalhes técnicos e comparações das RTX 2080 Ti, 2080 e 2070 com antecessoras

A serie 20 de placas de vídeo GeForce da Nvidia introduz a nova microarquitetura Turing aos produtos para gamers, uma tecnologia que herda elementos introduzidos nos modelos baseados em Volta. Os novos chips gráficos são um conjunto de múltiplas tecnologias com diversas abordagens diferentes para tentar alcançar mais performance. As novas placas trazem uma litografia menor, em 12 nanômetros fabricados pela TSMC, porém há mudanças estruturais bem mais profundas para buscar novos patamares de performance e principalmente viabilizar novas tecnologias.

Além do aumento de desempenho em situações tradicionais (games) comparado aos modelos Pascal, as placas Turing buscam entregar novas capacidades através de inteligência artificial (IA) e também partes do hardware especializadas em acelerar os processos de traçamento de luz (Ray Tracing) que vem sendo o principal apelo de marketing desses modelos, já que essa é a técnica usada no cinema para gerar belíssimas animações mas que, devido ao alto estresse no hardware, não era viável para um jogo renderizado em tempo real.

A RTX 2080 foi anunciada por US$ 699 em seu preço sugerido e por US$ 799 na versão Founders Edition. No Brasil ela é encontrada em pré-venda a partir de R$ 4.899 no preço com pagamento à vista.

Especificações da placa
Começamos pelas especificações da placa comparada com outros modelos:

Unboxing

A Turing

GPU TU102, a usada na RTX 2080 Ti

As principais novidades dos chips gráficos baseados em Turing são divididas essencialmente em três frentes: 1) restruturações profundas dos núcleos CUDA com um novo Multiprocessador Streaming (SMs); 2) a introdução dos núcleos tensores (tensor cores) e 3) aceleração de alguns processos através da especialização do hardware com os núcleos RT (RT cores). 

A estrutura do Multiprocessador Streaming

Maior reformulação do CUDA
As Turing tem sido definida como a maior evolução nos chips gráficos Nvidia desde a introdução do CUDA, com a GeForce 8800 GTX lançada em 2006. Ela entrega uma performance em shadding até 50% superior ao disponível na microarquitetura antecessora, a Pascal, presente nas placas da série 10. Existem duas mudanças essenciais na estrutura para tornar isso possível: a primeira é que agora tem maior independência entre processamento de dados integrais (INT32) e de pontos flutuantes (FP32), tornando possível realizar esses tipos de operações de forma simultânea, extraindo assim mais desempenho de cada Multriprocessador Streaming. A segunda foi a unificação da memoria compartilhada, cache de textura e memory load caching. Isso ampliou em mais de 2x a largura de banda disponível no cache L1 para os fluxos de trabalho mais comuns.

Os núcleos Tensores
Além de um novo SM, surge uma nova estrutura no chip gráfico baseado em Turing. Os núcleos tensores (tensor cores) são uma porção especializada em realizar cálculos de matrizes, algo que acelera em muito a capacidade da GPU em realizar processos relacionados ao Deep Learning e Inteligência Artificial (AI). Isso torna possível para o chip entregar desempenho muito superior em ações relacionadas a redes neurais e inferências.

Com mais agilidade através desses núcleos, as placas da série 20 tornam viável usar novos filtros e tecnologias que explorem essa capacidade. Um dos usos já existentes é o Deep Learning Supersampling (DLSS), algo como superamostragem através do Deep Learning, em uma “parcial tradução livre”. Ela explora a capacidade dos núcleos tensores em gerar uma imagem com maior resolução baseado em um quadro menor, e depois reduzir novamente a imagem para a resolução final desejada. Esse processo serve para reduzir problemas como bordas serrilhadas, e traz ganhos relevantes de desempenho comparado a técnicas de antisserrilhado tradicionais.

Essa técnica é um exemplo de como essa nova porção do chip pode ser utilizada, e há muitas demonstrações da Nvidia de outros métodos que podem ser aplicados através do deep learning, desde imagens com espaços borrados sendo preenchidos, vídeos de câmera lenta interpolando quadros ou ampliação de imagens com alta definição no resultado final.

Os núcleos RT
Sem dúvidas essa tecnologia é o grande apelo de marketing das placas RTX. O traçado de luz é uma técnica de renderização de imagens tridimensionais amplamente usada em animações cinematográficas, mas que trazem uma carga de trabalho gigantesca ao hardware, inviabilizando a produção de quadros em uma frequência alta o bastante para tornar o gameplay viável. Os núcleos RT são um componente especializado em alguns passos da fila de processamento do ray tracing, buscando reduzir em muito o tempo necessário para realizar todos os procedimentos para o cálculo dos raios de luz da cena. 

Ray tracing explicado pela Disney (mas infelizmente não o Pateta), em inglês

Os RT cores aumentam em muito a capacidade de realizar os procedimentos para gerar esses raios de luz nas placas GeForce. Como comparação, a GTX 1080 Ti, modelo topo de linha da geração anterior, é capaz de entregar até 1.1 bilhão de traçamentos de raios de luz a cada segundo, ou 1.1 giga ray/seg, enquanto a RTX 2080 Ti, com núcleos RT capazes de otimizar algumas etapas, entrega mais de 10 giga ray/seg.

Apesar do salto em performance, esse patamar de desempenho não é suficiente para implementar algo no nível de filmes em animação, que podem chegar a contagens insanas como 2000 traçamentos de luz para cada pixel e que leva horas para renderizar um quadro, apenas. Mas esse nível de performance é suficiente para direcionar o uso em cenários específicos onde a rasterização, principal técnica em uso atualmente, não se sai bem. Essas situações incluem objetos que refletem muita luz, como objetos cromados, que são transparentes, como água e vidro, ou mesmo na criação de sombras mais realistas.

NVLink e VitualLink
Outra modificação relevante das placas Turing tem a ver com a conectividade. As placas substituem o tradicional conector SLI por um novo padrão, o NVLink. Essa nova conexão tem um importante ganho de desempenho aumentando em muito a largura de banda de comunicação entre as placas, aumentando as especificações compatíveis para um teórico 8K@60FPS Surround, algo muito acima da capacidade inclusive de qualquer placa do mercado hoje (mesmo em combinação com outra) de entregar um gameplay viável.

Outra novidade na conectividade é uma porta USB Tipo-C na parte traseira, capaz de entregar 27W de energia. A função dessa conexão é viabilizar o uso do padrão VirtualLink, um consórcio entre múltiplas empresas que criam hardware e software para realidade virtual. O objetivo dessa conexão é facilitar o uso de óculos de realidade virtual ou aumentada, reduzindo o número de cabos necessários para ligar esse periférico.

Memórias GDDR6
Outra novidade das placas baseadas em Turing é o uso de memórias GDDR6. Essas memórias entregam um aumento no desempenho aumentando as taxas de transferência de 10Gbps (da GDDR5X usada em algumas placas Pascal) para 14Gbps com o novo padrão, tudo com uma eficiência energética 20% superior. A nova microarquitetura da Nvidia também trouxe melhorias na compressão dos dados nas memórias, usando algoritmos para definir diferentes padrões de compressão de acordo com o dado sendo transferido. Com mais largura de banda disponível e com uma maior compressão dos dados, as placas Turing conseguem um incremento de 50% na largura de banda efetiva disponível. 

Falando em memórias, a Nvidia também ampliou o L2 cache, subindo de 3MB como era na Titan Xp para 6MB, algo que traz um aumento na largura de banda disponível nesse cache.

RTX 2080

A GeForce RTX 2080 usa o chip TU104, e como é de se esperar ele apresenta redução nas especificações em comparação com o mais potente TU102 presente na GeForce RTX 2080 Ti. Há uma redução significativa no número total de núcleos CUDA, tensor cores e RT cores disponíveis, algo que resulta em especificações técnicas em torno de 33% menores. Comparado ao modelo antecessor, a GTX 1080, temos um aumento no número de núcleos CUDA e um salto no número se Multiprocessadores Stream (SM), porém essa mudança é devido a reestruturação da microarquitetura Turing, que reduz de 128 para 64 o número de núcleos CUDA por SM.

Houve um aumento no número de GPCs de 4 para 6 na comparação da 1080 vs 2080, fazendo com que a RTX 2080 e 2080 Ti tenham a mesma quantidade de clusters de processamento gráfico, porém cada GPC tem uma quantidade menor de TPCs, caindo de 6 (RTX 2080 Ti) para 4 (RTX 2080). Com isso, a RTX 2080 tem 2.944 núcleos CUDA e 46 SMs, versus os 4.352/64 presentes na RTX 2080 Ti. A quantidade de tensor cores cai para 368 (a RTX 2080 Ti tem 544) e e RT cores para 46 (são 68 no modelo topo de linha).

Uma especificação que foi mantida comparada a antecessora é a memória, sendo que a RTX 2080 também é equipada com 8GB, porém usa a tecnologia memória GDDR6, o que também aumentando a performance para 14Gbps.

Fotos

Abaixo as fotos da placa, que possui um design consideravelmente mais refinado do que a geração anterior, além de trazer também um sistema de cooler com 2 FANs. Outra mudança está na parte de conexão, agora com uma USB Tipo-C, que de acordo com a NVIDIA será utilizada principalmente para dispositivos de realidade virtual.

Finalmente as primeiras placas referência da NVIDIA com 2 FANs

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Sistema utilizado

Utilizamos uma máquina topo de linha baseada em uma mainboard ASUS X99 String Gaming com processador Intel Core i7-6950X e 32GB de memórias através de 4 módulos de 8GB em quad-channel e frequência de 3000MHz. A ideia é evitar que o sistema seja um limitador para o desempenho das placas de vídeo testadas.

Abaixo algumas fotos da placa instalada no sistema utilizado para os testes.

Mais abaixo, os detalhes da máquina, sistema operacional, drivers e softwares/games utilizados nos testes.

Máquina utilizada nos testes:
– Processador Intel Core i7-6950X – Análise
– Placa-mãe Asus X99 Strix – Análise
– Kit de memórias Kingston HyperX Predator DDR4 32GB 3000Hz (4x8GB) – Análise
– SSD Kingston HyperX Savage 240GB – Análise
– SSHD Seagate 2TB SATA3 – Site oficial
– Sistema de refrigeração liquida Thermaltake Water 3.0 Riing RGB 280 – Site oficial
– Fonte de energia Thermaltake Toughpower DPS G RGB 850W Gold – Site oficial
– Gabinete Thermaltake Core P3 – Site oficial
– Monitor Samsung U28E590D 4K 60Hz – Site oficial

Sistema Operacional e Drivers:
– Windows 10 Pro 64 Bits Creators Update
– NVIDIA GeForce 399.24 / 411.51
– AMD Adrenalin Edition 18.9.1

Aplicativos/Games:
– 3DMark (DX11/DX12)
– Assassin´s Creed Origins (DX11)
– Battlefield 1 (DX11)
– Grand Theft Auto 5 (DX11)
– Middle-Earth Shador of War (DX11)
– Project Cars 2 (DX11)
– Shadow of Tomb Raider (DX12)
– The Division (DX12)
– The Witcher 3 (DX11)

GPU-Z
A tela principal do GPU-Z mostrando algumas das principais características técnicas da placa, que vem overclockada de fábrica.

Overclock

Os modelos Founders Edition já trazem overclock de fábrica, no caso da RTX 2080 com o GPU em modo turbo alcançando 1800MHz, 90MHz acima do modelo normal, assim como acontece com a 2080 Ti Founders.

Em nosso overclock subimos o clock base para 1640MHz e as memórias para 14.4GHz, essas até poderia até ter subido um pouco mais. Quando subimos o GPU para clocks acima do aplicado, o sistema travava.

Em uso o clock do GPU superou 2000MHz

Não aplicamos nenhuma mudança de tensão, apenas setamos o power target em 10%+.

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Consumo de energia

Também fizemos testes de consumo de energia com todas as placas comparadas. Todos os testes foram feitos em cima da máquina utilizada na análise, o que dá a noção exata do que cada VGA consome. Vale destacar que o valor é o consumo total da máquina e não apenas da placa de vídeo. Dessa forma, comparações com testes de outros sites podem dar resultados bem diferentes.

Para o teste de carga, rodamos o 3DMark – aplicativo que exige um pouco mais do sistema e da placa de vídeo do que grande maioria dos games.

OBS.: No teste rodando o aplicativo 3DMark, consideramos 10W como margem de erro, devido a variação que acontece testando uma mesma placa.

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Temperatura

Iniciamos nossa bateria de testes com um critério muito importante: a temperatura do chip, tanto em modo ocioso como em uso contínuo.

É importante destacar que algumas placas possuem sistema que desliga os fans quando a GPU não está sendo exigida, como ao executar tarefas simples do Windows ou mesmo games mais simples. Por isso, existem temperaturas consideravelmente acima de alguns modelos nessa situação, mas que na prática não comprometem a placa. De acordo com as fabricantes, esse recurso aumenta o tempo de vida útil além de consumir menos energia. Sendo assim, podem existir diferenças grandes na temperatura do modo ocioso, o que não caracteriza uma placa ruim caso a temperatura seja alta.

Por que a placa ficou com temperatura menor quando overclockada?
Essa é uma situação normal nas placas atuais. A rotação do FAN (ou dos FANs, dependendo o modelo) fica mais rápida e consequentemente fazem o GPU resfriar mais rapidamente, em alguns casos com temperatura menor do que em situação normal.

Por que a placa com sistema de cooler referência tem temperatura em modo ocioso menor que uma placa com cooler teoricamente melhor?
Porque placas de vídeo atuais com projetos de cooler melhores tendem a desligar os FANs quando a temperatura fica abaixo de números como 40, 45 ou mesmo 50 graus, assim quando os FANs ficam desligados a tendência é que a GPU não baixe a temperatura mais do que o limite que desliga os FANs.

Primeiro vamos ao teste das placas com o sistema em modo ocioso:

Para o teste da placa em uso, medimos o pico de temperatura durante os testes do 3DMark rodando em modo contínuo.

OBS.: As temperaturas podem variar bastante de acordo com a região do país, sistema onde a placa está instalada e teste utilizado.

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3DMark

Começamos pelos testes sintéticos, utilizando aplicativos específicos para medir o desempenho das placas.

3DMark
Rodamos a versão mais recente do aplicativo da Futuremark com três testes, o Fire Strike em modo normal e também em modo 4K além do novo Time Spy baseado em API DirectX 12. Abaixo, os resultados:

Abaixo o novo teste Time Spy que roda sobre a API DirectX 12:

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Testes em games

Agora vamos ao que realmente importa: os testes de desempenho em alguns dos principais games do mercado.

Para ajudar a entender os gráficos a seguir: acima de 60fps é o ideal para monitores que operam nessa frequência. Quanto mais próximo dos 30fps, pior vai ficando a fluidez e, abaixo dos 30, o jogo começa a ficar “não jogável”

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Assassin´s Creed Origins
Assassin’s Creed Origins representa o retorno da importante franquia após uma pausa de dois anos. O jogo desenvolvido pela Ubisoft Montreal utiliza o motor gráfico AnvilNext 2.0 e é baseada em DX11, com belos gráficos que representam um desafio e tanto para placas de vídeo. Por conta da complexidade das cidades e vilarejos o jogo também não facilita a vida dos processadores, que passam trabalho para lidar com tanta arquitetura e também pessoas ativas pelo mapa.

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Battlefield 1
Como um dos games com a melhor qualidade gráfica já lançados, não teria como deixar ele de fora de nossa bateria de testes. Sendo assim, abaixo estão o comportamento das placas rodando o novo game da DICE.

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Grand Theft Auto V
GTA V está entre os maiores sucessos dos últimos anos, trazendo entre seus destaques ótima qualidade gráfica. Confiram abaixo o comportamento das placas rodando o game:

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Middle-Earth Shadow of War
Desenvolvido pela Monolith Productions e distribuído pela Warner Bros. Entertainment, Shadow of War é a continuação do bem-sucedido Sombras de Mordor, game que se destacou por uma excelente otimização.  Seu motor gráfico é o LithTech, e o jogo roda em DX11.

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Project Cars 2
O game de corrida é desenvolvido pela Slightly Mad Studios e traz entre seus principais destaques a LiveTrack 3.0, um motor gráfico que promete interações realistas com condições climáticas, algo que é utilizado em nosso teste ao simular uma tempestade durante a corrida. O game é baseado em DX11 e está disponível no PC, Xbox One e Playstation 4.

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Shadow of Tomb Raider
O mais recente game da franquia da Lara Croft, Shadow of Tomb Raider traz ótimos gráficos, prometendo muito das placas de vídeo, mesmo os modelos de alta performance. O game também tem suporte a DirectX 12 e será um dos primeiros a suportar a tecnologia Ray Tracing.

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Tom Clancy’s The Division
O game da Ubisoft é uma proposta bastante ambiciosa de criar uma Nova Iorque “viva” em partidas com multiplayer totalmente online. The Division usa um motor gráfico próprio desenvolvido pela Ubisoft Massive, e precisa lidar com cenários complexos e grandes quantidades de partículas na tela, com destaque para a neve que ocasionalmente cai em alguns momentos. Com suporte a DX12 adicionado posteriormente, utilizamos essa API para nossa bateria de testes.

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The Witcher 3 Wild Hunt
The Witcher 3 chegou como nova referência em qualidade gráfica para PC, sendo um dos games mais interessantes da atualidade para medir desempenho de placas de vídeo. O game é baseado em DX11.

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Gameplay

Comparativo em vídeo

A GeForce RTX 2080 apresentou um ganho relevante de desempenho comparado a sua antecessora, a GeForce GTX 1080, lançada em 2016. A vantagem varia de 25 a até 50% mais desempenho, um salto suficiente para por essa placa no mesmo patamar de performance que a GeForce GTX 1080 Ti, modelo gamer topo de linha da série 10. 

{quote}A RTX 2080 entrega 4k a 60 quadros por segundo
em qualidade ultra{/quote}

Com esse desempenho ela atinge a performance necessária para entregar uma experiência competente em 4K, chegando a uma taxa na casa dos 60fps bastando desabilitar filtros que passam a ser desnecessários em UltraHD, como antisserrilhados. Na bateria de testes a exceção é Assassin’s Creed Origins, sendo o único que precisará desabilitar mais filtros para atingir os almejados 60 quadros por segundo. Em FullHD, mesmo jogos pesados vão ultrapassar a contagem dos 100fps.

{quote}Ela é capaz de bater a GTX 1080 Ti,
mas custa bem mais que ela{/quote}

Esse nível de desempenho semelhante ao da GTX 1080 Ti é justamente onde as coisas começam a complicar para a RTX 2080. Os preços de lançamento no Brasil são impiedosos, o que resulta em um custo na casa dos R$ 5 mil para muitos dos modelos na pré-compra, enquanto as GTX 1080 Ti podem ser adquiridas até mesmo um pouco abaixo dos R$ 4 mil, em alguns casos. 

Com uma margem de vantagem tão baixa de performance, as RTXs só conseguem se destacar nessa disputa através de seus diferenciais, e aí esbarramos em outro problema. O Ray Tracing é uma técnica consolidada nas animações para o cinema e que a Nvidia está ensaiando trazer para os games, mas a adoção ainda não é difundida para justificar a compra agora. Existem títulos a caminho que trarão o recurso, mas se é para esperar por eles, dá para fazer isso esperando também que o preço das placas baixem. E até lá também vai dar para ver o quanto vão ficar diferente os gráficos, já que no estágio atual só é possível implementar a tecnologia em porções específicas da cena. 

{quote}Os diferenciais das RTXs ainda
não chegaram nos games{/quote}

Olhando agora o projeto da Founders Edition nas placas série 20, enfim faz algum sentido gastar dinheiro nesses modelos. A troca do blower único por um projeto com duas fans trouxe um impacto enorme na eficiência térmica dessa placa, que atingiu picos na casa dos 68ºC em nossos testes em stock, com muita margem abaixo dos 82ºC que é o target padrão. Ela operou em frequências altas, chegando a quase 1900MHz graças ao boost, tudo com um baixo nível de produção de ruído. Tudo isso somado ao belo acabamento em metal fazem dessa a primeira Founders que realmente pode ser cogitada, mesmo considerando que projetos de marcas parceiras possivelmente vão conseguir levar o chip RTX 2080 a níveis mais altos de performance.

{quote}Enfim o projeto Founders Ediiton tem um
eficiente sistema de resfriamento{/quote}

Com uma performance de GTX 1080 Ti mas com preços consideravelmente mais altos, não sobram muitos motivos para adquirir essa placa de vídeo, por enquanto. O mais sensato é aguardar para ver o ecossistema de games evoluir, com mais títulos fazendo uso dos recursos disponíveis através dos núcleos tensores e RT introduzidos nas placas Turing. Com a natural redução de preço após o lançamento, e eventualmente mais games explorando as novas capacidades das placas GeForce, aí será a hora de reavaliar se o investimento adicional vai valer a pena.

Link com modelos GeForce RTX na Pichau

Uma boa dica na hora de pesquisar o preço de placas de vídeo é ficar de olho no Adrenaline FOR SALE, tópico no fórum onde os usuários compartilham as melhores ofertas.