ANÁLISE: Gainward GeForce RTX 3090 Phantom GS - levando o chip RTX ao extremo

A Gainward GeForce RTX 3090 Phantom GS é uma placa e vídeo de altíssima performance equipada com o chip mais poderoso para games da Nvidia, o RTX 3090. Seu principal diferencial sobre a 3080 é a grande quantidade de VRAM, com um total de 24GB GDDR6X, voltada para “prosumers” e usuários que precisam de muito hardware para encarar desenvolvimento em 3D e outras atividades que demandam muito poder em sua placa gráfica.

As Ampere usam como fundação as tecnologias RTX introduzidas nas Turing, a série 20 da empresa. Com isso temos estruturas híbridas, com os núcleos CUDA tradicionais combinados com núcleos RT para acelerar tecnologias de Ray Tracing e núcleos tensores para recursos avançados de deep learning. Na série 30 essas estruturas foram aprimoradas.

Site oficial da Gainward GeForce RTX 3090 Phantom GS

Apesar dos ganhos devido ao aumento de estruturas disponíveis, indo de 8704 para 10496 núcleos CUDA comparado a uma RTX 3080, a RTX 3090 não tem foco no público gamer, mesmo sendo uma GeForce. Ela apresenta leve ganho de performance em jogos, mas seu diferencial é a grande quantidade de memória, focada em ciclos de trabalho onde é crucial uma quantidade “opressora” de 24GB de VRAM. 

O modelo da Gainward, o “Golden Sample”, é o modelo mais agressivo nos clocks que já testamos, com o boost indo a até 1845MHz. Colocando em perspectiva, a Founders Edition opera com boost de 1695 MHz. A placa conta com um sistema triplo de fans e um visual imponente, com um belo efeito LEDs RGB e, pelo menos aqui na redação, uma das estéticas favoritas da série 30, até o momento.

A RTX 3090 chega com um preço extremamente elevado, sugerido em US$ 1.499 e podendo ser mais alto em modelos mais “parrudos” feitos por parceiras. A disponibilidade está extremamente baixa no país, mas modelos da Gainward e de outras empresas com esse chip, quando encontrados, estão acima dos R$ 14 mil, 

Olhando como um placa apenas para games, ela não faz sentido com uma RTX 3080 com um preço bem mais acessível e quase esse nível de desempenho, mas em outras perspectiva, a produtiva, ela é mais interessante que a Titan RTX que foi anunciada por US$ 2.499 e custando valores acima dos R$ 20 mil no Brasil.

---

RTX 30

A fabricação das Ampere ficará por conta da Samsung, com um novo processo: 8 nanômetros. Uma das principais novidades é a reestruturação dos Streaming Multiprocessor (SM), o bloco fundamental da estrutura de um chip Ampere, combinando shaders, núcleos tensores, núcleos RT e memórias. Os novos SM agora são capazes de entregar o dobro de performance em pontos flutuantes 32-bit (FP32).

Também foi introduzido a segunda geração de núcleos RT, o que dobrou a capacidade de realizar os cálculos de intersecções indispensáveis para acelerar o Ray Tracing. O resultado é um ganho de 34 TFLOPS de uma Turing para 58 TFLOPS em uma Ampere equivalente.

Os núcleos tensores também trazem evolução, o que inclui a capacidade de identificar dados menos relevantes da matriz e removê-los automaticamente. Assim temos um salto de 89 TFLOPS na abordagem “matriz não esparsa” das Turing para impressionantes 238 TFLOPS das matrizes esparsas das Ampere.

Outra mudança importante acontece nas memórias. A Nvidia trabalhou em conjunto com a Micron para evoluir a tecnologia de memórias GDDR6. A solução encontrada para mais desempenho foi conseguir mexer no sinal da comunicação das memórias para incluir até 4 valores por ciclo, ao invés do tradicional booleano com só dois possíveis. O ajuste fino possibilita gradações de apenas 250mV, e com isso é possível o dobro de dados sendo enviados no mesmo período de tempo.

Essa nova tecnologia, batizada GDDR6X, está presente apenas na RTX 3080 e 3090, sendo que a RTX 3070 segue usando o GDDR6 tradicional, com o objetivo de melhorar o custo final do produto.

---

Comparativos técnicos

Abaixo tabelas comparativas com a Gigabyte RTX 3090 Gaming OC e outros importantes modelos, como a RTX 3090 Founder Edition e o modelo da Gigabyte que já analisamos.

Review Gigabyte RTX 3090 Gaming OC

---

Fotos

Infelizmente não recebemos a RTX 3090 Founder, modelo que é maior do que a RTX 3080 Founder. Em se tratando de visual, essa Phantom da Gainward é muito bonita e imponente, com um projeto também bem grande, mas diferente de outras marcas, com um design onde a carcaça superior fica toda aberta através de furos, visualmente ficou bem bonito, resta saber como ficará a questão de temperatura e ruído.

Diferente da Gigabyte RTX 3090 Gaming que precisava de apenas 2 conectores de 8 pinos, essa placa da Gainward requer 3 conectores de 8 pinos, possivelmente um dos motivos é justamente o clock das placa, incríveis 150MHz acima da Founder no modo turbo, é bastante coisa e alimentação extra sempre é bom para esse tipo de projeto.

A Gainward aplicou os LEDs de forma interessante, sem forçar de mais. Para quem curte, ainda acompanha um suporte de acrílico com efeitos de LED também. Na parte de baixo, o backplate também ficou bonito, com a solução “vazada” no final que funciona como mais uma saída de ar, semelhante a outros modelos.

Gainward RTX 3090 Phantom GS vs RTX 3080 Strix e Founder
Na sequência fotos da placa ao lado da RTX 3080 STRIX da Asus e também da RTX 3080 Founder. Reparem que mesmo se tratando de uma RTX 3090, a Phantom tem um projeto um pouco menos do que a RTX 3080 STRIX, mas consideravelmente maior do que a RTX 3080 Founder.

Em se tratando de conexões de vídeo, a Gainward usou as mesmas do modelo referência, e como já destacado, 3 conectores de 8 pinos.

---

Sistema utilizado

Utilizamos uma máquina topo de linha baseada em uma mainboard Gigabyte Z390 Aorus Xtreme, processador Intel Core i9-9900K overclockado para 4.7GHz em todos os cores, além de 16GB de memórias através de 2 módulos de 8GB CL14 em dual-channel e frequência de 3200MHz. A ideia é evitar que o sistema seja um limitador para o desempenho das placas de vídeo testadas, já o overclock para 4.7GHz considera evitar mudanças no sistema que acabem influenciando os resultados, a tensão foi definida em 1.375v.

Antes dos testes, fotos da placa instalada no sistema utilizado em todas nossas reviews de placas de vídeo.

Mais abaixo, os detalhes da máquina, sistema operacional, drivers e softwares/games utilizados nos testes, também um vídeo mostrando a máquina de review utilizado em todos os testes de placas de vídeo:

Máquina utilizada nos testes:
– Processador Intel Core i9-9900K @ 4.7GHz em todos os cores – ANÁLISE
– Placa-mãe Gigabyte Z390 Aorus Xtreme
– Kit de memórias G.SKILL TridentZ Royal 2x8GB 3200MHz
– SSD HyperX Fury RGB SSD – ANÁLISE
– SSD Seagate Firecuda 510 NVMe 2TB – ANÁLISE
– Sistema de refrigeração liquida Cougar Helor 360
– Fonte de energia Cougar CMX 1000W
– Gabinete Cougar Conquer
– Monitor Samsung U28E590D 4K 60Hz

Sistema Operacional e Drivers:
– Windows 10 Pro 64 Bits 2004 atualizado
– NVIDIA GeForce 456.xx

Aplicativos/Games:
– Adobe Premiere CC 2020 (renderização pelo GPU)
– Blender (renderização pelo GPU)
– V-Ray Benchmark (renderização pelo GPU)
– 3DMark (Fire Strike Ultra / Port Royal / DLSS Feature Test)
– Battlefield V (DX12)
– Flight Simulator 2020 (DX11)
– Metro Exodus (DX12)
– Red Dead Redepmtion 2 (Vulkan)
– Shadow of Tomb Raider (DX12)
– The Division 2 (DX12)
– Wolfenstein: Youngblood (Vulkan)

GPU-Z
Abaixo a tela principal do GPU-Z mostrando algumas das principais características técnicas da placa.

---

Overclock

Já destacamos que se trata de um modelo com overclock de fábrica bastante alto, mas forçamos ainda mais a placa e subimos o GPU em mais 100MHz, com isso quando comparamos com a Founder, a placa alcança incríveis 1945MHz, mas em gameplay ela superou os 2000MHz. As memórias subimos dos tradicionais 19.5GHz para 21.1GHz, novamente mais um ganho considerável, mostrando que a placa se sai muito bem nessa situação, apesar do consumo ter disparado como mostraremos adiante.

OBS.: Faça overclock por sua conta e risco. Overclock pode resultar em perda de garantia.

---

Consumo de energia

Começamos pelos testes de consumo de energia com todas as placas comparadas. Todos os testes foram feitos com o mesmo sistema, 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, que da uma noção de quanto um sistema completo consome. Comparações com testes de outros sites podem gerar resultados bem diferentes devido mudanças de sistemas utilizados.

Os testes consistem no consumo mínimo do sistema, quanto ele em modo ocioso após o teste de carga máxima, nesse caso rodando o 3DMark através do modo Fire Strike Ultra.

OBS.: No teste rodando o aplicativo 3DMark, consideramos de 5 a 10W como margem de erro, devido a variação que acontece testando uma mesma placa.

---

Temperatura

Mais um teste muito importante quando falamos de placas de vídeo, a temperatura do chip. Os testes consistem tanto com o sistema 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 dos FANs 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 mais recentes 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 modo Ultra.

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

---

Aplicativos

Com o aumento de aplicativos que tiram proveito do poder de processamento de GPUs, atualizamos nossa bateria de testes com alguns dos softwares mais importantes do mercado.

Adobe Premiere CC 2020
O Premiere da Adobe é referência mundial quando falamos em software para edição de vídeos, e que em suas últimas versões também tem aproveitado do benefício dos GPUs para ajudar a acelerar a renderização. Abaixo o comportamento das placas comparadas:

Blender
Outro belo teste para ver como se comporta a placa de vídeo na ajuda com o processo de renderização de imagens e vídeos. O Blender se destaca por ser de uso aberto e também atualizado com o que existe de tecnologias mais recentes no mercado.

V-Ray
O teste V-Ray Benchmark utilizado consiste no resultado de renderização com uso do GPU, mais um bom teste para ver como as placas podem ajudar a diminuir o tempo de trabalho em aplicações gráficas. Quanto menor for o tempo, melhor é o desempenho.

---

3DMark

E se falamos em benchmarks, não poderíamos deixar de fora um dos mais icônicos testes do mundo, especialmente para desempenho de placas de vídeo, o 3DMark. Nossa bateria consiste em três testes, porém 2 deles mostram tecnologias que apenas modelos mais recentes de placas trazem, Ray Tracing (Port Royal) e DLSS (DLSS Feature Test).

Rodamos a versão mais recente do aplicativo da UL Benchmark (que comprou a Futuremark), sendo que todos os testes consideram a configuração padrão do perfil, sem mudanças. Abaixo, os resultados:

---

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”

Battlefield V
O game desenvolvido pela DICE segue como uma referência de qualidade gráfica, operando tanto na API DirectX 12 quando 11. O jogo também se tornou um marco nos games para PC ao ser o primeiro a introduzir a técnica de Ray Tracing híbrido da Nvidia através das placas GeForce RTX.

Flight Simulator 2020
O novo simulador de voo da Microsoft chegou com um hype imenso e logo se tornou uma referência quando se trata de gráficos de alta qualidade, com cenários incríveis beirando a realidade em vários momentos, ideal para ver o comportamento de placas de vídeo. Apesar de ser um game recente e da Microsoft, a API utilizado ainda é DX11.

Metro Exodus
A franquia Metro sempre é responsável por introduzir games com novos níveis de exigência para o hardware. Com gráficos capazes de “entortar” placas de vídeo, o jogo da 2A Games também se destaca por introduzir tecnologias como o Ray Tracing e o DLSS, recursos ainda exclusivos da linha GeForce RTX.

Red Dead Redepmtion 2
Game da RockStar, com belíssimos gráficos e uma boa referência para medir o comportamento das placas de vídeo. Nosso teste considera o game rodando sobre a API Vulkan, que se comporta muito bem tanto em placas AMD como NVIDIA.

Shadow of Tomb Raider
O mais recente game da franquia da Lara Croft, Shadow of Tomb Raider traz ótimos gráficos exigindo muito das placas de vídeo. O game também tem suporte a DirectX 12 e suporte a tecnologia Ray Tracing.

Tom Clancy’s The Division 2
The Division 2 usa um motor gráfico próprio desenvolvido pela Ubisoft Massive, lidando com cenários complexos e grandes quantidades de partículas na tela.

Wolfenstein: Youngblood
Para terminar, mais um game rodando sobre a API Vulkan, e novamente um game utilizando a tecnologia Ray Tracing, que deve ganhar cada vez mais espaço com a chegada de novos títulos. A IDTech fez um excelente trabalho entregando altas taxas de quadro de múltiplos perfis de hardware.

---

Testes em 8K

Com o 4K sendo “superado” nas gerações mais recentes de GPUs, já começamos a ver investidas no mundo do 8K. Essa resolução representa 4x mais pixels que o 4K, e por consequência 16x mais pixels que o FullHD. Essa é uma situação extrema, que demanda chips gráficos robustos para conseguir dar conta, além de quantidades massivas de memória de vídeo para tornar estável os testes.

---

Gameplay

Abaixo um gameplay com a Gainward RTX 3090 Phantom GS rodando nada menos do que 4 jogos triplo A ao mesmo tempo.

---

Conclusão

Atualmente temos uma situação bastante curiosa nas RTX 3090 que testamos. O primeiro modelo que vimos foi a Gigabyte Gaming OC, uma placa com leve overclock, mas o que nos surpreendeu foi usar apenas dois conectores de 8 pinos e por operar em temperaturas bastante baixas. A Gainward Golden Sample é o oposto disso: pisa forte no acelerador.

Ela faz jus ao GS de seu nome, e em nossos testes rodou na casa dos 2010MHz em gameplay, um clock consideravelmente superior aos 1750Mhz que o modelo da Gigabyte normalmente se situou. É impressionante um chip tão robusto como o da RTX 3090 operar estável em uma frequência tão alta, mérito do projeto da Gainward nesse produto e nossa sorte no “sorteio do bife” na seleção do chip RTX.

Mas se as frequências são elevadas, infelizmente a contrapartida é baixa. Raramente vimos ela entregar mais que 5% de desempenho a mais que o modelo da Gigabyte, tornando os dois modelos, na prática, iguais em performance, mas com o modelo Gainward aquecendo e consumindo consideravelmente mais. Com mais esforço via um overclock nosso adicional, ela chega a ficar 8% na frente do modelo da Gigabyte em sua configuração de fábrica. Pouco, se for observar o quanto perdemos em eficiência térmica e energética, e o aumento na produção de ruído do produto.

Temos muitos problemas na forma como o produto é apresentado. Mesmo com a Nvidia indicando a RTX 3080 como sendo sua melhor placa gamer, existir uma GeForce acima dela é confuso, e as parceiras agravam o caos trazendo toda uma linguagem já usada em seus modelos gamers para a RTX 3090. O modelo da Gainward mantém a tendência, usando todo branding de placas gamers nesse modelo. E é só revirar a apresentação da Nvidia ou o próprio site oficial da placa para encontrar nenhuma menção a aplicações profissionais, mas vários games e utilitários para jogos.

Isso cria uma situação caótica. Quem olha para ela como uma placa pra jogos, tem razão em achar pífio o que temos aqui, pois o preço dobra por ganhos a maior parte do tempo inferiores a 10%. Já o nicho que precisa de uma placa com esse perfil, especialmente na quantidade impressionante de VRAM, em contrapartida, não vê problemas e tem aqui evoluções relevantes e positivas sobre as opções anteriores, como a Titan RTX. Para esse consumidor, ela não é a placa que custa o dobro da RTX 3080, é a placa que é 1000 dólares mais barata no anúncio que a Titan RTX e que tem mais performance.

Para jogos ela, é levemente superior a RTX 3080, entregando no máximo 10% mais desempenho na maioria dos cenários. Os saltos maiores acontecem quando experimentamos 8K, onde a 3080 simplesmente não consegue executar o teste por falta de VRAM. Aqui entra uma questão pragmática: a maioria dos jogos precisam abrir mão de qualidade em vários filtros para ser jogável, muitas das vezes lutando para chegar a 30fps, mostrando que apesar dela ter mais performance em 8K, ela nem deveria ser usada nessa resolução na grande maioria do tempo em games. Exceções incluem Wolfenstein Youngblood e outros games que conseguem impressionantes 8K/Ultra/Ray Tracing/60fps+ graças ao eficiente uso do DLSS.

A RTX 3090 traz vários recordes em nossos testes de softwares profissionais e de renderização, e conta com quantidades massivas de memória que darão conta de projetos complexos

Então esse é um bom produto para quem tem ciclos de trabalho que dependem dessa quantidade massiva de memória de vídeo, e que em momentos críticos vai trazer os excelentes saltos em softwares que já vimos a 3080 entregar, mas que não vai “arregar” se seu projeto tiver coisas monstruosas como vídeos em 8K ou modelagens muito complexas. E também atende aquele consumidor que quer simplesmente o melhor não importa o custo. Longe de nós dizer o que cada um deve fazer com seu próprio dinheiro, só nos cabe avisar que uma RTX 3090 para jogar não é mais uma discussão sobre games e jogar com qualidade, e sim sobre ostentação e consumismo.

Sobre o modelo da Gainward, a empresa conseguiu levar o chip RTX 3090 a seu limite, e já de fábrica temos uma placa capaz de segurar boosts de 2000MHz+ sem modificações, o que é muito impressionante para um chip com mais de 10 mil núcleos CUDA. Infelizmente esse clock mais elevado não impactou de forma visível sua performance em alguns dos benchmarks, “performando” pouca coisa acima do bem mais discreto modelo da Gigabyte. Dessa forma, ela só faz sentido para um entusiasta que está disposto a gastar a mais para ver o chip RTX 3090 em seu extremo, mas não necessariamente está preocupado com o ganho em performance e nem liga para efeitos colaterais como maior consumo e aquecimento. Também vale destacar que a placa faz bastante ruído, talvez pela solução adotada pela Gainward com a carcaça toda furada.

Em relação ao preço, considerando o anunciado, é uma placa que custa mais do que o dobro de uma RTX 3080 (US$1.500+), porém com desempenho pouco acima. Para piorar, a produção baixa por diversos motivos faz os preços ficarem ainda mais altos, novamente, se você der a sorte de encontrar uma. Pelo que conversamos com alguns fabricantes, a tendência é que essa situação fique complicada por mais um bom tempo, normalizando apenas ano que vem.