Пользователи, которым нужен производительный графический процессор в ноутбуке, часто встают перед дилеммой. Выбрать тонкую и легкую модель лэптопа, но при этом лишиться производительной графики? Или купить игровой ноутбук, но из-за массы и габаритов потерять в портативности? Для тех, кто хочет совместить и то, и другое, существует специальная категория устройств.

Большая внешняя видеокарта

В ограниченное пространство ноутбука непросто вместить мощную видеокарту. Главная проблема, которая всплывает — это охлаждение. Производительные модели могут потреблять далеко за сотню ватт. Охладить такой пыл в маленьком объеме непросто. Именно поэтому топовые игровые ноутбуки получаются габаритными и тяжелыми.

Внешний графический процессор для ноутбука — это обычная десктопная видеокарта, помещенная в специальную док-станцию. Станция обладает собственным блоком питания для подключения к розетке. К ноутбуку такие устройства подключается посредством Thunderbolt 3 — специального интерфейса с высокой пропускной способностью. Понятное дело, внешний графический процессор лишает ноутбук портативности.

Повышение графической производительности зависит от используемой видеокарты. В случае с флагманами можно добиться кратного роста. Это позволяет играть в требовательные игры и с комфортом работать с «тяжелыми» программами.

Как работают внешние графические процессоры

Внешняя видеокарта работает в системе точно так же, как внутренняя. Достаточно подключить ее и установить драйверы. Обычно драйвер сам переключает вычисления и 3D-нагрузку на внешнюю видеокарту. В некоторых случаях — например, при наличии у ноутбука дискретной видеокарты — придется немного повозиться. Придется вручную указывать предпочитаемый графический процессор в панели управления драйвера.

В продаже есть не только готовые продукты с уже установленными внутри видеокартами. Можно приобрести док-станцию с блоком питания и необходимой «начинкой», к которой видеокарту нужно докупать. В последнем случае нужно обратить внимание на две характеристики. Это мощность блока питания и максимальная длина карты, которую вмещает корпус. Если забыть про характеристики, либо карта не влезет физически, либо станции не хватит мощности.

Док-станции для внешних ГП могут иметь дополнительные разъемы для подключения внешних устройств. Например, USB, LAN, HDMI, DVI или Display Port. Большинство станций также передают энергию через Thunderbolt. Если ваша модель ноутбука способна питаться через данный разъем, собственное зарядное устройство при работе от сети не потребуется.

Производительность ГП

Ноутбучные видеокарты, несмотря на схожесть названий моделей с десктопными, обладают пониженной производительностью. Например, десктопная RTX3080 по характеристикам на голову опережает мобильную версию. В чем причина? Ноутбучные модели имеют более низкий тепловой пакет, и за счет этого — ощутимое ограничение мощности при нагрузке. Кроме того, некоторые модели имеют меньше исполнительных блоков, чем в десктопных аналогах.

Внешние видеокарты этих минусов лишены. Используются обычные десктопные модели, теплопакет которых искусственно не ограничен дополнительными факторами, количество блоков не урезано. Именно поэтому они показывают более высокую производительность.

Впрочем, есть ряд факторов, который ограничивают производительность внешних ГП. Главный из них — интерфейс подключения. Thunderbolt 3 предоставляет пропускную способность до 40 Гбит/c. При этом современные массовые графические ускорители используют PCI-E 3.0 x16 с пропускной способностью 128 Гбит/c. Флагманские модели  используют PCI-E 4.0 x16 с 256 Гбит/c. Это ограничивает производительность видеокарт — причем, чем мощнее карта, тем больше влияние на производительность. Вдобавок из-за узкого интерфейса при использовании в играх возможны подвисания и микрофризы. В некоторых игровых сценах данные просто не успевают вовремя поступать к ГП через упомянутое «бутылочное горлышко».

Вторым фактором, влияющим на производительность, становится центральный процессор ноутбука. Ноутбучные модели обладают более низкой частотой, в первую очередь — при длительных нагрузках. Так что игровая производительность в некоторых сценах будет упираться в ЦП.

Пара ложек дегтя

У внешних графических процессоров есть и свои недостатки. Прежде всего, из-за него ноутбук перестает быть портативным: для ГП требуется розетка. Следующий недостаток — большой вес и серьезные габариты. Док-станция должна вместить в себя полноценную видеокарту и блок питания на несколько сотен ватт. Такая «коробка» получается достаточно большой и тяжелой.

Третий недостаток — разъем.  Порт Thunderbolt есть далеко не на всех ноутбуках. Им оснащаются, как правило, дорогие модели. Так что к любому ноутбуку такую видеокарту не подключить.  А приобретать к недешевой внешней видеокарте еще и дорогой ноутбук — решение неочевидное. Сэкономить, покупая компоненты внешнего ГП по отдельности, тоже не получится. Док-станции сами по себе стоят немалых денег.

И, наконец, последний недостаток — описанные выше ограничения производительности.

Все это вкупе привело к тому, что ассортимент внешних графических процессоров невелик. Пользователей подобных девайсов тоже не очень много.

Кому пригодятся внешние ГП

Внешние видеокарты пригодятся:

●   Для игр. Десктопные модели быстрее ноутбучных. Итоговая производительность такой связки с топовым ГП будет чаще всего выше, чем у обычного игрового ноутбука.

●   Для работы с «тяжелыми программами», использующими ГП. Расчеты, 3D, рендер и работа с видео — при использовании внешнего графического процессора все это намного ускорится.

Главный плюс тандема ГП с ноутбуком — портативность последнего. Легкий и тонкий ноутбук с интерфейсом Thunderbolt можно носить с собой. А когда понадобится повышенная графическая производительность — сделать его стационарным, подключив к док-станции.

Несмотря на все недостатки, другого варианта получить максимум графической производительности для небольших ноутбуков не существует. Именно поэтому внешние графические процессоры все же заняли свою нишу на рынке.

Всё это привело к тому, что сегодня может наблюдать каждый из вас: "АМД выпускает лучшие игровые, а также топовые процессоры для рабочих станций"!

Об этом и поговорим с вами сегодня, обсуждая очередной наш индивидуальный проект под номером 130 для Александра из Керчи, республики Крым.

Визуально, конечно, данный компьютер выглядит как феерия, как новогодняя ёлка, которая сияет ещё ярче, чем прежде, ведь мы ещё дети лет 10, на дворе 31 декабря, на часах 23:50, а мы в предвкушении, что же нам подарят наши мама с папой. Но самое важное - это то, что система, представленная на вашем экране, является морозильной камерой, ведь здесь установлено 15, ПЯТНАДЦАТЬ ВЕНТИЛЯТОРОВ, призванных поддерживать не только минимальные температуры, но и низкий уровень шума!

Могут ли быть сомнения, что мы создали субмаксимальные условия для достижения максимальной производительности при низких температурах в данной системе? - Думаю, ответ риторический.

Основными запросами к компьютеру у заказчика были следующие:

1. Эффектный внешний вид, водянка с настраиваемым экраном на помпе СЖО

2. Запас на апгрейд системы в будущем - большей мощности и размера GPU

3. Сбалансированная конфигурация без несоразмерных переплат по мощности

Александр мог позволить себе установить в данный компьютер видеокарту модели RTX 4090, но решил последовать правилу:

"Прирост производительности должно равняться либо быть меньшим по отношению к переплате в процентном соотношении". Готовы ли переплачивать 100% от суммы RTX 4080 SUPER, чтобы получить дополнительные 20-30% ФПС, приобретая RTX 4090? - ответ всегда остаётс

я за вами!

И прежде чем мы поделимся опытом эксплуатации самого мощного рабочего проссора от AMD RYZEN 9950X скажем несколько комментариев относительно компонентов, используемых в нашей конфигурации.

В погоне за более привлекательным внешним видом у обычного потребителя порой на глазах образуется пелена, что приводит его к принятию порой фатальных ошибок. Так происходит с выбором материнских плат, стоимостью в 50-130 тысяч рублей, ориентируясь на визуал и считая, что если цена выше, значит и качество соответствующее, но это отнюдь не так, что мы неоднократно доказывали в своих предыдущих проектах. Но в данной системе ситуация совсем иная!

Система водяного охлаждения от DeepCool модели Mystique за демократичный прайс в 12-14000 тысяч рублей предлагает вам высокий КПД по отводу тепла с вашего процессора, а в подарок ещё и экранчик с возможностью установки любых GIF-изображений, включая отображение информации с ключевых датчиков вашей системы (температур, частот и напряжений компонентов). И если вы человек азартный, то компания DeepCool удовлетворит с лихвой вашу потребность и жажду приключений, потому что есть три ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ проблемы:

1. Треск помпы, которая есть буквально в каждой второй водянке DeepCool

2. Экранчик, который может выйти из строя через энное время

3. Софт настройки отображения изображения на экране работает через ЖОПУ

Если вы готовы сыграть в рулетку, то можете попытать удачу, потому что мы столкнулись с третьей проблемой, которую получилось решить лишь вручную отредактировав исходный код работы софта. Предупрежден - значит вооружен! Отзывы в том же DNS не дадут соврать о том, что мы говорим.

А теперь кратко, сухо и по фактам: AMD RYZEN 9950X изнасиловал всю линейку процессоров от лагеря синих, компании INTEL!

Имеем смелость утверждать об этом, потому что через наши руки прошло более чем сто настроенных процессоров моделей Intel Core i7 и i9 13-ого, а также 14 поколения. Удивительная особенность данного камня заключается в его адекватных и небольших объёмах потребления, а также температурах, которые позволяют достигать высочайших значений производительности. Посмотрите сами!

На скриншоте вы можете увидеть, что после индивидуальных настроек процессор выдаёт сумасшедшие 44691 очков, когда Intel может лишь пробить отметку в 40000, и это, как правило, происходит при пограничной температуре, равной 100 градусов (постоянный троттлинг с последующим скидыванием частот, что ведёт к падению итоговой производительности). Когда Intel достигает отметки в 40к очков при потреблении в 250W+ и температурах в 95+ градусов, AMD Ryzen 9950X делает 44-45к очков, кушая лишь 220-230W при температуре в 85-90 градусов!

Сделали наглядную инфографику, чтобы аккамулировать всю информацию, озвученную ранее. Так как заказчик планирует играть, то мы не стали ограничивать вручную температура до 85 градусов лишь по причине того, что полную, 100% нагружку он будет встречать лишь в редких случаях (компиляции шейдеров). Но как обстоят дела с играми?

Картина неоднозначная, но из неё можно сделать несколько выводов:

1. AMD Ryzen 9950X выдаёт на 1% меньше ФПС, чем Intel Core i7/i9 14-го поколения

2. AMD Ryzen 9950X выаёт на 3% больше ФПС, чем новый Intel Core Ultra 9 285K

3. AMD Ryzen 9950X являясь самым мощным универсальным рабочим и игровым процессорам всегда будет уступать линейке с 3D-кэшем, таким как AMD Ryzen 7800/7950/9800/9950x3D, но лишь в ситуациях когда видеокарта недозагружена (при минимальных настройках графики в FULL HD разрешении).

Но на то к нам и обращаются осознанно и рационально мыслящие люди, чтобы получать намного больше, чем просто приобретая готовые сборки, состоящие из непонятного происхождения компонентов. Внимание на экран!

Наш комплект DDR5 оперативной памяти на 64GB изначально идёт с XMP-профилем, который равняется 6000MHz с таймингами 36-38-38-80. После же индивидуальных настроек можем лицезреть значения в 6400MHz и таймингами 30-38-38-46, что позволило увеличить пропускную способность на основных операциях чтения, записи, копирования, а также снизить задержки (Latency), чтобы улучшить отклик и контроль за игровым персонажем, уменьшив фризы и сделав более плавным и приятным игровой процесс.

Добавим к этому тот факт, что мы настроили процессор с использованием технологии PBO, а также новой функции Curve Shaper, что позволило поднять с заводской частоты процессоры в 5650МГц вплоть до 5850! Результаты всех этих манипуляций вы можете оценить дальше!

Как мы видим результат в 60075 очков в сравнении с заводскими настройками, где в случае готовой сборки без настроек мы бы имели лишь 56287 очков. Важно обратить внимание не только на прирост среднего ФПС, но и на рост минимального значения (с 152.93 до 227.44). Как и говорили ранее - благодаря настройке DDR5 памяти мы уменьшаем задержки и просадки ФПС. Особенно важно это в затяжной баталии, где мало-мальский фриз может помешать вам сделать тот самый важный фраг!

Если вам недостаточно сухого бенчмарка игрового движка Unreal, давайте взглянем на итоговые результаты в игровом бенчмарке от Lara Croft. Средний ФПС вырос более чем на 10% (с 332 до 379), а минимальное его значение с 229 до 264 (более чем на 15%). Можно ли игнорировать настройки даже на самых мощных системах и компонентах? - ответ всегда остаётся за вами, хоть для нас он является риторическим.

И как же мы можем оставить без внимания результаты настроек нашей видеокарты, благодаря которым мы продлеваем её ресурс, ведь вентиляторы будут крутиться с меньшем интенсивностью из-за меньших объёмов потребления. Тем самым мы достигаем не только уменьшения температур посредством нахождения минимально-достаточного подаваемого напряжения, но и снижаем итоговый уровень шумы системы.

Уменьшили итоговые объёмы потребления на 20% (с 300 ватт до 240), получив на выходе температуру в 52 градуса вместо заводских 60! И всё это с сохранением ФПС с коробки (если бы вы просто приобрели готовую сборку).

Если ваша видеокарта стоит минимум треть компьютера, стоит ли игнорировать возможность улучшения условий её функционирования? - выбор также остаётся за вами.

Подводя итоги, хочется лишь пожелать компании Intel в столь кризисные для неё времена найти силы и долику разума, чтобы дать нам, геймерам и специалистам рабочих специальностей, такой продукт, который мы бы хотели использовать в наших компьютерах на протяжении долгих лет, будучи уверенными в высокой производительности, а главное надежности компонента.

Отдельную благодарность выражаем Александру за выбор команды THRONE PC в создании настоящего монстра как в рабочей, так и игровой производительности. Желаем удачи и надеемся, что твой компьютер будет радовать тебя как можно дольше!

Скоро на обзоре представим его собрата, но уже в белом оформлении, но с маленьким спойлером - мы покажем вам одни из самых красивых вентиляторов, что есть сейчас на рынке.

Графический процессор — «сердце» видеокарты. Он производит расчеты в играх и некоторых программах, которые умеют его использовать. Как устроен ГП внутри, какие блоки находятся в его составе, и как они работают?

Графический процессор (ГП) видеокарты — вычислительный чип, имеющий непростое внутреннее устройство. Современные топовые ГП технически сложнее, чем многоядерные центральные процессоры. А все потому, что вычислительные блоки в них хоть и устроены проще, но их количество в разы больше.

Из каких частей состоит графический процессор? За что они отвечают, как работают, и как связаны между собой? Разбираем по порядку.

Шейдерные процессоры

В центральном процессоре расчеты производят вычислительные ядра. В ГП базовым вычислительным элементом является шейдерный процессор (Shader Processor, SP). До 2006 года шейдерные процессоры делились на вершинные и пиксельные. Первые вычисляли пространственные координаты вершин полигонов, необходимые для переноса 3D-картинки в двухмерное изображение на мониторе. Вторые занимались вычислением цвета каждой точки этого изображения с учетом данных о ее освещении. Современные ГП оснащены универсальными шейдерными процессорами, которые могут выполнять оба вида вычислений, а также генерировать новую геометрию на основе уже имеющихся вершин. Вдобавок к этому они поддерживают неграфические вычисления, благодаря которым мощь ГП можно задействовать в некоторых программах — например, для обработки и конвертации видео.

NVIDIA называет свои шейдерные процессоры CUDA-ядрами — в честь одноименного API CUDA, разработанного компанией и предназначенного для вычислений на ГП собственного производства. Несмотря на другое название, их внутреннее устройство довольно схоже с шейдерными процессорами конкурентов — AMD и Intel.

Текстурные блоки

Текстурные блоки (Texture Mapping Unit, TMU) занимаются выборкой, наложением и фильтрацией игровых текстур. В каждом TMU имеются блоки адресации (Texture Address, TA) и фильтрации (Texture Filtering, TF).

С помощью блоков адресации TMU «натягивают» текстуры на полигоны, которые рассчитали шейдерные процессоры.

А с помощью блоков фильтрации они могут применять к текстурам один из видов фильтрации для их более четкого отображения: билинейную, трилинейную или анизотропную.

Растровые блоки

Блоки растровых операций (Render Output Unit, ROP) занимаются финальным этапом появления 3D-изображения на экране — растеризацией.

ROP собирают информацию от шейдерных процессоров и текстурных модулей. С помощью них эти блоки вычисляют конечное значение цвета для каждой точки двухмерного изображения, которое появляется на экране.

Некоторые методы сглаживания используют для своей работы именно блоки растровых операций — например, MSAA, SSAA и AAA.

Блоки трассировки лучей

Современные графические процессоры оснащены специальными блоками, которые занимаются трассировкой лучей. Их также называют RT-ядрами (Ray Tracing Core).

RT-ядра просчитывают пересечения лучей с полигонами и боксами иерархии ограничивающих объемов (BVH), в которые помещаются 3D-объекты для более эффективных и быстрых расчетов трассировки лучей.

Блоки матричных вычислений

Основная масса вычислений, необходимая для рендера игровой графики — это расчеты с 32-битной точностью. Иногда можно встретить и 16-битные графические расчеты, которые могут производиться с целью упрощения некоторых операций и повышения производительности. Однако в общем количестве их процент достаточно мал. Такие расчеты выполняют шейдерные процессоры ГП, оптимизированные под 32-битную точность. Однако есть целая категория вычислений, для которой столь точные расчеты попросту не нужны. К ним относятся технологии «умного» масштабирования изображения NVIDIA DLSS, AMD FSR и Intel XeSS. Аналогичных расчетов достаточно для подавления шумов, которые появляются при трассировке лучей, а также некоторых неигровых вычислений — например, нейросетей и программных продуктов на их базе.

Расчеты пониженной точности многие современные графические процессоры выполняют с помощью отдельных блоков матричных вычислений. Для всего вышеописанного парка технологий могут использоваться 16-битные расчеты, но более эффективны менее точные: восьми-, четырех- или даже двухбитные. Чем меньше точность, тем быстрее эти вычисления выполняются на матричных блоках.

Как и шейдерные процессоры, такие блоки относятся к вычислительным. Но в силу пониженной точности вычислений они устроены заметно проще, чем SP. NVIDIA называет их тензорными ядрами, Intel – матричными ядрами XMX. В ГП AMD выделенные блоки для таких расчетов отсутствуют, но имеется возможность переключить шейдерные процессоры в альтернативный режим работы с помощью специальных блоков матричного ускорения.

Вычислительные модули

Все вышеописанные блоки — это базовые «кирпичики» графического процессора. Из них формируются более крупные вычислительные модули. В каждом поколении графической архитектуры соотношение блоков в вычислительных модулях отличается, но их общие принципы устройства остаются довольно схожими для всех ГП.

У ГП NVIDIA самый маленький вычислительный модуль — потоковый мультипроцессор (Streaming Multiprocessor, SM). К примеру, в видеокарте RTX4090 такой модуль разделен на четыре части, в каждой из которой находится 32 ядра CUDA и одно тензорное ядро. По аналогии с ядром центрального процессора, каждая часть оснащена блоками загрузки данных и регистровым файлом. Общая часть SM содержит 128 КБ кэша, четыре TMU, RT-ядро и процессор обработки геометрии.

Два потоковых мультипроцессора объединены в кластер текстурной обработки (Texture Processing Cluster, TPC). Из шести TPC и 16 блоков ROP образуется один крупный графический вычислительный кластер (Graphics Processing Cluster, GPC) — вычислительная единица, содержащая все необходимое для работы с графикой. В каждом графическом процессоре таких кластеров несколько.

Cхоже устроены и ГП AMD, с тем отличием, что модули у них называются по-другому. Самым небольшим из них является вычислительный блок (Compute Unit, CU). Каждый CU современных моделей содержит 64 шейдерных процессора, четыре блока TMU, одно RT-ядро, кэш-память и регистровый файл. Два вычислительных блока объединяются в один процессор групповой обработки (Work Group Processor, WGP). Или как его еще называют, Dual CU.

В последнем поколении ГП Radeon RX7000 каждый CU вдобавок к этому набору имеет два блока матричного ускорения. Из восьми Dual CU и 32 ROP образуется один крупный шейдерный движок (Shader Engine, SE) — аналог графического вычислительного кластера от NVIDIA, содержащий в себе все необходимые блоки для работы с графикой. Аналогично конкуренту, в графических процессорах AMD таких шейдерных движков несколько.

В ГП Intel группировка модулей немного другая. Каждые 16 шейдерных процессоров здесь объединены в векторный движок (Xe Vector Engine, XVE). К нему присоединены два матричных блока XMX. 16 таких связок вкупе с регистровым файлом и кэшем образуют вычислительную единицу графического процессора — ядро XE.

Четыре ядра XE объединены в более крупный модуль Render Slice. Помимо ядер XE, в нем содержатся четыре RT-ядра, 16 блоков ROP и процессор обработки геометрии. Аналогично графическому вычислительному кластеру NVIDIA и шейдерному движку AMD, Render Slice имеет все нужные блоки для работы с графикой. Вычислительную часть графического процессора Intel образуют несколько подобных блоков.

Подсистема памяти

Все вычислительные блоки объединены общей шиной, к которой подключен второй уровень кэша (L2). У NVIDIA и Intel сразу после L2 информация поступает на контроллеры памяти, которые связывают ГП с микросхемами графической ОЗУ.

В отличие от двух других производителей, в ГП AMD блоки обработки геометрии и асинхронных вычислений выделены из состава вычислительных блоков и находятся рядом с кэшем L2. Вслед за ним следует память Infinity Cache, которая играет роль кэша третьего уровня, и лишь потом графическая ОЗУ.

Прочие блоки

Помимо уже упомянутых, в графическом процессоре содержатся и другие блоки, которые не относятся к вычислительным:

• Контроллер шины PCI-Express. Служит для связи видеокарты с прочими компонентами компьютера посредством шины PCI-E.

• Движок дисплея. Часть ГП, занимающаяся выводом изображения на цифровые интерфейсы — HDMI, DisplayPort или DVI (а ранее — и на аналоговый VGA).

• Мультимедийный движок. Аппаратный декодер, позволяющий воспроизводить или кодировать видеофайлы различных форматов.