Огляд відеокарти MSI GeForce RTX 4090 SUPRIM LIQUID X 24G: водяне графічне царство

З появою кожного наступного покоління відеокарт компанія NVIDIA намагається вразити настільки, щоб потенційні покупці замислились про черговий апгрейд навіть у випадках, коли вони володіють топовими моделями попередньої генерації і взагалі не планували щось змінювати у своїх конфігураціях. Тож не дивно, що розкривати графічну лінійку RTX 40xx розробники почали з флагмана серії – GeForce RTX 4090 24 ГБ. Окрім того, що ця модель сама по собі заслуговує окремої уваги, перше знайомство адаптерами лінійки ми розпочинаємо з MSI GeForce RTX 4090 SUPRIM LIQUID X 24G – оригінальною відеокартою з рідинною системою охолодження. Якщо вже заряджати, то на повну.

NVIDIA GeForce RTX 4090

Відеокарти GeForce RTX 4090 засновані на графічних процесорах AD102 з архітектурою Ada Lovelace. Чипи виготовляються тайванською компанією TSMC за технологічними нормами 4 нм (TSMC 4N). Це досить габаритний GPU з площею кристала 608 мм², який містить 76,3 млрд транзисторів. Для порівняння топовий процесор минулого покоління (Ampere), який виготовлявся Samsung за нормами 8 нм мав площу 628 мм², при цьому включав 28,3 млрд. транзисторів. Якщо обчислювати відносну щільність компонування елементів, то вона зросла майже втричі – з 45,1 млн транзисторів на 1 мм² до 125,5 млн на 1 мм². Коли оперуєш такими показниками, фантастична різниця стає більш наочною. Технологічний прогрес виготовлення кристалів все ще може дивувати і дозволяє суттєво збільшувати можливості мікросхем.

Повертаючись до AD102 слід зазначити, що в максимальній конфігурації GPU вміщує 18 432 обчислювачі. Втім повнофункціональну версію розробники поки притримують для майбутніх рішень. У випадку з GeForce RTX 4090 відеокарта використовує модифікацію чипа AD102-300-A1 в якій активовано 16 384 CUDA-обчислювача. Але навіть цього достатньо, щоб мати значну кількісну перевагу над тим, що пропонувала GeForce RTX 3090 з GA102 – 10 496 блоків. Відмічаємо різницю у 56%. Пропорційно збільшилась кількість текстурних блоків, растерізаторів, тензорних обчислювачів та RT-ядер. До того ж остання пара оновила покоління. Ще одним значним апдейтом стало радикальне збільшення місткості кеш-пам’яті L2 – з 6 МБ до 72 МБ. Припустимо, що значна частка транзисторного бюджету була витрачена саме на це покращення.

Перехід на більш прогресивний техпроцес дозволив значно збільшити робочі частоти GPU. Базова частота графічного процесора складає 2235 МГц, а середнє прискорення – 2520 МГц. Нагадаємо, що у RTX 3090 чип має частотну формулу 1395/1695 МГц. Розробники заявляють про теоретичну обчислювальну потужність GeForce RTX 4090 на рівні 82,6 TFLOPS, тоді як у попередниці – 35,6 TFLOPS.

Конфігурація підсистеми пам’яті фактично залишилась незмінною. Для GeForce RTX 4090 використовується 384-бітова шина. При цьому відеокарта оснащена чипами GDDR6X загальною місткістю 24 ГБ. Ефективна робоча частота мікросхем у 21 000 МГц дозволяє у такій конфігурації отримати пропускну здатність у 1008 ГБ/c. Ідентична ПЗП була у флагмана попередньої лінійки – GeForce RTX 3090 Ti, тоді як у версії RTX 3090 пропускна здатність пам’яті була дещо нижчою – 936 ГБ/c через меншу частоту мікросхем GDDR6X (19 000 МГц).

Що ж стосується енергоспоживання, то тут заявлений TDP у 450 Вт також ідентичний RTX 3090 Ti, тоді як у базової моделі RTX 3090 цей показник складає 350 Вт. Для всіх моделей GeForce RTX 4090 передбачений конектор 12VHPWR для підключення додаткового живлення.

NVIDIA очікувано запропонувала відеокарту власного дизайну – GeForce RTX 4090 Founders Edition. Модель має оригінальну специфічне компоновання як PCB, так системи охолодження. Натомість партнери представили безліч адаптерів власної розробки. Враховуючи заявлений TDP, більшість пристроїв являють собою справжніх велетнів з дуже габаритними системами охолодження. Альтернативою таким графічним колосам є версії з рідинними охолоджувачами. Саме одна з таких моделей цього разу в нас на огляді.

MSI GeForce RTX 4090 SUPRIM LIQUID X 24G

Компанія MSI запропонувала відразу вісім модифікацій GeForce RTX 4090 – по дві моделі в лінійках SUPRIM, Ventus, GAMING TRIO та SUPRIM LIQUID. Останні, як не важко здогадатись із назви, оснащені рідинними системами охолодження. З урахуванням заявленого рівня енергоспоживання поява версій зі штатними СРО цілком очікувана. До того ж не дивно, що такі моделі з’явились в асортименті MSI, яка вже має досвід випуску подібних рішень.

Відеокарта постачається у великій картонній коробці, оформленій у світлих тонах та прикрашеній фото адаптера на фронтальній стороні. Вже лише за габаритами боксу можна здогадатись, що маємо справу не з пересічним пристроєм. Всередині кейсу пристрій додатково фіксується демпфуючими прокладками для безпечного транспортування.

В комплекті з MSI GeForce RTX 4090 SUPRIM LIQUID X 24G постачається коротка інструкція з установки та перехідник з чотирьох 8-контактних роз’ємів на один 12VHPWR для підключення додаткового живлення. В якості додаткового заохочувального бонуса покупці відеокарти також пропонується килимок для миші з тканинною поверхнею.

Відеокарта з рідинною системою охолодження конструктивно значно відрізняється від моделі з повітряним кулером. Ця різниця ще більш контрастно виражена, коли мова йде рішення рівня GeForce RTX 4090. Замість громіздкого бруса ми бачимо досить компактний модуль графічного адаптера. Розробники доклали зусиль для того, щоб приналежність відеокарти до серії Suprim була очевидна з першого погляду. Характерні форми з прямими лініями, комбінована асиметрична конструкція з направленим шліфуванням металевих поверхонь. Відчувається намагання дизайнерів підтримати загальний зовнішній стиль, характерний пристроям лінійки.

Модель MSI GeForce RTX 4090 SUPRIM LIQUID X 24G отримала заводський розгін. Замість рекомендованої частотної формули 2235/2520 МГц для графічного процесора заявлена 2235/2625 МГц. Тобто середнє значення динамічного прискорення GPU додатково збільшене не +105 МГц. Мікросхеми пам’яті GDDR6X працюють на ефективних 21 008 МГц (1313 МГц).

Безпосередній блок графічного адаптера значно компактніший за моделі RTX 4090, оснащені повітряним охолодженням. Габарити відеокарти – 280х140х43 мм. Тобто мова йде про двослотовий дизайн, який останнім часом не так легко зустріти, навіть серед пристроїв класом нижче. Це принципова особливість, наприклад, коли мова йде про платформу стандарту mATX, де є обмеження у розмірах та вільних слотах розширення на материнській платі.

Загальна вага відеокарти – 2,35 кг, але це значення також враховує масу радіаторного зовнішнього блоку. Тому саме адаптер не потребує додаткових підтримувальних опор, які зазвичай можна бачити у штатному комплекті масивних відеокарт з повітряним СО.

Зверху відеокарту накриває комбінований кожух с пластиковою основою, обшитою металевою пластиною. Під кришкою знаходиться досить габаритна пластина-кронштейн з додатковими ребрами, яка виконує роль охолоджувача силових елементів.

Для відводу тепла від графічного процесора та чипів пам’яті задіяний водоблок з мідним теплоз’ємником та вбудованою низькопрофільною помпою.

Для обдуву внутрішнього радіатора на відеокарті передбачений 100-міліметровий вентилятор осьового типу, виконаний за технологією Torx Fan 5.0 з гідродинамічним підшипником. В конструкції передбачено дев’ять лопатей з певним кутом нахилу крильчатки, при цьому кожні три лопаті пов’язані між собою у групи.

Конструктивні особливості дозволяють покращити направленість повітряного потоку, а також збільшити тиск при менших обертах вентилятора.

Що ж стосується основного радіаторного блоку конструкції, то він являє собою повноцінний 240-міліметровий модуль з алюмінієвими пластинами, який продувається парою 120-міліметрових вентиляторів MSI MEG SILENT GALE P12. Для останніх передбачені гумові демпфери в кутах для зменшення вібрації. Для управління обертами передбачене PWM-регулювання. Згідно з специфікацією, максимальна швидкість обертів може складати до 2000 об/хв.

З водоблоком радіаторна касета зв’язана ПВХ-трубками з додатковим обплетенням довжиною 470 мм. Жорсткість шлангів середня, проблем з вкладанням у корпусі не виникне. Місця з’єднання надійно герметизовані.

Всі моделі GeForce RTX 4090 від партнерів мають оригінальні друковані плати. Тож оглядаєма відеокарта також не виключення. PCB фактично ідентична тій, що використовується MSI для модифікації Suprim з повітряною системою охолодження.

Стабілізатор живлення GPU налічує аж 26 фаз, які керуються контролером Monolithic Power Systems MP2891. При цьому в ланцюзі використовуються силові збірки DrMOS – Monolithic MP86957 з робочим струмом до 70 А.

Для управління параметрами живлення чипів пам’яті організована 4-фазна схема з ідентичними силовими збірками, що й для GPU.

На верхній панелі адаптера розташований роз’єм 12VHPWR для підключення додаткового живлення. Хоча хвиля повідомлень власників RTX 4090 про можливий перегрів цього конектора вже вляглася, не слід нехтувати рекомендаціями розробників стосовно надійності контакту. Під час підключення силового кабелю не буде зайвим перевірити й впевнитись у тому, що конектор під’єднаний до упора.

В специфікаціях до MSI GeForce RTX 4090 SUPRIM LIQUID X 24G розробник наголошує на тому, що мінімальна потужність блока живлення для системи з цією відеокартою складає 850 Вт. При цьому рекомендовано використовувати моделі потужністю 1000 Вт.

Поряд з роз’ємом для додаткового живлення також можна помітити перемикач між режимами Gaming та Silent. Як не важко здогадатись у контексті відеокарти це можливість обрати профіль для роботи системи охолодження. Крім того, у цьому випадку базовому режиму Gaming відповідає заявлене енергоспоживання у 480 Вт, тоді як для Silent заданий поріг у 450 Вт. Тому цілком можна очікувати того, що в останньому випадку робочі частоти GPU будуть дещо нижчими, ніж у базовому режимі.

Зі зворотної сторони відеокарту прикриває алюмінієва плита. Крім суто декоративних функцій вона також захищає елементи поверхневого монтажу від можливих механічних пошкоджень. До того ж пластина виконує роль додаткового охолоджувача.

Склад відеовиходів на інтерфейсній панелі відповідає такому для референсної GeForce RTX 4090 – три DisplayPort 1.4a та один повноформатний HDMI 2.1. Всі конектори розташовані в один ярус. Частину панелі займає решітка з великими комірками для виводу нагрітого повітря.

MSI GeForce RTX 4090 SUPRIM LIQUID X 24G отримала додаткову декоративну підсвітку. На верхній стороні адаптера добре проглядається підсвічена позначка серії Suprim. Біля вентилятора відеокарти також передбачений ілюмінуючий сегмент, утворений двома ребрами зовнішнього октагона.

На зворотному боці відеокарти також передбачений елемент з RGB-підсвічуванням – логотип лінійки з геометричними фігурами, імітуючими діамантове огранювання.

Звичайно передбачена можливість обрати режим підсвітки, та можливість її синхронізації з такою для інших елементів системи за протоколом Mystic Light. Відповідні налаштування можна зробити у фірмовому додатку MSI Center.

В роботі

Попри те, що відеокарта належить до топ-класу, в режимі спокою вона споживає обмаль електроенергії, тому зовсім не дивно, що MSI GeForce RTX 4090 SUPRIM LIQUID X 24G підтримує режим Zero Frozr з повною зупинкою вентиляторів.

При відсутності додаткового навантаження температура GPU утримувалась на рівні 38С. Мікросхеми пам’яті нагрівались до 46С. Система охолодження у такому випадку працює в пасивному режимі, відповідно відеокарта безшумна.

В базовому режимі Gaming під час високого ігрового навантаження графічний процесор прогрівався у середньому до 60С з найгарячішою точкою у 76С. Температура чипів GDDR6X підвищувалась до 72С. Швидкість обертів вентиляторів складала 1400–1500 об/хв.

Згідно з показниками моніторингу, в таких умовах GPU автоматично прискорювався до 2805 МГц.

При використанні режиму Silent під час навантаження температура GPU підвищувалась до 66С, найгарячіша точка – 83C, а мікросхеми пам’яті прогрівались до 76С. При цьому швидкість обертів вентиляторів знаходилась у межах 1200–1300 об/хв. Пікове підвищення частоти графічного процесора фіксується на тому ж рівні – 2805 МГц, але в середньому воно було на ~50 МГц нижче, ніж у випадку з базовим режимом Gaming.

Оцінюючи температурні показники MSI GeForce RTX 4090 SUPRIM LIQUID X 24G слід зробити уточнення. Перед тим, як відеокарта потрапила до нас на тестування, з неї демонтувалась система охолодження. Тому отримані температурні значення слід сприймати як оціночні. Зазвичай складно відновити заводський рівень контакту GPU з теплообмінником.

Але навіть у цьому випадку, отримані 60–66С – хороші показники для AD102. Дещо підвищені значення для Hot Spot ми пов’язуємо саме з попереднім демонтажем кулера.

Конфігурація тестового стенду

Материнська плата: MSI MAG B650M MORTAR WIFI (AMD B650)

Процесор: AMD Ryzen 5 7600X (6/12; 4,7/5,3 ГГц)

Відеокарта: MSI GeForce RTX 4080 16GB SUPRIM X

Охолодження: MSI MEG CORELIQUID S360

Пам’ять: Kingston FURY Beast RGB DDR5-6000 32 ГБ (KF560C36BBEAK2-32 2х16 ГБ)

Накопичувач: Samsung 980 Pro 1 ТБ

Продуктивність в іграх

Для оцінки продуктивності відеокарти MSI GeForce RTX 4090 SUPRIM LIQUID X 24G ми залучили модель класом нижчу – MSI GeForce RTX 4080 16GB SUPRIM X, можливості якої вже були розглянуті раніше. Хоча фаворит такого протистояння відомий заздалегідь, подібний “версус” дозволяє за рахунок наочного прикладу оцінити перевагу GeForce RTX 4090 над GeForce RTX 4080, та, можливо, вирішити для себе, чи достатня вона для того, щоб витратитись на придбання флагмана.

Щоб справити перше враження та в цілому задати тон графічним перегонам, цілком підійде набір підтестів з пакета 3DMark. Ми залучили три етапи – Time Spy Extreme, Port Royale та Speed Way. Порівняння показників RTX 4090 та RTX 4080 демонструють просто таки приголомшливу перевагу старшої моделі. Приріст продуктивності складає 40–45%. Дуже серйозний розрив між двома сусідніми щаблями в графічній лінійці. Тут точно є місце для майбутньої появи умовних RTX 4080 Ti/SUPER. Втім, погляньмо на ситуацію в реальних іграх.

Тестові заміри продуктивності у режимі 4К з максимальною якістю картинки демонструють перевагу GeForce RTX 4090 на рівні 18–41%. Середнє арифметичне за сукупністю 11 проєктів – 29%. Тобто мова йде про приріст продуктивності майже не третину. Вже не так захопливо, як у синтетичних етапах 3DMark, але з урахуванням того, що у ролі відстаючої залишається дуже потужна модель, яка значно випереджає будь-яку відеокарту попереднього покоління, то різниця не здається такою вже й скромною.

Якщо поглянути на абсолютні середні показники в наведених іграх, то вочевидь власнику GeForce RTX 4090 має сенс задуматися про покупку 4К-екрана з частотою оновлення 144+ Гц. В багатьох випадках такий монітор не буде простоювати без діла.

Перевіряємо той же ігровий набір, змінивши графічний режим на 1440p. Очікувано GeForce RTX 4090 24 ГБ залишається попереду, втім різниця в продуктивності з такою для молодшої моделі значно скоротилась – до 15–20%. Щобільше, в деяких проєктах вона взагалі стала вимірюватись одиницями відсотків. В багатьох іграх середній fps перевищив позначку у 200 кадрів/c, або наблизився до неї. Втім і GeForce RTX 4080 16 ГБ тут має дуже хороші показники. Звичайно додаткова продуктивність не завадить, але співвідношення ціна/продуктивність у режимі 1440p стає менш привабливим для RTX 4090.

З переходом на Full HD різниця в продуктивності відеокарт ще знизиться та буде складати ~10%. То ж вочевидь придбання флагмана сері RTX 4xxx саме для ігор у 1920×1080 просто втрачає сенс. Для цього режиму більш ніж достатньо навіть вдвічі дешевшої GeForce RTX 4070 Ti 12 ГБ. Подальше збільшення потужності відеокарти повільно впливає на збільшення fps.

В іграх з активованим трасуванням променів співвідношення сил відеокарт приблизно зберігається. GeForce RTX 4090 можна назвати першою моделлю, що дозволяє отримати понад 60 fps у режимі 4К з активованим RT високої якості без додаткового масштабування. Звичайно DLSS для подібних умов – річ надзвичайно допоміжна.

Portal with RTX – гра, яка здатна поставити на коліна навіть топові відеокарти. Без підтримки DLSS обирати режим 4К безперспективно навіть власникам GeForce RTX 4090. Масштабування другої генерації вже значно покращує продуктивність, дозволяючи у режимі Ultra отримати близько 70 кадрів/c замість 24 кадрів/c. Підтримка відеокартами RTX 4xxx технології Frame Generation дозволяє використовувати DLSS 3, що додатково збільшує кількість fps. Всім моделям серії доступна ця опція, то ж не дивно, що різниця в продуктивності між RTX 4090 та RTX 4080 тут складає близько 35%.

В режимі 1440p загальна продуктивність зростає, а відмінність між відеокартами знижується до 15–25%. У цьому випадку потужність RTX 4090 дозволяє навіть без додаткової обробки отримати середні 50 кадрів/c з налаштуваннями якості Ultra, але ж 100+ fps з активною DLSS значно комфортніші для проходження гри.

Якщо порівнювати ігрову продуктивність RTX 4090 з такою для топових моделей NVIDIA попереднього покоління, то новий флагман приблизно на 40–50% потужніший за GeForce RTX 3090 Ti, та на 60–70% випереджає базову GeForce RTX 3090.

Що ж стосується порівняння з новинками основного опонента, то Radeon RX 7900 XTX 24 ГБ скоріше можна вважати гідним опонентом для GeForce RTX 4080. Нещодавно представники AMD поділились інформацією про те, що на базі рішень з архітектурою RDNA 3 вони цілком могли б запропонувати конкурента GeForce RTX 4090, але на їх думку такий графічний адаптер був би невиправдано коштовним та мав підвищений рівень енергоспоживання.

Втім кількість відправлених партнерам чипів AD102 (100K+) лише в перші місяці з початку продажів GeForce RTX 4090 свідчить про те, що навіть на подібні коштовні відеокарти є чималий попит. Максимально продуктивні графічні адаптери потрібні як безкомпромісним гравцям, так і користувачам з ресурсомісткими обчислювальними задачами. Саме в таких випадках вартість та підвищене енергоспоживання можуть відходити на другий план.

Продуктивність обчислень

З урахуванням того, що GeForce RTX 4090 24 ГБ напевно зацікавить не тільки запеклих любителів пограти, а й користувачів, яким потрібна потужна числодробилка, ми додали кілька додаткових тестів з замірами продуктивності обчислень на відеокарті.

Тести OpenCL з пакетів GeekBench 5.5.1 та GeekBench 6.0.0 демонструють відмінні показники, але обидві версії сходяться у тому, що GeForce RTX 4090 випереджає GeForce RTX 4080 на 32–35%.

Ще один тестовий етап – обчислення в Blender. За результатами підтестів Blender Benchmark старша модель MSI GeForce RTX 4090 SUPRIM LIQUID X 24G має відчутну перевагу, випереджаючи MSI GeForce RTX 4080 16GB SUPRIM X на 34%.

Як бачимо, в подібних завданнях GeForce RTX 4090 24 ГБ також приблизно на третину випереджає GeForce RTX 4080 16 ГБ. Це пропорційно збільшенню рекомендованої ціни для топової моделі. До того ж флагман має на 8 ГБ більше локальної пам’яті, що також може мати вирішальне значення для певних задач.

Розгін

Додатково прискорювати графічний флагман – можливість вийти за межі, які взагалі недосяжні для інших відеокарт. Це надзвичайне відчуття для ентузіастів, особливо для тих, хто готовий до екстремальних експериментів. Ми ж обмежились експрес-режимом, який не потребує специфічних умінь, навичок та ємності з рідким азотом. Попередньо зазначимо, що MSI GeForce RTX 4090 SUPRIM LIQUID X 24G дозволяє збільшити Power Limit до 110%.

Під час спроб розігнати відеокарту, базову частоту GPU вдалось збільшити з 2235 МГц до 2400 МГц (+7,4%). Тоді як мікросхеми пам’яті працювали на 1470 МГц, або ж ефективних 23 520 МГц. То ж тут маємо відносний приріст на рівні 12% у порівнянні зі штатними 21 000 МГц.

Максимально розігнати чип вдалось до 2420 МГц, пам’ять – 1475 МГц (23 600 МГц). В такому режимі система проходила тест 3DMark Time Spy Extreme без будь-яких артефактів. Проте в набагато “вибагливішому” тесті на стабільність – грі Portal with RTX – вдалося отримати нормальну роботу без падінь лише на 2400 МГц і 1470 МГц, відповідно.

Після додаткового розгону показник Graphics Score в тесті 3DMark Time Spy Extreme збільшився з 19 697 до 20 711 балів, тобто приріст продуктивності склав  5,1%.

Підвищення базової частоти GPU також позначилося на пікових значенням. Графічний процесор прискорювався до 2970 МГц, зупинившись за півкроку для символічних 3 ГГц. Чип нагрівався до 66 градусів при частоті обертів вентиляторів 1500–1600 об/хв.

Враховуючи збільшення Power Limit, енергоспоживання відеокарти очікувано збільшувалось майже до 530 Вт.

Енергоспоживання

Заявлені виробником значення енергоспоживання MSI GeForce RTX 4090 SUPRIM LIQUID X 24G у 450–480 Вт є орієнтиром для реальних показників. Дійсно, під час практичних замірів ми фактично отримали такі значення під час гри у Portal with RTX у режимі 4К з трасуванням променів. При використанні штатного профілю Gaming відеокарта споживала 482 Вт, а у режимі Silent – 454 Вт. Показники дуже близькі до зазначених у специфікації. Тут багато що буде також залежати від характеру навантаження. Наприклад, у Cyberpunk 2077 енергоспоживання було на рівні 390–400 Вт.

З урахуванням таких показників, вочевидь рекомендація виробника використовувати для платформи з GeForce RTX 4090 блоки живлення на 1000 Вт – цілком слушна порада. Якщо припустити, що подібні конфігурації зазвичай будуть також оснащуватись топовими CPU, а на піку флагмани Intel Core 13-покоління цілком можуть виходити на 300+ Вт, то проста арифметика доводить, що певний запас тут не завадить.

Як бачимо, пікові рівні енергоспоживання GeForce RTX 4090 досить високі та в цілому схожі на показники GeForce RTX 3090 Ti.

Нагадаємо, що MSI GeForce RTX 4080 16GB SUPRIM X у схожих ігрових умовах споживала близько 310–320 Вт. Враховуючи різницю в продуктивності, можна казати про те, що енергоефективність молодшої моделі краща. Як це зазвичай буває, для досягнення максимальних результатів інколи доводиться йти на певні компроміси.