Review: NVIDIA GeForce GTX 750 Ti 2GB. ¿Será la nueva reina del precio/rendimiento?

Luego de un corto receso vacacional retomamos parte de los lanzamiento de esta temporada con la nueva tarjeta gráfica para el segmento medio y el consumo masivo; hablamos ni más ni menos que de la nueva NVIDIA GeForce GTX 750 Ti y, más aún, de la aparición y bienvenida a la nueva arquitectura NVIDIA Maxwell. Es momento de olvidar los prejuicios, leer con atención y concluir si esta nueva GTX 750 Ti demuestra que el tamaño finalmente no importa.

La Nueva Arquitectura de NVIDIA: Maxwell 1° Gen.

La adición de una nueva integrante a la familia llegó considerando nuevos lineamientos y directrices al mix de productos existente en NVIDIA; con un precio de $119 y $149 USD respectivamente, la llegada de GTX 750 y GTX 750 Ti suprime a las antiguas GTX 650 Ti y GTX 650 Ti Boost, dos de las tarjetas insignias en el mercado masivo de jugadores que buscan una solución más seria a la hora de mejorar el rendimiento en títulos de actualidad. A final de cuentas, las únicas tarjetas de la serie GTX 600 que seguirían en pie son las conocidas GTX 650 y GTX 660, la que también pudimos revisar tiempo atrás.

Compartiendo parte de los documentos para prensa que NVIDIA facilita a los distintos medios, nos damos cuenta que el GPU de arquitectura Maxwell de primera generación es presentado como el GPU más eficiente jamás construido, esto gracias a un reordenamiento o nueva estructura interna entre CUDA Cores y unidades de control de las mismas. A grandes rasgos, el camino elegido para mejorar la eficiencia en Maxwell fue incrementado la utilización de los núcleos (CUDA Cores); Si antes -con Kepler- el Stream Multiprocessor era el que controlaba hasta 192 CUDA Cores, el día de hoy, con el chip “GM107” Maxwell, cada Stream Multiprocessor (o SM) contiene 4 bloques con control lógico de hasta 32 unidades CUDA cores cada uno. Maxwell introduce un diseño totalmente nuevo en los componentes dentro de la jerarquía del GPU, principalmente en los SM, el que aumenta por sobre todo el rendimiento por Watt y el rendimiento por área. Para esto se mejoró el particionado del control lógico y el balance en la carga del trabajo (ambos referentes a la segmentación del Stream Multiprocessor), programación a nivel de compilador, número de instrucciones emitidas por ciclo de reloj y otras mejoras más que significaron que el SM de Maxwell (Ahora llamado SMM) excediera por mucho la eficiencia ya lograda en el SM de Kepler. Otro de los cambios drásticos en Maxwell se da en la sección de caché L2 dentro del GPU, el que pasó de 256 KB en GK107 (Kepler) a 2048KB en GM107 (Maxwell). Con más caché alojado en el GPU, las solicitudes hechas a la DRAM son menores, lo que en consecuencia mejora el rendimiento y reduce el consumo energético. Además, se mejoró cada unidad interna en el GPU Maxwell a nivel de transistores con la finalidad de maximizar la eficiencia energética. El resultado final, y que podrán ver más adelante, es que Maxwell logre el doble de rendimiento por el mismo Watt gastado en Kepler, usando el mismo proceso de manufactura de 28 nanómetros.

El doblar la capacidad de procesamiento por unidad de potencia, dio la capacidad a NVIDIA de lograr una tarjeta de similares características (en cuanto a performance) pero que no necesita de un conector PCI-Express para sobrevivir. De hecho, la necesidad actual de potencia para la GTX 750 Ti ronda los 60 Watts, menos que los 75 Watts que entrega un puerto PCI-Express x16, y para su uso total sólo es necesaria una fuente de poder de 300 watts. La drástica reducción de consumo y tamaño cae como anillo al dedo si pensamos armar un sistema SFF (de tamaño pequeño) y con características gamer, algo así como una Steam Machine, y si incluso vamos más allá, podríamos decir que Maxwell calza perfecto como un posible actor en la próxima generación de consolas.

Desde una perspectiva de características gráficas, el chip Maxwell de primera generación, GM107, ofrece las mismas funcionalidades de API que los GPUs Kepler. Mirándolo a grandes rasgos, Maxwell implementa múltiples unidades SM dentro de un gran GPC que los contiene (Graphic Processor Cluster). Cada unidad SM incluye unidades Polymorph Engine y de Textura, mientras que el GPC incluye el motor de rasterización (Raster Engine). Los ROPs se mantienen alineados a las porciones de caché L2 y a los controladores de memoria. El GPU GM107 contiene un GPC, cinco Straming Multiprocessors Maxwell (SMM) y dos controladores de memoria de 64 bit (128 bit en total). Esta es la implementación total del chip Maxwell, y es la misma configuración asignada para la GTX 750 Ti.

Diagrama del chip completo GM107

Al poner cada generación cara a cara logramos una visión más clara de lo que es el actual GM107 versus la generación que reemplaza, el GPU GK107 Kepler.

Stream Multiprocessor Maxwell (SMM) de Nueva Generación

El principal contribuidor en la mejora de eficiencia de Maxwell es la nueva arquitectura en el Stream Multiprocessor del mismo (SMM), alcanzando mayor eficiencia energética y hasta un 35% de mayor rendimiento por CUDA Core en cargas de trabajo limitadas al shader. La arquitectura y algoritmos del planificador han sido reescritas para ser más concretas y para evitar estados innecesarios, al tiempo que reduce aún más la energía por instrucción requerida para la programación. La organización del SM también ha cambiado; en este GM107, cada Stream Multiprocessor ha sido particionado en cuatro bloques de procesamiento separados, cada uno de ellos con su propio buffer de instrucciones, planificador y 32 CUDA Cores. Este particionado de unidades simplifica el diseño y la lógica de programación, ahorrando área y energía, y reduciendo principalmente el período de latencia entre cada cómputo. En resumen, cada SMM es significativamente más pequeño al tiempo que ofrece alrededor de un 90% del rendimiento de un SM de Kepler, y el tamaño más pequeño facilita la inclusión de muchos más Stream Multiprocessors por GPU. En comparación al GK107, el GM107 tiene 5 SMM versus 2 en su contraparte, un 25% de mayor peak en rendimiento de texturas, una cantidad de CUDA Cores 1,7 veces mayor y cerca de 2,3 veces de mayor rendimiento en shader entregado.

Sistema de Memoria

Comparativamente tenemos un sistema de memoria que no ha cambiado mucho en comparación con la generación anterior. En este caso, mantenemos los 128 bit de datos entre GPU y memorias, sólo viéndose aumentada la velocidad de estas últimas a 5400 MHz, versus 5000 MHz en las versiones de GK107. Lo que sí cambió en mayor medida, y a diferencia de cualquier diseño previo de GPUs, fue el aumento sustantivo en el caché L2 desde los 256 KB hasta unos tremendos 2.048 KB; este cambio fue altamente efectivo, reduciendo la demanda en el ancho de banda de memorias y asegurando que esta misma no se volviera un cuello de botella en el ecosistema de Maxwell.

Comparativa de mercado

Y antes de finalizar los dejamos con todas las tarjetas dentro del segmento de precio, sean de NVIDIA y AMD, agrupando datos técnicos y todo lo necesario para hablar de “tú-a-tú” con la nueva GeForce GTX 750 Ti:

Nota: valor MSRP actualizado a la fecha, revisado justo antes de la publicación del review.

NVIDIA Geforce GTX 750 Ti Frente a la Cámara

Como pudieron ver en la presentación, la GTX 750 Ti estándar es realmente pequeña, tan así que justo alcanza el límite del puerto PCI-Express x16 y creemos que podría ser aún más compacta si se aprovecharan más los espacios. Asímismo, su pequeña solución térmica sólo nos habla sobre la renombrada optimización en el GPU y de los cambios que podemos encontrar versus generaciones anteriores.

Por el reverso encontramos limpieza absoluta; apenas unos cuantos componentes eléctricos y espacios donde “podría” ir otro grupo más de memorias (como para producir modelos de 4 GB). Personalmente, creemos que una solución de 4 GB no viene al caso si se eleva mucho el precio, ya que podríamos acercarnos peligrosamente a la GTX 760, además de que las diferencias en rendimiento serían prácticamente nulas. Posiblemente esta posibilidad se reserve para quienes aún tengan chips de memoria de menor densidad, como para montar 8 pastillas de memoria y seguir con los 2 GB de fábrica.

Para los interesados en esta tarjeta, les avisamos desde ya que el diseño referencial (grosor de un slot y formato corto) tiene problemas graves al momento de querer conectar dos pantallas DVI, debido a que la cercanía entre estos puertos produce que los conectores se encuentren en este mismo espacio. Nos fue imposible conectar dos pantallas DVI usando conectores estándar. Fuera de eso, la NVIDIA GTX 750 Ti estándar posee dos conectores DVI, uno DVI-D y otro DVI-D, además de un tercer puerto mini HDMI.

Retiramos los 4 tornillos del pequeño disipador, limpiamos la pasta térmica y preparamos el flash; les presentamos la última creación de los chicos de Santa Clara: el núcleo gráfico NVIDIA Maxwell GM107, en este caso la versión GM107-400-A2, chip fabricado por TSMC bajo la tecnología de los 28 nanómetros, incluyendo 1.870 millones de transistores y un total de 640 CUDA Cores, todo eso dentro de un empaque de 148 milímetros cuadrados. A diferencia de su predecesora por segmento de precio, la GTX 650 Ti Boost, en términos numéricos la GTX 750 Ti cuenta con un 17% menos de CUDA cores, un 26~27% menos de transistores, 8 unidades menos de procesadores de rasterización (ROPs) y 24 menos TMUs (unidades de texturas). Para cerrar esta comparativa, la GTX 750 Ti también tiene un bus de datos con 64 bits menos que la tarjeta de la generación pasada: 192 vs 128 bits.

La reducción en sus especificaciones también se traduce en un humilde sistema eléctrico compuesto por dos fases de poder para GPU y otro para memorias. Recordemos que el diseño estándar de la GTX 750 Ti es capaz de funcionar con sólo la energía proporcionada por el conector PCI-Express x16, algo así como 75 watts. El conector blanco que podemos apreciar corresponde al enchufe de su pequeño ventilador. En la actualidad ya existen variaciones a esta norma y en el siguiente review podremos ver la iteración propuesta por ASUS, la que incluye un conector de poder PCI-Express de 6 pines para dar holgura y un mayor margen de aumento al TDP de su GTX 750 Ti.

Finalmente podemos ver en detalle los chips de memorias incluidos en esta versión de GTX 750 Ti, modelo SK hynix H5GC4H24MFR, los que funcionan a 5.400 MHz, pero que según el fabricante podrían subir hasta los 6.000 MHz GDDR5 con un pequeño aumento de voltaje.

Plataforma de pruebas

Para esta revisión mantendremos parte de la plataforma de pruebas oficial para tratar de reducir a la mínima expresión las diferencias entre una y otra pieza. Con esto tenemos el procesador Intel Core i7-4770K, placa madre proporcionada por MSI y finalmente almacenamiento Kingston. Agradecemos a cada uno de nuestros partners por proporcionar los componentes necesarios para mantener la plataforma de pruebas activa.

. Metodología de pruebas

Para esta sesión de pruebas hemos fijado el sistema a su velocidad de fábrica (entiéndase procesador, memorias y tarjeta gráfica). Todas y cada una de las pruebas se corrieron un mínimo de 3 veces para evitar corridas falsas y aminorar el rango de error que siempre puede estar presente. Además, se configuró al máximo cada uno de los juegos en los apartados gráficos y de filtros. Vale decir que cada configuración de filtros y detalles está expuesta en cada gráfico correspondiente. La tarjeta en cuestión quedará configurada de la siguiente manera durante todas las pruebas:

Benchmark Tool versus Escenas Reales

Hemos agregado títulos nuevos y más actuales a nuestra batería de pruebas, muchos de los cuales no vienen provistos con una propia escena prerenderizada establecida. Entendamos, antes que todo, la diferencia entre ambos: por un lado tenemos los títulos benchmark tool (Metro 2033, Lost Planet 2, Alien vs Predator, Resident Evil 5 y 6, STALKER y Tomb Raider), los cuales son una escena predefinida que entrega un resultado final o un promedio de fotogramas por segundo. Por otro lado, las pruebas de escena real (Battlefield 3, Crysis 3, FarCry 3 y Max Payne 3) son mapas dentro del mismo juego, las que se deben monitorear con el software pertinente para obtener un “mínimo, promedio y máximo” de cada prueba. Siempre se trata de “seguir el mismo camino” dentro de esta escena para no generar variaciones notables al momento de comparar. Dependiendo del punto de vista, un benchmark tool se puede ver poco real al momento de encasillar cierto rendimiento para X pieza a probar, sin embargo, nos sirve como punto de referencia para compartir resultados y experiencias entre todos los usuarios.

La importancia de los FPS

Tanto se habla de la cantidad de FPS (o frames per second; cuadros por segundo), y pocas veces uno se detiene a explicar de la mejor manera posible los valores ideales en cada caso. Acá tenemos 3 diferencias importantes para cada nivel de FPS.

30 FPS

Se supone que una persona normal, común y sin problemas visuales ve por lo general a 30 FPS, osea, ve 30 cuadros por segundo. Si llevamos esto a los juegos quiere decir que si obtenemos por lo menos 30 FPS veremos un juego fluido y jugable. Si bajamos de este rango tendremos los típicos escenarios donde el juego se convierte en una presentación en Power Point, y al fin de cuentas “molesta”.

60 FPS

Un jugador algo más entrenado, acostumbrado y, si se puede decir, más vicioso en el tema, reconocerá automáticamente cuando un juego está funcionando a más de 30 FPS. De hecho, en la mayoría de los títulos este valor es claramente notable: el juego se mueve mucho más suave, agradable a la vista y, dependiendo del motor de juego, hasta más rápida es la sensación.

120 FPS

La llegada de los monitores de 120 Hz y 3D ha puesto a prueba nuevamente al mercado. Básicamente los 120 FPS te aseguran un mínimo de 60 FPS al momento de jugar algo en 3D (recordemos que este sistema se basa en dos imágenes, una parte de los 120 cuadros por segundo para cada ojo). Entonces, si buscas tener una experiencia completa en 3D, los 120 FPS son tu número de lotería.

Consumo

Para calcular el consumo del equipo utilizamos el método del amperímetro y el multitester; el primero de ellos va midiendo una de las fases en el cable de salida hacia la línea energética de nuestro hogar, el segundo mide directamente la tensión en nuestro hogar. Multiplicando ambos factores obtendremos el consumo del equipo, expresado en watts. Teniendo esto claro, usaremos dos estados de nuestro equipo para determinar los valores: en un principio, dejaremos el equipo en reposo durante 15 minutos para luego tomar cuenta de los valores entregados por las herramientas. Luego de eso, llevaremos cuenta del consumo en todos los benchmarks que utilizamos, para quedarnos con el registro más alto de ellos.

Antes que cualquier resultado podemos ver que el consumo es algo que destacar en esta nueva generación, con poco más de 80 Watts en reposo y sólo 163,5 Watts en el peor de los casos. Desde ya es notable el nivel de consumo presente en la GTX 750 Ti, del que esperamos se pueda complementar con un aceptable rendimiento gráfico en las siguientes pruebas.

Temperaturas

Siguiendo el proceso anterior aprovechamos de registrar las temperaturas del GPU en cada una de las situaciones descritas en el párrafo de arriba, quedando finalmente como sigue a continuación:

A pesar de un reducido nivel de consumo, las temperaturas no acompañan de la mejor manera debido a un pobre ventilador integrado a la muestra referencial de la GTX 750 Ti. De todas formas, lo que estamos viendo es sólo un modelo de “referencia” por lo que no sería raro ver una mayor incursión en sistemas de refrigeración más avanzados y trabajados por parte de terceros.

Pruebas sintéticas: 3DMark y Unigine

El concepto de pruebas sintéticas se refiere a programas de uso demostrativo, con el fin de sólo entregar un puntaje en base a una escena pre-renderizada. Nada dentro del ciclo de pruebas es espontáneo, de hecho, cada movimiento, escena y toma viene predefinida. Muchos discuten sobre la veracidad de estos programas, pero actualmente son tan utilizados que se pueden tomar como referencia para comparar plataformas, sean del mismo tipo o con diferentes componentes. En nuestro caso usamos distintas pruebas sintéticas, o benchmarks, que abarcan variados rangos de exigencia y carga para la pieza en cuestión. Así, los programas que se han logrado ganar un puesto en nuestra batería son los 3DMark de Futuremark, junto a los dos mayores exponentes de la desarrolladora Unigine, Heaven y Valley. Todos cuentan con características distintas, aunque lo que los une es su gusto por hacer sufrir cuanta tarjeta gráfica se ponga por delante.

3DMark Vantage

3DMark 11

3DMark (año 2013)

Unigine Heaven – HWbot Edition

Unigine Valley

El más reciente exponente de Unigine es el nuevo “Valley”, un hermoso paraje montañoso con unas tomas únicas de bosques y valles, con iluminación dinámica, cambios en el clima y teselación de alto nivel. Una maravilla para deleitar la vista y hacer sufrir VGA’s.

Benchmarks en Juegos

Dejamos atrás los fríos números de las pruebas sintéticas para buscar más acción y suspenso con la llegada de las pruebas reales. Nos referimos a ellas como pruebas reales ya que son juegos conocidos, que cualquier usuario como tú o yo podemos ejecutar en nuestros hogares. El 100% de las veces estas pruebas hacen uso de motores de juegos comerciales, y en algunos de estos casos, estas pruebas son con tintes variables, ya que a pesar de que los caminos están predefinidos, los movimientos, acciones y reacciones del resto son completamente distintas de una u otra corrida.

Resident Evil 6 Benchmark tool

Stalker: Call of Prypyat

Metro 2033 – DX10

Benchmarks en Juegos DX11

Siguiendo con los títulos que podemos palpar y tocar, es el turno de los exigente juegos con soporte DirectX 11, hechos solo para aquellas tarjetas de lo más top en el mercado, y que no tienen piedad al momento de estrujar hasta el último ápice de potencia gráfica.

Alien vs Predator

Lost Planet 2

Metro 2033 DX11

Resultados en Juegos Reales DX11

Durante estos últimos meses han hecho aparición una nueva camada de títulos de alta exigencia y renombre entre los jugadores, así que no podíamos perder la oportunidad de sumar estos nuevos juegos a nuestra batería de pruebas bajo condiciones reales. Bienvenido sean: Crysis 3 y su espectacular apartado gráfico al máximo de detalles, los bellos y peligrosos parajes de FarCry 3, la joven presencia de la indefensa Lara Croft en el nuevo Tomb Raider y finalmente agregamos a nuestro vengador-depresivo a sueldo favorito, Max Payne 3.

Tomb Raider (2013)

Más que entregar créditos para la tarjeta, nuestras reverencias van hacia la optimización de drivers que finalmente logró la gente de NVIDIA. Con esto, es posible lograr un sólido número de FPS en el inestable benchmark de Tomb Raider. Este mismo comportamiento lo podrán ver con el próximo modelo a revisar de ASUS.

FarCry 3

Crysis 3

Max Payne 3

Battlefield 3 en la NVIDIA GTX 750 Ti

Lo último que se presenta en la batería de pruebas es el entretenido Battlefield 3, juego popular y masivamente jugado por excelencia. El nuevo Battlefield 3 se potencia con el motor de gráficas y físicas Frostbite 2, el que agrega nuevas y potentes características técnicas como las características de movimiento corporal o el mismo sistema de iluminación Radiosity, que dotan al juego de un realismo único en su tipo. Para estas pruebas, correremos la segunda misión en el avance del juego, donde sufrimos una emboscada mientras uno de nuestros compañeros es atacado gravemente. Acción, balas por montones y explosiones al puro estilo Battlefield 3. El siguiente video corresponde exactamente al mismo timedemo que usamos para calcular los cuadros por segundo:

Metro: Last Light

Metro Last Light aparece como la secuela natural de Metro 2033, la afamada saga donde encarnamos las labores de Artyom, sobreviviente de un mundo post apocalíptico atacado por la radiación y una infinidad de mutantes. En nuestra historia nos centraremos en la búsqueda del último “Oscuro”, una especie de mutante con poderes sobre naturales, al cual estamos ligados extrasensorialmente. Una historia única, pero por sobre todo escalofriante! Imperdible, además, por un excelente apartado técnico que hará sufrir hasta la más potente tarjeta gráfica que tengamos a disposición.

Eficiencia: Rendimiento vs consumo energético

Parte importante en la elección de una tarjeta gráfica adecuada y más aún con este competitivo rango de precios, es su nivel de rendimiento por cada unidad de watt que consuma. Con esto podemos definir una relación de eficiencia energética, que va de la mano con el ahorro y, como algunos la conocen, la compra ecológica o amiga del medio ambiente. Para definir este valor separaremos los resultados que claramente no pueden estar definidos en un mismo rango, como los FPS y un simple puntaje. En otras palabras, como todos los juegos que probamos nos entregan su resultado expresado en frames por segundo – FPS -, que mientras más alto es mejor, y los benchmarks nos entregan sus resultados en puntos, separaremos en dos grupos de valores cada expresión. Para determinar este valor, relación, expresión o como quieran llamarle, promediaremos cada grupo de resultados para luego dividirlo por el consumo en watts. Con esto obtendremos, por así decirlo, la cantidad de cuadros por segundo o puntos, por cada watt que el sistema consume. Más claro, imposible.

Benchmarks

Juegos

Eficiencia: Rendimiento vs Precio de mercado

Parte de una buena inversión es adquirir una tarjeta que rinde por cada peso que estamos pagando. La siguiente tabla pretende hacernos una idea general de toda la gama de tarjetas gráficas que hemos probado.

Rendimiento vs Precio: Benchmarks

Precio actualizado 18-03-2014 en Newegg.com

Rendimiento vs Precio: Juegos

Precio actualizado 18-03-2014 en Newegg.com

Conclusiones

El gusto de revisar nuevas tecnologías o arquitecturas va más allá de lograr FPS más altos o puntajes récord en cada benchmark. Lo que nos queda luego de finalizado este review es que la perseverancia humana y el perfeccionamiento de nuestras creaciones vuelve a dar frutos en un producto que, lejos de ser lo más top o vistoso que hemos tenido en el sitio, logra capturar y alcanzar lo que desde hace años es tema de controversia en la carrera armamentística del hardware: mantener o mejorar el rendimiento junto a un destacado menor consumo.

No vamos a negar que nos encanta ver tarjetas monstruosas y hardware de lo más high-end, aunque en el fondo de nuestro ser, nuestro placer culpable es encontrarnos con las piezas que sabemos llegarán al usuario común y mortal, al que lee constantemente buscando la mejor opción que puedan adquirir bajo su presupuesto. Si ponemos en la balanza todo lo visto hasta ahora, tenemos una excelente tarjeta gráfica que vuelve a nutrir el rutinario mercado con un rendimiento que, a pesar de no ser el más alto, deslumbra una eficiencia nunca antes vista hasta ahora.

Eso es todo, no hay otra tarjeta que entregue un rendimiento tal con este diminuto consumo, el que apenas llega a usar todo el caudal energético entregado por el puerto PCI-Express 16x. Probar más sabores queda a disposición de terceros fabricantes, los que podrán agregar nuevas soluciones de disipación e incluso sumar un conector de poder para dar mayor flexibilidad y posibilidad de overclock a la GTX 750 Ti.

En resumen, la GTX 750 Ti está hecha para usuarios que quieren dar el salto a las tarjetas gráficas dedicadas, a quienes deseen armar un equipo gamer de centro de sala o incluso para quienes buscan la mejor relación de rendimiento y consumo para ahorrar unos pesos extra en la cuenta de electricidad a fin de mes. La GTX 750 Ti presenta un nuevo estándar de fabricación y optimización que deberá -de manera imperativa- implementarse en las nuevas series de la misma empresa y la competencia. Es hora de que de una vez por todas se instale un sistema de conciencia energética que, antes de lograr los más altos números y FPS, gane respeto en la comunidad mundial por un logrado consumo energético.

Como equipo de Ozeros no nos queda más otorgar el premio al Producto Recomendado y Elección del Editor a la NVIDIA GeForce GTX 750 Ti, ¡muy merecido que lo tiene!

Y antes de cerrar esta revisión, no olvides seguirnos en las redes sociales de Facebook y Twitter, en donde los mantendremos al día de los hechos noticiosos y podrán saber detalles exclusivos de la llegada de nuevas piezas de reviews, récords de overclock, tips, resolución de dudas, etc.