Análisis de la GeForce GTX 1080

Larga vida a la nueva reina.

El subtítulo de este artículo lo dice todo. Consumiendo apenas 180W y usando solo un conector PCI Express de alimentación de 8 pines, la GeForce GTX 1080p ofrece entre incremento de entre el 25% y el 30% en rendimiento general respecto a la Titan X, junto con una reducción del 28% en el TDP. Es, con diferencia, la tarjeta gráfica más rápida del mercado, y nuestras pruebas básicamente vienen a demostrar la validez de las afirmaciones de Nvidia cuando decían que su nueva GPU ofrecía "niveles irresponsables de rendimiento".

La GTX 1080 logra este increíble resultado gracias a una combinación de factores: los ingenieros de Nvidia han optimizado de forma ejemplar, permitiendo que las velocidades de reloj sean un 30% más rápidas que en la serie 900. A esto se debe sumar la reducción en el proceso de fabricación a 16nm FinFET, con lo cual la misma pieza de silicio alberga dos veces la densidad de transistores en comparación con la tecnología de 28nm utilizada en las GPUs de 2011 en adelante.

También hay una serie de nuevas mejoras en el hardware. A nivel de medios, al ya de por si excelente soporte de codecs 4K y de nueva generación de Nvidia se añade compatibilidad con decodificación HEVC 12-bit/10-bit y codificación 10-bit, más nuevos protocolos de seguridad para streaming. Además se ha actualizado el motor Polymorph a la versión 4.0, la cual introduce la nueva funcionalidad de multiproyección simultánea.

Con corrección de perspectiva en configuraciones multimonitor surround, está tecnología también ofrece renderizado 3D stereo sin coste, lo cual permitirá grandes mejoras de rendimiento en aplicaciones VR. Hasta dieciséis proyecciones se pueden realizar en paralelo, con lo cual el potencial es enorme. Por ejemplo, un juego VR podría usar una proyección adicional para una pantalla 2D que se emita en streaming. O varias multiproyecciones a diferentes resoluciones se podrían unir en un único feed, lo cual ofrecería notables mejoras de rendimiento.

En cuanto a arquitectura, hay avances clave respecto a Maxwell, especialmente en términos de computación asíncrona, y una vez más la compañía ha configurado la matriz de núcleos CUDA de forma que se incremente la eficiencia. La velocidad es, sin embargo, lo que más impresiona en la arquitectura Pascal: los procesadores Maxwell overclockeados podían alcanzar los 1400-1500MHz antes de perder estabilidad. Con la GTX 1080 vemos boost hasta 1866MHz y con overclock puede superar los 2.1GHz.

Una GPU más rápida suele requerir un mayor ancho de banda, y con HBM limitada a 4GB y HBM2 fuera de la ecuación para un lanzamiento a día de hoy Nvidia ha optado por la nueva GDDR5X de 10gbps de Micron, una mejora considerable respecto a los 7gbps que ofrecían los módulos GDDR5 de la GTX 980. Es la guinda del pastel para un fantástico diseño de hardware en el que, como cabía esperar, no hay muchos cambios a nivel de chasis.

La GTX 1080 Founder's Edition que analizamos viene a ser el diseño de referencia, aunque Nvidia ya no utiliza este término y cobra cien dólares adicionales por una solución térmica impresionante. La compañía asegura que quiere que esta edición este disponible a lo largo de todo el ciclo de vida de la tarjeta y que vendió los anteriores modelos de referencia a pérdida, hasta que los partners empezaron a sacar sus tarjetas. El tema del precio es problemático, porque es una tarjeta de referencia en todos los sentidos, pero el rendimiento es bueno y apenas alcanza los 33dBa bajo carga con temperaturas por debajo de los 70 grados centígrados.

A nivel cosmético presenta una nueva cubierta de aluminio, pero la configuración de los puertos es la misma con dos DVIs, tres DisplayPort y un HDMI 2.0. También regresa la placa posterior protectora, y la parte extraíble aumenta su tamaño para ayudar a mantener la temperatura a raya cuando dos tarjetas se montan en SLI.

¿Puede la Founder's Edition justificar su precio? Lo cierto es que las tarjetas de referencia de Nvidia siempre han tenido una calidad altísima, y la configuración con blower es óptima para PCs pequeños y configuraciones en SLI. Las temperaturas son más altas que en las tarjetas third party, pero el calor se extraer por la parte posterior en vez de disiparse por el chasis del ordenador y según Nvidia esta solución es una de las más finas del mercado. Sin embargo, añadir cien dólares más por un diseño que antes no costaba más es difícil de entender, en especial si consideras que esta edición especial no tiene realmente nada de especial; es el mismo chip GP104-400 que tendrán todas las tarjetas y no viene con overclock de fábrica. Es una tarjeta de referencia, sin más. Las habrá más baratas, así que si pensáis comprar una quizás sea mejor esperar un poco y ver qué ofrecen los diferentes fabricantes por un precio más ajustado.

En cualquier caso, el éxito de la GTX 1080 dependerá de su rendimiento. Para realizar este análisis decidimos que era hora de actualizar nuestro equipo y los benchmarks. El viejo Core i7 4790K deja paso al nuevo Core i7 6700K, con 16GB de memoria Corsair Vengeance LPX DDR4 a 3000MHz montada en una placa MSI Z170A Gaming M7. Todos los juegos se instalaron en un SSD Trion 150 de la marca OCZ.

Respecto a los juegos, hemos escogido una selección diseñada para poner en los mayores aprietos posibles al sujeto de pruebas. Este año hemos visto como la Radeon R9 390 ha logrado superar a la GTX 970 con títulos Far Cry Primal o Hitman. Ashes of Singularity también supone un buen reto para el hardware de Nvidia, con lo cual también está aquí. Y títulos que resultan problemáticos con AMD entran en juego, incluyendo el espectacular Project Cars y el polémico Assassin's Creed Unity.

También tenemos en cuenta en nuestras pruebas la transición de DirectX 11 a DirectX 12, con lo cual probamos tres títulos con las dos APIs: Ashes of Singularity, Rise of the Tomb Raider y Hitman. ¿Tiene AMD una ventaja real con DirectX 12? De ser así ¿puede realmente poner en apuros la vieja Fury X a la nueva GTX 1080? Lo averiguaremos más abajo. Finalmente, un par de apuntes: para que la comparación sea lo más igualada posible, hemos desactivado tecnologías específicas de Nvidia, como HairWorks en The Witcher 3, y también queremos valorar más la potencia de computación que no el ancho de banda, con lo cual no usamos MSAA. Dicho esto, empecemos con las pruebas.

1920x1080 (1080p) GTX 1080 Titan X GTX 980 GTX 780 Ti R9 Fury X R9 390X
Assassin's Creed Unity, Ultra High, FXAA 99.0 75.0 58.7 48.6 64.6 56.4
Ashes of the Singularity, Extreme, 0x MSAA, DX11 76.5 62.5 50.6 43.2 58.3 47.1
Ashes of the Singularity, Extreme, 0x MSAA, DX12 77.8 59.8 48.3 41.3 69.9 56.5
The Division, Ultra, SMAA 94.0 73.9 57.8 46.6 66.7 55.2
Far Cry Primal, Ultra, SMAA 109.3 81.8 63.3 56.1 75.1 68.3
Hitman, Ultra, SMAA, DX11 106.0 84.0 54.7 47.9 89.6 75.1
Rise of the Tomb Raider, Ultra, SMAA, DX11 134.7 101.9 81.4 67.2 78.7 70.5
The Witcher 3, Ultra, Post AA, No HairWorks 111.8 86.8 65.6 54.0 70.3 56.5
Project Cars, Ultra, SMAA 79.9 63.8 48.3 40.1 40.7 34.7

Con este hardware hemos decidido comparar tres generaciones de hardware tope de gama de Nvidia. La Titan X y la GTX 780 Ti representan las mejores versiones de los chips de las antiguas arquitecturas Maxwell y Kepler, mientras que la GTX 980 es la versión de anterior generación de la tarjeta que analizamos hoy, basada en un diseño de procesador más pequeño. Por parte de AMD tenemos la R9 Fury X, competencia directa de la Titan X, y la R9 390X, la respuesta de la compañía americana a la GTX 980.

La GTX 1080 ofrece un incremento del 29,6% en el frame-rate a lo largo de todas las pruebas respecto a la Titan X, y un 65% respecto a la GTX 980. Ese incremento se eleva hasta un 103% si la comparamos con la GTX 780 Ti, aunque aquí da la sensación de que el problema lo causan los 3GB de VRAM de la vieja tarjeta, especialmente con el Hitman de IO Interactive, el cual parece devorar memoria cuando está configurado al máximo.

Pero son las comparaciones con AMD las que resultan ser fascinantes. El hardware de Nvidia se escala bastante bien a lo largo de las diferentes generaciones incluso a bajas resoluciones. La R9 Fury X, sin embargo, solo empiezan a demostrar su capacidad real con altas resoluciones, y su rendimiento se ve limitado a 1080p. Las mejoras respecto a la R9 390X son bastante limitadas, pero el resultado final es que la GTX 1080 es un 49,8% más rápida - un 45% sin sacamos de la ecuación a Project Cars, un juego que siempre ha funcionado bastante mal en tarjetas AMD. También es sorprendente lo atrás que se queda Rise of the Tomb Raider, ofreciendo pocas mejoras respecto a la R9 390X. La otra cara de la moneda es Hitman, donde la GTX 1080 es más rápida, pero solo un 18%.

Resumiendo, a 1080p la GTX 1080 es la reina absoluta. Hay quien dice que las GPUs de gama alta se infrautilizan a resolución Full HD. Ese es el caso con la Fury X y algo que también notamos con la Titan X con el driver de lanzamiento, pero a día de hoy los datos apuntan a que Nvidia ha realizado un buen trabajo de optimización y que la GTX 1080 es más que viable para paneles Full HD.

2560x1440 (1440p) GTX 1080 Titan X GTX 980 GTX 780 Ti R9 Fury X R9 390X
Assassin's Creed Unity, Ultra High, FXAA 64.0 48.8 38.1 29.9 41.4 38.4
Ashes of the Singularity, Extreme, 0x MSAA, DX11 68.6 53.7 44.6 38.5 54.0 44.1
The Division, Ultra, SMAA 68.4 54.2 41.4 33.2 51.0 42.4
Far Cry Primal, Ultra, SMAA 77.0 57.1 45.3 38.8 57.6 50.9
Hitman, Ultra, SMAA, DX11 82.2 61.1 45.6 34.6 70.0 58.2
Rise of the Tomb Raider, Ultra, SMAA, DX11 88.7 69.3 54.8 44.9 58.2 49.7
The Witcher 3, Ultra, Post AA, No HairWorks 79.2 62.1 46.6 39.6 54.7 43.6
Project Cars, Ultra, SMAA 66.7 47.2 39.5 30.8 32.1 27.2

La Titan X y la GTX 980 se encontraban especialmente cómodas a 1440p, con un equilibrio perfecto entre resolución, calidad y rendimiento. La nueva GTX 1080 mantiene aquí un diferencia de rendimiento muy similar con respecto a sus predecesoras, con un incremento en el frame-rate del 29,5% respecto a la Titan X y un 68,8% con la GTX 980. En los frame-rates más bajos el incremento es muy similar, con lo cual en una pantalla tradicional de 60Hz la nueva tarjeta ofrece un rendimiento más estable con la configuración de detalle más alta.

Algunas ganancias son impresionantes bajo DX11. Hitman y Far Cry Primal, por ejemplo, son un 35% más rápidos que con la Titan X. Incluso con los juegos que tienen un incremento menor -Ashes of Singularity y The Witcher 3- son un 27% más rápidos. Estos porcentajes crecen un poco más en el caso de la GTX 980 Ti.

Como cabía esperar, la Fury X empieza a mostrar las garras con resoluciones más altas. La ventaja del 45% (49,8% contando con Project Cars) cae a un 42,5% incluyendo el juego de carreras de Slightly Mad Studios, o un 35,9% sin él (nota: estas medias incluyen las pruebas DX12). Hitman es solo un 17% más rápido en la GTX 1080, lo cual sugiere que algunos juegos se benefician bastante de la arquitectura de AMD y compensan el diferencial con respecto al nuevo hardware de Nvidia.

Pero el resultado final es claro: la GTX 1080 es también la reina a 1440p. Añadir un 77% más de resolución en comparación con Full HD solo supone una rebaja del 26% en el frame-rate, una concesión bastante asequible ya que pensamos que esta resolución, junto con su variante ultrawide de 3840x1440, posee el equilibrio perfecto entre densidad de pixeles y rendimiento.

3840x2160 (4K) GTX 1080 Titan X GTX 980 GTX 780 Ti R9 Fury X R9 390X
Assassin's Creed Unity, Ultra High, FXAA 32.5 25.6 18.3 13.9 22.6 20.2
Ashes of the Singularity, Extreme, 0x MSAA, DX11 53.7 42.1 34.2 29.5 43.6 35.4
The Division, Ultra, SMAA 37.3 30.7 23.6 17.8 31.1 25.2
Far Cry Primal, Ultra, SMAA 42.4 33.5 25.1 21.2 34.5 29.7
Hitman, Ultra, SMAA, DX11 47.7 35.4 26.7 20.6 43.1 36.3
Rise of the Tomb Raider, Ultra, SMAA, DX11 48.0 37.5 28.6 23.5 32.7 27.4
The Witcher 3, Ultra, Post AA, No HairWorks 43.7 34.0 25.6 25.0 32.8 25.9
Project Cars, Ultra, SMAA 38.5 29.8 22.5 18.5 20.9 17.8

Pasando a resolución 4K las cosas empiezan a ponerse serias. Utilizamos la misma configuración que en resoluciones más bajas, con lo cual tenemos un reto doble para el hardware: no solo se multiplica por cuatro la resolución comparada con 1080p, sino que los requisitos de VRAM se elevan muchísimo en determinados títulos.

Aquí los datos de la GTX 1080 son impresionantes. En general vemos un incremento del 28,8% en el rendimiento respecto a la Titan X, subiendo al 69,7% respecto a la GTX 980. Sin embargo, lo importante es que aquí vemos unos resultados espectaculares a 4K con la GTX 1080, incluso con el detalle al máximo. Habría que hacer pruebas con una configuración de detalle más equilibrada, pero aquí ya vemos suficientes pruebas que apuntan a que la GTX 1080 puede ser la primera tarjeta con una solo GPU capaz de ofrecer 4K con calidad decente en juegos muy exigentes. De los títulos probados, solo Assassin's Creed Unity, The Division y Project Cars tienen frame-rates inferiores a 30FPS, una señal muy prometedora.

La comparación con la Fury X es quizás la más fascinante. Project Cars sigue fuera de la ecuación y Rise of the Tomb Raider sigue siendo muy lento, pero tres títulos sobresalen al ofrecer un rendimiento relativamente fuerte. Hitman en DX11 es solo un 10% más rápido en la GTX 1080, The Division un 20% y Far Cry Primal solo ofrece una mejora del 22,3% al usar la última tecnología de Nvidia. Veréis, además, que con esta suite más moderna para hacer benchmarks de GPUs la Fury X consigue ganar en varias ocasiones a la Titan X, específicamente con Ashes of Singularity, The Division, Far Cry Primal y Hitman.

El rendimiento a 4K de la GTX 1080 es bueno. Cuadruplicar la cantidad de pixeles respecto a 1080p solo supone una caída del 56,6% en el rendimiento. Pero el dato interesante es que, haciendo la media de todos los frame-rates, la GTX 1080 funcionando a 4K es solo un 18% más lenta que una GTX 780 Ti moviendo lo mismo pero a 1080p. Es algo impresionante, pero veamos ahora qué tal se defiende la GTX 1080 con los últimos juegos que usan DirectX 12.

DirectX 12 1080p GTX 1080 Titan X GTX 980 GTX 780 Ti R9 Fury X R9 390X
Ashes of the Singularity, Extreme, 0x MSAA 77.8 59.8 48.3 41.3 69.9 56.5
Hitman, Ultra, SMAA 108.0 79.3 61.9 44.9 89.3 79.8
Rise of the Tomb Raider, Ultra, SMAA 130.5 100.1 80.4 66.1 65.6 64.7
DirectX 12 2560x1440 (1440p) GTX 1080 Titan X GTX 980 GTX 780 Ti R9 Fury X R9 390X
Ashes of the Singularity, Extreme, 0x MSAA, 1440p 68.9 51.6 41.7 36.0 63.4 51.8
Hitman, Ultra, SMAA, 1440p 81.6 59.0 45.9 33.8 70.9 62.1
Rise of the Tomb Raider, Ultra, SMAA, 1440p 86.8 67.4 52.8 43.4 50.6 47.5
DirectX 12: 3840x2160 (4K) GTX 1080 Titan X GTX 980 GTX 780 Ti R9 Fury X R9 390X
Ashes of the Singularity, Extreme, 0x MSAA, 4K 53.3 40.9 32.4 26.7 49.0 40.2
Hitman, Ultra, SMAA, 4K 47.0 34.5 26.1 Crash 44.2 37.1
Rise of the Tomb Raider, Ultra, SMAA, DX12 45.8 35.9 27.5 22.9 29.6 25.3

Las pruebas con DX12 han sido complicadas por varias razones. Preferimos usar FCAT para las pruebas de rendimiento, debido a que nada supera las métricas basadas en el análisis de los frames que realmente se envían a la pantalla. Hasta hace poco FCAT no era posible con DX12, pero eso cambia gracias al nuevo software de Nvidia. En segundo lugar la mayoría de títulos DX12 se publicaban en la Windows Store, donde las limitaciones inherentes a UWP impedían hacer un benchmarking fiable.

Eso ha cambiado ahora y seguramente podremos revisitarlo en el futuro, pero de momento tenemos tres títulos DX12 para hacer la comparativa, y los resultados son intrigantes. Por ejemplo, Hitman funciona bien con AMD bajo DX11, un 10% por debajo con la Fury X respecto a la GTX 1080. Con DX12 la mejora de rendimiento es mínima en términos prácticos, pero los porcentajes se acercan un poco más, con la Fury X ofreciendo el 94% del rendimiento de la GTX 1080. A menor resolución, sin embargo, el incremento con la tarjeta de Nvidia aumenta significativamente.

Ashes of Singularity ofrece unos resultados interesantes. A 1440p y 4K la Fury X tiene un rendimiento del 92% respecto a la GTX 1080, cayendo al 90% a 1080p. Sin embargo la idea de que AMD vence con DirectX 12 desaparece: Rise of the Tomb Raider sigue siendo mucho más rápido con el hardware de Nvidia y, de hecho, con nuestro equipo Core 7 GPUs de todos los vendedores muestran una regresión de rendimiento comparado con DirectX 11.

Queremos hacer más pruebas con DX12 ahora que tenemos las herramientas para ello cuando más títulos de la Windows Store se actualicen para funcionar sin bloqueo de frame-rate, pero por ahora no tenemos suficientes datos para dar una valoración completa. Lo que sí está claro es que las credenciales con DX12 de la GTX 1080 mejoran respecto a Maxwell, aunque no de forma dramática. Veréis que la regresión en el frame-rate que vimos en anteriores tarjetas de Nvidia con Ashes of Singularity ha desaparecido, pero no hay mejoras reales en el rendimiento acordes a ello.

crysis
GTX 1080 Titan X GTX 980 GTX 780 Ti R9 Fury X R9 390X
Consumo máximo del sistema 303W 361W 296W 337W 385W 453W

Finalmente veamos el consumo energético y unas primeras impresiones sobre el overclocking. Veréis en la tabla que la GTX 1080 solo tiene como rival a la GTX 980 en términos de eficiencia, la cual hemos comprobado con una escena de Crysis 3 que sube el consumo de energía a niveles escandalosamente altos. El paso a 16nm FinFET no solo ofrece grandes mejoras de rendimiento, sino que también reduce significativamente el consumo.

Todo esto sugiere un enorme potencial para overclocking, algo que promete Nvidia pero que desgraciadamente no hemos podido probar a fondo. La nueva arquitectura Pascal tiene nuevas opciones de overclocking, las cuales requieren un nuevo software que llegó hace apenas un par de días y que no funcionaba del todo bien. Lo que sí os podemos decir es que GPU Boost 3.0 ofrece a los usuarios la posibilidad de variar más cosas aparte de la velocidad de reloj del núcleo y la memoria, ya que este software es capaz de escanear el voltaje y ajustar el incremento de reloj en cada paso. La build pre-release de la herramienta PrecisionX de EVGA utilizar Furmark para encontrar las frecuencias de reloj óptimas, y luego puedes ajustar el overclock a partir de ahí. Haremos más pruebas cuando este software se cuelgue menos.

La build disponible, sin embargo, sí funciona para el overclocking de offset de frecuencia. Con él podemos pasar de los 2GHz, aunque la tarjeta se calentaba muchísimo más, pasando de 65 grados a cerca de 85 y requiriendo velocidades más agresivas en los ventiladores para reducir el calor. Será interesante ver hasta qué nivel se puede overclockear la GTX 1080, ya que el boost alcanza los 1866MHz, lo cual ya es muy rápido. Puede darse el caso de que los enormes porcentajes en el incremento de rendimiento que vimos con Maxwell sean menores con Pascal, asumiendo que el tope esté en 2.1GHz. Ahora mismo es difícil decirlo, pero sí sabemos que la memoria GDDR5X rinde de fábula y no hemos tenido problemas en subirlos a 11gbps de los 10gbps de fábrica.

El veredicto de Digital Foundry

La primera GPU basada en FinFET es un éxito absoluto. La Titan X de anterior generación tenía un tamaño de 601mm2 y ofrecía 6.2TFLOPs de potencia, mientras que el procesador GP104 de la GTX 1080 tiene casi la mitad del tamaño y ofrece un 30% más de rendimiento y un consumo un 16% más bajo al tope de carga, según nuestras pruebas. Lo más impresionante es que el incremento de rendimiento se escala en todas las resolución, bajando tan solo un poco a 4K, donde el ancho de banda de la memoria puede ser el factor que lo limita.

Desde nuestro punto de vista la Titan X y la GTX 980 Ti siguen siendo tarjetas gráficas monstruosamente rápidas para jugar. Son las que hemos utilizado hasta ahora cuando necesitábamos toda la potencia posible. Si la GTX 1070 tiene el precio adecuado y ofrece un rendimiento similar, puede que estemos ante algo muy grande. Pero la realidad es que la GTX 1080 no es un poco más rápida, es mucho más rápida. Suponiendo que la tecnología de multiproyección simultánea se integre en los futuros juegos para VR, el incremento de rendimiento puede cumplir igualar a las dos Titan X que prometía Nvidia durante la presentación.

Quedan algunas preguntas en el aire, como las posibilidades finales de overclock o cómo mejorará el rendimiento la tecnología GPU Boost 3.0, pero la conclusión es que incluso a frecuencias stock Nvidia ofrece unos resultados excepcionales. La GTX 1070 puede poner ser la tarjeta que realmente ponga patas arriba el mercado, como ya lo hizo anteriormente la GTX 970, pero la nueva tope de gama de Nvidia es, sin duda, la mejor tarjeta gráfica que puedes comprar ahora mismo.

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Acerca del autor

Josep Maria Sempere

Josep Maria Sempere

Subdirector  |  kr3at0r

Josep Maria es subdirector y fundador de Eurogamer España y el máximo responsable del día a día de su línea editorial y de contenidos. Ama el punk-rock, el cine palomitero de Hollywood, los simuladores de submarinos, la sci-fi, los cacharros de Apple y la década de los 80. Puedes leerlo también en BFG9000, en su Twitter (@kr3at0r) o escucharlo en el podcast Ocho sobre Diez.

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