СОДЕРЖАНИЕ
- Часть 1 — Теория и архитектура
- Часть 2 — Практическое знакомство
- Особенности видеокарт
- Конфигурация стенда, список тестовых инструментов
- Результаты синтетических тестов
- Результаты игровых тестов (производительность)
Как говорится, король никогда не приходит один, его сопровождает не только свита (маркетологи, пиар и прочие служители промоушенов), но и ближайшие родственники. Точно так же все последние годы вслед за топовым ускорителем (класса Hi-End) выходит меньший собрат, имеющий точно такую же архитектуру, однако обладающий несколько урезанными блоками, а также уменьшенными частотами работы, что дает ему возможность занять более низкую ступень, однако и по цене такие «собратья» оказываются всегда сильно дешевле.
Не так давно мы лицезрели новинку компании Nvidia — Geforce GTX 580, и вот уже на прилавки скоро попадет более дешевый вариант на базе той же архитектуры — Geforce GTX 570. Как обычно, Алексей Берилло сначала расскажет в деталях об особенностях данного продукта, а в следующей части мы познакомим читателей непосредственно с самой картой, а также первыми тестами.
Часть 1: Теория и архитектура
Было совершенно очевидно, что после выхода на рынок нового топового решения Geforce GTX 580, через некоторое время компания Nvidia выпустит и менее производительную модель со сниженной ценой на основе этого же графического процессора. И выпуск переработанного GPU на основе улучшенной архитектуры Fermi, получившего наименование GF110 (больше похожего на GF100B), позволил Nvidia повысить скоростные характеристики для всей топовой линейки GTX 500.
Вероятно, это уже второй упреждающий удар перед выходом конкурентов от компании AMD для моделей серии GTX 500. Ожидается, что в декабре AMD выпустит мощный топовый GPU, который будет противопоставлен быстрейшим одночиповым решениям Nvidia. Теперь им придётся конкурировать уже не только с GTX 580, но и с объявленным сегодня новым решением компании под именем Geforce GTX 570.
Если Geforce GTX 580 — это быстрейшее DX11-решение компании, то GTX 570 — это модель, стоящая на ступеньку ниже, замена для GTX 480, обладающая примерно той же производительностью, но более эффективная и обладающая меньшим энергопотреблением, а также и лучшей системой охлаждения.
GTX 570 отличается от GTX 480 и GTX 580 количеством активных исполнительных блоков, таких как потоковые процессоры, блоки тесселяции и текстурные модули, а также шириной шины видеопамяти и тактовыми частотами GPU и памяти.
Улучшение потребительских характеристик GF110 и основанной на нём новой модели видеокарты связано с тем, что производство по 40-нанометровому техпроцессу у TSMC уже довольно хорошо отлажено, и проблем с выходом годных чипов на высоких частотах стало заметно меньше. Но ещё больше помогла полная переработка нового GPU с целью оптимизации энергопотребления и работы на высоких частотах.
Теоретическая часть сегодняшнего обзора будет короткой — ведь применённый в Geforce GTX 570 новый GPU вместе со всеми архитектурными изменениями уже был подробно описан нами в предыдущей статье. Да и в целом это почти тот же давно известный GF100 с мелкими улучшениями, детали о котором мы знаем уже целый год. Поэтому перед прочтением этого материала будет полезно ознакомиться с другими статьями на нашем сайте, если это не было сделано раньше:
- [09.11.10] Nvidia Geforce GTX 580: новый король 3D-графики на закате 2010 года
- [12.07.10] Nvidia Geforce GTX 460: распространение новой архитектуры GF1xx на средний ценовой диапазон
- [27.03.10] Nvidia Geforce GTX 480: архитектура нового графического процессора изнутри
- [19.01.10] Новая графическая архитектура Nvidia GF100
Считаем, что с современной архитектурой видеочипов Nvidia все читатели уже знакомы, и переходим к рассмотрению подробных характеристик новой модели видеокарты Geforce GTX 570, основанной на GF110 — новом графическом процессоре этой компании.
Графический ускоритель серии Geforce GTX 570
- Кодовое имя чипа GF110;
- Технология производства 40 нм;
- Более 3 миллиардов транзисторов (несколько больше, чем у GF100);
- Унифицированная архитектура с массивом процессоров для потоковой обработки различных видов данных: вершин, пикселей и др.;
- Аппаратная поддержка DirectX 11 API, в том числе шейдерной модели Shader Model 5.0, геометрических (geometry) и вычислительных (compute) шейдеров, а также тесселяции;
- 384(320 у GTX 570)-битная шина памяти, шесть(пять) независимых контроллеров шириной по 64 бита каждый, с поддержкой памяти GDDR5;
- Частота ядра от 732 (GTX 570) до 772 (GTX 580) МГц;
- Удвоенная частота ALU от 1464 до 1544 МГц;
- 16 (15 активных в GTX 570) потоковых мультипроцессоров, включающих 512 (480) скалярных ALU для расчётов с плавающей точкой (поддержка вычислений в целочисленном формате, с плавающей запятой, с FP32- и FP64-точностью в рамках стандарта IEEE 754-2008);
- 64 (60) блока текстурной адресации и фильтрации с поддержкой FP16- и FP32-компонент в текстурах и поддержкой трилинейной и анизотропной фильтрации для всех текстурных форматов;
- 6 (5) широких блоков ROP на 48 (40) пикселей, с поддержкой режимов антиалиасинга до 32 выборок на пиксель, в том числе при FP16- или FP32-формате буфера кадра. Каждый блок состоит из массива конфигурируемых ALU и отвечает за генерацию и сравнение Z, MSAA, блендинг;
- Запись результатов до восьми буферов кадра одновременно (MRT);
- Интегрированная поддержка RAMDAC, двух портов Dual Link DVI, а также HDMI и DisplayPort.
Спецификации референсной видеокарты Geforce GTX 570
- Частота ядра 732 МГц;
- Частота универсальных процессоров 1464 МГц;
- Количество универсальных процессоров 480;
- Количество текстурных блоков — 60, блоков блендинга — 40;
- Эффективная частота памяти 3800 (950×4) МГц;
- Тип памяти GDDR5, 320-битная шина памяти;
- Объем памяти 1280 МБ;
- Пропускная способность памяти 152 ГБ/с;
- Теоретическая максимальная скорость закраски 29,3 гигапикселей в секунду;
- Теоретическая скорость выборки текстур 43,9 гигатекселей в секунду;
- Два разъема Dual Link DVI-I, один Mini HDMI, поддерживается вывод в разрешениях до 2560×1600;
- Двойной SLI-разъем;
- Шина PCI Express 2.0;
- Поддержка HDCP, HDMI, DisplayPort;
- Энергопотребление до 219 Вт (два 6-штырьковых разъёма);
- Двухслотовое исполнение;
- Рекомендованная цена для России — 14999 руб.
Думаем, что новая видеокарта Geforce GTX 570, созданная на основе чипа GF110, со временем заменит модель GTX 480 на рынке. Принцип наименования видеокарт Nvidia остался тем же, если не считать странное решение дать этой слегка обновленной серии цифру нового поколения — GTX 570. Но это решение маркетологов — им всегда виднее, и спорить мы не будем.
Это уже вторая модель на основе чипа GF110, которая стоит на ступеньку ниже старшей Geforce GTX 580. И вполне вероятно, что она будет принята рынком тепло, так как обладает явно очень хорошим соотношением цены и производительности (а большей мощи и не нужно во времена засилья мультиплатформенных игр). Рекомендованная цена у новой модели видеокарты вполне логична, хотя и несколько завышена для нашего рынка, как обычно.
В отличие от GTX 580, новая модель этой серии имеет 320-битную шину памяти с одним отключенным 64-битным контроллером и соответствующий объём видеопамяти, равный 1280 МБ, как и у её предшественницы GTX 470. Вероятно, в будущем какие-то из партнёров Nvidia выпустят и варианты с 2,5 ГБ в спецификациях, чтобы получить дополнительное преимущество. В основном маркетинговое, так как 1,25 ГБ будет недоставать лишь в редких очень тяжёлых режимах.
Архитектура графического процессора
Тут можно лишь повториться о том, что для увеличения энергоэффективности GF110 был полностью переработан. Каждый блок этого GPU был модифицирован так, чтобы снизить утечки и оптимизировать чип. В остальном, в GPU используются такие же потоковые мультипроцессоры (Streaming Multiprocessor) с тем же количеством вычислительных ядер (CUDA cores) в каждом, что и в GF100. Архитектурно новый чип использует ту же конфигурацию мультипроцессоров, что и GF100, состоит из кластеров графической обработки (Graphics Processing Clusters), каждый из которых содержит несколько потоковых мультипроцессоров (Streaming Multiprocessors), которые, в свою очередь, имеют в своём составе по несколько потоковых процессоров.
Хотя GF110 аппаратно содержит четыре кластера GPC, шестнадцать мультипроцессоров SM и шесть 64-битных контроллеров памяти, соединённых с кэш-памятью второго уровня и имеющих по восемь блоков ROP в каждом, и в целом имеет 512 потоковых процессоров, собранных в 16 мультипроцессоров по 32 штук в каждом, в чипе для модели GTX 570 их количество искусственно ограничено до 15 мультипроцессоров и 480 блоков ALU. Да и текстурных блоков соответственно не 64, а лишь 60.
Также отключён один из шести 64-битных контроллеров памяти и восемь соответствующих ему блоков ROP (они сблокированы с кэшем L2 и контроллером памяти). Поэтому GF110 в данном варианте имеет 640 КБ унифицированной кэш-памяти второго уровня и 40 блоков ROP, в отличие от 768 КБ и 48 блоков в полноценном чипе GF110, на котором основана GTX 580. Все неактивные в GTX 570 блоки выделены на диаграмме цветом.
Напомним, что в GF110 вырос вдвое теоретический темп по обработке FP16-текстур, часто используемых в современных 3D-играх для внеэкранных буферов. Ещё одно отличие нового GPU состоит в улучшенном алгоритме z-cull с новыми форматами тайлов, что также увеличивает производительность в некоторых случаях.
В остальном, отличия относятся к изменённому количеству активных исполнительных блоков и их тактовой частоте, как по сравнению с GTX 480, так и с GTX 580. Получилось так, что GTX 570 стала быстрее GTX 480 по математической и текстурной производительности на 5%, но уступает ей по пропускной способности и филлрейту около 15%.
Поэтому в среднем теоретическая производительность GTX 570 должна быть примерно равна этому показателю для GTX 480. Где важнее математика и текстурирование — там будет даже чуть быстрее, а в случае ограничения скорости филлрейтом — может немного отставать. Это неплохой результат, ведь совсем недавно GTX 480 была быстрейшей одночиповой видеокартой. Мы проверим наши предположения в практических разделах нашего материала, в синтетических и игровых тестах.
Повторимся, что одним из основных архитектурных преимуществ семейства Fermi, и нового решения Geforce GTX 570 в частности, является весьма высокая производительность тесселяции — одного из самых важных нововведений DirectX 11, наряду с DirectCompute и многопоточным рендерингом. Архитектура распараллеленной обработки геометрии, применяемая во всех современных решениях Nvidia, очень эффективна при тесселяции с высокими уровнями разбиения примитивов, когда треугольников становится очень много. В случае рассматриваемой модели GTX 570 примитивы обрабатываются одновременно 15-ю движками PolyMorph, в отличие от одного-двух (пусть и более мощных) блоков у конкурирующих чипов.
Поэтому Nvidia, естественно, хочет показать сильную сторону своей архитектуры и ратует за применение более агрессивной тесселяции в играх и бенчмарках. А компания AMD, соответственно, продолжает выступать за то, чтобы в играх использовалось разбиение примитивов не слишком высокого уровня, которое наблюдается в некоторых бенчмарках, таких как Unigine Heaven и HAWX 2. Посмотрим, чью сторону примут разработчики игр и будущих тестов производительности.
Мы уже рассказывали в материале о видеокарте Geforce GTX 580, Nvidia выпустила две специальные программы для демонстрации возможностей своих видеочипов: Endless City и Alien vs. Triangles. Как оказалось, с некоторыми модификациями они работают и на картах конкурента, но значительно медленнее. Что немудрено, так как в том же Endless City обрабатывается до 600 млн. треугольников в секунду.
К слову, мы невероятно удивлены тем, куда делись демки с красивыми женщинами и у Nvidia, и у AMD. Вместо приятных взору основного контингента пользователей игровых видеокарт стройных молоденьких девушек нам предлагается смотреть на невнятные фантастические конструкции и уродливых инопланетян. Понятно, что такие демки не пользуются особой популярностью. Верните виртуальных земных и водных красавиц! Вот вам наглядное сравнение: мы — за девушку Nalu (времён ещё Geforce 6800), а вы?
Надеемся, что редкие инопланетные посетители нашего сайта не обиделись на такое сравнение и читают дальше. Мы приглашаем их вместе с остальными порадоваться тому, что тесселяция уже применяется и в играх: DiRT 2, Civilization V, Metro 2033 и недавно вышедшая HAWX 2. В последней используется адаптивная тесселяция ландшафта со средним размером треугольника в 18 пикселей. Будет интересно сравнить сравнительную производительность уже вышедших видеокарт Nvidia и грядущего топа компании AMD в этой игре.
Другие изменения
Аналогично топовой модели, Geforce GTX 570 также отличается сниженным энергопотреблением и модифицированным кулером, работающим эффективнее предыдущих устройств, что приводит и к снижению шума. Система охлаждения GTX 570 также использует технологию испарительной камеры, известную по оригинальным системам охлаждения некоторых производителей.
Медная испарительная камера отбирает тепло у GPU, которое затем рассеивается при помощи большого двухслотового радиатора. В конструкции применяется вентилятор цилиндрического типа, он засасывает прохладный воздух изнутри корпуса и выбрасывает нагретый наружу. Заявлены и новые алгоритмы управления частотой вращения вентилятора, что также поможет снизить уровень шума.
Важно отметить, что в систему мониторинга питания и нагрева GTX 570 были внесены изменения, аналогичные тем, что мы уже описали в обзоре GTX 580. Если предыдущие модели видеокарт компании Nvidia проводили мониторинг исключительно температуры GPU, то теперь проводится наблюдение и за энергопотреблением видеокарты.
Теперь аппаратный мониторинг постоянно отслеживает силу тока и напряжение на 12-вольтных линиях питания: PCI-E и двух 6-штырьковых дополнительных разъемах. В свою очередь, драйвер опрашивает значения этих параметров и может снизить тактовую частоту GPU исключительно при выполнении двух условий: если уровень энергопотребления превышает максимально возможный и если обнаружены запущенные тесты стабильности, вроде Furmark и OCCT.
Повторимся, что ограничение работает исключительно при превышении возможностей линий питания и в случае запуска подобных Furmark приложений, но не в играх! Политика Nvidia такова, что они не рекомендуют использование подобных тестов, утверждая, что нагрузка на GPU при этом не соответствует той, что достигается в любом реальном приложении. С этим можно спорить, но игроки в Furmark если и существуют, то разве что из числа тех самых инопланетных товарищей, выбравших Alien’а в сравнении выше по тексту. А вот если проблемы с питанием вдруг появятся в играх и других обычных приложениях — тогда и бросим в Nvidia камень.
Подводя промежуточный итог, отметим, что Geforce GTX 570 видится нам удачной для рынка моделью. Будучи дешевле GTX 580, эта модель должна обеспечить очень хороший уровень производительности. Её теоретические характеристики на 20—30% превышают показатели предшествующей модели GTX 470, и по этим цифрам она скорее сравнима с GTX 480, потребляющей заметно больше энергии и обладающей более шумной системой охлаждения. Естественно, было бы желательно сравнить новую модель и с грядущими решениями AMD, но машины времени у нас пока что нет.
Итак, в первой части статьи мы познакомились с теоретическими особенностями нового решения — со второй моделью видеокарты на основе чипа GF110. Следующая часть статьи посвящена практической части исследования в синтетических тестах, в которой мы сравним производительность нового решения Geforce GTX 570 со скоростью предшествующих решений компании серии GTX 400, а также быстрейших на данный момент видеокарт компании AMD.
Nvidia Geforce GTX 570 — Часть 2: видеоплаты и синтетические тесты
