Игры с цифрами. Тестирование видеокарты нового поколения NVIDIA GeForce GTX 580
В начале ноября мы тестировали видеокарту Radeon HD 6870, представителя следующего поколения графических плат от AMD. Не прошло и месяца, как в редакции появилась еще одна новинка, на этот раз от NVIDIA. В продажу запустили GeForce GTX 580 — очередного лидера производительности.
Гром среди ясного неба
Вы спросите, как NVIDIA удалось всего за семь месяцев сделать новое поколение видеокарт? Ответим — никак. В апреле мы рассказывали о том, что GF100 , процессор, лежащий в основе GeForce GTX 480 , искусственно урезали. Кристалл потреблял слишком много энергии, и у него отключили один из 16 SM-блоков. Так вот в GTX 580 его вернули.
Строение нового камня, GF110 , аналогично строению предшественника. Есть четыре больших кластера под названием Graphics Processing Clusters. В каждом расположено по четыре SM-блока с набором из 32 CUDA-ядер, четырех текстурных блоков и одного движка тесселяции.
С дополнительным SM-блоком количество потоковых процессоров на GTX 580 возросло с 480 до 512 штук. Текстурных блоков стало 64 против 60 у GTX 480, и движков тесселяции, соответственно, на один больше — не 15, а 16 штук.
Помимо этого GTX 580 работает на более высоких частотах. Скорость процессора увеличилась с 700 до 772 МГц. CUDA-ядра функционируют на частоте 1544 против 1401 МГц. Частоту памяти увеличили с 3696 до 4008 МГц. В остальном GTX 580 и GTX 480 похожи как две капли воды: 384-бит шина памяти, 1536 Мб GDDR5 и 48 блоков растеризации.
Нововведений в архитектуре всего два. Первое: как и GF104 с GeForce GTX 460 , видеокарта обрабатывает текстуры (вплоть до FP16) на полной скорости, без пропуска тактов. Второе: улучшен алгоритм z-cull, который отвечает за пропуск обработки невидимых глазу пикселей, благодаря чему в некоторых сценах производительность платы может вырастать в два раза.
Мороз
Чтобы выжать все соки из старенького GF100, инженерам NVIDIA пришлось основательно потрудиться над энергопотреблением и системой охлаждения.
В первую очередь умерили аппетиты Fermi: теперь кристалл набирают разными транзисторами. Часть областей собрана на чуть более медленных компонентах с меньшими токами утечки. Таким образом даже с дополнительным SM-блоком и увеличенными частотами GTX 580 потребляет на 6 Вт меньше своего предшественника — 244 Вт во время нагрузки.
Чтобы дополнительно обезопасить видеокарту от перегрева, NVIDIA установила специальный чип для контроля питания. Он в реальном времени отслеживает параметры линий PCIe x16, а также 6-pin и 8-pin контактов БП. Как только карточка начинает потреблять слишком много энергии и сильно греться, запускается троттлинг процессора — пропуск тактов, и при перегреве компьютер не зависает, а продолжает работу с заниженными частотами. Правда, функция заявлена только для специальных «грелок» вроде FurMark и появление ее в играх не планируется.
Для охлаждения видеокарты NVIDIA поставила новый радиатор. Вместо теплопроводных трубок в нем используется система Vapor Chamber , известная нам по серии видеокарт Sapphire Vapor-X. Радиатор опирается на кристалл специальной ванночкой с жидкостью. При нагреве она испаряется, поднимается вверх к радиатору, конденсируется и опускается вниз. Радиатор обдувает мощная турбина: прогоняет воздух по всей площади карты и выбрасывает его за пределы корпуса. Система Vapor Chamber дороже привычных трубок, но эффективность отвода тепла у нее значительно выше. По некоторым данным, ванночка позволяет снизить температуру на 15°C.
Вспомнить все
23 сентября 2009 года
Начало эры DirectX 11: в продажу поступает AMD Radeon HD 5870. Новый процессор Cypress бьет все рекорды производительности и отбирает пальму первенства у двойной GeForce GTX 295. Чем ответят конкуренты из NVIDIA — неизвестно.
12 октября 2009 года
В магазинах появляется линейка AMD Radeon HD 5700 на базе процессора Juniper — урезанной версии Cypress. С этого момента AMD начинает борьбу за средний и нижний ценовой сегменты рынка. К февралю 2010 года запускаются еще три серии — HD 5600 , HD 5500 и HD 5400. Сегодня линейка Radeon HD 5000 насчитывает десять видеокарт в самых различных ценовых диапазонах.
18 ноября 2009 года
AMD еще раз подтверждает свое лидерство: в продаже появляется Radeon HD 5970 сразу с двумя чипами Cypress. Карточка кушает почти 300 Вт, стоит баснословных денег и тоже обгоняет решения NVIDIA.
7 января 2010 года
Только через четыре месяца после запуска серии HD 5000 компания NVIDIA официально заявляет, что готовит ответ AMD. 18 января NVIDIA представляет архитектуру Fermi и чип GF100. Массированная атака пресс-релизами продолжается еще три месяца.
12 апреля 2010 года
В продаже появляются GeForce GTX 480 и GTX 470 — первые видеокарты NVIDIA с поддержкой DirectX 11. Платы получаются неоднозначными. Они легко обходят HD 5870 в DX11, но показывают сравнимую производительность в DX10 и стоят значительно дороже конкурентов.
31 мая 2010 года
NVIDIA делает первую попытку прорваться в средний ценовой сегмент. Выпущенная на урезанном GF100 видеокарта GeForce GTX 465 оказывается слишком дорогой для своего уровня производительности.
12 июля 2010 года
NVIDIA дорабатывает архитектуру Fermi и представляет новый процессор GF104 , на базе которого выпускается новая видеокарта, GeForce GTX 460. Огромный разгонный потенциал и грамотная ценовая политика завоевывают сердца пользователей. AMD ответить нечем.
3 сентября 2010 года
Выход GeForce GTS 450. Линейка GTX 400 насчитывает восемь видеокарт в самых разных ценовых диапазонах. К несчастью, б о льшая часть дешевых плат предлагается только в OEM и доступна лишь сборщикам компьютеров.
22 октября 2010 года
AMD запускает новую серию видеокарт. Первые платы — Radeon HD 6870 и HD 6850 — основаны на доработанной архитектуре Cypress и позиционируются как решения среднего ценового сегмента. Это прямые конкуренты GTX 470 и GTX 460. Заявляется, что скоро выйдет серия HD 6900 на новом процессоре Cayman.
9 ноября 2010 года
Пока AMD готовится представить первые платы серии Radeon HD 6900, NVIDIA запускает в продажу GeForce GTX 580.
Реальность
Первые GeForce GTX 580 нам прислала сама NVIDIA, причем в редакцию карты пришли не просто в полиэтиленовых пакетиках, а в составе мощнейшего компьютера Meijin SLI GTX 580.
По длине GTX 580 такая же, как GTX 480 (почти 27 см), а вот внешне карты отличаются. Во-первых, исчезло отверстие на печатной плате. Во-вторых, сбоку нет тепловых трубок. GTX 580 закрыта глухим кожухом с небольшим скосом на задней стороне. Его в NVIDIA сделали специально: он перенаправляет воздушные потоки и снижает шум от видеокарты. По данным производителя, GTX 580 тише не только предшественника, но и старенькой GTX 285. Так это или нет, мы не проверяли, но во время работы карточку почти не слышно. Хотя, скорее всего, дело не в кожухе, а в новом алгоритме контроллера вентилятора, который в зависимости от температуры плавно изменяет скорость оборотов крыльчатки. Да и сам вентилятор теперь более качественный: лучше подшипники, меньше вибраций и шума.
Набор видеовыходов не изменился. В то время как AMD ставит на новые видеокарты по два DisplayPort, два DVI и HDMI, NVIDIA продолжает оснащать платы всего лишь одним mini-HDMI и парой DVI. Больше порты размещать негде: для выброса теплого воздуха нужен целый отсек расширения.
Зверь
Для тестов GeForce GTX 580 мы собрали систему на материнской плате Foxconn Renaissance , установили процессор Intel Core i7-920 и поставили три планки памяти Kingston HyperX DDR3-1666 по 2 Гб каждая. На операционную систему Windows 7 Ultimate 64-bit установили 3DMark Vantage , Unigine Heaven Benchmark 2.0 , Resident Evil 5 , Devil May Cry 4 , Aliens vs. Predator и Lost Planet 2. Уровень графики во всех приложениях выводили на максимум. Разрешение — от 1680х1050 до 1920х1080; анизотропная фильтрация всегда работала в режиме 16x.
К сожалению, на момент написания статьи AMD так и не представила Radeon HD 6900 , поэтому в конкуренты GTX 580 мы записали Radeon HD 5870 , HD 5970 и GTX 480.
На рекорд
Производительность GTX 580 на высоте: что ни тест — то новый рекорд. В 3DMark Vantage плата набрала 25 940 очков! Это на 6144 больше, чем у GTX 480, и на 5423 больше, чем у двойной Radeon HD 5970. И это только начало!
С GTX 580 мы впервые без тормозов посмотрели тест Unigine Heaven Benchmark 2.0: карточка стабильно держала планку 31,6 кадра в секунду. Даже на GTX 480 этот показатель не поднимался выше 24,6 fps, а двойная HD 5970 не дотягивала и до 20 fps.
В DX10-играх производительность GTX 580 превзошла все разумные пределы. В самых сложных режимах, при AA 16x и разрешении 1920x1080 частота кадров в Resident Evil 5 ни разу не опускалась ниже 106,1 fps, а в Devil May Cry 4 — ниже 217,6 fps. А это уже уровень Radeon HD 5970, которая в DX10 ни в чем не уступила, а где-то даже и обогнала топ от NVIDIA. А вот разница с GTX 480 чувствуется: в том же Devil May Cry 4 карта прошлого поколения отстала на 81 fps.
Настоящий бой за лидерство развернулся в DX11-играх. В первом же тесте — Lost Planet 2 — GTX 580 оказалась почти в два раза быстрее Radeon HD 5970. Второй бенчмарк, Aliens vs. Predator, поменял соперников местами. Двойная карта от AMD обошла конкурента на 30%. GTX 480 стабильно отставала на 22%.
Так как однозначного победителя DX11-тесты не определили, мы решили провести дополнительное тестирование видеокарт в игре « Метро 2033 ». К сожалению, на нашем тестовом стенде она выдала критическую ошибку. Ни замена комплектующих, ни свежая Windows положение не спасли. «Метро 2033» запустилась только на компьютере Meijin, где с одной GTX 580 показала 23,98 fps в самом сложном режиме. То же самое произошло и с другим тестом DX11 — Colin McRae DiRT 2. Игра запускалась только в режиме DX9 и отказывалась работать в DX11. Однако в скором времени мы еще вернемся к GTX 580 и дополним результаты тестов.
* * *
Покупать или нет карты нового поколения NVIDIA, решать вам. Если вы хотите выдавить из игр все возможное и не готовы жертвовать тесселяцией, то за GTX 580 стоит отдать 20 000 рублей. Если тесселяция вам не важна и играть на максимальных настройках вы не собираетесь, то покупка GTX 480 или Radeon HD 5870 станет куда более мудрым вложением денег. А вот Radeon HD 5970 брать уже бессмысленно: да, во многих тестах она обходит GTX 580, но сильнее шумит и потребляет почти 300 Вт.
Таблица 1
Сравнительная таблица технических характеристик
Характеристика NVIDIA GeForce GTX 580 NVIDIA GeForce GTX 480 AMD Radeon HD 5870 AMD Radeon HD 5970
ЯдроGF110GF100CypressHemlock
Количество транзисторов3 млрд3 млрд2,15 млрд4,3 млрд
Техпроцесс40-нм40-нм40-нм40-нм
Количество потоковых процессоров51248016002х 1600
Частота графического ядра772 МГц700 МГц850 МГц725 МГц
Частота потоковых процессоров1544 МГц1401 МГц850 МГц725 МГц
Тип, объем памятиGDDR5, 1536 МбGDDR5, 1536 МбGDDR5, 1 ГбGDDR5, 2 Гб
Частота памяти4008 МГц3696 МГц4800 МГц4000 МГц
Шина данных384 бит384 бит256 бит256 бит
Количество текстурных блоков6460802х 80
Количество блоков растеризации4848322х 32
ИнтерфейсPCIe 2.0 x16PCIe 2.0 x16PCIe 2.0 x16PCIe 2.0 x16
Цена на декабрь 2010 годаот 20 000 рублейот 14 000 рублейот 11 500 рублейот 19 500 рублей
Таблица 2
Синтетические тесты
3DMark Vantage
Модель видеокартыGPUCPUOverallСоотношение производительности
NVIDIA GeForce GTX 580 22 468 48 353 25 940 100%
NVIDIA GeForce GTX 48016 52647 71119 79676%
AMD Radeon HD 587017 40217 32617 38367%
AMD Radeon HD 597021 84817 34720 51779%
Unigine Heaven Benchmark 2.0
Модель видеокартыFPSOverallСоотношение производительности
NVIDIA GeForce GTX 580 31,6 796 100%
NVIDIA GeForce GTX 48024,661777%
AMD Radeon HD 587011,428836%
AMD Radeon HD 597019,950263%
Таблица 3
Игровые тесты (кадров в секунду)
Название игры, настройки NVIDIA GeForce GTX 580 NVIDIA GeForce GTX 480 AMD Radeon HD 5870 AMD Radeon HD 5970
Resident Evil 5 (DX10)
High, 1680x1050, AF 16x, AA 8x 113,8 105,2105,8112,7
High, 1920x1080, AF 16x, AA 8x 108,1 10699,4106,7
High, 1680x1050, AF 16x, AA 16x108,8106108,5 109,8
High, 1920x1080, AF 16x, AA 16x 106,1 103,7104,5105,7
Соотношение производительности 100%96%96%100%
Devil May Cry 4 (SC2, DX10)
SuperHigh, 1680x1050, AF 16x, AA 8x 242,5 147,5- -
SuperHigh, 1920x1080, AF 16x, AA 8x 240,8 138,2131,5218,7
SuperHigh, 1680x1050, AF 16x, AA 16x 222,6 148,7- -
SuperHigh, 1920x1080, AF 16x, AA 16x 217,6 136,7163,1211,8
Соотношение производительности 100%62%64%94%
Lost Planet 2 (DX11, Test A, SC2)
High, 1680x1050, AF 16x, AA 8x 71,5 -32,747,5
High, 1680x1050, AF 16x, AA 16x 75,5 -34,349,7
Соотношение производительности 100%-46%66%
Aliens vs. Predator (Demo, DX11)
VeryHigh, 1680x1050, AF 16x, AA 2x62,342,448,7 74,7
VeryHigh, 1920x1080, AF 16x, AA 2x3439,243,5 61,7
VeryHigh, 1680x1050, AF 16x, AA 4x55,73839,4 66,8
VeryHigh, 1920x1080, AF 16x, AA 4x47,435,135,2 55,1
Соотношение производительности 100%78%84%130%
Соотношение цены 100%70%57,5%97,5%
Соотношение производительности 100%77%73%98%