Cechy architektury GeForce GTX 580
Nowy GeForce GTX 580 nie jest niczym rewolucyjnym. Głównym zadaniem, przed którym stanęli inżynierowie firmy, było poprawienie popełnionych wcześniej błędów, a także zwiększenie wydajności w celu uzyskania większej przewagi nad głównym konkurentem AMD.
Niestety, pierwszy akcelerator oparty na nowej architekturze, GeForce GTX 480, nie otrzymał wszystkich możliwości obliczeniowych, jakie wbudowali w niego inżynierowie NVIDIA. GPU GF100. Faktem jest, że w produkcyjnych modelach GTX 480 jeden z 16 multiprocesorów strumieniowych został wyłączony, w rezultacie pomimo swojego statusu nowy topowy model stracił 32 rdzenie CUDA, cztery jednostki teksturujące i jeden silnik Polymorph. Najprawdopodobniej inżynierowie NVIDIA zdecydowali się na taki krok wyłącznie ze względu na problemy produkcyjne, które nękały firmę od dłuższego czasu w ramach przygotowań do wypuszczenia rozwiązań opartych na Fermi. Jednak teraz nie jest to już tak ważne, bo nowe GPU GF110 ma do dyspozycji wszystkie 16 SM, co oznacza 512 pełnoprawnych rdzeni CUDA, 64 jednostki TMU i 16 modułów Polymorph Engine. Co więcej, inżynierowie NVIDIA wprowadzili szereg modyfikacji, które pozwoliły karcie GeForce GTX 580 na wykonywanie pełnej prędkości zmiennoprzecinkowego filtrowania tekstur z 16-bitową precyzją (FP16), co umożliwia zwiększenie wydajności w aplikacjach wymagających dużej ilości tekstur praca.
Faktem jest, że prędkość teksturowania na GeForce GTX 480 spada o połowę przy korzystaniu z formatów 64-bitowych (fp16x4) z nietrywialnym filtrowaniem. Na przykład podczas teksturowania z formatu fp16x4 z filtrowaniem dwuliniowym prędkość spada do 30 pikseli na zegar (PPC), w porównaniu do 60 PPC dla formatów 32-bitowych. Na GeForce GTX 580 teksturowanie z takich formatów odbywa się z „pełną prędkością”, tj. zarówno formaty 32-bitowe, jak i 64-bitowe z filtrowaniem dwuliniowym działają przy 64 PPC.
Ponadto w GeForce GTX 580 poprawiono blokowanie odrzucania niewidocznych powierzchni Z-cull. W przypadku procesora graficznego GF100, podczas korzystania z niektórych formatów buforów Z, wydajność jednostki Z-ull spadła. Wraz z wprowadzeniem nowych formatów reprezentacji bufora głębokości uboju Z w modelu GF110 problem ten został rozwiązany. Ogólnie rzecz biorąc, wzrost wydajności GeForce GTX 580 w stosunku do poprzedniego flagowego GeForce GTX 480 będzie w dużej mierze spowodowany wzrostem liczby aktywnych bloków funkcjonalnych i wzrostem częstotliwości roboczych, a w mniejszym stopniu ze względu na architekturę usprawnienia związane ze wzmocnieniem bloku Z-Cull, a także zwiększeniem szybkości filtrowania tekstur FP16.
Tutaj pojawia się całkowicie uzasadnione pytanie: co zrobić z poborem mocy nowych akceleratorów, bo nie jest tajemnicą, że jednym z istotnych mankamentów poprzedniego flagowca, GeForce GTX 480, był daleki od najlepszego stosunek wydajności do wata zużytej energii. W przypadku nowej karty GeForce GTX 580 problem ten również został rozwiązany, gdyż inżynierowie firmy NVIDIA przeprowadzili głębokie przeprojektowanie GPU, stosując tranzystory o niższych prądach upływowych w krytycznych miejscach. Pozwoliło to nie tylko podnieść częstotliwości pracy GTX 580 w stosunku do wartości poprzedniego topu, ale także zmniejszyć pobór mocy nowego flagowca w porównaniu z GeForce GTX 480.
Podobnie jak większość innych nowoczesnych akceleratorów NVIDIA, GeForce GTX 580 w pełni obsługuje technologie NVIDIA PhysX i CUDA, które umożliwiają wykorzystanie zasobów GPU do różnych rodzajów obliczeń równoległych, na przykład akceleracja sprzętowa PhysX jest wykorzystywana do włączania wielu fizycznych efektów specjalnych w gry oparte na silniku PhysX. Niestety w tej chwili nie ma zbyt wielu gier obsługujących technologię NVIDIA PhysX, choć są wśród nich bardzo wybitne projekty, na przykład Batman Arkham Asylum, Mafia II i Metro 2033.
Nie wspominając o technologiach NVIDIA Surround i NVIDIA 3DVision Surround. W rzeczywistości NVIDIA Surround jest nieco ograniczonym odpowiednikiem technologii Eyefinity, którą AMD ogłosiło jesienią 2009 roku. Istota NVIDIA Surround polega na tym, że podłączając do komputera trzy monitory, użytkownik może połączyć je w jedną przestrzeń roboczą, którą system traktuje jak jeden duży monitor. Ograniczenia NVIDIA Surround są związane z niemożnością połączenia więcej niż trzech monitorów w jedną przestrzeń, a także z koniecznością użycia co najmniej pary kart graficznych NVIDIA w trybie SLI w celu aktywacji technologii NVIDIA Surround. Jeśli chodzi o NVIDIA 3DVision Surround, technologia ta pozwala uzyskać dodatkowy efekt obecności w wirtualnych światach dzięki łącznemu wykorzystaniu okularów NVIDIA 3D i trzech monitorów 120 Hz.
Pomimo faktu, że nowy GTX 580 CO wyraźnie różni się od chłodnicy referencyjnej wersji GTX 480, projekt układu chłodzenia nowości pokazuje charakterystyczne cechy wielu produktów NVIDIA Hi-End. Jak zapewne już zauważyliście, nowy układ chłodzenia GTX 580 pozbawiony jest ciepłowodów, które były obecne w GeForce GTX 480 CO. Tym razem układ chłodzenia topowego akceleratora NVIDII bazuje na komorze parowania. Procesor graficzny styka się z platformą, bezpośrednio nad którą znajduje się szczelna komora - zawiera płyn o niskiej temperaturze wrzenia. Wraz ze wzrostem temperatury ciecz zmienia stan skupienia i zamienia się w gaz, oddając ciepło do górnej części układu chłodzenia. Lekko schładzając gaz skrapla się i ponownie zamienia się w ciecz, po czym cykl się powtarza. Z kolei turbina przepuszcza chłodne powietrze przez rozgrzane żeberka chłodnicy i odprowadza ciepło na zewnątrz obudowy. Pamięć wideo, a także elementy układu zasilania, stykają się z metalową podstawą chłodnicy za pomocą specjalnych podkładek termicznych.
Procesor graficzny GF110 ma sześć faz zasilania, które są kontrolowane przez kontroler CHiL Semiconductor CHL8266, dokładnie taki sam został zainstalowany w referencyjnych wersjach GeForce GTX 480. Pamięć jest zasilana zgodnie ze schematem 1 + 1 (1 faza Vdd + 1 faza Vddq), sterowana przez sterownik Anpec APW7066. Podobny kontroler był kiedyś używany w GeForce 9800 GTX. W tym przypadku jeden dwukanałowy kontroler steruje obydwoma napięciami pamięci wideo (Vdd i Vddq), po jednym kanale dla każdego napięcia.
Kolejną innowacją był mechanizm sprzętowego monitorowania prądu i napięcia na głównych liniach zasilających 12 V karty graficznej (6 i 8-pinowe złącza zasilania, a także gniazdo PCI-Express). Jeśli do karty graficznej dostarczana jest nadwyżka mocy, która przekracza wartości dozwolone przez specyfikacje, sterownik automatycznie zmniejsza częstotliwości zegara akceleratora, aby zapobiec jego awarii. Producent szczególnie zwraca uwagę na fakt, że nowoczesny sterownik NVIDII automatycznie redukuje częstotliwości pracy akceleratora o 50% podczas uruchamiania narzędzi do testów obciążeniowych, takich jak OCCT czy FurMark. Według inżynierów NVIDIA takie programy powodują krytyczne obciążenie karty graficznej, podczas gdy prawdziwe aplikacje nigdy nie powodują takiego obciążenia. Dlatego zdecydowano się na sztuczne obniżenie częstotliwości przez przetworniki. Poinformowano również, że użytkownicy końcowi nie będą mogli usunąć tego ograniczenia. Niestety w tej chwili żadne z narzędzi nie jest w stanie śledzić spadku częstotliwości spowodowanego mechanizmem ochrony w sterownikach, ale po wydaniu odpowiednich aktualizacji użytkownik będzie mógł zauważyć wszystkie zmiany w pracy karty graficzne GeForce GTX 580.
częstotliwość GPU Nowy produkt ma częstotliwość 772 MHz (1544 MHz dla domeny shaderów pracującej z dwukrotnie większą częstotliwością rdzenia). Jest to około 10% więcej niż częstotliwość robocza karty graficznej GF100 GeForce GTX 480 (700/1401 MHz). Biorąc pod uwagę ulepszenia architektoniczne GPU Przewaga wydajności GTX 580 może być jeszcze większa.
Specyfikacja NVIDIA GeForce GTX 580 |
|
Łatwo zauważyć, że przed wypuszczeniem GeForce GTX 580, NVIDIA przeprowadziła poważną i żmudną pracę, aby wyeliminować oczywiste wady GeForce GTX 480. Niższe zużycie energii w porównaniu do swojego poprzednika, mniejsze nagrzewanie GPU i dość cichy układ chłodzenia – wszystko to pomimo tego, że nowy produkt okazał się zauważalnie szybszy od GTX 480, a ponadto w wielu zastosowaniach GTX 580 okazuje się wydajniejszy od Radeona HD 5970;