Обзор nVidia GeForce GTX 470 Fermi

Это история, столь же старая, как и индустрия, когда судьбы одной технологической компании растут, а судьбы другой — убывают. Тенденции приходят и уходят, одна технология вытесняет другую, одна левая область, идея голубого неба разворачивается, а другая терпит крах. Поэтому неудивительно, что два крупнейших производителя видеокарт за последнее десятилетие видели, как их состояния росли и падали. В последнее время именно ATI хорошо провел время благодаря графическим картам серии Radeon HD 5xx0. Всего за шесть месяцев они стали очевидным выбором благодаря лидирующей в своем классе производительности, функциям и энергопотреблению, и, конечно, они являются единственными совместимыми с DirectX 11 картами на рынке. Наконец, однако, у ATI нет сторонней поддержки DirectX 11, так как nVidia выпустила GTX 480 и GTX 470, две карты, основанные на новейшей чип-технологии под кодовым названием Fermi.

На бумаге обе эти карты выглядят хорошо, чтобы поднять производительность на новый уровень. GTX 480 имеет 480 потоковых процессоров, что вдвое больше, чем у предыдущей карты nVidia, GTX 285, а у GTX 470 — 448. В сочетании с обновлением памяти с GDDR3 до GDDR5 и целым рядом архитектурных решений. Похоже, что в этих картах есть все, что им нужно, чтобы догнать или обогнать ATI.

Обычно, когда появляется новая линейка видеокарт, мы сначала смотрим на флагманскую часть и пользуемся этой возможностью, чтобы также проанализировать основную архитектуру. Однако, поскольку nVidia имеет ограниченное количество образцов для обзора, мы на самом деле рассмотрим более медленную карту GTX 470 в этом обзоре. Тем не менее, мы все же подробно рассмотрим общую архитектуру Fermi, которая послужит основой для этой карты, и весь диапазон nVidia в обозримом будущем.

Таким образом, Fermi является основной архитектурой, на которой будут построены чипы, используемые внутри GTX 480, GTX 470 и будущих карт nVidia. Он разделяет некоторые основные элементы последних нескольких поколений проектов nVidia, но из-за требований DirectX 11 немало элементов было переосмыслено.

Начиная с того же, основным строительным блоком Fermi по-прежнему остается CUDA Core (Core) или потоковый процессор, как это было раньше известно. Этот маленький процессор — основной блок обработки чисел, который выполняет ословую работу с точки зрения вычислений для рендеринга всей этой красивой графики в ваших играх или перетаскивания данных для других ускоренных задач графического процессора, таких как кодирование видео и трассировка лучей. Однако, продвигаясь вверх по уровню, в то время как вещи все еще выглядят неопределенно похожими, они в корне отличаются.

В G80 и GT200 — чипах, используемых для питания 8800GTX и GTX 280 соответственно — эти ядра были сгруппированы в группы по восемь в так называемом потоковом мультипроцессоре (SM). Над этим был кластер текстур / процессоров (TPC), который добавил текстурные блоки и больше памяти для работы. Вместе с Fermi SM теперь включает в себя 32 ядра и четыре текстурных блока, а также что-то, называемое движком PolyMorph, что требует от нас вернуться к объяснениям.

Вопреки тому, что вы думаете, видеокарта не делает всего, когда дело касается рендеринга 3D-сцены на вашем компьютере. ЦП фактически устанавливает модель каркаса, на которую затем накладываются все причудливые эффекты, которые вы видите. Тем не менее, поскольку процессор одновременно выполняет множество других задач, таких как ИИ, физика, анимация, эти каркасы должны быть достаточно простыми, чтобы поддерживать достойный уровень производительности. Вот почему, несмотря на все достижения в области графики, которые мы наблюдали в последние годы, вы по-прежнему получаете игровых персонажей с заостренными головами и гофрированным железом, которые, когда вы приближаетесь, вы понимаете, что они совершенно плоские — слишком сложная вычислительная система для построения всех треугольников требуется точно представлять сложные поверхности реалистичного мира.

Решение (частично) состоит в том, чтобы передать часть работы по созданию базовой геометрии сцены в графический процессор. Это делается с использованием двух основных методов, называемых тесселяцией и отображением смещения, которые дебютируют в играх на основе DirectX с новым API DirectX11.

(центр)Нет тесселяции — тесселяция — смещение отображается(/центр)

Тесселяция работает, просто заполняя промежутки между вершинами базовой каркасной модели, создавая гораздо более реалистичную, гладкую поверхность. Он не добавляет больше деталей, а просто выводит модель на сцену, где она выглядит более естественно.

Между тем, карта смещения — это текстура (2D-изображение), которая выражает информацию о высоте, которая при применении к модели используется для изменения относительного положения вершин в модели. Это добавляет все мелкие детали модели, которые действительно воплощают ее в жизнь. Результатом является бесконечно более реалистичные 3D-модели, которые по своей природе требуют меньше других графических хитростей, чтобы они выглядели как живые. Поскольку это фактически влияет и на геометрию ядра, другие графические эффекты, такие как применение теней, значительно улучшаются, поскольку они следуют точным линиям сложной модели, а не базовой, то есть вы не получаете заостренных теней.

Результатом введения всех этих манипуляций с геометрией является то, что традиционный раздел интерпретации геометрии графического процессора нуждается в переопределении (или, по крайней мере, так считает nVidia; ATI упростила работу с серией HD 5xx0), переходя от одной монолитной геометрии. этап настройки для нескольких. Это возвращает нас к движку Полиморфа, поскольку именно эта часть управляет геометрическими вычислениями для каждого СМ.

Точно так же Fermi избавляется от единственного механизма растеризации (части, которая управляет преобразованием всех этих трехмерных треугольников в 2D пиксели) и вместо этого имеет четыре, каждый из которых имеет партнерские отношения с четырьмя SM для формирования кластера обработки графики (GPC).

Наконец, после этого мы снова возвращаемся к более привычной схеме, в которой главный планировщик потоков контролирует весь процесс, а также хост-интерфейс и контроллеры памяти.

Помимо этих всеобъемлющих изменений, nVidia также внесла ряд более тонких улучшений. Прежде всего, ядро ​​CUDA улучшило обработку вычислений с плавающей запятой одинарной и двойной точности и в этом отношении соответствует новому стандарту IEEE 754-2008. Также были пересмотрены текстурные блоки, включая увеличение скорости и поддержку новых форматов сжатия текстур. Новый большой кэш L2 уменьшает необходимость обращения к системной памяти, тем самым уменьшая время ожидания.

(центр)«Наконец-то мы получаем AA на листве в Crysis»(/центр)

Устройства ROP теперь поддерживают новый 32-кратный режим сглаживания выборки покрытия, который обеспечивает еще более плавное и реалистичное смешение краев. Существует также новый режим суперсэмплинга АА, который впервые позволяет сглаживать края листвы в Crysis. Общая производительность ROP также была улучшена благодаря ряду улучшений сжатия и эффективности. Между тем, добавление более крупных и лучше реализованных кэшей улучшает пропускную способность кадрового буфера, значительно повышая скорость трассировки лучей, помимо прочего.

Более эзотерическим дополнением является 3D Vision Surround. Подобно ATI, это попытка найти причину для геймеров вкладывать средства в несколько высококачественных видеокарт, поскольку обычные игры, возможно, не требуют такого дорогого оборудования. По сути, он позволяет вам играть в игры на трех мониторах с разрешением до 1920 x 1080 пикселей каждый, точно так же, как и ATI Eyefinity. Однако nVidia пошла еще дальше, добавив поддержку стереоскопического 3D. Так что, если вы готовы купить два GTX 480, три монитора, способных достаточно быстро обновлять 3D-изображения, и пару 3D-очков, тогда есть вариант для действительно 3D-игр (честно говоря, вы также можете играть в 3D на одном мониторе). У нас, однако, не было такой установки для тестирования.

Затем Fermi впервые внедряется в чип GF100, который питает GTX 480 и GTX 470. Он использует четыре GPC, что дает в общей сложности 512 ядер, 64 текстурных блока, 16 двигателей PolyMorph и четыре двигателя Raster. Они связаны с 48 ROP, разделенными на шесть групп по восемь, причем каждая группа обслуживается 64-битным контроллером памяти.

Теперь следует отметить, что 512 ядер — это больше, чем я упомянул у GTX 480 в начале этой статьи. Это связано с тем, что nVidia отключила одну из SM, и можно сделать только один вывод о том, почему: nVidia просто не может постоянно работать с GF100, которые работают полностью. Это общая проблема и, как правило, причина, по которой существуют видеокарты, подобные GTX 470. Отключив те части чипа, которые не работают, вы все равно можете получить работающий чип, но он имеет более низкую производительность. Тем не менее, мы впервые увидели, как компания отключает части чипа для флагманского продукта. Таков риск изготовления чипа размером GF100, содержащего три миллиарда транзисторов. Тактовая частота этих карт также достаточно низкая, поэтому, если nVidia сможет улучшить свои производственные показатели, вполне возможно, что в ближайшем будущем будет возможность использовать более быструю тактовую карту, использующую весь свободный чип GF100.

(центр)”NVidia GeForce GTX 480”(/центр)

На данный момент, хотя у нас есть две карты, доступные для предварительного заказа (акция поступит в продажу 14 апреля). Цены начинаются с £ 448,99 за GTX 480, а спрос на GTX 470 — £ 319,99. По этим ценам GTX 480 примерно на 40 процентов дороже, чем HD 5870, и всего на 50 фунтов меньше двухчипового HD 5970. Что касается GTX 470, это такая же цена, как у HD 5870 и на 60 фунтов больше. чем HD 5850. При таких ценах этим картам понадобятся некоторые впечатляющие показатели производительности, чтобы приблизиться к рекомендации.

(центр)”NVidia GeForce GTX 470”(/центр)

Как уже упоминалось ранее, мы рассмотрим флагманский GTX 480 в свое время, но сейчас давайте подробнее рассмотрим GTX 470. Учитывая подготовку к этому запуску и знание того, насколько технически продвинуты его GPU, GTX 470 довольно непритязателен во плоти (хотя, честно говоря, GTX 480 — скорее зрелище). При длине 9,5 дюйма она равна длине материнской платы, поэтому у нее не должно возникнуть проблем с подгонкой к большинству корпусов размером с ATX. Он также относительно легкий и имеет довольно обычный внешний вид кулера, поэтому его должно быть легко разместить.

Благодаря 40-нм производственному процессу чипа он имеет относительно низкое энергопотребление из-за его сложности, поэтому требует «только» двух шестиконтактных разъемов питания PCI-E, поэтому у большинства современных источников питания с ним не должно возникнуть никаких проблем. Тем не менее, с общей мощностью платы 215 Вт, эта карта будет поглощать больше сока, чем даже HD 5870.

Современные высокопроизводительные карты ATI имеют четыре выхода дисплея (два Dual-link DVI-I, один HDMI и один DisplayPort), что означает, что одна из них должна вторгаться во второй слот для карт, который обычно используется для отвода горячего воздуха с карты. Тем не менее, nVidia подключилась к трем дисплеям (два двухканальных DVI-I и один мини-HDMI), что означает полное пространство второго слота для отвода горячего воздуха.

С появлением конкурирующего оборудования DirectX 11 от ATI и nVidia, наконец, пришло время сравнить производительность DirectX 11 в играх. Тем не менее, мы начали тестирование с того, что выполнили обычный выбор DX9 и DX10. Мы протестировали эту карту обычным способом, после чего добавили ее в нашу справочную систему, подробности о которой приведены ниже, а затем провели серию игровых тестов. За исключением Counter-Strike: Source (CSS) и Crysis, результаты записываются вручную с использованием FRAP, в то время как мы неоднократно играем в одну и ту же часть игры. Для CSS и Crysis мы воспроизводим временные демоверсии, а частота кадров записывается автоматически. Все результаты повторяются для проверки соответствия, и среднее значение результатов записывается. Для Crysis все подробные настройки в игре установлены на Высокий, в то время как все остальные игры работают с максимально возможными графическими настройками.

Учитывая, что сегодня мы рассматриваем только GTX 470, мы сократили тестирование DX11 до двух карт, GTX 470 и HD 5850, поскольку они должны конкурировать по одной цене (даже если в настоящее время их нет). , Мы запустили три игры: Just Cause 2, Colin McCrae: DIRT 2 и Battlefield Bad Company 2. Во всех игровых настройках графики были установлены максимальные значения, и мы записывали частоту кадров с использованием FRAP во время прогона вручную.

«Тестовая система — DX9 и DX10 Games»

• Intel Core i7 965 Extreme Edition
• Материнская плата Asus P6T
• 3 х 1 ГБ ОЗУ Qimonda IMSH1GU03A1F1C-10F PC3-8500 DDR3
• 150GB Western Digital Raptor
• Microsoft Windows Vista Home Premium 64-разрядная версия

«Проверенные карты»

• nVidia GeForce GTX 470
• nVidia GeForce GTX 295
• nVidia GeForce GTX 285
• AMD ATI HD 5970
• AMD ATI HD 5870
• AMD ATI HD 5850

”’ Games Tested ”’

• Far Cry 2
• Crysis
• Автогонщик: GRID
• Call of Duty 4

«Тестовая система — DX11 Games»

• Intel Core i7 965 Extreme Edition
• Материнская плата Asus P6T
• 3 x 2 ГБ оперативной памяти Kingston KHX1333C9D3K2 / 4G PC3-8500 DDR3
• 2TB Seagate Barracuda XT
• Microsoft Windows 7 Home Premium 64-разрядная

«Проверенные карты»

• nVidia GeForce GTX 470
• AMD ATI HD 5850

”’ Games Tested ”’

• Просто причина 2
• Колин Маккрэй: DIRT 2
• Battlefield Bad Company 2

—

—

—

—

—

Если смотреть в первую очередь на производительность DX9 и DX10, GTX 470, безусловно, комфортно опережает своего предшественника, GTX 285. Однако, помимо Far Cry 2, он обеспечивает примерно ту же производительность, что и HD 5850, и заметно отстает от HD 5870. Текущие цены это просто не достаточно хорошо. Да, в Far Cry 2 он выигрывает у обеих карт от ATI, но нам не хватает одной игры из четырех.

Что касается игр DX11, мы видим довольно равномерное разделение: GTX 470 неизменно лидирует в Colin McCrae: DIRT 2, обе карты демонстрируют примерно одинаковую производительность в Battlefield: Bad Company 2, а HD 5850 — здоровое лидерство в Just Причина 2. Однако, когда мы снова добавим стоимость, HD 5850 или HD 5870 будет лучшим выбором.

Если посмотреть на энергопотребление, то для GTX 470 картина не выглядит лучше. На холостом ходу он потребляет на 10 Вт больше энергии, чем HD 5870, а под нагрузкой он потребляет на 66 Вт больше. Хотя это может не добавить сотни фунтов к вашему счету за энергию, это, конечно, не идеально.

Это аналогичная история, когда мы смотрим на уровень шума, так как GTX 470 более шумный, чем HD 5870 и HD 5850 как на холостом ходу, так и при нагрузке. Тем не менее, стоит отметить, что ни одна из этих карт не работает абсолютно бесшумно в режиме ожидания, а GTX 470 не отвлекает от игр значительно больше, чем остальные — все эти карты издают заметный свистящий звук.

У nVidia есть одна особенность: эксклюзивные технологии, в частности PhysX и 3D-игры. Бывший до сих пор всплывает как дополнительное дополнение в некоторых играх, и это действительно добавляет к зрелищу, когда это происходит. Что касается 3D-игр, мы все еще думаем, что это немного уловка, но с учетом того, что nVidia заявляет о совместимости с более чем 400 играми, вполне может быть, что она взлетит. Тем не менее, ни одна из этих функций не кажется нам достаточной, чтобы оправдать дополнительную стоимость карт GTX 4 × 0.

«» Приговор»»

Мы долго ждали, когда появится настоящее графическое оборудование nVidia следующего поколения, и на техническом уровне оно того стоило. Архитектура Fermi обладает множеством функций и, безусловно, может повысить производительность игровых и неигровых приложений. Тем не менее, в холодном свете дня архитектура является теоретической, и до сих пор конечный продукт просто не поставляется. GTX 470 просто переоценен и неэффективен.