Пока компания AMD говорит о будущем многочиповых видеокарт, NVIDIA
продолжает заниматься разработкой топовых графических процессоров. И надо
признать, что в последние годы это им удаётся. Однако с каждым новым
поколением флагманских моделей нам предлагают всё более габаритные,
горячие и требовательные к блоку питания видеокарты. Когда-то GeForce
8800GTX казался невероятно горячим, а его энергопотребление в 177 Вт было
просто фантастической цифрой. А если вспомнить ATI Radeon HD 2900 XT с его
215 Вт… Но модели нового поколения смогли переплюнуть старых лидеров не
только по производительности, но и по этому показателю.
|
Видеокарта на базе GeForce GTX
280 |
Архитектура GT200
Видеокарты GeForce GTX 280 и GeForce GTX 260основаны на графическом
чипе GT200, который наследует архитектуру ядер прошлого поколения – G92 и
G80. Главное преимущество нового GPU заключается в значительном увеличении
количества вычислительных блоков, что вылилось в почти двукратное
увеличение числа транзисторов – 1,4 млрд против 754 млн в G92. Структура
графического ядра отображена ниже.
|
Архитектура GT200 |
В отличие от тех же G92/G80 новый чип состоит уже из десяти Texture
Processing Clusters (TPC), которых в прошлом поколении графических
процессоров было всего восемь. Кроме того, количество потоковых
процессоров в TPC было увеличено с 16 до 24. Внутри одного кластера
шейдерные процессоры объединены в три блока-юнита со своей выделенной
областью локальной памяти. Также на каждый кластер приходится по 8
текстурных блоков, архитектурно аналогичных таковым в G92, но с более
высокой производительностью – разработчик заявляет о 20%-ном превосходстве
над старыми TMU.
|
Texture Processing
Clusters |
Итого общее количество потоковых процессоров равно 240, текстурных
блоков – 80, блоков ROP – 32. Помимо увеличения количества вычислительных
блоков и их организации они были доработаны, а их производительность
улучшена. Также было увеличено количество одновременно обрабатываемых
потоков, а изменения в регистровом файле повысили эффективность обработки
сложных шейдерных программ. Точность вычислений с плавающей запятой теперь
была увеличена до 64 бит.
|
Расположение различных блоков в кристалле
GT200 |
Шина памяти у старшей модели GeForce GTX 280 составляет 512 бит, что
позволило при частоте 2214 МГц памяти GDDR3 добиться пропускной
способности в 141,67 ГБ/с – это один из лучших показателей на данный
момент. Объём графической памяти равен 1 ГБ, и пока поддерживаются чипы
третьего поколения. Поддержка GDDR5, возможно, появится с выходом новых
ревизий ядра GT200.
Видеокарта GeForce GTX 260 является аналогом старшей модели, с таким же
чипом, но с одним отключённым кластером, уменьшенным до 896 МБ объёмом
видеопамяти и урезанной до 448 бит шиной. Данный «обрезанный» вариант
GT200 обладает уже 192 потоковыми процессорами, 64 текстурными блоками и
28 ROP.
Видеочипом GT200 поддерживается технология CUDA, то есть видеокарты на
базе этого чипа можно использовать для широкого спектра вычислительных
задач, а не только для обработки графики. Области применения такого
мощного чипа могут быть самыми разнообразными – от астрофизических
расчётов до молекулярной динамики. Из более повседневных задач стоит
отметить возможность перекодирования видеоданных. Также новые чипы
поддерживают физический движок PhysX. Компания NVIDIA уже давно пытается
осуществить планы по расчётам физики в играх, но наконец-то от слов она
перешла к делу. Для поддержки PhysX достаточно установить последние
драйверы на видеокарты серии GTX 2xx.
В технологическом же плане никаких улучшений новое поколение не несёт.
Чип производится по техпроцессу 65 нм, как и предшественники, но возросшее
количество транзисторов привело к увеличению площади ядра до 576 мм2.
Энергопотребление такого технологического «монстра» достигает 240 Вт – это
огромная цифра, ещё недавно казавшаяся невозможной. Понятное дело, что
охладить такой чип сложно, поэтому блок вывода изображения был вынесен в
дополнительный чип NVIO, знакомый нам по видеокартам на базе G80. Кроме
двух Dual-Link DVI поддерживаются интерфейсы HDMI и DisplayPort, которые
могут быть реализованы через переходники или установлены прямо на плату.
Не забыта возможность аппаратного декодирования видеоформатов H.264, VC-1
и MPEG2 благодаря технологии PureVideo HD второго поколения. Видеокарты на
базе GT200 поддерживают 3-Way SLI, для чего у плат есть два разъёма MIO, а
в качестве интерфейса для связи с материнской платой используется шина PCI
Express 2.0.
Технические характеристики
В таблице приведены характеристики всех hi-end-видеокарт NVIDIA, так
что можно оценить прогресс в росте вычислительных блоков за последние пару
лет. Временно вернувшись к шине 256 бит, NVIDIA снова решила оснащать
мощные графические решения более быстрым интерфейсом. Количество шейдерных
вычислительных блоков увеличилось ровно в два раза по сравнению с
предшественником GeForce 9800GTХ. Однако есть ещё и недавно выпущенный
двухчиповый GeForce 9800GX2, основанный на двух ядрах G92, у которого
общее количество вычислительных блоков соответствует таковому у нового
GeForce GTX 280.
Видеоадаптер |
GeForce GTХ 280 |
GeForce GTХ 260 |
GeForce 9800GХ2 |
GeForce 9800GTХ |
GeForce 8800GTX |
Ядро |
GT200 |
GT200 |
2xG92 |
G92 |
G80 |
Техпроцесс, нм |
65 |
65 |
65 |
65 |
90 |
Количество потоковых процессоров |
240 |
192 |
2x128 |
128 |
128 |
Количество текстурных блоков |
80* |
64* |
2x64* |
64* |
32 |
Количество блоков рендеринга |
32 |
28 |
2x16 |
16 |
24 |
Частота ядра, МГц |
602 |
576 |
602 |
1675 |
575 |
Частота шейдерного домена, МГц |
1296 |
1246 |
1512 |
1688 |
1350 |
Шина памяти, бит |
512 |
448 |
2x256 |
256 |
384 |
Тип памяти |
GDDR3 |
GDDR3 |
GDDR3 |
GDDR3 |
GDDR3 |
Объём памяти, МБ |
1024 |
896 |
2x512 |
512 |
768 |
Частота памяти, МГц |
2214 |
1998 |
2000 |
2200 |
1800 |
Поддерживаемая версия
DirectX |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
Интерфейс |
PCI Express 2.0 |
PCI Express 2.0 |
PCI Express 2.0 |
PCI Express 2.0 |
PCI Express 1.1 |
Уровень энергопотребления, Вт |
236 |
182 |
197 |
156 |
177 |
* В отличие от G80
текстурные блоки остальных карт аналогичны TMU в
G84/86 |
Gainward GTX 280 1GB DDR3
Первым участником нашего теста выступит видеокарта на базе GeForce GTX
280 от некогда известной в кругах оверклокеров компании Gainward. Сейчас
же этот бренд ничем особым не отличается от остальных производителей
графических акселераторов. Коробка оформлена довольно просто как для самой
мощной одночиповой видеокарты в модельном ряду производителя.
|
Упаковка видеокарты |
Комплектация включает все необходимые переходники, а в качестве бонуса
можно обнаружить фирменный коврик для мышки.
- Инструкция
- Диск с драйвером
- Переходник DVI/D-Sub
- Переходник DVI/HDMI
- Переходник HDTV
- Коврик для мышки
|
|
Комплект поставки |
Видеокарта очень массивная, и её длина составляет 27 см, что
накладывает некоторые ограничения на размеры корпуса системы: карта может
просто не влезть. Адаптер полностью соответствует референсному образцу –
как по дизайну платы, так и по системе охлаждения, которая закрывает карту
со всех сторон, аналогично GeForce 9800 GX2.
|
|
Gainward GTX 280 1GB
DDR3 |
Разъёмы, расположенные на задней панели, стандартны – это два DVI и
TV-out. Возле сопел, через которые выбрасывается горячий воздух из системы
охлаждения, находится индикатор подключения дополнительного питания
карты.
|
Периферийные разъёмы на
видеокарте |
Конструкция кулера напоминает таковую у GeForce 9800
GTX: алюминиевое основание для охлаждения чипов памяти и силовых
элементов, а также медная вставка, передающая тепло от ядра через тепловые
трубки тонким алюминиевым рёбрам, продуваемым турбиной.
|
Система охлаждения |
Но в отличие от своего предшественника видеоакселератор GeForce GTX 280
с обратной стороны платы имеет металлическую пластину, которая играет роль
радиатора для чипов памяти.
На видеокарте есть два разъёма дополнительного питания – шести- и
восьмипиновый, рядом с ними находится разъём S/PDIF для подключения
звукового кабеля.
|
Разъёмы питания
видеокарты |
По дизайну PCB GeForce GTX 280 напоминает GeForce 8800 GTX, за
исключением усиленной подсистемы питания, поредевших микросхем памяти, так
как часть из них перенесена на обратную сторону платы, а также отсутствует
защитная рамка вокруг GPU.
Огромных размеров кристалл, накрытый крышкой-теплораспределителем, и
чип NVIO расположены примерно на том же самом месте, что и у прошлого
hi-end-решения.
|
Чип NVIO |
Чип GT200-300 ревизии А2 выпущен на 17-й неделе этого года, в 20-х
числах апреля.
|
GPU |
В качестве памяти используются микросхемы Hynix с маркировкой
H5RS5223CFR-N2C. Время отклика данной памяти 0,8 мс, что соответствует
частоте 2200 МГц.
|
Память Hynix
H5RS5223CFR-N2C |
Графический адаптер Gainward GTX 280 работает на рекомендованных
частотах: 602 МГц для ядра и 1296 МГц для стрим-процессоров, 2214 МГц для
памяти. Частоты относительно небольшие, но использование таких значений
объясняется высоким тепловым пакетом чипа и его технологической сложностью
в производстве. При большом размере кристалла выход годных чипов
незначительный, а процент способных работать на более высоких частотах –
ещё меньше. Компания NVIDIA, осознавая «прожорливость» и горячий нрав
своего нового чипа, наделила его энергосберегающими технологиями. В
простое рабочие частоты снижаются до 300 МГц по ядру (потоковые процессоры
до 100 МГц) и до 200 МГц по памяти. Данные меры позволяют снизить
энергопотребление карты до 25 Вт, а значит, и температуру нового решения,
что сказывается на уменьшении оборотов системы охлаждения. Вентилятор, как
и положено, с повышением температуры увеличивает обороты, при этом GeForce
GTX 280 в 3D-приложениях отличается довольно высоким шумом. Но, несмотря
на высокие обороты, температура ядра может достигать 90°C. Для разгона мы
повышали обороты вентилятора до максимума (это позволяет сделать утилита
RivaTuner 2.09). Однако разгон карты всё равно оказался небольшим – ядро
стабильно работало на частоте 633 МГц, шейдерные блоки на 1350 МГц, а
память на частоте 2480 МГц. Небольшой разгон объясняется недостаточной
эффективностью системы охлаждения, которая и на номинальных частотах не
отличается высокой производительностью.