Gtx 480 характеристики энергопотребление. Обзор видеокарты ZOTAC GeForce GTX480

NVIDIA GeForce GTX 480 - империя наносит ответный удар!

Конец слухам и домыслам! Новейшие видеокарты NVIDIA на базе архитектуры Fermi наконец-то официально анонсированы. Пришло время узнать, что они из себя представляют и какие бойцовские качества проявят в борьбе за корону мощнейшего ускорителя 3D-графики

⇣ Содержание

Есть мнение, что все события вокруг нас развиваются циклично и обязательно повторяются во времени с некоторыми изменениями. Глядя на развитие событий вокруг графической архитектуры Fermi и видеочипов на её основе, невольно убеждаешься в справедливости этого утверждения. Дело в том, что последствия проблем, с которыми сейчас столкнулась NVIDIA при выпуске на рынок видеокарт на основе GPU Fermi, очень сильно напоминают о ситуации, сложившейся вокруг флагманского решения AMD трёхлетней давности - видеокарты Radeon HD 2900 XT. Вот как было дело. В конце 2006 года компания NVIDIA выпустила на рынок восьмое поколение своих видеокарт семейства GeForce. Флагманом линейки стал могучий по тем временам ускоритель NVIDIA GeForce 8800 GTX, который значительно опережал по производительности и технологичности топ-модель AMD тех времён – Radeon X1900 XTX. Чтобы успешно конкурировать с NVIDIA, компании AMD необходимо было создать новый топовый ускоритель, однако из-за череды технологических проблем новинка - Radeon HD 2900 XT, вышла примерно на полгода позже положенного срока. Аналогичная ситуация в конце 2009 года произошла с NVIDIA. С выходом первого ускорителя семейства AMD Radeon HD 5xxx - Radeon HD 5870, компания NVIDIA потеряла "майку лидера" среди одночиповых Hi-End решений, а затем, по мере расширения линейки графических ускорителей AMD, и вовсе начала сдавать позиции практически во всех сегментах рынка настольной графики. И вот спустя полгода компания NVIDIA наконец-то смогла наладить выпуск достаточного количества графических чипов новой архитектуры. Сегодня, 26 марта 2010 года, анонсированы новейшие графические ускорители NVIDIA GeForce GTX 470 и GeForce GTX 480. Старшая из этих видеокарт и стала объектом нашего пристального внимания. Не так давно мы уже публиковали материал, посвящённый особенностям архитектуры Fermi , поэтому сейчас не будем повторять уже сказанное, а поговорим лишь о том, что изменилось с тех времён. Вопреки ожиданиям, старший ускоритель семейства - NVIDIA GeForce GTX 480, получил не 512 ядер CUDA, как было заявлено ранее, а всего 480. Кроме того, изменения коснулись текстурных блоков, их количество равно 60, вместо заявленных ранее 64. А вот все 48 блоков ROP и обещанная ширина шины памяти в 384 бита остались на месте. Для подробного ознакомления с характеристиками новых ускорителей NVIDIA GeForce GTX 470 и GTX 480 обратимся к таблице:

	GeForce GTX 285	GeForce GTX 470	GeForce GTX 480
Техпроцесс GPU, нм	55	40	40
Кластеры обработки графики, шт.		4	4
Кол-во потоковых мультипроцессоров		14	15
Кол-во ядер CUDA	240	448	480
Кол-во текстурных блоков	80	56	60
Кол-во блоков ROP	32	40	48
Частота GPU, МГц	648	607	700
Частота ядер CUDA, МГц	1476	1215	1401
Эффективная частота видеопамяти, МГц	2484	3348	3696
Объём видеопамяти, Мб	1024	1280	1536
Ширина шины памяти, бит	512	320	384
Пропускная способность видеопамяти, ГБ/с	159	133.9	177.4
Поддержка DirectX	10	11	11
Максимальный TDP, Вт	183	215	250
Рекомендованная мощность БП, Вт	550	550	600
Предельная температура GPU, °C	105	105	105
Рекомендованная розничная стоимость на момент анонса, долларов США	399	349	499

Из таблицы видно, что GeForce GTX 480 в значительной степени превосходит предыдущую топ-модель - GeForce GTX 285, практически по всем характеристикам. Особенно стоит отметить вдвое большее количество ядер CUDA, что несомненно положительно скажется на скорости выполнения сложных шейдеров. Также новые ускорители NVIDIA получили долгожданную поддержку DirectX 11. Кроме того, в GeForce GTX 470/480 поддерживается технология под названием NVIDIA Surround, аналогичная ATI Eyefinity. NVIDIA Surround позволяет использовать три монитора одновременно как единое рабочее поле. Однако в реализации своей версии технологии полного погружения в виртуальный мир, калифорнийцы решили пойти ещё дальше и создали "технологический микс" из NVIDIA 3D Vision и NVIDIA Surround, который называется NVIDIA 3D Vision Surround. Суть этого "коктейля" в том, что можно одновременно использовать три монитора и очки 3D Vision для создания максимального эффекта присутствия. Но подробнее об этом мы расскажем в наших будущих материалах. Ну что же, пора познакомиться с новейшим ускорителем поближе, встречайте - NVIDIA GeForce GTX 480!

⇡ Внешний вид. Конструкция. Особенности

Ещё задолго до выхода GeForce GTX 480, на страницах различных интернет ресурсов появлялись фотографии видеокарт, похожих на GeForce GTX 480, однако лишь перед самым анонсом мы смогли увидеть настоящие фото нового флагмана NVIDIA. Итак, перед вами эталонный образец NVIDIA GeForce GTX 480. Пластиковый кожух выполнен в уже знакомом стиле, однако, в отличие от решений предыдущего поколения, у GTX 480 он закрывает лишь около половины лицевой поверхности видеокарты, а вторая занята металлическим радиатором с надписью GeForce. Из верхней части пластикового кожуха выступают четыре тепловые трубки (всего их пять), а ближе к панели выводов расположены вентиляцилнные щели для отвода части нагретого воздуха. Длина видеокарты GeForce GTX 480 составляет 27 см, в то время как длина Radeon HD 5870 примерно на 2 см больше за счёт выступающей за пределы печатной платы системы охлаждения. Для работы видеокарты GeForce GTX 480 требуется подключение двух разъемов питания PCI-Express. Один из них 6-контактный, другой - 8-контактный. На панели выводов GeForce GTX 480 расположены два разъёма DVI и один порт HDMI. Здесь же находятся вентиляционные отверстия для отвода горячего воздуха за пределы системного блока. Демонтируем систему охлаждения. Кулер GeForce GTX 480 крепится к печатной плате при помощи 13-ти винтов. Контакт радиатора с элементами подсистемы питания платы, а также с чипами видеопамяти, осуществляется через специальные термопрокладки. Графический чип контактирует с радиатором через тонкий слой термопасты. Металлическая пластина, с которой соприкасаются микросхемы памяти и элементы системы питания, крепится к кожуху системы охлаждения GeForce GTX 480 при помощи пластиковых защёлок. В “хвостовой” части пластины располагается турбина, нагнетающая поток воздуха, который проходит через ребра радиатора и выводится за пределы системного блока. Самый горячий элемент GeForce GTX 480 – графический процессор. Для его охлаждения используется радиатор с пятью тепловыми трубками, выполненный с применением технологии прямого контакта. Все пять трубок через тонкий слой термопасты соприкасаются с металлической крышкой, защищающей графическое ядро. Система питания GPU использует шесть фаз и основана на ШИМ контроллере CHL8266. К сожалению, на сайте производителя не удалось найти соответствующую документацию. В отличии от силовых элементов производства Volterra, которые собраны в одном корпусе, в подсистеме питания GeForce GTX 480 силовые элементы выполнены по дискретной схеме. На каждую фазу питания приходится по три транзистора (один в верхнем плече и два в нижнем). Такой подход позволяет лучше отводить тепло от элементов подсистемы питания. Система питания видеопамяти двухфазная. Маркировка ШИМ контроллера памяти uP6210AG .

Снимаем слой термопасты, и вот он - GPU NVIDIA GF100, закрытый защитной металлической крышкой, которая по совместительству выступает в качестве теплораспределителя. Судя по маркировке чипа (GF100-375-A3) массовое производство топовых ускорителей началось лишь с выходом третьей ревизии GPU на базе архитектуры Fermi.

Компания AMD уже очень давно устанавливает на свои графические карты видеопамять стандарта GDDR-5, в то время как основная масса решений NVIDIA работает с памятью GDDR-3. Новые ускорители GeForce GTX 470/480, наконец, тоже оснащаются памятью передового стандарта. На нашем экземпляре GeForce GTX 480 установлена видеопамять производства Samsung с маркировкой K4G10325FE-HC04 . Ее время выборки составляет 0,4 нс, а номинальная эффективная частота равна 5 ГГц QDR. Ну что же, внешний осмотр GeForce GTX 480 окончен, пора переходить к практическим испытаниям новинки.

Тестовый стенд

Тестирование всех видеокарт в данном обзоре проводилось на стенде следующей конфигурации:

Центральный процессор	Intel Core i7 870 @ 4.0 ГГц (182x22)
Система охлаждения CPU	Glacialtech F101 + 2x120 мм вентилятора
Материнская плата	ASUS Maximus III Extreme
Оперативная память	Super Talent DDR3 @ 1890
Жёсткий диск	Samsung SpinPoint 750 ГБ
Блок питания	IKONIK Vulcan 1200 Вт
Корпус	Основа для стенда Cooler Master test bench 1.0
Операционная система	Microsoft Windows 7 x64 Ultimate
Версии драйверов:	Для видеокарт NVIDIA использовались драйверы ForceWare 197.17 Для видеокарт AMD использовались драйверы Catalyst 10.3a preview

В тестировании участвовали следующие видеокарты:

• AMD Radeon HD 4890
• AMD Radeon HD 5870
• AMD Radeon HD 5970
• NVIDIA GeForce GTX 260
• NVIDIA GeForce GTX 285
• NVIDIA GeForce GTX 295
• NVIDIA GeForce GTX 480

Разумеется, главной целью данного обзора является знакомство с новым графическим ускорителем NVIDIA и оценка его потребительских качеств. Помимо этого, мы также попытаемся выяснить целесообразность перехода на новые видеокарты для владельцев решений предыдущего поколения. Именно поэтому в нашем обзоре помимо прямого конкурента GeForce GTX 480 – видеокарты AMD Radeon HD 5870, в тесте также принимают участие хиты продаж прошлых лет – Radeon HD 4890, GeForce GTX 260 и, конечно, топовые ускорители NVIDIA прошлого поколения.

Несколько слов о разгоне

В наших материалах для главного объекта тестирования мы обычно приводим как результаты, полученные на номинальных частотах, так и делаем замеры производительности после разгона. К сожалению, в этот раз тестов с повышенными относительно номинала частотами не будет, поскольку ни одна из существующих утилит не способна разогнать GeForce GTX 480. Ни NVIDIA System Tools, ни MSI Afterburner пока не могут повысить частоты этой видеокарты выше номинала. Более того, существующие публичные версии диагностических и оверклокерских утилит путаются в своих показаниях:

И только новая версия GPU-Z, которая на момент написания материала была недоступна для публичного скачивания, смогла правильно определить все характеристики нового ускорителя GeForce GTX 480.

Скриншот утилиты GPU-Z сделан на системе с двумя видеокартами GeForce GTX 480 в режиме SLI, работающих на номинальных частотах.

⇡ Тестовые приложения и режимы тестирования

Измерение температуры графического процессора NVIDIA GeForce GTX 480 и общего энергопотребления тестовой системы производилось в трёх режимах:

Игровое тестирование проводилось при следующих настройках:

	Разрешение	Варианты настроек качества картинки
3DMark Vantage		Performance, High, Extreme
STALKER: Call of Pripyat. Сцена Sun Shafts	1680x1050, 1920x1200	DX10/10.1, Max. Detail, 4xAA/16xAF, Real Shadows, DX 11, Max. Detail, No Tessellation, 4xAA/16xAF, Real Shadows
Colin MCRae DiRT 2	1680x1050, 1920x1200	DX 9 Ultra Detail, 4xAA/16xAF; DX 11 Ultra Detail, 4xAA/16xAF
Unigine Heaven v 1.0	1680x1050, 1920x1200	DX10, High Detail, 4xAA/16xAF; DX11, High Detail, Tessellation off, 4xAA/16xAF
FarCry2 DirectX 10 Benchmark	1680x1050, 1920x1200	DX10, Very High preset, 4xAA/16xAF
Resident Evil 5 DirectX 10 Benchmark	1680x1050, 1920x1200	DX10, High Detail, 4xAA/16xAF
Crysis v 1.2 x64	1680x1050, 1920x1200	DX10, Very High, 4xAA/16xAF

В драйверах видеокарт NVIDIA технология PhysX была выключена Этот обзор NVIDIA GeForce GTX 480 является первым, но далеко не последним тестированием возможностей нового флагмана NVIDIA. В этот раз при выборе режимов тестирования мы остановились на проверке производительности новинки в “классических” режимах. Сравнение производительности с включенной тесселляцией, оценка скорости и качества более сложных алгоритмов сглаживания, а также изучение производительности SLI-связки новых флагманов – темы будущих обзоров. Итак, перейдем к цифрам.

⇡ Тестирование

Температурные режимы

Прежде всего, давайте выясним, как обстоят дела с температурой GPU NVIDIA GF100 в различных режимах работы, и сравним эти показатели с результатами остальных участников тестирования. Все тестовые видеокарты охлаждались эталонными СО. Исключением была лишь плата NVIDIA GeForce GTX 260, которая представлена видеокартой ASUS ENGTX260 Matrix .

Несмотря на то, что при работе с офисными приложениями частота графического процессора и видеопамяти GeForce GTX 480 значительно снижается, температура GF100 довольно высока, выше, чем у Radeon HD 4890. При этом шума от турбины GeForce GTX 480 не слышно даже на открытом стенде.

Температура GPU GeForce GTX 480 в игре FarCry2 “впечатляет”. Впервые в нашей лаборатории неразогнанный GPU одночиповой видеокарты прогревается в игре настолько сильно. В таком режиме скорость турбины возрастает, и её шум уже чётко выделяется на фоне остальных компонентов.

Максимальная нагрузка на ускоритель GeForce GTX 480 поднимает температуру GPU ещё выше - до 97 градусов Цельсия! Надо сказать, что сразу по достижении такого значения температуры, турбина начинает работать на максимальной скорости, в результате графический процессор довольно быстро охлаждается. В нашем случае температура снизилась до 91 градуса и не поднималась выше в течение всего теста, при этом скорость турбины не снижалась. Надо сказать, что полученный результат нас несколько обескуражил, поскольку новый одночиповый флагман NVIDIA обошёл по нагреву GPU даже видеокарту GeForce GTX 295 - двухчиповую топ-модель NVIDIA предыдущего поколения. Да, по документам, предоставленным самой NVIDIA, допустимыми являются значения температуры GPU GeForce GTX 480 вплоть до 105 градусов Цельсия. Однако внутри системного блока кроме видеокарты находятся и другие компоненты системы, которые также требуют удержания внутри компьютера безопасных значений температуры. Будущим владельцам GeForce GTX 480 мы настоятельно рекомендуем серьёзно отнестись к организации качественной вентиляции внутри корпуса. Как говорится, дыма без огня не бывает. Посмотрим, сколько электроэнергии потребляет тестовый стенд с разными видеокартами NVIDIA и AMD.

Без нагрузки система с установленным ускорителем GeForce GTX 480 потребляет примерно столько же электроэнергии, сколько та же система с видеокартой NVIDIA GeForce GTX 295. Прямой конкурент из лагеря AMD оказывается более экономичным решением. Когда на тестовом стенде установлена видеокарта AMD Radeon HD 5870, система потребляет примерно на 30-35 Вт меньше, чем с GeForce GTX 480.

Во время игры в FarCry2 и в режиме максимальной нагрузки, созданной при помощи теста FurMark 1.8.0, система с установленной видеокартой GeForce GTX 480 обошла всех остальных участников, в том числе и GeForce GTX 295. Разница в энергопотреблении системы с установленной видеокартой AMD Radeon HD 5870 и системы с NVIDIA GeForce GTX 480 составляет около 110-130 Вт, причём не в пользу детища калифорнийцев. Надо сказать, что тесты энергопотребления системы и нагрева GPU говорят не в пользу GeForce GTX 480. Однако люди, покупающие топовые решения, далеко не всегда смотрят на эти параметры. Флагманские решения в первую очередь должны быть максимально технологичны и, что самое главное, производительны. С поддержкой современных технологий у NVIDIA GeForce GTX 480 всё в полном порядке, а вот производительность мы сейчас оценим. Вначале посмотрим на показатели производительности в синтетических тестах:

Тестирование GeForce GTX 480 в 3DMark Vantage с профилем Performance демонстрирует прирост производительности относительно GeForce GTX 285 на уровне 25%. При этом мы зафиксировали отставание нового флагмана NVIDIA от основного конкурента в лице AMD Radeon HD 5870, разница в результатах составляет примерно 6%.

С ростом нагрузки видеокарта AMD Radeon HD 5870 начинает понемногу сдавать позиции. В режиме High отрыв от GeForce GTX 480 уже не так заметен, как в режиме Performance, а с переходом к профилю Extreme новый флагман NVIDIA вырывается вперёд, обгоняя ещё и GeForce GTX 295. При всём при этом, двухчиповый флагман AMD – Radeon HD 5970, вне конкуренции. Ещё один синтетический тестовый пакет, ставший популярным почти сразу после выхода – Unigine Heaven v 1.0.

Видеокарта NVIDIA GeForce GTX 480 обходит своего основного конкурента Radeon HD 5870. Перевес по очкам на стороне NVIDIA как в разрешении 1680x1050, так и 1920x1200. Расстановка сил внутри линейки NVIDIA такова: ускоритель GeForce GTX 480 по уровню производительности находится между GeForce GTX 295 и GeForce GTX 285, отставая от “295-ой” и опережая одночиповый топ предыдущего поколения примерно на 20%.

Тестирование в DirectX 11 без активации тесселляции показывает примерно те же результаты, что и тест в режиме DirectX 10. В обоих разрешениях по очкам выигрывает GeForce GTX 480. Вне конкуренции по-прежнему AMD Radeon HD 5970. Синтетические тесты позволяют представить лишь примерный уровень производительности видеокарты, поскольку почти всегда “синтетика” работает на движках, отличных от тех, что используются в реальных играх. Именно поэтому результатам таких тестов стоит доверять с осторожностью. Переходим к тестированию в реальных играх.

Глядя на результаты GeForce GTX 480, полученные в FarCry 2 DirectX 10 Benchmark, хочется воскликнуть “Вот этого мы и ждали!”. Новый флагман NVIDIA значительно оторвался от своего основного конкурента AMD Radeon HD 5870 и довольно близко подошёл к результатам Radeon HD 5970. Отрыв GeForce GTX 480 от Radeon HD 5870 как по минимальному, так и по среднему значению частоты смены кадров составляет порядка 25-30 fps. В сравнении с одночиповым флагманом предыдущего поколения GeForce GTX 285, новинка от NVIDIA оказалась быстрее почти вдвое! Что же до противостояния с NVIDIA GeForce GTX 295, то в FarCry 2 “старичку” также не поздоровилось, GeForce GTX 480 вырвался вперёд.

Пожилой, но от того не менее технологичный шутер Crysis v 1.2 x64 не выявляет явного лидера в схватке GeForce GTX 480 против AMD Radeon HD 5870. Эти ускорители идут фактически “ноздря в ноздрю”. А вот среди “братьев по оружию” GeForce GTX 480 вырывается вперёд. Особенно эта разница заметна в самом высоком разрешении. Надо сказать, что в этой схватке ускорители AMD Radeon HD 4890, GeForce GTX 260 и даже GeForce GTX 285 выглядят “бедными родственниками”, поскольку на фоне современных Hi-End решений они не могут показать адекватных результатов.

В игре Colin McRae DiRT 2 все решения NVIDIA показывают отличные результаты. Здесь AMD Radeon HD 5970 уже не является абсолютным лидером. В разрешении 1920x1200 видеокарта GeForce GTX 295 смогла слегка опередить старший ускоритель AMD, хотя разрыв составляет около 1-2 fps. Противостояние GeForce GTX 480 и AMD Radeon HD 5870 закончилось победой GeForce. Разница в производительности в разрешении 1680x1050 составляет около 20 fps как по среднему, так и по минимальному значению частоты смены кадров. С ростом разрешения AMD Radeon HD 5870 заметно сокращает разрыв, хотя новый флагман NVIDIA всё-таки впереди. Отставание GeForce GTX 285 от GeForce GTX 480 в DiRT 2 не так велико, как в ранее протестированных играх. Здесь флагман прошлого поколения демонстрирует хорошую производительность, достаточную для комфортной игры во всех разрешениях.

При переходе от DirectX 9 к DirectX 11 результаты всех протестированных нами ускорителей снизились. Тем не менее, даже при максимальном разрешении играть в Colin McRae DiRT 2 комфортно и на Radeon HD 5870, и на GeForce GTX 480. Последний, кстати, по прежнему лидирует, опережая своего основного конкурента Radeon HD 5870 как в разрешении 1680x1050, так и в разрешении 1920x1200. Чемпионом во всех разрешениях по-прежнему является Radeon HD 5970.

Пришло время демонстрации возможностей современных ускорителей в игре S.T.A.L.K.E.R.: Зов Припяти. Во-первых, хотелось бы отметить полное и безоговорочное лидерство топовых ускорителей AMD Radeon HD 5870 и AMD Radeon HD 5970. Разница в результатах между основными конкурентами AMD Radeon HD 5870 и NVIDIA GeForce GTX 480 фактически двукратная! Если честно, выглядит это очень странно. Ещё одна странность Сталкера, так это отношение движка игры к многочиповым тандемам. Обратите внимание на то, что GeForce GTX 295 по минимальному значению fps отстаёт от GeForce GTX 285, аналогично и Radeon HD 5970 отстаёт от Radeon HD 5870.

Если в разрешении 1680x1050 движок S.T.A.L.K.E.R. позволял комфортно играть на двух топовых ускорителях AMD, то повышение разрешения до 1920x1200 снизило минимальную и среднюю частоту смены кадров на Radeon HD 5870 до таких значений, при которых играть становится не очень комфортно. Ускоритель Radeon HD 5970 всё ещё держится на плаву, хотя просадки частоты смены кадров до 24 fps не приносят радости. Главный герой нашего обзора - GeForce GTX 480, при переходе к более высокому разрешению не потерял темп, а наоборот, прибавил, почти сравнявшись по минимальному значению fps с Radeon HD 5870.

Переход к DirectX 11 не сказался отрицательно на производительности участников тестирования. Ускоритель GeForce GTX 480 выступает практически наравне с Radeon HD 5870, незначительно отставая на символическую величину в 1 fps. В лидерах, как и прежде, AMD Radeon HD 5970.

Напоследок, проверим, на что способен GeForce GTX 480 в Resident Evil 5. Новинка от NVIDIA без труда опережает Radeon HD 5870, отрываясь от соперника на 15-20 fps в зависимости от разрешения. Показатели производительности GeForce GTX 480, в целом, оказываются даже лучше оных у GeForce GTX 295, не говоря уже о пожилом по меркам индустрии NVIDIA GeForce GTX 285.

⇡ Выводы

Подводя итоги, хотелось бы остановиться на нескольких моментах. Прежде всего, стоит отметить, что с точки зрения поддерживаемых технологий, паритет в Hi-End сегменте между видеокартами NVIDIA и AMD восстановлен. Более того, в некотором смысле небольшой технологический перевес теперь на стороне “зелёных”, поскольку все современные ускорители NVIDIA помимо DirectX 11, Direct Compute 5, OpenCL и др. поддерживают технологии PhysX и CUDA, используемые в ряде приложений, в том числе и компьютерных играх. Однако если смотреть шире, то компании NVIDIA необходимо проделать немалую работу, поскольку в остальных сегментах рынка у AMD доступна масса решений, превосходящих по технологичности аналоги NVIDIA. Нерешенным для Hi-End ускорителей NVIDIA остался вопрос энергопотребления и тепловыделения. Флагман линейки GeForce - видеокарта GeForce GTX 480, не только не может соперничать по показателям энергоэффективности с Radeon HD 5870, но проигрывает по этим показателям даже GeForce GTX 295! Если говорить о производительности, то, в целом, в базовых, если так можно выразиться, режимах ускоритель NVIDIA GeForce GTX 480 оказывается быстрее своего основного конкурента AMD Radeon HD 5870. Правда, глядя на скоростное преимущество GeForce GTX 480 в некоторых играх и режимах, хочется сказать, что мы ожидали большего превосходства. Тем не менее, окончательно ставить точку в вопросе производительности ещё рано. В скором времени появятся новые драйверы, которые поднимут производительность новинки от NVIDIA и решений от AMD. Кроме того, нам предстоит протестировать топовые ускорители обеих компаний в более тяжёлых графических режимах. Заранее предсказать итоги таких состязаний вряд ли возможно, всё будет зависеть от “запаса прочности” современных GPU. Именно в таких сражениях будет ясно, чья архитектура имеет больший задел на будущее.

Подробный экскурс в архитектуру и технологические особенности GF100 мы делали в прошлой статье , здесь же остановимся только на 3D Vision. Соответствующий комплект существует уже больше года, и читатели нашей новостной ленты скорее всего знают о его основных особенностях. В таком случае можно спокойно перейти к следующему разделу. Однако на нашем сайте не выходил материал, посвященный данной технологии, и анонс новых видеокарт NVIDIA является отличным поводом рассказать о ней подробнее. Заодно в соответствующем разделе мы посмотрим, как изменилась производительность в стереоскопическом режиме при использовании Fermi.

Глаза человека видят предметы под разными углами. Именно формирующееся в мозгу сочетание двух различных картинок и создает ощущение объема. Конечно, если смотреть одним глазом, то «объем» этот чаще всего никуда не девается, потому как обычно не только стереоскопическое зрение дает нам данные об удаленности того или иного объекта. Однако в непривычной обстановке именно оно может оказаться единственным источником информации о глубине.

С помощью некоторых ухищрений можно заставить человека видеть объем там, где его нет. Для этого нужно показать каждому глазу предназначающееся для него изображение. Тот же предмет, но под разными углами, как в жизни. Самый очевидный способ сделать это – поставить напротив обоих глаз по небольшому дисплею. Именно это делается в различных «шлемах виртуальной реальности». Несмотря на очевидные плюсы, они обладают и недостатками. Эти шлемы дорогие и не очень удобные в использовании. Гораздо привычнее человеку смотреть издалека на экран или монитор. Однако тут тоже надо как-то заставить глаза видеть различные изображения.

Существует метод, не требующий никаких дополнительных приспособлений, кроме специально подготовленного изображения (стереопары). Если, рассматривая их, пытаться сфокусироваться на более близком/далеком предмете, то изображение на мониторе будет раздваиваться. При наличии определенного навыка, можно «совместить» два различных изображения в одной точке, и тогда картинка неожиданно получит объем. Конечно, долго так скрещивать взгляд затруднительно. С середины позапрошлого века существуют специальные устройства, стереоскопы, которые позволяют видеть в стереопаре объемное изображение без таких ухищрений.

Наиболее простым в реализации является метод анаглифов. Предназначенные для различных глаз картинки располагаются на плоскости с небольшим смещением друг относительно друга. При этом их выполняют в контрастирующих цветах (красный и зеленый, например). Если рассматривать эти изображения через очки со стеклами соответствующих цветов, то каждый глаз не будет видеть контрастирующий цвет. Однако этот метод тоже очень утомителен для глаз и не позволяет хоть сколько-нибудь адекватно передать исходные цвета изображения.

В последнее время начали активно внедряться автостереоскопические методы, не требующие никаких очков для просмотра трёхмерного изображения. Они обеспечивают разделение картинки за счет физического/оптического заслонения определенных участков для каждого глаза. Эта технология очень чувствительна к углу, с которого рассматривается изображение. Поэтому основной областью использования автостереоскопических дисплеев на данный момент являются рекламные панели. В ближайшем будущем, возможно, она получит распространение на мобильных устройствах.

Сильнее всего сейчас распространены поляризационные системы. Именно они используются в кинотеатрах RealD, SuperD и IMAX 3D. Изображения, предназначенные для каждого глаза, формируются с помощью по-разному поляризованного света (используется как линейная, так и круговая поляризация). Ну а фильтры, установленные в очках, пропускают только поляризованный определенным образом свет. Оборудование для поляризационных систем довольно дорогое, а вот очки стоят копейки, что и обуславливает высокую популярность этих систем в кинотеатрах. Применяются поляризационные системы и дома, однако домашние варианты обладают значительными недостатками. Обычно для формирования изображения используются мониторы с чересстрочной поляризацией, так что физическое разрешение монитора уменьшается вдвое. К тому же в двухмерном режиме возникают неприятные визуальные артефакты.

Существует также затворная технология. Этот простой и логичный метод был придуман еще в позапрошлом веке, когда не было никаких адекватных способов его реализовать. Идея заключается в том, чтобы демонстрировать на экране изображения, предназначенные для различных глаз попеременно, синхронно с этим перекрывая видимость для другого глаза. При обеспечении должной частоты обновления кадров это дает желанный стереоэффект.

Однако вплоть до появления жидкокристаллических дисплеев применение затворной технологии было очень затруднено. Затем появилась возможность установить эти дисплеи в очки и затемнять с нужной частотой. Но со внедрением затворных очков произошла небольшая задержка. Дело в том, что после появления первых коммерчески доступных образцов ЭЛТ-мониторы очень быстро начали заменяться жидкокристаллическими, которые не могли на тот момент обновлять изображение с частотой 120 Гц. Со временем эта проблема была решена. 120 Гц дисплеи ничуть не хуже подходят для просмотра двухмерных изображений, и даже обычно обеспечивают лучшее время отклика по сравнению с традиционными моделями. Возможно, в будущем они вытеснят на рынке обычные мониторы, и тогда для просмотра стереоскопических изображений достаточно будет купить затворные очки.

Nvidia Geforce GTX 480:

описание видеокарты и результаты синтетических тестов

Есть смысл сказать, что карта требуют дополнительного питания, причем двумя разъемами, один из которых 8-пиновый, а второй 6-пиновый. Если насчет последнего — нет проблем, так как уже все современные БП имеют такие «хвосты», то для запитки через 8-пиновый разъем требуется специальный переходник, который должен поставляться с серийными видеокартами.

Чип был получен на четвертой неделе этого года, то есть в конце января.

О системе охлаждения.

Nvidia Geforce GTX 480 1536MB PCI-E
Принципиально кулер не отличается от предыдущих решений семейства GTX — цилиндрический вентилятор прогоняет воздух через радиатор и выводит тепло за пределы системного блока. Однако в виду чрезмерного энергопотребления нового продукта, а следовательно и нагрева, СО претерпела усовершенствования в части усиления теплоотвода с помощью тепловых трубок. Как мы видим, центральный радиатор с трубками охлаждает только ядро. Когда как микросхемы памяти охлаждаются прижимающейся к ним пластиной, находящейся под кожухом. Вероятно уже исчерпаны возможности поиска СО такого типа, чтобы могли справиться с сильно греющимся ядром без шума. Поэтому должны сказать, что СО получилась шумная. Даже в 2D режиме кулер работает на 44% от максимума, хотя раньше такой показатель был где-то 20-25%. Шум начинается после 50%. Поэтому кулер работает на грани слышимости шума, и это в простое! Что говорить про нагрузку, когда СО начинает постепенно усиливать обороты вращения турбины, доводя в среднем до 70-80% при работе карты в трехмерном режиме.

Мы провели исследование температурного режима с помощью утилиты EVGA Precision (автор А. Николайчук AKA Unwinder) и получили следующие результаты:

Nvidia Geforce GTX 480 1536MB PCI-E

И это неудивительно, ведь нагрев ядра достигает 95 градусов, и даже такой высокий показатель достигается ценой очень шумной работы СО. Так что любителям самой передовой и быстрой трехмерной игровой графики придется забыть — что такое тишина, если гонять игры или какие-либо тесты. Даже в 2D при нагрузке карты всяким сложным контентом (типа флеша или видео) кулер уже весьма слышим.

Комплектация.

Это референсный продукт, поэтому комплектации и упаковки нет.

Теперь перейдем к тестам. Вначале покажем конфигурацию тестового стенда.

Установка и драйверы

Конфигурация тестового стенда:

• Компьютер на базе Intel Core I7 CPU 920 (Socket 1366 LGA)
  • процессор Intel Core I7 CPU 920 (2667 MHz);
  • системная плата Asus P6T Deluxe на чипсете Intel X58;
  • оперативная память 3 GB DDR3 SDRAM Corsair 1066MHz;
  • жесткий диск WD Caviar SE WD1600JD 160GB SATA;
  • блок питания Tagan TG900-BZ 900W.
• операционная система Windows 7 32bit; DirectX 11;
• монитор Dell 3007WFP (30");
• драйверы ATI версии CATALYST 10.3; Nvidia версии 197.17.

VSync отключен.

Синтетические тесты

Используемые нами пакеты синтетических тестов можно скачать здесь:

• D3D RightMark Beta 4 (1050) с описанием на сайте http://3d.rightmark.org .
• D3D RightMark Pixel Shading 2 и D3D RightMark Pixel Shading 3 — тесты пиксельных шейдеров версий 2.0 и 3.0 ссылка .
• RightMark3D 2.0 с кратким описанием: , .

Так как у нас нет своих синтетических DirectX 11 тестов, то нам пришлось воспользоваться примерами из различных пакетов SDK и демонстрационными программами. Во-первых, это HDRToneMappingCS11.exe и NBodyGravityCS11.exe из комплекта DirectX SDK (February 2010) .

Также мы взяли по два примера от обоих производителей: Nvidia и AMD, чтобы ни от кого не было никаких претензий в предвзятости. Из ATI Radeon SDK были взяты примеры DetailTessellation11.exe и PNTriangles11.exe (они есть и в DX SDK, кстати). Ну а со стороны Nvidia были представлены две демонстрационные программы: Realistic Character Hair и Realistic Water Terrain, которые скоро должны стать доступными для скачивания на сайте компании.

Синтетические тесты проводились на следующих видеокартах:

• Geforce GTX 480 GTX 480 )
• Geforce GTX 295 со стандартными параметрами (далее GTX 295 )
• Geforce GTX 285 со стандартными параметрами (далее GTX 285 )
• Radeon HD 5970 со стандартными параметрами (далее HD 5970 )
• Radeon HD 5870 со стандартными параметрами (далее HD 5870 )

Для сравнения результатов новой модели Geforce GTX 480 были выбраны именно эти видеокарты по следующим причинам: Radeon HD 5870 и HD 5970 являются наиболее производительными одночиповой и двухчиповой моделями от конкурирующей компании AMD, с наиболее близкими к GTX 480 ценами. С решениями Nvidia всё даже ещё проще: Geforce GTX 285 — наиболее производительная одночиповая карта на GPU прошлого поколения, по ней мы будем судить об архитектурных изменениях, а GTX 295 — самая мощная до выхода новых решений двухчиповая плата от Nvidia.

Direct3D 9: тесты Pixel Filling

В тесте определяется пиковая производительность выборки текстур (texel rate) в режиме FFP для разного числа текстур, накладываемых на один пиксель:

Наш тест немного устарел, и видеокарты в нём не достигают теоретически возможных значений, но пиковую скорость текстурирования видеокарт относительно друг друга он всё же показывает верно. Как обычно, результаты синтетики не дотягивают до пиковых значений, по ней получается, что GTX 480 выбирает до 40 текселей за один такт из 32-битных текстур при билинейной фильтрации в этом тесте, что в полтора раза ниже теоретической цифры в 60 отфильтрованных текселей.

Этого не хватает, чтобы достать хотя бы до GTX 285, выбирающей текстурные данные на 5-7% быстрее. Не говоря уже о том, чтобы догнать конкурирующий HD 5870, более чем в полтора раза производительный, почти во всех режимах, если судить по нашей DX9 синтетике. Двухчиповая карта Nvidia явно пала жертвой программных проблем, а вот HD 5970 ещё более производительна, по сравнению с HD 5870.

Разница между GTX 480 и GTX 285 почти всегда одинаковая, кроме случаев с небольшим количеством текстур, где больше сказывается ограничение в ПСП. И HD 5870 в этих тестах не так уж далеко впереди. А вот при 4-8 текстурах разница становится большей, что намекает о недостатке скорости текстурирования GF100 для того, чтобы всегда быть впереди конкурента в устаревших игровых приложениях. Посмотрим на эти же результаты в тесте филлрейта:

Второй синтетический тест показывает скорость заполнения, и в нём мы видим ту же самую ситуацию, но уже с учетом количества записанных в буфер кадра пикселей. Максимальный результат остаётся за решениями AMD, имеющими большее количество TMU и более эффективными по достижению высокого КПД в нашем синтетическом тесте. В случаях с 0-3 накладываемыми текстурами разница между решениями значительно меньше, в таких режимах производительность ограничена ПСП, прежде всего.

Direct3D 9: тесты Pixel Shaders

Первая группа пиксельных шейдеров, которую мы рассматриваем, является очень простой для современных видеочипов, она включает в себя различные версии пиксельных программ сравнительно низкой сложности: 1.1, 1.4 и 2.0, встречающихся в старых играх.

Тесты очень и очень просты для современных архитектур и показывают не все возможности современных GPU, но интересны для оценки баланса между текстурными выборками и математическими вычислениями, особенно при смене архитектур, которая и произошла в этот раз у Nvidia.

В данных тестах производительность ограничена в основном скоростью текстурных модулей, но уже с учётом эффективности блоков и кэширования текстурных данных в реальных задачах. Посмотрим, как сказались изменения в архитектуре, по сравнению с GT200? Хорошо видно, что архитектура изменилась, и новая карта GTX 480 показывает результат выше, чем одночиповая карта на основе предыдущей архитектуры. Причём в большинстве тестов GTX 480 догоняет двухчиповую GTX 295, что уже неплохо само по себе.

Пропускная способность памяти в этих тестах лишь немного ограничивает новые решения, и скорость зависит от текстурирования, что не позволяет карте на базе GF100 показать результаты даже на уровне Radeon HD 5870, не говоря уже о двухчиповом решении AMD. Видеоплаты на чипах производства Nvidia в этом наборе тестов явно отстают, что является тревожным звоночком для других наших тестов, где важна скорость текстурирования. Посмотрим на результаты несколько более сложных пиксельных программ промежуточных версий:

В тестах пиксельных шейдеров версии 2.a всё даже ещё хуже, если сравнивать со скоростью конкурентов. В сильно зависящем от скорости текстурирования тесте процедурной визуализации воды «Water» используется зависимая выборка из текстур больших уровней вложенности, и карты всегда располагаются по скорости текстурирования, но с поправкой на разную эффективность использования TMU.

Карты на основе чипов RV870 показывают максимальные результаты, ну а скорость GTX 480 оказалась где-то между одночиповой и двухчиповой моделями на GPU предыдущей архитектуры. Слабовато, конечно, но хотя бы быстрее GTX 285, что говорит о более эффективном использовании имеющихся TMU.

Результаты второго теста почти такие же, хотя он более интенсивен вычислительно, и всегда лучше подходил для архитектуры AMD, обладающей большим количеством вычислительных блоков. Современные решения AMD тут далеко впереди, особенно двухчиповый вариант.

GTX 480 обгоняет GTX 285 лишь на 25%, да и отстаёт от двухчиповой модели почти на столько же. Это явно указывает на ограничение производительности GTX 480 из-за малого количества TMU, по сравнению с архитектурой нового поколения. Подтверждаются наши опасения в виде основного недостатка архитектуры GF100.

Direct3D 9: тесты пиксельных шейдеров Pixel Shaders 2.0

Эти тесты пиксельных шейдеров DirectX 9 сложнее предыдущих, они близки к тому, что мы сейчас видим в мультиплатформенных играх, и делятся на две категории. Начнем с более простых шейдеров версии 2.0:

• Parallax Mapping — знакомый по большинству современных игр метод наложения текстур, подробно описанный в статье .
• Frozen Glass — сложная процедурная текстура замороженного стекла с управляемыми параметрами.

Существует два варианта этих шейдеров: с ориентацией на математические вычисления, и с предпочтением выборки значений из текстур. Рассмотрим математически интенсивные варианты, более перспективные с точки зрения будущих приложений:

Это универсальные тесты, зависящие и от скорости блоков ALU и от скорости текстурирования, в них важен общий баланс чипа. Видно, что производительность видеокарт в тесте «Frozen Glass» ограничена не только математикой, но и скоростью текстурных выборок. Ситуация в нём схожа с той, что мы видели чуть выше в «Cook-Torrance», но новая GTX 480 в этот раз гораздо ближе к двухчиповому GTX 295 на основе GPU старой архитектуры Nvidia. С другой стороны, даже одночиповый HD 5870 всё равно далеко впереди.

Во втором тесте «Parallax Mapping» результаты снова очень похожи на предыдущие. Впрочем, в этот раз HD 5870 оторвался от карт Nvidia не так сильно, как в первом тесте. Посмотрим, что будет дальше, но игры обычно многограннее, чем синтетика, и не упираются так явно в одно лишь текстурирование. Но всё-таки для таких устаревших задач количество текстурных модулей в GF100 явно недостаточное. Рассмотрим эти же тесты в модификации с предпочтением выборок из текстур математическим вычислениям, чтобы убедиться в наших промежуточных выводах окончательно:

Картинка в чём-то схожая, но с текстурными выборками карты AMD справляются явно лучше, особенно двухчиповый HD 5970 тут хорош! Сегодняшний герой в виде GTX 480 снова показывает средний между GTX 285 и GTX 295 результат, так как тут ещё более явно виден упор производительности в скорость текстурных блоков, и их количество у GF100 для новой мощной графической архитектуры всё же явно недостаточное.

Но то были устаревшие задачи, с упором в текстурирование, да и не особенно сложные. А сейчас мы рассмотрим результаты ещё двух тестов пиксельных шейдеров — версии 3.0, самых сложных из наших тестов пиксельных шейдеров для Direct3D 9, которые намного показательнее с точки зрения современных эксклюзивных игр на ПК. Тесты отличаются тем, что сильнее нагружают и ALU, и текстурные модули, обе шейдерные программы сложные и длинные, включают большое количество ветвлений:

• Steep Parallax Mapping — значительно более «тяжелая» разновидность техники parallax mapping, также описанная в статье .
• Fur — процедурный шейдер, визуализирующий мех.

Ну наконец-то! Вот тут совсем другое дело. Оба PS 3.0 теста очень сложные, совсем не зависят от ПСП и текстурирования, они чисто математические, но с большим количеством переходов и ветвлений, с которыми, похоже, отлично справляется новая архитектура GF100.

В этих тестах GTX 480 показывает свою реальную силу и обгоняет все решения, кроме нового двухчипового от конкурента. Мало того, GTX 295 в этих сложнейших тестах чуть ли не вдвое медленнее, а GTX 285 вообще втрое! На результаты явно повлияли архитектурные изменения нового графического процессора, направленные на повышение эффективности вычислений.

Итак, с новой архитектурой GF100 мы отмечаем очень большой прирост производительности в сложнейших PS 3.0 тестах. В которых важнее всего не пиковая математическая мощь, которая имеется у решений AMD, а эффективность выполнения сложных шейдерных программ с переходами и ветвлениями. Ну и удвоенная математическая мощь, по сравнению с GT200, тоже сказалась. Очень хороший результат, ведь обогнать решение архитектуры AMD, имеющей большее количество исполнительных блоков ALU, это дорогого стоит.

Direct3D 10: тесты пиксельных шейдеров PS 4.0 (текстурирование, циклы)

Во вторую версию RightMark3D вошли два знакомых PS 3.0 теста под Direct3D 9, которые были переписаны под DirectX 10, а также ещё два новых теста. В первую пару добавились возможности включения самозатенения и шейдерного суперсемплинга, что дополнительно увеличивает нагрузку на видеочипы.

Данные тесты измеряют производительность выполнения пиксельных шейдеров с циклами, при большом количестве текстурных выборок (в самом тяжелом режиме до нескольких сотен выборок на пиксель) и сравнительно небольшой загрузке ALU. Иными словами, в них измеряется скорость текстурных выборок и эффективность ветвлений в пиксельном шейдере.

Первым тестом пиксельных шейдеров будет Fur. При самых низких настройках в нём используется от 15 до 30 текстурных выборок из карты высот и две выборки из основной текстуры. Режим Effect detail — «High» увеличивает количество выборок до 40-80, включение «шейдерного» суперсемплинга — до 60-120 выборок, а режим «High» совместно с SSAA отличается максимальной «тяжестью» — от 160 до 320 выборок из карты высот.

Проверим сначала режимы без включенного суперсемплинга, они относительно просты, и соотношение результатов в режимах «Low» и «High» должно быть примерно одинаковым.

Производительность в этом тесте зависит и от количества и эффективности блоков TMU, и от филлрейта с ПСП в меньшей степени. Результаты в «High» получаются примерно в полтора раза ниже, чем в «Low», как и должно быть по теории. В Direct3D 10 тестах процедурной визуализации меха с большим количеством текстурных выборок решения Nvidia традиционно сильны, но последняя архитектура AMD уже подобралась к ним вплотную.

GTX 480 почти на треть быстрее GTX 285, но не дотягивает до GTX 295, что мы видели и в DX9 тестах. Это говорит скорее о влиянии филлрейта и ПСП, где новое решение Nvidia имеет преимущество над одночиповой картой предыдущей серии. Примерно так же расположен по скорости GF100 и относительно двух карт на основе RV870. Посмотрим на результат этого же теста, но с включенным «шейдерным» суперсемплингом, увеличивающим работу в четыре раза, возможно в такой ситуации что-то изменится, и ПСП с филлрейтом будут влиять меньше:

Включение суперсемплинга теоретически увеличивает нагрузку в четыре раза, и в этот раз Geforce GTX 480 сдаёт позиции, как ни странно. А обе Radeon становятся немного сильнее. Разница между GTX 480 и GTX 285 совсем небольшая, что говорит скорее всего об упоре всё же в текстурирование. Или ПСП, которая у GTX 480 увеличилась по отношению к GTX 285 не слишком сильно. Влияния производительности ALU и эффективного выполнения ветвлений в этом тесте явно не видать.

Второй тест, измеряющий производительность выполнения сложных пиксельных шейдеров с циклами при большом количестве текстурных выборок называется Steep Parallax Mapping. При низких настройках он использует от 10 до 50 текстурных выборок из карты высот и три выборки из основных текстур. При включении тяжелого режима с самозатенением, число выборок возрастает в два раза, а суперсемплинг увеличивает это число в четыре раза. Наиболее сложный тестовый режим с суперсемплингом и самозатенением выбирает от 80 до 400 текстурных значений, то есть в восемь раз больше, по сравнению с простым режимом. Проверяем сначала простые варианты без суперсемплинга:

Данный тест интереснее с практической точки зрения, так как разновидности parallax mapping давно применяются в играх, а тяжелые варианты, вроде нашего steep parallax mapping используются во многих проектах, например, в Crysis и Lost Planet. Кроме того, в нашем тесте, помимо суперсемплинга, можно включить самозатенение, увеличивающее нагрузку на видеочип примерно в два раза, такой режим называется «High».

Диаграмма почти полностью повторяет предыдущую, показаны близкие результаты даже по абсолютным цифрам. В обновленном D3D10 варианте теста без суперсемплинга, GTX 480 чуть лучше справляется с поставленной задачей, чем одночиповый топ предыдущего поколения, но отстаёт от двухчиповой карты GTX 295. Также, новая видеокарта на GF100 немного обгоняет и своего соперника HD 5870, двухчиповый вариант которого становится победителем в абсолютном зачёте.

Посмотрим, что изменит включение суперсемплинга, он всегда вызывает несколько большее падение скорости на картах Nvidia.

При включении суперсемплинга и самозатенения задача получается более тяжёлой, совместное включение сразу двух опций увеличивает нагрузку на карты почти в восемь раз, вызывая большое падение производительности. Разница между скоростными показателями несколько видеокарт изменилась, включение суперсемплинга сказывается как и в предыдущем случае — карты производства AMD явно улучшили свои показатели относительно решения Nvidia.

Обе двухчиповые карты остаются впереди GTX 480, но в этот раз новое решение немного проигрывает и своему прямому конкуренту HD 5870. Похоже, что так оно и будет в игровых тестах — где-то GTX 480 окажется далеко впереди, а где-то — немного отстанет. Впрочем, карта на GF100 хотя бы обгоняет свою предшественницу, в лёгком режиме заметно, а в тяжёлом — совсем чуть-чуть. Архитектурные изменения в новом GPU компании Nvidia не дали особенного преимущества в этих тестах, к сожалению.

Direct3D 10: тесты пиксельных шейдеров PS 4.0 (вычисления)

Следующая пара тестов пиксельных шейдеров содержит минимальное количество текстурных выборок для снижения влияния производительности блоков TMU. В них используется большое количество арифметических операций, и измеряют они именно математическую производительность видеочипов, скорость выполнения арифметических инструкций в пиксельном шейдере.

Первый математический тест — Mineral. Это тест сложного процедурного текстурирования, в котором используются лишь две выборки из текстурных данных и 65 инструкций типа sin и cos.

А вот в математических тестах мы должны увидеть большие изменения, так как графический процессор GF100 отличается удвоенной мощью ALU, по отношению к GT200. Впрочем, теоретически решения AMD в наших синтетических тестах должны быть ещё быстрее, так как в вычислительно сложных задачах современная архитектура AMD имеет явное преимущество перед конкурентами от Nvidia. Подтверждается положение и в этот раз, новая плата GTX 480 хотя и сократила разрыв между картами Nvidia и AMD, но он остался более чем полуторакратным.

А вот сравнение с GTX 285 и GTX 295 получилось интересное. Ни двукратной разницы с предыдущей одночиповой, ни обгона старой двухчиповой карты предыдущего поколения у Nvidia в этот раз не получилось. Подтверждается вывод о том, что данный тест не полностью зависит от скорости ALU, но и на разницу в ПСП результаты не списать. У GF100 получилось лишь 38% прироста по сравнению с GTX 285, что весьма странно и очень-очень мало, как нам кажется.

Рассмотрим второй тест шейдерных вычислений, который носит название Fire. Он тяжелее для ALU, и текстурная выборка в нём только одна, а количество инструкций типа sin и cos увеличено вдвое, до 130. Посмотрим, что изменилось при увеличении нагрузки:

Во втором тесте скорость рендеринга ограничена почти исключительно производительностью шейдерных блоков, но всё же разница между GTX 285 и GTX 480 слишком мала — всего 58%, хотя теоретически должно быть ближе к двукратной разнице. Но новое решение хотя бы догнало двухчиповую GTX 295, в отличие от предыдущего теста. Впрочем, конкуренты в лице Radeon HD 5870 и уж тем более HD 5970 в этом тесте показывают скорость ещё значительно выше.

Подводим итог по математическим D3D10 тестам. Все видеокарты Nvidia далеко позади, даже новый GF100 медленнее конкурента в пиковых синтетических задачах почти вдвое! И всё это несмотря на то, что GTX 480 быстрее одночипового варианта GTX 285 теоретически почти вдвое. Реальность показывает гораздо меньшую цифру, и даже приблизиться к картам AMD по простым математическим тестам Nvidia не удалось.

В общем, итог по предельным математическим вычислениям остаётся неизменным и в этот раз — явное и неоспоримое преимущество решений компании AMD, которое не изменил выход линейки GTX 400. Посмотрим на результаты тестирования геометрических шейдеров — уж там-то новое решение должно быть сильно, как никакое другое.

Direct3D 10: тесты геометрических шейдеров

В пакете RightMark3D 2.0 есть два теста скорости геометрических шейдеров, первый вариант носит название «Galaxy», техника аналогична «point sprites» из предыдущих версий Direct3D. В нем анимируется система частиц на GPU, геометрический шейдер из каждой точки создает четыре вершины, образующих частицу. Аналогичные алгоритмы должны получить широкое использование в будущих DirectX 10 играх.

Изменение балансировки в тестах геометрических шейдеров не влияет на конечный результат рендеринга, итоговая картинка всегда абсолютно одинакова, изменяются лишь способы обработки сцены. Параметр «GS load» определяет, в каком из шейдеров производятся вычисления — в вершинном или геометрическом. Количество вычислений всегда одинаково.

Рассмотрим первый вариант теста «Galaxy», с вычислениями в вершинном шейдере, для трёх уровней геометрической сложности:

Соотношение скоростей при разной геометрической сложности сцен примерно одинаковое у всех решений, производительность соответствует количеству точек, с каждым шагом падение FPS составляет около двух раз. Задача для современных видеокарт не особенно сложная, а производительность в целом ограничена скоростью обработки геометрии и не упирается в пропускную способность памяти.

И вот тут новый графический процессор показывает свою настоящую силу. Geforce GTX 480 во всех режимах показывает близкие к двухчиповому решению конкурента результаты, в полтора раза обгоняя и HD 5870 и двухчиповую карту на базе GT200. Отличный результат! Как и ожидалось, выполнение геометрических шейдеров у GF100 весьма и весьма эффективное, примерно в 2,5 раза быстрее, чем может GT200. Посмотрим, изменится ли ситуация при переносе части вычислений в геометрический шейдер:

Нет, цифры при изменении нагрузки в этом тесте почти не изменились. Все карты в этом тесте не замечают изменения параметра GS load, отвечающего за перенос части вычислений в геометрический шейдер, и показывают аналогичные предыдущей диаграмме результаты. Смотрим, что изменится в следующем тесте, который предполагает большую нагрузку именно на геометрические шейдеры.

«Hyperlight» — это второй тест геометрических шейдеров, демонстрирующий использование сразу нескольких техник: instancing, stream output, buffer load. В нем используется динамическое создание геометрии при помощи отрисовки в два буфера, а также новая возможность Direct3D 10 — stream output. Первый шейдер генерирует направление лучей, скорость и направление их роста, эти данные помещаются в буфер, который используется вторым шейдером для отрисовки. По каждой точке луча строятся 14 вершин по кругу, всего до миллиона выходных точек.

Новый тип шейдерных программ используется для генерации «лучей», а с параметром «GS load», выставленном в «Heavy» — ещё и для их отрисовки. То есть, в режиме «Balanced» геометрические шейдеры используются только для создания и «роста» лучей, вывод осуществляется при помощи «instancing», а в режиме «Heavy» выводом также занимается геометрический шейдер. Сначала рассматриваем лёгкий режим:

Обе двухчиповые конфигурации показали себя в этом тесте как обычно, что Geforce GTX 295, что Radeon HD 5970. Видимо, с методом многочипового рендеринга AFR этот тест несовместим вообще. В остальном относительные результаты в разных режимах соответствуют нагрузке: во всех случаях производительность неплохо масштабируется и близка к теоретическим параметрам, по которым каждый следующий уровень «Polygon count» должен быть менее чем в два раза медленней.

В этом тесте производительность нового Geforce GTX 480 лишь немного превосходит скорость Radeon HD 5870 в сложном режиме, зато в лёгких разница заметна больше. Сравнивать GTX 480 с GTX 285 на основе GPU предыдущего поколения вообще смешно, новый видеочип оказывается быстрее примерно в два раза.

Цифры должны измениться на следующей диаграмме, в тесте с более активным использованием геометрических шейдеров. Также будет интересно сравнить друг с другом результаты, полученные в «Balanced» и «Heavy» режимах.

Настало время ещё раз удивиться возможностям GF100 по обработке геометрии и скорости исполнения геометрических шейдеров. Вот это — как раз тот результат, ради которого были сделаны глобальные изменения в графическом конвейере GF100. Хотя исполнение геометрических шейдеров было неплохо улучшено и в GT200 и в RV870, но GF100 просто рвёт их на куски в этой задаче.

Новое решение GTX 480 в этом тесте почти вдвое быстрее, чем Radeon HD 5870 и до 2,75 раз быстрее своей одночиповой предшественницы GTX 285. Инженеры компании Nvidia постарались повысить эффективность предыдущей архитектуры по обработке геометрии, и это им явно удалось. Все предыдущие решения просто не способны на столь же эффективное исполнение геометрических шейдеров. Что же будет в тестах тесселяции, которые должны показать ещё большую разницу, исходя из теории? Но не будем заглядывать слишком далеко вперёд.

Direct3D 10: скорость выборки текстур из вершинных шейдеров

В тестах «Vertex Texture Fetch» измеряется скорость большого количества текстурных выборок из вершинного шейдера. Тесты схожи по сути и соотношение между результатами карт в тестах «Earth» и «Waves» должно быть примерно одинаковым. В обоих тестах используется на основании данных текстурных выборок, единственное существенное отличие состоит в том, что в тесте «Waves» используются условные переходы, а в «Earth» — нет.

Рассмотрим первый тест «Earth», сначала в режиме «Effect detail Low»:

Предыдущие исследования показали, что на результаты этого теста влияет и скорость текстурирования и пропускная способность памяти. Но разница между решениями совсем небольшая. GTX 480 показывает схожий с двухчиповой GTX 295 результат, немного опережает HD 5870, но совсем немного уступает во всех режимах наиболее производительной в этом тесте карте Radeon HD 5970. Результаты явно странные... Посмотрим на производительность в этом же тесте с увеличенным количеством текстурных выборок:

Взаимное расположение карт на диаграмме немного изменилось, это видно по немного ухудшившимся показателям почти всех карт. Кроме рассматриваемой сегодня GTX 480. Она почти не потеряла в производительности относительно этого же теста в лёгких условиях. Вот что значит — увеличенная эффективность текстурных модулей и особенно подсистемы кэширования. Теперь новая карта на GF100 быстрее всех при среднем и большом количестве полигонов и наравне с двухчиповыми картами в наиболее простом режиме.

Рассмотрим результаты второго теста текстурных выборок из вершинных шейдеров. Тест «Waves» отличается меньшим количеством выборок, зато в нём используются условные переходы. Количество билинейных текстурных выборок в данном случае до 14 («Effect detail Low») или до 24 («Effect detail High») на каждую вершину. Сложность геометрии изменяется аналогично предыдущему тесту.

Интересно, что результаты в тесте «Waves» не похожи на те, что мы видели на предыдущих диаграммах. Преимущество продукции AMD несколько усилилось, и теперь GTX 480 показывает схожую с HD 5870 и Geforce GTX 295 производительность, немного проигрывая конкуренту в тяжёлом режиме. Предыдущее топовое решение Nvidia на одном чипе осталось позади, новая модель семейства Geforce GTX 400 опережает её, хоть и не в разы. Рассмотрим второй вариант этого же теста:

Изменений снова почти нет, хотя с ростом сложности условий результаты новейшего графического процессора Nvidia во втором тесте вершинных выборок стали чуть лучше, относительно скорости видеокарт AMD. Перевес над HD 5870 хоть и небольшой, но есть, да и с Geforce GTX 295 новая одночиповая карта справилась, за исключением самого лёгкого режима.

3DMark Vantage: Feature тесты

В данный обзор мы снова решили включить синтетические тесты из пакета 3DMark Vantage . Пакет хоть уже и не новый, но его feature тесты обладают поддержкой D3D10 и интересны уже тем, что отличаются от наших. При анализе результатов нового решения Nvidia в этом пакете мы сможем сделать какие-то новые и полезные выводы, ускользнувшие от нас в тестах семейства RightMark.

Feature Test 2: Color Fill

Тест скорости заполнения. Используется очень простой пиксельный шейдер, не ограничивающий производительность. Интерполированное значение цвета записывается во внеэкранный буфер (render target) с использованием альфа-блендинга. Используется 16-битный внеэкранный буфер формата FP16, наиболее часто используемый в играх, применяющих HDR-рендеринг, поэтому такой тест является вполне своевременным.

Показатели производительности в этом тесте не соответствуют тому, что мы видели в своих аналогичных тестах, даже с учетом разных форматов: у нас используется целочисленный буфер с 8-бит на компоненту, а в тесте Vantage — 16-бит с плавающей точкой. Цифры Vantage скорее показывают не производительность блоков ROP, а примерную величину пропускной способности памяти. Для двухчиповых карт всё несколько сложнее, GTX 295 показывает меньшую цифру, чем должна.

Результаты теста примерно соответствуют теоретическим цифрам, и зависят от ширины шины памяти, её типа и частоты. GTX 285 показывает неплохой результат из-за применения 512-битной памяти, а GTX 480 не слишком сильно её опережает из-за того, что GDDR5 память работает на не особенно высокой частоте, и ширина шины памяти соответствует 384-бит. Ну и Radeon HD 5870 тоже где-то там недалеко, хотя у неё лишь 256-битная шина памяти, зато GDDR5 довольно быстрая.

Несмотря на использование GDDR5 памяти с большей ПСП, новое решение Nvidia вместе с HD 5870 показывает результат лишь немного выше уровня GTX 285, имеющего 512-битную шину и GDDR3 память. Это может служить потенциальным ограничением производительности в случае использования буферов рендеринга в FP16 формате, что массово наблюдается в современных играх.

Feature Test 3: Parallax Occlusion Mapping

Один из самых интересных feature тестов, так как подобная техника уже используется в играх. В нём рисуется один четырехугольник (точнее, два треугольника), с применением специальной техники Parallax Occlusion Mapping, имитирующей сложную геометрию. Используются довольно ресурсоёмкие операции по трассировке лучей и карта глубины большого разрешения. Также эта поверхность затеняется при помощи тяжёлого алгоритма Strauss. Это тест очень сложного и тяжелого для видеочипа пиксельного шейдера, содержащего многочисленные текстурные выборки при трассировке лучей, динамические ветвления и сложные расчёты освещения по Strauss.

Тест отличается от других тем, что зависит не только от шейдерной мощности, эффективности исполнения ветвлений и скорости текстурных выборок по отдельности, а от всего понемногу. И для достижения высокой скорости важен грамотный баланс блоков GPU и ПСП видеопамяти. Сильно влияет на тест и эффективность выполнения ветвлений в шейдерах.

К сожалению, GTX 480 показывает посредственный результат в этом тесте, лишь на 23% быстрее, чем предыдущее решение на одном чипе — GTX 285. Представленная сегодня видеоплата Nvidia отстаёт и от двухчиповой GTX 295, и от главного конкурента Radeon HD 5870, а двухчиповый HD 5970 вообще остался недосягаемым.

Не очень понятно, что повлияло так негативно на результаты этого теста. Возможно, виновата низкая скорость текстурных выборок, которые активно используются в тесте, так как эффективность ветвлений у GF100 довольно высока, что доказали наши тесты пиксельных шейдеров третьей версии. Решения Nvidia всегда были эффективны в этом тесте, но HD 5870 обгоняет даже новую GTX 480. Может быть, в тестах физических симуляций GF100 покажет себя с лучшей стороны?

Feature Test 4: GPU Cloth

Тест интересен тем, что рассчитывает физические взаимодействия (имитация ткани) при помощи видеочипа. Используется вершинная симуляция, при помощи комбинированной работы вершинного и геометрического шейдеров, с несколькими проходами. Используется stream out для переноса вершин из одного прохода симуляции к другому. Таким образом, тестируется производительность исполнения вершинных и геометрических шейдеров и скорость stream out.

Сразу можно отбросить показатели двухчиповых карт, они явно соответствуют скорости одночиповых аналогов (каждый чип в HD 5970 и GTX 295 работает на меньшей частоте, чем в HD 5870 и GTX 285). Скорость рендеринга тут зависит от производительности обработки геометрии и исполнения геометрических шейдеров. В этом тесте даже GTX 285 неплохо работает, лишь немного отставая от HD 5870, а уж новая карта GTX 480 вновь показала свои сильные стороны.

GF100 в этом тесте почти вдвое производительнее предыдущего решения, что неплохо соответствует двукратно усиленной шейдерной мощи нового чипа. Преимущество над конкурирующим решением Radeon HD 5870 столь же впечатляющее. В общем, за нашим сегодняшним героем можно закрепить статус лидера по выполнению геометрических шейдеров и скорости обработки геометрии в целом, как и должно быть по теории.

Feature Test 5: GPU Particles

Тест физической симуляции эффектов на базе систем частиц, рассчитываемых при помощи видеочипа. Также используется вершинная симуляция, каждая вершина представляет одиночную частицу. Stream out используется с той же целью, что и в предыдущем тесте. Рассчитывается несколько сотен тысяч частиц, все анимируются отдельно, также рассчитываются их столкновения с картой высот. Аналогично одному из тестов нашего RightMark3D 2.0, частицы отрисовываются при помощи геометрического шейдера, который из каждой точки создает четыре вершины, образующих частицу. Но тест больше всего загружает шейдерные блоки вершинными расчётами, также тестируется stream out.

Налицо даже ещё более сильный результат. В синтетических тестах имитации тканей и частиц пакета Vantage, где используются геометрические шейдеры, новый чип GF100 просто оставляет в пыли всех своих соперников. В этот раз он опережает предыдущий графический процессор Nvidia почти втрое, а конкурирующий Radeon HD 5870 показывает в тесте имитации частиц примерно вдвое худший результат.

Результаты мультичипов снова такие же — и у карты AMD, и у Nvidia явно не работает метод мультичипового рендеринга, так как результаты расчётов текущего кадра используются в следующем, что не даёт начать его рассчитывать до того, как закончится рендеринг текущего. В этом — очевидная слабость двухчиповых карт, они не могут работать эффективно, когда в кадре используются данные из предыдущего.

Feature Test 6: Perlin Noise

Последний feature тест пакета Vantage является математически-интенсивным тестом видеочипа, он рассчитывает несколько октав алгоритма Perlin noise в пиксельном шейдере. Каждый цветовой канал использует собственную функцию шума для большей нагрузки на видеочип. Perlin noise — это стандартный алгоритм, часто используемый в процедурном текстурировании, он использует очень много математических расчётов.

Математический feature тест из пакета тестов компании Futuremark показывает чистую производительность видеочипов в предельных задачах. Показанная в нём производительность неплохо соответствует тому, что должно получаться по теории, и частично соответствует тому, что мы видели выше в собственных математических тестах из RightMark 2.0. Но в этом тесте разница между решениями ещё больше.

Так, в этом математическом тесте GTX 480 на базе нового GF100 наконец-то обогнал GTX 285 ровно вдвое, что соответствует теории. А вот от HD 5870 отставание нового решения оказалось слишком большим — 1,7 раза. Это мы ещё двухчиповый HD 5970 не рассматриваем...

В общем, видеокарты AMD закономерно всухую выигрывают у конкурентов от Nvidia этот тест, но новое решение на основе графического процессора Nvidia GF100 всё-таки смогло к нему приблизиться. Напомним, что этот математический тест довольно прямолинеен и призван показать производительность, близкую к пиковой теоретической. В более сложных вычислительных тестах, таких как физические расчёты, получается несколько иная картина. А вот простая, но интенсивная математика, выполняется на картах AMD значительно быстрее.

Direct3D 11: вычислительные и геометрические шейдеры

Чтобы протестировать новые решения компаний Nvidia и AMD в задачах, использующих возможности DirectX 11, мы воспользовались примерами из пакетов для разработчиков (SDK) от Microsoft, AMD и Nvidia, а также некоторыми демонстрационными программами этих компаний.

Сначала рассмотрим тесты, использующие новый тип шейдеров — вычислительные (Compute). Их появление — одно из наиболее важных нововведений в последних версиях DX API, они используются для различных задач: постобработки, симуляций и т.п. В первом тесте показан пример HDR рендеринга с tone mapping из DirectX SDK с постобработкой, использующей пиксельные или вычислительные шейдеры.

Нужно признать явную победу одночипового решения AMD над новой видеокартой Nvidia Geforce GTX 480 в этом тесте. Анонсированная сегодня плата на новом чипе GF100 отстаёт от конкурирующего Radeon HD 5870 в обоих режимах, и с использованием пиксельного, и с использованием вычислительного шейдеров. Причём отставание довольно ощутимое — до полутора раз. У двухчипового HD 5970 в этом тесте работает только один GPU, поэтому его результат даже ниже, чем у HD 5870.

Второй тест вычислительных шейдеров также взят из DirectX SDK от Microsoft, в нём показана расчётная задача гравитации N тел (N-body) — симуляция динамической системы частиц, на которую воздействуют физические силы, такие как гравитация.

И в этом вычислительном тесте новое решение Nvidia снова проигрывает ближайшему конкуренту в лице Radeon HD 5870. В данном случае — около 25%, что также довольно много. Двухчиповый HD 5970 в очередной раз не может показать свои возможности, и ограничивается работой одного из двух установленных на плате GPU.

Следующий тест — демонстрационная программа от Nvidia под названием Realistic Character Hair. В ней используется не чисто синтетический код вычислительных или геометрических шейдеров, а комплекс геометрических и вычислительных шейдеров и тесселяции, поэтому он несколько ближе к реальным задачам, чем чистая синтетика первых двух тестов.

А вот в этом тесте новый графический процессор Nvidia показывает отличный результат, значительно опережая одночиповый Radeon HD 5870 и двухчиповый HD 5970, второй GPU которого снова не сработал. При этом интересна не только сама по себе разница в производительности между одночиповыми картами до 1,5-1,8 раз, но и разное их поведение при включении аппаратной тесселяции.

Новая видеокарта Geforce GTX 480 на базе чипа GF100 в таком случае ускоряется при включении тесселяции на 15%, а решение AMD на основе RV870 замедляется почти на 5%. Иными словами, в данном случае тесселяция для решения Nvidia выгодна, а для AMD — нет. Видимо, сказывается различная организация геометрического конвейера, к рассмотрению производительности которого мы сейчас и переходим.

Direct3D 11: производительность тесселяции

Самым важным нововведением в Direct3D 11 по праву считается аппаратная тесселяция. Мы очень подробно рассматривали её в своей теоретической статье про Nvidia GF100. Существует несколько различных схем разбиения графических примитивов (тесселяции). Например, phong tessellation, PN triangles, Catmull-Clark subdivision.

Тесселяцию уже начали использовать в первых DirectX 11 играх, таких как STALKER: Зов Припяти, DiRT 2, Aliens vs Predator, Metro 2033. В некоторых из них тесселяция используется для моделей персонажей (все игры жанра FPS из перечисленных), в других — для имитации реалистичной водной поверхности (DiRT 2). Схема PN Triangles используется в STALKER: Зов Припяти, в Metro 2033 — Phong tessellation. Эти методы сравнительно быстро и просто внедряются в процесс разработки игр и существующие движки, что и было проделано.

Первым тестом тесселяции у нас будет пример Detail Tessellation из ATI Radeon SDK. Собственно, он показывает не только тесселяцию, но и две разные техники бампмаппинга: обычное наложение карт нормалей и parallax occlusion mapping. Что ж, сравним DirectX 11 решения от Nvidia и AMD в различных условиях:

Первым же выводом напрашивается следующий: попиксельная техника parallax occlusion mapping (средние столбики на диаграмме) и на Geforce GTX 480 и на RADEIN HD 5870 выполняется менее эффективно, чем тесселяция (нижние столбики). То есть, имитация геометрии при помощи пиксельных расчётов обеспечивает меньшую производительность, чем реальная геометрия, отрисованная при помощи тесселяции. Это к слову о перспективности тесселяции там, где сейчас используется parallax mapping.

Далее, что касается производительности GTX 480 и карт AMD относительно друг друга. Двухчиповый HD 5970 опережает одночиповые варианты, что вполне понятно. А вот GTX 480 впереди HD 5870 на 5-15%. Больше при включенной тесселяции, меньше при попиксельных расчётах. Что соответствует нашим ожиданиям — в играх с поддержкой только DX9 или DX10 разница между GTX 480 и HD 5870 тоже должна быть меньше, чем в DX11 играх с тесселяцией.

Вторым тестом на производительность тесселяции у нас будет ещё один пример для 3D-разработчиков из ATI Radeon SDK — PN Triangles. Собственно, оба примера входят также и в состав DX SDK, так что на их основе будут создавать свой код множество игровых разработчиков. Этот пример мы протестировали с различным коэффициентом разбиения (tessellation factor), чтобы понять, как сильно влияет его изменение на общую производительность.

В этом примере, пожалуй, мы впервые увидели настоящую геометрическую мощь графической архитектуры GF100. Да, это лишь синтетический тест и такие экстремальные коэффициенты разбиения вряд ли будут использоваться поначалу. Но синтетика для того и нужна, чтобы помочь оценить перспективность решений в будущих задачах.

И Geforce GTX 480 тут отлично показывает, на что способен GF100 в задачах тесселяции. Единственный чип в разы опережает двухчиповую карту конкурента. Преимущество над HD 5970 достигает четырёх раз, а одночиповая HD 5870 в этом тесте повержена с просто разгромным счётом. По сути, GF100 позволяет использовать коэффициент тесселяции на несколько ступеней больше, по сравнению с RV870. Вот что значит архитектура, специально разработанная с учётом возможностей нового API в виде тесселяции.

Но давайте рассмотрим ещё один тест — демонстрационную программу Nvidia Realistic Water Terrain, также известную как Island. Кстати, автор этой программы — известный 3D-энтузиастам Тимофей Чеблоков aka Smalltim. Его демка Island использует тесселяцию и карты смещения (displacement mapping) для рендеринга реалистично выглядящей поверхности океана и ландшафта. Смотрится она просто отлично:

Вообще, Island не является чистым синтетическим тестом для тесселяции, а содержит и довольно сложные пиксельные и вычислительные шейдеры, поэтому разница в производительности может быть меньше, чем в предыдущем случае, но зато это положение будет ближе к реальности.

В данном случае мы протестировали демо при четырёх разных коэффициентах тесселяции, здесь эта настройка названа Dynamic Tessellation LOD. Если при самом низком коэффициенте разбиения карта на GF100 лишь немного опережает одночиповый вариант от AMD, и даже уступает HD 5970, то при росте коэффициента разбиения и итоговой сложности сцены производительность GTX 480 снижается далеко не так сильно, как скорость рендеринга у конкурирующих решений.

В итоге мы снова получили ситуацию, когда чип GF100 новой графической архитектуры Nvidia обеспечивает схожую с RV870 производительность тесселяции при значительно отличающейся сложности сцены. Так, при максимальном коэффициенте LOD равном 100 в этой программе GTX 480 показывает такую же производительность, как и Radeon HD 5870, но при коэффициенте лишь 25 — то есть при в несколько раз большем количестве треугольников (28 млн. против 4 млн. в данном случае). Это просто огромная разница!

Выводы по синтетическим тестам

По результатам проведённых синтетических тестов новой модели Nvidia Geforce GTX 480, основанной на графическом процессоре GF100, а также результатам других моделей видеокарт основных производителей видеочипов, мы можем сделать вывод о том, что это — очень мощная графическая архитектура Nvidia, которая отличается значительно улучшенными производительностью и возможностями. Новые модели видеокарт на основе GF100 стали одними из самых быстрых среди всех одночиповых.

Увеличенное количество блоков обработки геометрии и их параллельная работа позволили значительно улучшить производительность тесселяции и геометрических шейдеров. В синтетических задачах тесселяции новому решению компании Nvidia просто нет равных. Конкуренту не помогает даже двухчиповое решение, а уж при сравнении видеоплат с одним GPU, решение на основе GF100 выигрывает в таких тестах у лучшей карты на основе RV870 до 4-6 раз. И до выхода архитектуры конкурента, специально усиленной для эффективной обработки геометрии, ситуация не изменится.

Если же судить о производительности в 3D-приложениях без тесселяции, то можно предположить, что в игровых тестах будет то же самое, что и в наших синтетических — где-то Geforce GTX 480 окажется впереди конкурента, а где-то — немного отстанет. Причём слишком больших проигрышей быть не должно, так как нет игр, которые были бы полностью ограничены математическими вычислениями или производительностью текстурных выборок — единственными параметрами, по которым к архитектуре GF100 у нас возникают некоторые вопросы.

В синтетических тестах тесселяции, геометрических шейдеров и физических расчётов (имитации тканей и частиц в пакете Vantage, где также используются геометрические шейдеры), новый чип Nvidia GF100 значительно сильнее других. Как и в других вычислительных тестах со сложными программами. А вот прямолинейная математика вроде чисто вычислительных тестов из RightMark или Vantage, как и ожидалось, была проиграна решениям AMD, и отставание у Nvidia до сих пор приличное. Получается, что GF100 приблизился к CPU по своим особенностям, стал ещё универсальнее (вспоминаем про C++ и кэширование как у CPU), но по сравнению с RV870 он обладает несколько меньшей «числодробильной» мощью, которой всегда отличались GPU от CPU.

Сравнительно невысокая пиковая вычислительная и текстурная производительность, которые мы отметили в нашей статье, приводит к отставанию от конкурента в некоторых искусственных тестах, но в целом GTX 480 показала весьма приличные результаты, которые должны подтвердиться в следующей части нашего материла. В ней вы ознакомитесь с тестами свежего решения компании Nvidia, основанного на новом GPU, в самых современных игровых приложениях.

Предполагаем, что игровые результаты будут примерно соответствовать нашим выводам, сделанным при анализе результатов синтетических тестов. Хотя разницы в разы не будет, потому что скорость рендеринга в играх зачастую зависит сразу от нескольких характеристик видеокарт, и гораздо сильнее зависит от филлрейта и пропускной способности памяти, чем синтетика. Думаем, что модель Geforce GTX 480 должна немного опережать своего одночипового конкурента Radeon HD 5870 в играх без тесселяции и уж точно будет впереди в тестах с её применением.

Думаю, что не буду далеким от истины если скажу, что анонса новых видеокарт на базе микроархитектуры Fermi компанией NVIDIA ждали все: как поклонники брэнда, равно и сочувствующие компании-конкуренту AMD/ATi.

Спустя 6 месяцев после анонса и выпуска на рынок компанией AMD своих очень удачных решений по соотношению цена/производительность, основанных на базе 40 нм чипов Cypress c поддержкой нового API Microsoft D 3D 11, компания NVIDIA , наконец-то, смогла порадовать IT -общественность выпуском своих первых двух DX 11 решений верхнего ценового диапазона - старшую видеокарту GeForce GTX 480 и ее «младшую сестру» — GeFor ce GTX 470, основанных на чипе под кодовым обозначением GF100.

Еще задолго до анонса собственно самих видеокарт на базе GF 100, осенью 2009 г., компания NVIDIA впервые представила свою новую прогрессивную архитектуру Fermi, которая, по обещаниям NVIDIA, должна была стать основой для самых высокопроизводительных в миреоднопроцессорных видеоадаптеров и принести много интересных новшеств. Для того, чтобы соответствовать требованиям и спецификациям нового API, NVIDIA проделала большую работу над значительным увеличением пиковой геометрической производительности и внедрением эффективной реализации такого важного нововведения DX11, как аппаратная тесселяция, а также, среди прочих, были обещаны повышение производительности видеокарт на основе GF100 в приложениях, связанными с интенсивным расчетом физических эффектов, улучшение реализации «тяжелых» игровых режимов в сравнении с предыдущими поколениями за счет качественной переработки блоков ROP.

У каждого из нас от этого анонса были свои ожидания: кто-то желал обострения конкуренции и снижения цен на 5ххх серию от AMD, другим было просто интересно узнать, что на этот раз предложит один из сильнейших игроков рынка графики и как изменится в этот раз расстановка сил на рынке 3D -видеоадаптеров, ну а фанатеющей братии из обоих лагерей надо было доказать друг другу свою правоту, что Fermi в любом случае будет ужасным провалом/оглушительным успехом. :)

Не стану скрывать, что автор этих строк тоже долго ждал выхода новых решений от NVIDIA. Моя уже бывшая GTX 285, в целом удовлетворяла мои игровые запросы и потребности, и хотя ранее побывавшие в моем системном блоке Radeon HD5870 и HD5850 оставили весьма неплохое впечатление, знание о том, что «зелено-черные» тоже должны вот-вот выпустить нечто такое, что заставит трепетать душу энтузиаста и любителя скоротать иногда вечер-другой за любимой игрой в максимальном качестве, заставило меня запастись терпением и ждать до концавыхода новых видеокарт от NVIDIА. Которые обязательно должны быть быстрее продуктов конкурента, ведь так было на протяжении последних 4-5 лет, не так ли? :)

Однако, нужно помнить о том, что Fermi надолго задержался.

В IT-индустрии, где ее основные игроки так или иначе равняются друг на друга и стараются изо всех сил не отставать от конкурентов в циклах освоения новых технологий и выпуска новых продуктов, этот анонс GeFor ce GTX 400 выглядит явным образом как опоздание, в то время, как основной конкурент NVIDIA - компания AMD/ATi начиная с сентября 2009 г. анонсировала один за другим свои DX11 продукты, которые оставались все эти 6 месяцев лидерами по производительности и технологиям буквально во всех ценовых сегментах.

О причинах задержки и выпуска новых решений много говорилось все это время, они известны всем, и не все было в силах NVIDIA изменить это. Очевидно, что компания TSMC — основной контрактный производитель по выпуску графических процессоров для NVIDIA и AMD, не смогла обеспечить должный уровень выхода годных чипов, основанных на 40 нм техпроцессе. Причем, от этого пострадали оба чипмейкера. Из-за проблем с 40 нм техпроцессом, и AMD не могла продолжительное время после анонса удовлетворить высокий спрос на HD5xx и воспользоваться шансом получить больше прибыли от продаж новинок в отсутствии конкуренции со стороны NVIDIA. Вследствие этих проблем с техпроцессом, все мы стали свидетелями недавнего поднятия цен включительно на 3D-видеокарты предыдущих поколений, в то время как мы привыкли видеть только снижение цен на эти продукты по мере насыщения рынка и их морального устаревания.

Тем не менее для нас, потребителей, это все лирика, и факт остается фактом: Fermi значительно опоздал, в то время как его конкурент уже насытил рынок в полной мере DX11 видеокартами на любой вкус и кошелек. Принимая во внимание эту задержку, многие потребители вполне обоснованно возлагали немалые требования к новичку NVIDIA, надеясь, что этот продукт должен предложить более высокую производительность, лучшего соотношения цена/производительность, лучших потребительских качеств.

Именно эти вопросы мы попытаемся рассмотреть в настоящем обзоре GTX 480 и в ходе практических тестов выяснить, что может ожидать потенциального покупателя GTX 480, на что ему придется рассчитывать и с чем придется столкнуться.

Итак: каков он, этот GTX 480? Стоило ли его столько ждать? Выполнила ли на практике NVIDIA свои обещания о преимуществах GF100, и стала ли GTX 480 самой быстрой одночиповой видеокартой или она НЕ быстрей своего конкурента HD5870? Можно ли считать GTX 480 удачной видеокартой или это провал NVIDIA? Это все-таки видеокарта или это, скорей, ускорительвычислений, как говорят некоторые? Стоит ли рассматривать в качестве кандидата на апгрейд эту видеокарту?

Для лучшего понимания, что есть GTX 480, было решено протестировать эту видеокарту в игровых и синтетических бенчмарках, противопоставив результаты тестов GTX 480 результатам своего конкурента — HD5870, а также прошлого одночипового флагмана NVIDIA — GTX 285. Были проверены на практике теплошумовой режим GTX 480, ее разгонный потенциал. Как дополнение, также было решено исследовать процессорозависимость в некоторых игровых бенчмарках. Для полноты картины было решено добавить сохранившиеся результаты тестирования HD5850.

Тестовый стенд выглядел следующим образом:

Для GTX 480 использовались бета-драйверы GeForce 197.75, для GTX 285 — GeForce 196.75 и для HD5870 и 5850 — Catalyst 10.3 WHQL и Catalyst 9.12 WHQL соответственно.

Настройки драйвера — дефолт, все настройки менялись в меню игр.

Также для остальных компонентов системного блока — чипсета матплаты, звуковой карты использовались самые последние драйверы, версия библиотек DirectX — февраль 2010 г.

Все видеокарты тестировались на Windows 7 Ultimate 64 бит с последними обновлениями, доступными на момент тестирования.

Для уменьшения или исключения процессорозависимости, центральный процессор был разогнан до 4200 Мгц при напряжении на ядре 1.33v., SMT и Turbo включены, оперативная память функционировала на частоте 1600 Мгц при таймингах 8-8-8-22-1N и напряжении 1.64v.

Фотографии внешнего вида тестируемых видеокарт:

Видеокарта Zotac GeForce GTX 480 1536 Mb :

Ейбудутпротивостоять Sapphire Radeon HD5870 иОЕМ— версия GeForce GTX 285 :

Теплошумоваяэргономика GTX 480

С тем, чтобы проверить температурные режимы видеокарты и уровень шума, издаваемый вентилятором СО в режиме простоя и нагрузке в одиночном и SLI-режимах, использовался MSI Afterburner 1.6.0 beta 5.

Без нагрузки, две видеокарты в закрытом корпусе системного блока и при температуре окружающей среды в 23-24 гр. продемонстрировали следующие температуры:

Через 15 минут после включения компьютера, температура верхней карты стабилизировалась на отметке 50 гр, а нижней — 46 гр. Вентиляторы СО при этом работали на 44% своих оборотов, что является субъективно бесшумным режимом. При серфинге в Интернете, печатании в Word, температура видеочипов, процессора и остальных компонентов, как и обороты кулеров СО видеокарт продолжали оставаться на этом же уровне.

Для прогрева и создания нагрузки на видеокарты для начала было решено воспользоваться многократным прогоном подтеста Firefly Forest из тестового пакета 3D Mark 2006 в максимально доступном разрешении 1920х1200 с активацией полноэкранного сглаживания 8хFSAA и анизотропной фильтрации.

Температуры видеочипов и обороты кулеров после 8 циклов прогона оказались следующими:

Пиковая температура самой горячей — верхней карты, достигла 91 гр., нижняя видеокарта прогрелась до пиковых 88 гр. Вентиляторы СО при этом сохраняли обороты на отметке 65-70%, что субъективно является невысоким уровнем шума, но одновременно следует сказать, что шум СО отчетливо слышен на фоне остальных вентиляторов, установленных в системном блоке. Температура центрального процессора при этом достигала 55-56 гр. Другое дело, что во время прогона этого теста температура в комнате ощутимо повысилась, и от системного блока стал исходить горячий воздух.

А вот что получилось с температурами и шумом после часовой игры в METRO 2033 DX11.

Уже примерно через 5 минут кулеры СО видеокарт достигли отметки 80% оборотов и стали отчетливо слышными через наушники, а еще через 10 минут в комнате с компьютером, в которой было открыто окно, стало жарко и появился характерный запах сильно разогретого пластика.

Как когда-то в случае GTX 280, я пытался выставить фиксированные 70% оборотов в MSI AB, с тем, чтобы получить приемлемые температуры и шум, однако после 15-минутной игры в METRO 2033 температура верхней карты ушла за 100 гр.

При выставлении кулера в 100% оборотов, температуры видеочипов и окружения резко падают, вплоть до 64-66 гр. и, как выяснилось впоследствии, в тестах с разгоном до 830/1660, не заходят за отметку 70 гр. Но шум от 100% оборотов вентиляторов на двух видеокартах оказался труднопереносимым.

На основании того, с чем я столкнулся в одной из игр, из-за опасения вывести из строя видеокарт, прогрев Furmark-ом в режиме SLI не стал пробоваться.

Справедливости ради следует отметить, что в автоматическом режиме управления, во всех играх и бенчмарках кулеры видеокарт ни разу не заходили за 80% оборотов и тем более не достигали 100%, как у некоторых обозревателей, но эти 80%, издаваемые двумя видеокартами, нельзя признать комфортным уровнем шума. Правильней будет назвать это шумом, несовместимым с нервной системой обычного человека.

Были проверены и температурный и шумовые режимы в случае нахождения одной видеокарты в системном блоке.

Во время замеров, температура в комнате составляла примерно 21 гр.

В простое, одиночная карта продемонстрировала следующие показатели:

Результат получасовой игры в METRO 2033:

Также были проверены температурные режимы во время прогона Furmark v 1.8.2:

Очевидно, что в случае физического нахождения одной видеокарты в системном блоке, температуры и шум, издаваемый СО находятся на более низком уровне, позволяя без особого ущерба для слуха и здоровья остальных компонентов системного блока использовать GTX 480. Конечно же, при условии невысокой температуры окружающей среды и хорошо вентилируемого корпуса.

Если же использовать две видеокарты GTX 480 в режиме SLI, уровень шума и температурный могут принести немало разочарования владельца такого тандема.

Решением этой проблемы может стать установка альтернативной СО, образцы которых уже стали появляться на рынке, а также установка производительной СВО.

Производительность GTX 480в DX 9.0/DX 10 бенчмарках и играх

Первой будет протестирована производительность GTX 480 в синтетических бенчмарках. Было решено выбрать 3D Mark Vantage в пресетах Performance и Extreme , как наиболее актуальный из бенчмарков подобного рода для подопытных видеокарт, а также 3D Mark 2006 в разрешении 1920х1200 с активацией полноэкранного сглаживания 8хFSAA и анизотропной фильтрации. Считаю, что 06 марк утратил былую актуальность для сравнения теоретической производительности видеокарт, потому было решено, что уместней будет протестировать карты именно с такими настройками.

Одиночная GTX 480 оказывается медленней в этом тесте своего конкурента HD 5870 в пресете Performance и идет наравне в пресете Extreme .

При активации технологий SLI /CFX картина меняется — на этот раз GTX 480 SLI становится быстрей HD 5870 CFX в обоих пресетах.

Одиночная GTX 480 быстрей в этом тесте как одиночки конкурента, так и в MultiGPU .

Call of Juarez

В этом бенчмарке в предыдущих поколениях видеокарт безраздельно «рулили» Radeon -ы, как и в первой части самой игры. Однако GTX 480 удалось ощутимо подтянуть производительность в этом бенчмарке и даже превзойти конкурента на его собственном поле. Счет 1:1. :)

S.T.A.L.K.E.R:Call of Pripyat DX10

Аналогично: в прошлом поколении видеокарты Radeon были значительно быстрее конкурента в этой и прошлой версии игры. И сама игра вышла под эгидой AMD . Помнится сильное снижение производительности на GTX 280 SLI в этой игре при активации полноэкранного сглаживания, теперь GTX 480 в этой игре в лидерах.

Поскольку в бенчмарке 4 разных теста, показано среднеарифметическое значение минимального/среднего и максимального FPS .

Crysis

В бенчмарке игры, в одиночном режиме, GTX 480 проигрывает своему конкуренту HD 5870, но вырывается вперед в SLI .

Отдельно стоит упомянуть впечатления автора от реальной игры на SLI . При активации из меню игры сглаживания 16xQAA и таких опций, как TAA , HQ и АО из драйвера, средний фреймрейт оставался на весьма высоком уровне — порядка 50-55 FPS на уровне Contact . Ну и что, скажете вы? Примечательно то, что о таких режимах качества на GTX 285 SLI не приходилось мечтать, фреймрейт проваливался до не очень комфортных 25-30 фпс и даже ниже в определенных сценах игры. Это позволяет сделать вывод, что в одном из самых тяжелых и качественных режимов в этой по-прежнему тяжелой игре для подавляющего числа компьютеров,у GTX 480 SLI имеется порядка двухкратного превосходства перед своим предшественником, что не может не радовать. С роликом и со скриншотами игры вы можете ознакомиться

Far Cry 2

Игра известна своей предрасположенностью к видеокартам NVIDIA , хотя в своей 5ххх серии AMD очень хорошо подтянулись в этой игре, значительно опережая видеокарты на базе GT 200. С выходом GTX 480 лидерство в этой игре вернулось к NVIDIA , причем опять с серьезным отрывом.

Специально были использованы сглаживания 4хMSAA и 8хMSAA , чтобы показать, как себя чувствует GTX 480 при активации более качественных режимов. Напомню, что в предыдущем поколении видеокарт NVIDIA падение от активации 8хMSAA достигало внушительных величин. Теперь, в этой игре, как и в Crysis , падение небольшое и оставляет фреймрейт на весьма комфортном уровне.

HAWX DX10

В меню игры не включалась опция DX 10.1, дабы поставить все видеокарты в равное положение и не обидеть GTX 285. Играется на всем без проблем, а GTX 480 быстрее всех.

Just Cause 2

В этот раз, для объективного выявления способностей GTX 480 на фоне остальных участников тестирования, в меню игры отключались опции, реализуемые через CUDA и которые не доступны на видеокартах R аdeon : симуляция воды GPU и размытие фона.

Resident Evil 5

Игра умеет использовать многоядерность, а также имела склонность к видеокартам на чипе NVIDIA.

Производительность достаточно высока на всех тестируемых видеокартах и в нее вполне можно играть на одной GTX 285/HD 5850/HD 5870 с активацией сверхкачественных режимов.

World in Conflict

DX 11 игровые бенчмарки

S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat DX11

Повторяется картина из DX 10 теста, здесь GTX 480 тоже быстрее.

METRO 2033 DX11

Так как игра не имеет встроенного или отдельного бенчмарка, было решено последовать примеру тестирования GTX 480 Jordan на fcenter .ru и замерить при помощи FRAPS средние значения FPS на уровне «Погоня», где Артем едет на железнодорожной дрезине по тоннелю с двумя товарищами по несчастью. Продолжительность замера FPS составляла примерно 180 сек, делались три последовательных прогона, во время которых в одних и тех же сценах выполнялись определенные действия, на основании результатов и высчитывался средний FPS. Игра очень ресурсоемка и с активированными DX11 опциями является очень трудной задачей для всех участников тестирования.

Все же следует отметить, что при активации сверхвысоких настроек в DX 11 и режима сглаживания ААА, на GTX 480 игра идет заметно комфортней, чем на видеокартах конкурента. Средний фреймрейт и игровой комфорт явно выше, а при активации сглаживания 4xMSAA на GTX 480 SLI все еще удается поиграть, хотя и с трудом, в то же время на HD 5870 CFX этот режим неиграбелен совсем.

Качество картинки отдельно не исследовалась, хотя известно, что на видеокартах NVIDIA имеется замыливание изображения при активации ААА сглаживания.

С роликами из игры на GTX 480 SLI в режиме 4xMSAA DX 11 и одиночной в режиме ААА, вы можете ознакомиться

DiRT2 DX11

Игра не требовательна к ресурсам видеоподсистемы, играется хорошо на всех видеокартах, а GTX 480 немного быстрей.

Результат GTX 480 c 8xMSAA :

Unigine Heaven benchmark v 1.0

Показан средний FPS из результата прогона теста. Тест очень тяжелый для первого поколения DX 11 видеокарт, однако, в сценах с интенсивной тесселяцией (облет камерой шипастого дракона, полет над мостовой) фреймрейт на GTX 480 SLI поразительно стабильный и практически не падает. На одиночке средний FPS во всех сценах приемлем.

Превосходство над конкурентом достигает двух раз в таких сценах.

Смотрим на поведение 480 с активацией 8хMSAA .

Unigine Heaven benchmark v 2.0

Картина аналогичина, GTX 480 весьма мускулист в этом тесте и ярко блестит на фоне своего конкурента. Тут уже мы можем оценить минимальный, средний и макс. FPS на видеокартах-конкурентах.

Опять смотрим на производительность GTX 480 в сверхтяжелом режиме с 8хMSAA .

Игровые бенчмарки с опциями, релизуемые через CUDA

К моему сожалению, количество подобных бенчмарков ограничено и потому я смог протестировать наших участников тестов только в 3-х нижеследующих приложениях.

Существуют еще 2 бенчмарка с PhysX , но в одном из них, StarTales benchmark , при активации PhysX из драйвера на GTX 480, я наблюдал артефакты изображения, чего не было на GTX 285, потому было решено отказаться от этого теста. Причем, даже после того, как впоследствии повторно была переустановлена операционная система, проблема повторилась.

Batman: Arkham Asylum

Игра является единственной в своем роде и классе с наиболее яркой и полной демонстрацией красот и возможностей PhysX . По мнению автора, эту игру вообще не стоит запускать на другой видеокарте, кроме NVIDIA ; или если в качестве графического ускорителя стоит ATi Radeon , то следует озаботиться наличием дополнительной видеокарты NVIDIA в качестве ускорителя физических эффектов. Иначе многое теряется, игра смотрится и даже играется совершенно иначе без PhysX .

HD 5870 в этом тесте не участвует, целью теста было выявить насколько выросла производительность GTX 480 по сравнению с предшественником с активной опцией физики. А разница по результату теста достигла 2-х раз по среднему FPS . Неплохо! Очевидно, что нет смысла держать для этой игры дополнительную видеокарту для PhysX , имея в качестве основной GTX 480, потому что ее одной будет достаточно для комфортной игры..

В то же время я столкнулся с неработоспособностью SLI в этой игре. Результат одиночки и двух карт одинаков.

Cryostasis PhysX Tech Demo

Здесь прирост у 480 в сравнении с предком тоже имеется, хотя уже не такой большой, как в Вatman .

Вероятно, что причина этому — недостаточная оптимизированность драйвера для этой игры и бенчмарка.

Just Cause 2 с активированными CUDA опциями

Тут Radeon не участвует по той же причине отсутствия опций, доступных на NVIDIA .

Отрыв 480 от GTX 285 мал.

Такова картина по результатам игровых и синтетических бенчмарков.

Чтобы было наглядней, каково место GTX 480 на фоне остальных испытуемых в сегодняшних тестах, предлагаю ознакомиться со сводными диаграммами преимущества или отставания GTX 480 перед остальными участниками тестирования.

По результатам сегодняшних тестов в DX 9.0/DX 10, одиночная GTX 480 обходит такую же одиночную HD 5870 на величины от 4% до 37%, средняя величина превосходства в этих API — 16.5%.

В MultiGPU средняя величина превосходства составляет уже 23%.

В DX 11в одиночке средний отрыв составил 42.4%, в MultiGPU имеем 48.2%.

Общий же отрыв одиночной 480 от 5870 по итогам всех тестов составляет 24.3%, в MultiGPU — 31%.

Несмотря на сухие цифры и проценты тестов и анализа, обязательно надо иметь в виду, что это тестирование, точней возможности бенчмарков, неспособны рассказать всю правду об истинных возможностях GTX 480. Взять, к примеру, тот же Crysis .. да, в одиночке GTX 480 умудрилась проиграть HD 5870 в бенчмарке игры, но в реальной игре, с активированными eye candy , GTX 480 SLI становится бескомпромиссной связкой, этаким непобедимым чудовищем, которое крушит и ломает все на своем пути. И отрыв от конкурента в сравнимых настройках качества уже становится очень ощутимым.

То же самое касается и других игр. Итоговые цифры FRAPS —a опять не могут передать реальную картину, как играется в этой игре на той или иной видеокарте.

Теперь давайте посмотрим на диаграмму масштабирования SLI на примере GTX 480 и сравнение с технологиейMultiGPU у конкурента.

По результатам тестов GTX 480 SLI масштабируется в среднем на 80%, в то время как CrossFireX — на 72%. Считаю, что для первых драйверов GeForce для GTX 480 это очень неплохо и отмечаю возросшую масштабируемость CFX со времен моего первого знакомства с HD 5870 CFX .

Разгон

Поскольку у меня было ограничено время на тестирование HD 5870, мне не удалось успеть прогнать тесты HD 5870 и в разгоне.

Потому предлагаю вашему вниманию несколько тестов GTX 480 SLI в разгоне для понимания того, сколько производительности можно получить дополнительно, разогнав GTX 480 до определенных частот.

Тестовые экземпляры GTX 480 с первой попытки разогнались без каких-либо проблем с дефолтных 701/1402/974 Мгц до 800/1600/975 Мгц.

Обороты кулера при этом были установлены на отметку 100% оборотов.

Результаты замеров в тестах:

Попытки разогнать видеокарты выше этих значений позволили добиться максимально стабильных частот 830/1660 Мгц без поднятия напряжения на чипе, с поднятием напряжения видеокарта проходила синтетические бенчмарки и некоторые игровые бенчмарки на частоте 845/1690 Мгц. Отмечу, что попытки пройти тесты в разгоне свыше 800/1600 Мгц на автоматическом управлении оборотами кулера не увенчались успехом.

Процессорозависимость

Для определения процессорозависимости в играх на GTX 480 в одиночном и SLI-режиме, было решено воспользоваться несколькими игровыми бенчмарками на разных графических движках.

На этот раз решено было отказаться от синтетических бенчмарков, которые, как известно, хорошо отзываются на увеличение частоты центрального процессора. Наш объект исследования - как ведет себя в играх GTX 480 с процессором на определенной частоте, другими словами, какой частоты центрального процессора ей будет достаточно.

Для сравнения, были выбраны частоты 3000, 3600 и 4200 Мгц.

GTX 480 SLI

Как и следовало ожидать, столь мощная связка видеокарт, как GTX 480 в режиме SLI демонстрирует прирост от разгона центрального процессора, величина которого колеблется от игры к игре.

GTX 480 в одиночном режиме

И, наконец, Resident Evil 5 в обоих режимах:

В случае одиночной видеокарты, к некоторому моему удивлению, прироста от разгона процессора наблюдается только в бенчмарке Crysis, где зафиксирован рост минимального FPS.

В остальных играх, прироста либо нет, либо он мал.

Вместо заключения

Ну что ж, время подводить итоги. Прежде всего попытаюсь дать ответ на вопросы, которые ставил себе в начале этого обзора.

Без сомнений, GTX 480 по праву принадлежит звание самой быстрой однопроцессорной видеокарты.

Не могу согласиться с теми, которые говорят, что она затачивалась больше под внеграфические вычисления, а ее игровая составляющая изначально слаба.

Это настоящая видеокарта, с полноценной и эффективной поддержкой возможностей нового API DX 11, весьма шустрой в самом главном нововведении DX 11, как аппаратная тесселяция и с неплохой прибавкой в производительности в DX 9.0/DX 10 приложениях относительно своего предшественника. На основании результатов тестов в Heaven Benchmark , а также в существующих DX 11 играх, можно предположить с высокой долей вероятности, что в будущих играх с интенсивным использованием тесселяции, GTX 480 покажет себя с лучшей стороны. Возможности GTX 480 тем более проявляются при работе в SLI и в тяжелых режимах, демонстрируя отличную производительность и стабильность фреймрейта. Здесь хорошо видна работа NVIDIA над ошибками в прошлых поколениях. Разница между тем что было и что есть весьма заметна.

Что касается степени удачности этого продукта, здесь однозначную оценку мне дать трудно.

С одной стороны имеем большой потенциал на будущее, дальнейшее развитие интересных и полезных вещи как CUDA , PhysX , 3D Vision и 3D Vision Surround , брутальную мощь вкупе с очень неплохими разгонными возможностями, но с другой стороны, большой ложкой дегтя в бочку с достоинствами GTX 480 являются, очень высокое тепловыделение, потребление и некомфортный шум от референсной СО. Увы, таковой оказалась плата за высокую производительность и технологичность в этот раз. К тому же цены на постсоветском пространстве на этот продукт все еще остаются на весьма высоком уровне, что также не может способствовать становлению этого продукта популярным и любимым.

Также нельзя не учитывать опоздание с выводом на рынок DX 11 решений NVIDIA , в то время как конкурент уже более полугода как вовсю продает свои удачнейшие продукты с поддержкой DX 11 во всех сегментах рынка.

Разочарование от долгого ожидания Fermi могло бы быть скрашено большим и безоговорочным отрывом в производительности от решений конкурента, однако HD 5970 все еще остается королем 3D графики (кроме отдельных ситуаций), а перспективы выхода на рынок двухпроцессорного «убийцы HD 5970″ очень туманны.

В общем, полагаю, что каждый должен сам дать свои оценки этому продукту. В конце концов любой из нас, оценивая и рассматривая Fermi в качестве кандидата на апгрейд, будет концентрироваться на тех моментах, которые ему более всего интересны.

Кто-то легко может решить проблему шума и большого тепловыделения путем установки альтернативных СО или при помощи производительной СВО, кого-то этот шум с температурами совсем не волнует,наслаждаясь высочайшей производительностью и наличие приятных бонусов в виде 3D Vision , аппаратного ускорения физических эффектов PhysX и поддержкой CUDA. Кого-то не остановит даже астрономическая цена видеокарт и дополнительные затраты на СВО.. в общем, вам решать что вам нужно.

У меня лично есть предчувствие, что у объекта сегодняшнего обзора в его нынешнем виде и воплощении не совсем очевидные и ясные перспективы пребывания на рынке. Что-то надо делать с такими аппетитами и горячим нравом чипа.И чем быстрей, тем лучше.

ALSTER

Выражаю благодарность компании Accent Electronic и лично Александру Мирошникову за предоставленное на тестирование оборудование, а также NeoForce и CoIE за помощь в подготовке материала.

Еще недавно гремели первые представления серии видеокарт на NVIDIA и GTX 470, основанные на тестировании официальных семплов NVIDIA, но только сейчас такие графические ускорители начали появляться на прилавках магазинов. Конечно, сохраняется интрига равнозначности семплов и серийных образцов. Особенно это подкрепляется решением производителя даже во флагмане линейки, модели NVIDIA , использовать немного урезанную версию чипа GF100 (GPU на основе дизайна Fermi). Но постараемся рассказать обо всем по порядку.

Сама архитектура Fermi, используемая в Графических процессорах (видеокартах) NVIDIA и GTX470, была объявлена ещё в сентябре 2009 года и только через полгода пользователи смогли воспользоваться ее преимуществами. Заявленная стоимость видеокарт архитектуры GF100 должна составлять $500 на или $350 на GTX 470, что немного выше, чем у одночиповых флагманов от AMD, хотя на нашем рынке эти видеокарты явно будет еще дороже. Стоит отметить, что наблюдаемые у компании AMD проблемы производства GPU по 40-нм техпроцессу TSMC не позволяют ей предоставить рынку должное количество высокопроизводительных продуктов с поддержкой DirectX 11. Учитывая оставленную компанией NVIDIA возможность отключения проблемных частей GPU у всей линейки, ведь даже «топовые» чипы не используют весь потенциал GF100, можно надеяться на более полноценное обеспечение рынка видеокартами на и GTX470.

Компания NVIDIA определила архитектуру Fermi как вычислительную по своей сути, что отодвигает традиционную роль GPU по ускорению 3D-графики в играх на второй план. Архитектура Fermi является последовательным развитием линейки Tesla - вычислительных карт, которые используются в требовательных к производительности системах. Этот факт подтверждает поддержка памяти с коррекцией ошибок (ECC) и усиленная производительность вычислений с двойной точностью. Потенциальный прирост от параллельного выполнения некоторых технических задач просто огромен, а инвестиции NVIDIA в разработку программного обеспечения обусловили значительный отрыв от AMD и Intel на этом растущем рынке.

NVIDIA Fermi (GF100)

Планируемые возможности новой видеокарты должны были удвоить производительный потенциал флагманской модели на GF100 по сравнению с видеокартой на основе GT200, такой как GTX285. Но теория не всегда воплощается в практический результат.

Сам чип GF100 имеет 512 ядер CUDA (четыре кластера Graphics Processing Clusters , каждый содержит четыре мультипроцессора Streaming Multiprocessors , и каждый из них содержит 32 ядра CUDA). Но в оставили всего 480 ядер CUDA, что на 32 ядра меньше чем в оригинальной архитектуре GF100. Такое упрощение было сделано путем отключения одного мультипроцессора SM у GF100, видимо по причине невозможности получения в достаточном объеме полноценных графических процессоров.

В свою очередь каждый мультипроцессор SM также содержит собственные текстурные блоки и движок PolyMorph (логика с фиксированными функциями, обеспечивающая повышенную производительность расчёта геометрии). Следовательно, получил 60 из 64 текстурных блоков и 15 движков PolyMorph.

В той части конвейера GF100, которая независима от кластеров GPC, отключений блоков для NVIDIA не производилось. Здесь остались все шесть разделов ROP. Каждый раздел способен выдавать восемь 32-битных целочисленных пикселей одновременно, то есть мы получаем 48 пикселей за такт. Полноценный GF100 со всеми разделами ROP поддерживает 384-разрядный интерфейс памяти GDDR5 (то есть по 64-битному интерфейсу на раздел). Графический процессор поддерживает как раз такую конфигурацию, а 256 МБ памяти на интерфейс дают нам в сумме 1,5 ГБ памяти GDDR5 (пропускная способность составляет 177 ГБ/с, если учесть тактовую частоту 924 МГц).

Все эти сокращения в рабочих мощностях исходного чипа являются следствием проблем с выходом годных кристаллов у NVIDIA, но необходимость представления новых решений на рынок Hi-End ускорителей заставила «выбросить» в продажу хотя бы урезанные версии графического процессора GF100 с архитектурой Fermi. Но каков бы ни был результат, он есть и его стоит протестировать и описать.

К нам в тестовую лабораторию попала уже серийная видеокарта , с очень характерным для этого производителя дизайном коробки.

Упаковка видеокарты оформлена в черном и желтом цветах. На лицевой стороне картонной коробки указана модель видеокарты, объём памяти, ее тип и пропускная способность шины памяти. Есть упоминания и о поддержке фирменной технологий NVIDIA PhysX и наличии разъема HDMI. В правом верхнем углу производитель обращает внимание на поддержку фирменных технологий: NVIDIA CUDA, NVIDIA PureVideo HD, NVIDIA SLI.

На обратной стороне коробки поместился небольшой обзор возможностей данной видеокарты. Описаны преимущества использования технологий: NVIDIA 3D Vision Surround и PhysX.

Внутри разместилась сама видеокарта и дополнительные компоненты поставки. Вместе с графическим ускорителем можно получить следующее:

• Переходник питания видеокарты с двух шестиконтактных разъемов на один восьмиконтактный PCI Express;
• Переходник питания видеокарты с двух MULEX разъемов на один шестиконтактный PCI Express;
• Переходник с DVI на VGA;
• Переходник с Mini-HDMI на HDMI;
• Инструкцию пользователя;
• Диск с ПО и драйверами;
• Демонстрационный диск, описывающий все новые возможности этой видеокарты.

Хочется отметить, что идущие в комплекте поставки переходники питания явно заставят пользователя использовать достаточно мощный блок питания с соответствующими разъемами для подключения видеокарты. Это может вызвать некоторые проблемы при подборе конфигурации. В целом комплектация должна полноценно восполнить все нюансы установки данной видеокарты в современный системный блок.

Печатная плата

Сама видеокарта выполнена на темном текстолите, лицевая сторона которого закрыта системой охлаждения с кожухом из темного пластика. Напомним, что данная видеокарта поддерживает шину PCI Express 2.0 x16, совместима с DirectX 11 Shader Model 5.0 и OpenGL 3.2, а также поддерживает технологии NVIDIA PureVideo HD Technology, NVIDIA 3D Vision Surround, NVIDIA PhysX Technology, NVIDIA CUDA Technology и NVIDIA SLI Technology.

Обратная сторона печатной платы видеокарты выглядит значительно скромнее. Здесь только можно отметить чип системы питания GPU - ШИМ контроллер CHL8266 использующий шесть фаз. На каждую фазу питания приходится по три транзистора (один в верхнем плече и два в нижнем). Такой подход позволяет лучше отводить тепло от элементов подсистемы питания. Второй чип uP6210AG уже хорошо знаком нашим читателям по другим видеокартам на основе графических процессоров от NVIDIA. Он предоставляет две фазы питания для микросхем памяти данной видеокарты. Таким образом, суммарно получаем 6+2-фазную систему питания видеокарты.

Заглянув под систему охлаждения можно сразу констатировать факт полной идентичности данной видеокарты с ее «референсным» вариантом. Видеокарта использует печатную плату длиной 267 мм (10,5″), то есть примерно на сантиметр короче ускорителей на Radeon HD 5870, это может помочь ей поместиться практически в любой современный корпус.

Для дополнительного питания (помимо шины PCI Express) требуется подключение одной шестиконтактной и одной восьмиконтактной вилок. NVIDIA заявляет, что такая карта имеет тепловой пакет (TDP) 250 Вт, что существенно меньше, чем Radeon HD 5970, которая едва умещается в потолок 300 Вт, установленный группой PCI-SIG. Поэтому для «топового» решения NVIDIA рекомендует блок питания мощностью 600 Вт или выше.

Плата занимает на задней панели корпуса два слота. Для достаточно объемной системы охлаждения пользователю придется освободить место и внутри корпуса.

На интерфейсную панель выведены: два порта DVI и один mini-HDMI. Плюс второй слот полностью займет выпускная решетка, обеспечивающая выдув нагретого воздуха из системного блока.

Система охлаждения

Рассмотрим поближе систему охлаждения видеокарты. Она полностью повторяет «референсный» вариант и инженеры компании NVIDIA явно старались сделать ее максимально эффективной, но в виду прожорливости видеокарты результирующая температура компонентов все равно остается на достаточно высоком уровне.

Пять тепловых трубок, дополнительный теплоотводящий кожух и аэродинамическая конструкция самой турбины сумарно впечатляют своей максимальной продуманностью. Это явно самая эффективная конструкция системы охлаждения из всех моделей эталонного дизайна, которые мы встречали раньше. Нагнетаемый боковой турбиной воздух проходит через алюминиевый радиатор, пронизанный пятью медными трубками, и выходит наружу корпуса.

Уникальной особенностью этой конструкции можно назвать расположение одной из сторон радиатора непосредственно на поверхности кожуха карты, что явно улучшает теплоотвод, но в виду хорошего нагрева системы охлаждения взявшись за эту часть видеокарты можно обжечься.

Заметным новшеством здесь можно назвать дополнительную пластину радиатора, отводящую тепло от поверхности GPU и микросхем памяти. Общая пластина закрывает верхнюю часть платы видеокарты и обеспечивает теплоотвод через специальный термоинтерфейс от микросхем памяти и транзисторов системы питания.

Перейдем к тестированию системы охлаждения. При максимальной нагрузке температура GPU составила впечатляющие 101 °С, что для этого графического процессора не считается критической температурой. При этом система охлаждения работала на 92% и создавала ощутимый уровень шума.

А в простое (2D-режим) кулер работает на 44% от своей максимальной мощности. В таком режиме его работа тоже заметна на общем шумовом фоне. Система охлаждения, установленная на данной видеокарте, обеспечивает нормальную эффективность, но потребности GPU видеокарты явно заставляют ее постараться для обеспечения приемлемых температур. Шумность системы охлаждения явно зависит от нагрузки на видеокарту, и назвать ее тихой никак нельзя.

Что ж, а теперь перейдем к детальному изучению технических характеристик видеокарты. Для начала приведем краткую характеристику в виде таблицы:

Установленный здесь графический процессор NVIDIA имеет маркировку GF100-375-A3.

Частотная схема работы видеокарты и прочие характеристики выглядят так:

Данный образец полностью повторяет все характеристики «референсной» версии ускорителя на NVIDIA . Графический процессор на ZT-40101-10P работает с частотой 701 МГц, а шейдерные домены на частоте 1401 МГц соответственно. Видеопамять получила 924 МГц реальной или 3696 МГц эффективной частоты.

На тестируемой видеокарте применены микросхемы памяти GDDR5 производства компании SAMSUNG, суммарным объемом 1536 MБ. Маркировка K4G10325FE-HC04 указывает на то, что данные чипы обеспечивают время выборки 0,4 нс, что соответствует реальной частоте 1250 МГц или 5000 МГц эффективной и обеспечивает весомый запас для разгона.

Тестирование

Процессор	Intel Core 2 Quad Q9550 (LGA775, 2,83 ГГц, L2 12 МБ) @3,8 ГГц
Материнские платы	NForce 790i-Supreme (LGA775, nForce 790i Ultra SLI, DDR3, ATX) GIGABYTE GA-EP45T-DS3R (LGA775, Intel P45, DDR3, ATX)
Кулеры	Noctua NH-U12P (LGA775, 54,33 CFM, 12,6-19,8 дБ) Thermalright SI-128 (LGA775) + VIZO Starlet UVLED120 (62,7 CFM, 31,1 дБ)
Дополнительное охлаждение	VIZO Propeller PCL-201 (+1 slot, 16,0-28,3 CFM, 20 дБ)
Оперативная память	2x DDR3-1333 1024 MБ Kingston PC3-10600 (KVR1333D3N9/1G)
Жесткие диски	Hitachi Deskstar HDS721616PLA380 (160 ГБ, 16 МБ, SATA-300)
Блоки питания	Seasonic M12D-850 (850 Вт, 120 мм, 20 дБ) Seasonic SS-650JT (650 Вт, 120 мм, 39,1 дБ)
Корпус	Spire SwordFin SP9007B (Full Tower) + Coolink SWiF 1202 (120×120x25, 53 CFM, 24 дБ)
Монитор	Samsung SyncMaster 757MB (DynaFlat, 2048×1536@60 Гц, MPR II, TCO’99)

При тестировании стало видно, что видеокарта подтверждает статус мощнейшего на сегодняшний день одночипового графического ускорителя. Новинка на GPU от NVIDIA явно немного опережает по быстродействию своих конкурентов на чипах AMD, но учитывая ее энергопотребление и рабочую температуру, что влечет и повышенную шумность, а также посмотрев на ценник, нельзя ее однозначно назвать сбалансированным решением. Кроме того, возникают сомнение в возможности на основе NVIDIA создать двучиповую версию, которая сможет «переплюнуть» по производительности двучиповый графический ускоритель на Radeon HD 5970.

Разгон

Разгон данной видеокарты тоже нельзя назвать выдающимся. Память на видеокарте нам разогнать почти не удалось, хотя сами чипы явно работают медленнее их номинальной частоты. Но сам GPU с напряжением равным 1,05 В удалось разогнать до 770 МГц, а температура ядра при этом составляла 87 °С. Но во время разгона видеокарта находится в иных условиях, чем при тесте эффективности системы охлаждения, в частности боковая панель корпуса была снята и возле видеокарты устанавливается 120 мм вентилятор, который немного улучшает условия охлаждения, а сам кулер постоянно работал на 100% скорости вращения. Имея программный механизм управления напряжением питания, мы продолжили эксперименты. При подаче 1,075 В GPU удалось разогнать до 784 МГц, а температура увеличилась до 91°С. Наилучшего результата удалось достичь при 1,1 В, когда GPU удалось разогнать до 790 МГц, но теперь его температура при нагрузке увеличивалась до 99°С

Давайте посмотрим, как ручное ускорение отразилось на производительности:

Тестовый пакет		Стандартные частоты	Разогнанная видеокарта	Прирост производительности, %
	3DMark Score
	SM2.0 Score
	HDR/SM3.0 Score
	Performance
Serious Sam 2, Maximum Quality, AA4x/AF16x, fps	1600×1200
	2048×1536
Prey, Maximum Quality, AA4x/AF16x, fps	1600×1200
	2048×1536
Call Of Juarez, Maximum Quality, NO AA/AF, fps	1280×1024
	1600×1200
	2048×1536
Call Of Juarez, Maximum Quality, AA4x/AF16x, fps	1280×1024
	1600×1200
	2048×1536
Crysis, Maximum Quality, NO AA/AF, fps	1280×1024
	1600×1200
	2048×1536
Crysis, Maximum Quality, AA4x/AF16x, fps	1280×1024
	1600×1200
	2048×1536
Crysis Warhead, Maximum Quality, NO AA/AF, fps	1280×1024
	1600×1200
Crysis Warhead, Maximum Quality, AA4x/AF16x, fps	1280×1024
	1600×1200
Far Cry 2, Maximum Quality, NO AA/AF, fps	1280×1024
	1600×1200
	2048×1536
Far Cry 2, Maximum Quality, AA4x/AF16x, fps	1280×1024
	1600×1200
	2048×1536

Прирост от разгона слабоват, а учитывая предельные температуры работы видеокарты даже без разгона, целесообразность последнего становится сомнительной, ведь придется хорошо постараться над повышением эффективности охлаждения GPU. Да и при номинальных частотах это «топовое» решение вполне может обеспечить достойную игровую производительность даже для требовательного пользователя.

Итоги

Видеокарты на графическом процессоре NVIDIA , в том числе и протестированная ZT-40101-10P, получились очень производительными одночиповыми решениями. Причем используемый в них GPU GF100 с архитектурой Fermi изначально имел 512 потоковых ядер, но в результате некоторых проблем с получением нужного количества чипов при производстве, «топовые» видеокарты на нем используют всего 480 ядер. Но за счет достаточно высоких рабочих частот ускорители на всё равно оказались в целом быстрее одночиповых карт конкурента на Radeon HD 5870, хотя лидером рынка пока еще остается двухчиповое решение от AMD – Radeon HD 5970.

Однако, если по производительности одночиповые «топовой» видеокарты на GPU от NVIDIA превосходят соответствующие решения на чипах от AMD, то энергопотребление это явно не «конек» карт на NVIDIA . Конечно, для многих энтузиастов это не станет критерием выбора, но в ряде случаев стоит задуматься и над этим аспектом, ведь увеличение энергопотребления приводит не только к некоторому увеличению счетов за электроэнергию. Фактически вся потребленная графическим ускорителем энергия развеивается в виде тепла, которое нужно быстро отводить во избежание перегрева и выхода из строя высокотехнологичных компонентов, что в свою очередь ведет к усложнению системы охлаждения и повышению ее шумности.