Новые флагманы от NVIDIA – GeForce GTX 280 и GeForce GTX 260

Компания NVIDIA продолжает удерживать позицию лидера на рынке видеоускорителей, а недавно анонсированные флагманские модели GeForce GTX 280 и GeForce GTX 260 призваны ещё больше укрепить её положение. Новое графическое ядро, высокая производительность и очень высокие цены. На что же способны очередные видеокарты от калифорнийского гиганта и что изменилось в новой архитектуре? Всё это мы и выясним в данной статье. Пока компания AMD говорит о будущем многочиповых видеокарт, NVIDIA продолжает заниматься разработкой топовых графических процессоров. И надо признать, что в последние годы это им удаётся. Однако с каждым новым поколением флагманских моделей нам предлагают всё более габаритные, горячие и требовательные к блоку питания видеокарты. Когда-то GeForce 8800GTX казался невероятно горячим, а его энергопотребление в 177 Вт было просто фантастической цифрой. А если вспомнить ATI Radeon HD 2900 XT с его 215 Вт… Но модели нового поколения смогли переплюнуть старых лидеров не только по производительности, но и по этому показателю.Архитектура GT200 Видеокарты GeForce GTX 280 и GeForce GTX 260основаны на графическом чипе GT200, который наследует архитектуру ядер прошлого поколения – G92 и G80. Главное преимущество нового GPU заключается в значительном увеличении количества вычислительных блоков, что вылилось в почти двукратное увеличение числа транзисторов – 1,4 млрд против 754 млн в G92. Структура графического ядра отображена ниже.В отличие от тех же G92/G80 новый чип состоит уже из десяти Texture Processing Clusters (TPC), которых в прошлом поколении графических процессоров было всего восемь. Кроме того, количество потоковых процессоров в TPC было увеличено с 16 до 24. Внутри одного кластера шейдерные процессоры объединены в три блока-юнита со своей выделенной областью локальной памяти. Также на каждый кластер приходится по 8 текстурных блоков, архитектурно аналогичных таковым в G92, но с более высокой производительностью – разработчик заявляет о 20%-ном превосходстве над старыми TMU.Итого общее количество потоковых процессоров равно 240, текстурных блоков – 80, блоков ROP – 32. Помимо увеличения количества вычислительных блоков и их организации они были доработаны, а их производительность улучшена. Также было увеличено количество одновременно обрабатываемых потоков, а изменения в регистровом файле повысили эффективность обработки сложных шейдерных программ. Точность вычислений с плавающей запятой теперь была увеличена до 64 бит.Шина памяти у старшей модели GeForce GTX 280 составляет 512 бит, что позволило при частоте 2214 МГц памяти GDDR3 добиться пропускной способности в 141,67 ГБ/с – это один из лучших показателей на данный момент. Объём графической памяти равен 1 ГБ, и пока поддерживаются чипы третьего поколения. Поддержка GDDR5, возможно, появится с выходом новых ревизий ядра GT200. Видеокарта GeForce GTX 260 является аналогом старшей модели, с таким же чипом, но с одним отключённым кластером, уменьшенным до 896 МБ объёмом видеопамяти и урезанной до 448 бит шиной. Данный «обрезанный» вариант GT200 обладает уже 192 потоковыми процессорами, 64 текстурными блоками и 28 ROP. Видеочипом GT200 поддерживается технология CUDA, то есть видеокарты на базе этого чипа можно использовать для широкого спектра вычислительных задач, а не только для обработки графики. Области применения такого мощного чипа могут быть самыми разнообразными – от астрофизических расчётов до молекулярной динамики. Из более повседневных задач стоит отметить возможность перекодирования видеоданных. Также новые чипы поддерживают физический движок PhysX. Компания NVIDIA уже давно пытается осуществить планы по расчётам физики в играх, но наконец-то от слов она перешла к делу. Для поддержки PhysX достаточно установить последние драйверы на видеокарты серии GTX 2xx. В технологическом же плане никаких улучшений новое поколение не несёт. Чип производится по техпроцессу 65 нм, как и предшественники, но возросшее количество транзисторов привело к увеличению площади ядра до 576 мм2. Энергопотребление такого технологического «монстра» достигает 240 Вт – это огромная цифра, ещё недавно казавшаяся невозможной. Понятное дело, что охладить такой чип сложно, поэтому блок вывода изображения был вынесен в дополнительный чип NVIO, знакомый нам по видеокартам на базе G80. Кроме двух Dual-Link DVI поддерживаются интерфейсы HDMI и DisplayPort, которые могут быть реализованы через переходники или установлены прямо на плату. Не забыта возможность аппаратного декодирования видеоформатов H.264, VC-1 и MPEG2 благодаря технологии PureVideo HD второго поколения. Видеокарты на базе GT200 поддерживают 3-Way SLI, для чего у плат есть два разъёма MIO, а в качестве интерфейса для связи с материнской платой используется шина PCI Express 2.0. Технические характеристики В таблице приведены характеристики всех hi-end-видеокарт NVIDIA, так что можно оценить прогресс в росте вычислительных блоков за последние пару лет. Временно вернувшись к шине 256 бит, NVIDIA снова решила оснащать мощные графические решения более быстрым интерфейсом. Количество шейдерных вычислительных блоков увеличилось ровно в два раза по сравнению с предшественником GeForce 9800GTХ. Однако есть ещё и недавно выпущенный двухчиповый GeForce 9800GX2, основанный на двух ядрах G92, у которого общее количество вычислительных блоков соответствует таковому у нового GeForce GTX 280.Gainward GTX 280 1GB DDR3 Первым участником нашего теста выступит видеокарта на базе GeForce GTX 280 от некогда известной в кругах оверклокеров компании Gainward. Сейчас же этот бренд ничем особым не отличается от остальных производителей графических акселераторов. Коробка оформлена довольно просто как для самой мощной одночиповой видеокарты в модельном ряду производителя.Комплектация включает все необходимые переходники, а в качестве бонуса можно обнаружить фирменный коврик для мышки. Инструкция Диск с драйвером Переходник DVI/D-Sub Переходник DVI/HDMI Переходник HDTV Коврик для мышкиВидеокарта очень массивная, и её длина составляет 27 см, что накладывает некоторые ограничения на размеры корпуса системы: карта может просто не влезть. Адаптер полностью соответствует референсному образцу – как по дизайну платы, так и по системе охлаждения, которая закрывает карту со всех сторон, аналогично GeForce 9800 GX2.Разъёмы, расположенные на задней панели, стандартны – это два DVI и TV-out. Возле сопел, через которые выбрасывается горячий воздух из системы охлаждения, находится индикатор подключения дополнительного питания карты.Конструкция кулера напоминает таковую у GeForce 9800 GTX: алюминиевое основание для охлаждения чипов памяти и силовых элементов, а также медная вставка, передающая тепло от ядра через тепловые трубки тонким алюминиевым рёбрам, продуваемым турбиной.Но в отличие от своего предшественника видеоакселератор GeForce GTX 280 с обратной стороны платы имеет металлическую пластину, которая играет роль радиатора для чипов памяти. На видеокарте есть два разъёма дополнительного питания – шести- и восьмипиновый, рядом с ними находится разъём S/PDIF для подключения звукового кабеля.По дизайну PCB GeForce GTX 280 напоминает GeForce 8800 GTX, за исключением усиленной подсистемы питания, поредевших микросхем памяти, так как часть из них перенесена на обратную сторону платы, а также отсутствует защитная рамка вокруг GPU.Огромных размеров кристалл, накрытый крышкой-теплораспределителем, и чип NVIO расположены примерно на том же самом месте, что и у прошлого hi-end-решения.Чип GT200-300 ревизии А2 выпущен на 17-й неделе этого года, в 20-х числах апреля.В качестве памяти используются микросхемы Hynix с маркировкой H5RS5223CFR-N2C. Время отклика данной памяти 0,8 мс, что соответствует частоте 2200 МГц.Графический адаптер Gainward GTX 280 работает на рекомендованных частотах: 602 МГц для ядра и 1296 МГц для стрим-процессоров, 2214 МГц для памяти. Частоты относительно небольшие, но использование таких значений объясняется высоким тепловым пакетом чипа и его технологической сложностью в производстве. При большом размере кристалла выход годных чипов незначительный, а процент способных работать на более высоких частотах – ещё меньше. Компания NVIDIA, осознавая «прожорливость» и горячий нрав своего нового чипа, наделила его энергосберегающими технологиями. В простое рабочие частоты снижаются до 300 МГц по ядру (потоковые процессоры до 100 МГц) и до 200 МГц по памяти. Данные меры позволяют снизить энергопотребление карты до 25 Вт, а значит, и температуру нового решения, что сказывается на уменьшении оборотов системы охлаждения. Вентилятор, как и положено, с повышением температуры увеличивает обороты, при этом GeForce GTX 280 в 3D-приложениях отличается довольно высоким шумом. Но, несмотря на высокие обороты, температура ядра может достигать 90°C. Для разгона мы повышали обороты вентилятора до максимума (это позволяет сделать утилита RivaTuner 2.09). Однако разгон карты всё равно оказался небольшим – ядро стабильно работало на частоте 633 МГц, шейдерные блоки на 1350 МГц, а память на частоте 2480 МГц. Небольшой разгон объясняется недостаточной эффективностью системы охлаждения, которая и на номинальных частотах не отличается высокой производительностью. ASUS GTX 260 896MB DDR3 Второй видеокартой в нашем тесте выступает младшая модель на чипе GT200. На тестирование к нам попала карта от компании ASUS. Традиционно продукты этого производителя поставляются в больших коробках, а иногда и с богатой комплектацией.Внутри упаковки довольно большой набор дополнительных аксессуаров. Инструкция Переходник DVI/D-Sub Переходник HDTV Диск с драйвером Сумочка для дисков Коврик для мышкиОтдельно стоит отметить стильную сумочку-портмоне для CD-дисков и визуально не менее приятный коврик из кожи. Оригинальные аксессуары подчёркивают высокий статус данной видеокарты. Оформление видеокарты также выделяется оригинальностью. Кроме традиционной девушки-эльфийки сразу же бросается в глаза «военный» окрас системы охлаждения. В остальном карта полностью повторяет предшествующую модель.На задней панели расположены два разъёма DVI и один TV-out – всё аналогично старшей версии новой линейки видеоадаптеров NVIDIA. Только теперь отсутствует индикатор подключения питания.А вот чем действительно отличается GeForce GTX 260 от hi-end-собрата, так это немного упрощённой подсистемой питания и отсутствием пары микросхем памяти (используются те же чипы Hynix H5RS5223CFR-N2C), что даёт в итоге шину 448 бит и объём, равный 896 МБ. Рабочие частоты у данной карты следующие: ядро – 576 МГц (шейдерные блоки 1242 МГц), память – 1998 МГц. Поскольку система охлаждения осталась такая же, как и у старшей модели, температура урезанной версии чипа GT200 поддерживается на уровне 80°C, при этом частота вращения турбины немного ниже, чем у GeForce GTX 280. Подняв обороты вентилятора, мы разогнали данную видеокарту до 692/1512 МГц по ядру и 2520 МГц по памяти. Менее горячий вариант GT200 оказался более удачным в плане разгона. Тестирование Тестирование проводилось на следующем стенде. Процессор: Intel Core 2 Duo E8400 (3 ГГц@4 ГГц) Материнская плата: Gigabyte P35-S3 Оперативная память: OCZ DDR2-800 2x2 ГБ Жёсткий диск: 250Gb Samsung SATA II Блок питания: 750 Вт Chieftec Операционная система: Microsoft Windows Vista Видеокарты тестировались в разных игровых приложениях, как в простом режиме, так и при включении анизотропной фильтрации 16х и сглаживания 4х, которые при возможности задействовались непосредственно из меню настроек каждого приложения. Мы сравнили новые видеокарты с hi-end-решением прошлого поколения GeForce 9800GX2. С этой картой мы имели возможность познакомиться в одном из прошлых обзоров. Экземпляр, который мы использовали для сравнения, с номинальных 602/1512 МГц по ядру и 1998 МГц по памяти удалось разогнать до частот 720/1728/2100 МГц. Тесты DirectX 9В синтетическом тестовом пакете новинки уступают двухчиповому решению прошлого поколения. Также GeForce GTX 260 с разгоном легко догоняет по результатам старшую видеокарту.В игре «Unreal Tournament 3» также неплохо выглядит карта GeForce 9800GX2, как и в синтетике, но в высоком разрешении её производительность уже на уровне GeForce GTX 280.Обе новые видеокарты показывают довольно высокую производительность в «Crysis». GeForce GTX 260 лишь немного ступает GeForce 9800GX2, а GeForce GTX 280 – безоговорочный лидер. Тесты DirectX 10В «Devil May Cry 4» снова видно преимущество двухчиповой видеокарты. Также стоит отметить, что у всех акселераторов минимальное падение производительности при включении сглаживания, что не может не радовать.Игра «World in Conflict» очень ресурсоёмкая и зависит не только от видеоускорителя, но и от процессора. Как видим, небольшое различие результатов в разрешении 1280х1024 можно объяснить тем, что производительность начинает «упираться» в возможности центрального процессора, хотя использовался один из топовых двухъядерных Core 2 Duo, причём разогнанный. В этой игре видеокарты нового поколения показывают производительность значительно выше, чем GeForce 9800GX2.И опять «Crysis», но уже при использовании DirectX 10. В низких разрешениях старый флагман GeForce 9800GX2 обгоняет новые модели, однако при 1600х1200 уже уступает GeForce GTX 280. Всё-таки на стороне новых видеокарт высокая пропускная способность памяти и её большой объём, что помогает показывать более высокую производительность в самом тяжёлом режиме. Наконец-то у нас есть видеокарты, которые демонстрируют результат, более-менее достаточный для комфортной игры в «Crysis». Вывод Новые видеокарты от NVIDIA демонстрируют высокий уровень производительности. Но, как мы увидели в тестах, не всегда новый флагман GeForce GTX 280 способен обогнать старого лидера в лице GeForce 9800GX2, который стоит дешевле. Высокий объём и широкая шина памяти позволяют новым видеокартам удерживать лидерство в высоких разрешениях и режимах со сглаживанием, но только в самых ресурсоёмких играх. Старшая видеокарта выделяется высокой температурой, что сказывается на разгонном потенциале, и повышенным уровнем шума системы охлаждения. А вот GeForce GTX 260 обладает довольно хорошими оверклокерскими способностями, благодаря которым ей удаётся поднять производительность до 20% и вполне спокойно соперничать с GeForce GTX 280. По этой причине данную видеокарту можно назвать более выгодной покупкой по соотношению цены и производительности. Недостатком всех видеокарт NVIDIA, пусть и несерьёзным, можно назвать отсутствие поддержки DirectX 10.1. Компания NVIDIA пока ещё надеется на невостребованность нового API, хотя у конкурирующих решений от AMD его поддержка есть ещё с прошлого года. И если на данный момент игр, которые могут задействовать новые возможности DirectX 10.1, нет, то при их появлении hi-end-видеокарты NVIDIA станут уже не так привлекательны.