Nvidia Geforce GTX 560 Ti:

1. ЗМІСТ
2. Частина 1. Теорія та архітектура
3. Графічні прискорювачі серії Geforce GTX 560 Ti
4. Архітектура графічного процесора GF114
5. інші зміни
6. теоретичні висновки

трохи слабкіше Geforce GTX 570/580, але і дешевше

ЗМІСТ

1. Частина 1 - Теорія і архітектура
2. Частина 2 - Практичне знайомство
3. особливості відеокарт
4. Конфігурація стенду, список тестових інструментів
5. Результати синтетичних тестів
6. Результати ігрових тестів (продуктивність)

Ще восени 2010-го року в світ вийшли оновлені прискорювачі Nvidia серій Geforce GTX 570/580, які по суті своїй стали роботою над помилками з попередниками Geforce GTX 470/480, і ядрами яких став оновлений GF110, тобто просто перероблений і поліпшений в плані виробництва GF100. І, як результат, все блоки, які раніше в GF100 були відключені, тепер в GF110 стали активними, а також збільшена частота роботи акселератора. Так, дійсно, техпроцес 40 нм дається як Nvidia, так і AMD дуже непросто.

Слід було очікувати аналогічної роботи над помилками і в середньому сегменті, де вже з півроку як царює GTX 460 (кодова назва GF104), але і у якого також не всі блоки активні. Новий процесор, створений на базі попередника GF104, отримав логічне ім'я GF114, а фінальний продукт, чи то пак відеокарта, не менше логічно стала називатися Geforce GTX 560 Ti. Ось навіщо додали Ti в кінці - поки незрозуміло. Ностальгія за часами Geforce2 Ti, Geforce4 Ti? Поки відповіді немає ... Ймовірно, GTX 560 - це буде не одна карта, а ціла серія, тому можливо цим суфіксом хотіли позначити старший член нової групи, так що не виключена поява GTX 560 (без суфікса), який буде мати більш скромні показники.

Що стосується параметрів, то логічно припустити, що всі вони будуть трохи вище, краще і сильніше, ніж були у GTX 460. Але не будемо поспішати, адже, як завжди, Олексій берилію нам в деталях дасть всі відомості про архітектуру нового графічного процесора.

Частина 1. Теорія та архітектура

Влітку минулого року компанія Nvidia представила нову модель середнього цінового діапазону - Geforce GTX 460. Вона вийшла вельми вдалою тому, що запропонувала вигідне поєднання ціни і продуктивності і була націлена на тих користувачів, які хочуть отримати досить високу 3D-продуктивність за не надто великі гроші. Одним з найбільш яскравих представників цього сегмента є відеокарта Geforce 8800 GT, що стала однією з найуспішніших моделей Nvidia за всю історію компанії.

Ось і торішня GTX 460 стала одним з найбільш вигідних пропозицій на ринку, ця модель показувала високу продуктивність в сучасних іграх, і особливо - використовують тесселяцию і інші особливості DirectX 11. Крім того, трохи пізніше партнери Nvidia випустили фабрично розігнані варіанти GTX 460, з тактовою частотою відеочипа 800 МГц і вище. Зрозуміло, ці варіанти коштували трохи дорожче звичайних GTX 460, але були ще швидше, в багатьох випадках впритул наближаючись до GTX 470.

А сьогодні Nvidia анонсувала нову модель, яка може повторити успіх попередників, а то й перевершити його - Geforce GTX 560 Ti. Відразу ж звертає на себе увагу приставка «Ti» (Titanium) в назві моделі. Наші читачі повинні пам'ятати давні (за мірками IT-індустрії) часи Geforce 2 Ti і Geforce3 Ti , а також Geforce 4 Ti . Ймовірно, маркетинговий відділ Nvidia вирішив відродити ці суфікси, припускаючи, що GTX 560 з приставкою Ti стане настільки ж вдалою моделлю для компанії, як і перераховані вище з далекого минулого.

Взагалі, відразу після випуску Geforce GTX 460 зі зниженою кількістю активних виконавчих блоків і не дуже високою тактовою частотою (яка з великим запасом перекривалася в розігнаних модифікаціях відеокарт, випущених багатьма виробниками) склалося таке враження, що тоді Nvidia навмисно не розкрила всі можливості GF104. Причому, відразу з кількох причин.

Більш швидкісний варіант на чіпі GF104 явно підірвав би продажу топових GTX 470 і побічно вплинув би навіть на успішність GTX 480. Адже вихід меншого за складністю і площі чіпа з настільки високою продуктивністю відразу б розкрив всі недоліки GF100 (в основному, викликані порівняно низькою частотою) . Ну і завжди корисно залишити запас по потужності на всякий випадок.

Основні відмінності нового графічного процесора GF114 від його попередника GF104 полягають в тому, що він має більшу кількість активних (включених при виробництві) виконавчих блоків, таких як потокові процесори і блоки тесселяции, а також - в значно збільшених тактових частотах GPU при лише трохи збільшений енергоспоживанні .

Теоретична частина статті буде короткою, тому що GF114 функціонально ідентичний GF104, який багато в чому схожий на GF110 і GF100, розглянуті нами раніше, відрізняючись від них в основному кількісно. Обчислювальну архітектуру «Fermi» анонсували ще восени 2009 року і більшість архітектурних відомостей про неї відомі вже з початку 2010-го року. Перед прочитанням цього матеріалу буде корисно прочитати попередні матеріали, якщо ви ще не знайомі з сучасною архітектурою компанії Nvidia - Geforce GTX 400/500 (GF1xx):

Графічні прискорювачі серії Geforce GTX 560 Ti

• Кодове ім'я чіпа GF114;
• Технологія виробництва 40 нм;
• 1,95 мільярда транзисторів;
• Уніфікована архітектура з масивом процесорів для потокової обробки різних видів даних: вершин, пікселів і ін .;
• Апаратна підтримка DirectX 11 API, в тому числі шейдерной моделі Shader Model 5.0, геометричних (geometry) і обчислювальних (compute) шейдеров, а також тесселяции;
• 256-бітна шина пам'яті, чотири незалежних контролера шириною по 64 біта кожен, з підтримкою пам'яті GDDR5;
• Частота ядра 822 МГц;
• Подвоєна частота ALU тисяча шістсот сорок чотири МГц;
• 8 потокових мультипроцессоров, що включають 384 скалярних ALU для розрахунків з плаваючою точкою (підтримка обчислень в целочисленном форматі, з плаваючою комою, з FP32 і FP64 точністю в рамках стандарту IEEE 754-2008);
• 64 блоку текстурної адресації та фільтрації з підтримкою FP16 і FP32 компонент в структурах і підтримкою трилинейной і анізотропної фільтрації для всіх текстурних форматів;
• 4 широких блоки ROP (32 пікселя) з підтримкою режимів антиалиасинга до 32 вибірок на піксель, в тому числі при FP16 або FP32 форматі буфера кадру. Кожен блок складається з масиву конфігурованих ALU і відповідає за генерацію і порівняння Z, MSAA, Блендінг;
• Запис результатів до 8 буферів кадру одночасно (MRT);
• Інтегрована підтримка RAMDAC, двох портів Dual Link DVI, а також HDMI і DisplayPort.

Специфікації референсной відеокарти Geforce GTX 560 Ti

• Частота ядра 822 МГц;
• Частота універсальних процесорів 1 644 МГц;
• Кількість універсальних процесорів 384;
• Кількість текстурних блоків - 64, блоків блендінга - 32;
• Ефективна частота пам'яті 4008 (1002 × 4) МГц;
• Тип пам'яті GDDR5, 256-бітна шина пам'яті;
• Обсяг пам'яті 1024 МБ;
• Пропускна здатність пам'яті 128 ГБ / с;
• Теоретична максимальна швидкість зафарбування 26,3 гігапікселів в секунду;
• Теоретична швидкість вибірки текстур 52,6 гігатекселей в секунду;
• Два роз'єму Dual Link DVI-I, один Mini HDMI, підтримується висновок в дозволах до 2560 × 1600;
• Один SLI-роз'єм;
• Шина PCI Express 2.0;
• Підтримка HDCP, HDMI, DisplayPort;
• Енергоспоживання до 170 Вт (два 6-штирьковий роз'єму);
• Двослотовою виконання;
• Рекомендована ціна для Росії - 9999 руб (для США - $ 249).

Нова відеокарта Geforce GTX 560 Ti, виконана на основі нового графічного процесора GF114, замінить на ринку модель GTX 470. Новий GPU виконаний по все тим же 40-нанометровимтехнологіческім нормам, як і всі попередні відеочіпи цього покоління, і поліпшення його характеристик стало можливим з- за налагодження техпроцесу 40 нм і глибокої переробки GPU, аналогічної тій, що була зроблена і в GF110.

Принцип найменування відеокарт Nvidia нової серії вже відомий з GTX 580, коли всім оновленим відеокарт була дана цифра нового покоління, яка вказує на поліпшення в перероблених GPU при відсутності функціональних змін. У порівнянні з GTX 460, змінилася не тільки перша цифра в індексі, нове рішення отримало суфікс Ti, про який ми вже говорили вище. Невже згодом Nvidia випустить і нові відеокарти без підтримки DirectX 11 з суфіксом MX?

На основі GF114 поки що випущена тільки одна модель, яка відрізняється від Geforce GTX 460 1 ГБ тільки зміненим кількістю виконавчих блоків і тактовою частотою. Нова відеокарта має 384 активних обчислювальних процесора і 64 TMU, а також 256-бітну шину пам'яті, 32 блоки ROP і 512 КБ кеш-пам'яті другого рівня. Об'єм пам'яті у референсной відеокарти дорівнює 1 ГБ, і це оптимальний обсяг для сучасної відеокарти середнього рівня. Хоча для маркетингової конкуренції з Radeon HD 6950 деякі вендори можуть випустити і 2 ГБ варіанти, і ми думаємо, що чекати їх довго не доведеться.

Архітектура графічного процесора GF114

Аналогічно вийшли раніше моделям серії Geforce GTX 500, GTX 560 Ti використовує покращений графічний процесор, знайомий нам по попередній серії GTX 400, але модифікований для кращого співвідношення продуктивності і енергоспоживання. Для збільшення енергоефективності GF114 був модифікований так, щоб знизити витоку та оптимізувати чіп. GTX 560 Ti - це послідовник справи GTX 460, що має вже 384 потокових процесора і 8 движків PolyMorph, замість 336 і 7 у аналогічної моделі минулого покоління. В іншому GF114 дуже схожий на GF104, і відмінності тільки в кількості розблокованих функціональних пристроїв.

Geforce GTX 560 Ti використовує ту ж конфігурацію мультипроцессоров Streaming Multiprocessor, що і GTX 460. У застосований GF114 використовуються потокові мультипроцесори із збільшеною кількістю обчислювальних ядер (CUDA cores) в кожному, в порівнянні з топовими чіпами поточної архітектури. Загалом, кожен SM має 48 потокових процесорів, чотири диспетчера і вісім блоків TMU.

GF114 містить два кластери GPC, вісім мультипроцессоров SM і чотири 64-бітних контролера пам'яті, зблокованих з кеш-пам'яттю другого рівня і вісьмома блоками ROP в кожному. Разом, до складу нового GPU входить 384 потокових процесора, зібраних в вісім мультипроцессоров по 48 штук в кожному. Більш детальна інформація про архітектурні зміни мультипроцессоров дана в огляді Geforce GTX 460 .

Підсистема пам'яті GF114 залишилася тією ж - кожен мультипроцессор має 64 КБ начіповой пам'яті, а GPU в цілому містить 512 КБ уніфікованої кеш-пам'яті другого рівня, яка обслуговує всі запити по завантаженню та збереженню даних. На відміну від топового чіпа GF110, що має шість контролерів пам'яті по 64 біта, до складу GF114 включено чотири таких контролера, що в сумі становить 256-бітну шину. У порівнянні з GTX 460 довелося ще збільшити тактову частоту застосованої GDDR5-пам'яті, щоб забезпечити достатню пропускну здатність.

Як і всі інші графічні процесори архітектури Fermi, GF114 має дуже сильні позиції по геометричній продуктивності і швидкості рендеринга в додатках, які активно використовують тесселяцию. Серед таких можна назвати наступні ігри DirectX 11: HAWX 2, Lost Planet 2, Metro 2033 і Civilization V.

Нова архітектура Nvidia використовує кілька поліморфних движків (PolyMorph Engines) і блоків растеризації (Raster Engines), які працюють паралельно. І порівняно велика кількість движків PolyMorph в GF114 забезпечує високу продуктивність тесселяції, а кілька растеризатор швидко виконують свою задачу по відкинути невидимих ​​поверхонь і растеризації. Графічний процесор, що лежить в основі Geforce GTX 560 Ti, має вісім двигунів PolyMorph і два растеризатора. А що конкурує з ним Radeon HD 6870 має лише один тесселятор і растеризатор, хоча і більш ефективні, якщо їх порівнювати один до одного.

Більш цікаво порівняння з Radeon HD 6950, що має вже по два тесселятор і растеризатора. І тут вже перевага когось по швидкості обробки геометрії і тесселяції не настільки очевидно. Все вирішиться в тестах продуктивності, наприклад в бенчмарке Heaven, результати якого ви побачите в третій частині нашого матеріалу. У будь-якому випадку, GTX 560 Ti має забезпечувати досить високу продуктивність обробки геометрії, навіть у порівнянні зі свіжим топовим чіпом AMD.

Ще одна важлива зміна GTX 560 Ti складається в серйозному підвищенні тактових частот при одночасному зниженні струмів витоків. На відміну від референсної частоти GTX 460, що дорівнює 675/1350 МГц, для GTX 560 Ti її підвищили до 822/1644 МГц, що на 22% вище. І разом із збільшеною кількістю активних виконавчих пристроїв, теоретичний приріст продуктивності в порівнянні з GTX 460 становить майже 40%! Це повинно викликати прирости FPS в ігрових тестах від 30% і вище, що ми обов'язково перевіримо далі.

При цьому можливості розгону GPU також залишилися досить високими, і очікується вихід фабрично розігнаних моделей від партнерів з частотами GPU вище 900 МГц. Але найважливішим завданням останнього часу є оптимізація по енергетичній ефективності, тобто одночасне підвищення продуктивності і утримання прийнятного споживання. За даними Nvidia, Geforce GTX 560 Ti в реальних тестах забезпечує більш ніж на 20% краще співвідношення продуктивності і споживання, в порівнянні з GTX 460 1GB.

До речі, в огляді GTX 460 ми припускали майбутній вихід відеокарт на чіпі GF104 з усіма активними 384 ALU і 64 TMU і більш високими частотами роботи як GPU, так і відеопам'яті. Ось GTX 560 Ti якраз і став цим рішенням, хоча його частота навіть перевищила наші очікування. Сильні сторони нового рішення зрозумілі - достатня математична продуктивність, дуже висока (найвища для відеокарт Nvidia) текстурная продуктивність, та й всі інші теоретичні параметри непогані. Серед можливих мінусів рішення - брак пропускної здатності відеопам'яті, який може обмежувати продуктивність нового рішення в деяких випадках.

інші зміни

В цьому розділі змін мінімум, і нічого особливого написати не вийде, адже новий Geforce GTX 560 Ti вельми схожий на GTX 460. Як і GF104, новий чіп середнього цінового діапазону підтримує бітстрімінг аудіопотоків форматів Dolby True HD і DTS-HD при передачі сигналу по HDMI на зовнішні ресивери, що може бути корисно для HTPC-застосувань.

Спеціально для роботи на підвищених, порівняно з GTX 460, тактових частотах була змінена референсна плата, посилені ланцюга харчування і покращено пристрій охолодження відеокарти. У новому кулері застосовується додаткова мідна теплова трубка і великі за розміром радіатор і вентилятор. При цьому кулер охолоджує не тільки сам графічний процесор, але і мікросхеми пам'яті і елементи в ланцюзі харчування.

Для захисту відеокарти і всієї системи від пошкоджень, пов'язаних з перевищенням повноважень ліній живлення, референсна відеокарта Geforce GTX 560 Ti використовує вже знайомі нам технології моніторингу, введені в Geforce GTX 580. Ці елементи апаратного моніторингу спостерігають за силою струму і напругою на 12-вольтних лініях харчування (PCI-E і 6-Штиркові додаткові роз'єми), драйвер опитує значення параметрів і може знизити тактову частоту GPU.

Нагадаємо, що ця система обмеження харчування працює виключно для додатків, що тестують стабільність системи (Furmark, OCCT), і не працює у випадку ігор, навіть з урахуванням розгону. У цьому її відмінність від більш складної системи AMD, яка може знижувати частоти і в іграх. Крім того, в разі Nvidia ця система моніторингу опціонально, і може не застосовуватися на відкритих, вироблених деякими партнерами компанії, якщо вони так вирішать.

теоретичні висновки

Очевидно, що GF114 - це доопрацьований і покращений GF104. Оновлений GPU верхнього цінового діапазону вигідно відрізняється від свого попередника збільшеною кількістю активних виконавчих блоків, значно підвищеними тактовими частотами і при цьому - практично не змінилися енергоспоживанням і тепловиділенням.

Новий графічний процесор може похвалитися всіма перевагами графічної архітектури Fermi, і особливо тим, що до складу GPU входить вісім двигунів тесселяции і два блоки растеризації, що дуже важливо для сучасних ігор з підтримкою DirectX 11. Ще один явний плюс Geforce GTX 560 Ti в тому, що це теоретично найпотужніше рішення Nvidia за швидкістю текстурування. За цим параметром GTX 560 Ti випереджає навіть топову GTX 580! Це також повинно позитивно позначитися на швидкості рендеринга в багатьох іграх.

Завжди важливо пропонувати найбільш вигідні рішення для середнього цінового діапазону, а зараз це ще своєчасно, адже більшість ігрових ПК не мають в своєму складі сучасних відеокарт з підтримкою DirectX 11. Однією з найбільш популярних відеокарт досі є модель Geforce 8800 GT (а також її близнюк 9800 GT), випущена навесні 2007-го року за ціною $ 200-250. Свого часу ця відеокарта стала однією з найбільш популярних, і з GTX 560 Ti компанія Nvidia хоче і може повторити цей успіх.

Представлена ​​сегодня модель может стать тім самим вдалині апгрейдом для власніків Geforce 8800 GT. На додаток до Нових можливий DirectX 11, нова відеокарта принесе подвоєну пропускну здатність відеопам'яті и збільшена Кількість виконавчих блоків. І в цілому, по середньої продуктівності GTX 560 Ti винна Забезпечити Приріст швідкості до двох-трьох разів, у порівнянні з Geforce 8800 GT. Що Цілком мож мотівуваті Користувачів на такий апгрейд. І справа навіть не стільки в самих високих FPS, а в тому, що подібна зміна поколінь відеокарт дасть можливість виставити більш високі налаштування якості в іграх, навіть з підтримкою можливостей DX11.

Звичайно, все буде визначатися ігровими тестами і роздрібною ціною в магазинах, але з теоретичних показниками GTX 560 Ti виглядає явно сильніше, ніж конкуруюча модель Radeon HD 6870, і цілком ймовірно, що її розігнані варіанти зможуть конкурувати навіть з Radeon HD 6950. Але все це , повторимося, стане зрозуміло лише в третій частині статті. Крім того, рекомендована ціна GTX 560 Ti (для російського ринку) виглядає дещо завищеною, адже HD 6870 вже зараз продаються дешевше і можуть подешевшати ще.

Але в цілому, можна сказати, що анонсована модель Geforce GTX 560 Ti є відмінним продовжувачем справи Geforce GTX 460. Відеокарта, заснована на подібному GPU, зробленому на тому ж техпроцессе, повинна забезпечити мінімум на третину більшу продуктивність - це дуже добре!

Отже, в першій частині ми досліджували теоретичні особливості нового графічного процесора GF114 і відеокарти на його основі, а наступна частина статті буде присвячена практичній частині дослідження в синтетичних тестах, в якій ми порівняємо продуктивність нового рішення Nvidia зі швидкістю інших рішень від обох виробників дискретних GPU.
Nvidia Geforce GTX 560 Ti - Частина 2: Відеоплати і синтетичні тести