Так сложилось, что NVIDIA уже несколько лет доминирует в сегменте дорогих одночиповых видеокарт. AMD удалось навязать калифорнийцам жесткую конкуренцию почти во всех ценовых категориях, но самые производительные решения традиционной архитектуры все равно выпускаются под маркой GeForce. В конце этого года, правда, то тут, то там говорили, что у AMD появился реальный шанс покорить неприступный сегмент. В 2010-м NVIDIA припозднилась с анонсом архитектуры Fermi, разработать что-то принципиально новое за оставшееся время не успевала, и AMD, казалось, вот-вот расправится с конкурентом, выпустив свои свеженькие «Радеоны» на базе ядра Cayman. Но не тут-то было! «Зеленые» не только подготовили за семь месяцев достойного бойца — очередную самую быструю одночиповую видеокарту современности, GeForce GTX 580, — но и заставили его нанести упреждающий удар. Как NVIDIA это удалось? Все просто: компания всего лишь довела до ума уже существующий продукт.

Шлифовка

Предыдущий флагманский видеочип NVIDIA, известный под именем GF100, уникален — он лег в основу сразу трех видеокарт, но ни в одной из них не раскрыл свой потенциал полностью. Поясним: изначально в этом процессоре предусмотрены четыре кластера обработки графики (GPC, Graphics Processing Cluster), каждый из которых содержит отдельный движок растеризации и четыре потоковых мультипроцессора (SM, Streaming Multiprocessor). В свою очередь, SM несли по 32 ядра CUDA, четыре текстурных блока и движок Poly Morph engine для расчета тесселяции. Так вот, даже у видеокарты GeForce GTX 480, самого быстрого носителя GF100, были активны лишь 15 мультипроцессоров из 16. В младших платах чип порезали еще сильнее: в GeForce GTX 470 осталось 14 SM-блоков, а в GeForce GTX 465 — 11.

Причин такого вот подрезания крыльев было несколько. Самая очевидная — проблемы при производстве чипов. GF100 — очень сложное устройство, состоящее из трех миллиардов транзисторов, и непосредственный производитель графических процессоров, компания TSMC, просто не смогла в установленный срок до конца отладить выпуск этих GPU. У большого процента готовых чипов часть мультипроцессоров оказывалась нерабочей, и, чтобы вывести новую архитектуру на рынок как можно скорее, NVIDIA вынуждена была использовать сырые графические ядра, ограничив число активных SM. Еще одна причина — проблема с самими ядрами: полноценные GPU получались слишком горячими и прожорливыми, и их приходилось урезáть.

В любом случае, теперь все эти игры в хирургов остались в прошлом; важно то, что NVIDIA наконец удалось наладить поставки графического ядра, в котором все 16 мультипроцессоров идеально функционируют. Именно этот чип и лег в основу GeForce GTX 580. Зовется он теперь GF110.

По сравнению с GTX 480 у GTX 580 возросло количество потоковых процессоров (с 480 до 512 штук), текстурных блоков (с 60 до 64 штук) и модулей тесселяции (с 15 до 16 штук). Кроме того, повысились частоты, на которых все это добро работает: скорость процессора увеличилась с 700 до 772 МГц. CUDA-ядра функционируют на частоте 1544 против 1401 МГц. Память также была подвергнута разгону — в эталонной GTX 580 используются чипы производства Samsung, для которых рабочая частота выставлена на отметке в 4008 МГц. У GTX 480, напомним, память функционирует на частоте 3696 МГц.

На этом отличия не заканчиваются; GF100 и GF110 все-таки не совсем идентичны, и смена имени чипа объясняется по крайней мере парой нововведений. Во-первых, оптимизирована работа текстурных блоков: теперь они производят обработку текстур без пропуска тактов. Во-вторых, улучшен алгоритм отбраковки невидимых поверхностей, так что видеокарта ныне совершает чуть меньше ненужной работы.

Как видно, по большинству параметров нынешний hi-end проворнее предыдущего, но показатели, по которым видеокарты идентичны, все же остаются — оба ускорителя могут похвастаться 48 блоками растеризации, 384-битной шиной памяти и 1536 МБ GDDR5. Кроме того, длина обоих адаптеров составляет 267 мм, да и набор видеовыходов не изменился — на задней стенке GTX 580 можно обнаружить пару портов DVI и один mini-HDMI.

Сравнительная таблица технических характеристик
Характеристика	NVIDIA GeForce GTX 580	NVIDIA GeForce GTX 480	AMD Radeon HD 5870	AMD Radeon HD 5970
Ядро	GF110	GF100	Cypress	Hemlock
Количество транзисторов	3 млрд	3 млрд	2,15 млрд	4,3 млрд
Техпроцесс	40-нм	40-нм	40-нм	40-нм
Количество потоковых процессоров	512	480	1600	2х 1600
Частота графического ядра	772 МГц	700 МГц	850 МГц	725 МГц
Частота потоковых процессоров	1544 МГц	1401 МГц	850 МГц	725 МГц
Тип, объем памяти	GDDR5, 1536 МБ	GDDR5, 1536 МБ	GDDR5, 1 ГБ	GDDR5, 2 ГБ
Частота памяти	4008 МГц	3696 МГц	4800 МГц	4000 МГц
Шина данных	384 бит	384 бит	256 бит	256 бит
Количество текстурных блоков	64	60	80	2х 80
Количество блоков растеризации	48	48	32	2х 32
Интерфейс	PCIe 2.0 x16	PCIe 2.0 x16	PCIe 2.0 x16	PCIe 2.0 x16
Цена на январь 2011 года	20 000 рублей	14 000 рублей	11 500 рублей	20 500 рублей

Новый элемент

Разумно было бы предположить, что новая видеокарта вышла еще прожорливее, чем GTX 480, ведь количество исполнительных блоков и рабочие частоты возросли, а архитектура и техпроцесс остались неизменными. К счастью, это не так: GTX 580 потребляет на 6 Вт меньше, чем предшественница, поскольку за полгода процесс производства чипов архитектуры Fermi был основательно отлажен. Тем не менее TDP у новичка все равно внушительный — 244 Вт. Соответственно, видеокарте требуется не только мощная подсистема питания с двумя разъемами, на шесть и на восемь контактов, но и продвинутая система охлаждения.

GTX 480 традиционно критикуют за горячий нрав, однако кулер у нее очень хорош. Стремясь обуздать пламенного зверя, NVIDIA создала одну из лучших систем охлаждения за всю свою историю. Инженеры использовали массивный радиатор сразу с пятью тепловыми трубками, напрямую контактирующими с графическим процессором, и даже прорезали печатную плату под вентилятором, чтобы он мог эффективнее всасывать воздух. Но даже этих ухищрений едва хватало для отвода тепла от горячего GF100, и для GF110 потребовался новый, еще более производительный, кулер. Увеличивать число тепловых трубок было уже некуда, так что NVIDIA отважилась применить радиатор с испарительной камерой — подобные решения можно встретить, например, в двухчиповом Radeon HD 5970, а также в видеокартах Sapphire серии Vapor-X.

Испарительная камера по принципу работы мало отличается от тепловых трубок: жидкость в ней испаряется с нагревающейся стороны и конденсируется на противоположной, после чего перетекает на прежнее место. Так осуществляется перенос тепла от основания радиатора к его ребрам. Прелесть испарительной камеры в том, что она целиком накрывает GPU, чего тепловые трубки сделать не могут. Соответственно, радиатор на ее основе оказывается более эффективным.

Синтетические тесты
3DMark Vantage
Модель видеокарты	GPU	CPU	Overall	Соотношение производи- тельности
NVIDIA GeForce GTX 580	22 468	48 353	25 940	100%
NVIDIA GeForce GTX 480	16 526	47 711	19 796	76%
AMD Radeon HD 5870	17 402	17 326	17 383	67%
AMD Radeon HD 5970	21 848	17 347	20 517	79%
Unigine Heaven Benchmark 2.0
Модель видеокарты	FPS	Overall	Соотношение производи- тельности
NVIDIA GeForce GTX 580	31,6	796	100%
NVIDIA GeForce GTX 480	24,6	617	77%
AMD Radeon HD 5870	11,4	288	36%
AMD Radeon HD 5970	19,9	502	63%

Борьба за титул

Плацдармом для проведения опытов выступил уже знакомый вам стенд из процессора Intel Core i7-920, материнской платы Foxconn Renaissance и трех двухгигабайтных планок памяти Kingston HyperX DDR3-1666.

GeForce GTX 580 претендует на звание самой производительной графической платы современности, так что ее соперниками стали лидеры быстродействия в различных ценовых категориях: самый быстрый одночиповый продукт AMD в лице Radeon HD 5870, нынешний король 3D-графики Radeon HD 5970, оснащенный сразу двумя GPU, и, конечно же, предыдущий флагман NVIDIA — GeForce GTX 480. В список синтетических тестов вошли 3DMark Vantage и Unigine Heaven Benchmark 2.0, а положение дел в играх мы изучали с помощью Resident Evil 5, Devil May Cry 4, Aliens vs. Predator и Lost Planet 2 («Метро 2033», к сожалению, выдавала на нашем тестовом стенде критическую ошибку, устранить которую не помогли ни замена комплектующих, ни переустановка Windows).

Если судить по показаниям синтетики, перед нами самая быстрая видеокарта не только в лиге одночиповых продуктов (это было очевидно с самого начала), но и в абсолютном зачете: в обоих тестах GTX 580 удалось обогнать Radeon HD 5970. В тесте GPU из 3DMark Vantage новичок вырвал победу у двуглавого монстра, обойдя его на 3%, а преимущество над GTX 480 составило внушительные 26%. По итоговым баллам новый GeForce также оставил оба творения AMD далеко позади. В Unigine Heaven Benchmark 2.0, активно эксплуатирующем движки тесселяции, ускорители от NVIDIA тоже оказались традиционно сильны — даже GTX 480 обошла старший Radeon, а GTX 580 и вовсе продемонстрировала полуторакратное превосходство над конкурентом.

В реальной жизни отрыв дерзкого новичка от преследователей уже не столь существен. Так, в DX10-играх Resident Evil 5 и Devil May Cry 4 разница между результатами GTX 580 и HD 5970 была минимальной — видеокарта от NVIDIA выступила лишь немногим лучше конкурента. В тестах под DX11 все оказалось еще интереснее: в Lost Planet 2 новинка разорвала соперника в пух и прах, а в Aliens vs. Predator отстала почти на треть.

Игровые тесты (кадров в секунду)
Название игры, настройки	NVIDIA GeForce GTX 580	NVIDIA GeForce GTX 480	AMD Radeon HD 5870	AMD Radeon HD 5970
Resident Evil 5 (DX10)
High, 1680x1050, AF 16x, AA 8x	113,8	105,2	105,8	112,7
High, 1920x1080, AF 16x, AA 8x	108,1	106	99,4	106,7
High, 1680x1050, AF 16x, AA 16x	108,8	106	108,5	109,8
High, 1920x1080, AF 16x, AA 16x	106,1	103,7	104,5	105,7
Соотношение производительности	100%	96%	96%	100%
Devil May Cry 4 (SC2, DX10)
SuperHigh, 1680x1050, AF 16x, AA 8x	242,5	147,5	—	—
SuperHigh, 1920x1080, AF 16x, AA 8x	240,8	138,2	131,5	218,7
SuperHigh, 1680x1050, AF 16x, AA 16x	222,6	148,7	—	—
SuperHigh, 1920x1080, AF 16x, AA 16x	217,6	136,7	163,1	211,8
Соотношение производительности	100%	62%	64%	94%
Lost Planet 2 (DX11, Test A, SC2)
High, 1680x1050, AF 16x, AA 8x	71,5	—	32,7	47,5
High, 1680x1050, AF 16x, AA 16x	75,5	—	34,3	49,7
Соотношение производительности	100%	—	46%	66%
Aliens vs. Predator (Demo, DX11)
VeryHigh, 1680x1050, AF 16x, AA 2x	62,3	42,4	48,7	74,7
VeryHigh, 1920x1080, AF 16x, AA 2x	34	39,2	43,5	61,7
VeryHigh, 1680x1050, AF 16x, AA 4x	55,7	38	39,4	66,8
VeryHigh, 1920x1080, AF 16x, AA 4x	47,4	35,1	35,2	55,1
Соотношение производительности	100%	78%	84%	130%
Соотношение цены	100%	70%	57,5%	102,5%
Соотношение производительности	100%	77%	73%	98%

Основываясь на игровых бенчмарках, можно сделать вывод, что сугубо эволюционный GeForce GTX 580 в среднем на четверть быстрее своего прародителя. Этого прироста достаточно, чтобы свергнуть с трона Radeon HD 5970.

Новая видеокарта NVIDIA демонстрирует сопоставимую c конкурентом производительность, но при этом дешевле, энергопотребление у нее ниже, да и про поддержку фирменных технологий вроде PhysX и 3D Vision забывать не стоит. Кроме того, новый кулер действительно очень эффективен и тих, так что и по акустическим параметрам GTX 580 выглядит привлекательнее, чем HD 5970. Ну а высокие результаты в синтетике позволяют надеяться, что после доработки драйверов показатели GeForce GTX 580 улучшатся еще немного.

В общем, если вы хотите приобрести самую быструю видеокарту современности, то выбор очевиден — во всяком случае, до тех пор, пока мы наконец не доберемся до плат на базе Cayman.