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Funktionen der GeForce GTX 580-Architektur

Die neue GeForce GTX 580 ist nichts Revolutionäres. Die Hauptaufgabe der Ingenieure des Unternehmens bestand darin, die Fehler zu korrigieren, die zuvor gemacht wurden, sowie die Leistung zu steigern, um einen deutlicheren Vorsprung vor dem Hauptkonkurrenten AMD zu erzielen.

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Leider verfügte der erste Beschleuniger auf Basis der neuen Architektur, die GeForce GTX 480, nicht über alle Rechenkapazitäten, die die NVIDIA-Ingenieure in sie eingebaut hatten. GPU GF100. Tatsache ist, dass in den GTX 480-Serienmodellen einer der 16 Streaming-Multiprozessoren deaktiviert war, wodurch das neue Topmodell trotz seines Status 32 CUDA-Kerne, vier Textureinheiten und eine Polymorph Engine verlor. Höchstwahrscheinlich haben die NVIDIA-Ingenieure einen solchen Schritt allein aufgrund von Produktionsproblemen unternommen, die das Unternehmen bei der Vorbereitung der Veröffentlichung Fermi-basierter Lösungen schon seit längerem plagten. Allerdings ist das jetzt nicht mehr so ​​wichtig, denn das Neue GPU GF110 verfügt über alle 16 SMs, also 512 vollwertige CUDA-Kerne, 64 TMU-Einheiten und 16 Polymorph Engine-Module. Darüber hinaus haben die NVIDIA-Ingenieure eine Reihe von Modifikationen vorgenommen, die es der GeForce GTX 580 ermöglichten, Gleitkomma-Texturfilterung mit voller Geschwindigkeit und 16-Bit-Präzision (FP16) durchzuführen, was eine Leistungssteigerung bei Anwendungen ermöglicht, die viel Texturarbeit erfordern .

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Tatsache ist, dass die Texturierungsgeschwindigkeit auf der GeForce GTX 480 bei Verwendung von 64-Bit-Formaten (fp16x4) mit nicht-trivialer Filterung um die Hälfte sinkt. Beim Texturieren aus dem fp16x4-Format mit bilinearer Filterung sinkt die Geschwindigkeit beispielsweise auf 30 Pixel pro Takt (PPC), verglichen mit 60 PPC bei 32-Bit-Formaten. Auf der GeForce GTX 580 erfolgt die Texturierung aus solchen Formaten mit "Vollgas", d.h. Sowohl 32-Bit- als auch 64-Bit-Formate mit bilinearer Filterung arbeiten mit 64 PPC.

Darüber hinaus wurde die GeForce GTX 580 Block Rejection von unsichtbaren Oberflächen Z-Cull verbessert. Im Fall der GF100-GPU sank bei Verwendung bestimmter Z-Pufferformate die Effektivität der Z-Cull-Einheit. Mit der Einführung der neuen Z-Cull-Tiefenpuffer-Darstellungsformate im GF110 wurde dieses Problem gelöst. Im Allgemeinen wird die Leistungssteigerung der GeForce GTX 580 im Vergleich zum vorherigen Flaggschiff GeForce GTX 480 größtenteils auf eine Erhöhung der Anzahl aktiver Funktionsblöcke und eine Erhöhung der Betriebsfrequenzen und in geringerem Maße auf die Architektur zurückzuführen sein Verbesserungen im Zusammenhang mit der Stärkung des Z-Cull-Blocks sowie eine Erhöhung der Geschwindigkeit der FP16-Texturfilterung .

Hier stellt sich die völlig berechtigte Frage: Was tun mit dem Stromverbrauch der neuen Beschleuniger, denn es ist kein Geheimnis, dass einer der wesentlichen Mängel des bisherigen Flaggschiffs, der GeForce GTX 480, bei weitem nicht das beste Verhältnis von Leistung pro Watt war der verbrauchten Energie. Auch bei der neuen GeForce GTX 580 wurde dieses Problem gelöst, da die NVIDIA-Ingenieure ein tiefgreifendes Redesign durchführten GPU, Verwendung von Transistoren mit geringeren Leckströmen an kritischen Stellen. Dadurch konnten nicht nur die Betriebsfrequenzen der GTX 580 gegenüber den Werten der bisherigen Spitze angehoben, sondern auch der Stromverbrauch des neuen Flaggschiffs im Vergleich zur GeForce GTX 480 gesenkt werden.

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Wie die meisten anderen modernen NVIDIA-Beschleuniger unterstützt die GeForce GTX 580 vollständig NVIDIA PhysX- und CUDA-Technologien, die die Nutzung von GPU-Ressourcen für verschiedene Arten von parallelem Computing ermöglichen, beispielsweise wird die PhysX-Hardwarebeschleunigung verwendet, um eine Reihe von physikalischen Spezialeffekten zu ermöglichen Spiele, die auf der PhysX-Engine basieren. Leider gibt es derzeit nicht so viele Spiele, die die NVIDIA PhysX-Technologie unterstützen, obwohl einige sehr herausragende Projekte darunter sind, zum Beispiel Batman Arkham Asylum, Mafia II und Metro 2033.

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Ganz zu schweigen von den Technologien NVIDIA Surround und NVIDIA 3DVision Surround. Tatsächlich ist NVIDIA Surround ein etwas eingeschränktes Analogon der Eyefinity-Technologie, die AMD bereits im Herbst 2009 angekündigt hat. Die Essenz von NVIDIA Surround liegt in der Tatsache, dass der Benutzer durch Anschließen von drei Monitoren an einen Computer diese zu einem einzigen Arbeitsbereich kombinieren kann, den das System als einen großen Monitor betrachtet. NVIDIA Surround-Einschränkungen hängen mit der Unfähigkeit zusammen, mehr als drei Monitore in einem einzigen Raum zu kombinieren, sowie mit der Notwendigkeit, mindestens ein Paar NVIDIA-Grafikkarten im SLI-Modus zu verwenden, um die NVIDIA Surround-Technologie zu aktivieren. Was NVIDIA 3DVision Surround anbelangt, ermöglicht Ihnen diese Technologie, durch die kombinierte Verwendung von NVIDIA 3D-Brillen und drei 120-Hz-Monitoren einen zusätzlichen Präsenzeffekt in virtuellen Welten zu erzielen.

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Trotz der Tatsache, dass sich die neue GTX 580 CO deutlich vom Kühler der Referenzversion der GTX 480 unterscheidet, zeigt das Design des Kühlsystems der Neuheit die charakteristischen Merkmale, die vielen NVIDIA Hi-End-Produkten innewohnen. Wie Sie wahrscheinlich bereits bemerkt haben, kommt das neue Kühlsystem der GTX 580 ohne Heatpipes aus, die in der GeForce GTX 480 CO vorhanden waren. Diesmal basiert das Kühlsystem des Top-NVIDIA-Beschleunigers auf der Verdunstungskammer. Der Grafikprozessor steht in Kontakt mit der Plattform, direkt darüber befindet sich ein versiegeltes Fach - es enthält eine Flüssigkeit mit niedrigem Siedepunkt. Wenn die Temperatur ansteigt, ändert die Flüssigkeit ihren Aggregatzustand und wird zu einem Gas, das Wärme an die Oberseite des Kühlsystems überträgt. Bei leichter Abkühlung kondensiert das Gas und wird wieder flüssig, dann wiederholt sich der Kreislauf erneut. Die Turbine wiederum treibt kühle Luft durch die beheizten Kühlerlamellen und führt Wärme außerhalb des Gehäuses ab. Der Videospeicher sowie die Elemente des Stromversorgungssystems sind über spezielle Wärmeleitpads mit der Metallbasis des Kühlers in Kontakt.

Der GF110-Grafikprozessor verfügt über sechs Leistungsphasen, die vom CHiL Semiconductor CHL8266-Controller gesteuert werden, der genau so auf den Referenzversionen der GeForce GTX 480 verbaut war. Der Speicher wird nach dem 1 + 1-Schema (1 Phase Vdd + 1 Phase Vddq), gesteuert durch den Anpec APW7066 Controller. Ein ähnlicher Controller wurde einst auf der GeForce 9800 GTX verwendet. In diesem Fall steuert ein Zweikanalcontroller beide Videospeicherspannungen (Vdd und Vddq), einen Kanal für jede Spannung.

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Die nächste Innovation war der Mechanismus zur Hardwareüberwachung von Strom und Spannung auf den Hauptstromleitungen der 12-V-Videokarte (6- und 8-polige Stromanschlüsse sowie ein PCI-Express-Steckplatz). Wenn der Grafikkarte zu viel Strom zugeführt wird, der die von den Spezifikationen erlaubten Werte überschreitet, reduziert der Treiber automatisch die Taktfrequenzen des Beschleunigers, um einen Ausfall zu verhindern. Der Hersteller weist besonders darauf hin, dass der moderne NVIDIA-Treiber die Betriebsfrequenzen des Beschleunigers automatisch um 50 % reduziert, wenn Stresstest-Dienstprogramme wie OCCT oder FurMark ausgeführt werden. Laut NVIDIA-Ingenieuren erzeugen solche Programme eine kritische Belastung der Grafikkarte, während echte Anwendungen niemals eine solche Belastung erzeugen. Deshalb wurde entschieden, die Frequenzen von den Fahrern künstlich abzusenken. Es wird auch berichtet, dass Endbenutzer diese Einschränkung nicht entfernen können. Leider ist derzeit keines der Dienstprogramme in der Lage, die durch den Schutzmechanismus in den Treibern verursachte Abnahme der Frequenzen zu verfolgen, aber nach der Veröffentlichung der entsprechenden Updates kann der Benutzer alle Änderungen in der Arbeit von bemerken die GeForce GTX 580 Grafikkarten.

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Frequenz GPU Das neue Produkt ist 772 MHz (1544 MHz für die Shader-Domäne, die mit der doppelten Kernfrequenz arbeitet). Dies ist etwa 10 % höher als die Betriebsfrequenz der GF100-Grafikkarte GeForce GTX 480 (700/1401 MHz). Berücksichtigung architektonischer Verbesserungen GPU Der Leistungsvorteil der GTX 580 könnte sogar noch bedeutender sein.

Spezifikationen NVIDIA GeForce GTX 580

Name GeForce GTX 580
Kern GF110
Verfahrenstechnik (µm) 0.04
Transistoren (Millionen) ?
Kernfrequenz 772
Speicherfrequenz (DDR) 2004 (4008)
Bus- und Speichertyp 384-Bit-GDDR5
Bandbreite (Gb/s) 192.4
Einheitliche Shader-Blöcke 512
Häufigkeit einheitlicher Shader-Einheiten 1544
TMU pro Förderer 64
ROP 48
Shader-Modell 5.0
Füllrate (Mtex/s) 49400
DirectX 11.0
Speicherkapazität 1536
Schnittstelle PCI-E 2.0

 Es ist leicht zu erkennen, dass NVIDIA vor der Veröffentlichung der GeForce GTX 580 ernsthafte und sorgfältige Arbeit geleistet hat, um die offensichtlichen Mängel der GeForce GTX 480 zu beseitigen. Geringerer Stromverbrauch im Vergleich zum Vorgänger, weniger Erwärmung GPU und ein recht leises Kühlsystem – und das, obwohl sich das neue Produkt als spürbar schneller als die GTX 480 herausstellte und sich die GTX 580 zudem in vielen Anwendungen als produktiver erwies als die Radeon HD 5970.