Nvidia GeForce GTX 480 и GTX 470: ответный удар на основе Fermi и GF100 – THG.RU

Введение

Вполне понятно, что энтузиасты тщательно отслеживают все новости о грядущих продуктах. Мы начинаем обсуждать новинки ещё с момента появления первых спецификаций, и неважно, официальные они или нет.

Но в случае Nvidia GeForce GTX 480 и 470 компания оставила не слишком много поводов для фантазий. Ещё в сентябре 2009 года гигант в сфере GPU начал воспевать свою вычислительную архитектуру. “Что ж, звучит неплохо”, думали мы. В январе 2010 года мы смогли в деталях узнать, как GF100 (GPU на основе дизайна Fermi) раскроет свой потенциал в играх DirectX 11 с интенсивным использованием геометрии. “Отлично! Ждём – не дождёмся!”

Нажмите на картинку для увеличения.

Поэтому Nvidia невольно стала заложником своих ранних обещаний, ведь на дворе конец марта – прошло почти полгода после объявления ранних деталей о Fermi – и первая видеокарта на новом дизайне поступила в нашу лабораторию неделю назад.

Карты ещё не поступили в продажу. Nvidia утверждает, что первая партия видеокарт, сделанная компанией на своих мощностях, поступит в канал и будет доступна в двухнедельный срок. И где-то в апреле должны появиться видеокарты от партнёров компании. Как насчёт доступности? По информации Nvidia, компания выпустит десятки тысяч видеокарт GF100 в момент объявления, и к середине апреля все желающие потратить $500 на GeForce GTX 480 или $350 на GeForce GTX 470 смогут это сделать. Впрочем, о целесообразности этого решения мы поговорим в нашей апрельской статье из цикла “Выбираем видеокарту для игр”.

Конечно, у AMD были такие же амбиции по поводу доступности видеокарт линейки Radeon HD 5800 в момент их выхода, и мы знаем, что получилось в итоге. Даже сегодня 40-нм техпроцесс TSMC не может обеспечить в должном количестве GPU класса DirectX 11.

Заложник своих обещаний?

Пусть даже Nvidia и выходит на рынок Windows 7/DirectX 11 через полгода после конкурента, но компания начинает на нём присутствовать. Задержки остались в прошлом, и с девятью моделями линейки Radeon HD 5000, которые AMD стряпала как горячие пирожки, теперь будут конкурировать две видеокарты Nvidia. Впрочем, учитывая цены $500 и $350, список возможных конкурентов сужается, в high-end сегменте для энтузиастов сегодня присутствуют модели Radeon HD 5850, 5870 и 5970. Поэтому мы сравнили с новинками Nvidia именно три упомянутые модели. Но у двух третей линейки AMD DirectX 11 конкурентов до сих пор нет – если, конечно, поддержка DirectX 11 обязательна для вас.

Мы также добавили в сравнение флагмана AMD предыдущего поколения Radeon HD 4870 X2, предыдущего флагмана “зелёного лагеря” Nvidia GeForce GTX 295, а также самую быструю видеокарту Nvidia с одним GPU до сегодняшнего объявления – GeForce GTX 285.

Нажмите на картинку для увеличения.

Конечно, у сообщества геймеров изначально таились сомнения по поводу новых видеокарт, поскольку Nvidia определила архитектуру Fermi как вычислительную по своей сути, то есть традиционная роль GPU по ускорению 3D-графики в играх отошла на второй план. Вне всякого сомнения, архитектура Fermi (следовательно, и GPU GF100 на её основе) предназначена для дальнейшего развития линейки Tesla – вычислительных карт, которые используются в требовательных к производительности окружениях (можно сказать, что и в суперкомпьютерах). Это видно по поддержке памяти ECC и усиленной производительности вычислений с двойной точностью. Так что в этом отношении Nvidia преуспела. 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. Остаётся лишь увидеть, насколько хорошо GF100 справляется “со всем остальным”.

В данной статье мы рассмотрим, насколько хорошо GPU GF100 справляется с играми. Сцена подготовлена, актёры выбраны. Наш новый сценарий предусматривает участие новых игр, и результаты получились весьма любопытными – если не сказать больше. Что ж, встречайте новые видеокарты Nvidia GeForce GTX 480 и 470! Шоу начинается!

Nvidia GF100 – обратное масштабирование

Мы уже рассказали о GPU GF100, который базируется на архитектуре Nvidia Fermi, в январе 2010. В то время мы предсказали потенциал двукратного прироста производительности флагманской модели на GF100 по сравнению с видеокартами на основе GT200, такими как GeForce GTX 285. Конечно, всё это было сделано с учётом того, что мы увидим видеокарты с полноценным чипом GF100. Но, увы, реализация вновь подвела.

Нажмите на картинку для увеличения.

В полноценном виде GF100 содержит 512 ядер CUDA (четыре кластера Graphics Processing Clusters [GPC], каждый содержит четыре мультипроцессора Streaming Multiprocessors [SM], и каждый из них содержит 32 ядра CUDA). Но у GeForce GTX 480 реализовано 480 ядер CUDA, а у GTX 470 – 448, то есть мы получаем на 32 ядра меньше в каждом случае. Nvidia отключила один мультипроцессор SM у GTX 480 и два SM у GTX 470.

Нажмите на картинку для увеличения.

Поскольку каждый мультипроцессор SM также содержит собственные текстурные блоки и движок PolyMorph (логика с фиксированными функциями, которая обеспечивает великолепную производительность расчёта геометрии у архитектуры), обе новые видеокарты приносят в жертву производительность и в этих двух областях. GeForce GTX 480 сохранила 60 текстурных блоков (из 64) и 15 движков PolyMorph, а GeForce GTX 470 предлагает 56 текстурных блоков и 14 движков PolyMorph.

Нажмите на картинку для увеличения.

Задняя часть конвейера GF100 независима от кластеров GPC, поэтому даже в урезанной конфигурации GeForce GTX 480 Nvidia смогла сохранить все шесть разделов ROP. Каждый раздел способен выдавать восемь 32-битных целочисленных пикселей одновременно, то есть мы получаем 48 пикселей за такт. Но GeForce GTX 470 уже не так повезло: видеокарта потеряла один из разделов ROP (то есть мы получаем уже 40 пикселей за такт).

Полноценная GF100 со всеми разделами ROP поддерживает 384-битный интерфейс памяти GDDR5 (то есть по 64-битному интерфейсу на раздел). GeForce GTX 480 поддерживает как раз такую конфигурацию, и 256 Мбайт памяти на интерфейс дают нам в сумме 1,536 Гбайт памяти GDDR5 (пропускная способность составляет 177 Гбайт/с, если учесть тактовую частоту 924 МГц). Вполне естественно, что GeForce GTX 470 пришлось всем этим жертвовать. 320-битный интерфейс поддерживает 1,28 Гбайт памяти GDDR5 с меньшей частотой 837 МГц, что даёт пропускную способность почти 134 Гбайт/с.

Нажмите на картинку для увеличения.

Вот такая вырисовывается картина. Мы надеялись получить тот же самый процессор, о котором нам столько рассказывали в январе 2010. Но из-за проблем с выходом годных кристаллов, новый флагман Nvidia (и его “помощник”) используют урезанные версии процессора. Впрочем, пусть даже мы уже и не ожидаем умножения производительности GeForce GTX 285, новинки должны агрессивно конкурировать с картами AMD Radeon HD 5870 и 5850. Позвольте теперь рассмотреть видеокарты.

Встречаем GeForce GTX 480 и 470

Хотя видеокарты GeForce GTX 480 и 470 базируются на одном графическом процессоре (пусть и с разным количеством отключённых блоков), как и в случае AMD Radeon HD 5870 и 5850, дизайн у карт совершенно разный.

Нажмите на картинку для увеличения.

GeForce GTX 480

Видеокарта GeForce GTX 480 использует печатную плату длиной 26,7 см (10,5″), то есть примерно на сантиметр короче Radeon HD 5870. Для дополнительного питания (помимо шины PCI Express) требуется подключение одной шестиконтактной и одной восьмиконтактной вилок. Nvidia заявляет, что плата имеет тепловой пакет (TDP) 250 Вт – существенно меньше, чем Radeon HD 5970, которая едва умещается под предельным потолком 300 Вт, установленным группой PCI-SIG. И Nvidia рекомендует блок питания мощностью 600 Вт или выше.

Но на дополнительном питании карты история не заканчивается. Хотя GeForce GTX 480 по спецификациям кажется менее “прожорливой”, чем флагман AMD, с охлаждением видеокарты явно возникали проблемы. Кулер карты, как нам кажется, наиболее агрессивный из всех моделей эталонного дизайна, которые мы встречали раньше. Радиатор отводит тепло от поверхности GPU и микросхем памяти. Пять тепловых трубок передают тепло на массив из алюминиевых рёбер, а специальный вентилятор продувает воздух через кожух и рёбра, выбрасывая его в конечном итоге через заднюю панель видеокарты.

Нажмите на картинку для увеличения.

Но, возможно, более уникально то, что поверхность кожуха карты тоже является частью радиатора, располагающегося над массивом из рёбер. За эту область обычно хватаешься, когда извлекаешь видеокарту из корпуса ПК. Но когда я обжёгся во время этой процедуры, то заинтересовался реальными значениями температуры. Как оказалось, во время обычных игр (то есть при запуске Crysis, а не интенсивных тестов, подобных FurMark), температура наружного металлического радиатора превышает 71 градус Цельсия. У нас сразу же возникли опасения насчёт работы двух видеокарт в SLI, но мы поговорим об этом чуть ниже.

GeForce GTX 470

Нажмите на картинку для увеличения.

Видеокарта GeForce GTX 470 “упакована” более элегантно. Длина платы составляет 24,1 см (9,5″) – опять же, примерно на сантиметр меньше, чем у конкурента AMD Radeon HD 5850. Дополнительное питание (помимо шины PCI Express) обеспечивают два шестиконтактных разъёма. Максимальный тепловой пакет заявлен 215 Вт (почти на 30 Вт меньше, чем у Radeon HD 5870). Исчезли все тепловые трубки и вынесенный на поверхность кожуха карты радиатор. Карта занимает тоже два слота и полностью заключена в кожух. Вентилятор продувает воздух через рёбра карты, выбрасывая его наружу через панель ввода/вывода.

Температуры видеокарты под нагрузкой и в режиме бездействия не такие агрессивные, как у GTX 480, хотя обе видеокарты способны выдержать температуру GPU вплоть до 105 градусов Цельсия. Вообще, было интересно пронаблюдать температуры обеих видеокарт в реальном времени. По мере приложения нагрузки температуры поднимаются до пикового уровня (вы это увидите в конце статьи, они составляют 97 и 96 градусов для GTX 480 и 470, соответственно), затем ускоряется вентилятор, снижая температуры на четыре или пять градусов. Большинство других high-end видеокарт, протестированных нами, тоже нагреваются, но так и не достигают температурного порога, поскольку вентилятор по мере приближения к нему начинает работать всё быстрее.

Нажмите на картинку для увеличения.

Тесселяция и сглаживание

При разработке архитектуры Fermi Nvidia решила сосредоточиться на двух важных областях: геометрии и производительности сглаживания. К каждой области свой подход, но общий принцип одинаков: дать больше реализма и обеспечить лучшее качество картинки.

Тесселяция: стандарт в DirectX 11

Тесселяция – тема не новая, но в последнее время она привлекла к себе немало внимание, став официальной функцией DirectX 11 (то есть она уже не ограничивается реализацией одного производителя). И через примерно полгода после представления последнего API Microsoft, мы уже получили пару игр с поддержкой тесселяции. Но, честно говоря, они не соответствуют тому, что мы ожидали по обещаниям AMD. Мы видели несколько впечатляющих демонстраций от Nvidia, и они внушают надежду, что хорошо реализованная тесселяция в игре действительно выглядит очень впечатляюще.

Каждый из 15 потоковых мультипроцессоров SM в GeForce GTX 480 и каждый из 14 SM в GTX 470 содержат собственный движок PolyMorph, который работает с остальной частью SM для диспетчеризации вершин, тесселяции, выполнения трансформации, настройки атрибутов и вывода в память. Процитируем немного информации из нашего предварительного обзора GF100.
Между каждым этапом потоковый мультипроцессор SM обеспечивает функции vertex/hull shading и domain/geometry shading. Из каждого движка PolyMorph примитивы отсылаются на движок растеризации, каждый из которых способен обрабатывать восемь пикселей на такт (в сумме 32 пикселя за такт по всему чипу).
Зачем нужно было разбивать обработку геометрии на все эти этапы по сравнению с монолитной “передней частью” конвейера, которая в прошлом работала замечательно? В конце концов, не активировала ли AMD блоки тесселяции ещё в шестом поколении своих GPU (помните TruForm в 2001)? Да, верно. Но сколько игр с тех пор смогли получить преимущество от блоков тесселяции? В этом суть.
Ещё с дней архитектуры Nvidia GeForce 2 мы слышим о программируемых пиксельных и вершинных шейдерах. Сегодня мы получили весьма впечатляющие шейдеры, которые добавляют огромное количество деталей в последние игры DirectX 9 и 10 (Nvidia заявляет о 150x увеличении производительности шейдеров при переходе с линейки GeForce FX 5800 на GT200). Но все мы видели не самую идеальную геометрию, которая полностью “хоронит” реализм наших любимых игр. Вероятно, следующей планкой в поднятии реализма графики будет увеличение детализации геометрии.

Техническая демонстрация тесселяции Nvidia.

Но чтобы получить производительность, которая бы позволяла эффективно реализовывать тесселяцию, nVidia пришлось перейти с монолитной “передней части” конвейера на более параллельный дизайн. Поэтому мы получили четыре блока растеризации и 15 или 14 движков PolyMorph (в зависимости от модели видеокарты). Вполне естественно, что у компании есть собственные демонстрации, показывающие, насколько более эффективен дизайн GF100 по сравнению с архитектурой Cypress, которая упирается в “узкий” монолитный дизайн. Впрочем, мы бы всё же хотели сравнить производительность в таких играх, как Aliens Vs. Predator от Rebellion Developments с включённой и выключенной тесселяцией. В любом случае, nVidia заявляет о том, что GF100 обеспечивает до 8x лучшую производительность, чем GT200 в окружениях, упирающихся в геометрию.

Как получилось, игра AvP оказалась не лучшим выбором для оценки производительности тесселяции – технология применялась только к моделям чужих, так что вряд ли такое окружение можно было бы назвать “упирающимся в геометрию”. Поэтому мы запустили тест Unigine Heaven 1.0 на всех наших видеокартах DirectX 11, чтобы лучше оценить эффективность каждой архитектуры при добавлении тесселяции.

Красный: с тесселяцией, чёрный: без тесселяции.

В принципе, падение производительности видеокарт вполне ожидаемо, но интересно отметить его степень. Видеокарты Radeon HD 5970, 5870 и 5850 сохраняют 66%, 65% и 65% первоначальной производительности, соответственно. GeForce GTX 480 и 470 сохраняют 83% и 83% своей производительности, соответственно.

Вполне честно будет сказать о том, что архитектура Fermi жертвует меньшей производительностью при включении тесселяции, чем дизайн AMD. Но помните, что перед нами один из компонентов игр следующего поколения, и он явно будет использоваться не так интенсивно, как предполагают последние технологические демонстрации. Для массового использования тесселяции разработчиками игр, эта технология должна поддерживаться картами среднего уровня тоже. У AMD такие карты есть, но у Nvidia их по-прежнему нет. Когда “железо” с поддержкой DirectX 11 получит более широкое распространение на рынке, игровые разработчики наверняка будут уделять больше внимания улучшению своих игр с помощью тесселяции.

Сглаживание: теперь с ускорением CSAA

Идея полезного использования доступной вычислительной мощности стала очевидной ещё при обсуждении видеокарт линейки 5800, здесь она тоже вполне актуальна. У AMD и Nvidia в распоряжении оказался огромный потенциал производительности. AMD решила использовать такие функции, как Eyefinity, чтобы расширить пространство рендеринга за пределы 30″ ЖК-мониторов – чтобы high-end GPU были в полной мере нагружены. Nvidia использовала технологию 3D Vision Surround примерно в тех же целях, а также добавила расчёт сложных эффектов PhysX на графический процессор.

Да и видеокарты GeForce GTX 480 и 470 тоже стали поддерживать 32x сглаживание CSAA (coverage sampling anti-aliasing), при котором информация покрытия вычитается из данных цвета/z/stencil, что снижает пропускную способность и занимаемую память для наложения сглаживания по сравнению с технологией MSAA. Мы взяли игру “Battlefield: Bad Company 2” в разрешении 1680×1050 и протестировали разные режимы сглаживания Nvidia.

Как и можно было ожидать, видеокарта Nvidia GeForce GTX 285 работает медленнее GTX 480, поэтому лучше обратите внимание на вторую диаграмму, где заметно преимущество улучшенной производительности ROP у GF100. По мере увеличения режимов сглаживания, видеокарта GeForce GTX 480 теряет меньше частоты кадров, чем GTX 285. И при настройке 32x CSAA впечатляюще видеть, что GeForce GTX 480 работает на уровне 80% от своей частоты кадров без сглаживания. Вполне понятно, что если у графического процессора есть свободная производительность, то добавление сглаживания является хорошим способом её задействовать, улучшая при этом визуальное качество картинки.

Nvidia Surround

Если вы уже хорошо знакомы с технологией AMD Eyefinity, то Nvidia Surround оставит горькое и досадное послевкусие.

С одной стороны, выпуск GeForce GTX 480 означает, что Nvidia, подобно AMD, получила достаточно графической производительности от видеокарты с одним GPU, что даже разрешение 2560×1600 уже не поставит её “на колени”. Поэтому компания решила активировать (программно) возможность вывода игры на три дисплея, подобно технологии Eyefinity.

Хорошая новость в том, что технология Nvidia Surround поддерживает коррекцию рамки дисплеев, так что рамки будут работать подобно стойкам в кабине пилота, а не досадным помехам на объединённом экранном пространстве трёх дисплеев. Кроме того, технология также работает и на старых видеокартах линейки GeForce GTX 200, так что если у вас есть SLI-конфигурация, например, из двух GTX 280, то вы тоже сможете выиграть от поддержки Nvidia Surround.

Но плохая новость заключается в том, что видеокарты на основе GF10 и GT200 ограничены двумя независимыми выходами на дисплеи каждая. Для подключения трёх мониторов требуются две видеокарты. Поэтому в сравнении поддержка AMD трёх (и скоро шести) ЖК-мониторов от одной карты кажется намного более прогрессивной. Конечно, количество геймеров с тремя мониторами невелико, но лично я уже вхожу в это меньшинство, поэтому поддержка Nvidia Surround мне интересна.

Впрочем, следует отдать Nvidia должное – компания сделала шаг вперёд, добавив стереоскопический режим по трём дисплеям. Так что перед нами единственный вариант для геймеров, желающих потратиться на три новых 120-Гц монитора, две видеокарты и комплект GeForce 3D Vision за $200. Дорого? Да. Потенциально очень круто? Да. Поддержка 3D Vision Surround ещё не появилась в драйвере GeForce 197. Но она должна быть добавлена в версии 256.xx, которая выйдет в апреле. И мы постараемся провести тесты, как только эта функция будет доступна.

Выходы на дисплеи

Как вы уже наверняка поняли, графический процессор GF100 обеспечивает два конвейера вывода на дисплеи, которые интегрированы на кристалл (в отличие от карт последнего поколения, сопровождавшихся чипом NVIO). Видеокарты GeForce GTX 480 и GeForce GTX 470 оснащены двумя двухканальными выходами DVI и разъёмом mini-HDMI, но одновременно можно использовать только два интерфейса.

Нажмите на картинку для увеличения.

Данный набор интерфейсов нельзя назвать неожиданным, учитывая доминирование DVI и порога в два выхода одновременно на любой видеокарте за исключением линейки Radeon HD 5000. И акцент AMD по поводу DisplayPort становится понятным, учитывая то, как Eyefinity реализует три выхода на дисплеи.

HD-видео и GF100 в вашем HTPC

Большинство энтузиастов интересуются игровой и вычислительной производительностью, уделяя мало внимания возможностям декодирования аудио/видео GF100. Действительно, вряд ли кто-то будет устанавливать GeForce GTX 480 или 470 в домашний кинотеатр. Но подумайте о производных картах, которые появятся в будущем.

GF100 поддерживает движок VP4, представленный в октябре 2009 года с видеокартами GeForce GT 220 для массового рынка. VP4 добавляет поддержку аппаратного ускорения MPEG-4 ASP (Advanced Simple Profile) в дополнение к кодекам MPEG-2, VC-1 и H.264, которые ускорялись ещё в VP3.

Более того, вам уже не потребуется использовать кабель S/PDIF для вывода звука через HDMI. GF100 (подобно GT 220 и GT 240) поддерживает передачу звука HDMI через PCI Express, обеспечивая поддержку многоканального звука LPCM. Форматы TrueHD и DTS-HD Master Audio не могут быть выведены на внешний ресивер в закодированном формате (bitstream) в отличие от видеокарт линейки AMD Radeon HD 5000 и процессоров Intel Core i3/Core i5 на основе Clarkdale. Так что вы не получите передачу звука без потерь с видеокарты GF100, но это вряд ли имеет особое значение, пока мы не увидим реализацию архитектуры Fermi в картах для массового рынка и low-end сегмента.

Тестовая конфигурация

Тесты и настройки

Результаты тестов

3DMark Vantage

Вас наверняка удивит, что тест Vantage отдал предпочтение Radeon HD 5870 вместо Nvidia GeForce GTX 480. Менее удивляет то, что видеокарты Radeon HD 5970 и GeForce GTX 295 с двумя GPU занимают первое и второе места. Но следует помнить, что Vantage – синтетический тест класса DirectX 10. Многие наши читатели хотят получить результаты этого теста, поэтому мы идём навстречу, хотя тест далеко не всегда соответствует реальной производительности в играх.

Также мы отключили в данном случае поддержку PhysX. Тест уже и так по своей природе синтетический, но включение поддержки PhysX даёт ничем не обоснованное преимущество. А мы всё же измеряем графическую производительность.

Call of Duty: Modern Warfare 2 (DirectX 9)

Мы давно считали игру Call of Duty зависимой от производительности CPU, поскольку её графические требования не такие серьёзные (игру можно сравнить в этом отношении с Left 4 Dead). Впрочем, с процессором Core i7-980X “под капотом”, у видеокарт появилась возможность проявить себя в полной мере.

Nvidia GeForce GTX 480 поначалу вышла в лидеры, но сдавала позиции шаг за шагом по мере увеличения разрешения, “приземлившись” на третьем месте в 2560×1600, уступив ATI Radeon HD 5970 и собственной GeForce GTX 295. Впрочем, результаты всё равно впечатляют. Как видим, GTX 480 сразу же оказывается конкурентом AMD Radeon HD 5970 с двумя GPU, а не 5870 с одним GPU.

Возможно, наиболее впечатляющей видеокартой в данном случае можно назвать GeForce GTX 470, которая обгоняет Radeon HD 5870, проигрывая только в разрешении 2560×1600 со сглаживанием и без него.

Видеокарты Radeon HD 4870 X2 уже не поставляются, но весьма интересно, что они всё ещё чувствуют себя очень хорошо. Radeon HD 4870 X2 прекрасно показывает себя в игре Call of Duty, вплоть до разрешения 2560×1600.

DiRT 2 (DirectX 9)

Эту игру вообще следовало бы удалить их тестов. Мы тестируем демо игры DiRT 2, в котором есть встроенный режим тестов (у розничной версии игры его нет, её необходимо тестировать вручную через FRAPS и вождение машины).

Мы заметили, что видеокарты на основе GF100 дают очень высокие результаты по сравнению с линейкой Radeon HD 5000, что странно, поскольку обе архитектуры позволяют игре работать в режиме DirectX 11. Как оказалось, GeForce GTX 480 и 470 не определяются демо как видеокарты класса DX11 (хотя в розничной версии игры они работают так, как и положено). Поэтому нам пришлось выставить для всех видеокарт режим DX9, чтобы оценить производительность игры класса DX9 (вместо полного отказа от тестов DiRT 2) .

Без сглаживания видеокарты AMD с двумя GPU занимают первые места в разрешениях 1920×1200 и 2560×1600. Nvidia GeForce GTX 480 работает очень хорошо по сравнению с ATI Radeon HD 5870, хотя преимущества постепенно сводятся на нет при переходе от 1680×1050 на 1920×1200 и на 2560×1600. GeForce GTX 470 начинает тесты, обгоняя Radeon HD 5870, в 1920×1200 эта видеокарта оказывается между двумя самыми быстрыми моделями AMD с одним GPU, а в 2560×1600 GeForce GTX 470 уже им уступает.

Crysis (DirectX 10)

Crysis, возможно, наиболее близка к синтетике из нашего списка игр. В конце концов, этой игре исполнилось два с половиной года. В любом случае, она продолжает оставаться одной из самых требовательных игр, способных поставить “на колени” даже современную графическую подсистему. Игра оптимизирована под DirectX 10, и старые видеокарты, подобные ATI Radeon HD 4870 X2, всё ещё способны достойно сразиться в Crysis.

Вряд ли для вас будет сюрпризом, что Radeon HD 5970 вышла на первое место во всех трёх разрешениях. Все три видеокарты линейки Radeon HD 5000 демонстрируют небольшое падение производительности после активации сглаживания за исключением 5970 с двумя GPU в разрешении 2560×1600, которая падает стремительно.

Новая видеокарта Nvidia GeForce GTX 480 начинает с приблизительного соответствия по производительности GeForce GTX 295, но затем медленно сдаёт позиции бывшему флагману с двумя GPU. Впрочем, на протяжении всего тестирования видеокарта GTX 480 даёт лучшую производительность после включения сглаживания. Между тем Nvidia GeForce GTX 470 уступает Radeon HD 5850, побеждая конкурента только в разрешении 2560×1600 со сглаживанием (впрочем, в этом режиме комфортно играть всё равно не получится).

В целом, видеокарты Radeon оказались в Crysis более сильными.

S.T.A.L.K.E.R.: Call Of Pripyat (DirectX 10)

Обновляя набор тестов для данного обзора, мы добавили несколько игр DirectX 10 и DirectX 11. Конечно, тестирование видеокарт класса DirectX 10 в игре DirectX 11 даёт им явное преимущество, поскольку для них игра использует путь кода предыдущего поколения. И в следующих тестах нам придётся столкнуться с этой проблемой. А пока что давайте взглянем на производительность последней версии игры S.T.A.L.K.E.R., которая использует DirectX 10. Посмотрим, как последние видеокарты покажут себя по сравнению с моделями предыдущего поколения.

Очень напоминая Call of Duty, видеокарта GeForce GTX 480 начинает тесты, уступая Radeon HD 5970 и GeForce GTX 295 с двумя GPU, немного обгоняя ATI Radeon HD 5870 и старую 4870 X2. При переходе на 1920×1200 уже три видеокарты с двумя GPU опережают GTX 480. А когда мы добираемся до разрешения 2560×1600, то Radeon HD 5870 тоже начинает давать более высокую производительность.

Впрочем, есть нюансы. Если в разрешении 1680×1050 включение сглаживания приводит к такой же расстановке сил, что и без сглаживания, то при повышении разрешения видеокарты с двумя GPU получают более сильное падение. Вплоть до того, что новый флагман Nvidia оказывается на втором месте в разрешениях 1920×1200 (обеспечивая комфортную для игры среднюю частоту кадров) и 2560×1600.

Точно так же GeForce GTX 470 сохраняет большую часть своей производительности в разрешениях 1920×1200 и 2560×1600, чем Radeon HD 5870 или 5850, несмотря на не очень интересное положение на диаграмме.

Metro 2033 (DirectX 10/11)

Диаграммы получились не очень лицеприятными, но объяснение кроется в том, что данная игра очень требовательная по производительности.

Вы можете переключить режим с DirectX 10 на DirectX 11 в меню игры, что приятно. Возможно, главная проблема в данном случае заключается в том, что видеокарты класса DirectX 10 получают в этой игре существенный прирост производительности по сравнению с моделями, работающими в режиме DirectX 11, что повлияло на расположение Radeon HD 4870 X2 и GeForce GTX 285/295.

Если отбросить эти результаты, лидером в разрешениях 1680×1050 и 1920×1200 оказывается Radeon HD 5970, затем следуют GeForce GTX 480, Radeon HD 5870, GeForce GTX 470 и Radeon HD 5850. В разрешении 2560×1600 только одна видеокарта AMD справилась с игрой, а GeForce GTX 480 оказалась единственной видеокартой DirectX 11, способной работать после включения аналитического сглаживания. Обратили внимание на пустые результаты? Это настройки, при которых игра на нашей конфигурации запустилась, но результаты оказались между нулём и одним кадром в секунду. Вполне понятно, что AMD предстоит доработать драйверы, чтобы видеокарты поддерживали DirectX 11 вместе с активным сглаживанием 4xMSAA.

Насколько существенно падение производительности при переходе с DirectX 10 на DirectX 11? Мы взяли видеокарту GeForce GTX 480 и обнаружили почти что двукратный штраф по производительности вне зависимости от того, какой режим сглаживания вы используете. С чем связано такое падение производительности? Включение DirectX 11 приводит к активации фильтра глубины резкости на основе DirectCompute – очень красивый эффект с соответствующим падением производительности. Вполне понятно, что вам потребуется видеокарта, способная справиться с этим фильтром в игре, если вы хотите получить визуальное качество, которое изначально планировалось украинскими разработчиками.

Также следует отметить, что Metro 2033 поддерживает PhysX. Мы не проводили тесты с данной функцией, но эффекты, связанные с PhysX, весьма многочисленны.

Battlefield: Bad Company 2 (DirectX 10/11)

Перед нами вновь игра, которая может поддерживать DirectX 11, обеспечивая видеокартам класса DirectX 10 преимущество по производительности (по крайней мере, мы так думали). Но мы видим, что GeForce GTX 285 и 295 находятся в аутсайдерах, и только ATI Radeon HD 4870 X2 достойно себя показывает (проблемы комбинации GeForce GTX 295 и Bad Company 2 подтверждаются и другими изданиями).

Все наши видеокарты справились с тем, чтобы обеспечить вполне комфортную производительность в разрешении 1680×1050. Что более интересно, так это меньшее падение производительности при переходе на 8x сглаживание видеокарт GeForce GTX 480 и 470, в результате чего GeForce GTX 470 смогла обойти Radeon HD 5870 в режиме 8xAA, пусть даже 5870 оказывается быстрее без сглаживания.

Переход на 2560×1600 показывает, что Radeon HD 5970 по-прежнему является недосягаемым лидером. Но если без сглаживания GeForce GTX 480 занимает четвёртое место (за Radeon HD 5870), то включение 8x сглаживания приводит ко второму месту, сразу же после лидера.

AMD по-прежнему может гордиться тем, что располагает самой быстрой видеокартой, какую только вы можете купить. Однако по предполагаемой цене на $200 ниже Radeon HD 5970, видеокарта GeForce GTX 480 кажется неплохим конкурентом за свои $499. Конечно, Radeon HD 5870 на международном рынке уже можно найти за $419, так что Nvidia, возможно, придётся пересмотреть свои цены.

Масштабирование двух видеокарт: GeForce GTX 480 в SLI

Мы смогли получить в наше распоряжение вторую видеокарту GeForce GTX 480 для тестов SLI намного позже первой. Мы не успели провести полные тесты на этой конфигурации, но смогли получить результаты в играх Metro 2033, S.T.A.L.K.E.R.: CoP, Crysis, Call of Duty: Modern Warfare 2, и DiRT 2 в разрешении 2560×1600 со сглаживанием 4x MSAA, а в Battlefield: Bad Company 2 – на том же разрешении со сглаживанием 8x MSAA.

Вполне естественно, что больше всего пара high-end видеокарт заинтересует геймеров с мониторами высокого разрешения. Почти во всех играх (можно поспорить только насчёт Crysis), разрешение 2560×1600 со сглаживанием становится вполне реальной возможностью. Когда функция 3D Vision Surround станет доступной, вам наверняка потребуются самые быстрые видеокарты, чтобы достичь приемлемой производительности, например, в режиме 5760×1200 со стереоскопией. Могут поддерживаться и карты предыдущего поколения, но мы уверены, что они будут всё же слишком медленными для настроек качества, к которым привыкло большинство энтузиастов, поскольку масштабирование двух карт будет не таким гладким, как мы видели в случае SLI.

На второй диаграмме показан рост производительности при переходе с одной видеокарты на две. В худшем сценарии SLI даёт 63% ускорение – неплохо для совершенно новой игры, такой как Bad Company 2. В S.T.A.L.K.E.R.: CoP производительность более чем удваивается. Да, мы повторно провели измерения, но результат оказывался тем же. Несмотря на высокую графическую производительность, которую дают GPU последнего поколения, графическая подсистема всё же может стать “узким местом”. Пара видеокарт GeForce GTX 480 в SLI показывает, что на самых высоких разрешениях вторая видеокарта позволяет почти что удвоить производительность – такая конфигурация останется некоторое время лидером по высокой частоте кадров, поскольку из-за ограничений по энергопотреблению мы вряд ли в ближайшем будущем увидим появление на рынке модели с двумя GPU.

Впрочем, помните, что подобная конфигурация накладывает свои требования к компьютеру. На материнской плате Gigabyte X58A-UD5, которую мы использовали для тестов, промежуток между картами составляет два слота расширения. Nvidia рекомендует на тех платах, где для видеокарт доступны три слота, использовать первый и третий, оставляя между видеокартами достаточно места. Другими словами, расположение пары GTX 480 вплотную друг к другу – плохая идея. Требуется также и мощный блок питания, хотя Nvidia пока не дала рекомендации по поводу мощности блока питания для конфигураций с двумя GPU.

Энергопотребление и температура

А здесь всё оказалось весьма непросто. Ещё до тестов мы знали, что GeForce GTX 480 и 470 будут горячими и “прожорливыми” видеокартами – Nvidia сообщила об этом ещё в январе 2010. Но тестировать пределы видеокарт на практике – занятие опасное.

Тест FurMark дал нам нереалистичные значения пикового энергопотребления (“вирус энергопотребления”, как назвал эту утилиту Дейв Бауманн (Dave Baumann) из AMD). Однако перед нами наихудший сценарий, пусть даже теоретический. Действительно, хотя видеокарта GeForce GTX 480 не потребляет столько энергии, сколько GeForce GTX 295 с двумя GPU, она обошла по энергопотреблению Radeon HD 5970 с двумя GPU (с тоже приличным уровнем 450 Вт для системы). Кроме того, GeForce GTX 470 под нагрузкой потребляла существенно больше энергии, чем Radeon HD 5870.

На диаграмме отсутствуют результаты ATI Radeon HD 4870 X2, которая, как мы знаем по предыдущим обзорам, потребляет почти столько же энергии, что и Nvidia GeForce GTX 295. Впрочем, ни одна из видеокарт X2 в нашей лаборатории не реагировала на FurMark вообще, работая с постоянным уровнем 13 кадров в секунду и потребляя при этом чуть больше энергии, чем в режиме бездействия. Возможно, AMD “вылечила” вирус через форсированное включение меньших тактовых частот при запуске FurMark (видеокарта X2 смогла выдать только около 13 fps, хотя все другие модели выдавали 40 или 50 fps). Но это не мешает X2 приводить к энергопотреблению системы больше 400 Вт при запуске игр.

Температура под FurMark тоже увеличивается, но следует отметить, что ни у одной из видеокарт мы не столкнулись с проблемами, связанными с перегревом. Но для должного охлаждения видеокарте GeForce GTX 480 пришлось агрессивно увеличить число оборотов вентилятора, что привело к существенному повышению шума. Впрочем, под реальными играми мы такого поведения не получили.

Мы были несколько удивлены значениями энергопотребления в режиме бездействия. AMD впечатлила нас заявленным энергопотреблением 27 Вт у Radeon HD 5970 в режиме бездействия, что достигается путём замедления GPU до 157 МГц, а памяти GDDR5 – до 300 МГц. Но Nvidia пошла ещё дальше, снизив частоты до 50 МГц для ядра, 67 МГц для памяти (эффективная частота 270 MT/s) и 100 МГц для потоковых процессоров. Nvidia не приводит значения энергопотребления видеокарты в режиме бездействия, но вполне можно предположить, что GeForce GTX 480 на столь низких частотах потребляет около 60 Вт.

Но каковы будут результаты энергопотребления GeForce GTX 480 и 470 в реальных условиях? Хороший вопрос.

Производительность.

Среднее энергопотребление системы.

Чтобы на него ответить, мы провели тестовый прогон Unigine v2.0 на всех видеокартах DirectX 11 в нашем обзоре, измеряя среднюю производительность в кадрах в секунду. Во время каждого прогона мы вели протокол энергопотребления всех систем, фиксируя мгновенное энергопотребление каждые две секунды. Это позволило нам рассчитать среднее энергопотребление во время прогона. Разделив среднюю производительность на среднее энергопотребление, мы получили значение эффективности.

Несмотря на агрессивное энергопотребление, производительность Radeon HD 5970 оказалась достаточной, чтобы назвать эту видеокарту самой эффективной в наших тестах. За ней следуют Radeon HD 5850 и Radeon HD 5870. Nvidia GeForce GTX 480 и GTX 470 оказались аутсайдерами. Одно нас удивляет: Nvidia указывает для GTX 480 максимальное энергопотребление 250 Вт. AMD указывает для 5970 294 Вт. Но почему при этом видеокарта Nvidia оказывается более “прожорливой”?

Вероятно, данные результаты легко оспорить – мы можем изменять расстановку сил в ту или иную сторону, вручную подбирая настройки, чтобы акцентировать то или иное архитектурное преимущество видеокарт. Например, выключение тесселяции даст видеокартам Radeon заметное преимущество, поскольку они получают большее падение производительности при активации этой функции. Фактически, Unigine выпустила версию v2.0 теста Heaven за несколько дней до объявления новинок Nvidia, и этот тест ещё сильнее акцентирует тесселяцию, чем первая версия, которую мы использовали для получения первой партии результатов. Так что данный тест всё же является лучшим сценарием для Nvidia; уменьшение нагрузки при отключении тесселяции даст ещё больший сдвиг в сторону видеокарт Radeon HD 5800, и у нас есть диаграммы, которые это показывают.

Заключение

Когда мы готовили эту статью, то поинтересовались у одного из наших редакторов, что он желает узнать о новых GeForce GTX 480 и 470. Он ответил: “цену, производительность и энергопотребление”. Вполне разумно. Так мы и разобьём наше заключение. Есть хорошие новости, не очень хорошие и откровенно плохие.

Начнём с хорошего – с производительности. К счастью для Nvidia, у видеокарты было не очень много конкурентов при разработке спецификаций – а именно Radeon HD 5970, 5870 и 5850. Мы уверены, что компания изначально хотела представить видеокарты с 512 потоковыми ядрами вместо урезанных версий, но частоты оказались достаточно высокими, чтобы GeForce GTX 480 и GeForce GTX 470 всё равно оказались в целом быстрее, чем Radeon HD 5870 и Radeon HD 5850. Это особенно очевидно для случаев, когда вы включаете сглаживание, поскольку новые видеокарты GeForce демонстрируют намного меньшее падение производительности, чем их конкуренты. В любом случае, AMD удалось сохранить корону производительности одиночной видеокарты вместе со своей моделью Radeon HD 5970. С другой стороны, позиция Nvidia должна увеличить темпы прогресса индустрии, поскольку чёткая ставка на DirectX 11 начинает влиять на всё большее количество игр.

Что же не очень хорошего? Что ж, для приобщения к новинке вам придётся отдать, как минимум, $350. Флагманская модель GeForce GTX 480 обойдётся в $500. Конечно, это цены для международного рынка – в России они традиционно будут на 20-30% выше. Цены на Radeon HD 5850 недавно снизились до $300 (от 10 тыс. рублей в России), а Radeon HD 5870 можно купить, начиная от $400 (от 13 тыс. рублей в России). Хотя видеокарты GeForce быстрее, чем их конкуренты на одном GPU, подобную надбавку в цене переварить сложно, особенно если для вас важнее энергопотребление и поддержка нескольких мониторов, а не PhysX, CUDA или 3D Vision. Ожидаем ли мы, что цены на видеокарты AMD упадут в ответ? Сильно рассчитывать не стоит. По информации от этой компании, спрос по-прежнему превышает возможности производства кристаллов, так что цены по-прежнему будут высоки. Так что если цены на GeForce GTX 480 и 470 окажутся не ниже рекомендованных (MSRP), то мы должны получить хорошее соотношение цены и производительности начиная от Radeon HD 5850 и заканчивая 5970 (видеокарты Nvidia GeForce будут располагаться где-то посередине).

А что же оказалось совсем плохим? Энергопотребление. Nvidia готова спорить, что энтузиасты не очень чувствительны к вопросам энергопотребления, поскольку увеличение этого параметра приводит к приемлемому повышению счёта за электроэнергию. Однако когда мы видим, что энергопотребление системы с одним GPU превышает энергопотребление такой же системы со скоростной видеокартой с двумя GPU (несмотря на заявленные значения максимального энергопотребления в виде теплового пакета TDP), то невольно начинаешь призадумываться. Причём мы даже не имеем в виду тест FurMark – мы оценивали энергопотребление, производительность и эффективность в тесте Unigine, который больше соответствует реальным играм. Конечно, всю потреблённую энергию неизбежно придётся рассеивать в виде тепла, поэтому GTX 480 становится очень горячей картой, даже поверхность нагревается в играх больше 70 градусов Цельсия.

Нажмите на картинку для увеличения.

Так что если разложить всё по полочкам: энергопотребление, цена и производительность (конечно, если вас больше всего интересует то, как GeForce GTX 480 и 470 выглядят в современных игра), то нынешний обзор будет не таким и радостным.

К сожалению, очень сложно сегодня оценить то, чем Nvidia славилась в прошлом: нацеленность на будущее, то есть выпуск “аппаратных цыплят” раньше, чем появление “программных яиц”. Видеокарты для настольных компьютеров – это лишь один из фокусов нынешней Nvidia, вместе с профессиональным рендерингом, научными вычислениями и (всё больше) мобильностью. Честно говоря, лично меня не очень впечатляют функции, обещанные на завтра. Но инвестиции Nvidia в программное обеспечение (от поддержки компиляторов до математических библиотек и комплектов разработчика) предполагают существенные продвижения по максимальному использованию “железа” во всех трёх ключевых сегментах. Нравится ли вам это или нет, но тесное взаимодействие Nvidia с разработчиками привело к тому, что игры, подобные Metro 2033, работают так, как надо сразу же после своего выхода. Это сложно оценить в каких-то абсолютных критериях, но ощущение складывается. Отметим тесное взаимодействие и по линии GPGPU, что привело к поддержке Nvidia в движке Mercury Playback Engine следующего поколения со стороны Adobe. Об этом можно говорить и дальше.

В ближайшей перспективе мы внимательно рассмотрим работу 3D Vision Surround и SLI – обе технологии явно привлекут внимание геймеров с глубокими карманами. Сейчас мы также работает над сравнительными тестами вычислений GPU/CPU, в которых мы сравним видеокарты от Nvidia и AMD с 12-ядерным “монстром” Intel i7-980X. Между тем нашим читателям предстоит подождать, как минимум, пару недель, прежде чем видеокарты GeForce GTX 480/470 появятся на рынке. А пока что подумайте, что значит производительность в расчёте на энергопотребление – эта тема будет более важной для грядущих менее скоростных дизайнов на основе GF100.

P.S. Рекомендованная розничная цена для России составляет 18 999 рублей для GTX 480 и 13 999 рублей для GTX 470.