Pregled NVIDIA GeForce GTX 470 Fermi

To je zgodba, stara toliko kot industrija, da se usoda enega tehnološkega podjetja voska, druga pa upada. Trendi prihajajo in odhajajo, ena tehnologija nadomešča drugo, ena ideja z levega polja, modro nebo, vzleti, medtem ko pristane druga nesreča. Zato ni presenetljivo, da sta se največja proizvajalca grafičnih kart v zadnjem desetletju sreča povečala in znižala. V zadnjem času se je ATI dobro zabaval zaradi svojih Radeon HD 5xx0 serija grafičnih kartic. Že samo šest mesecev so bili jasna izbira zaradi vodilnih zmogljivosti, funkcij in porabe energije v razredu, seveda pa so edine združljive kartice DirectX 11 na trgu. Končno pa ATI nima stranke DirectX 11 povsem zase, saj je nVidia lansirala GTX 480 in GTX 470, dve kartici, ki temeljita na njeni najnovejši tehnologiji čipov z imenom Fermi.

Na papirju sta obe kartici videti, kot da bi morali biti na dobri poti za dvig zmogljivosti na novo raven. GTX 480 ima 480 pretočnih procesorjev, kar je dvakrat več kot prejšnja kartica nVidia na vrhu

GTX 285, medtem ko jih ima GTX 470 448. Zdi se, da imajo te kartice skupaj z nadgradnjo pomnilnika z GDDR3 na GDDR5 in cel kup arhitekturnih sprememb vse, kar potrebujejo za dohitevanje ali prehitevanje najboljših ATI.

Običajno ob prihodu nove ponudbe grafičnih kart najprej pogledamo vodilni del in ob tej priložnosti analiziramo tudi osnovno arhitekturo. Ker pa ima nVidia omejeno število vzorcev pregledov, bomo v tem pregledu dejansko gledali na počasnejšo kartico GTX 470. Še vedno pa bomo podrobno preučili celotno Fermijevo arhitekturo, ki bo v bližnji prihodnosti poganjala to kartico in celotno ponudbo nVidie.

Fermi je torej glavna arhitektura, na kateri bodo temeljili čipi, ki se uporabljajo znotraj kart GTX 480, GTX 470 in prihodnjih nVidia. V njem so nekateri osnovni elementi zadnjih nekaj generacij modelov nVidia, vendar je bilo zaradi zahtev DirectX 11 kar nekaj elementov preoblikovanih.

Začenši s tem, kar je enako, je osnovni gradnik Fermija še vedno CUDA Core (Core) ali Stream Processor, kot je bil nekoč znan. Ta mali procesor je osnovna enota za drobljenje številk, ki oslu dela pri izračunih za upodabljanje vseh tiste lepe grafike v vaših igrah ali brskanje po podatkih za druge naloge, pospešene z GPU, kot sta kodiranje videa in ray sledenje. Vendar pa se premikanje navzgor, čeprav so stvari še vedno nejasno podobne, bistveno razlikuje.

V G80 in GT200 - čipih, ki se uporabljajo za napajanje 8800GTX oziroma GTX 280 - sta bila ta jedra združena v osem skupin v tako imenovanem pretočnem večprocesorju (SM). Nad tem je bila skupina tekstur / procesorjev (TPC), ki je postopkom dodajala teksturne enote in več pomnilnika. Z Fermijem pa SM zdaj vključuje 32 jeder in štiri teksturne enote ter nekaj, kar se imenuje motor PolyMorph, kar zahteva, da se vrnemo k osnovam za razlago.

V nasprotju s tem, kar si morda mislite, grafična kartica ne naredi vsega, kar zadeva upodabljanje 3D scene v računalniku. CPU dejansko nastavi model žičnega okvirja, na katerega se nato ometajo vsi modni učinki, ki jih vidite. Ker pa CPU hkrati počne toliko drugih stvari - kot so umetna inteligenca, fizika, animacija -, je treba te žične okvire ohraniti povsem preprosto, da se ohrani dostojna raven zmogljivosti. To je razlog, zakaj kljub vsemu napredku grafike, ki smo ga videli v zadnjih letih, še vedno dobivate igralne like s koničastimi glavami in valovitim železom, ki ko pridete od blizu zavedate se, da je popolnoma ravno - preveč računalniško je intenzivno, da bi lahko zgradili vse trikotnike, potrebne za natančno predstavitev kompleksnih površin realističnega svetu.

Rešitev (delno) je, da nekaj del ustvarjanja osnovne geometrije scene prenesemo na GPU. To se naredi z dvema osnovnima tehnikama, imenovano tesselacija in preslikava premikov, ki se prvič predstavijo za igre, ki temeljijo na DirectX, z novim API-jem DirectX11.

(center)Brez tesselacije - Tessellated - Preslikava premaknjena(/center)
Teselacija deluje tako, da preprosto zapolni vrzeli med oglišči osnovnega žičnega modela in ustvari veliko bolj realistično, gladko površino. Ne doda več podrobnosti, ampak samo pripelje model do stopnje, ko ima bolj naraven videz.

Zemljevid premika je medtem tekstura (2D slika), ki izraža informacije o višini, ki se pri uporabi na modelu uporabi za spreminjanje relativnega položaja točk v modelu. To doda vse majhne podrobnosti modela, ki ga resnično oživijo. Rezultat so neskončno bolj realistični 3D modeli, ki že sami po sebi zahtevajo manj drugih grafičnih zvijač, da bi bili videti podobni življenju. Ker dejansko vpliva tudi na geometrijo jedra, so drugi grafični učinki, na primer nanašanje senc, zelo pomembni izboljšali, saj sledijo natančnim linijam kompleksnega modela in ne osnovnemu, torej ne postanete koničasti sence.

Rezultat uvedbe vse te geometrijske manipulacije je, da je bilo treba tradicionalni odsek za interpretacijo geometrije GPU-ja ponovno uporabiti (ali vsaj nVidia meni, da mora; ATI je s svojo serijo HD 5xx0 poenostavil stvari in se preselil iz ene same faze nastavitve monolitne geometrije v več. To nas vrne k motorju Polymorph, saj je to del, ki upravlja geometrijske izračune za vsako SM.

Podobno Fermi odpravi en sam stroj za rastrizacijo (del, ki upravlja pretvorbo vseh teh 3D trikotnike v 2D slikovne pike) in namesto tega ima štiri, od katerih je vsak v sodelovanju s štirimi SM-ji, da tvorijo grafično obdelavo Grozd (GPC).

Nazadnje se poleg tega spet vrnemo k bolj znani postavitvi, pri čemer je glavni načrt vodil načrtovalec niti, skupaj z gostiteljskim vmesnikom in krmilniki pomnilnika.

Poleg teh krovnih sprememb je nVidia naredila tudi številne bolj prefinjene izboljšave. Najprej je jedro CUDA izboljšalo ravnanje z izračuni s plavajočo vejico z eno in dvojno natančnostjo in v zvezi s tem ustreza novemu standardu IEEE 754-2008. Prenovljene so bile tudi enote teksture, vključno s hitrostjo in podporo za nove formate stiskanja teksture. Nov velik predpomnilnik L2 zmanjšuje potrebo po naslovu sistemskega pomnilnika in s tem zmanjšuje tudi zakasnitev.

(center)"Končno dobimo AA na listju v Crysisu" "(/center)
Enote ROP zdaj podpirajo nov 32-kratni način zaščite pred vzorčenjem, ki zagotavlja še bolj gladko in realistično mešanje robov. Na voljo je tudi nov način super-vzorčenja AA, ki prvič omogoča glajenje robov listja v Crysisu. Splošna zmogljivost ROP je bila izboljšana tudi s številnimi izboljšavami stiskanja in učinkovitosti. Medtem dodajanje večjih in bolje izvedenih predpomnilnikov izboljša pasovno širino medpomnilnika in med drugim močno poveča hitrost sledenja žarkom.

Precej bolj ezoteričen dodatek je dodatek 3D Vision Surround. Tako kot ATI tudi tukaj igralci iščejo razlog za vlaganje v več vrhunskih grafičnih kartic, saj običajne igre na srečo verjetno ne zahtevajo tako drage strojne opreme. V bistvu vam omogoča igranje iger na treh monitorjih z ločljivostjo do 1.920 x 1.080 pik, tako kot ATI-jev Eyefinity. Vendar pa je nVidia naredila korak naprej in dodala tudi stereoskopsko 3D podporo. Torej, če ste pripravljeni kupiti dva GTX 480, tri monitorje z dovolj hitro hitrostjo osveževanja za 3D in par 3D očal, potem obstaja možnost za resnično 3D igranje (pravično, lahko tudi 3D igrate na enem samem monitor). Mi pa nismo imeli take postavitve, s katero bi lahko testirali.

Nato je Fermi prvič implementiran v čip GF100, ki poganja GTX 480 in GTX 470. Uporablja štiri GPC-je za skupno 512 jeder, 64 teksturnih enot, 16 motorjev PolyMorph in štiri rasterske motorje. Ti so povezani z 48 ROP-ji, razdeljenimi v šest skupin po osem, pri čemer vsako skupino servisira 64-bitni pomnilniški krmilnik.

Zdaj je treba omeniti, da je 512 jeder več kot sem omenil GTX 480 na začetku tega članka. To je zato, ker je nVidia onemogočila enega od SM-jev, zato je lahko le en zaključek, zakaj: nVidia preprosto ne more dosledno narediti GF100, ki delujejo v celoti. To je pogosta težava in je na splošno razlog, da obstajajo grafične kartice, kot je GTX 470. Če onemogočite tisti del čipa, ki ne deluje, lahko še vedno dobite delujoč čip, vendar ima nižje zmogljivosti. Vendar smo prvič videli, da se podjetje zateče k onemogočanju delov čipa za vodilni izdelek. Takšno je tveganje, da se naredi čip, velik kot GF100, ki vsebuje tri milijarde tranzistorjev. Hitrosti teh kartic so prav tako precej nizke, tako da če lahko nVidia izboljša svojo proizvodnjo sreča bi lahko obstajala hitrejša taktna karta, ki bi v bližini uporabljala celoten, neoviran čip GF100 prihodnosti.

(center)”NVidia GeForce GTX 480”(/center)
Zaenkrat imamo na voljo dve kartici za prednaročilo (zaloge bodo na voljo 14. aprila). Cene se za GTX 480 začnejo pri 448,99 GBP, medtem ko povpraševanje GTX 470 zahteva 319,99 GBP. Po teh cenah je GTX 480 približno 40 odstotkov dražji od HD 5870 in mu manjka le 50 funtov za dvojni čip HD 5970. Kar zadeva GTX 470, je to enaka cena kot HD 5870 in 60 funtov več kot an HD 5850. Po takšnih cenah bodo te kartice potrebovale resnično impresivne podatke o uspešnosti, da se približajo priporočilom.

(center)”’ NVidia GeForce GTX 470 ”’(/center)
Kot smo že omenili, si bomo pravočasno ogledali vodilno GTX 480, za zdaj pa si podrobneje oglejmo GTX 470. Glede na nadgradnjo tega zagona in znanje o tem, kako tehnično je napreden njegov GPU, GTX 470 je precej nenavadna (čeprav po pravici povedano je GTX 480 bolj spektakel). Dolga je 9,5 palca in je enako dolga, kot je široka matična plošča, zato v večini primerov računalnikov velikosti ATX ne bi smelo biti težav. Prav tako je razmeroma lahek in ima precej običajnega hladilnika, zato bi ga bilo spet enostavno prilagoditi.

Zahvaljujoč 40 nm proizvodnemu procesu čipa ima zaradi svoje zapletenosti razmeroma majhno porabo energije tako zahteva "le" dva šest-pinska vtiča PCI-E, zato večina sodobnih napajalnikov ne bi smela imeti težav to. Kljub temu bo ta kartica s skupno močjo 215 W vsrkala več soka kot celo HD 5870.

Trenutni pridelek ATI-jevih vrhunskih kartic ima štiri izhode zaslona (dva DVI-I z dvojno povezavo, en HDMI in en DisplayPort), kar pomeni, da mora eden izmed njih poseči v drugo režo za kartico, ki se običajno uporablja za odvajanje vročega zraka iz kartica. Vendar se je nVidia držala treh izhodov zaslona (dva DVI-I z dvojno povezavo in en mini HDMI), kar pomeni, da je celotno območje druge reže namenjeno izčrpavanju vročega zraka.

S prihodom konkurenčne strojne opreme DirectX 11 tako iz ATI kot iz nVidie je končno napočil čas za primerjavo igralnih zmogljivosti DirectX 11. Vendar smo testiranje začeli z običajnim izborom naslovov DX9 in DX10. To kartico smo preizkusili na običajen način, pri čemer smo jo dodali v naš referenčni sistem, katerega podrobnosti so spodaj, nato pa izvedli vrsto iger na srečo. Z izjemo Counter-Strike: Source (CSS) in Crysis, se rezultati posnamejo ročno s pomočjo FRAP-jev, medtem ko večkrat igramo isti del igre. Za CSS in Crysis predvajamo časovne predstavitve in hitrost snemanja se samodejno zabeleži. Vsi rezultati se ponovijo, da se preveri skladnost, in zabeleži se povprečje rezultatov. Za Crysis so vse podrobnosti v igrah nastavljene na High, medtem ko se vse ostale igre izvajajo na najvišjih možnih grafičnih nastavitvah.

Glede na to, da danes gledamo samo GTX 470, smo testiranje DX11 ohranili le na dveh karticah, GTX 470 in HD 5850, saj naj bi tekmovala po isti ceni (čeprav trenutno še nista). Izvedli smo tri igre, Just Cause 2, Colin McCrae: DIRT 2 in Battlefield Bad Company 2. Vse grafične nastavitve v igrah so bile največje in v ročnem zagonu smo snemali hitrost slik z uporabo FRAP-jev.

”Testni sistem - igre DX9 in DX10”

• Intel Core i7 965 Extreme Edition
• Matična plošča Asus P6T
• 3 x 1 GB pomnilnika Qimonda IMSH1GU03A1F1C-10F PC3-8500 DDR3
• 150 GB Western Digital Raptor
• Microsoft Windows Vista Home Premium 64-bit

"Karte preizkušene"

• nVidia GeForce GTX 470
• nVidia GeForce GTX 295
• nVidia GeForce GTX 285
• AMD ATI HD 5970
• AMD ATI HD 5870
• AMD ATI HD 5850

”Preizkušene igre”

• Far Cry 2
• Crysis
• Dirkač: GRID
• Call of Duty 4

”Testni sistem - igre DX11”

• Intel Core i7 965 Extreme Edition
• Matična plošča Asus P6T
• 3 x 2 GB pomnilnika Kingston KHX1333C9D3K2 / 4G PC3-8500 DDR3
• 2TB Seagate Barracuda XT
• Microsoft Windows 7 Home Premium 64-bit

"Karte preizkušene"

• nVidia GeForce GTX 470
• AMD ATI HD 5850

”Preizkušene igre”

• Samo vzrok 2
• Colin McCrae: DIRT 2
• Badfield Bad Company 2

—-



—-



—-

—-




—-

Če pogledamo najprej zmogljivosti DX9 in DX10, se GTX 470 zagotovo drži pred svojim predhodnikom, GTX 285. Vendar pa poleg Far Cry 2 zagotavlja približno enako zmogljivost kot HD 5850 in je izrazito za HD 5870. V trenutnih cenah to preprosto ni dovolj dobro. Da, v Far Cry 2 izvleče zdravo prednost pred obema kartama ATI, toda ena od štirih iger za nas ni dovolj.

Kar zadeva igre na srečo DX11, vidimo, da je GTX 470 dosledno vodil v Colinu McCraeju: DIRT 2, oba kartice, ki zagotavljajo približno enako zmogljivost v Battlefield: Bad Company 2, in HD 5850 imajo zdravo vodstvo v Justu Vzrok 2. Ko pa spet vnesemo vrednost, bi bila boljša izbira HD 5850 ali HD 5870.

Če pogledamo porabo energije, slika GTX 470 ne postane bolj rožnata. V prostem teku je za 10W več moči kot HD 5870, pod obremenitvijo pa sesa 66W več. Čeprav vašemu računu za energijo ne bo dodalo več sto kilogramov, vsekakor ni idealno.

Podobna zgodba je, če pogledamo raven hrupa, saj je GTX 470 bolj hrup kot HD 5870 in HD 5850 tako v prostem teku kot tudi pod obremenitvijo. Vendar je treba omeniti, da nobena od teh kartic v prostem teku ni tiho, GTX 470 pa ne bistveno bolj moteče pri igranju iger kot ostale - vse te kartice naredijo opazen hrup zvok.

Ena stvar, ki jo ima nVidia, je njena ekskluzivna tehnologija, zlasti PhysX in 3D igre. Prvi se v nekaterih igrah še vedno pojavi kot dodatek in resnično doda spektakel, ko se zgodi. Kar zadeva 3D igre, še vedno mislimo, da gre za trik, toda z nVidio, ki trdi, da je združljiva z že več kot 400 igrami, bi jo lahko nastavili. Vseeno pa se nam nobena od teh funkcij ne zdi dovolj upravičena za dodatne stroške kartic GTX 4 × 0.

"Razsodba"

Dolgo smo čakali, da je prišla resnična grafična strojna oprema naslednje generacije nVidia in na tehnični ravni se zdi, da je bilo vredno čakati. Arhitektura Fermi vsebuje veliko funkcij in zagotovo lahko spodbudi delovanje iger na srečo in ne-iger. Vendar je v hladni luči dneva arhitektura povsem teoretična in do zdaj končni izdelek preprosto ne prinese. GTX 470 je preprosto precenjen in premalo zmogljiv.