NVIDIA GeForce GTX 590 — двухчиповой король

Первой геймерской видеокартой, объединяющей в себе два полноценных графических чипа, стало творение компании ATI — Rage Fury MAXX. Было это по меркам IT-индустрии очень давно, в октябре 1999 года. Особой популярности данная модель не снискала, так как появившиеся чуть позже GeForce были значительно интереснее с точки зрения соотношения цена/производительность. К тому же тогда владельцы MAXX начали сталкиваться с проблемой, которая преследует мультичиповые конфигурации и по сей день — c нестабильной работой.

Следующее подобное решение было выпущено компанией 3dfx, которая когда-то являлась лидером рынка 3D-акселлераторов. Двухчиповая Voodoo 5 5500 также не смогла нормально конкурировать с существовавшими одночиповыми решениями. Несмотря на это, 3dfx продолжала работу в данном направлении и даже пыталась выпустить четырёхчиповую Voodoo 5 6000. Однако ей помешало «внезапное» банкротство и последующая покупка активов данной компании конкурентами из NVIDIA.

Так выглядит Voodoo 5 6000… и ее блок питания

Эта история на долгое время отвадила оставшихся двух основных игроков от разработки мультичиповых решений. Однако желанный титул «технологического лидера» не давал им покоя. Сигналом к началу мультичиповых войн стало появление шины PCIe.

В 2004 году, вместе с выпуском видеокарт GeForce 6000, NVIDIA анонсировала технологию SLI (это название когда-то использовалось 3dfx для аналогичного по сути PCI-решения). Она позволяла двум видеокартам одновременно работать в одной системе, за счет чего можно было добиться повышенной производительности. ATI подготовила свою альтернативу (CrossFire) на год позже, ближе к концу 2005-го.

С появлением соответствующих технологий, никаких принципиальных препятствий к выпуску двухчиповых видеокарт больше не было. Интересно, что первая такая модель были выпущена вовсе не самой NVIDIA, а ее партнером. В начале 2005-го появилась видеокарта Gigabyte с двумя чипами NV43. Двухчиповая модель 7900 GX2, использующая референсный дизайн NVIDIA, была выпущена лишь в начале 2006-го. Технологически она была далека от совершенства, однако со временем компания поднаторела в разработке подобных решений, да и драйверы также подвергались постоянной доработке. Всего NVIDIA выпустила 5 двухчиповых видеокарт. Помимо уже упомянутой 7900 GX2, появились 7950 GX2, 9800 GX2, 295 GTX (в двух версиях) и героиня сегодняшнего обзора — 590 GTX.

ATI начала выпуск двухчиповых решений значительно позже, в начале 2008 года. Однако, в отличие от конкурента, она выпускала как минимум по одной такой модели в рамках каждого нового поколения видеокарт. Таким образом увидели свет HD 3850 X2, HD 3870 X2, HD 4850 X2, HD 4870 X2, HD 5970 и HD 6990.

Получилось так, что NVIDIA не стала выпускать двухчиповое решение в рамках 400-й серии. GF100 был слишком горяч для этой цели, а производительности двух GF104 явно не хватало для нормальной конкуренции с HD 5970. В итоге мощности GTX 480 оказалось достаточно для того, чтобы стать самой быстрой одночиповой видеокартой, но в абсолютном зачете лидером всё равно оставалась AMD. Не изменил ситуацию и выпуск GTX 580. Однако появление чипа GF110 наконец сделало возможным создание двухчиповой видеокарты, основанной на архитектуре Fermi, которая позволила бы NVIDIA говорить о своем абсолютном технологическом лидерстве.

Но на сей раз конкурент не дремал и успел нанести упреждающий удар в виде анонса HD 6990. К сожалению, анонс этот оказался «бумажным», и доступность видеокарт до сих пор оставляет желать лучшего. Например, ни один экземпляр до сих пор не побывал в нашей тестовой лаборатории. Поэтому, увы и ах, сравнение двухчиповых монстров придется отложить до материала, посвященного HD 6990, а в данной статье мы будем сравнивать производительность GTX 590 с моделями прошлого поколения.

Интересно, что на сей раз NVIDIA не стала придумывать талисман для новой видеокарты. Видимо, в компании посчитали, что GTX 590 настолько «крута», что все эти солдатики рядом с ней смотрелись бы неуместно. Также отметим, что в названии модели не используется никаких дополнительных суффиксов. Это говорит о том, что скорее всего GTX 590 останется единственной двухчиповой видеокартой в пятисотой серии. Хотя кто знает, у NVIDIA остается некоторое пространство для маневра в плане выбора названий.

Технические характеристики

Как вы поняли из вступления, в основу GTX 590 легли 2 ядра GF110. При этом важно отметить, что это полноценные чипы с 512 CUDA-ядрами. Аналогичные используются в GTX 580. В соответствующем материале вы можете прочитать про основные особенности нового чипа. Здесь же отметим, что ключевым моментом, позволившим создать GTX 590, стала новая система мониторинга энергопотребления, которая «защищает» видеокарту от стресс-бенчмарков типа Furmark и OCCT.

Однако тепловыделение GF110 всё же было слишком высоко для создания двухчиповой видеокарты. Поэтому NVIDIA пришлось пойти на снижение рабочей частоты чипа, что позволило уменьшить напряжение питания. В нашем экземпляре видеокарты напряжение под нагрузкой составляло 0,937 В, тогда как для референсной GTX 580 в аналогичной ситуации наблюдалось напряжение 1,037 В.

Частота при этом была снижена значительно, сразу на 20%. Отметим, что AMD при создании HD 6990 не пришлось идти на такие меры, ведь ее флагманский чип Cayman оказался несколько менее «прожорлив». Стандартная частота ее двухчиповой видеокарты была снижена с 880 до 830 МГц (примерно на 5%), а специальный переключатель позволял также форсировать заветные 880 МГц.

Исходя из результатов тестирования GTX 580, мы помним, что эта видеокарта была значительно быстрее, чем HD 6970. Однако теперь, с учетом сниженных частот, мы не можем однозначно заявлять о превосходстве новинки NVIDIA над HD 6990. С другой стороны, GTX 590 наверняка должна неплохо разгоняться, ведь вряд ли компания станет выбирать для этой видеокарты менее качественные GF110, чем для GTX 580. Хотя разгонный потенциал сильно будет зависеть от реализации подсистемы питания и используемой системы охлаждения.

Отметим очень близкую пропускную способность памяти у обоих флагманов: 320 Гб/сек у HD 6990 и 328 Гб/сек у GTX 590. При этом у видеокарты от AMD объем видеопамяти больше, но актуален ли сейчас этот дополнительный гигабайт — пока загадка.

GTX 590 и технологии NVIDIA

Двухчиповая видеокарта, несмотря на некоторое неудобство, связанное с ее использованием, позволяет задействовать некоторые недоступные «одиночным» видеокартам технологии.

Во-первых, GTX 590 поддерживает Surround и даже 3D Vision Surround. Возможность игры на трёх мониторах давно поддерживается всеми десктопными видеокартами AMD (а многие из них могут выводить изображение сразу на 6 мониторов), но NVIDIA, скорее всего, считает, что ресурсов одиночной видеокарты для этого недостаточно. Посмотрим, хватит ли для этого производительности GTX 590. 3D Vision Surround мы тестировать всё же не будем (по крайней мере, в рамках данной статьи) — сравнивать его особо не с чем.

К слову, никто не мешает объединить 2 GTX 590 в Quad SLI систему. Разумеется, для этого нужно будет подобрать остальные компоненты соответствующего уровня. Слайды NVIDIA демонстрируют нам 1,7–1,9 прирост производительности в наиболее тяжелых режимах, что является признаком очень хорошей оптимизации. Впрочем, стоит дождаться результатов независимого тестирования.

PhysX также очень сильно выигрывает от использования двух видеочипов. Данная технология изначально предполагала наличие отдельного видеочипа, предназначенного для обработки физических эффектов. Архитектура Fermi изменила ситуацию к лучшему, позволив мощным одиночным видеокартам хорошо справляться с комбинированной нагрузкой. Однако и по сей день при активации PhysX оптимальным является использование отдельного чипа для расчетов физических эффектов. При этом мощность его не должна быть значительно ниже, чем у видеочипа. Использование в этом качестве GF110 — небольшой overkill, но сама возможность радует.

Желающим посильнее нагрузить свеженькую видеокарту теперь доступно 64x сглаживание. Владельцы двух GTX 590 смогут активировать 128x AA режим. Немногие способны отличить 32x от 64x даже в очень высоком разрешении, но при создании топовых решений мало кого волнуют такие мелочи.

GTX 590

К нам в лабораторию попал тестовый образец видеокарты, так что про упаковку и комплектацию говорить особо нечего.

Длина видеокарты чуть больше, чем у 295 GTX (28 см против 27), но по сравнению с конкурирующими решениями от AMD габариты GTX 590 можно назвать более чем приемлемыми.

Внешне GTX 590 сильно напоминает вторую ревизию 295 GTX. Или, если принять во внимание цветовую гамму решения, «GTX 560 Ti»–переросток. Пластиковый кожух прикрывает видеокарту по всей длине. В центре расположен вентилятор, а через торцы видеокарты выдувается горячий воздух.

Для питания используется два восьмиконтактных разъема (никто и не ожидал иного). Расположены эти разъемы наверху, чтобы упростить установку видеокарты в компактных корпусах. На противоположном конце платы находится порт MIO, необходимый для организации Quad SLI.

Задняя панель претерпела некоторые изменения относительно предшественницы и других существующих видеокарт NVIDIA. Во-первых, на ней расположено 3 разъема Dual-Link DVI-I. Нужны они, очевидно, для организации пресловутого 3D Vision Surround. Во-вторых, на смену Mini-HDMI пришел разъем mini-DP. Из-за трёх крупных разъемов DVI перекрывается немалая часть задней заглушки, что ухудшает тепловой режим видеокарты.

С обратной стороны текстолит видеокарты прикрывается двумя металлическими пластинами, которые, помимо повышенной жесткости, обеспечивают охлаждение чипов памяти, и, в меньшей степени, GPU. Аналогичное решение использовалось в прошлой двухчиповой видеокарте NVIDIA.

Разобрать GTX 590 непросто. Производитель даже выпустил специальную инструкцию, в которой подробно описывается этот процесс. В ходе него требуется отвинтить 39 винтов. Вся эта процедура проводилась нами после проведения тестов, чтобы сначала точно замерить шумовые и температурные характеристики видеокарты.

В целом конструкция системы охлаждения сильно напоминает GTX 295, с поправкой на нововведения, появившиеся в 500-й серии. Металлический каркас сложной формы, который через термопрокладки контактирует с видеопамятью и подсистемой питания. Для охлаждения видеочипов используются испарительные камеры. Отказ от тепловых трубок в пользу испарительных камер для двухчиповой видеокарты особенно похвален.

Размеры левой камеры немного больше, что может привести к различной эффективности охлаждения чипов. С другой стороны, выхлопное отверстие больше напротив правой камеры. Еще один момент никак нельзя назвать приятным. «Правый» чип не закрывается полностью выступом испарительной камеры. Понятно, что размер кристалла в реальности сильно меньше, чем крышка теплораспределителя, но вид не до конца закрытого чипа всегда настораживает.

Система охлаждения GTX 590 также очень похожа на таковую у HD 6990. Обе компании постепенно, шаг за шагом, приближались к конструкции, которую на данный момент можно назвать оптимальной. NVIDIA, последовав примеру ATI, во второй версии 295 GTX отказалась от использования дорогой конструкции с двумя печатными платами. Потом, уже под руководством AMD, HD 6990 перешла к использованию симметричной системы охлаждения с двумя радиаторами, которую NVIDIA применила для новой 295 GTX. И вот теперь в GTX 590, как и в других старших видеокартах 500-й серии, тепловые трубки были заменены на испарительные камеры — своеобразное признание эффективности решения, которое ранее применяла AMD.

"

Единственное отличие заключается в том, что NVIDIA использует обычный вентилятор 80x20 (DFB802012M00T, изготовленный компанией Forcecon), а не турбину. Компания утверждает, что новое решение значительно менее шумное, чем все её прошлые двухчиповые модели — GTX 590 лишь на 1 дБ громче, чем GTX 580. При этом уровень шума HD 6990 является одной из основных претензий к данной видеокарте.

NF200 используется той же ревизии, что и в 295 GTX

Компоновка элементов на плате, что логично, также сильно напоминает таковую на 295 GTX. При переходе к Fermi NVIDIA избавилась от чипов NVIO2. Теперь, помимо двух графических чипов, самым большим элементом на плате является NF200-P-SLI-A3, который обеспечивает работу SLI.

Двухфазным контроллером питания уже никого не удивишь

Подсистема питания усложнилась, так как возросла потребляемая видеокартой энергия. Теперь для питания каждого графического чипа используется по 5 фаз (вместо 3) и по 2 фазы для каждой группы модулей памяти. Соответственно, VRM пришлось заменить на более продвинутые. В GTX 590 установлены шестифазные CHL8266, как в одночиповых GF110-видеокартах. За питание памяти также отвечают контроллеры, используемые в GTX 580 — APW7088.

Представляют некоторый интерес и другие компоненты подсистемы питания. В качестве транзисторов используются сборки TDA21211 производства Infenion со встроенными драйверами. Дроссели тоже специальные, низкопрофильные, дабы не мешать охлаждающей пластине. Большая часть используемых конденсаторов танталовые, и располагаются они с обратной стороны платы, хотя и без «традиционных» конденсаторов с полимерным электролитом не обошлось.

Отсутствие традиционной маркировки на графическом чипе немного смущает

Используется память K4G10325FE-HC04. Каждый графический чип соединен с двенадцатью такими гигабитными модулями, что и дает в сумме 3072 МБ памяти. Эффективная частота видеопамяти равна 5 ГГц, но рабочая частота значительно ниже — всего 3414 МГц. Это позволяет надеяться на неплохой разгон, но не гарантирует его.

На видеочипах отсутствует традиционная маркировка типа GF110-375-A1. Возможно, дело в том, что перед нами тестовый образец.

Все эти компоненты располагаются на 12-слойной плате. Такая плата относительно дорога в производстве, однако обеспечивает большую стабильность работы и улучшенный разгонный потенциал.

Разгон и тестирование

Мы использовали стандартный тестовый стенд:

• Intel Core i7-980X@4,13 ГГц
• 3*2 ГБ Elixir PC3-12800U
• ASUS P6T6 WS Revolution
• Intel X25-M G2 160GB
• Xilence XQ1200
• Windows 7 x64

Согласно рекомендациям NVIDIA, возможностей нашей системы достаточно даже для тестирования Quad SLI конфигурации. Так что потенциал одиночной GTX 590 будет максимально раскрыт в большинстве режимов.

Как мы уже говорили, возможности сравнить новинку от NVIDIA с HD 6990 у нас пока нет. Зато осталась доступной трёхмониторная конфигурация, которую мы использовали для тестирования видеокарт AMD в режиме Eyefinity. Данные этого тестирования, дополненные результатами видеокарты HD 6970 и синтетическими бенчмарками 3D Mark, мы и использовали для сравнения с топовым решением NVIDIA в режиме Surround. Связка из двух HD 5870, работающих в штатном режиме, местами явно должна оказать новинке достойное сопротивление в дисциплинах, где не слишком активно используется тесселяция. Также мы посмотрим, насколько новинка окажется мощнее самой быстрой одночиповой видеокарты NVIDIA в разрешении 1920*1080.

Оценим сначала эффективность системы охлаждения:

Как видите, эффективность охлаждения графических чипов немного отличается. Хотя, с учетом всего ранее сказанного, мы не можем однозначно утверждать, какой же из чипов охлаждается лучше. В целом же слова NVIDIA подтверждаются — система охлаждения GTX 590 блестяще справилась со своей задачей. Даже при минимальных 1500 об/мин температура самого горячего из ядер не превысила 80 градусов. Вентилятор Forcecon оказался качественным и никаких неожиданных звуков через его равномерный гул не прорывалось. Запас по температуре привел к тому, что мы хотели дополнительно снизить обороты вентилятора, но этого нам, к сожалению, не позволила система.

Для экспериментов с разгоном времени оставалось очень немного, да и работать с такой видеокартой без замены системы охлаждения (пусть и столь качественной) страшновато. Однако это не отвратило нас от пары экспериментов. При разгоне без повышения напряжения частоту ядра удалось повысить до 680 МГц. 12% — не слишком много, но этого значения удалось добиться при напряжении 0,937 В, которое для GF110 можно назвать очень низким. Память разогналась всего лишь до 3660 МГц, что, с учетом эффективной частоты в 5 ГГц, откровенно нас разочаровало. Впрочем, дело может быть в банальной нехватке времени.

При повышении напряжения на ядре до 1,037 В плата начала работать нестабильно. Скорее всего, подсистема питания уже не справлялась с такой нагрузкой. Поэтому мы откатились до 1 В и дальнейший разгон проводился при этом значении напряжения. Ядро удалось «дотянуть» до 772 МГц, что соответствует референсной частоте GTX 580. При 800 МГц плата уже работала нестабильно, так что эксперимент было решено прекратить.

Тепловыделение и энергопотребление новинки впечатляют. Furmark показывает нам нормальную работу системы мониторинга энергопотребления, а вот в Unigine энергопотребление стенда с GTX 590 на 100 Вт больше, чем у системы с GTX 580. С другой стороны, с точки зрения соотношения производительности на ватт в этом тесте система с GTX 590 показывает наилучший результат.

Перейдем к замерам производительности. Для начала синтетика:

3DMark Vantage показывает нам значительное превосходство над всеми соперниками. В режиме Extreme CrossFire из двух HD 5870 оказывается медленнее на 25%, а одиночная GTX 580 и вовсе отстает в полтора раза.

Новый бенчмарк от Futuremark критичнее настроен по отношению к возможностям GTX 590. Новинка всё еще на четверть быстрее тандема видеокарт AMD в режиме Performance, а вот отставание в Extreme сократилось до 12%. Отставание одиночного флагмана NVIDIA не изменилось. HD 6970 фигурирует в наших тестах для того, чтобы можно было сориентироваться по производительности HD 6990 до появления соответствующего материала. Всё зависит от того, на сколько вы оцениваете работу CrossFire.

1920x1080

1920x1080

Вот и упомянутый нами Unigine. При использовании DX 10 режима GTX 590 практически не отрывается от конкурентов. А вот активация DX 11 и экстремальной тесселяции дает новинке возможность «поиграть мускулами». Однако минимальный уровень FPS выше всего у GTX 580. Проблема «микрофризов» так никуда и не делась. С ней приходится сталкиваться как владельцам SLI, так и CrossFire конфигураций.

1920x1080

1920x1080

Экшен Aliens vs. Predator показывает нам не столь радужную картину. В режиме со сглаживанием GTX 590 даже уступает CrossFire, а без сглаживания опережает ее лишь на 10%. Впрочем, при наблюдаемых значениях FPS разницы для игрока никакой не будет. Посмотрим, что получится при игре на трёх мониторах.

5760x1080

5760x1080

5760x1080

5760x1080

GTX 590 чуть-чуть (на 6%) быстрее тандема от AMD в тяжелом режиме без сглаживания. При активации низких настроек графики отрыв увеличивается до 20%, что довольно сложно объяснить. Как ситуация сложилась бы в режиме со сглаживанием — нам неизвестно, CrossFire не стал нормально работать. Новинка выбралась за барьер в 30 FPS, чего должно быть достаточно большинству обычных геймеров.

1920x1080

1920x1080

GTX 590 показывает 40% отрыв от CrossFire, который уменьшается до 20% при активации сглаживания. Но возможностей всех тестируемых видеокарт здесь хватает с избытком.

5760x1080

5760x1080

5760x1080

5760x1080

В трёхмониторном режиме паре видеокарт AMD даже удается обогнать в одном из случаев GTX 590. В остальных победа остается за новинкой. Преимущество снова ни в одном из случаев не является решающим для играбельности.

1920x1080

1920x1080

«Старичок» Far Cry 2 тоже не способен нормально нагрузить современные топовые видеокарты, поэтому переходим к Surround и Eyefinity.

5760x1080

5760x1080

5760x1080

5760x1080

5760x1080

5760x1080

Тут мы наконец сталкиваемся с серьезной разницей в производительности, которая влияет на играбельность. GTX 590 с большим отрывом опережает всех остальных участников тестирования.

1920x1080

1920x1080

World In Conflict вообще оказывается плохо оптимизирован под многоядерные процессоры, и возможностей нашего Core i7-980X оказывается недостаточно для полного раскрытия потенциала тестируемых видеокарт.

5760x1080

5760x1080

Без активации сглаживания наш процессор снова не может совладать с наиболее производительными видеокартами. Зато в самом требовательном режиме безоговорочную победу одерживает GTX 590. Возможностей ее в данной игре окажется достаточно даже самому требовательному пользователю.

1920x1080

1920x1080

F1 2010 тоже показывает себя как процессорозависимый тайтл. При этом для комфортной игры достаточно возможностей любой из наших видеокарт.

5760x1080

5760x1080

5760x1080

5760x1080

5760x1080

5760x1080

Удивительно, но факт: GTX 590 оказывается медленнее, чем CrossFire из двух HD 5870 в режиме с высокой детализацией. Притом отставание довольно значительное. Новинка берет реванш в режимах с пониженной детализацией, но там дополнительные FPS не так актуальны.

1920x1080

1920x1080

5760x1080

5760x1080

5760x1080

5760x1080

В Stalker: Call of Pripyat превосходство GTX 590 наблюдается во всех режимах. При этом важно отметить, что новинка везде сохраняет приемлемый уровень FPS, даже при максимальных настройках графики и использовании в разрешении 5760 x 1080

1920x1080

1920x1080

1920x1080

1920x1080

Теперь мы снова наблюдаем паритет между GTX 590 и CrossFire из HD 5870, но для этих систем Resident Evil 5 остается абсолютно играбельным в любых режимах. В сущности, достаточно даже возможностей одиночной видеокарты.

1920x1080

1920x1080

Metro 2033 — непростая задачка для современной системы даже в обычном Full HD разрешении. GTX 590 показывает себя отлично, обгоняя тандем от AMD примерно на 20%.

5760x1080

5760x1080

5760x1080

5760x1080

5760x1080

5760x1080

Это первая игра, где в режиме Surround возможностей GTX 590 всё же оказывается недостаточно для действительно комфортной игры. Приходится или жертвовать сглаживанием, или настройками производительности. Пара HD 5870 показывает близкие с новинкой результаты, но вот только запускается она не во всех режимах.

1920x1080

1920x1080

Lost Planet 2 явно импонирует моделям Fermi, поэтому они обгоняют конкурирующие решения. Отрыв 590 от 5870 достигает целых 86%.

5760x1080

5760x1080

5760x1080

5760x1080

5760x1080

5760x1080

При переходе к трёхмониторному режиму отрыв сокращается, но всё равно составляет внушительных 40%, что сильно сказывается на играбельности. Еще одна безусловная победа GTX 590.

1920x1080

1920x1080

Mafia II не может должным образом нагрузить используемые графические системы. В режиме со сглаживанием результаты CrossFire близки к GTX 590, а без сглаживания тандем от AMD заметно отстает. Переходим к Surround.

5760x1080

5760x1080

5760x1080

5760x1080

На сей раз сглаживание «помогает» GTX 590, производительность которой при ее активации практически не падает. Выглядит это немного загадочно, но сглаживание действительно включается и выключается, мы проверяли. Без антиалиасинга пара HD 5870 отстает от GTX 590 на привычные 20%.

1920x1080

1920x1080

1920x1080

1920x1080

5760x1080

5760x1080

5760x1080

5760x1080

Напоследок посмотрим на результаты многострадального HAWX 2. Здесь высокая производительность тесселяции Fermi наконец находит свое приложение — доминирование GTX 590 сразу же бросается в глаза и наблюдаемая разница в производительности сказывается на играбельности.

Выводы

Без оценки производительности HD 6990 делать определенные выводы насчет GTX 590 затруднительно, но мы попробуем. Эта видеокарта однозначно опережает все представленные на рынке решения. Отрыв от GTX 580 составляет порядка 50%, а при повышении частоты до соответствующего уровня разница может вырасти до двукратной. Тихая работа, высокая производительность, поддержка Surround от одной видеокарты — у GeForce GTX 590 всё, чего нам хотелось бы увидеть во флагманском решении.

Остается только один вопрос — цена. Она составляет $699, аналогично HD 6990. Рекомендованная цена на территории России выше — 25999 рублей. Но тут следует помнить, что рекомендованные цены NVIDIA практически всегда оказываются выше реальных рыночных.