Серия GeForce 500

Компания Nvidia откровенно запоздала с выпуском видеокарт поколения DirectX 11. AMD представила свою новую серию HD 5000 еще в сентябре 2009 года, и ей пришлось ждать ответа от извечного конкурента аж до марта 2010 года. Новая архитектура от Nvidia получила название Fermi, а носителем флагманского чипа GF100 стала видеокарта GeForce GTX 480.

Такая задержка во многом была обусловлена производственными трудностями. Чип GF100 оказался очень крупным и сложным, и контрактный производитель TSMC долго не мог добиться приемлемого уровня выхода годных кристаллов. Но даже получив долгожданный чип, Nvidia оказалась в сложной ситуации. 3 млрд. транзисторов, произведенных по 40-нм техпроцессу, обеспечивали GTX 480 TDP в 250 Вт! Чтобы отвести такое количество тепла производителю пришлось задействовать все резервы. Во-первых, под нож пошла часть потоковых процессоров – из 512 активными остались только 480. Во-вторых, в конструкции системы охлаждения пришлось применить технологию прямого контакта, а лицевую часть кожуха отдать под дополнительный радиатор. Наконец, в самой печатной плате пришлось сделать вырезы, чтобы вентилятор мог забирать воздух с двух сторон. Но даже несмотря на все усилия, GTX 480 оказалась очень горячей. Очевидно, что GF100 требовал доработок.

Понимали это и в Nvidia, так что появление усовершенствованной версии Fermi не заставило себя долго ждать. Новый чип получил индекс GF110. Он лег в основу GeForce GTX 580, которая была представлена 9 ноября 2010 года, всего лишь через 7,5 месяцев после GTX 480.

Nvidia называла GeForce GTX 580 «быстрейшим графическим решением для DX11», что действительно было правдой, ведь конкурент на тот момент еще не анонсировал флагманов новой серии Radeon HD 6000 – это событие произойдет только через месяц. В GF110 были активированы все 512 шейдерных процессоров. За счет отключения некоторых блоков, отвечающих за вычисления общего назначения, и оптимизации схемотехники TDP удалось снизить до 244 Вт, а тепловые трубки в конструкции СО уступили место более эффективной испарительной камере. Частота ядра, напротив, выросла с 700 до 774 МГц. Все эти улучшения сделали GTX 580 более привлекательной картой с точки зрения потребительских характеристик.

 

 

Если подробнее рассматривать чип GF110, то он во многом повторяет GF100. Некоторые улучшения получили алгоритмы текстурирования и отсечения невидимых поверхностей (Z-Culling), но в целом GF110 стал именно таким, каким должен был быть Fermi изначально.

GF110 состоит из четырех кластеров обработки графики (КОГ, Graphics Processing Clusters), каждый из которых содержит четыре потоковых мультипроцессора (ПМП, Streaming Multiprocessors). В состав каждого мультипроцессора, в свою очередь, входит массив из 32 потоковых процессоров (ПП). Суммарно выходит 16 ПМП и 512 ПП. Шина памяти имеет ширину 384 бита и объединяет шесть 64-битных контроллеров, каждый из которых связан с 8 блоками растровых операций (ROP).

По сравнению с GF100, GF110 научился обрабатывать текстурные данные до формата FP16 включительно без потери скорости, хотя общее количество модулей наложения текстур (TMU) осталось прежним – 64 штуки.

Каждый ПМП оснащен 64 кБ памяти, причем ее конфигурация может различаться: она разделяется на общую память и кэш 1-го уровня в соотношении 48 на 16 или наоборот.

Сильной стороной Fermi по сравнению с AMD Cypress была работа с тесселяцией. Благодаря наличию сразу 16 движков полиморфизма (PolyMorph) особенно хорошо удавалось чипу от Nvidia рассчитывать высокие уровни разбиения примитива на треугольники. И GF110 еще больше усилил превосходство над конкурентом в этой области.

Учитывая все улучшения и возросшие частоты, по результатам тестов производительности GTX 580 опережала GTX 480 на величину около 15-20%.

Через месяц после флагмана вышла вторая по старшинству карта новой 500-й серии – GTX 570. По конфигурации чипа она повторяла GTX 480, но шина памяти у нее была урезана до 320 бит, а объем памяти – до 1280 МБ.

В январе 2011 года Nvidia решила “воскресить” суффикс Ti, который последний раз использовался в видеокартах серии GeForce 4. Новым “Титаниумом” стала GeForce GTX 560 Ti, основанная на чипе GF114 необычной прямоугольной формы. В мае компанию ей составил “младший брат” – GeForce GTX 560.

Март того же года заполнился анонсами вначале GeForce GTX 550 Ti, построенной на чипе GF116, а затем мощнейшего двухпроцессорного решения GTX 590. В этой видеокарте Nvidia использовала отборные чипы GF110, способные работать на пониженном напряжении. И хотя номинальные частоты пришлось снизить с номинальных для GF110 772 МГц до 607 МГц, GTX 590 все равно стала достойным ответом на двухчип конкурента – Radeon HD 6990.

В апреле увидел свет самый младший носитель обновленной архитектуры Fermi – GeForce GT 520, основанный на чипе GF119 с 48 активными ПП.

Замкнул линейку вышедший в конце ноября 2011 года GeForce GTX 560 Ti 448 core. Эта карта на урезанном чипе GF110 быстро стала популярной, поскольку стоила на 80$ дешевле GTX 570, но имела всего на 1 мультипроцессор меньше.