Обзор видеокарты NVIDIA GeForce GTX 590

Тестирование нового флагмана NVIDIA - GeForce GTX 590. Сравнение с GTX 480, GTX 580, GTX 590, HD 6990.
24 марта 2011, четверг 16:00

Оглавление

Вступление

Рынок сверхдорогих видеокарт красив, но мал. Немногие могут себе позволить ради игр покупку графического адаптера стоимостью более 20.000 рублей. Чтобы понять, какова доля таких энтузиастов, предлагаю воспользоваться статистикой Steam. Да, она не охватывает всех пользователей, но отражает наиболее важную их часть, а именно «Игровую аудиторию».

Количество систем с DX11 видеокартой составляет 5,6%. Другими словами, лишь эта часть аудитории способна воочию взглянуть на прелести DX11.

Доля видеокарт, поддерживающих DX11 среди всей массы, без привязки к операционной системе, составляет почти 20% и продолжает расти, что несомненно радует.

Наибольшей популярностью среди всех современный видеоускорителей пользуются карты стоимостью до $150.

Исходя из данных за февраль, можно сделать основной вывод. Из всех видеокарт более 4/5 от общего количества это условно дешёвые решения. А для примера посмотрим на топ-класс DX11:

ATI Radeon HD 6970 – 0,7%;
ATI Radeon HD 5970 – 1,8%;
ATI Radeon HD 5870 – 11,4%;
NVIDIA GeForce GTX 580 – 1,3%;
NVIDIA GeForce GTX 570 – 1,1%;
NVIDIA GeForce GTX 480 – 3,6%;
NVIDIA GeForce GTX 470 – 5,6%.

Что же получается? А то, что удел GTX 590 и HD 6990 - принадлежать исключительно энтузиастам и заядлым оверклокерам. С другой стороны, кто как не GTX 590 и HD 6990 демонстрируют технический уровень инженеров конкурирующих компаний. Поэтому, давайте расценивать их как вершину прогресса.

Таблица характеристик

Характеристики   HD 6970 HD 6990 GTX 570 GTX 580 GTX 590
Кодовое имя   Cayman XT Antilles GF110 GF110 GF110
Техпроцесс, нм   40 40 40 40 40
Размер ядра/ядер, мм2   389 389 x2 ~530 ~530 ~530 x2
Количество транзисторов, млн   2640 2640 x2 3300 3300 3300 x2
Частота ядра, МГц 2D 150 150 50 / 100 50 / 100 50 / 100
3D 880 830/880 732 / 1464 772 / 1544 608/1216
Частота ядра OC, МГц   950 980 875 / 1750 850 / 1700 650/1300
Напряжение на ядре, В 2D 0,90 0,90 0,91 0,96 0,95
3D 1,18 1,12/1,175 1,01 1,09 0,98
Число шейдеров, шт. (PS)   1536 1536x2 480 512 512 x2
Число блоков растеризации, шт. (ROP)   32 32 x2 40 48 48 x2
Число текстурных блоков, шт. (TMU)   96 96 x2 60 64 64 x2
Максимальная скорость закраски, Гпикс/сек   28,2 53,1/56,3 29,3 37,1 58,4
Максимальная скорость выборки текстур, Гтекс/сек   84,5 159,4/169 43,9 49,4 77,8
Версия пиксельных/вертексных шейдеров   5.0 / 5.0 5.0 / 5.0 5.0 / 5.0 5.0 / 5.0 5.0 / 5.0
Тип памяти   GDDR5 GDDR5 GDDR5 GDDR5 GDDR5
Эффективная частота памяти, МГц 2D 300 300 67 67 67
3D 5500 5000 3900 4008 3420
Эффективная частота памяти OC, МГц   5800 5800 4000 4100 3600
Напряжение на памяти, В 2D 1,60 1,60 1,34 1,36 1,31
3D 1,60 1,60 1,56 1,62 1,53
Объём памяти, Мбайт   2048 2048 x2 1280 1536 1536 x2
Шина памяти, бит   256 256 x2 320 384 384 x2
Пропускная способность памяти, Гб/сек   176 160 x2 152 192,4 164 х2
Потребляемая мощность, Вт 2D 20 37 нд нд нд
3D 250 375 / 450 219 244 365
Crossfire/Sli   да да да да да
Размер карты ДхШхВ, мм   275x100x37 340x100x38 270x100x38 270x100x38 280x100x38
Рекомендованная цена, $   369 699 349 499 699

Внешний вид

У обеих карт налицо схожая концепция дизайна. Расположенный в середине карты вентилятор равномерно распределяет поток воздуха к графическим ядрам. Задняя панель GTX 590 из-за трех DVI выглядит массивнее, и частично препятствует выходу нагретого воздуха наружу.

До текущего момента NVIDIA не жаловала miniDP в своих картах. Отныне он есть, и надеюсь компании, распространяющие видеокарты будут вкладывать в комплект поставки переходник на обыкновенный DP.

С тыльной стороны, ровно так же, как и у GTX 295, установлено две пластины. Они призваны охлаждать память. Целиковый радиатор был бы куда уместнее, но слишком сильно выступающие элементы мешают сделать это.

Возросшее потребление диктует установку двух 8 pin коннекторов. С торца видна незакрытая полость, через которую выводится, а лучше сказать - вдувается внутрь корпуса горячий воздух, проходящий через радиатор второго GPU.

NVIDIA в своё время не захотела в серийных картах делать светящуюся надпись, хотя на предсерийных образцах её подсветка была. Теперь она есть, пусть и незначительное, но хоть какое-то отличие от конкурента.

Печатная плата

Пусть вас не смущает отсутствие AMD HD 6990 на фотографии. Длина видеокарты GTX 590 (в рамках относительного сравнения) достаточна мала. Настолько, что уместнее сравнивать с GTX 580 и HD 6970.

Попробуйте на секунду закрыть графические процессоры, увидите значительную разницу? Скорее всего - нет. Все дело в том, что существующие условия не позволяют по-другому размещать компоненты. Хотя раньше можно было видеть, как NVIDIA в трех поколениях использует две платы для своих топовых видеокарт. Пристрастие AMD пользоваться продукцией Volterra в системе питания известно. Для GTX 590 решено воспользоваться альтернативным методом. Чтобы равномерно распределять и динамически управлять нагрузкой, компания прибегла к установке DrMOS.

Добавочные ёмкости заняли место на обратной стороне. Обе печатные платы очень плотно усыпаны электронными элементами. Но NVIDIA даже с существенно большими GPU смогла уместиться на плате меньшего размера. Что, несомненно, отметят владельцы стеснённых корпусов. GTX 590 использует контроллеры систем питания, аналогично GTX 580, только с поправкой на количество. GPU - 2 ШИМ Chil 8266. Память – 2 APW7088 производства Anpec Electronics.

Вспоминая о памяти - две компании, два подхода. AMD выбрала Hynix, NVIDIA в свою очередь обратила взор в сторону SAMSUNG. Оба вида микросхем соответствуют максимальной частоте 1250 МГц, только не всегда производители используют их возможности на 100%.

Система охлаждения

Прелесть системы охлаждения GTX 590 видна сразу. Кожух съёмный, радиаторы легкодоступны. Пяти минут вполне хватит, для того чтобы полностью продуть и прочистить от пыли. Технология конечно не нова, но и изобретать ничего не нужно. Далее следом идут непосредственно радиаторы, и здесь продуманность конструкции GTX 590 на высоте. Испарительные камеры AMD намертво скреплены с пластиной, а у NVIDIA они снимаются за считанные секунды.

Вместо турбины NVIDIA в очередной раз использует силы классического вентилятора.

Заметьте, размер радиаторов меньше чем у конкурента, значит ли это, что GTX 590 будет горячее?

Разгон

Увы, с таким результатом хвастаться нечем. Подозреваю, что в лабораторию попала не самая удачная карта. А у коллег с других ресурсов результаты разгона значительно лучше.

Тестовый стенд

  • Материнская плата: MSI Big Bang-XPower, BIOS 1,5B2;
  • Процессор: Intel Core i7 920 4305 МГц (205 х 21, 1,31 В);
  • Система охлаждения: Система водяного охлаждения;
  • Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
  • Оперативная память: Kingston HyperX KHX2000C9AD3T1K3/6GX 6 x 2 Гб, DDR3 1640 МГц (7-7-7-19-1T, 1,65 В);
  • Жесткий диск: Seagate 7200.11 320 Гбайт;
  • Блок питания: Tagan TG1100-U95 1100 Вт;
  • Аудиокарта: ASUS Xonar HDAV 1.3;
  • Операционная система: Microsoft Windows 7 x64 SP1;
  • Версия драйверов для ATi/AMD Catalyst 11.4, NVIDIA - nforce 266/7.xx.

Перечень используемых измерительно-контрольных приборов и инструментов

  • Шумомер: Center 320;
  • Мультиметр: Fluke 289;
  • Тарификатор электроэнергии: E305EMG;
  • Микрофон: Philips SBC ME570.

Инструментарий и методика тестирования

Для корректного замера температуры и шума использовались следующие условия:

Закрытое помещение площадью 4 м2, внутри которого располагается система автоматической поддержки климатических условий. В данном случае уровень температуры был установлен на отметке 26°С +-1°С. За точностью соблюдения заданных параметров наблюдало четыре датчика, один из которых находился в 5 см от вентилятора системы охлаждения видеокарты и был ведущим. По нему происходила основная коррекция температуры в помещении.

Шум измерялся на расстоянии 50 см до видеокарты. Фоновый уровень составлял 22 дБА. В качестве жёсткого диска использовался SSD, а блок питания, помпа, радиатор с вентиляторами во время замера находились за пределами комнаты. На стенде отсутствовали иные комплектующие, издающие какие-либо шумы.

Звукозапись системы охлаждения производилась на расстоянии 10 см от вентилятора. Первые 10-20 секунд без нагрузки в режиме простоя, далее включалась 100% нагрузка с помощью программы Furmark. Наибольший уровень шума достигается в конце аудиозаписи. Заранее определялся температурный режим и шум, чтобы в процессе записи аудиодорожки вы смогли услышать именно максимальный шум.

Уровень потребления электричества [ватт] в простое оценивался по показаниям тарификатора E305EMG сразу после загрузки операционной системы. Значения, отображаемые в графике, соответствуют минимально достигнутым цифрам с прибора. Под нагрузкой видеокарты тестировались программой FurMark версии 1.9.0. После 10-15 минут температура и обороты вентилятора достигали своего теоретического максимума. После чего данные заносились в таблицу.

Для наглядного сравнения видеокарт все игры, используемые в качестве тестовых приложений, запускались в разрешениях 1680 x 1050, 1920 x 1200 и 2560 x 1440.

В части игр, где это возможно, использовались встроенные средства измерения быстродействия:

  • 3Dmark 2011 – Extreme 2560x1440 Gpu Score, Extreme;
  • Aliens vs Predator DX 11 Benchmark v1.03;
  • Colin McRae DIRT 2;
  • Unigine Heaven Benchmark v 2.0 DX;
  • S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat (итоговое значение – усреднённые по четырем режимам);

Для нижеперечисленных игр производительность измерялась с помощью утилиты FRAPS v3.3.2:

  • Battlefield Bad Company 2;
  • Metro 2033.

VSync при проведении тестов был отключен.

Во избежание ошибок в погрешности измерений все тесты производились по три раза. При вычислении среднего FPS за итоговый результат бралось среднеарифметическое значение результатов всех прохождений.

Температурный режим, уровень шума и потребляемого электричества

Рабочие температуры

Градусы, °С
Простой | Нагрузка

Уровень шума

дБА
Простой | Нагрузка

Потребление электричества

Ватт
Простой | Нагрузка

Послушать систему охлаждения (.wma):

И сравнить:

Результаты тестов

Список видеокарт и их частоты:

Название Номинальные частоты GPU/Mem, МГц Разгон GPU/Mem, МГц
HD 6990* 880/1250 -/-
HD 6990 830/1250 980/1450
GTX 480 700/1400/924 875/1750/1000
GTX 580 772/1544/1000 925/1850/1100
GTX 590 608/1215/855 650/1300/900

За начальную точку отсчёта взята производительность GTX 590.

3DMark 2011

Настройки:

  • Профиль Extreme, Extreme 2560х1440.

Score GPU | Score X

2560х1440 | 1920x1080

S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat

Версия бенчмарка 1.0
Настройки:

  • DirectX 11.0.
  • Общие установки – ультра.
  • Рендер – улучшенное полное освещение.
  • Полноэкранное сглаживание - 4х.
  • Сглаживание для Альфа тест – откл.
  • Режим SSAO – HDAO.
  • Качество SSAO – ультра CS версия.
  • Тесселяция – вкл.
  • Реалистичные тени – вкл.
  • Вертикальная синхронизация - выключено.

Кадры/сек
Min | Avg | Max

1680x1050


1920x1200


2560x1440

Unigine Heaven

Версия бенчмарка 2.0.
Настройки:

  • DirectX 11.
  • Shaders – high.
  • Tesselation – normal.
  • Anisotropy – 16x.
  • Anti-aliasing – 2x.

Кадры/сек
Min | Avg | Max

1680x1050


1920x1200


2560x1440

Dirt 2

Настройки:

  • DirectX 11.
  • Полноэкранное сглаживание (АА) 4x.
  • Вертикальная синхронизация – выкл.
  • Ночное освещение - высоко.
  • Тени - высоко.
  • Частицы - высоко.
  • Зеркала – очень высоко.
  • Зрители – очень высоко.
  • Поверхность земли - высоко.
  • Пилоты – очень высоко.
  • Машины вдалеке - очень высоко.
  • Объекты – очень высоко.
  • Деревья – очень высоко.
  • Отражения – очень высоко.
  • Пост-обработка - высоко.
  • Следы тормозов - вкл.
  • Отраженное освещение - высоко.
  • Ткань - высоко.

Кадры/сек
Avg

1680x1050


1920x1200


2560x1440

Metro 2033

Версия 1.01.
Настройки:

  • DirectX 11.
  • Полноэкранное сглаживание – ААА.
  • Анизотропная фильтрация (AF) – 16x.
  • Качество – очень высокое.
  • Улучшенная глубина резкости – вкл.
  • Тесселяция – вкл.

Кадры/сек
Min | Avg | Max

1680x1050


1920x1200


2560x1440

BattleField Bad Company 2

Версия 1.2.
Настройки:

  • DirectX 11.
  • Полноэкранное сглаживание (AA) – 8х MSAA.
  • Анизотропная фильтрация (AF) – 16x.
  • Уровень детализации - высокий.
  • Качество текстур - высокое.
  • Качество теней - высокое.
  • Качество эффектов - высокое.
  • Сложное затенение HBAO - вкл.
  • Вертикальная синхронизация – выкл.

Кадры/сек
Min | Avg | Max

1680x1050


1920x1200


2560x1440

Aliens vs Predator 3

Версия - 1.03.
Настройки:

  • DirectX 11.
  • Полноэкранное сглаживание (MSAA) - 4х.
  • Анизотропная фильтрация (AF) - 16х.
  • Texture Quality – очень высоко.
  • Shadow Quality – высоко.
  • Screen Space Ambient Occlusion – вкл.
  • DX11 Tessellation – вкл.
  • DX11 Advanced shadow sampling – вкл.

Кадры/сек
Avg

1680x1050


1920x1200


2560x1440

Для анализа данных по разрешениям воспользуемся следующей диаграммой, в которую включены усреднённые результаты в игровых сценах в разрешении:

1680х1050

1920х1200

2560x1440

Итоговая расстановка:

По совокупным результатам достигнутый уровень производительности GTX 590 укладывается в 5%. Стоило видеокарту немного разогнать, и первое место среди топовых графических ускорителей досталось бы NVIDIA. Заводские частоты в 608 МГц слишком низки, чтобы уверенно опередить конкурента, к тому же в рукаве AMD есть козырь - второй профиль частот. Разница в 5% не принципиальна, чтобы стать решающим фактором при выборе видеокарты. Другое дело - остальные потребительские качества. На стороне AMD 6990 потенциально больший запас по частотам, хорошая эффективность Crossfire, тишина в 2D режиме. У GTX 590 свойства весомее: тихий режим 3D, меньшие нагрев, длина и энергопотребление. Баланс последней явно смещён в сторону улучшения потребительских качеств.

Заключение

Среднее значение FPS по игровым тестам и его стоимость из расчёта московской розницы:

Вот вам и жестокая конкуренция. Шутка ли, но обе видеокарты одинаковы. Они обеспечивают равное количество средних FPS и их стоимость. Попавший на тесты экземпляр не совсем удачен в плане разгона, можно допустить, что некоторые производители в заводских условиях будут задавать приблизительно такую же частотную формулу 650/1800. Тогда GTX 590 станет немного привлекательнее HD 6990.

Сколько Ватт (система целиком) требуется для одного среднего FPS:

Старания инженеров на 100% оправдали средства. Выигрыш GTX 590 очевиден. Даже после небольшого поднятия частот соотношение потребления электричества к среднему FPS уменьшается, что автоматически улучшает характеристики видеокарты. Ох, как тяжело будет соперничать HD 6990 в данном случае.

После прочтения обзора GTX 590 у вас наверняка сложится впечатление, что GTX 590 явно выходил не как победитель, а как видеокарта, просто закрывающая брешь в линейке Fermi. Но это не так. Компания потратила колоссальные средства и приложила все усилия инженеров, чтобы выдать рынку совершенно нетипичный продукт топ-класса. Он лаконичен, статусен, сочетает в себе диаметрально противоположные свойства. И в то же время он реально создаёт конкуренцию. Ставка NVIDIA понятна: будучи немногим медленнее HD 6990, стать лучше во всех остальных отношениях.

Одним словом:
- Акела промахнулся?

Дмитрий Владимирович

За кадром

Видеокарту GeForce GTX 590 можно купить в XPERT.RU.