Огляд і перше тестування відеокарти ASUS GeForce GTX 590

Історія створення двочіпових відеокарт веде свій початок з випуску компанією ATI графічного прискорювача Rage Fury MAXX, що відбулося в жовтні 1999 року. Оскільки є не дуже гарне співвідношення ціни та продуктивності, дана модель не змогла досягти популярності. Нові моделі графічних прискорювачів GeForce від компанії NVIDIA, що невдовзі з’явилися, стали значно більш привабливими за ціною та продуктивністю. У той час головною проблемою для двочіпових рішень стала їх нестабільність роботи та неготовність додатків підтримувати такі відеокарти. Мультичіпові конфігурації випускалися і компанією 3dfx, але після її банкрутства всі технології перейшли до компанії NVIDIA, яка її купила. Ці наробітки  використані у технології SLI і монолітної її версії – двочіпових графічних прискорювачах.

Але вже досить давно самі продуктивні та успішні двочіпові рішення випускаються компанією AMD. Одним з них був графічний прискорювач Radeon HD 5970, а не дуже давно з'явилася ще більш швидша відеокарта AMD Radeon HD 6990. Компанія NVIDIA не випустила двочіпового флагмана 400-ї серії через високий тепловий пакет «топових» графічних процесорів GF100. Однак NVIDIA GeForce GTX 480 все-таки якийсь час була самим продуктивним, хоча і самим гарячим одночіповим рішенням. Вихід нового графічного прискорювача NVIDIA GeForce GTX 580 тільки закріпив лідерство компанії в сегменті одночіпових відеокарт, але абсолютна першість по продуктивності поки залишалося за компанією AMD. З появою нового чіпа GF110 стало можливим створення двочіпового рішення на архітектурі Fermi. Це дає шанс компанії NVIDIA стати абсолютним лідером у виробництві найшвидших графічних прискорювачів, випустивши NVIDIA GeForce GTX 590.

У цьому матеріалі ми, нарешті, зможемо визначити лідера ринку та порівняти продуктивність NVIDIA GeForce GTX 590 з її прямим конкурентом AMD Radeon HD 6990. З оглядом і обчислювальними можливостями «референсного» аналога останнього від компанії ASUS наші читачі вже змогли ознайомитися в матеріалі «Огляд і тестування Ultra High End відеокарти ASUS Radeon HD 6990».

Згідно вищевикладеному, відеокарта NVIDIA GeForce GTX 590 заснована на двох графічних ядрах GF110, які були використані в рішенні NVIDIA GeForce GTX 580. Більш докладно з їх архітектурою можна ознайомитися в матеріалі, присвяченому цьому одночіповому флагману. Тут же давайте порівняємо специфікацію та теоретичні можливості NVIDIA GeForce GTX 590 з близькими по продуктивності конкурентами AMD Radeon HD 6990 і AMD Radeon HD 5970.

	NVIDIA GeForce GTX 590	NVIDIA GeForce GTX 580	AMD Radeon HD 6990	AMD Radeon HD 5970
Кодове ім'я ядра	2 x GF110	GF110	2 x Cayman XT	2 x Cypress
Техпроцес, нм	40	40	40	40
Кіл-ть транзистори	2 x 3 млрд	3 млрд	2 x 2,64 млрд	2 x 2,15 млрд
Кіл-ть універсальних процесорів	2 x 512	512	2 x 384	2 x 320
Кіл-ть текстурних процесорів	2 x 64	64	2 x 96	2 x 80
Кіл-ть блоків растеризації	2 x48	48	2 x 32	2 x 32
Частота ядра, МГц	607	772	830/880	725
Частота пам'яті, МГц	3414	4008	5000	4000
Об'єм пам'яті, МБ	3072	1536	4096	2048
Шина пам'яті, біт	2 x 384	384	2 x 256	2 x 256

Відеокарти NVIDIA GeForce GTX 590 мають два повноцінні графічні чіпи GF110 з 512 ядрами CUDA. Однак істотне тепловиділення такого рішення змусило інженерів компанії NVIDIA значно зменшити частоти роботи GPU з 772 МГц до 607 МГц і пам'яті з 4008 МГц до 3414 МГц, що дало можливість зменшити напругу живлення і знизити сумарний тепловий пакет. Звісно ж, такі зміни значно зменшують загальну продуктивність NVIDIA GeForce GTX 590 у порівнянні з SLI-конфігурацією з двох рішень на NVIDIA GeForce GTX 580.

Компанії AMD теж довелося зменшити частоти у своєму двочіповому графічному прискорювачі AMD Radeon HD 6990 з 880 до 830 МГц, але їх еталонні моделі  мають можливість розгону (за допомогою спеціального перемикача), завдяки чому користувач може змусити AMD Radeon HD 6990 працювати на частоті 880 МГц. Хоча останнє і приводить до значного підвищення енергоспоживання та збільшенню рівня шуму, який створює «референсна» система охолодження.

Ще однієї відмінною рисою AMD Radeon HD 6990 є наявність по 2 ГБ пам'яті на кожне графічне ядро, у NVIDIA GeForce GTX 590 її по 1,5 ГБ. Такий об'єм пам'яті буде затребуваний тільки при дуже великій роздільній здатності, тобто при роботі на декількох моніторах або в 3D-режимі. Подібні конфігурації ще досить дорогі та не практичні, а тому великий кадровий буфер, швидше за все, буде просто не потрібний середньостатистичному користувачу.

Саме ці факти не дають нам зараз однозначно визначити лідера між відеокартами на NVIDIA GeForce GTX 590 і її прямими конкурентами на AMD Radeon HD 6990. Хто кращий ми довідаємося в розділі «Тестування».

Висока продуктивність моделей NVIDIA GeForce GTX 590 забезпечує їх і додатковими можливостями - підтримкою 3D Vision Surround. Це дає можливість гри на трьох 3D-моніторах одночасно з досить високими налаштуваннями якості в режимі 3D Vision.

Така не менш важлива для якості ігрового процесу технологія як PhysХ теж повинна виграти від наявності в системі одразу двох графічних ядер GF110. Звісно, віддавати під розрахунки «фізики» ціле графічне ядро задоволення марнотратне, але це теж може суттєво поліпшити якість ігрових фізичних ефектів. У нових драйверах під рішення NVIDIA GeForce GTX 590 з'явилася досить сумнівна можливість активації 128x AA режимів згладжування. Для середньостатистичного «ігроману» різниці між 16х і 32х згладжуванням будуть практично непомітні, це лише більше навантажить графічний прискорювач додатковою обробкою текстур.

Після ознайомлення з загальними особливостями нового флагмана 500-ї лінійки від компанії NVIDIA варто перейти до дослідження реального графічного прискорювача, який був наданий нашій тестовій лабораторії компанією ASUS, відеокарті ASUS GeForce GTX 590 (ENGTX590/3DIS/3GD5).

ASUS GeForce GTX 590 (ENGTX590/3DIS/3GD5) має повністю еталонний дизайн, як друкованої плати, так і системи охолодження. Але головною особливістю цієї моделі буде підтримка розгону з можливістю підвищення напруги на ядрі відеокарти. Технологія ASUS Voltage Tweak має програмний інтерфейс Smart Doctor, що дозволяє розігнати відеокарту та одержати відчутний приріст продуктивності.

Враховуючи, що дана модель дуже схожа на «еталонне» рішення, то її таблиця специфікацій теж повинна повністю відповідати наявним на сайті NVIDIA характеристикам.

Специфікація:

Модель	ASUS GeForce GTX 590 (ENGTX590/3DIS/3GD5)
Графічне ядро	2 x NVIDIA GeForce GTХ 590 (GF110-A1)
Конвеєра	2 x 512 уніфікованих потокових
Підтримувані API	DirectX 11, OpenGL 4.1
Частота ядра, МГц	612
Частота уніфікованих процесорів, МГц	1224
Частота пам'яті (ефективна), МГц	855 (3420)
Об'єм (тип) пам'яті, МБ	2x 1536 (GDDR5)
Шина пам'яті, біт	2x 384
Стандарт шини	PCI Express X16 2.0
Максимальна роздільна здатність	До 2560 x 1600 (Dual-link DVI) або 1920x1200 (Single-link DVI) До 1920x1080 (HDMI через перехідник) До 2048x1536 (VGA через перехідник)
Виходи	3xDVI-I, mini- Display Port
Підтримка HDCP і HD-відео	Є Декодування MPEG-2, MPEG-4, DivХ, WMV9, VC-1 і H.264/AVC
Розміри, мм	111 x 280
Вимоги до потужності блока живлення, Вт	~700
Максимально припустима температура ядра, °С	97
Драйвери	Свіжі драйвери можна скачати з сторінки підтримки або сайта виробника GPU
Сайт виробника	http://www.asus.ua/

Згідно таблиці, модель ASUS GeForce GTX 590 (ENGTX590/3DIS/3GD5) відрізняє від «референсного» зразка частота графічного ядра відеокарти, вона на 5 МГц більше рекомендованій і рівна 614 МГц, а ефективна частота пам'яті виросла на незначні 6 МГц. Можливо, це бажання компанії ASUS бути хоч трохи, але все-таки попереду інших, навіть серед «еталонних» рішень. Що б це не означало, але фактичний приріст продуктивності від такого збільшення частоти буде непомітний навіть у тестах. Інші характеристики повністю відповідають еталонному рішенню NVIDIA GeForce GTX 590.

Серійна відеокарта з «референсним» дизайном ASUS GeForce GTX 590 має просту упаковку. Її дизайн повністю ідентичний оформленню коробок «топових» відеокарт 500-ї серії від компанії ASUS.

На упаковці зроблений акцент на можливості підвищення напруги живлення ядра відеокарти, що теоретично може поліпшити її продуктивність на 50%. Знизу зазначений використовуваний у графічному прискорювачі чіп «GTX 590» об’єм пам'яті на платі 3 ГБ GDDR5, підтримка специфікації DirectX 11 і технологій NVIDIA 3D Vision і NVIDIA SLI.

На одній з бічних сторін зазначені мінімальні вимоги для системи, у яку можна встановлювати цю двочіпову відеокарту. З головного важливо відзначити необхідність мінімум 700 Вт блока живлення з можливістю подачі по лінії +12В від 50 А. Додаткове живлення для графічного прискорювача ASUS Radeon HD 6990 було трохи скромніше, йому достатньо 42 А по лінії +12В. Це означає, що рішення від NVIDIA залишаються самими «ненажерливими».

На звороті крім логотипів NVIDIA SLI і NVIDIA 3D Vision Ready, є короткий опис можливостей і підтримуваних технологій. Присутня інформація про підтримку ASUS Voltage Tweak, підкреслена повноцінна робота з інструкціями DirectX 11 і є згадка про підтримку даним рішенням ігрового процесу одразу на трьох моніторах. Є невелика схема підключення дисплеїв до інтерфейсів задньої панелі. Підсумовуючи можна відзначити інформативне наповнення поліграфії, що допоможе споживачу довідатися про всі переваги та характеристики продукту.

Всередині розмістилася сама відеокарта та невеликий додатковий комплект поставки. У коробку з графічним прискорювачем інженери компанії ASUS поклали наступне:

• Інструкцію користувача;
• Диск з драйверами та інструкцією на великій кількості мов;
• Перехідник живлення відеокарти з двох 6-контактних роз’ємів на один восьмиконтактний PCI Express;
• Перехідник з DVI на VGA;
• Перехідник з DVI на HDMI.

Досить мінімалістичний комплект, якщо врахувати ціну за відеокарту на двох «топових» чіпах GeForce GTХ 580. У графічного прискорювача ASUS Radeon HD 6990 комплект був набагато більш різноманітним. Тут немає ні містка SLI, ні перехідника з mini DisplayРort на повнорозмірний DisplayРort. Саме останніх двох компонентів і не вистачає моделі ASUS GeForce GTX 590 (ENGTX590/3DIS/3GD5) для універсального набору, який би повноцінно заповнив усі нюанси використання даної відеокарти.

Загальний вигляд відеокарти досить значний, хоча використання звичайного вентилятора замість звичної для «референсних» рішень турбіни трохи дивує. Чи впорається така конструкція системи охолодження з значним тепловиділенням від двох графічних ядер GF110? Темний текстоліт плати та форма чорного пластикового кожуха, яким закрита лицьова сторона, повністю відповідають «еталонному» рішенню. Єдиною відмінністю моделі ASUS GeForce GTX 590 (ENGTX590/3DIS/3GD5) є напис «ASUS» сріблястими літерами в лівій частині кожуха і на самому вентиляторі.

Габаритні розміри відеокарти ASUS GeForce GTХ 590, напрочуд, набагато менші, ніж у ASUS Radeon HD 6990 – її довжина дорівнює 280 мм, що на три сантиметри коротше рішення AMD. Всі самі габаритні сучасні відеокарти ми показали на зображенні вище. ASUS GeForce GTХ 590 можна порівнювати по габаритам з AMD Radeon HD 6970, хоча рішення від NVIDIA все-таки на 0,5 см більше.

Виробник завбачливо розмістив два роз’єми додаткового живлення у верхній частині відеокарти. Розміри ASUS GeForce GTХ 590 дозволять розмістити його практично в будь-якому сучасному корпусі. А сама процедура встановлення не ускладнена незручністю підключення роз’ємів додаткового живлення відеокарти.

Разом в системі живлення графічного прискорювача використовуються (крім шини PCI Express) два восьмиконтактних роз’єми живлення. Таке компонування сумарно забезпечує 375 Вт живлення. Компанія NVIDIA заявляє, що еталонний зразок графічного прискорювача на GeForce GTХ 590 має тепловий пакет (TDP) 365 Вт. Це трохи більше, ніж у рішень Radeon HD 6990 на стандартних частотах (TDP 350 Вт) і значно менше, ніж у ASUS Radeon HD 6990 у розігнаному режимі (TDP 415 Вт). Нагадаємо, що Radeon HD 5970 мав TDP 294 Вт. У зв'язку з такою «ненажерливістю» для рішення ASUS GeForce GTХ 590 рекомендовано використовувати блок живлення потужністю 700 Вт або вище. Ще можна відзначити наявність у моделі ASUS ENGTX590/3DIS/3GD5 одного порту SLI, що дозволить створити графічну підсистему Quad SLI і збільшити вдвічі продуктивність, об'єднавши дві такі відеокарти.

Крім того, що відеокарта ASUS GeForce GTX 590 (ENGTX590/3DIS/3GD5) займає два слоти, її задня частина має «вікно» для виходу гарячого повітря. Ці два нюанси доведеться врахувати користувачу при виборі комплектації свого ПК.

На інтерфейсну панель виведено три порти DVI і один mini- DisplayPort. Частину другого слота займає невелика сітка викиду гарячого повітря за межі корпуса. Така сітка може понизити загальну ефективність охолодження, але виробник порахував її достатньо. Набір інтерфейсів виводу досить великий, але однаково потребує додаткових перехідників. У комплекті є перехідник DVI-to-VGA, але немає можливості підключення до цієї моделі монітора через повнорозмірний роз’єм DisplayPort. Це може незначно обмежити універсальність використання карти, адже моніторів з інтерфейсом Display Port не так багато як з DVI. До DVI роз’єму, за рахунок перехідника, що іде в комплекті, можна легко підключити кабель з повноцінним роз’ємом HDMI. Такий набір перехідників разом з трьома роз’ємами DVI і одним mini- Display Port на інтерфейсній панелі, забезпечать цілком достатню універсальність підключення моніторів і інших пристроїв виводу зображення.

Більшу частину поверхні друкованої плати займають елементи досить складної системи живлення відеокарти. Для забезпечення стабільним струмом двох чіпів GPU тут використовується по 5 фаз на кожний, а на мікросхеми пам'яті доводиться по 2 фази для кожних 1,5 ГБ пам'яті. Для цього в ASUS GeForce GTX 590 використовуються два шестифазних ШІМ-контролера Chil Semiconductor CHL8266. Живлення пам'яті забезпечують контролери APW7088. У якості транзисторів використовуються складання TDA21211 від компанії Infenion. Низькопрофільні дроселі не заважають встановленій тут пластині для охолодження. Більшість танталових конденсаторів розташоване на звороті плати, що повинно збільшити стабільність роботи відеокарти, зменшити її тепловиділення і, ми сподіваємося, забезпечити їй гарні можливості розгону.

Два графічні чіпи GF110 об'єднані в «локальну» SLI-систему за допомогою PCI-Express моста NVIDIA NF200-P-SLI-A3.

На NVIDIA GeForce GTХ 590  встановлено два графічні процесори з кодовим іменем ядра GF110-375-A1.

Модель ASUS GeForce GTX 590 (ENGTX590/3DIS/3GD5) дуже схожа по характеристикам з «референсною» версією прискорювача NVIDIA GeForce GTХ 590. Графічний процесор працює з частотою 612 МГц, що на 5 МГц більше, ніж у еталонної моделі, а шейдерні домени відповідно мають частоту 1224 МГц. Однак, такий заводський розгін менше ніж на 1% буде непомітний навіть при упередженому тестуванні, його сховає погрішність вимірів.

Відеопам'ять на ASUS GeForce GTX 590 одержала 855 МГц реальної частоти (3420 МГц ефективної частоти), що на 6 МГц більше рекомендованій. Використовувані тут чіпи пам'ять GDDR5 сумарним об'ємом 2 x 1536 MБ мають маркування SAMSUNG K4G10325FE-HC04, що відповідає реальній частоті роботи 1250 МГц або 5000 МГц ефективній. Це може забезпечити нам гарний частотний запас при розгоні.

У режимі простою частота графічного чіпа GF110 може знижуватися до 50 МГц, а частота пам'яті – до 135 МГц. Ця можливість відповідає 12-му рівню налаштувань продуктивності. Однак на нашому стенді частоти понизилися тільки до восьмого рівня продуктивності.

В результаті без навантаження частота графічного чіпа GF110 впала до 405 МГц, а частота пам'яті – до 162 МГц (648 МГц ефективна частота). Одночасно з зниженням частот відбувається зниження напруги живлення на графічному процесорі до 0,875 В. Швидкість обертання вентилятора знизилася до 1500 об/хв, що відповідає 40% від його максимальної. На таких обертах шум видаваний відеокартою стає непомітним на загальному фоні роботи системи і не створює дискомфорту. Сумарно це повинно досить сильно вплинути на рівень енергоспоживання під час простою.

Система охолодження

У конструкції системи охолодження відеокарти на GeForce GTХ 590 використовуються дві випарні камери, по одній на кожне графічне ядро. Така конструкція дозволяє рівномірно розподіляти тепло, що виділяється від GPU, по всім пластинам алюмінієвого радіатора, які припаяні до мідної випарної камери. Встановлений у системі охолодження вентилятор має не турбінну конструкцію лопатів, однак його частота обертання навіть більша, ніж у турбіни встановлюваної на NVIDIA GeForce GTХ 580. Вентилятор створює потік повітря, який проходить через алюмінієві пластини, розташовані з обох його сторін. Це забезпечує вивід частини нагрітого повітря за межі корпуса.

У системі охолодження є додаткова пластина радіатора, яка закриває верхню частину плати відеокарти та забезпечує тепловідведення через спеціальний термоінтерфейс від мікросхем пам'яті та транзисторів системи живлення. На звороті теж є дві пластини, які відводять тепло від мікросхем пам'яті. Сама конструкція системи охолодження дуже схожа з такою у ASUS Radeon HD 6990, за винятком того, що компанія AMD віддала перевагу вентилятору турбінного типу. Для ASUS GeForce GTХ 590 такий вибір може забезпечити більш тиху роботу системи охолодження, але явно зменшить її ефективність.

Для перевірки ефективності роботи системи охолодження ми використали утиліту FurMark, яка змогла повноцінно навантажити обидва GPU. Детальний моніторинг здійснювався за допомогою MSI Afterburner 2.2.0 Beta 1.

Працюючи на штатних частотах і керуючи швидкістю обертання турбіни автоматично, графічні процесори прогрілися до 84 і 85 °С. При цьому швидкість обертання кулера була 1830 об/хв, що склало 51% від максимальної, і вся система працювала з трохи помітним шумом. Такі показники системи охолодження говорять про її гарні можливості та позитивно позначаться на результатах ручного розгону.

Після встановлення швидкості обертання турбіни на максимальні оберти, температури двох GPU значно знизилися. Під навантаженням FurMark температура першого графічного ядра впала до 69°С, а другого до 68°С. Рівень шуму видаваний турбіною став значним.

Якщо проводити аналогію з «референсним» зразком на Radeon HD 6990, то використовувана в ASUS GeForce GTX 590 система охолодження є суттєво тихішою при майже однакових температурах роботи GPU цих графічних прискорювачів. Незважаючи на «гарячу вдачу» відеокарти, рівень шуму ASUS GeForce GTX 590 навіть при максимальному навантаженні не дуже великий, і знаходиться в області середніх значень. Більш того, у відеоіграх, які навантажують відеокарту менше, ніж стрес тест FurMark, рівень шуму можна зовсім охарактеризувати як ледве чутний. Тому у більшості геймерів шум вентилятора нової двочіпової відеокарти від NVIDIA точно не викличе незручностей.