Огляд новинки GIGABYTE GV-N450OC-1GI на GeForce GTS 450

Великі труднощі з виробництвом достатньої кількості робочих кристалів для «топових» відеокарт серії GeForce 400, заснованих на архітектурі Fermi, привели до затримки виходу відеоприскорювача GeForce GTX 480. Піврічна перевага дозволила прямому конкуренту AMD (ATI) не тільки розробити і випустити «топову» лінійку прискорювачів 5-ї серії, але і повноцінно забезпечити ринок більш дешевими моделями відеокарт цієї лінійки. Поряд з тим, що AMD (ATI) з дня на день готується запропонувати споживачам архітектуру нового покоління, NVIDIA тільки почала масовий випуск молодших прискорювачів середнього рівня. Лінійка продуктів від компанії NVIDIA з підтримкою DirectХ 11 на сьогоднішній день вже має у своєму асортименті прискорювач GeForce GTX 480 на чіпі GF100. За ним ідуть все ще досить дорогі для масового ринку, але вже менш продуктивні рішення на GeForce GTX 470 на тому ж чіпі, але зі злегка «спрощеними» можливостями. Нарешті GeForce GTX 465 виконаний на «залишках» GF100 і належить до дорогих, але вже масових рішень від цього виробника. Модель GeForce GTX 460, будучи середнім прискорювачем у сегменті масових ігрових рішень, виконана вже на спеціально розробленому чіпі GF104. Нарешті, зовсім нещодавно NVIDIA представила прискорювач GeForce GTS 450 на базі графічного процесора GF106. Це останнє на сьогоднішній день рішення у лінійці 400-ї серії є самим недорогим, масовим і водночас все ще ігровим прискорювачем.

Як повелося «здавен», компанії AMD і NVIDIA в першу чергу розробляють топ-моделі графічних процесорів, що володіють максимально можливою кількістю функціональних блоків. У виробництво більш дешевих і, звісно, менш продуктивних рішень ідуть чіпи, які не витримали, з якихось причин, критерії вибору в «топову» серію. Від них, за рахунок відключення частини функціональних блоків і зниження тактових частот, виробник досягає стабільності в роботі і прийнятного тепловиділення. Однак такий підхід неефективний з економічної точки зору для того, щоб черговий продукт увійшов у задану цінову нішу, тому доводиться розробляти нові модифікації графічних процесорів, спрощуючи їх внутрішню структуру і зменшуючи собівартість виробництва готових рішень. Для прикладу можна порівняти дві уподібненні по продуктивності моделі відеокарт GeForce GTX 465 і GeForce GTX 460. В першому випадку, для виробництва GeForce GTX 465 була використана сильно спрощена версія чіпа NVIDIA GF100, а ось для GeForce GTX 460 був спеціально розроблений чіп GF104, який, як і GF100, створений на базі архітектури Fermi. Маючи менший розмір, чіп GF104 має значно меншу собівартості виробництва, плюс завдяки більш простому компонуванню друкованої плати для GeForce GTX 460 вдалося створити більш конкурентоспроможний за ціновим критерієм продукт.

Також відзначимо, що жодна з доступних у продажі відеокарт GeForce GTX 460 не використовує повноцінний чіп GF104. Всі рішення GeForce GTX 460, включаючи ті, що мають на борті 1 ГБ відеопам'яті, оснащуються графічним процесором GF104 з одним відключеним потоковим мультипроцесором. Таке спрощення, швидше за все, зроблене для запобігання внутрішньої конкуренції між відеокартами на GeForce GTX 460 і GeForce GTX 470.

Графічний процесор GF106 є ще більш спрощеною модифікацією GF104, що дозволяє йому мати менші розміри кристала і відповідно меншу собівартість виробництва. Він складається з одного кластера (GPC - Graphics Processing Cluster), який включає чотири потокові мультипроцесори (SM або Streaming Multiprocessors).

Кожен потоковий мультипроцесор GF106 містить 48 ядер CUDA і 8 текстурних модулів, що в сумі дає 192 ядра CUDA і 32 блоки TMU, відповідно. Кількість блоків растеризації тут 24, а підсистема пам'яті містить три 64-розрядних контролера, що забезпечує відеокартам на базі GF106 192-бітну розрядність шини пам'яті.

Однак самі продукти на базі GF106 сьогодні мають ще більш скромні можливості. Відеокарти GeForce GTS 450 використовують модифікацію GPU GF106 з трохи зменшеною продуктивністю. Замість трьох 64-розрядних контролерів пам'яті графічний процесор GeForce GTS 450 одержав два такі контролери, в результаті чого шина пам'яті GeForce GTS 450 стала 128-бітною, а кількість блоків ROP зменшилося з 24 до 16 штук.

Наведемо таблицю, що наочно демонструє всі відмінності нової моделі NVIDIA GeForce GTS 450 1 ГБ стосовно її більш продуктивних «побратимів» і до прямих конкурентів аналогічного цінового діапазону.

	NVIDIA GeForce GTS 450 1 ГБ	NVIDIA GeForce GTX 460 768 МБ	NVIDIA GeForce GTX 460 1 ГБ	AMD Radeon HD 5750 1 ГБ	AMD Radeon HD 5770 1 ГБ
Кодове ім'я ядра	GF106	GF104	GF104	Juniper	Juniper XT
Техпроцес,нм	40	40	40	40	40
Кіл-ть транзистори, млн. шт.	1170	1950	1950	1040	1040
Площа ядра, кв. мм.	238	320	320	166	166
Максимальне енергоспоживання, Вт	106	150	160	86	108
Частота ядра GPU, МГц	783	675	675	720	850
Кіл-ть блоків ROP, шт	16	24	32	16	16
Кіл-ть TMU, шт	32	64	64	36	40
Кіл-ть блоків CUDA/ універсальних процесорів	192	336	336	720	800
Частота шейдерного домену, МГц	1566	1350	1350	720	850
Тип відеопам'яті	GDDR-5	GDDR-5	GDDR-5	GDDR-5	GDDR-5
Розрядність шини пам'яті, біт	128	192	256	128	128
Ефективна частота відеопам'яті, МГц	3600	3600	3600	4600	4800
ПСП відеопам'яті, Гб/с	57,7	86,4	115,2	73,6	76,8

Відносно підтримуваних технологій тут все теж, що і у всієї 400-ї лінійки. GeForce GTS 450 одержав у спадщину від старших рішень технології: DirectХ 11, Direct Compute, OpenCL, а також фірмові технології NVIDIA PhysX, NVIDIA CUDA і NVIDIA 3DVision.

Попередньо можна припустити, що GeForce GTS 450 цілком може скласти конкуренцію ATI Radeon HD 5770 як щодо продуктивності, так і за ціновим критерієм. Настільки різні відеокарти по багатьом аспектам порівняння справедливо можна протиставити тільки в реальних тестових додатках.

Ми трохи поглибилися в теоретичні подробиці, заявлені компанією NVIDIA для прискорювача GeForce GTS 450, але реальні тести і детальний розгляд кінцевого продукту куди більше розповість нам про практичну сторону використання цього рішення.

Відеокарта GIGABYTE GV-N450OC-1GI

Розглянемо перший зразок на основі нового чіпа GF106, що потрапив у нашу лабораторію. Відеокарта GIGABYTE GV-N450OC-1GI сімейства NVIDIA GeForce GTS 450, має заводський розгін і унікальну високопродуктивну систему охолодження Gigabyte WindForce 2X, з технологією автоматичного очищення від пилу.

Таблиця специфікацій:

Модель	GIGABYTE GV-N450OC-1GI
Графічне ядро	NVIDIA GeForce GTS 450 (GF106-250-KA-A1)
Кількість універсальних шейдерних процесорів	192
Підтримувані API	DirectХ 11 (Shader Model 5.0), OpenGL 4.0
Частота графічного ядра, МГц	830
Частота шейдерного блоку, МГц	1660
Частота пам'яті (ефективна), МГц	902 (3608)
Об'єм пам'яті, МБ	1024
Тип пам'яті	GDDR5
Ширина шини пам'яті, біт	128
Тип шини	PCI-E 2.0 x16
Максимальна роздільна здатність	До 2560 x 1600 (Dual-link DVI) або 1920x1200 (Single-link DVI) До 1920x1200 (HDMI) До 2048x1536 (VGA через перехідник)
Інтерфейси виводу зображення	2x DVI-I, mini-HDMI
Підтримка HDCP і декодування HD-відео	Є Декодування MPEG-2, MPEG-4, DivХ, WMV9, VC-1 і H.264/AVC
Максимально припустима температура ядра, °С	105
Мінімальні вимоги до блоку живлення, Вт	400
Драйвери	Свіжі драйвери можна скачати з сторінки підтримки або сайта виробника GPU.
Сайт виробника	http://www.gigabyte.ua/

У таблиці специфікацій можна помітити збільшення частот щодо рекомендованих виробником чіпів, компанією NVIDIA. Інженери компанії GIGABYTE, встановивши на даній відеокарті високоефективну систему охолодження, змогли без втрати стабільності підняти частоти GPU з рекомендованих 783 МГц до 830 МГц. Збільшення частоти роботи пам'яті на ефективних 8 МГц ні як не може вплинути на її продуктивність, але навіть незначне підняття частоти вже можна назвати розгоном і використовувати це в рекламних цілях.

Наявний у нас на тестуванні екземпляр не мав коробки та комплекту поставки. Відносно першого та другого ми можемо лише розповісти згідно інформації, яка є на сайті виробника. На зображенні вище бачимо, що прискорювач поставляється в коробці середніх розмірів з досить привабливим дизайном. На лицьовій стороні підкреслене використання інноваційної технології охолодження Gigabyte WindForce 2X, а також наявність заводського розгону у даного продукту. У нижній частині великими літерами є напис графічного процесора NVIDIA GeForce GTS 450.

В комплект поставки GIGABYTE GV-N450OC-1GI за заявою виробника входять:

• Один перехідник з двох периферійних роз’ємів живлення на 6-контактний роз’єм живлення відеокарти;
• Диск з драйверами і утилітами;
• Коротка інструкція з встановлення відеокарти;
• Перехідник з mini HDMI на HDMI;
• Перехідник з DVI на VGA.

Оригінальність як самого продукту GIGABYTE GV-N450OC-1GI, так і його можливості, підкреслює велика і, швидше за все, дуже ефективна система охолодження. Пластиковий кожух з кріпленням двох вентиляторів, зі злегка нахиленими один відносно одного осями, дозволяє частково направити гаряче повітря за межі корпуса.

Відеокарта GIGABYTE GeForce GTS 450 має середню довжину і повинна поміститися в будь-якому корпусі стандартного розміру. Незручності можуть бути викликані лише роз’ємом додаткового шестиконтактного живлення. Для його підключення необхідний невеликий запас по довжині. Також на зображенні вище можна помітити всього один порт SLI. Це дозволить об'єднати до двох подібних відеокарт в одну підсистему.

У задній частині плати також можна відзначити роз’єм підключення двох кулерів системи охолодження і перемичку перемикання між режимами роботи вентиляторів Dual Power Mode і Smart Alternate Mode. Про самі режими ми поговоримо надалі.

На звороті плати, крім чотирьох з шести можливих мікросхем пам'яті, ще розташований контролер системи живлення відеокарти NCP5395T виробництва компанії ON Semiconductor.

Цей чіп забезпечує керування живлення GPU по трьом фазам, що дозволяє нам казати про 3+1-фазну схему живлення прискорювача.

Завдяки двослотовому дизайну системи охолодження, на задній панелі прискорювача помістилися три роз’єми підключення дисплея (два DVI і mini HDMI). Тут же є велика сітка відведення гарячого повітря з корпуса.

На лицьовій стороні друкованої плати знаходяться всього чотири чіпи пам'яті з шести передбачених текстолітом плати і сам GPU GF106-250-KA-A1.

GPU прискорювача GeForce GTX 450 зроблено по нормам 40 нм техпроцесу, інженерна назва графічного процесора GF106. Його версія для GeForce GTX 450 одержала 192 уніфікованих шейдерних процесора і 16 блоків растеризації. Обмін даними між графічним ядром і пам'яттю здійснюється за допомогою 128- бітної шини пам'яті. За рахунок заводського розгону частота роботи GPU рівна 830 МГц, а частота уніфікованих шейдерних процесорів рівна 1660 МГц.

При відсутності навантаження (робота в офісних 2D-додатках) частота чіпа знижується до 50,6 МГц, а відеопам'ять уповільнюється до 67,5 МГц (ефективна частота 270 МГц). При цьому зменшується напруга живлення і знижується частота обертання турбіни до 40%, що забезпечує помітне зниження енергоспоживання і гучності.

Відеопам'ять загальним об'ємом 1 ГБ набрана 8-ми мікросхемами SAMSUNG K4G10325FE-HC05 стандарту GDDR5, номінальна частота яких становить 4000 МГц. Заводський розгін майже не торкнувся частоти роботи чіпів пам'яті, їх результуюча частота роботи становить 3608 МГц, а значить залишається невеликий частотний коридор про запас, який можна буде спробувати задіяти при розгоні.

Відеокарта оснащується системою охолодження розробки компанії GIGABYTE зі злегка нахиленими один відносно одного осями вентиляторів. Такий підхід не тільки забезпечує невелике провітрювання вздовж радіатора до виходу повітря з системного блоку, але і дозволяє охолоджувати всю поверхню радіатора не залишаючи «мертвих» зон.  

Фірмова система охолодження GIGABYTE WindForce 2X також використовує систему автоматичного очищення від пилу, завдяки не одночасному обертанню вентиляторів. В моменти зупинки одного з них другий здійснює продув системи для очищення її від пилу. У конструкцію системи охолодження входять дві мідні теплові трубки, масивний радіатор, мідна пластина в основі радіатора в місці зіткнення з графічним процесором і два вентилятори. Останні можуть працювати у двох режимах: звичайному (Dual Power Mode), у якому два вентилятори обертаються по 10 хвилин разом, а потім поодинці по 30 секунд кожен, і альтернативному (Smart Alternate Mode), у якому вентилятори обертаються поодинці по 4 хвилини кожен. Обидва режими роботи сприяють очищенню кулера від пилу. Перемикання режимів роботи проводиться в ручному режимі за допомогою джампера в задній частині плати.

На відеороликах нижче представлені різні режими роботи кулера GIGABYTE WindForce 2X.

Dual Power Mode

Smart Alternate Mode

Для оцінки ефективності системи охолодження ми використали утиліту FurMark, а детальний моніторинг здійснювався за допомогою GPU-Z і MSI Afterburner.

Працюючи на штатних частотах і керуючи швидкістю обертання турбіни автоматично, графічний процесор прогрівся до 73°С. При цьому швидкість обертання кулерів була 1950 об/хв, що склало 50% від максимальної, і вся система працювала дуже тихо. Такі результати говорять про відмінну ефективність системи охолодження з малим шумом в автоматичному режимі.

При навантаженні на відеокарту і ручному встановленні максимальної швидкості обертання кулерів, ми змогли прогріти GPU до температури всього в 60 °С. Такий результат говорить про гарний запас можливостей системи охолодження і ще раз підтверджує її відмінну ефективність.