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Caractéristiques de l'architecture GeForce GTX 580

La nouvelle GeForce GTX 580 n'a rien de révolutionnaire. La tâche principale à laquelle les ingénieurs de l'entreprise étaient confrontés était de corriger les erreurs commises précédemment, ainsi que d'augmenter les performances pour une avance plus significative sur le principal concurrent AMD.

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Malheureusement, le premier accélérateur basé sur la nouvelle architecture, la GeForce GTX 480, n'a pas obtenu toutes les capacités de calcul que les ingénieurs NVIDIA ont mises dans le GPU GF100. Le fait est que l'un des 480 multiprocesseurs de streaming a été désactivé dans les modèles de production GTX 16, par conséquent, malgré son statut, le nouveau modèle haut de gamme a perdu 32 cœurs CUDA, quatre unités de texture et un moteur polymorphe. Très probablement, les ingénieurs de NVIDIA ont pris une telle mesure uniquement à cause de problèmes de production qui ont tourmenté l'entreprise pendant assez longtemps en vue de la sortie de solutions basées sur Fermi. Cependant, ce n'est plus si important maintenant, car le nouveau GPU GF110 a à sa disposition les 16 SM, ce qui signifie 512 cœurs CUDA à part entière, 64 TMU et 16 modules Polymorph Engine. De plus, les ingénieurs de NVIDIA ont apporté un certain nombre de modifications qui permettent à la GeForce GTX 580 d'effectuer un filtrage de texture à virgule flottante à pleine vitesse avec une précision de 16 bits (FP16), permettant d'améliorer les performances des applications qui nécessitent beaucoup de travail de texture.

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Le fait est que la vitesse de texturation sur la GeForce GTX 480 chute de moitié lorsqu'on utilise des formats 64 bits (fp16x4) avec un filtrage non trivial. Par exemple, lors de la texturation à partir du format fp16x4 avec filtrage bilinéaire, la vitesse chute à 30 pixels par horloge (PPC), contre 60 PPC pour les formats 32 bits. Sur la GeForce GTX 580, la texturation à partir de ces formats se produit à "pleine vitesse", c'est-à-dire les formats 32 bits et 64 bits avec filtrage bilinéaire fonctionnent à 64 PPC.

De plus, la GeForce GTX 580 a été améliorée en rejet de bloc des surfaces invisibles Z-cull. Dans le cas du GPU GF100, lors de l'utilisation de certains formats de tampon Z, l'efficacité de l'unité Z-cull a chuté. Avec l'introduction des nouveaux formats de représentation du tampon de profondeur Z-cull dans le GF110, ce problème a été résolu. De manière générale, l'augmentation des performances de la GeForce GTX 580 par rapport au précédent produit phare GeForce GTX 480 sera en grande partie due à une augmentation du nombre de blocs fonctionnels actifs et à une augmentation des fréquences de fonctionnement, et dans une moindre mesure à l'architecture des améliorations liées au renforcement du bloc Z-Cull, ainsi qu'une augmentation de la vitesse de filtrage des textures FP16.

Ici, une question tout à fait justifiée se pose: qu'en est-il de la consommation d'énergie des nouveaux accélérateurs, ce n'est un secret pour personne que l'un des inconvénients majeurs du produit phare précédent - la GeForce GTX 480 était loin d'être le meilleur rapport performances / watt d'énergie consommée. Dans le cas de la nouvelle GeForce GTX 580, ce problème a également été résolu, car les ingénieurs de NVIDIA ont procédé à une refonte en profondeur du GPU, en utilisant des transistors avec des courants de fuite plus faibles aux endroits critiques. Cela a permis non seulement d'élever les fréquences de fonctionnement de la GTX 580 par rapport aux valeurs du précédent top, mais aussi de réduire la consommation électrique du nouveau fleuron par rapport à la GeForce GTX 480.

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Comme la plupart des autres accélérateurs NVIDIA modernes, la GeForce GTX 580 prend entièrement en charge les technologies NVIDIA PhysX et CUDA, qui permettent l'utilisation des ressources GPU pour différents types de calcul parallèle, par exemple, l'accélération matérielle PhysX est utilisée pour activer un certain nombre d'effets spéciaux physiques dans jeux basés sur le moteur PhysX. Malheureusement, pour le moment, il n'y a pas beaucoup de jeux qui prennent en charge la technologie NVIDIA PhysX, bien qu'il y ait des projets très remarquables parmi eux, par exemple, Batman Arkham Asylum, Mafia II et Metro 2033.

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Sans oublier les technologies NVIDIA Surround et NVIDIA 3DVision Surround. En fait, NVIDIA Surround est un analogue quelque peu limité de la technologie Eyefinity, annoncée par AMD à l'automne 2009. L'essence de NVIDIA Surround réside dans le fait qu'en connectant trois moniteurs à un ordinateur, l'utilisateur peut les combiner en un seul espace de travail, que le système considère comme un seul grand moniteur. Les limitations de NVIDIA Surround sont associées à l'impossibilité de combiner plus de trois moniteurs dans un seul espace, ainsi qu'à la nécessité d'utiliser au moins une paire de cartes vidéo NVIDIA en mode SLI pour activer la technologie NVIDIA Surround. Quant à NVIDIA 3DVision Surround, cette technologie permet d'obtenir un effet supplémentaire de présence dans les mondes virtuels grâce à l'utilisation combinée de lunettes 3D NVIDIA et de trois moniteurs 120 Hz.

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Malgré le fait que la nouvelle GTX 580 CO est sensiblement différente du refroidisseur de la version de référence de la GTX 480, la conception du système de refroidissement de la nouveauté montre les caractéristiques inhérentes à de nombreux produits NVIDIA Hi-End. Comme vous l'avez sans doute déjà remarqué, le nouveau système de refroidissement de la GTX 580 est dépourvu des caloducs qui étaient présents dans la GeForce GTX 480 CO. Cette fois, le système de refroidissement du top des accélérateurs NVIDIA repose sur la chambre d'évaporation. Le processeur graphique est en contact avec la plate-forme, directement au-dessus de laquelle se trouve un compartiment étanche - il contient un liquide à bas point d'ébullition. Lorsque la température augmente, le liquide change d'état d'agrégation et se transforme en gaz, transférant avec lui de la chaleur vers le haut du système de refroidissement. En refroidissant légèrement, le gaz se condense et redevient liquide, puis le cycle se répète à nouveau. À son tour, la turbine entraîne de l'air frais à travers les ailettes chauffées du radiateur et évacue la chaleur à l'extérieur du boîtier. La mémoire vidéo, ainsi que les éléments du système d'alimentation, sont en contact avec la base métallique du refroidisseur par l'intermédiaire de coussinets thermiques spéciaux.

Le processeur graphique GF110 a six phases d'alimentation, qui sont contrôlées par le contrôleur CHiL Semiconductor CHL8266, exactement la même chose a été installée sur les versions de référence de la GeForce GTX 480. La mémoire est alimentée selon le schéma 1 + 1 (1 phase Vdd + 1 phase Vddq), contrôlé par le contrôleur Anpec APW7066. Un contrôleur similaire était autrefois utilisé sur la GeForce 9800 GTX. Dans ce cas, un contrôleur à double canal contrôle les deux tensions de la mémoire vidéo (Vdd et Vddq), un canal pour chaque tension.

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L'innovation suivante était le mécanisme de surveillance matérielle du courant et de la tension sur les principales lignes d'alimentation de la carte vidéo 12 V (connecteurs d'alimentation à 6 et 8 broches, ainsi qu'un emplacement PCI-Express). Si une puissance excessive est fournie à la carte vidéo qui dépasse les valeurs autorisées par les spécifications, le pilote réduit automatiquement les fréquences d'horloge de l'accélérateur afin d'éviter sa défaillance. Le fabricant note en particulier le fait que le pilote NVIDIA moderne réduit automatiquement les fréquences de fonctionnement de l'accélérateur de 50% lors de l'exécution d'utilitaires de test de stress comme OCCT ou FurMark. Selon les ingénieurs de NVIDIA, de tels programmes créent une charge critique sur la carte vidéo, alors que les applications réelles ne créent jamais une telle charge. C'est pourquoi il a été décidé de réduire artificiellement les fréquences par les conducteurs. Il est également signalé que les utilisateurs finaux ne pourront pas supprimer cette restriction. Malheureusement, pour le moment, aucun des utilitaires n'est en mesure de suivre la diminution des fréquences causée par le mécanisme de protection des pilotes, mais après la publication des mises à jour appropriées, l'utilisateur pourra remarquer tous les changements dans le travail de les cartes vidéo GeForce GTX 580.

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La nouvelle fréquence GPU est de 772 MHz (1544 MHz pour le domaine du shader fonctionnant à deux fois la fréquence du cœur). C'est environ 10% plus élevé que la fréquence de fonctionnement de la GeForce GTX 100 GF480 (700/1401 MHz). Compte tenu des améliorations architecturales du GPU, l'avantage de performance de la GTX 580 peut s'avérer plus significatif.

Spécifications NVIDIA GeForce GTX 580

Nom GeForce GTX 580
noyau GF110
Technologie de processus (µm) 0.04
Transistors (millions) ?
Fréquence centrale 772
Fréquence mémoire (DDR) 2004 (4008)
Type de bus et de mémoire GDDR384 5 bits
Bande passante (Gb/s) 192.4
Blocs de shaders unifiés 512
Fréquence des unités de shader unifiées 1544
TMU par convoyeur 64
ROP 48
Modèle de nuanceur 5.0
Taux de remplissage (Mtex/s) 49400
DirectX 11.0
Taille mémoire 1536
Interface PCI-E 2.0

 Il est aisé de constater qu'avant la sortie de la GeForce GTX 580, NVIDIA a effectué un travail sérieux et minutieux pour éliminer les défauts évidents de la GeForce GTX 480. Une consommation électrique réduite par rapport à sa devancière, moins d'échauffement du GPU et un système de refroidissement assez silencieux - tout cela malgré le fait que le nouveau produit s'est avéré nettement plus rapide que la GTX 480, de plus, dans de nombreuses applications, la GTX 580 est plus productive que la Radeon HD 5970.

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