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

Большие трудности с производством достаточного количества рабочих кристаллов для «топовых» видеокарт серии GeForce 400, основанных на архитектуре Fermi, привели к задержке выхода в «свет» видеоускорителя GeForce GTX 480. Полугодовое преимущество позволило прямому конкуренту AMD (ATI) не только разработать и выпустить «топовую» линейку ускорителей 5-й серии, но и полноценно обеспечить рынок более дешевыми моделями видеокарт этой линейки. Наряду с тем, что AMD (ATI) со дня на день готовится представить общественности архитектуру нового поколения, NVIDIA только начала массовый выпуск младших ускорителей среднего уровня. Линейка продуктов от компании NVIDIA с поддержкой DirectX 11 на сегодняшний день уже имеет в своем ассортименте ускоритель GeForce GTX 480 на чипе GF100. За ним идут все еще достаточно дорогие для массового рынка, но уже менее производительные решения на GeForce GTX 470 на том же чипе, но со слегка «урезанными» возможностями. Наконец GeForce GTX 465 выполнен на «остатках» GF100 и принадлежит к дорогим, но уже массовым решениям от этого производителя. Модель GeForce GTX 460, являясь средним ускорителем в сегменте массовых игровых решений, выполнена уже на специально разработанном чипе GF104. Наконец, совсем недавно NVIDIA представила ускоритель GeForce GTS 450 на базе графического процессора GF106. Это последнее на сегодняшний день решение в линейке 400-й серии является самым недорогим, массовым и в то же время все еще игровым ускорителем.

Как повелось «издревле», компании AMD и NVIDIA в первую очередь разрабатывают топ-модели графических процессоров, обладающие максимально возможным количеством функциональных блоков. В производство более дешёвых и, естественно, менее производительных решений идут чипы, которые не выдержали, по каким либо причинам, критерии выбора в «топовую» серию. От них, за счет отключения части функциональных блоков и понижения тактовых частот, производитель добивается стабильности в работе и приемлемого тепловыделения. Однако такой подход неэффективен с экономической точки зрения для того, чтобы очередной продукт вписался в заданную ценовую нишу, поэтому приходится разрабатывать новые модификации графических процессоров, упрощая их внутреннюю структуру и уменьшая себестоимость производства готовых решений. Для примера можно сравнить две сопоставимые по производительности модели видеокарт GeForce GTX 465 и GeForce GTX 460. В первом случае, для производства GeForce GTX 465 была использована сильно урезанная версия чипа NVIDIA GF100, а вот для GeForce GTX 460 был специально разработан чип GF104, который, как и GF100, создан на базе архитектуры Fermi. Обладая меньшим размером чип GF104 имеет значительно меньшую себестоимости производства, плюс благодаря более простой компоновке печатной платы для GeForce GTX 460 удалось создать более конкурентоспособной по ценовому критерию продукт.

Также заметим, что ни одна из доступных в продаже видеокарт GeForce GTX 460 не использует полноценный чип GF104. Все решения GeForce GTX 460, включая те, что имеют на борту 1 ГБ видеопамяти, оснащаются графическим процессором GF104 с одним отключенным потоковым мультипроцессором. Такое урезание, скорее всего, сделано для предотвращения внутренней конкуренции между видеокартами на GeForce GTX 460 и GeForce GTX 470.

Графический процессор GF106 является еще более упрощенной модификацией GF104, что позволяет ему иметь меньшие размеры кристалла и соответственно меньшую себестоимость производства. Он состоит из одного кластера (GPC - Graphics Processing Cluster), который включает четыре потоковых мультипроцессора (SM или Streaming Multiprocessors).

Каждый потоковый мультипроцессор GF106 содержит 48 ядер CUDA и 8 текстурных модулей, что в сумме даёт 192 ядра CUDA и 32 блока TMU, соответственно. Количество блоков растеризации здесь 24, а подсистема памяти содержит три 64-разрядных контроллера, что обеспечивает видеокартам на базе GF106  192-битную разрядность шины памяти.

Однако сами продукты на базе GF106 сегодня обладают ещё более скромными возможностями. Видеокарты GeForce GTS 450 используют модификацию GPU GF106 с несколько уменьшенной производительностью. Вместо трёх 64-разрядных контроллеров памяти графический процессор GeForce GTS 450 получил два таких контроллера, в результате чего шина памяти GeForce GTS 450 стала 128-битной, а количество блоков ROP уменьшилось с 24 до 16 штук.

Приведем таблицу, наглядно демонстрирующую все отличия новой модели NVIDIA GeForce GTS 450 1 ГБ по отношению к ее более производительным «собратьям» и к прямым конкурентам аналогичного ценового диапазона.

	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
Кодовое имя ядра	GF106	GF104	GF104	Juniper	Juniper XT
Техпроцесс,нм	40	40	40	40	40
Кол-во транзисторов, млн. шт.	1170	1950	1950	1040	1040
Площадь ядра, кв. мм.	238	320	320	166	166
Максимальное энергопотребление, Вт	106	150	160	86	108
Частота ядра GPU, МГц	783	675	675	720	850
Кол-во блоков ROP, шт	16	24	32	16	16
Кол-во TMU, шт	32	64	64	36	40
Кол-во блоков CUDA/ универсальных процессоров	192	336	336	720	800
Частота шейдерного домена, МГц	1566	1350	1350	720	850
Тип видеопамяти	GDDR-5	GDDR-5	GDDR-5	GDDR-5	GDDR-5
Разрядность шины памяти, бит	128	192	256	128	128
Эффективная частота видеопамяти, МГц	3600	3600	3600	4600	4800
ПСП видеопамяти, Гб/с	57,7	86,4	115,2	73,6	76,8

В отношении поддерживаемых технологий здесь все тоже, что и у всей  400-й линейки. GeForce GTS 450 получил в наследство от старших решений технологии: DirectX 11, Direct Compute, OpenCL, а также фирменные технологии NVIDIA PhysX, NVIDIA CUDA и NVIDIA 3DVision.

Предварительно можно предположить, что GeForce GTS 450 вполне может составить конкуренцию ATI Radeon HD 5770 как в плане производительности, так и по ценовому критерию. Столь разные видеокарты по многим аспектам сравнения справедливо можно сопоставить только в реальных тестовых приложениях.

Мы немного углубились в теоретические подробности, заявленные компанией NVIDIA для ускорителя GeForce GTS 450, но реальные тесты и детальное рассмотрение конечного продукта куда больше расскажут нам о практической стороне использования этого решения.

Видеокарта GIGABYTE GV-N450OC-1GI

Рассмотрим первый, попавший в нашу лабораторию, образец на основе нового чипа GF106. Видеокарта GIGABYTE GV-N450OC-1GI семейства NVIDIA GeForce GTS 450, имеет заводской разгон и уникальную высокопроизводительную систему охлаждения Gigabyte WindForce 2X, снабженную технологией автоматической очистки от пыли.

Таблица спецификаций:

Модель	GIGABYTE GV-N450OC-1GI
Графическое ядро	NVIDIA GeForce GTS 450 (GF106-250-KA-A1)
Количество универсальных шейдерных процессоров	192
Поддерживаемые API	DirectX 11 (Shader Model 5.0), OpenGL 4.0
Частота графического ядра, МГц	830
Частота шейдерного блока, МГц	1660
Частота памяти (эффективная), МГц	902 (3608)
Объём памяти, МБ	1024
Тип памяти	GDDR5
Ширина шины памяти, бит	128
Тип шины	PCI-E 2.0 x16
Максимальное разрешение	До 2560 x 1600 (Dual-link DVI) или 1920x1200 (Single-link DVI) До 1920x1200 (HDMI) До 2048x1536 (VGA через переходник)
Интерфейсы вывода изображения	2x DVI-I, mini-HDMI
Поддержка HDCP и декодирования HD-видео	Есть Декодирование MPEG-2, MPEG-4, DivX, WMV9, VC-1 и H.264/AVC
Максимально допустимая температура ядра, °С	105
Минимальные требования к блоку питания, Вт	400
Драйверы	Свежие драйверы можно скачать со страницы поддержки или сайта производителя GPU.
Сайт производителя	http://www.gigabyte.ua/

В таблице спецификаций можно заметить увеличение частот относительно рекомендованных производителем чипов, компанией NVIDIA. Инженеры компании GIGABYTE, установив на данной видеокарте высокоэффективную систему охлаждения, смогли без потери стабильности поднять частоты GPU с рекомендованных 783 МГц до 830 МГц. Увеличение частоты работы памяти на эффективных 8 МГц ни как не может повлиять на ее производительность, но даже незначительное поднятие частоты уже можно назвать разгоном и использовать это в рекламных целях.

Пришедший к нам на тестирование экземпляр не имел коробки и комплекта поставки. О первом и втором мы можем лишь судить из указанной на сайте производителя информации. Как видно на изображении выше, взятого с официального сайта, ускоритель поставляется в коробке средних размеров с весьма привлекательным дизайном. На лицевой стороне подчеркнуто использования инновационной технологии охлаждения Gigabyte WindForce 2X, а также наличие заводского разгона у данного продукта. В нижней части большими буквами упомянут сам графический процессор NVIDIA GeForce GTS 450.

В комплект поставки GIGABYTE GV-N450OC-1GI по заявлению производителя входят:

• Один переходник с двух периферийных разъемов питания на 6-контактный разъем питания видеокарты;
• Диск с драйверами и утилитами;
• Краткая инструкция по установке видеокарты;
• Переходник с mini HDMI на HDMI;
• Переходник с DVI на VGA.

Оригинальность как самого продукта GIGABYTE GV-N450OC-1GI, так и его возможности, подчеркивает большая и, скорее всего, очень эффективная система охлаждения. Пластиковый кожух с креплением двух вентиляторов, со слегка наклонёнными друг относительно друга осями, позволяет частично направить горячий воздух за пределы корпуса.

Видеокарта GIGABYTE GeForce GTS 450 имеет среднюю длину и должна поместиться в любом корпусе стандартного размера. Неудобства могут быть вызваны лишь разъемом дополнительного шестиконтактного питания. Для его подключения необходим небольшой запас по длине. Так же на изображении выше можно заметить всего один порт SLI. Это позволит объединить до двух подобных видеокарт в одну подсистему.

В задней части платы также можно отметить разъем подключения двух кулеров системы охлаждения и перемычку переключения между режимами работы вентиляторов Dual Power Mode и Smart Alternate Mode. О самих режимах мы поговорим в дальнейшем.

С обратной стороны платы, кроме четырех из шести возможных микросхем памяти, еще расположен контроллер системы питания видеокарты NCP5395T производства компании ON Semiconductor.

Этот чип обеспечивает управление питание GPU по трем фазам, что позволяет нам говорить о 3+1-фазной схеме питания ускорителя.

Благодаря двухслотовому дизайну системы охлаждения, на задней панели ускорителя поместились три разъема подключения дисплея (два DVI и mini HDMI). Здесь же есть большая решетка отвода горячего воздуха из корпуса.

На лицевой стороне печатной платы находятся всего четыре чипа памяти из шести предусмотренных текстолитом платы и сам GPU GF106-250-KA-A1.

GPU ускорителя GeForce GTX 450 произведён по нормам 40 нм техпроцесса и имеет инженерное название графического процессора GF106. Его версия для GeForce GTX 450 получила 192 унифицированных шейдерных процессора и 16 блоков растеризации. Обмен данными между графическим ядром и памятью осуществляется посредством 128-битной шины памяти. За счет заводского разгона частота работы GPU равна 830 МГц, а частота унифицированных шейдерных процессоров равна 1660 МГц.

При отсутствии нагрузки (работа в офисных 2D-приложениях) частота чипа снижается до 50,6 МГц, а видеопамять замедляется до 67,5 МГц (эффективная частота 270 МГц). При этом уменьшается напряжение питания и снижается частота вращения турбины до 40%, что обеспечивает заметное снижение энергопотребления и шумности.

Видеопамять общим объемом 1 ГБ набрана 8-ю микросхемами SAMSUNG K4G10325FE-HC05 стандарта GDDR5, номинальная частота которых составляет 4000 МГц. Заводской разгон почти не коснулся частоты работы чипов памяти, их результирующая частота работы составляет 3608 МГц, а значит остается небольшой частотный коридор про запас, который можно будет попробовать задействовать при разгоне.

Видеокарта оснащается системой охлаждения разработки компании GIGABYTE со слегка наклонёнными друг относительно друга осями вентиляторов. Такой подход не только обеспечивает небольшой продув воздуха вдоль радиатора к выходу из системного блока, но и позволяет охлаждать всю поверхность радиатора не оставляя «мертвых» зон.  

Фирменная система охлаждения GIGABYTE WindForce 2X также использует систему автоматической очистки от пыли, за счет не одновременного вращения вентиляторов. В моменты остановки одного из них второй осуществляет продув системы для очистки ее от пыли. В конструкцию системы охлаждения входят две медные тепловые трубки, массивный радиатор, медная пластина у основания радиатора в месте соприкосновения с графическим процессором и два вентилятора. Последние могут работать в двух режимах: обычном (Dual Power Mode), в котором два вентилятора вращаются по 10 минут совместно, а затем поодиночке по 30 секунд каждый, и альтернативном (Smart Alternate Mode), в котором вентиляторы вращаются поодиночке по 4 минуты каждый. Оба режима работы способствует очищению кулера от пыли. Переключение режимов работы производится в ручном режиме с помощью джампера в задней части платы.

На видеороликах ниже представлены различные режимы работы кулера GIGABYTE WindForce 2X.

Dual Power Mode

Smart Alternate Mode

Для оценки эффективности системы охлаждения мы использовали утилиту FurMark, а детальный мониторинг осуществлялся при помощи GPU-Z и MSI Afterburner.

Работая на штатных частотах и управляя скоростью вращения турбины автоматически, графический процессор прогрелся до 73°С. При этом скорость вращения кулеров была 1950 об/мин, что составило 50% от максимальной, и вся система работала очень тихо. Такие результаты говорят об отличной эффективности системы охлаждения с малым шумом в автоматическом режиме.

При нагрузке на видеокарту и ручной установке максимальной скорости вращения кулеров, мы смогли прогреть GPU до температуры всего в 60 °С. Такой результат говорит о хорошем запасе возможностей системы охлаждения и еще раз подтверждает ее отличную эффективность.