Обзор и первое тестирование видеокарты ASUS GeForce GTX 590

История создания двухчиповых видеокарт ведет свое начало с выпуска компанией ATI графического ускорителя Rage Fury MAXX, что произошло в октябре 1999 года. В виду не очень хорошего соотношения цены и производительности данная модель не смогла добиться популярности. Вышедшие в скором времени новые модели графических ускорителей GeForce от компании NVIDIA стали существенно более привлекательными по цене и производительности. В то время главной проблемой для двухчиповых решений стала их нестабильность работы и неготовность приложений поддерживать такие видеокарты. Мультичиповые конфигурации выпускались и компанией 3dfx, но после её банкротства все технологии перешли к купившей её компании NVIDIA. Последняя применила приобретенные наработки в технологии SLI и монолитной её версии – двухчиповых графических ускорителях.

Но уже достаточно давно самые производительные и успешные двухчиповые решения выпускаются компанией AMD. Одним из них был графический ускоритель Radeon HD 5970, а не так давно появилась еще более быстрая видеокарта AMD Radeon HD 6990. Компания NVIDIA не выпустила двухчипового флагмана 400-й серии из-за высокого теплового пакета «топовых» графических процессоров GF100. Однако NVIDIA GeForce GTX 480 все же некоторое время была самым производительным, хотя и самым горячим одночиповым решением. Выход нового графического ускорителя NVIDIA GeForce GTX 580 только закрепил лидерство компании в сегменте одночиповых видеокарт, но абсолютное первенство по производительности пока оставалось за компанией AMD. С появлением нового чипа GF110 стало возможным создание двухчипового решения на архитектуре Fermi. Это дает шанс компании NVIDIA стать абсолютным лидером в производстве самых быстрых графических ускорителей, выпустив NVIDIA GeForce GTX 590.

В этом материале мы, наконец, сможем определить лидера рынка и сравнить производительность NVIDIA GeForce GTX 590 с её прямым конкурентом AMD Radeon HD 6990. С обзором и вычислительными возможностями «референсного» аналога посленего от компании ASUS наши читатели уже смогли ознакомиться в материале «Обзор и тестирование Ultra High End видеокарты ASUS Radeon HD 6990».

Как уже было сказано, видеокарта NVIDIA GeForce GTX 590 основана на двух графических ядрах GF110, которые были использованы в решении NVIDIA GeForce GTX 580. Более подробно с их архитектурой можно ознакомиться в материале, посвященном этому одночиповому флагману. Здесь же давайте сравним спецификацию и теоретические возможности NVIDIA GeForce GTX 590 с близкими по производительности конкурентами AMD Radeon HD 6990 и AMD Radeon HD 5970.

	NVIDIA GeForce GTX 590	NVIDIA GeForce GTX 580	AMD Radeon HD 6990	AMD Radeon HD 5970
Кодовое имя ядра	2 x GF110	GF110	2 x Cayman XT	2 x Cypress
Техпроцесс, нм	40	40	40	40
Кол-во транзисторов	2 x 3 млрд	3 млрд	2 x 2,64 млрд	2 x 2,15 млрд
Число универсальных процессоров	2 x 512	512	2 x 384	2 x 320
Число текстурных процессоров	2 x 64	64	2 x 96	2 x 80
Число блоков растеризации	2 x48	48	2 x 32	2 x 32
Частота ядра, МГц	607	772	830/880	725
Частота памяти, МГц	3414	4008	5000	4000
Объем памяти, МБ	3072	1536	4096	2048
Шина памяти, бит	2 x 384	384	2 x 256	2 x 256

Видеокарты NVIDIA GeForce GTX 590 обладают двумя полноценными графическими чипами GF110 с 512 ядрами CUDA. Однако существенное тепловыделение такого решения заставило инженеров компании NVIDIA значительно понизить частоты работы GPU с 772 МГц до 607 МГц и памяти с 4008 МГц до 3414 МГц, что дало возможность уменьшить напряжение питания и снизить суммарный тепловой пакет. Конечно же, такие изменения значительно уменьшают общую производительность NVIDIA GeForce GTX 590 в сравнении с SLI-сборкой из двух решений на NVIDIA GeForce GTX 580.

Компании AMD тоже пришлось понизить частоты в своем двухчиповом графическом ускорителе AMD Radeon HD 6990 с 880 до 830 МГц, но в их эталонных моделях есть возможность разгона (при помощи специального переключателя), благодаря которой пользователь может заставить AMD Radeon HD 6990 работать на частоте в 880 МГц. Хотя последнее и приводит к значительному повышению энергопотребления и существенному увеличению уровня шума, который создает «референсная» система охлаждения.

Еще одной отличительной особенностью AMD Radeon HD 6990 является наличие у него по 2 ГБ памяти на каждое графическое ядро, у NVIDIA GeForce GTX 590 её по 1,5 ГБ. Такой объем памяти будет востребован только при очень больших разрешения, то есть при работе на нескольких мониторах или в 3D-режиме. Подобные конфигурации еще достаточно дороги и не практичны, а поэтому большой кадровый буфер, скорее всего, будет просто не нужен среднестатистическому пользователю.

Именно эти факты не дают нам сейчас однозначно определить лидера между видеокартами на NVIDIA GeForce GTX 590 и её прямыми конкурентами на AMD Radeon HD 6990. Кто лучший мы узнаем в разделе «Тестирование».

Высокая производительность моделей NVIDIA GeForce GTX 590 обеспечивает их и дополнительными возможностями - поддержкой 3D Vision Surround. Это дает возможность игры на трёх 3D-мониторах одновременно с достаточно высокими настройками качества в режиме 3D Vision.

Такая немаловажная для качества игрового процесса технология как PhysX тоже должна выиграть от наличия в системе сразу двух графических ядер GF110. Конечно, отдавать под расчет «физики» целое графическое ядро довольно расточительно, но это тоже может существенно улучшить качество игровых физических эффектов. В новых драйверах под решения NVIDIA GeForce GTX 590 появилась достаточно сомнительная возможность активации 128x AA режимов сглаживания. Для среднестатистического «игромана» различия между 16х и 32х сглаживанием будут практически незаметны, это лишь больше нагрузит графический ускоритель дополнительной обработкой текстур.

После ознакомления с общими особенностями нового флагмана 500-й линейки от компании NVIDIA хочется перейти к исследованию реального графического ускорителя, который был предоставлен нашей тестовой лаборатории компанией ASUS, видеокарте ASUS GeForce GTX 590 (ENGTX590/3DIS/3GD5)..

ASUS GeForce GTX 590 (ENGTX590/3DIS/3GD5) имеет полностью эталонный дизайн, как печатной платы, так и системы охлаждения. Но главной особенностью этой модели будет поддержка разгона с возможностью повышения напряжения на ядре видеокарты. Технология ASUS Voltage Tweak имеет программный интерфейс Smart Doctor, позволяющий разогнать видеокарту и получить ощутимый прирост производительности.

Учитывая, что данная модель очень похожа на «эталонное» решение, то ее таблица спецификаций тоже должна полностью соответствовать выложенным на сайте NVIDIA характеристикам.

Спецификация:

Модель	ASUS GeForce GTX 590 (ENGTX590/3DIS/3GD5)
Графическое ядро	2 x NVIDIA GeForce GTХ 590 (GF110-A1)
Конвейера	2 x 512 унифицированных потоковых
Поддерживаемые API	DirectX 11, OpenGL 4.1
Частота ядра, МГц	612
Частота унифицированных процессоров, МГц	1224
Частота памяти (эффективная), МГц	855 (3420)
Объем (тип) памяти, МБ	2x 1536 (GDDR5)
Шина памяти, бит	2x 384
Стандарт шины	PCI Express X16 2.0
Максимальное разрешение	До 2560 x 1600 (Dual-link DVI) или 1920x1200 (Single-link DVI) До 1920x1080 (HDMI через переходник) До 2048x1536 (VGA через переходник)
Выходы	3xDVI-I, mini- Display Port
Поддержка HDCP и HD-видео	Есть Декодирование MPEG-2, MPEG-4, DivX, WMV9, VC-1 и H.264/AVC
Размеры, мм	111 x 280
Требования к мощности блока питания, Вт	~700
Максимально допустимая температура ядра, °С	97
Драйверы	Свежие драйверы можно скачать со страницы поддержки или сайта производителя GPU
Сайт производителя	http://www.asus.ua/

Как видно из таблицы, модель ASUS GeForce GTX 590 (ENGTX590/3DIS/3GD5) отличает от «референсного» образца частота графического ядра видеокарты, она на 5 МГц больше рекомендованной и равна 614 МГц, а эффективная частота памяти выросла на незначительные 6 МГц. Возможно, это желание компании ASUS быть хоть немного, но все же впереди остальных, даже среди «эталонных» решений. Что бы это ни означало, но фактический прирост производительности от такого увеличения частоты будет незаметен даже в тестах. Остальные характеристики полностью соответствуют эталонному решению NVIDIA GeForce GTX 590.

Серийная видеокарта с «референсным» дизайном ASUS GeForce GTX 590 имеет простую упаковку. Её дизайн полностью идентичен оформлению коробок «топовых» видеокарт 500-й серии от компании ASUS.

На упаковке сделан акцент на возможности повышения напряжения питания ядра видеокарты, что теоретически может улучшить ее производительность на 50%. Внизу указан используемый в графическом ускорителе чип «GTX 590», присутствующий на плате объем памяти 3 ГБ GDDR5, поддержка спецификации DirectX 11 и технологий NVIDIA 3D Vision и NVIDIA SLI.

На одной из боковых сторон указаны минимальные требования для системы, в которую можно устанавливать эту двухчиповую видеокарту. Из главных важно отметить необходимость минимум 700 Вт блока питания с возможностью подачи по линии +12В от 50 А. Дополнительное питание для графического ускорителя ASUS Radeon HD 6990 было немного скромнее, ему достаточно 42 А по линии +12В. Это означает, что решения от NVIDIA остаются самыми «прожорливыми».

На обратной стороне кроме логотипов NVIDIA SLI и NVIDIA 3D Vision Ready, есть краткое описание возможностей и поддерживаемых технологий. Присутствует упоминание о поддержке ASUS Voltage Tweak, подчеркнута полноценная работа с инструкциями DirectX 11 и есть упоминание о поддержке данным решением игрового процесса сразу на трех мониторах. Присутствует небольшая схема подключения дисплеев к интерфейсам задней панели. Суммируя можно отметить информативное наполнение полиграфии, что поможет покупателю узнать обо всех достоинствах и характеристиках приобретаемого им продукта.

Внутри разместилась сама видеокарта и небольшой дополнительный комплект поставки. В коробку с графическим ускорителем инженеры компании ASUS положили следующее:

• Инструкцию пользователя;
• Диск с драйверами и инструкцией на большом количестве языков;
• Переходник питания видеокарты с двух 6-контактных разъемов на один восьмиконтактный PCI Express;
• Переходник с DVI на VGA;
• Переходник с DVI на HDMI.

Достаточно минималистический комплект, если учесть цену за видеокарту на двух «топовых» чипах GeForce GTХ 580. У графического ускорителя ASUS Radeon HD 6990 комплект был намного более разнообразным. Здесь нет ни мостика SLI, ни переходника с mini DisplayPort на полноразмерный DisplayPort. Именно последних двух компонентов и не хватает модели ASUS GeForce GTX 590 (ENGTX590/3DIS/3GD5) для универсального набора, который бы полноценно восполнил все нюансы использования данной видеокарты.

Общий вид видеокарты достаточно внушителен, хотя использование обычного вентилятора вместо привычной для «референсных» решений турбины несколько удивляет. Справится ли такая конструкция системы охлаждения со значительным тепловыделением от двух графических ядер GF110? Темный текстолит платы и форма черного пластикового кожуха, которым закрыта лицевая сторона, полностью соответствуют «эталонному» решению. Единственным отличием модели ASUS GeForce GTX 590 (ENGTX590/3DIS/3GD5) является надпись «ASUS» серебристыми буквами в левой части кожуха и на самом вентиляторе.

Габаритные размеры видеокарты ASUS GeForce GTХ 590, на удивление, намного меньше чем у ASUS Radeon HD 6990 – ее длина составляет 280 мм, что на три сантиметра короче решения AMD. Все самые габаритные современные видеокарты мы привели на изображении выше. ASUS GeForce GTХ 590 можно сравнивать по габаритам с AMD Radeon HD 6970, хотя решение от NVIDIA все же на 0,5 см больше.

Производитель предусмотрительно разместил два разъема дополнительного питания в верхней части видеокарты. Размеры ASUS GeForce GTХ 590 позволят разместить его практически в любом современном корпусе. А сама процедура установки не осложнена неудобностью подключения разъемов дополнительного питания видеокарты.

Суммарно в системе питания графического ускорителя используются (помимо шины PCI Express) два восьмиконтактных разъема питания. Такая компоновка суммарно обеспечивает 375 Вт питания. Компания NVIDIA заявляет, что эталонный образец графического ускорителя на GeForce GTХ 590 имеет тепловой пакет (TDP) 365 Вт. Это немного больше чем у решений Radeon HD 6990 на стандартных частотах (TDP 350 Вт) и значительно меньше, чем у ASUS Radeon HD 6990 в разогнанном режиме (TDP 415 Вт). Напомним, что Radeon HD 5970 имел TDP 294 Вт. В связи с такой «прожорливостью» для решения ASUS GeForce GTХ 590 рекомендовано использовать блок питания мощностью 700 Вт или выше. Еще можно отметить наличие у модели ASUS ENGTX590/3DIS/3GD5 одного порта SLI, что позволит создать графическую подсистему Quad SLI и увеличить в два раза производительность, объединив две такие видеокарты.

Помимо того, что видеокарта ASUS GeForce GTX 590 (ENGTX590/3DIS/3GD5) занимает два слота, её задняя часть имеет «окно» для выхода горячего воздуха. Эти два нюанса придется учесть пользователю при выборе комплектации своего ПК.

На интерфейсную панель выведены три порта DVI и один mini- Display Port. Часть второго слота занимает небольшая решетка выброса горячего воздуха за пределы корпуса. Такая решетка может понизить общую эффективность охлаждения, но производитель посчитал ее достаточной. Набор интерфейсов вывода достаточно большой, но все равно нуждается в дополнительных переходниках. В комплекте есть переходник DVI-to-VGA, но нет возможности подключения к этой модели монитора через полноразмерный разъем Display Port. Это может незначительно ограничить универсальность использования карты, ведь мониторов с интерфейсом Display Port не так много как с DVI. К DVI разъему, за счет переходника идущего в комплекте, можно легко подключить кабель с полноценным разъемом HDMI. Такой набор переходников вместе с тремя разъемами DVI и одним mini- Display Port на интерфейсной панели, обеспечат вполне достаточную универсальность подключения мониторов и других устройств вывода изображения.

Большую часть поверхности печатной платы занимают элементы достаточно сложной системы питания видеокарты. Для обеспечения стабильным током двух чипов GPU здесь используется по 5 фаз на каждый, а на микросхемы памяти приходится по 2 фазы для каждых 1,5 ГБ памяти. Для этого в ASUS GeForce GTX 590 используются два шестифазных ШИМ-контроллера CHiL Semiconductor CHL8266. Питание памяти обеспечивают контроллеры APW7088. В качестве транзисторов используются сборки TDA21211 от компании Infenion. Низкопрофильные дроссели не мешают установленной здесь охлаждающей пластине. Большинство танталовых конденсаторов расположено с обратной стороны платы, что должно увеличить стабильность работы видеокарты, уменьшить ее тепловыделение и, мы надеемся, обеспечить ей хорошие возможности разгона.

Два графических чипа GF110 объединены в «локальную» SLI-систему при помощи PCI-Express моста NVIDIA NF200-P-SLI-A3.

На NVIDIA GeForce GTХ 590  установлено два графических процессора с кодовым именем ядра GF110-375-A1.

Модель ASUS GeForce GTX 590 (ENGTX590/3DIS/3GD5) очень схожа по характеристикам с «референсной» версией ускорителя NVIDIA GeForce GTХ 590. Графический процессор работает с частотой 612 МГц, что на 5 МГц больше, чем у эталонной модели, а шейдерные домены соответственно имеют частоту 1224 МГц. Однако такой заводской разгон, менее чем на 1%, будет незаметен даже при предвзятом тестировании, его скроет погрешность измерений.

Видеопамять на ASUS GeForce GTX 590 получила 855 МГц реальной частоты (3420 МГц эффективной частоты), что на 6 МГц больше рекомендованной. Используемые здесь чипы память GDDR5 суммарным объемом 2 x 1536 MБ имеют маркировку SAMSUNG K4G10325FE-HC04, что соответствует реальной частоте работы 1250 МГц или 5000 МГц эффективной. Это может обеспечить нам хороший частотный запас при разгоне.

В режиме простоя частота графического чипа GF110 может снижаться до 50 МГц, а частота памяти – до 135 МГц. Эта возможность соответствует 12-му уровню настроек производительности. Однако на нашем стенде частоты понизились только до восьмого уровня производительности.

В результате без нагрузки частота графического чипа GF110 упала до 405 МГц, а частота памяти – до 162 МГц (648 МГц эффективная частота). Одновременно с понижением частот происходит снижение напряжения питания на графическом процессоре до 0,875 В. Скорость вращения вентилятора снизилась до 1500 об/мин, что составляет 40% от его максимальной. На таких оборотах шум издаваемый видеокартой становится незаметным на общем фоне работы системы и не создает дискомфорта. Суммарно это должно достаточно сильно повлиять на уровень энергопотребления во время простоя.

Система охлаждения

В конструкции системы охлаждения видеокарты на GeForce GTХ 590 используется две испарительные камеры, по одной на каждое графическое ядро. Такая конструкция позволяет равномерно распределять отводимое от GPU тепло по всем пластинам алюминиевого радиатора, которые припаяны к медной испарительной камере. Установленный в системе охлаждения вентилятор имеете не турбинную конструкцию лопастей, однако его частота вращения даже больше, чем у турбины устанавливаемой на NVIDIA GeForce GTХ 580. Вентилятор создает поток воздуха, который проходит через алюминиевые пластины, расположенные с обеих его сторон. Это обеспечивает вывод части нагретого воздух за приделы корпуса.

В системе охлаждения присутствует дополнительная пластина радиатора, которая закрывает верхнюю часть платы видеокарты и обеспечивает теплоотвод через специальный термоинтерфейс от микросхем памяти и транзисторов системы питания. С обратной стороны тоже имеются две пластины, которые отводят тепло от микросхем памяти. Сама конструкция системы охлаждения очень схожа с таковой у ASUS Radeon HD 6990, за исключением того, что компании AMD отдала предпочтение вентилятору турбинного типа. Для ASUS GeForce GTХ 590 такой выбор может обеспечить более тихую работу системы охлаждения, но явно уменьшит ее эффективность.

Для проверки эффективности работы системы охлаждения мы использовали утилиту FurMark, которая смогла полноценно нагрузить оба GPU. Детальный мониторинг осуществлялся при помощи MSI Afterburner 2.2.0 Beta 1.

Работая на штатных частотах и управляя скоростью вращения турбины автоматически, графические процессоры прогрелись до 84 и 85 °С. При этом скорость вращения кулера была 1830 об/мин, что составило 51% от максимальной, и вся система работала с еле заметным шумом. Такие показатели системы охлаждения говорят о ее хороших возможностях и положительно скажутся на результатах ручного разгона.

После установки скорости вращения турбины на максимальные обороты, температуры двух GPU значительно снизились. Под нагрузкой FurMark температура первого графического ядра упала до 69°С, а второго до 68°С. Уровень шума издаваемый турбиной стал значительным.

Если проводить аналогию с «референсным» образцом на Radeon HD 6990, то используемая в ASUS GeForce GTX 590 система охлаждения является существенно более тихой при почти одинаковых температурах работы GPU этих графических ускорителей. Несмотря на «горячий нрав» видеокарты, уровень шума ASUS GeForce GTX 590 даже при максимальной нагрузке не очень велик, и находится в области средних значений. Более того, в видеоиграх, которые нагружают видеокарту меньше, чем стресс тест FurMark, уровень шума можно совсем охарактеризовать как еле слышный. Поэтому у большинства геймеров шум вентилятора новой двухчиповой видеокарты от NVIDIA точно не вызовет неудобств.