Nvidia GTX 590...Una belva tecnologica

Introduzione

Tre settimane, tre annunci. Il bilancio del mese di Marzo è sicuramente positivo per tutti gli appassionati di schede grafiche, che hanno visto il susseguirsi di annunci ad intervalli regolari, come le indiscrezioni avevano comunque predetto da tempo. L'inizio del mese è stato aperto da AMD con il lancio di Radeon HD 6990, la soluzione dual-GPU destinata alla fascia alta del mercato: con questo modello il noto produttore ha riproposto all'utente finale un approccio già visto per lo sviluppo delle schede top di gamma. Posizionando due GPU sullo stesso PCB e sfruttando la propria tecnologia multi-GPU CrossFireX AMD ha così dato vita alla scheda grafica più veloce sul mercato. Settimana scorsa è stata invece la volta di GeForce GTX 550 Ti, scheda grafica dedicata alla fascia mainstream del mercato nuova proposta di NVIDIA. Caratterizzata da un rapporto prestazioni/prezzo interessante, anche se il costo iniziale di commercializzazione la penalizza, la nuova nata è stata presentata come l'erede naturale di GeForce GTS 450. Una scheda grafica destinata quindi a vendere importanti volumi, posizionata in un segmento di mercato che è del resto quello al quale si rivolgono la maggior parte degli utenti appassionati.. Oggi è invece il giorno di GeForce GTX 590, scheda grafica di fascia alta concorrente diretta di Radeon HD 6990. NVIDIA, dopo GeForce GTX 295, ripropone l'approccio dual-GPU al fine di sviluppare una scheda video capace di rappresentare una valida alternativa ad Antilles, nome in codice con il quale è indicata l'ultima proposta top di gamma di AMD. Basata su due GPU GF110, utilizzate anche su GeForce GTX 580 e 570, la nuova nata è destinata ad occupare il gradino più alto sulla gamma prodotto NVIDIA. GeForce GTX 590 è caratterizzata dalla presenza di 1024 shader (512x2) cui sono stati affiancati 3GB di memoria video GDDR5. Notiamo subito, pertanto, come l'implementazione del chip GF110 scelta per questa soluzione sia quella con tutti gli stream processors a disposizione abilitati, e non una implementazione con alcuni dei chip disabilitati come nel caso, ad esempio, della scheda GeForce GTX 570. Si tratta ovviamente di una scheda grafica nata, progettata e studiata per fornire una soluzione agli utenti definiti "enthusiast" e che permette, oltre alla possibilità di avere prestazioni da fuoriserie, anche di godere direttamente di una serie di tecnologie proprietarie NVIDIA. GeForce GTX 590 permette infatti di poter supportare NVIDIA 3D Vision Surround in una configurazione a singola scheda oltre alla possibilità di dedicare una delle due GPU alla gestione della fisica. La tabella seguente riassume le caratteristiche tecniche delle 3 schede video NVIDIA basate su GPU GF110: GeForce GTX 570 GeForce GTX 580 GeForce GTX 590 processo produttivo 40nm 40nm 40nm tipo GPU GF110 GF110 GF110 clock GPU 732 MHz 772 MHz 607 MHz numero GPU 1 1 2 numero stream processors 480 512 2x512 clock stream processors 1464 MHz 1544 MHz 1215 MHz ROPs 40 48 2x48 TMU 60 64 2x64 quantitativo memoria 1.280 MB 1.536 MB 2 x 1.536 MB tipologia memoria GDDR5 GDDR5 GDDR5 clock memoria 3.800 MHz 4.008 MHz 3.414 MHz interfaccia memoria 320 bit 384 bit 384 bit connettori alimentazione 2x6pin 1x6pin - 1x8pin 2x8pin A titolo di confronto riportiamo le stesse informazioni per le soluzioni AMD della famiglia Radeon HD 6900: Radeon HD 6950 Radeon HD 6970 Radeon HD 6990 processo produttivo 40nm 40nm 40nm tipo GPU Cayman Cayman Antilles clock GPU 800 MHz 880 MHz 830 MHz numero GPU 1 1 2 numero stream processors 1408 1536 2x1536 clock stream processors 800 MHz 880 MHz 830 MHz ROPs 32 32 2x32 TMU 88 96 2x96 quantitativo memoria 1.024 - 2.048 MB 2.048 MB 2 x 2.048 MB tipologia memoria GDDR5 GDDR5 GDDR5 clock memoria 5.000 MHz 5.500 MHz 5.000 MHz interfaccia memoria 256bit 256bit 2 x 256bit connettori alimentazione 2x6pin 1x6pin - 1x8pin 2x8pin Le due tabella mettono a confronto i tre modelli di fascia più alta dei rispettivi produttori, NVDIA da un lato e AMD dall'altro. La nuova soluzione GeForce GTX 590 è caratterizzata dalla presenza di due GPU GF110 con 512 shader o CUDA core: al pari di quanto fatto da AMD, anche in questo caso è stato preferibile sfruttare il massimo numero di core a disposizione invece che spingere la mano sulle frequenze di funzionamento. Queste ultime sono infatti ben più contenute di quelle di GeForce GTX 580: le due GPU operano a 607 MHz contro i 772 MHz di GTX 580. Interessante notare come, se nel caso di Radeon HD 6990, AMD abbia impostato frequenze di funzionamento che si collocano tra quelle di Radeon HD 6950 e Radeon HD 6970, NVIDIA abbia invece preferito rimanere più conservativa durante lo sviluppo della propria proposta. Il valore effettivo, infatti, è ben più contenuto anche di quello della GPU GF110 utilizzata nella scheda GeForce GTX 570, così da contenere il consumo complessivo. La scheda è equipaggiata con 3GB di memoria: il sottosistema di gestione della stessa è molto simile a quello visto in GeForce GTX 580 con sei controller da 64 bit (per un totale di 384 bit) che si interfacciano a 1,5GB di memoria per GPU. La frequenza di clock di questo componente è anche in questo caso ben più contenuta che in GeForce GTX 580: da 4.008 Mhz effettivi siamo passati a 3.414 MHz. Gli impatti prestazionali che questo approccio ha avuto sulle prestazioni, sui consumi e sulla rumorosità verranno analizzati nelle pagine a venire.

GeForce GTX 590 vista da vicino

NVIDIA GeForce GTX 590 si presenta con un design diverso rispetto a tutte le ultime soluzioni destinate alla fascia alta sviluppate da NVIDIA. Ci troviamo comunque di fronte ad una soluzione caratterizzata da due GPU montate sullo stesso PCB e questo elemento non può non essere considerato durante lo sviluppo del sistema della soluzione di raffreddamento. Ecco quindi spiegata la posizione centrale della ventola, in modo da portare aria su entrambi i radiatori a contatto con le GPU. A differenza delle proposte GeForce GTX 580 e 570, la nuova nata di casa NVIDIA non crea quel flusso d'aria destinato poi ad uscire dallo chassis, ma muove aria in entrambe le direzioni: in questo senso è fondamentale possedere uno chassis con una areazione complessiva decisamente efficace. Il parco connessioni conta, oltre a ben 3 DVI anche un mini-Display Port La possibilità di poter fare affidamento su due GPU presenti sullo stesso PCB consente di poter andare a sfruttare la funzionalità 3D Vision Surround di NVIDIA. Senza dover così appoggiarsi su una seconda scheda potremo collegare 3 display LCD da 120Hz per poter giocare in modalità stereoscopica su tre schermi contemporaneamente, ricreando così l'effetto surround. Si tratta di una funzionalità che necessità comunque di una elevata potenza di calcolo e che, al momento, trova una limitata diffusione sul mercato. Rimossa la copertura di plastica abbiamo accesso diretto al sistema di dissipazione del calore: l'immagine mostra come la ventola centrale si occupi di smuovere l'aria in entrambe le direzioni, andando così a raffreddare i due radiatori. Questi componenti sono posizionati al di sopra delle due vapor chamber che si occupano di dissipare al meglio il calore prodotto dalle GPU durante il funzionamento. La struttura della scheda osservando il PCB è piuttosto chiara: oltre alle due GPU GF110 che rappresentano il cuore della soluzione è presente anche un chip NF200, il bridge sviluppato da NVIDIA stessa per interfacciare le due GPU. Questo chip è facilmente rintracciabile anche su molte schede madri, al fine di gestire connessioni PCI-Express supplementari. Ogni GPU è interfacciata a sei moduli di memoria video GDDR5. Al fine di garantire la massima dissipazione del calore NVIDIA ha sviluppato GeForce GTX 590 su di un PCB con 12 layer. Per alimentare la scheda troviamo invece due connessioni da 8 pin che offrono energia al sistema a 10 fasi che si occupa di controllare il consumo della scheda. Secondo quanto dichiarato da NVIDIA sarebbe consigliato un alimentatore da almeno 700 Watt per permettere alla piattaforma di funzionare correttamente. Nella foto sopra proposta è possibile osservare, partendo dall'alto, GeForce GTX 470, 580 e 590: la nuova soluzione dual-GPU sviluppata da NVIDIA si presenta come la più lunga della famiglia GeForce GTX 500 ma non la più lunga in aassoluto tra quelle che sono presenti sul mercato. A seguire una lista delle lunghezze in cm di alcune delle schede grafiche NVIDIA: NVIDIA GeForce GTX 590: 28 cm NVIDIA GeForce GTX 580: 26.7 cm NVIDIA GeForce GTX 570: 26,7 cm NVIDIA GeForce GTX 480: 26,7 cm NVIDIA GeForce GTX 285: 26,7cm NVIDIA GeForce GTX 295: 26,7cm NVIDIA GeForce GTX 470: 24 cm

La piattaforma di test

Per analizzare le prestazioni delle schede video in prova abbiamo utilizzato una piattaforma basata su processore Intel Core i7 975 Extreme, con frequenza di clock di default pari a 3,33 GHz portata a 3,73 GHz via incremento del moltiplicatore di frequenza. La tecnologia Turbo Boost è stata disabilitata, facendo quindi in modo che la frequenza di clock della CPU sia sempre fissa sui 3,73 GHz preimpostati da bios. Di seguito il dettaglio dei componenti utilizzati per i test: Processore: Intel Core i7 975 Extreme, frequenza di clock portata a 3,73 GHz via incremento del moltiplicatore di frequenza sino a 28x; memoria RAM: 3x2 Gbytes Corsair TR3X6G1600C8D; frequenza di clock 1.600 MHz con timings pari a 9-9-9-20 1T; Hard disk: Western Digital WD7500AAKS, 750 Gbytes SATA 7.200 rpm; Scheda madre: MSI Eclipse SLI, chipset Intel X58; Sistema operativo: Windows 7 Ultimate 64bit, con tutti i più recenti fix rilasciati da Microsoft; Driver video NVIDIA: Forceware 266.66 - 267.71 Driver video AMD: Catayst - 11.2_cap3 - 11.4 preview Alimentatore: ToPower 1.100 Watt. Di seguito le schede video utilizzate nella recensione: NVIDIA GeForce GTX 590: clock GPU 607 MHz; 512 stream processors @ 1.215 MHz; 3 Gbytes memoria GDDR5 @ 3.414 MHz su bus a 384bit SLI NVIDIA GeForce GTX 580: clock GPU 772 MHz; 512 stream processors @ 1.544 MHz; 1.536 Mbytes memoria GDDR5 @ 4.008 MHz su bus a 384bit NVIDIA GeForce GTX 580: clock GPU 772 MHz; 512 stream processors @ 1.544 MHz; 1.536 Mbytes memoria GDDR5 @ 4.008 MHz su bus a 384bit SLI NVIDIA GeForce GTX 570: clock GPU 732 MHz; 480 stream processors @ 1.464 MHz; 1.280 Mbytes memoria GDDR5 @ 3.800 MHz su bus a 320bit NVIDIA GeForce GTX 570: clock GPU 732 MHz; 480 stream processors @ 1.464 MHz; 1.280 Mbytes memoria GDDR5 @ 3.800 MHz su bus a 320bit AMD Radeon HD 6990 OC: clock GPU 880 MHz; 3072 stream processors @ 880 MHz; 4 Gbytes memoria GDDR5 @ 5.000 MHz su bus a 256bit AMD Radeon HD 6990: clock GPU 830 MHz; 3072 stream processors @ 830 MHz; 4 Gbytes memoria GDDR5 @ 5.000 MHz su bus a 256bit CrossFire AMD Radeon HD 6970: clock GPU 880 MHz; 1536 stream processors @ 880 MHz; 2 Gbytes memoria GDDR5 @ 5.500 MHz su bus a 256bit AMD Radeon HD 6970: clock GPU 880 MHz; 1536 stream processors @ 880 MHz; 2 Gbytes memoria GDDR5 @ 5.500 MHz su bus a 256bit CrossFire AMD Radeon HD 6950: clock GPU 800 MHz; 1408 stream processors @ 800 MHz; 2 Gbytes memoria GDDR5 @ 5.000 MHz su bus a 256bit AMD Radeon HD 6950: clock GPU 800 MHz; 1408 stream processors @ 800 MHz; 2 Gbytes memoria GDDR5 @ 5.000 MHz su bus a 256bit AMD Radeon HD 6950: clock GPU 800 MHz; 1408 stream processors @ 800 MHz; 1 Gbyte memoria GDDR5 @ 5.000 MHz su bus a 256bit AMD Radeon HD 6870: clock GPU 900 MHz; 1120 stream processors @ 900 MHz; 1 Gbyte memoria GDDR5 @ 4.200 MHz su bus a 256bit Questi i titoli inseriti in questo confronto, con le differenti configurazioni utilizzate: Far Cry 2Test eseguiti con impostazioni qualitative in very high, per tutte le voci, utilizzando le API DirectX 10, con anti aliasing 4x e 8x. Metro 2033E' stato utilizzato il benchmark integrato, abilitando le API DX11, impostazioni qualitative tutte su livello high; anti aliasing disattiva e a 4x, anis 16x e DOF off. I grafici sono stati generati ordinando i risultati dal più alto al più basso, prendendo quale riferimento la risoluzione di 1920x1200 pixel salvo diversamente specificato. Il limitato numero di schede inserite è legato a due motivi: il primo, una semplice scelta redazionale al fine di rendere più chiara e comprensibile possibile la comparativa, il secondo legato invece ai cambiamenti effettuati alla piattaforma di test e alle impostazioni dei benchmark eseguiti. Abbiamo inserito nel confronto anche alcune configurazioni multi GPU con due schede. Ci siamo limitati alle configurazioni SLI e CrossFireX che è stato possibile avere a disposizione in redazione in tempo utile per la pubblicazione in questo articolo: la scheda Radeon HD 5970, vecchia proposta dual-GPU di AMD non è stata inserita nell'analisi perché è stato impossibile riuscire a recuperarne un esemplare.

Far Cry 2 e Metro 2033

GeForce GTX 590 è caratterizzata da frequenze di funzionamento inferiori rispetto ad una normale GeForce GTX 570, prendendo ovviamente in considerazione una singola GPU abbinata al proprio quantitativo di memoria video di 1,5 Gbytes: NVIDIA ha ritenuto più efficiente e conveniente offrire una proposta con il massimo numero di stream processor, piuttosto che spingere sulle frequenze di funzionamento, tenendo in debita considerazione il livello di consumo complessivo. Ecco allora che la nuova nata si posiziona, in Far Cry 2, al di sotto della soluzione della concorrenza Radeon HD 6990 nei grafici inserita sia con frequenze di funzionamento standard sia in versione overcloccata. La nuova scheda si posiziona a ridosso della configurazione SLI con due schede GeForce GTX 570, con variazioni a seconda del livello di anti aliasing applicato. Metro 2033, se eseguito senza filtri anti aliasing, posiziona GeForce GTX 590 tra Radeon HD 6990 e 6990 OC: lo scenario cambia però drasticamente se osserviamo lo scenario con filtro impostato a 4x, con le soluzioni AMD che dominano la dual-GPU di NVIDIA. Da HWupgrade.