Introducción
Introducción. Nvidia se ha tomado su tiempo para desarrollar un chip donde la capacidad de cálculo grafico y de computo general sean prácticamente paralelas en su desarrollo. Un chip grafico masivo que deja en vergüenza a cualquier procesador moderno y que nos introducirá en una nueva generación de calidad grafica y de asistencia de proceso a las más diversas tareas convencionales. Os presento a la nueva Geforce GTX 480. Arquitectura. El nuevo chip GF100 de Nvidia, que da vida a esta nueva generación de chips gráficos, concretamente la tercera generación de Nvidia basada en Streamprocessors, está fabricado mediante un proceso de 40nm, con 3000 millones de transistores, integrando un total de 480 unidades de shaders o también llamados “CUDA Cores” que prácticamente duplican el potencial de la generación anterior el GT200 que ha dado vida a la generación de graficas Geforce 260, 275, 280, 285 y 295. De hecho es un chip que prácticamente se ha hecho desde cero para potenciar nuevas tecnologías en una arquitectura mucho mas optimizada para el trabajo de sus ahora llamados CUDA Cores. Las unidades de rasterización también se han duplicado, para devolver el trono de fillrate puro y duro frente a la última generación de Radeon de AMD.
Este es el nuevo y masivo procesador grafico de Nvidia, el Fermi GF100.El GF100 se estructura de tal manera que prestaciones modernas, como es el Tesselation, disponen de sus propias unidades de proceso dentro de la arquitectura del chip grafico. Esta técnica, que tan de moda ha puesto DirectX 11, permite subdividir de forma automática polígonos en otros más pequeños añadiendo realismo y profundidad a los objetos. Es una técnica que en uso intenso ofrece nuevas cotas de realismo pero que también requiere de una gran potencia de hardware para su aplicación efectiva. El GF100 dispone de una unidad por procesador de sombreado para un total de 15 en la GeForce GTX 480 y 14 en la GTX 470. Otro de los adelantos de esta nueva arquitectura es la posibilidad de trabajo en paralelo de diferentes microkernels maximizando el aprovechamiento de sus unidades CUDA. Podemos estar generando sombreado tradicional, aplicando Directcompute para generar IA y efectos de física mediante PhysX de forma simultánea maximizando el trabajo en paralelo del procesador.
Arquitectura donde también se avanza mucho en técnicas de renderizado cinematográfico como el Ray Tracing donde casi se triplica el rendimiento con respecto a generaciones anteriores y donde se da cabida a técnicas de nueva generación como “Path Tracing” que permite maximizar el numero de rayos de iluminación que se utilizan para renderizar las imágenes. Un paso más hacia una generación futura de graficas donde se apliquen técnicas cinematográficas en tiempo real.
El Fermi GF100 no será el chip gráfico que nos abra las puertas del Ray Tracing al mundo del PCpero nos da unas buenas pinceladas de hacia donde nos dirigimos.
Especificaciones técnicas
Especificaciones técnicas.Las nuevas Geforce son portentos arquitectónicos, seguramente uno de los chips más complejos jamás creados, y sus prestaciones técnicas están al nivel de lo que se esperaba de ellas. Las dos versiones que aparecerán en el mercado mantienen una arquitectura común pero unas prestaciones técnicas que varían para colocar a cada una en su lugar.
El modelo de gama más alta será el GTX 480, con 1536MB de memoria GDDR5 a 3700MHz QDR y un bus de datos de 384-Bit, cuenta con una frecuencia de trabajo de 700MHz para la GPU y de 1401MHz para sus 480 unidades de shaders ahora llamados “núcleos”. Todos ellos tienen una potencia de calculo de 168 Gigaflops en doble precisión y algo mas de 1300 en precisión simple. Tiene una longitud de 27cm y dispone de un sistema de disipación de doble slot con turbina posterior y rejilla de expulsión anterior. El sistema de refrigeración utiliza cuatro heatpipes y es capaz de controlar los 250W de consumo de esta tarjeta de forma progresiva para no producir ruido en los momentos de reposo de la tarjeta. Estos chips soportan además temperaturas de trabajo de hasta 105 grados antes de iniciar sus procesos de autoprotección como el Throttling o apagado.
En cuanto a la conectividad de la unidad podemos encontrar dos conectores DVI de doble enlace y un tercer conector en forma de Mini-HDMI 1.3a. Esta vez la tarjeta si cuenta con DSP integrado así que podremos disfrutar de sonido digital por hdmi sin cables conectados a la tarjeta de sonido o a la placa base. La compatibilidad es HDMI 1.3 así que disfrutaremos de calidad de sonido Dolby HD Audio y gráficos de alta definición.
Requiere una conexión PEG de 8 contactos y otra de 6 contactos.La Geforce 480 es también un portento en cuanto a prestaciones clásicas de renderizado 3D. Aunque todos los estándares van cada vez más a usar la potencia de multiproceso de las tarjetas aun dependemos mucho de las arquitecturas clásicas a modo de unidades de texturas y de rasterización. La Geforce GTX 480 cuenta con 60 unidades de texturas y un total de 48 unidades de rasterización. Es la tarjeta grafica del mercado más capacitada en cuanto a fuerza bruta de rasterización se refiere superando a la Radeon 5870 en 16 unidades (aunque a menos frecuencia de trabajo) aunque en el aparatado de texturización la Radeon le supera en 20 unidades mas también a más frecuencia. Es por ello que veremos una dura lucha de rendimientos sobretodo en juegos que no hagan un uso demasiado intensivo de los shaders como son la mayoría de títulos DirectX 9.
Otro de los aspectos donde una grafica potente se la juega es sin duda en el ancho de banda de memoria. Esta nueva generación de graficas ya integra GDDR5 con velocidades cercanas a los 4GHz QDR e introduce un bus de 384-Bit capaz de producir un ancho de banda teórico cercano a los 177GB/s. Su competidora más directa, la Radeon 5870, alcanza los 153Gb/s de ancho de banda con una frecuencia de trabajo más elevada pero un bus más reducido de 256-Bit.
Detalle del heatpipe que alimenta el bloque de disipación de la Geforce GTX 480.
Geforce GTX 470
Geforce GTX 470.Dos modelos para el lanzamiento donde el GTX 480 se sitúa en los 479€ de precio oficial y por otro lado un modelo ligeramente recortado que realmente es el interesante en equilibrio precio/prestaciones como es el GTX 470.Este chip reduce algunas de las prestaciones del GTX 480 pero también reduce notablemente su precio y su consumo energético. Concretamente se recorta el consumo energético hasta los 215W, lo que permite reducir notablemente las necesidades de disipación, y por otro lado conseguir un aspecto más convencional muy similar al de modelos de generaciones anteriores.
Su hermana mayor es mas poderosa pero la GTX 470 es un producto mucho mas equilibrado.De todos modos no os dejéis engañar por el aspecto de la GTX 470 ya que esta tarjeta apenas pierde todo lo que hace grande a esta nueva generación de chips gráficos de Nvidia. Dispone de 448 núcleos con una frecuencia de 1207MHz, 1280MB de memoria GDDR5, con un bus de 320-Bit y una frecuencia de 3350MHz QDR. Sus diferencias técnicas permiten reducir los requerimientos energéticos con dos conectores PEG de 6 contactos en vez de los 8+6 del GTX 480.
Mantiene un formato compacto y sera una dura competidora para la Radeon 5870.En cuanto al resto de su arquitectura la 470 presenta recortes en sus núcleos de multiproceso, no en el numero de “clúster” de proceso, que siguen siendo 4 sino en el numero de sus procesadores de streaming que pasan a 14 frente a los 15 de la GTX 480, reduciendo el número de CUDA cores hasta las 448 unidades. Las unidades de texturas también se reducen a 56, cuatro menos, y las de rasterización se quedan en 40, 8 menos. El ancho de banda de sus 1280MB supera los 133GB/s con un bus de 320-Bit.Este modelo cuenta con las mismas prestaciones conectivas y de hecho monta exactamente los mismos dos conectores DVI de doble enlace y el MiniHDMI. Sera un modelo que podremos encontrar por unos 350€ lo que sin duda es un precio mucho más cercano a todo aquel que quiera disfrutar de esta nueva generación de chips con los últimos avances técnicos.
Por fin nos libramos de las ataduras de los cables de sonido en esta nueva generación. Ahora podremos sacar audio digital directamente por su salida HDMI.
Asus como punta de lanza
Asus como punta de lanza. Uno de los fabricantes que pondrá antes en las tiendas estos nuevos modelos de Nvidia es Asus (12 de Abril es la fecha oficial). Juntos llevan meses desarrollando estas nuevas tarjetas durante meses y se han preparado a conciencia para ofrecer desde el primer momento una de sus prestaciones más aclamadas que es “Voltage Tweak” que permitirá realizar overclocking de una forma mucho más eficiente, pudiendo ajustar los voltajes de la tarjeta por software, alcanzando, según la propia Asus, una mejora de hasta el 50% en múltiples aplicaciones. Las tarjetas que presentara Asus, una de las cuales nos ha servido para este análisis, tendrán unos precios un poco más elevados que la media, 375€ para el modelo GTX 470 y 529€ para el GTX 480, pero vendrán presentados con diversas utilidades como las que hemos usado para este análisis. Estas son las imágenes oficiales de ambos modelos que estarán dentro de poco en las tiendas.
Asus dispondrá de modelos para overclocking desde el primer día de lanzamiento comercialdel GF100. Este es su modelo Geforce GTX 480 Voltage Tweak.
Las mismas prestaciones recibirá el modelo Geforce GTX 470 que también dispone de la tecnologíaVoltage Tweak.
PhysX, 3D, DirectX 11 y CUDA
PhysX, 3D, DirectX 11 y CUDA.Si algo podemos encontrar en esta nueva tarjeta es estándares de funciones añadidas para nuestro PC. Las mejores y más extendidas del mercado e una única tarjeta con una potencia sorprendente. Algunas de estas tecnologías como el 3D Nvidia es pionera y no solo en su propio estándar, que es el más extendido en PC, por no decir el único, sino que tendrá soporte, tanto los monitores actuales como sus gafas, para el estándar que se prepara para Bluray y todo tipo de televisores de última generación con soporte 3D. Ahora además, con esta generación, Nvidia añade soporte para hasta tres monitores simultáneos con 3D en cada monitor para una experiencia muy novedosa. El estándar de múltiple monitor de Nvidia, como ahora también el de AMD, permite la corrección de los marcos del monitor para una sensación mas natural de profundidad de juego donde los marcos del monitor no sean demasiado estorbo para la visión general del jugador.
En cuanto a PhysX esta nueva tarjeta permitirá una nueva generación de efectos mucho más elaborados sin necesidad de recurrir a una tarjeta extra que se dedique a estas tareas. Aun así el impacto de rendimiento, como veis en las siguiente tabla extraída de nuestros test, es todavía importante en juegos donde la tecnología PhysX se usa de forma intensiva como en Batman Arkham Asylum. Eso si, la calidad grafica es sorprendente con PhysX activado.
Aunque la Geforce GTX 480 consigue diversificar mas su trabajo esta claroque los juegos requerirán de optimizaciones para que la perdida de rendimiento no sea tan evidentecuando ejecuta dos tareas complejas como en este caso.Esta nueva generación soporta de forma nativa DirectX 11 y su función estrella la telesación de forma excepcional. Nvidia ha dedicado parte de su arquitectura interna solo a esta técnica que promete realismo a base de dividir los polígonos que forman los objetos en pantalla en decenas de ellos más pequeños donde se apliquen las técnicas de iluminación que correspondan logrando un realismo hasta ahora nunca visto en PC. De hecho la nueva generación de juegos, como DIRT2, Metro 2033, Stalker, Alien Vs. Predator y Bad Company 2 sorprenden por su calidad grafica gracias a esta técnica.
La teselacion magnifica los detalles ampliando el numero de polígonos en pantalla.Con CUDA tendremos el mejor soporte de computo general para aplicaciones profesionales y domesticas sobretodo a nivel multimedia, como os mostraremos ahora, donde las mejoras de rendimiento aplicando la potencia del procesador grafico pueden ser espectaculares.
Rendimiento prestaciones añadidas
Rendimiento prestaciones añadidas. Nvidia ha desarrollado un producto que avanza en todos los aspectos donde se espera que avance un chip grafico en la actualidad. Las aplicaciones para un motor grafico son cada vez más diversas sobretodo en el aspecto multimedia y sus prestaciones nos ayudan a disfrutar de mayor potencia de cálculo en todo este tipo de aplicaciones. He querido hacer una pequeña demostración de cómo es capaz de procesar esta tarjeta aspectos como es la producción multimedia con un programa tan extendido como es PowerDirector y que permite la aceleración por tarjeta grafica no solo por chips Nvidia sino también chips AMD así como procesos convencionales únicamente asistidos por el procesador central.
Video en formato 1080p H264 AVC. Tiempo de compresion. Menos es mejor.En esta pequeña comparativa he añadido también a la Radeon 5870 como ejemplo y la verdad es que AMD tiene que optimizar sus opciones en este tipo de aplicaciones para estar a la altura de la nueva competencia. Podemos ver como la GeForce GTX 480 es hasta 5 veces más rápido que el procesador aunque el programa no parece utilizar todos los hilos de nuestro procesador de pruebas cosa que podría mejorar en un 50% el resultado en el mejor de los casos dejando alrededor de una diferencia de 3 veces a favor de la grafica. La Radeon no consigue el mismo resultado, tarda el doble, pero también mejora bastante con respecto al procesador Intel.
Comparativa Rendimiento con Radeon 5870
Comparativa Rendimiento con Radeon 5870.Este es el equipo de pruebas utilizado para la ocasion: Procesador: Intel Core i7 920 a 4GHzPlaca base: Asus Rampage II Gene.Memoria: 6GB DDR3 1600 OCZDisco duro: 1TB Western DigitalFuente alimentacion: PC Power & Cooling 910WT.Grafica: Geforce GTX 480 1.5GB y Radeon 5870 1GBDrivers: Forceware 197.17 y Catalyst 10.3a. Sistema operativo: Windows 7 Ultimate 64-Bit. 3Dmark 2006. DX9.
Diferencias mínimas en este test de referencia basado en DirectX 9.3DMark Vantage. DX10.
La diferencia del resultado de CPU radica en el uso de PhysX en una prueba concreta. Donde además vemos el resultado mas elevado visto nunca incluso con graficas dedicadas a PhysX.Stalker. Call of Pypriat. 1920x1200. Tesselation. Calidad Alta. DX11.
Alien Vs. Predator. 1920x1200. Tesselation. FSAA 4x. Calidad muy alta. DX11.
Colin McRae DIRT 2. 1920x1200. Calidad Alta. FSAA 8x. DX11.
Dawn of War 2. 1920x1200. Calidad Ultra. DX10.
Metro 2033. 1920x1200. Calidad muy alta. DX11.
Resident Evil 5. 1920x1200. Calidad Maxima. FSAA 8x. DX10.
Resultados. Continuación
Resultados. Continuación. Batman Arkham Asylum. 1920x1200. Calidad ultra. Sin PhysX. DX9.
Unigine Heaven Benchmark 2.0. 1920x1200. AF 4x. DX11.
Dark Void. 1920x1200. Calidad Máxima. DX10.
Just Cause 2. 1920x1200. Tesselation. Calidad Muy alta. DX11.
Todos nuestros resultados son a favor de la Geforce GTX 480. Podemos buscar argumentos que compensen como la diferencias de precios o de consumos energéticos pero lo cierto es que la Geforce GTX 480 es en algunas pruebas un 20% mas rápidas y otras apenas un 5%. Esta claro que hay un nuevo rey de la corona del chip grafico mas rápido y ahora es cuando AMD deberá responder. Nvidia ha tardado mas de 6 meses en dar con la solución y veremos ahora lo que puede tardar en AMD en dar su respuesta para volverse a colocar en la cima. También es cierto que aunque Nvidia ahora dispone del chip mas rápido a todas luces la Radeon 5970 de doble chip será mas eficiente en el 90% de los test gráficos que aquí hemos utilizado. De todos modos seguro que en pocos días podemos comprobarlo. Lo que esta claro es que aun estos chips tan potentes, tanto el Nvidia como el AMD, les cuesta mover ciertos juegos DirectX 11 en niveles de calidad elevados, basta ver el Metro 2033, que apenas mantiene tasas "cinematográficas" en niveles de calidad altos.
Análisis y Conclusión
Análisis y Conclusión. Nvidia ha desarrollado un producto que avanza en todos los aspectos donde se espera que avance un chip grafico en la actualidad. Ya no solo esperamos gráficos rápidos sino otras prestaciones añadidas como el soporte 3D de calidad, física aplicada en los juegos, mejoras de procesos multimedia asistidos por el motor grafico y un largo etcétera que está produciendo una rápida evolución de los chips gráficos hacia algo mas generalista. El problema es que Nvidia ha querido avanzar demasiado en este segundo sentido, que es sin duda hacia donde nos dirigimos, pero aun tiene que mantener el lastre de los conceptos clásicos de grafica que aun se utilizan en muchos juegos, y no precisamente antiguos, lo que lastra bastante el desarrollo hacia un chip grafico de computo general puro.
Geforce GTX 480 trabajando duro durante nuestras pruebas.Este proceso les ha llevado más tiempo de lo que a todos nos hubiera gustado y aunque en algunos aspectos las diferencias con la competencia son notables en otros, los más clásicos, el cambio no es tanto como se esperaba. Al final todos estos desarrollos de nuevas tecnologías y aplicaciones no quitan que usamos las tarjetas graficas, más aun de este nivel, fundamentalmente para jugar y esperamos mucho en este sentido.Nvidia tiene un camino difícil por delante sobretodo a la hora de competir en la gama media ya que llevan meses de retraso y tendrán que competir en un mercado donde el consumo energético y los formatos son muy importantes, tanto o más que el precio. En definitiva Nvidia vuelve a tener el chip grafico más potente del mercado (aunque no la tarjeta ya que la Radeon 5970 de doble chip sigue siendo la reina del baile) pero no con la diferencia que todos esperábamos en aspectos como juegos pero si con una arquitectura muy eficiente que la hace brillar en aspectos tan nuevos como es el computo general en chips gráficos logrando un chip muy equilibrado preparado para cualquier cosa.
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