Da parecchie settimane vengono pubblicate online numerose indiscrezioni incentrate sulla prossima generazione di schede video NVIDIA per il segmento top di gamma, con il conseguente debutto di una nuova architettura di GPU che vada a prendere il posto di quelle G80 e G92 utilizzate nelle schede delle serie GeForce 8800 e GeForce 9800. Parliamo di GT200, nome in codice con il quale NVIDIA indica la propria nuova GPU top di gamma.

Le indiscrezioni emerse vengono di fatto pienamente confermate quest'oggi, data di lancio delle nuove soluzioni del produttore americano: NVIDIA ha infatti operato un raddoppio nel numero di stream processors integrati in questa nuova architettura, passando dai precedenti 128 a 240 nella versione top di gamma, la scheda GeForce GTX 280. Questo numero scende a 192 nella soluzione GeForce GTX 260, rinnovando quindi una tradizione consolidata di NVIDIA che vede accanto ad una versione top di gamma una scheda dal costo più accessibile, basata sulla stessa architettura ma con specifiche più ridotte.

NVIDIA GeForce GTX 280

La scheda GeForce GTX 280 riprende in parte la forma delle soluzioni GeForce 9800 GTX recentemente presentate da NVIDIA: costruzione a 2 Slot, con un guscio plastico che ricopre completamente i componenti sia frontalmente che nella parte posteriore in modo da meglio veicolare il flusso d'aria verso l'esterno. Nella parte posteriore della scheda è presente una ventola di raffreddamento, che aspira aria dall'interno del case soffiandola sui dispositivi di raffreddamento così che venga espulsa all'esterno del sistema.

NVIDIA GeForce GTX 260

Molto simile la reference board NVIDIA GeForce GTX 260: le dimensioni esterne sono le stesse e  non cambia il design complessivo, fatta solo eccezione per i connettori di alimentazione: ne troviamo 2 PCI Express a 6 pin per la scheda GTX 260, mentre la proposta top di gamma GTX 280 utilizza un connettore PCI Express a 6 pin affiancato da uno a 8 pin.

Analizziamo quelle che sono le principali caratteristiche tecniche delle schede video GeForce GTX 260 e GTX 280 confrontando le specifiche con quelle delle soluzioni GeForce 8800 e GeForce 9800 disponibili in commercio:

Abbiamo già segnalato quella che è la principale innovazione delle nuove schede video GeForce GTX, cioè il sensibile incremento nel numero degli stream processors rispetto alle precedenti generazioni di schede video basate su architetture G80 e G92: per la scheda GeForce GTX 280 troviamo 240 stream processors, che scendono a 192 per le soluzioni GeForce GTX 260. Approccio simile troviamo per il memory controller, portato a 512bit di ampiezza nelle soluzioni GeForce GTX 280 contro i 384bit delle schede basate su GPU G80 e i 256bit delle proposte dotate di GPU G92: la risultante sono valori di bandwidth massimi teorici della memoria video notevolmente superiori rispetto a quelli delle precedenti soluzioni top di gamma. La scheda GeForce GTX 260 propone un bus memoria da 448 bit, valore quindi inferiore a quello della proposta top di gamma che replica per approccio quanto visto con il lancio delle schede GeForce 8800 GTX e GeForce 8800 GTS del mese di Novembre 2006.

L'adozione di un bus memoria da 512bit di ampiezza ha richiesto l'utilizzo di 16 chip memoria per ogni scheda; il bus a 448bit delle soluzioni GeForce GTX 260 è viceversa ottenuto con 14 chip memoria, in quanto ogni chip è collegato al controller memoria attraverso un bus da 32bit di ampiezza. Ogni chip memoria utilizzato da queste schede ha capacità complessiva di 512 Mbit, o 64 Mbytes: da questo ne risulta una dotazione di memoria video pari a 1 Gbyte per la scheda GeForce GTX 280 e 896 Mbytes per quella GeForce GTX 260. I moduli memoria adottati sono con tecnologia GDDR3, con frequenze di funzionamento rispettivamente pari a 2.214 MHz per la soluzione GeForce GTX 280 e 1.998 MHz per quella GeForce GTX 260.

Al pari delle soluzioni basate su architettura G92 NVIDIA ha implementato nelle schede GeForce GTX 280 e GeForce GTX 260 il proprio video processing engine Pure Video HD di seconda generazione, dotato di una migliore gestione dei flussi video ad alta definizione rispetto a quanto messo a disposizione dal VP1 implementato nelle GPU G80.

Queste sono le principali caratteristiche tecniche delle nuove soluzioni top di gamma NVIDIA; passiamo ora ad un'analisi maggiormente dettagliata di quali siano le peculiarità architetturali delle GPU GT200 e di quali siano le innovazioni implementate da NVIDIA nelle soluzioni GeForce GTX.

In questo capitolo analizzeremo in maggiore dettaglio quale sia l'architettura alla base delle nuove schede video GeForce GTX 280 e GeForce GTX 260, alla cui base troviamo la GPU GT200, decima generazione di architettura per la famiglia di prodotti NVIDIA.

Questo chip è costruito con tecnologia produttiva a 65 nanometri nella fonderia taiwanese TSMC; in totale sono stati integrati circa 1,4 miliardi di transistor, un valore ben superiore a quanto integrato da NVIDIA nelle GPU G92. La risultante è una superficie complessiva del die molto elevata, quantificata in circa 650 millimetri quadrati.

GPU GT200 montata su scheda GeForce GTX 280

Con la GPU GT200 NVIDIA ha preso spunto dall'architettura utilizzata nelle soluzioni G80 e G92, introducendo significative innovazioni ma mantenendo invariato il design di base. Troviamo 240 stream processors (SP) nella scheda GeForce GTX 280, numero che scende a 192 nel modello GeForce GTX 260, raggruppati a gruppi di 8 ciascuno in quelli che vengono indicati con il nome di streaming multiprocessors (SM). Un gruppo di 3 streaming multiprocessors viene indicato con il nome di thread processing cluster o TPC: abbiamo quindi in totale 10 TPC e 30 SM per ogni scheda video GeForce GTX 280, mentre per le soluzioni GeForce GTX 260 il numero di TPC scende a 8 e quello degli SM è pari a 24.

Nelle soluzioni G80 e G92 troviamo sempre SM costituiti da 8 stream processors, ma sono presenti 2 SM per ogni TPC e un totale di 8 TPC. NVIDIA ha quindi mantenuto invariato il numero di core integrati in ogni streaming multiprocessors, aumentando tuttavia sia il numero di streaming multiprocessors integrati in ogni thread processing cluster che il numero complessivo di questi ultimi.

schema di funzionamento della GPU GT200

Lo schema dell'architettura permette di capire chiaramente come NVIDIA abbia suddiviso internamente le varie unità di elaborazione. Nella parte superiore della GPU trova posto la logica che gestisce la suddivisione dei vari thread all'interno dei core, accanto alle unità per il setup e la rasterizzazione.

I 10 blocchi identici sono i TPC, all'interno dei quali sono chiaramente visibili le 3 SM, ciascuna dotata di 8 SP. Per ogni SM sono associate una unità di elaborazione full precision, indicata in colore verde nella parte superiore dell'SM, e due texture units distinguibili dal colore marrone. Ogni stream processor è capace di eseguire operazioni sia con interi che in virgola mobile, accedere alla memoria ed eseguire operazioni di logica. L'architettura è con pipeline multiple, in grado di eseguire una istruzione per ogni thread per ogni ciclo di clock.

Confrontando GT200 con G80 e G92 notiamo quindi chiaramente come NVIDIA sia intervenuta incrementando le varie unità di elaborazione, riprendendo tuttavia l'architettura della propria prima generazione di GPU di tipo unificato. Troviamo tuttavia numerose altre innovazioni all'interno di questa GPU, mirante a incrementare efficienza e prestazioni rispetto a quanto messo a disposizione da G80 e G92. Il file di registro locale interno ad ogni SM è stato raddoppiato rispetto a quello implementato nelle GPU G80 e G92; questo permette alla GPU GT200 di elaborare un numero maggiore di shader, o shader di più elevata complessità, senza necessità di eseguire swap verso la memoria con un conseguente impatto negativo sulle prestazioni.

NVIDIA ha operato varie ottimizzazioni interne alle special function unit interne agli SM, così da ottenere superiore efficienza nell'utilizzo di istruzioni in virgola mobile MUL. In particolare ogni stream processor può elaborare quasi a piena velocità due operazioni di tipo MAD (Multiply-Add) e una di tipo MUL, utilizzando l'unità MAD integrata nello stream processor per eseguire un MUL e un ADD per ogni ciclo di clock, accanto all'unità SFU che esegue una seconda operazione MUL.

La risultante di questa potenzialità di ogni stream processor è una potenza elaborativa di picco pari a 933 Gigaflops in elaborazioni in virgola mobile single precision, IEEE 754, ottenuti eseguendo con 240 stream processors 3 operazioni per ciclo di clock alla frequenza di 1.296 MHz. Questo dato è ovviamente un massimo teorico: NVIDIA ha misurato una efficienza complessiva, in questa condizione di elaborazione massima, molto elevata pari a oltre il 90%.

Abbiamo segnalato come all'interno di ogni SM sia presente una unità di calcolo double precision: NVIDIA ha infatti implementato nelle GPU GT200 anche questa funzionalità, particolarmente importante soprattutto nel momento in cui la GPU viene utilizzata per elaborazioni di GPU Computing, cioè per calcoli paralleli tipicamente delegati alla cpu, grazie all'utilizzo della tecnologia CUDA. Considerando che ogni 8 stream processor è presente una unità di calcolo double precision, la potenza elaborativa massima effettivamente ottenibile in double precision con una GPU GT200 è circa pari a 90 Gigaflops.

Nelle GPU GT200 troviamo un totale di 80 texture unit, contro le 64 integrate da NVIDIA in G80 e G92. Così come visto per le precedenti generazioni di GPU, anche per GT200 troviamo un bilanciamento pieno tra capacità di indirizzare le textures e di filtrarle. Le unità implementate permettono infatti di indirizzare 80 textures in totale per ogni ciclo di clock, oppure di filtrare 80 pixel bilinerar o 40 pixel filtrati 2:1 anisotropic.

Architettura simile anche per le ROPs, incrementate dalle precedenti 24 a 32: ritroviamo supporto a AA supersampled, multisampled, transparency adaptive e coverage sampling, oltre al blending di frame buffer di render target surfaces in virgola mobile, sia FP16 che FP32. Le ROPs possono operare con un output massimo di 32 pixel per clock, ottenuto con l'elaborazione di 4 pixel per ciclo di clock per ciascuna delle 8 partizioni; nello schema di funzionamento della GPU GT200 si notano le 8 partizioni nella parte inferiore, ciascuna collegata direttamente a due coppie di chip memoria con un bus a 64bit. Se con le GPU G80, dotate di 24 ROPs al proprio interno, era possibile avere 24 pixel per clock di output e 12 pixel per clock in blend, con GT200 NVIDIA è passata a 32 ROPs con 32 pixel per clock in output e 32 pixel per clock in blend: le nuove unità, infatti, possono eseguire blend a velocità doppia rispetto a quelle implementate in G80.

Uno dei principali limiti delle soluzioni G80 e G92 erano le prestazioni con geometry shader: NVIDIA è intervenuta in GT200 per migliorare sensibilmente questo elemento architetturale, portando ad un incremento di 6 volte dei buffer di output interni alla GPU. Sono presenti varie ottimizzazioni minori all'interno della GPU: il protocollo di comunicazione è stato migliorato così da incrementare l'efficienza nelle trasmissioni tra il driver e il front end

Partendo dall'immagine di una scheda GeForce GTX 280 con dissipatore di calore rimosso possiamo analizzare le innovazioni introdotte da NVIDIA sul versante memoria. Per questa scheda troviamo l'utilizzo di 16 moduli memoria, ciascuno con un bus da 32bit di ampiezza per un totale di 512bit; la risultante è una bandwidth massima pari a ben 141,7 Gbytes al secondo, grazie all'utilizzo di moduli memoria GDDR3 da 2.214 MHz di clock. Per la scheda GeForce GTX 260 troviamo 14 chip memoria, per un'ampiezza di bus complessiva di 448bit che abbinati a memoria GDDR3 con clock di 1.990 MHz portano ad una bandwidth massima di 112 Gbytes al secondo.

NVIDIA ha scelto, con queste schede, di montare i chip memoria su entrambi i lati del PCB; con le soluzioni GeForce 8800 e GeForce 9800 il produttore americano ha potuto implementare un design che prevedesse moduli memoria montati solo sulla superficie superiore del PCB, con un massimo di 12 chip utilizzati dalle schede GeForce 8800 GTX e GeForce 8800 Ultra per via del bus da 384bit di ampiezza.

Un così elevato numero di chip memoria ha portato ad un incremento nel quantitativo di memoria video presente sulla scheda. La soluzione GeForce GTX 280 integra 1 Gbyte di memoria video, quantitativo che scende a 896 Mbytes nella scheda GeForce GTX 260: questi valori dovrebbero permettere di meglio sfruttare risoluzioni video molto elevate con quei titoli che si dimostrino essere particolarmente esigenti in termini di dotazione massima di memoria, evitando che i frames al secondo possano venir fortemente penalizzati proprio dalla dimensione del frame buffer non sufficiente con specifiche impostazioni di risoluzione e impostazioni qualitative.

Un elemento di continuità tra le precedenti schede video NVIDIA e le soluzioni GeForce GTX 260 e 280 è la tecnologia SLI: su entrambe le schede sono presenti due distinti connettori, con i quali poter configurare sistemi SLI tradizionali o Triple SLI. Manca il supporto alla tecnologia Quad SLI, in quanto quest'ultima è ottenuta affiancando in SLI due schede video dotate ciascuna di due GPU, per un totale quindi di quattro GPU contemporaneamente presenti nel sistema.

Le connessioni presenti sulle schede GeForce GTX 200 sono due dual link DVI, capaci di gestire anche segnale HDMI attraverso un adattatore apposito, oltre al tradizionale connettore per output TV anche di tipo video component. I due link DVI sono compatibili con le specifiche HDCP, permettendo quindi di inviare segnali video ad alta definizione protetti come quelli dei supporti Blu-ray anche su display che utilizzino risoluzione superiore a quella di 1920x1080 pixel, sfruttando completamente tutta la risoluzione video a disposizione. La connessione HDMI video può essere affiancata anche dal segnale audio, grazie ad un connettore SPDIF integrato sulla scheda video posizionato accanto ai due connettori di alimentazione.

Segnaliamo come NVIDIA abbia implementato con le GPU GT200 la gestione dell'output video a 10bit per componente; con le GPU precedenti le elaborazioni venivano sempre eseguite internamente con precisione di 10bit per componente, ma limitando l'output video a 8bit per via delle tecnologie display disponibili sul mercato. Per poter sfruttare appieno questa funzionalità sarà ovviamente necessario utilizzare un display con supporto a segnali 10bit per componente.

Dopo aver analizzato le caratteristiche architetturali delle nuove schede video NVIDIA, passiamo ad eseguire un confronto diretto con le due proposte top di gamma GeForce 9800 GTX e GeForce 9800 GX2 nel verificare quali siano le innovazioni introdotte da NVIDIA con la serie GeForce GTX 200. Nel condurre questo confronto bisogna tuttavia evidenziare le differenze architetturali tra le due GPU NVIDIA della serie GeForce 9800: il modello GTX è a singola GPU, con frequenze di funzionamento molto elevate sia per memoria che per GPU e stream processors. La soluzione GX2 invece ha architettura a due GPU che operano in parallelo, con frequenze di clock più conservative ma con un raddoppio di tutte le unità di elaborazione.

La tabella seguente procediamo ad un confronto tra la precedente proposta NVIDIA top di gamma tra le schede basate su singola GPU, il modello GeForce 9800 GTX:

Confrontando la scheda GeForce 9800 GTX con il modello GeForce GTX 260 evidenziamo significativi incrementi in tutti gli elementi base dell'architettura, con l'unica eccezione delle unità per il filtraggio delle textures che sono rimaste invariate in numero di 64. Passiamo da un aumento del 50% degli stream processors, incrementati da 128 a 192, sino a un incremento del 59% nella bandwidth della memoria video, ottenuto principalmente grazie all'incremento del bus da 256bit a 448bit.

Spostandoci alla soluzione GeForce GTX 280 i margini di incremento sono ancora più netti: è moltiplicato per due il numero di ROPs e grazie al raddoppio della bandwidth della memoria video otteniamo un incremento complessivo del 78% della bandwidth della memoria. Le texture filtering unit passano da 64 sino a 80, mentre gli stream processors passano da 128 sino a 240 per un incremento complessivo dell'87%.

Ripetiamo ora la stessa analisi prendendo tuttavia quale riferimento il modello GeForce 9800 GX2, proposta dual GPU punto di riferimento prestazionale nel segmento desktop top di gamma per NVIDIA sino al debutto delle schede GeForce GTX 280.

Il confronto è in questo caso più complesso, in quanto la scheda GeForce 9800 GX2 utilizza due GPU operanti in parallelo sullo stesso PCB. Partendo dalla scheda GeForce GTX 260 notiamo come le specifiche siano sempre inferiori, benché non in misura eccessivamente elevata: dimezzato il numero di texture filtering unit, che del resto nelle schede GeForce GTX 260 è identico a quello delle GPU G92 e inferiore del 25% il numero di stream processors complessivamente a disposizione del sistema. Il divario è più ridotto per quanto riguarda la bandwidth della memoria video, che complice il bus da 448bit di ampiezza è solo inferiore del 12,5% rispetto a quella di 128 Gbytes al secondo della scheda GeForce 9800 GX2.

Passando alla soluzione GeForce GTX 280 evidenziamo come NVIDIA sia di fatto riuscita nell'intento di integrare in questa scheda video specifiche tecniche molto vicine a quelle di una soluzione top di gamma con due GPU come la scheda GeForce 9800 GX2. Se il numero di stream processors della scheda GeForce GTX 280 è solo marginalmente inferiore a quello della proposta GeForce 9800 GX2, la bandwidth della memoria video della nuova scheda NVIDIA è superiore dell'11% fermo restando il numero complessivo di ROPs. Anche in questo caso, come visto nel confronto con la scheda GeForce GTX 260, il divario principale è nel numero di texture filtering unit, pari a 80 contro le 128 complessive a disposizione delle due GPU G92 montate sulla scheda GeForce 9800 GX2.

Passando al versante memoria è indispensabile precisare che la dotazione complessiva della scheda GeForce 9800 GX2, pari a 1 Gbyte, debba essere più correttamente letta come due blocchi da 512 Mbytes di capacità ciascuno associato ad una delle due GPU. Per questo motivo la capacità massima del frame buffer di questa scheda video è assimilabile a quella di una scheda con 512 Mbytes di memoria video, risultando essere quindi ben inferiore a quella delle soluzioni GeForce GTX 260 e GeForce GTX 280 all'atto pratico.

NVIDIA ha implementato nelle GPU GT200 una serie di funzionalità miranti al massimo contenimento dei consumi di funzionamento, nel momento in cui non vengano richieste tutte le potenzialità di elaborazione della GPU. Detto in altro modo, quindi, le schede GeForce GTX 280 e GeForce GTX 260 fanno registrare consumi inferiori, sulla carta, rispetto a quanto fornito dalle soluzioni GeForce 8800 e GeForce 9800 di precedente generazione. Tra queste ultime due, inoltre, dobbiamo ricordare come le soluzioni basate su GPU G92 vantino consumi più ridotti, grazie principalmente ai vantaggi della tecnologia produttiva a 65 nanometri contro quella a 90 nanometri utilizzata per le soluzioni G80.

NVIDIA dichiara valori di consumo della sola scheda video pari, per la soluzione GeForce GTX 280, a circa 25 Watt in modalità idle, quindi con desktop di Windows in 2D; il consumo della scheda passa a 35 Watt nel momento in cui si riproducono filmati ad alta definizione mentre sale a 236 Watt come scenario limite massimo nel momento in cui vengono eseguite le più intense applicazioni 3D possibili. Le schede GeForce GTX, al pari delle soluzioni GeForce 9800, sono pienamente compatibili con la tecnologia Hybrid Power: questo implica che utilizzando una scheda madre con supporto a questa tecnologia è possibile spegnere del tutto la scheda video, utilizzando la GPU integrata nel chipset, nel momento in cui il sistema venga utilizzato solo con applicazioni 2D.

La tabella seguente riporta i livelli di consumo registrati, direttamente alla presa di corrente a monte dell'alimentatore, dal sistema di test così configurato:

• scheda madre XFX nForce 790i Ultra SLI (chipset NVIDIA nForce 790i Ultra SLI, Socket 775 LGA);
• processore Intel Core 2 Extreme QX9770: clock 3,2GHz, bus quad pumped 1.600 MHz, architettura quad core, 12 Mbytes cache L2;
• memoria Crucial DDR3-1600 (7-7-7-20 2T)
• alimentatore Enermax Galaxy 1000w.

Il consumo è stato misurato in quattro scenari diversi: idle, con CPU sotto stress (grazie al tool Orthos, installato in due percorsi differenti per caricare tutti e quattro i core), con CPU e GPU sotto stress (aggiungendo al precedente anche l'esecuzione della scena 18 del benchmark Shadermark), oltre che in uno scenario di gioco particolarmente gravoso per il sistema. Nel nostro caso abbiamo scelto Crysis, impostazioni Very High e DX10 alla risoluzione di 1920x1200 pixel. Abbiamo così cercato di riprodurre uno scenario reale, lontano dai picchi ottenibili con strumenti in grado di mettere davvero alle strette la GPU, ma lontani dall'ambiente videoludico.

Analizzando i risultati ottenuti dalle nostre misurazioni vengono confermate le informazioni fornite da NVIDIA: in idle il sistema con scheda GeForce GTX 280 ha un consumo complessivamente inferiore alle due soluzioni GeForce 9800 basate su GPU G92, con un divario decisamente elevato se prendiamo quale riferimento la scheda GeForce 9800 GX2. Il quadro rimane ovviamente simile anche portando ad una occupazione del 100% i 4 core del processore Intel Core 2 Extreme QX9770, in quanto la scheda video continua a restare in modalità idle non venendo eseguite applicazioni 3D.

Saturando al 100% la GPU, attraverso il benchmark Shadermark, notiamo come la scheda dal consumo più ridotto sia quella GeForce 9800 GTX, del resto la meno potente tra quelle inserite in questo confronto; il sistema dotato di scheda GeForce GTX 280 si pone a metà strada tra GeForce 9800 GTX e GeForce 9800 GX2, confermando quindi come NVIDIA sia stata capace di ottenere un netto incremento prestazionale senza incidere eccessivamente sui consumi a pieno carico.

Grazie all'utility RivaTuner scopriamo quale sia la ricetta di NVIDIA per ottenere valori di consumo molto bassi in idle: si tratta di clock throttle, cioè della riduzione delle frequenze di funzionamento sia di GPU che di stream processors nel momento in cui non vengono eseguite applicazioni 3D. Per il clock della GPU la frequenza è pari a 301 MHz, contro i 602 MHz di pieno carico; gli stream processors passano invece da 100 MHz in idle a 1.296 MHz a pieno carico. Notiamo inoltre come anche per la memoria video vi sia una variazione nella frequenza di clock, che passa dai 100 MHz delle applicazioni 2D a 1.107 MHz (2.214 MHz effettivi) nel momento in cui vengono eseguite applicazioni 3D.

connettori a 6 e 8 pin per la scheda GeForce GTX 280

Parlando di consumi evidenziamo quali siano i requisiti minimi di sistema per le due nuove schede GeForce GTX: il modello GeForce GTX 280 richiede alimentatore da almeno 550 Watt, capace di erogare 40 A su linea da 12V, con un connettore PCI Express a 8 pin e un secondo connettore PCI Express da 6 pin. Per la scheda GeForce GTX 260 le specifiche prevedono alimentatore da almeno 500 Watt, capace di erogare 36 A su linea da 12V, con due connettori PCI Express da 6 pin.

Accanto alle tradizionali rilevazioni dei consumi delle schede video abbiamo misurato anche l'efficienza del sistema di raffreddamento implementato da NVIDIA nella propria reference board GeForce GTX 280; le rilevazioni sono state eseguite con il tool RivaTuner sia in idle che mandando in esecuzione la scena 18 del benchmark Shadermark, quella con la quale abbiamo evidenziato consumi e temperature in assoluto più elevate. A completare il quadro abbiamo inserito anche la rilevazione massima ottenuta nel corso di alcune sessioni di benchmarking con Crysis.

I valori di temperatura rilevati nel corso dei test seguono di pari passo quanto visto nella pagina precedente con le analisi dei consumi: in idle la scheda GeForce 280 GTX, complice la frequenza di clock molto ridotta della GPU, riesce a far registrare i valori di temperatura più ridotti. Richiedendo alla GPU di eseguire elaborazioni 3D la temperatura sale in modo proporzionale, con valori più elevati di quelli della scheda GeForce 9800 GTX in entrambe le condizioni di test ma con un massimo che non raggiunge quello della soluzione GeForce 9800 GX2.

Le specifiche tecniche NVIDIA prevedono sia per GeForce GTX 280 che per GeForce GTX 260 una temperatura di funzionamento massima della GPU pari a 105 gradi centigradi, oltre la quale il sistema di hardware monitoring integrato nella GPU provvede a diminuire automaticamente la frequenza di clock così da ridurre la temperatura.

Poche o nulle le novità da segnalare sotto il profilo della rumorosità: con una misurazione effettuata a 10cm, ponendosi di fronte alla ventola, abbiamo ottenuto risultati tutto sommato simili per tutte le schede. Strutturalmente la nuova GeForce 280 GTX assomiglia molto alla GeForce 9800 GTX, dalla quale prende in prestito, con alcune marginali differenze di costruzione, il sistema di dissipazione con ventola a turbina, heat pipe e lamelle, incapsulate in un guscio di plastica.

Configurazione di test

Questa la configurazione hardware utilizzata nei test:

• scheda madre XFX nForce 790i Ultra SLI (chipset NVIDIA nForce 790i Ultra SLI, Socket 775 LGA);
• processore Intel Core 2 Extreme QX9650: clock 3GHz, bus quad pumped 1.333 MHz, architettura quad core, 12 Mbytes cache L2;
• memoria Crucial DDR3-1333 (7-7-7-20 2T);
• alimentatore Enermax Galaxy 1000w;
• driver ATI Catalyst 8.5;
• driver NVIDIA Forceware 177.34;
• sistema operativo Windows Vista Ultimate 32bit.

Queste le specifiche delle schede video confrontate in questa analisi:

• NVIDIA GeForce 280 GTX: clock GPU 602 MHz; 240 stream processors con clock di 1.296 MHz; 1 Gbyte memoria video a 2.214 MHz di clock;
• NVIDIA GeForce 9800 GX2: clock GPU 600 MHz; 2x128 stream processors con clock di 1.296 MHz; 1 Gbyte memoria video a 2.000 MHz di clock;
• NVIDIA GeForce 9800 GTX: clock GPU 675 MHz; 128 stream processors con clock di 1.296 MHz; 512 Mbytes memoria video a 2.200 MHz di clock;
• ATI Radeon HD 3870 X2: clock GPU 825 MHz; 2x320 stream processors; 1 Gbyte memoria video a 1.800 Mhz di clock.

Prima di passare all'analisi prestazionale con giochi 3D, analizziamo con alcuni benchmark sintetici le innovazioni architetturali implementate nella scheda GeForce GTX 280 a confronto con la soluzione GeForce 9800 GTX.

3D Mark 2006 fornisce informazioni interessanti sul fill rate multi-texturing della nuova proposta top di gamma NVIDIA, sensibilmente superiore rispetto a quanto ottenibile con la scheda GeForce 9800 GTX; in questo risultato incide ovviamente anche la bandwidth della memoria video, che è stata sensibilmente incrementata nella scheda GeForce GTX 280. Risultati altrettanto interessanti con i test di pixel shader e SM 3.0, benché con le nuove architetture DirectX 10 questi test tendano a rivestire un ruolo complessivamente meno importante.

Le innovazioni nella gestione del geometry shader sono chiaramente evidenziare dai risultati ottenuti con uno dei test di Rightmark 3D 2.0, nel quale la soluzione GeForce 280 GTX è almeno 1 volta e mezza sempre più veloce della scheda GeForce 9800 GTX. Risultati invece molto allineati con vertex texture fetch, con solo marginali incrementi prestazionali per la nuova proposta top di gamma NVIDIA.

Shadermark evidenzia significativi incrementi nella capacità di elaborazione degli shader con la nuova scheda video NVIDIA top di gamma; del resto l'incremento nel numero di stream processors da 128 a 240 ha questa diretta ripercussione. Analizzando i vari test possiamo quantificare un incremento medio delle prestazioni di circa il 58% nell'elaborazione degli shader proposti da Shadermark, valore non allineato con l'incremento dell'87% degli stream processors della scheda GeForce GTX 280 in quanto le prestazioni non sono unicamente limitate dal numero degli stream processors ma anche dalla loro frequenza di funzionamento.

Le schede inserite nella comparativa sono state scelte prendendo l'attuale top di gamma NVIDIA a singolo chip, GeForce 9800 GTX, così come quella a doppia GPU GeForce 9800 GX2; per quanto riguarda ATI la scelta è ricaduta sul modello Radeon 3870x2, attuale proposta top di gamma in attesa del debutto delle nuove soluzioni Radeon HD 4800. I test sono stati condotti utilizzando fino a tre risoluzioni: 2560x1600, 1920x1200 e 1680x1050 pixel. L'ordinamento dei risultati nei grafici è stato effettuato in base a quelli ottenuti alla risoluzione di 1920x1200 pixel e non a quella massima, 2560x1600 pixel, in quanto ben lontana dall'essere utilizzata in maniera significativa anche dagli appassionati più esigenti.

Iniziamo l'analisi delle prestazioni prendendo in considerazione uno dei titoli più importanti dell'ultimo periodo, ovvero Crysis. In abbinamento alle librerie DirectX9 e impostazioni High, la nuova scheda di casa NVIDIA si pone al vertice della nostra classifica stilata in base al frame rate ottenuto a 1920x1200 pixel. Stupisce inoltre il valore di poco superiore alla già ottima GeForce 9800 GX2, mentre risultano staccate le due schede ATI Radeon 3870x2 e GeForce 9800 GTX.

Di gran lunga ridimensionato il frame rate medio passando alle librerie DirectX10 ed impostazioni Very High. Anche in questo caso la nuova GeForce 280 GTX stacca nettamente la concorrenza, anche della stessa NVIDIA, ma non riesce ancora a garantire a queste risoluzioni un livello di giocabilità accettabile.

Con Half Life 2 Episode 2, utilizzando le impostazioni 8x per il filtro Anti Aliasing e Filtro Anisotropo 16x, librerie DirectX9 e HDR completo, emergono dati interessanti. Prima di tutto possiamo notare come la scheda GeForce 280 GTX ottenga ottimi risultati in senso assoluto; lo stesso vale del resto anche per la ATI Radeon 3870x2, in grado di trarre con questo titolo ottimi benefici in termini di frame rate grazie alla configurazione Crossfire con 2 GPU in parallelo. Non sempre infatti disporre di due GPU operanti in parallelo è garanzia di miglioramento delle prestazioni, in quanto vi possono essere scenari in cui tale configurazione può portare a pochi benefici, o addirittura peggiorare la situazione.

Molti i fattori in gioco, fra cui la compatibilità del titolo e l'ottimizzazione dei driver. In questo caso infatti possiamo notare come la scheda GeForce 9800 GX2, ottima in altri ambiti, si faccia superare da tutte le schede del lotto, comprese la GeForce 9800 GTX a singola GPU; inq uesto caso tuttavia un ruolo predominante è rivestito dal codice del gioco, fortemente cpu limited con schede video di questa potenza elaborativa anche utilizzando anti aliasing 8x e utilizzando risoluzioni video estreme.

Con PT Boats ritroviamo invece la situazione già vista in parte con Crysis: la nuova GeForce 280 GTX riesce ad avere la meglio anche sulla GeForce 9800 GX2, forte di un quantitativo di memoria di 1024MB su bus da 512bit a disposizione della GPU. Questo titolo è infatti molto legato alle prestazioni e al quantitativo di memoria, che ha permesso però anche alla GeForce 9800 GX2 di ottenere ottimi risultati, sebbene la gestione dei due set memoria da 512MB ciascuno risulti del tutto differente. Qualche problema con la ATI Radeon 3870x2, che non riesce a replicare le performance viste in altri test, complice forse la scarsa scalabilità delle componenti raddoppiate in questo scenario di gioco.

Utilizzando la scena DM-ShangriLa_fly e DirectX10, ritroviamo quello che è il leitmotiv di questa analisi prestazionale: la nuova scheda GeForce 280 GTX fa segnare ottime prestazioni, molto simili a quelle della top di gamma NVIDIA a doppio processore grafico. Notevoli inoltre le differenze con la già ottima GeForce 9800 GTX, mentre a metà strada fra le due soluzioni troviamo il modello ATI Radeon 3870x2. Tutte le schede hanno comunque fatto segnare frame rate di tutto rispetto, anche alla risoluzione massima di 2560x1600 pixel.

Company of Heroes premia l'architettura dual GPU della scheda GeForce 9800 GX2, con frames al secondo superiori alla nuova GeForce GTX 280  benché con un distacco più netto solo alla risoluzione video di 2560x1600 pixel. ben più distanziate le schede GeForce 9800 GTX e Radeon 3870x2, a tutte le risoluzioni di test.

Con Supreme Commander ci troviamo di fronte ad un esempio in cui l'operatività in parallelo di due GPU, in questo caso quelle della GeForce 9800 GX2 con le due GPU in configurazione SLI, è in grado di garantire ottime prestazioni. Distanziata di una quindicina di frame troviamo la nuova GeForce 280 GTX, mentre neppure troppo lontane ritroviamo le due schede Radeon 3870x2 e GeForce 9800 GTX.

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Valori molto interessanti, alla risoluzione di 1920x1200 pixel, per le due schede NVIDIA GeForce 280 GTX e 9800 GX2, con valori medi superiori ai 40fps. Un buon risultato, considerando le impostazioni di 4x per quanto riguarda il fitro Anti Aliasing ed i 16x di quello Anisotropo, sfruttando le librerie DirectX10.

Abbiamo aggiunto in questa suite di test il recente benchmark fornito assieme alla versione demo del gioco Devil May Cry 4, che riproduce 4 scene differenti di gioco, fornendo alla fine del test quattro valori, ovvero il frame rate medio di ogni scena. Anche in questo caso la GeForce 280 GTX stacca la concorrenza, seguita dalle ottime prestazioni della Radeon 3870x2, evidentemente ben supportata dal titolo. Valori tutto sommato simili per GeForce 9800 GTX e 9800 GX2, in affanno con buona probabilità a causa di una mediocre scalabilità delle due GPU operanti in parallelo in questo ambito.

Due le schede pervenute nei nostri uffici, oltre al modello reference di NVIDIA: stiamo parlando di due versioni commerciali prodotte da Zotac e Point of View, interessanti in quanto equipaggiate con chip operanti a frequenze superiori rispetto a quelle della reference board.

Point of View ci ha messo a disposizione il proprio modello GeForce 280 GTX Extreme Overclok Edition, identico sotto il profilo estetico rispetto alla reference board, ma con frequenze operative di 650MHz per quanto riguarda la GPU (600MHz la reference), 2300MHz per i chip memoria (2200MHz il chip base), 1400MHz per gli stream processor (contro i 1296MHz del modello analizzato nei test).

La dotazione comprende due cavi 6pin e 8pin di alimentazione, che permettono a chi non disponesse di un alimentatore con cavi appositi di utilizzare la scheda, un adattore DTI-to-VGA, uno HDMI, cavetto audio e il titolo Assassin's Creed in dotazione, oltre ovviamente alla consueta manualistica ed ai driver. Point of View propone questa scheda ad un prezzo ufficiale di 565,00€ IVA compresa, nel mercato retail italiano.

Zotac ha invece messo a disposizione la propria versione GeForce 2800 GTX in versione AMP!, con frequenze operative di GPU, memorie e stream processor rispettivamente di 700MHz, 2300MHz e 1400MHz.

La differenza rispetto al modello Point of View è quindi solo nella frequenza della GPU, mente risulta praticamente invariata la dotazione fornita in bundle sul fronte hardware. Differente il titolo scelto da Zotac per il proprio bundle, che comprende il gioco Racedriver GRID. Questa scheda viene proposta al prezzo di 579,00€ IVA inclusa nel mercato italiano.

Nei prossimi giorni analizzeremo in dettaglio queste due soluzioni GeForce GTX 280 overcloccate di serie, assieme ad altre schede GeForce GTX 280 che per le tempistiche di lancio fissate da NVIDIA non è stato possibile inserire in questo articolo; approfondiremo quindi l'analisi con prodotti retail in una comparativa specifica di schede GeForce GTX 280.

Alla luce di quanto osservato nel corso di questi primi test, NVIDIA porta sul mercato una soluzione davvero interessante, in grado di confermarsi al vertice sotto il profilo prestazionale fra le schede a singola GPU, superando in alcuni ambiti anche quelle a doppio processore grafico sempre di casa NVIDIA, praticamente sempre quella della concorrenza ATI. Getteremmo però benzina sul fuoco sempre acceso dell'eterna lotta fra gli appassionati di un brand o dell'altro, senza fornire ulteriori spiegazioni.

Da tempo, ormai, NVIDIA e AMD, con i propri chip video a marchio ATI, hanno scelto di percorrere strade differenti. Da una parte troviamo NVIDIA che, pur avendo messo a listino un prodotto a doppia GPU, continua a credere nello sviluppo di chip sempre più potenti, da montare poi in schede video dalle prestazioni esuberanti, così come il prezzo di acquisto. AMD, dal canto suo, offre schede a singola o doppia GPU che compensano con un prezzo di acquisto inferiore i frame al secondo che la separano dalle rivali.

La stessa filosofia di approccio verrà infatti seguita da AMD anche per la prossima generazione di proprie GPU top di gamma, modelli della serie ATI Radeon HD 4800; queste soluzioni debutteranno ufficialmente la prossima settimana, pertanto non possiamo ancora anticiparne in dettaglio le caratteristiche tecniche ed eseguirne un confronto prestazionale con le schede concorrenti di NVIDIA.

La scelta di utilizzare architetture dual GPU per schede video top di gamma ha una motivazione valida alle spalle, quella cioè di permettere di ottenere validi incrementi prestazionali senza dover necessariamente sviluppare architetture di GPU che siano massicce, in termini di tecnologia integrata, e per questo motivo decisamente costose da sviluppare e da produrre. NVIDIA non disdegna questo approccio, come del resto visto con le schede GeForce 9800 GX2, ma preferisce sempre proporre nella propria gamma di soluzioni anche GPU top di gamma che con un design singolo siano in grado di fornire nuovi riferimenti prestazionali in senso assoluto.

Del resto questo risultato è stato pienamente raggiunto con le nuove schede GeForce GTX 280, che a tutti gli effetti sono al momento attuale quanto di più veloce sia disponibile sul mercato nel segmento delle schede video a singola GPU. Salvo alcuni test, le nostre analisi hanno mostrato come le nuove schede GeForce GTX 280 siano anche le più veloci in assoluto, distanziando le proposte GeForce 9800 GX2 che solo da pochi mesi NVIDIA ha immesso in commercio.

Siamo rimasti soddisfatti di queste nuove proposte top di gamma NVIDIA sotto quasi tutti i punti di vista. Il quasi è presto spiegato con il prezzo di acquisto, indicatoci da NVIDIA in circa 550,00 Euro IVA compresa, valore indicativo. Si tratta di una cifra elevata in assoluto, alla quale si possono trovare anche alcuni PC portatili. A questo prezzo si possono comprare due schede ATI Radeon 3870x2 o due soluzioni GeForce 9800 GTX, ed avanzare ancora denaro. E' in ogni caso la cifra con cui NVIDIA propone le proprie top di gamma all'esordio, forte del fatto di avere fra le mani la migliore proposta sul mercato.

Nei prossimi giorni approfondiremo l'analisi con una comparativa tra varie schede video GeForce GTX 280 dalle differenti frequenze di funzionamento; con un secondo articolo, in pubblicazione nella giornata di domani, analizzeremo inoltre le GPU GT200 in ambito di utilizzo GPU Computing, vedendo quindi come queste siano state utilizzate da NVIDIA nella nuova famiglia di prodotti Tesla. Non appena disponibili analizzeremo inoltre anche le schede video GeForce GTX 260, basate sulla stessa architettura GT200 ma proposte ad un costo complessivo inferiore.