کارت گرافیک Nvidia GeForce GTX 560 Ti

برای کسانی که طی سال های گذشته بازار کارت های ویدئویی را دنبال کرده اند، Nvidia و عنوان Ti خاطراتی را برای شان زنده می کند. در اوایل سال های دهه 2000 میلادی، Nvidia تعدادی از کارت های گرافیکی را در سری GeForce خود با مشخصه Ti طراحی و معرفی کرد. آیا GeForce4 Ti 4800 را به خاطر می آورید؟
Nvidia چندین سال است که از (Ti (titanium استفاده نکرده به همین دلیل است که امکان دارد انتشار و عرضه کارت ویدئویی GTX 560 Tiکمپانی Nvidia برای افرادی که به شکل حرفه ای در حوزه کارت های گرافیک کار می کنند، یادآوری گذشته ها باشد.
Nvidia به طور رسمی اعلام نکرده که چرا مجدداً از پسوند Ti در GTX 560 استفاده کرده است اما این امر نشان می دهد که این کارت ویدئویی جدید تلفیق خوبی از ارزش و کارآیی را فراهم می آورد. GTX 560 Ti یک کارت گرافیکی با قیمتی زیر 250 دلار خواهد بود که آن را در جایی قرار می دهد که Jutin Walker، مدیر تولید Nvidia آن را "نقطه ای شیرین " در بازار کارت ویدئویی می داند.

تغییرات انجام گرفته در GPU
 

رمز و راز نهفته در GTX 560 Ti، پردازنده گرافیکی GF 114 آن است. Nvidia این پردازنده گرافیکی را به عنوان ارتقایی برای GF104 جولای گذشته معرفی و به دنبال پیروی از همین الگوی مشابه، GF110 را در اواخر سال 2010 که ارتقایی برای GF110 به شمار می رفت، معرفی کرد. تمام این چهار چیپ، بخشی از خانواده Femi از GPU های Nvidia هستند اما GF104 و GF114 چیزی در خود دارند که Walker از آن با عنوان یک طراحی streamline شده در مقایسه با GF100 و GF110 که بازارهای سطح بالا را در نظر دارد، یاد می کند.
GF114 و GF104 از جنبه های متعددی شبیه هم هستند. Walker می گوید، در واقع ساختار بنیادین موجود در این دو چیپ مشابه هم است. هر چند که Nvidia سرعت ساعت در GF114 را در مقایسه با GF104 افزایش داده است و GF114 از یونیت های SM (streaming multiprocessor)‎‏‎ کاملاً فعال که کارآیی را افزایش می دهند برخوردار است.
GF114 تمام SM GPU 8 را فعال می کند در حالی که GF104 فقط 7 تا از آن ها را فعال می نماید. غیرفعال باقی گذاشتن یک SM موجب شده است که GF104 اندکی از ژئومتری، سایه زنی (shading) و توان پردازش texture خود را از دست بدهد.
اگرچه GF104 و GF114 دارای 1،95 میلیارد ترانزیستور هستند، Nvidia ترانزیستورهای موجود در GF114 را بهینه کرده است. این فرآیند به Nvidia اجازه می دهد کلیه یونیت های عملیاتی چیپ را فعال کند و همچنین بتواند سرعت ساعت را افزایش دهد. Walker می گوید Nvidia اساساً توزیع ترانزیستورها را به منظور قرار دادن ترانزیستورهای سریع تر در مناطقی از GPU که سرعت از اهمیت زیادی برخوردار است تغییر داده است، حتی اگر این ترانزیستورها تا حدودی به درز کردن گرایش داشته باشند.
Nvidia ترانزیستورهای کُندتر که تمایل کم تری به درز کردن دارند را بر روی بخش هایی از چیپ که حداکثر سرعت در آن ها اهمیت کم تری دارد، قرار داده است که این کار امکان صرفه جویی در انرژی، ایجاد گرمای کم تر و کارآیی کلی بهتر در هر وات را فراهم می آورد.
Walker می گوید "کاری که ما انجام داده ایم، مهندسی مجدد GPU است. ما بخش هایی از die را که سرعت در آن اهمیت حیاتی دارد در نظر گرفتیم. با این روش، ما در حال بهینه سازی کارآیی و کارآیی هر وات هستیم".
GF114 و GF104 هر دو از ساختار pin مشترکی استفاده می کنند، این بدان معنا است که سازندگان کارت های ویدئویی می توانند GF114 GPU را داخل کارت های ویدئویی قدیمی تر قرار دهند. هر چند، ممکن است طراحی برخی از کارت های قدیمی تر قادر نباشد تقاضای بیش تر برای انرژی و گرمای اضافی ایجاد شده در GF114 را قبول و اداره کند.
شما در آینده سازندگان کارت هایی را مشاهده خواهید کرد که از طراحی قدیمی استفاده می کنند در حالی که بقیه تولیدکنندگان از طراحی های جدید استفاده خواهند کرد.

سرعت های ساعت به افزایش خود ادامه می دهند
 

کارت ویدئویی GTX 560 Ti کمپانی Nvidia ارتقایی برای آخرین کارت ویدئویی GTX 460 که در ماه جولای عرضه شده است و GTX 560 Ti سطح کارآیی آن در مقایسه با GTX 460 افزایش داده است.
پُشته GTX 560 Ti هسته ساعتی ارائه می کند که بسیار سریع تر از GTX460 است (‎822MHz در مقابل ‎675MHz).
حداکثر سرعت های overclocking نیز در TX 560 Ti‎‏G بالاتر است. در زمان overclocking کارت GTX 460، افراد حرفه ای قادر بودند با 20درصد بیش تر از حداکثر سرعت هسته ساعت این کارت کار کنند. ضمناً با GTX 560 Ti، سقف overclocking معادل 20 درصد است.
Walker می گوید نتایج به دست آمده از overclocking اولیه برای گستره وسیعی از vendorها، ‎1GHz را برای GTX 560 Ti پشت سر گذاشته است. او می گوید "با GTX 560 Ti، و به واسطه مهندسی به کار رفته در سطح میکروساختار، ما کار را با سرعت هسته ‎822MHz آغاز می کردیم. ما هدف خاصی برای افزایش کارآیی overclocking در نظر نداشتیم. خیلی خوب بود که توانستیم به سرعت ‎1GHz دست پیدا کنیم".
Walker می گوید سازندگان کارت های گرافیکی و بازی کنان بلافاصله بعد از معرفی این کارت گرافیکی جدید به یک اندازه مشتاق overclock کارت GTX 560 Ti بودند. او می گوید قابلیت های overclocking ی که Nvidia با GTX 460 ارائه می کرد سازندگان کارت های گرافیکی و بازی کنان را خیلی بیش تر متوجه قابلیت هایoverclocking کارت ویدئویی GTX 560 Ti کرد.
او اشاره می کند "سازندگان کارت های گرافیکی به اندازه بازی کنان عاشق overclocking هستند. خیلی از چیزهایی که ما از سازندگان بُردها شنیدیم به overclocking مربوط می شد. با 460، این اولین باری بود که ما چیزی را با فضایی بیش تر برای overclocking معرفی می کردیم. با عرضه 560، از آن جائیکه آن ها قبلاً چنین چیزی را مشاهده کرده بودند با شتاب و علاقه به آن روی آوردند".

کارآیی بیش تر، حداقل هزینه
 

Nvidia قادر بوده این تغییرات را تنها با یک افزایش اندک در پاور اعمال کند. علیرغم یک افزایش بالای 20 درصدی در پُشته هسته ساعت، GTX 560 Tiاز یک TDP معادل 170 وات برخوردار است که فقط 10وات بیش تر از GTX 460 است. Walker می گوید کارآیی کلی ایجاد شده، بسیار بیش تر از افزایش در پاور بوده است. او اشاره می کند که افزایش سرعت ساعت GTX 560 Ti و استفاده آن از تمام SMها منجر به افزایش کارآیی 33 درصدی آن در مقابلGTX 460 شده است. او می گوید با محاسبه نیازمندی ها در حوزه افزایش پاور، Nvidia موفق شده کارآیی GTX 560 Ti برای هر وات را در حدود 21 درصد افزایش دهد.
Walker می گوید "افزایش کارآیی در حد مورد انتظار ما بوده است. حقیقت این است که هدف ما برای GF114، بهینه سازی کارآیی چیپ و بهینه سازی برای هر وات بود".
Nvidia همچنین طراحی فیزیکی GTX 560 Ti را بهینه کرده است. طول GTX 560 Ti معادل 9 اینچ است در حالی که GTX 460 کمی کوتاهتر و 8،25 اینچ بود. GTX 560 Ti از یک heatsink و فن هایی که از سَلَف خود اندکی بزرگ تر هستند و امکان خنک کنندگی بهتری فراهم می آورند استفاده می کند. شما در GTX 560 Ti یک heatpipe اضافی که heatpipe3 برای این چیپ فراهم می آورد نیز مشاهده می کنید.
Walker می گوید "در سطح بُرد، ما ترمال ها و منبع تغذیه بزرگ تری که به overclocking بیش تر کمک می کند اضافه کرده ایم. به همین دلیل است که ما چنین کارآیی خوبی را در overclocking مشاهده می کنیم".

نقطه شیرین
 

Nvidia کارت های ویدئویی GTX 580 و GTX 570 را به ترتیب در ماه نوامبر و دسامبر 2010 عرضه کرد که هر دوی آن ها مبتنی بر GF110 GPU بودند. هر دوی این ها، کارت های سطح بالا هستند و قیمت شان حدود 500 دلار برای GTX 580 و 350 دلار برای GTX 570 است. با اُفت قیمت GTX 460 به زیر 200 دلار، Nvidia فضای 250 دلاری GTX 560 Ti را پر کرده است.
Walker می گوید "ما از عرضه همه ی آن چیزهای جالب توجه با 580 بسیار ذوق زده شدیم اما همه نمی توانند بهای آن را بپردازند. نکته عالی در این حوزه قیمت این است که شما می توانید همین حالا یکی از این کارت ها را تهیه کنید". Walkerاشاره می کند کهNvidia قصد ندارد overclocking را به یک سگمنت مشخص در بازار کارت ویدئویی محدود کند. او می گوید کاربرانی که منتظر overclock هستند به کسانی که فقط کارت های ویدئویی سطح بالا را تهیه می کنند، محدود نمی شوند؛ به همین دلیل است که Nvidia دوست دارد قابلیت های overclocking را در کارت هایی مثلGTX 560 Ti لحاظ کند.
Walker همچنین به پشتیبانی GTX 560 Ti از DirectX 11، هشت موتور موزائیکی و سرعت ساعت CUDA معادل ‎1.645GHz که Nvidia به عنوان یک ویژگی کلیدی در کارت ویدئویی و به منظور اطمینان از عمر طولانی در آن گنجانده است، اشاره می کند.
Walker می گوید Ti 560 امکانات بسیار زیادی دارد. ما تعدادی از تکنولوژی هایی را که به آینده تعلق دارند در آن گنجانده ایم.
قرار دادن تکنولوژی های آینده در یک کارت ویدئویی باعث شده تا GTX 560 Ti به یک توازن عالی بدل شود. کافی است فقط به قابلیت های overclocking یک گیگاهرتزی آن توجه کنید تا متوجه شوید که چرا Nvidia فکر می کند جدیدترین کارت ویدئویی250 دلاری آن در حوزه نقطه شیرین بازار قرار می گیرد.

تشریح ساختار GF114
 

GF114 GPU کمپانی Nvidia در GeForce GTX 560 Ti که اخیراً معرفی گردیده گنجانده شده است. با GF114، کمپانی Nvidia ساختار اساسی چیپ GF104 را تغییر نداده اما تمام اجزا را فعال و بهینه کرده است. GF104 GPU در کارت ویدئویی GTX 460 گنجانده شده است.
Walker می گوید در مقایسه با GF104 و GTX460، ما از همان میکروساختار مشابه استفاده می کنیم. ساختار بلاک، بسیار شبیه به 460 خواهد بود.
همان گونه که در شکل (2) که نشان دهنده ساختار GF114 است مشاهده می شود، شما 4SM در هر دو (GPC(graphics processing clusters‏ که با رنگ سفید نشان داده شده است مشاهده می کنید. ساختار GF104 نیز دارای دو GPC است. در داخل هر یک از 8SM، شما دو یونیت dispatch در هر warp scheduler مشاهده می کنید.
هر SM در GF114 در بردارنده 48 هسته، CUDA ،16 load/store unit‏ ‎8 SFU‎(special function unit‎ و هشت texture processing unit است.
CUDA یک تکنولوژی متعلق به Nvidia است که امکان پردازش موازی را با استفاده از توان پردازش GPU در کنار CPU فراهم می کند. هسته های CUDA می توانند به طور همزمان و مداوم برای پردازش داده ها کار کنند و با به کار گیری هسته های CUDA ی بیش تر در GF114، کارآیی کلی پردازنده افزایش پیدا می کند.
ساختار بنیادین هر SM در GF104 مشابه GF114 است اما یکی ازSM های GF104 غیرفعال شده است و این بدان معنا است که GF104 فقط 336 هسته CUDAی فعال دارد. در تصویر شماره 2، شما می توانید SM غیرفعال را با رنگ خاکستری مشاهده کنید.
Walker می گوید "با اضافه کردن موتور polymorph و با سرعت های ساعت بالاتر، ما کارآیی موزائیکی را افزایش می دهیم. با اضافه شدن هسته های بیش تر، ما می توانیم کارآیی موزائیکی بیش تری را به آن بیفزائیم".
درGF114 (درست مثل GF104) کمپانی Nvidia از حافظه گرافیکی محلی، یک کاشه ‎512KB L2، چهار کنترولر حافظه 64 بیتی و یک کانکشن باس حافظه 256 بیتی را به GPU اضافه کرده است.

GeFore GTX 560 Tiدر مقابلGeFore 8800 GT
 

وقتی یک کارت ویدئویی جدید وارد بازار می شود، گرایش طبیعی کاربران، مقایسه آن با کارت های نسل مشابه یا با نسل قبلی است. Justin Walker می گوید کمپانی Nvidia نیز تمایل دارد GeFore GTX 560 Ti را با یک کارت ویدئویی متعلق به دو نسل قبل یعنی GeFore 8800 GT که قیمت آن نیز در زمان عرضه در اکتبر 2007 زیر 250 دلار بود مقایسه کند.
Walker اشاره می کند تحقیقات Nvidia بر روی بازار نشان می دهد که بسیاری از بازی کنان، خصوصاً آن هایی که به دنبال کارت های ویدئویی در حوزه قیمت 250 دلاری هستند الزاماً قصد ندارند هر بار که نسل جدیدی از راه می رسد کارت قبلی خود را ارتقا دهند. به جای این کار، آن ها برای مدت بیش تری از کارت خود استفاده می کنند، Walker می گوید Nvidia انتظار دارد بخش اعظم کسانی که کارت های خود را به GTX 560 Ti ارتقا می دهند آن هایی باشند که در حال حاضر صاحب GT 880 هستند.
Walker می گوید "یک بازی کن ممکن است در هر سیکل، کارت گرافیکی خود را ارتقا ندهد. ما بازی کنانی داریم که از چند نسل قبلی به GTX 560 Ti روی می آورند".
آن هایی که کارت گرافیکی خود را از GT 8800 به GTX 560 Ti ارتقا می دهند پشتیبانی از DirectX 11 را در کارت جدید مشاهده خواهند کرد و تعداد هسته های CUDA نیز از 112 به 384 افزایش پیدا کرده است. در screenshotهای Crysis (شکل 3)شما می توانید کیفیت ارتقا یافته تصویر که GTX 560 Ti در مقایسه با GT 8800 ارائه می کند را مشاهده نمائید.
براساس گفته های Walker، کمپانی Nvidia تخمین زده است که کارآیی GTX 560 Ti‎‎‏3/4 برابر بیش تر از GT 8800 باشد. او می گوید پشتیبانی کارت های GTX 560 Ti از DirectX 11، یک کارآیی جدی در مقایسه با هر نوع کارت های ویدئویی DX9 و DX10 فراهم می آورد.
او می گوید "این یک تفاوت کاملاً مشخص و بارز است. این که چنین ارتقایی چه معنایی برای افرادی که به آن علاقه مند هستند دارد، همیشه جالب است".

مقایسه کارت های ویدئویی Nvidia GTX
 

جدول زیر، برخی از کارت های ویدئویی را که Nvidia براساس ساختار Fermi GPU خود تولید کرده است، مقایسه می کند. GTX 480 و ‎470 که در ماه مارس 2010 عرضه شدند براساس GF 100 Fermi GPU تولید شده اند. هر چند، GTX 580 و ‎470 که به ترتیب در ماه نوامبر و دسامبر 2010 عرضه شدند جایگزین GTX 480 و ‎470 گردیدند. هم GTX 570 و هم GTX 580 براساس GF110 Fermi GPU ساخته شده اند.
این کمپانی GTX 460 را که براساسGF104 Fermi GPU ساخته شده است در جولای 2010 به بازار عرضه کرد. GTX 560 Ti که در اواخر ژانویه عرضه شد براساس GF114 Fermi GPU که ارتقایی برای GF104 محسوب می شود ساخته شده است.

GTX 580
 

Manufacturing process: 40nm
Graphics clock: 772MHz
Processor clock: 1.544GHz
Memory:1.5GB GDDR5
Memory bus: 384-bit
Memory bandwidth:192.4GBps
CUDA cores: 512
Texture units: 64
SMs:16
TDP: 244W

GTX 570
 

Manufacturing process: 40nm
Graphics clock: 732MHz
Processor clock: 1.464GHz
Memory:1.28GB GDDR5
Memory bus: 320-bit
Memory bandwidth:152GBps
CUDA cores: 480
Texture units: 60
SMs:15
TDP: 219W

GTX 560 Ti
 

Manufacturing process: 40nm
Graphics clock: 822MHz
Processor clock :1.645GHz
Memory:1GB GDDR5
Memory bus: 256-bit
Memory bandwidth:128.3GBps
CUDA cores: 382
Texture units: 64
SMs: 8
TDP:170W

GTX 480
 

Manufacturing process: 40nm
Graphics clock: 700MHz
Processor clock :1.401GHz
Memory:1.5 GB GDDR5
Memory bus: 384-bit
Memory bandwidth:177.4GBps
CUDA cores: 480
Texture units: 60
SMs:15
TDP: 250W

GTX 470
 

Manufacturing process: 40nm
Graphics clock: 607MHz
Processor clock:1.215GHz
Memory: 1.28GB GDDR5
Memory bus: 320-bit
Memory bandwidth:133.9GBps
CUDA cores: 448
Texture units: 56
SMs: 14
TDP: 215W

GTX 460
 

Manufacturing process: 40nm
Graphics clock: 675MHz
Processor clock :1.35GHz
Memory:1GB GDDR5
Memory bus: 256-bit
Memory bandwidth:115.2GBps
CUDA cores: 336
Texture units: 56
SMs: 7
TDP:160W
Nvidia GTX Video Cards Compared
منبع: بزرگراه رایانه، شماره ی 140