طبق رسم هر ساله، با نزدیک شدن به تعطیلات کریسمس، شاهد معرفی کارت‌های گرافیکی جدید از سوی AMD و انویدیا هستیم، امسال نیز از این قاعده مستثنا نبوده و پس از معرفی کارت‌های جدید رادئون سری HD 6800، انویدیا در روزهای اخیر کارت جدید جیفورس GTX 580 را معرفی کرد. این کارت همانطور که از نامش پیداست، بالاتر از جیفورس GTX 480 و به عنوان سریع‌ترین کارت گرافیکی جیفورس‌های سری 400 شناخته می‌شود. در ادامه قصد داریم شما را با مهم‌ترین تغییرات صورت گرفته در این کارت نسبت به جیفورس GTX 480 آشنا کنیم.
کارت‌های گرافیکی خانواده Fermi
حدود 8 ماه از عرضه نخستین اعضای کارت‌های گرافیکی جیفورس سری 400 می‌گذرد. انویدیا مهندسی استفاده شده در ساختار تراشه این کارت‌ها را Fermi می‌نامد. انویدیا تا پیش از جیفورس GTX 580، 4 تراشه مبتنی بر فناوری Fermi، با نام‌های GF 100، GF104، اGF106 و GF108 را طراحی کرده بود. تراشه GF100 که هسته اصلی کارت گرافیکی جیفورس GTX 480 را تشکیل می‌دهد، یک مشکل شناخته شده و اساسی داشته و آن مصرف انرژی بالا و تولید گرمای فوق‌العاده است. این ضعف باعث شده تا سیستم خنک‌کننده این کارت‌ها، بسیار پر سر و صدا باشند. این مشکل در چینش‌های چند مسیره SLI، بسیار محسوس‌تر و جدی بوده و برای دوری از شرایط حرارتی نامناسب، باید مادربورد و کیس‌های مناسب با تهویه قوی برای این گونه چینش‌ها در نظر گرفت.
جیفورس GTX 580
جیفورس GTX 480 با وجود مشکلات برشمرده، کارآیی خوبی داشته و از سریع‌ترین محصول تک‌چیپ AMD یعنی رادئون HD 5870 نیز سریع‌تر است. با این حال، انویدیا برای افزایش فاصله خود با رقیب و همچنین رفع عیب‌های موجود در تراشه GF100، اقدام به طراحی تراشه جدیدی با نام GF110 کرد. این تراشه هسته‌ای اصلی کارت گرافیکی جیفورس GTX580 را تشکیل می‌دهد.
ساختار کلی تراشه GF110 تفاوت بنیادی با GF100 ندارد، چرا که کماکان از فناوری ساخت 40 نانومتری بهره می‌برد. GF110 دو تفاوت اصلی با GF100 دارد، فیلترینگ FP16 با سرعت کامل و افزایش بازده پردازش Z-Cull.
GF110 می‌تواند فیلترینگ بافتی FP16 را در یک چرخه ساعتی انجام دهد. در حالیکه تراشه GF100 چنین پردازشی را در دو چرخه ساعتی انجام می‌دهد. تراشه GF104 نیز همانند GF110 دارای این قابلیت است. در مواقعی که محدودیت در سرعت پردازش بافتی وجود داشته باشد، این قابلیت به افزایش سرعت پردازش منجر خواهد شد. افزایش بازده پردازش Z-Cull نیز باعث افزایش پهنای باند حافظه گرافیکی شده و طبق ادعای انویدیا در برخی شرایط کارآیی تراشه GF110 را تا 14درصد نسبت به GF100 بالاتر می‌برد.
طراحی اصلی مهندسی Fermi، از 16 واحد پردازشی موسوم به Streaming Multiprocessors بهره می‌برد. هر کدام از این واحدهای پردازشی شامل 32 هسته CUDA، 4 واحد پردازش بافتی و یک موتور پردازشی PolyMorph است. در جیفورس GTX 480، 15 تا از واحدهای پردازشی SM فعال بوده که منجر به 480 پردازنده CUDA و 60 واحد پردازش بافتی می‌شود. در جیفورس GTX 580 تمام 16 واحد پردازشی SM فعال بوده که 32 هسته CUDA و 4 واحد پردازشی بافتی در کنار یک موتور پردازشی PolyMorph را به داشته‌های GTX 480 می‌افزاید. حجم حافظه نیز با توجه به حداکثر پهنای باند رابط حافظه ممکن یعنی 384 بیت، از 5/1 گیگابایت تغییری نکرده است. خلاصه‌ای از مشخصات فنی سه عضو سریع خانواده جیفورس 400 در جدول آورده شده است. بدیهی است که با فعال کردن واحد پردازشی شانزدهم، مصرف انرژی و تولید گرما در تراشه GF110 افزایش می‌یابد. انویدیا برای حل این مشکل، تغییراتی را در ساختار این تراشه نسبت به تراشه‌های قبلی ایجاد کرده و سعی کرده از ترانزیستورهایی با بازده مصرف انرژی بالاتر استفاده کند. به طور کلی در ساخت یک تراشه، از ترانزیستورهای مختلف با خصوصیات متفاوتی استفاده می‌شود. مهندسان انویدیا با تغییراتی کلی در ساختار تراشه GF100، ترانزیستورهای کندتر و با نشتی جریان کمتر را به قسمت‌هایی که به زمان پاسخگویی حساسیت کمتری دارند انتقال داده و ترانزیستورهای با نشتی جریان بالا را به سایر قسمت‌های چیپ انتقال داده‌اند. نتیجه اینکه جیفورس GTX 580، با وجود تعداد واحدهای پردازشی بیشتر و توان محاسباتی بالاتر، مصرف انرژی کمتری نسبت به GTX 480 دارد که یک قدم مثبت و قابل تحسین به حساب می‌آید.
بهبود در سیستم خنک‌کننده
جیفورس GTX 580 از یک سیستم خنک‌کننده جدید و متفاوت از آنچه در جیفورس GTX 480 دیده‌ایم، بهره می‌برد. در طراحی این سیستم خنک‌کننده به جای لوله‌های حرارتی، از یک مخزن بخار استفاده می‌شود که سیکل تبخیر و میعان در آن صورت می‌گیرد. این مخزن بخار، گرما را به شکل کاراتری به آرایش پره‌ای رسانده، ضمن اینکه یک فن دمنده نیز، این گرما را به سمت انتهای کارت و در نتیجه خارج کیس هدایت می‌کند. این سیستم خنک‌کننده در عمل بسیار خوب ظاهر شده به طوریکه کارت جیفورس GTX 580 در حالت آماده به کار، بسیار کم‌صداتر از GTX 480 است. تحت بارکاری بالا نیز صدای خنک‌کننده این کارت تنها کمی بیشتر از رادئون HD 5870 به نظر می‌رسد. در کل طراحی GTX 580 یکی از بزرگ‌ترین معایب GTX 480 را به خوبی برطرف کرده است.
نويد رفعتي
Navid@ICTNews.ir
موضوعات مرتبط: اطلاعات کامپیوتری