شايد در ابتدا اين خبر تا حدودي غافلگير‌كننده به نظر مي‌رسيد، اما جانشين GTX 480 يعني كارت‌گرافيكي GTX 580 كار خود را بسيار زودتر از آنچه كه پيش‌بيني مي‌شد، آغاز كرد. بدون ترديد، معماري Fermi در حال حاضر يكي از فناوري‌هايي است كه داغ‌ترين بحث‌هاي فني درباره آن‌ جريان دارد.

Fermi به‌عنوان يك معماري، از ابتدا نه تنها به‌عنوان حركت ان‌ويديا در مسير پشتيباني از DirectX 11 (كه با تأخير زيادي از سوي اين شركت ارائه شد)، بلكه يك گام ديگر به سمت جلو در حوزه شتاب‌دهي جنبه‌هاي فيزيكي و دنياي پردازش عمومي در نظر گرفته مي‌شود. عده‌اي معتقدند معماري Fermi، بيش از حد روي عملكرد GPU در پردازش‌هاي عمومي تمركز دارد و توجه به عملكرد بازي‌ها به همان اندازه در آن ديده نمي‌شود. حتي بعضي از منابع داخلي شركت ان‌ويديا نيز به اين نكته اشاره‌مي‌كنند كه بيشترين تأكيد در تراشه GF100 روي CUDA بوده است. البته هيچ‌كس اين واقعيت را پنهان نمي‌كند كه ان‌ويديا دنياي محاسبات عمومي(General Computing) را با فناوري CUDA تحت تأثير قرار داده است. در عين حال، به نظر نمي‌رسد كه هيچ‌يك از كاربران درباره عملكرد GeForce GTX  480 در بازي‌ها شكايتي داشته باشند. با اين همه، اين پردازنده گرافيكي به‌طور آشكار با مشكلاتي در زمينه نسبت عملكرد به توان مصرفي مواجه بود. موضوعي كه مطابق اعلام ان‌ويديا و بررسي‌‌هاي اوليه در سري  GTX  5xx  تقريباً به‌طور كامل حل و فصل شده است. در نوشتار پيش‌رو  به مهم‌ترين تغييرات صورت گرفته در نخستين كارت از اين سري يعني GTX    580   و يژگي‌هاي اين كارت نگاهي خواهيم داشت.

ارزيابي‌هاي به‌عمل آماده بارها و بارها نشان داده‌اند كه بعضي از بازي‌ها روي GTX 480 و گروه ديگري از بازي‌ها روي Radeon HD 5870 عملكرد بهتري را به نمايش مي‌گذارند. به‌طور كلي، GTX 480 عملكرد خوبي را در بازي‌هاي DirectX 11 ارائه مي‌كند، پس نمي‌توان اين موضوع را به‌عنوان يكي از مشكلات GTX 480 در نظر‌گرفت. در واقع، مشكل تراشه GF100 يا همان GTX 480 مصرف برق بيش از حد براي دستيابي به اين عملكرد و در نتيجه توليد مقدار قابل توجهي گرما در مقايسه با محصولات رقيب بود. نكته مهم‌تر اين‌كه خود شركت ان‌ويديا نيز به‌خوبي از وجود مشكل مذكور آگاه بود. در واقع GTX 480 محصولي نبود كه اين شركت تمايل داشته باشد آن را روانه بازار كند، اما هيچ فرصت ديگري براي ان‌ويديا باقي نمانده بود و GF100 نيز تنها چيزي بود كه در اختيار داشت. اين مشكلات به عوامل گوناگوني مربوط مي‌شوند، اما يكي از مهم‌ترين پارامترها در اين‌باره، خود فرآيند توليد است. به‌طور خلاصه، Fermi  از آن نوع معماري‌هايي است كه به‌طور فوق‌العاده‌اي از كوچك‌سازي فرآيند توليد، بهره مي‌برد. در واقع پردازنده گرافيكي جديد GeForce GTX 580 به‌خوبي اين مزايا را به نمايش مي‌گذارد. به‌عبارت ديگر، آن‌چه كه GTX 580 در مقايسه با GTX 480 براي كاربران به ارمغان آورده، عملكرد بهتر با مصرف برق مشابه يا كمتر از GTX 480 است. با اين اوصاف، بهبود كارت‌هاي‌گرافيكي GeForce GTX 580، از نظر برق مصرفي و اتلاف حرارتي  از جمله قابليت‌هاي مهم آن براي  علاقه‌مندان بازي‌ها به شمار مي‌آيند، در حالي‌كه بدون ترديد عملكرد بازي‌ها را نيز بهبود مي‌بخشند.

كارآمد،‌ بي‌صدا، خنك
به ادعاي ان‌ويديا GeForce GTX 580 طراحي شده تا به سريع‌ترين پردازنده گرافيكي DirectX 11 جهان تبديل شود. البته اين ادعايي بزرگ به شمار مي‌آيد، اما با توجه به مشخصات و بهبودهاي اعمال شده در پردازنده گرافيكي جديد، چندان دور از دسترس به نظر نمي‌رسد. GTX 580 به‌گونه‌اي طراحي شده تا يك پردازنده گرافيكي با نسبت عالي عملكرد به توان مصرفي باشد، در حالي‌كه كاهش صداي كارت هنگام كار نيز به‌عنوان يك هدف مهم در نظر‌گرفته‌‌شده ‌است. بنابراين افزايش كارايي كارت در بازي‌ها و در عين حال بي‌صدا بودن، دو دستاوردي است كه ان‌ويديا اين اواخر با آن‌ها فاصله زيادي داشت، اما پردازنده گرافيكي جديد اين شركت، يعني GF110  قلب كارت‌هاي جديد ان‌ويديا را تشكيل مي‌دهند. به ادعاي اين شركت مشخصات آكوستيك GTX 580 به قدري خوب است كه اين كارت گرافيكي در عمل كم‌صداتر از نسل قبلي كارت‌هاي صدرنشين اين شركت، يعني سري GTX 280 خواهد بود (شكل1).

شكل 1

اسلايدهاي منتشر شده از سوي ان‌ويديا نحوه دستيابي به اين هدف را نشان مي‌دهند. اين شركت يك طراحي خنك‌كننده «اتاقك بخار» (Vapor CHamber) اختصاصي را براي اين كارت پياده‌سازي كرده است (شكل2). فناوري خنك‌كننده اتاقك بخار يك ابداع جديد به شمار نمي‌آيد. در واقع Radeon HD 5970 نيز از يك ساختار خنك‌كننده مبتني بر اتاقك بخار استفاده مي‌كند. از سوي ديگر، GTX 480 از يك سيستم لوله حرارتي كلاسيك استفاده مي‌كند كه با آن آشنايي داريم و مي‌دانيم كه در برطرف كردن گرماي توليد شده توسط اين پردازنده گرافيكي با مشكل مواجه است. ان‌ويديا با قرار دادن يك اتاقك بخار روي تراشه GTX 580 توانسته آن را بهتر خنك كرده و گرما را به‌طور يكساني بين تمام پره‌ها توزيع كند. به اين ترتيب، فن خنك‌كننده مي‌تواند با سرعت‌هاي پايين‌تري كار كند.

شكل 2

اتاقك بخار در عمل يك قطعه تخت بزرگ از جنس مس است كه مايعي در داخل آن قرار گرفته. اين مايع با نزديك شدن به GPU و جذب گرماي آن به نقطه جوش رسيده و به بخار تبديل مي‌شود. سپس اين بخار با حركت به سمت بالا و نزديك شدن به پره‌هاي فوقاني دماي خود را از دست داده و دوباره به مايع تبديل مي‌شود. اين چرخش، امكان انتقال گرما به پره‌ها را در يك وضعيت كاملاً متعادل و مساوي براي تمام پره‌هاي حرارت‌گير فراهم مي‌كند. به‌عبارت ديگر، از تمام قابليت دفع حرارتي پره‌ها استفاده مي‌شود، زيرا به اين ترتيب امكان انتقال گرماي جذب شده به تمام آن‌ها و به‌صورت يكسان وجود خواهد داشت. امتداد قرارگيري كارت گرافيكي، تأثيري بر عملكرد اتاقك بخار نمي‌گذارد. از سوي ديگر، فن خنك‌كننده نيز مجبور نيست با همان سرعت محصولات قبلي GTX 480 كار كند. به نظر مي‌رسد، ان‌ويديا اين بار كار خود را به‌درستي انجام داده است.

در عين حال ان‌ويديا يك مكانيسم جديد كنترل انطباقي سرعت فن را در GTX 580 پياده‌سازي كرده است كه تغييرات در سرعت فن را به‌طور يكنواخت و آرامي اعمال مي‌كند. به‌عبارت ساده‌تر، ديگر هيچ افزايش يا كاهش ناگهاني در سرعت چرخش فن وجود نخواهد داشت و به همين دليل شما متوجه تغيير سرعت آن نخواهيد شد زيرا افزايش سرعت چرخش فن كاملاً تدريجي و ملايم خواهد بود. اين كنترلر بهينه‌سازي شده فن، شيوه ديگري براي ايجاد توازن مابين خصوصيات آكوستيك و حرارتي كارت گرافيكي جديد به شمار مي‌آيد.

كارايي
با توجه به ويژگي‌هايي كه درمورد GTX 580 ذكر شد، بايد به مهم‌ترين پرسش درباره آن پاسخ داد: كارايي اين كارت در مقايسه با نسل قبلي و البته محصولات رقيب ديرينه يعني AMD Radeon چقدر است؟ بر‌اساس بررسي‌هاي انجام شده كارت‌هاي‌گرافيكي GTX 580 در مقايسه با GTX 480 به‌طور ميانگين 10 تا 20 درصد سريع‌تر عمل مي‌كنند كه اين موضوع با توجه به رفع مشكلات حرارتي Fermi در سري جديد كاملاً قابل قبول و مطلوب است. اما بياييد ببينيم براي افزايش كارايي چه تغييراتي در كارت‌هاي جديد رخ داده است. GTX 580 مبتني بر همان معماري Fermi است كه در GTX 480 مورد استفاده قرار گرفته بود. با اين‌حال، تراشه گرافيكي   GTX 580 كه با اسم رمز GF110 شناخته مي‌شود، در‌واقع نسخه اصلاح و به‌روز شده تراشه GF100 به‌كار رفته در GTX 480 است . سه ميليارد ترانزيستور در داخل GTX 580 وجود دارد. در واقع شما مي‌توانيد GTX 580 را به‌عنوان يك نسخه تكامل يافته يا نوسازي شده از GTX 480 در نظر بگيريد. به عبارت ديگر GTX 580 همان چيزي است كه GTX 480 در اصل بايد مي‌شد.

شكل 3

مهم‌ترين نكته‌اي كه بايد به آن اشاره كنيم، اين است كه ان‌ويديا پردازنده گرافيكي GTX 580 خود را در سطح ترانزيستور تحت مهندسي دوباره قرار داده تا به نسبت بهتري از عملكرد براي هر وات دست پيدا كند. در واقع ان‌ويديا ترانزيستورهاي داخل GPU را بازچيني كرده است.

بعضي از ترانزيستورهايي كه براي عملكرد پردازنده حياتي بوده‌اند، به مسيرهاي پردازشي حساس‌تر انتقال پيدا كرده‌اند. ترانزيستورهايي كه نشت كمتري داشته‌اند نيز به مسيرهاي پردازشي‌اي جابه‌جا شده‌اند كه از حساسيت زمان‌بندي پايين‌تري برخوردارند. هيچ چيزي از اين تراشه حذف نشده، بلكه اجزاي آن براي دستيابي به سرعت كلاك بالاتر و مصرف برق پايين‌تر تنها جابه‌جا شده‌اند. البته كارهاي ديگري مانند بهبود عملكرد حافظه كش سطح 1 يا L1، افزايش كارايي فيلترگذاري بافت، بهبود بازدهي سخت‌افزاري Z-Cull و رندر بافت FP16 با سرعت كامل نيز روي اين GPU انجام شده‌است. تمام اين اصلاحات در سطح ترانزيستور، با يك بهبود عملكرد پنج تا چهارده درصدي نسبت به GTX 480 در بازي‌هاي مختلف همراه هستند. ان‌ويديا در عين حال عملكرد كارت جديد خود را با افزايش تعداد و فركانس هسته‌هاي كودا بهبود بخشيده است. با تركيب تمام اين بهسازي‌ها ان‌ويديا مدعي است كه توانسته عملكرد GTX 580 را بين بيست تا سي درصد نسبت به GTX 480 ارتقا دهد.

نكته مهم ديگر آن‌كه تمام 512 هسته كودا در پردازنده گرافيكي جديد فعال هستند، در حالي‌كه تنها 480 عدد از آن‌ها در GTX 480 فعال بودند. اين ويژگي، امكان دستيابي به عملكرد هندسي و سايه‌زني بهتر را فراهم مي‌كند. همچنين، ان‌ويديا فركانس هسته را به 772 مگاهرتز و كلاك پردازنده را به 1544 مگاهرتز افزايش داده است. البته اين مقادير يك افزايش چشم‌گير در فركانس را نشان نمي‌دهند، اما براي يك نسخه «نوسازي شده» كاملاً قابل قبول به نظر مي‌رسند. كارت جديد هنوز از 5/1 گيگابايت حافظه GDDR5 روي يك گذرگاه 384 بيتي استفاده مي‌كند. اين تركيب، بالاترين پهناي باند حافظه را روي يك كارت گرافيكي Single-GPU فراهم مي‌كند كه به 192 گيگابايت بر ثانيه مي‌رسد. GTX 580 در عين حال به 64 واحد بافت‌گذاري و 48 ROP
مجهز است. TDP (سرنام Thermal Design Power) پردازنده گرافيكي GTX 580 معادل 244 وات است. اين مقدار در شرايط بيكاري به 37 وات مي‌رسد. اين در حالي است كه TDP كارت‌هاي  GTX 480 250 ‌وات است. براي استفاده از كارت جديد هنوز به يك كانكتور برق هشت پايه و يك كانكتور برق شش پايه PCIe نياز خواهيد داشت. ان‌ويديا توصيه مي‌كند، از اين كارت به همراه يك منبع تغذيه با خروجي دست‌كم ششصد وات استفاده كنيد.

GTX 580 در عين حال به چند مدار نظارت سخت‌افزاري جديد مجهز است كه شايد با آن‌ها آشنايي داشته باشيد. اين كارت روي تخته مدار خود به چند تراشه جديد مجهز شده كه به‌صورت بي‌درنگ بر ولتاژ هر يك از ريل‌هاي دوازده ولتي تغذيه نظارت دارند. اين سخت‌افزار جديد به‌طور پويا عملكرد كارت را در برنامه‌هاي پرفشار تنظيم خواهد كرد تا مصرف برق كارت را در محدوده TDP آن نگه‌دارد. هدف از پياده‌سازي سخت‌افزار مذكور اين است كه كاربران به كارت‌هاي گرافيكي خود آسيب نرسانده يا GPU را در وضعيتي فراتر از محدوديت‌هاي آن قرار ندهند.

GeForce GTX 580  26,7 سانتي‌متر طول دارد، يعني دقيقاً همان اندازه كارت‌هاي GTX 480. در عين حال، اين كارت كمي سبك‌تر از GTX 480 به نظر مي‌رسد. GTX 580 از دو درگاه خروجي Dual-link DVI و يك درگاه mini HDMI پشتيباني مي‌كند. اين كارت همچنين از پيكربندي‌هاي دو و سه كارتي SLI پشتيباني مي‌كند.