NVIDIA GeForce GTX 550 Ti (GF116) (Palit)

NVIDIA täydensi GeForce GTX 500 -tuoteperheen valikoimaa tammikuussa suorituskykyiseen kuluttajaluokkaan suunnatulla GeForce GTX 560 Ti -näytönohjaimella, jossa on käytössä GF114-grafiikkapiiri. GeForce GTX 560 Ti pärjäsi Muropaketin testeissä hyvin, mutta sen yhdeksi miinuspuoleksi jouduttiin listaamaan hinta. Hinta on parin kuukauden aikana laskenut hieman, mutta Suomessa siitä joutuu maksamaan edelleen halvimmillaankin 220 euroa.

NVIDIAn uusin tulokas on GF116-grafiikkapiiriin perustuva GeForce GTX 550 Ti, jonka yritys julkaisi 15. maaliskuuta. Näytönohjain on hinnoiteltu 149 dollariin ja Suomesta halvimmat mallit irtoavat noin 140 eurolla, joten kyseessä on selvästi GeForce GTX 560 Ti:tä edullisempi vaihtoehto.

Tässä artikkelissa luomme katsauksen GeForce GTX 550 Ti -näytönohjaimien konepellin alla olevaan GF116-grafiikkapiiriin sekä Palitin Sonic-malliseen valmiiksi tehtaalla ylikellotettuun näytönohjaimeen. Suorituskyky-, tehonkulutus-, grafiikkapiirin lämpötila- ja melumittaukset on ajettu GeForce GTX 550 Ti:n vakiokellotaajuuksilla ja Palitin ylikellotuksilla. Vertailukohtina on NVIDIAn leiristä GeForce GTX 560 Ti, GeForce GTX 460 ja GeForce GTS 450 sekä AMD:n puolelta Radeon HD 6850 ja ATI Radeon HD 5770. Artikkelin lopusta löytyvät Palitin näytönohjaimella ajetut ylikellotustestit.

NVIDIA on kahden sukupolven ajan markkinoinut näytönohjaimia trendikkäästi eri aseluokkien hahmoilla ja GeForce GTX 550 Ti asettuu tarkka-ampujaluokkaan, jonka edeltävä malli oli GeForce GTS 450. Halvimmat GeForce GTS 450 -näytönohjaimet maksavat Suomessa artikkelia kirjoittaessa alle 100 euroa, joten GeForce GTX 550 Ti -uutuusnäytönohjaimesta joutuu pulittamaan muutaman kympin enemmän.

GeForce GTX 550 Ti on suunnattu tietokoneisiin, joissa pelejä pyöritetään 1680×1050-resoluutiolla ja nelinkertaisella reunojenpehmennyksellä. Käytössä on 192 CUDA-ydintä, muistiväylä on 192-bittinen ja käytössä on yksi kuusipinninen PCI Express -lisävirtaliitin.

GeForce GTX 550 Ti:ssä on panostettu suorituskykyyn ja näytönohjaimen suorituskyvyn ja tehonkulutuksen suhteeseen. NVIDIAn omien mittausten mukaan GeForce GTX 550 Ti tarjoaa sen edeltäjään GeForce GTS 450:een verrattuna 28 prosenttia parempaa suorituskykyä ja tehonkulutusta puntaroidessa etu on 20 prosenttia.

GeForce GTS 450:n GF106-grafiikkapiiri valmistetaan 40 nanometrin prosessilla ja siinä on käytössä 192 CUDA-ydintä, aivan kuten GeForce GTX 550 Ti:ssäkin. Siinä missä GeForce GTS 450:n TDP-arvo on 106 wattia, GeForce GTX 550 Ti:ssä lukua on korotettu 10 watilla.

GF116 rakentuu 1,17 miljardista transistorista ja se valmistetaan TSMC:n 40 nanometrin prosessilla. GF116 rakentuu yhdestä GPC:stä (Graphics Processing Cluster), joita NVIDIA itse kutsuu minigrafiikkapiireiksi. GPC:ssä on neljä SM-moduulia (Streaming Multiprocessor).

Lohkokaavioon merkitty Host Interface lukee prosessorilta tulevat käskyt ja GigaThread Engine noutaa määrätyn datan keskusmuistista ja kopioi sen ruutupuskuriin (framebuffer). GF116-grafiikkapiirin kolme 64-bittistä GDDR5-muistiohjainta, eli muistiväylä on 192-bittinen, huolehtivat kaistanleveydestä ruutupuskurille. Seuraavaksi GigaThread Engine luo ja lähettää säieblokit SM-moduuleille, jotka puolestaan jakavat 48 säikeen ryhmät (Warp) CUDA-ytimille ja muille suoritusyksiköille.

GF116:n ROP-yksiköt (lohkokaaviossa L2-välimuistin yläpuolella), jotka kykenevät suorittamaan 24 rasterioperaatiota kellojaksossa, hoitavat pikseleiden sekoittamisen, reunojenpehmennyksen ja atomiset muistioperaatiot. Ne on järjestetty kolmeen kahdeksan ROP-yksikön ryhmään, joista jokaista tarjoilee yksi 64-bittisistä muistiohjaimista. Muistiohjain, L2-välimuisti ja ROP-ryhmä ovat tiiviissä nipussa keskenään ja skaalautuvat yhdessä.

Raster Engine rakentuu kolmesta vaiheesta, jotka ovat Edge Setup, Rasterizer ja Z-Cull. Edge Setupissa verteksien sijainnit haetaan ja kolmion reunojen yhtälöt lasketaan. Kolmiot, jotka eivät ole kohti ruutua, poistetaan. Rasterizer laskee pikseleiden peiton ja sen tuottamat pikselit lähetetään Z-Cull-yksikölle, joka poistaa ruutupuskurissa olevien pikseleiden takana piilossa olevat pikselit tarpeettomina eikä niiden käsittelyä jatketa.

AMD turvautuu muistiväylissä 256, 128 ja 64 bitin levyisiin väyliin, kun taas NVIDIAlla on käytössä myös 384, 320 ja 192 bitin väyliä, jotka ovat samalla johtaneet erikoisiin 1536, 1280 ja 768 megatavun muistikapasiteetteihin. 192-bittisellä muistiväylällä vaihtoehtoja on käytännössä kaksi: valjastaa näytönohjain joko 768 tai 1536 megatavun muistikapasiteetilla. GeForce GTX 550 Ti:n tapauksessa 768 megatavua olisi liian vähän, kun taas 1536 megatavulla tuotantokustannukset nousisivat liian korkealle. Aiemman sukupolven GeForce GTS 450:n kuluttajamarkkinoille saapuneessa versiossa ongelma ratkaistiin tipauttamalla muistiväylän leveys 128-bittiseksi, mutta GeForce GTX 550 Ti:ssä ei haluttu luopua 192-bittisestä muistiväylästä.

Ratkaisussa on jouduttu tekemään kikkailuja, sillä suoriltaan tämä ei ole onnistunut. GeForce GTX 550 Ti:n GF116-grafiikkapiirissä on kolme 64-bittistä muistiohjainta, kuten kerroimme jo aiemmin. Jokaisen muistiohjaimen jatkoksi voidaan asentaa kaksi muistipiiriä, jolloin muistipiirikohtainen väylä on 32-bittinen. Kuudella samankokoisella muistipiirillä ei kyetä saamaan aikaiseksi 1024 megatavun muistikapasiteettia, joten ainut vaihtoehto on ollut käyttää erisuuruisia piirejä. Suurin osa GeForce GTX 550 Ti -näytönohjaimista, ellei jopa kaikki, tullaan varustamaan neljällä yhden gigabitin eli 128 megatavun suuruisella muistipiirillä (yhteensä 512 megatavua) ja kahdella kahden gigabitin eli 256 megatavun muistipiirillä (yhteensä 512 megatavua.)

GeForce GTX 550 Ti:n referenssikellotaajuus GF116-grafiikkapiirin osalta on 900 MHz ja CUDA-ytimien 1800 MHz. 192-bittisen muistiväylän jatkona on yksi gigatavu GDDR5-muistia, joka toimii 1025 MHz:n (4100 MHz QDR) kellotaajuudella. Referenssinäytönohjaimessa on yksi kuusipinninen PCI Express -lisävirtaliitin, kahden korttipaikan korkuinen cooleri sekä kaksi kaksilinkkistä DVI-liitintä ja yksi mini-HDMI-liitin. Näytönohjaimen TDP-arvo on 116 wattia ja tuettuna on kahden näytönohjaimen SLI-konfiguraatio.

GeForce GTX 550 Ti -näytönohjaimesta tulee saatavilla erilaisia malleja, joista useat ovat näytönohjainvalmistajien valmiiksi tehtaalla ylikellottamia. NVIDIAn esittelemiltä valmistajilta on luvassa malleja, joissa grafiikkapiiri toimii 950-1015 MHz:n kellotaajuudella. Luvut antavat osviittaa siitä, ettei vakionäytönohjaimen ylikellottaminen grafiikkapiirin osalta gigahertsin kellotaajuuteen pitäisi tuottaa pienintäkään ongelmaa.