Succédant au GeForce GTX 480, le GeForce GTX 580 a une double mission : proposer des performances supérieures à son prédécesseur, tout en offrant des propriétés thermiques, électriques et acoustiques revues à la baisse. En clair, et NVIDIA ne s'en cache pas, le GeForce GTX 480 était bien trop bruyant et chauffait beaucoup trop, même pour une carte haut de gamme. Mais ne s'agit-il pas là de la quadrature du cercle ? La firme au caméléon peut-elle parvenir à concilier ces deux éléments, à priori antagonistes, alors même que le procédé de fabrication reste le même ?
Voilà les questions qui vont nous animer pendant ce test, test qui nous permettra bien sûr de voir les performances de la nouvelle venue et ses caractéristiques.
NVIDIA Fermi : deuxième passe
Au sein du GeForce GTX 580 nous retrouvons... l'architecture Fermi de NVIDIA, une architecture qui rappelons-le est la première à prendre en charge DirectX 11 pour la firme de Santa-Clara. On reste donc en quelque sorte sur une architecture DirectX 11 de première génération (voir à ce sujet notre article consacré au GeForce GTX 480). En quelque sorte, car en fait, le gros du travail des équipes de NVIDIA pour ce GeForce GTX 580 aura été d'optimiser l'architecture et de corriger ce qui n'allait pas. Rappelez-vous, sur le papier l'architecture Fermi est censée comporter un certain nombre d'unités. Mais dans les faits... ce n'était pas le cas ! NVIDIA avait du faire des compromis et supprimer un certain nombre d'unités de sa puce la plus haut de gamme en raison de la consommation et de la chauffe importante de celle-ci mais également en raison de quelques bugs de-ci, de-là.Avec le GeForce GTX 580, NVIDIA nous propose une puce implémentant totalement l'architecture Fermi. Nous sommes donc en présence d'une puce dotée de quatre GPC ou Graphics Processing Cluster. Chacun de ses clusters dispose à son tour de 4 SM, ou ensemble de processeurs de flux (Streaming Multiprocessor en anglais). Les processeurs de flux sont ce que le marketing NVIDIA appelle les processeurs CUDA, en clair des unités de calcul éminemment spécialisées travaillant sur les données que la puce doit traiter. Chaque SM renferme 32 noyaux d'exécution CUDA avec les capacités et particularités que nous décrivions il y a quelques mois dans notre dossier consacré au GeForce GTX 480 (nous vous renvoyons donc à ce dernier pour plus de détails), ce qui nous donne un total de 512 unités. Car oui cette fois-ci, avec le GeForce GTX 580, nous disposions bien de 512 unités de calcul, les 16 SM de la puce étant tous actifs.
L'architecture Fermi du GF100 finalement implémentée pleinement dans le GF110
Puisque NVIDIA active le dernier SM qui faisait défaut au GeForce GTX 480, le nombre d'unités de texture augmente, on passe de 60 à 64. Et avec un SM en plus, la puce dispose de nouvelles ressources pour la géométrie, avec un Polymorph Engine supplémentaire : en clair les performances en tesselation devraient encore grimper, la puce disposant d'une unité dédiée supplémentaire. Pas de changement à signaler en revanche du côté du contrôleur mémoire, toujours interfacé sur 384 bits. De fait, le nombre d'unités ROP demeure constant et fixé à 48.
NVIDIA Endless City : une nouvelle démo NVIDIA sans et avec tesselation, de gauche à droite
NVIDIA ne se contente pas d'activer les unités manquantes au GeForce GTX 580 puisque les ingénieurs de la société ont procédé à quelques ajustements supplémentaires. L'un des plus importants est sûrement la correction du bug du filtrage des textures FP16 : celles-ci sont dorénavant traitées à pleine vitesse ce qui devrait particulièrement bénéficier aux applications ayant recours à des textures massives. Quelques améliorations ont également été apportées au filtrage Z-cull alors que la puce prend en charge de nouveaux formats.
GeForce GTX 580 : la puce
Surprise... au niveau de la puce. NVIDIA présente le GeForce GTX 580 comme utilisant une puce répondant au nom de code GeForce 110. En réalité, il serait peut être plus exact de parler de GF100... B. En effet, nous sommes en présence d'un simple respin du GF100, c'est-à-dire d'une version améliorée mais toujours gravée en 40nm par TSMC et comptant 3 milliards de transistors. Il faut dire que l'annulation par TSMC de son procédé de fabrication en 32nm n'a pas arrangé les affaires de NVIDIA ni celles d'AMD d'ailleurs.
NVIDIA insiste toutefois sur certains points en expliquant avoir repensé la conception même de la puce au niveau de ses transistors afin d'utiliser des transistors plus efficaces. Il s'agit ici d'utiliser des transistors plus rapides sur les zones critiques de la puce et d'employer des transistors présentant un phénomène de leakage ou fuite moindre sur les parties moins sensibles de la puce. En procédant de la sorte, NVIDIA aurait revu un important pourcentage du design de sa puce.
Tout cela permettant, selon NVIDIA, d'augmenter les fréquences de fonctionnement tout en diminuant la consommation électrique de la puce. Puisqu'il est question de fréquences, on passe de 700 MHz à 772 MHz alors que les unités de calcul CUDA opèrent à 1544 MHz. Côté mémoire, nous sommes toujours en présence de GDDR5 pour une fréquence de 1002 MHz et une quantité de 1,5 Go de mémoire vidéo. Côté bande passante mémoire, nous obtenons un débit plutôt généreux de 192,4 Go/s. Signalons enfin qu'aucun changement n'a été apporté à la partie vidéo.
| Radeon HD 6870 | GeForce GTX 470 | GeForce GTX 580 | |
| Interface | PCI-Ex. 16x - Gen2 | PCI-Ex. 16x - Gen2 | PCI-Ex. 16x - Gen2 |
| Gravure | 0,040 µ | 0,040 µ | 0,040 µ |
| Transistors | 1,7 Milliard | 3 Milliards | 3 Milliards |
| T&L | DirectX 11 | DirectX 11 | DirectX 11 |
| Stream Processors | 224 vec5 | 480 | 512 |
| Unités ROP | 32 | 40 | 48 |
| Unités de texture | 56 | 56 | 64 |
| Mémoire embarquée | 1024 Mo | 1280 Mo | 1536 Mo |
| Interface mémoire | 256 bits | 320 bits | 384 bits |
| Bande passante | 134,4 Go/s | 124 Go/s | 192,4 Go/s |
| Fréquence GPU | 900 MHz | 607 MHz | 772 MHz |
| Fréquence Stream Processors | 900 MHz | 1215 MHz | 1544 MHz |
| Fréquence mémoire | 1050 MHz - GDDR5 | 837 MHz - GDDR5 | 1002 MHz - GDDR5 |
GeForce GTX 580 : un refroidissement revu
Adoptant un format double-slot, comme le modèle précédent, le design de référence du GeForce GTX 580 se prête à nombre de commentaires puisqu'un certain nombre de changements apparaissent. Le premier d'entre eux est l'utilisation d'un tout nouveau système de refroidissement remplaçant l'ancien... grill. Si la carte dispose toujours d'un carter en plastique protégeant son système de ventilation, celui-ci est en plastique et plus aucun bloc métallique n'est apparent contrairement aux GeForce GTX 480. Sur ces dernières le sommet du radiateur était affleurant et il valait mieux éviter d'y laisser ses doigts après quelques heures de fonctionnement. De même, les caloducs latéraux du GeForce GTX 480 disparaissent avec ce nouveau modèle.
Non content de supprimer cet aveu d'échec, NVIDIA emploie pour la première fois un système de refroidissement de type Vapor Chamber ou chambre de vapeur. La base du radiateur est en cuivre et fait contact avec la seule puce graphique ; elle contient un liquide qui se transforme en vapeur au fur et à mesure que la température monte. Le tout fonctionne évidemment en circuit fermé et vise à mieux dissiper la chaleur, un radiateur étant évidemment fixé sur l'ensemble tandis qu'un ventilateur souffle pour expulser l'air chaud en dehors du système. Au passage, le carter est maintenant biseauté sur son extrémité afin de mieux diriger le flux d'air en sortie et d'offrir une meilleure circulation d'air entre les cartes dans un environnement SLI.
Système de refroidissement à chambre de vapeur
Le ventilateur a subi quelques ajustements afin que celui-ci soit plus silencieux. Qui plus est, l'algorithme de gestion du ventilateur a été revu pour éviter les hausses et baisses de régime abruptes générant sur le GeForce GTX 480 des nuisances il est vrai particulièrement incommodantes. Dans les faits il est indéniable que le GeForce GTX 580 est bien plus silencieux que son illustre prédécesseur : un point salutaire. A dire vrai et bien que nous ne procédions pas à des mesures via sonomètre, faute d'un environnement adapté, la carte se montre aussi silencieuse que les récentes Radeon HD 6800 pour ne citer que ces cartes.
Carte de référence NVIDIA et système de refroidissement
Du côté des températures, nos relevés au pistolet thermomètre à infra-rouge nous donnent un échauffement, en charge, atteignant les 65° C sur le rebord de la carte contre une amplitude de 70 à 74°C au dos de la carte. C'est élevé mais face au GeForce GTX 480, les progrès sont nets : de son côté le GeForce GTX 480 nous donne 70° sur la tranche et une amplitude de 78 à 84° C au dos de la carte (tout de même) !
GeForce GTX 580 : en avant le power capping
Petite nouveauté sur le GeForce GTX 580 : la présence d'une électronique embarquée dont le rôle est de surveiller en temps réel l'alimentation électrique de chacun des rails 12 volts de la carte. Le but ? Mettre en place un mécanisme de protection : dès que la consommation de la carte dépasse les limites définies par NVIDIA : les fréquences de fonctionnement sont automatiquement rabaissées de 50% (du reste les utilitaires logiciels de surveillance des fréquences actuellement disponibles au téléchargement n'ont pas encore été mis à jour pour prendre en compte cette nouvelle particularité).Les pilotes ont un droit de regard direct sur les niveaux relevés par l'électronique embarqué en revanche rien n'est prévu pour désactiver cette fonctionnalité ou donner à l'utilisateur un certain niveau de contrôle sur cette dernière. Concrètement, la protection n'est censée se déclencher que dans certaines applications bien spécifiques comme Furmark ou OCCT, par exemple. Et qui plus est, si un profil existe bien pour Furmark il ne concerne pour l'heure que la version 1.8 du logiciel.
Gros plan sur les composants en charge de la surveillance de l'alimentation
Car, pour ne pas empêcher l'overclocking, NVIDIA couple le monitoring matériel à un système logiciel qui va identifier certaines applications. De fait la protection ne se déclenche que si la consommation électrique dépasse les spécifications et que l'application en cours d'exécution fait parti des applications de stress test identifiées par NVIDIA.
Tout ceci est un peu complexe, voir nébuleux, mais dans les faits le mécanisme ne devrait en aucun cas se déclencher durant les jeux. Du coup, les mauvaises langues diraient que cette protection ne sert qu'un seul but : limiter l'amplitude de consommation électrique que certains testeurs pourraient relever durant leurs évaluations.
Le GeForce GTX 580 vu par les pilotes NVIDIA
Gigabyte GeForce GTX 580 - GV-N580D5-15I-B
Petite différence esthétique à signaler avec le modèle de référence NVIDIA : la mention GeForce figurant sur le côté de la carte est écrite avec des lettres blanches quand NVIDIA utilise des lettres argentées. Les puristes apprécieront. Requérant une alimentation électrique composée de deux connecteurs PCI-Express, l'un six broches, l'autre huit broches, la carte embarque 1,5 Go de mémoire vidéo GDDR5. Elle propose en sortie deux prises DVI et un connecteur mini-HDMI. Naturellement, on retrouve sur la tranche les connecteurs SLI habituels chez NVIDIA.
Un mot sur les fréquences de fonctionnement, conformes à celles édictées par NVIDIA. On se retrouve donc avec une puce graphique opérant à 772 MHz contre 1002 MHz pour la mémoire. Les composants utilisés pour la mémoire sont de marque Samsung et de type GDDR5. Quant au TDP de la carte, il est fixé à 244 Watts, selon les recommandations officielles de NVIDIA.
Côté bundle et comme c'est le cas depuis quelque temps sur la plupart des cartes graphiques, qu'elles soient haut de gamme ou non, il ne faut pas s'attendre à des miracles. On retrouve donc dans la boîte un ensemble d'adaptateurs et autres câbles : adaptateur mini-HDMI vers HDMI, adaptateur DVI/VGA, adaptateurs molex vers connecteur PCI-Express 6 ou 8 broches. Rien de transcendant donc et surtout pas de jeux.Nous arrivons maintenant au cœur de ce dossier, à savoir les tests de performance. Voici la configuration utilisée pour mesurer les performances du nouveau GeForce GTX 580 :
- Carte mère Asus Rampage II Extreme (BIOS 1802),
- Processeur Intel Core i7 965X (3,2 GHz),
- 6 Go Mémoire DDR3-1333 Corsair @ 1333,
- RAID 0 Western Digital Velociraptor 600 Go
Du côté des pilotes, nous avons utilisé les drivers CATALYST en version 10.10 et les pilotes GeForce en version 262.99, le tout sous Windows 7 Edition Intégrale 64 bits.
3DMark Vantage - Mode High
On démarre avec 3DMark Vantage. Le GeForce GTX 580 s'affiche ici devant son prédécesseur avec une marge assez impressionnante : 31,9% en 1920x1200. Une bonne partie de ce gain s'explique par les performances de la puce en filtrage de texture, un domaine où pêchait le GeForce GTX 480. Face au Radeon HD 6870, le GeForce GTX 580 est 63% plus rapide en 2560x1600.
Call Of Duty 4 - v1.7 - AA 4x AF 16x
Alors que Call Of Duty Black Ops vient tout juste de sortir, retour sur un opus déjà ancien mais toujours instructif de cette série à succès. Nous activons ici les fonctions de filtrage. Notre GeForce GTX 580 est en 1920x1200 jusqu'à 14% plus véloce que l'ancien modèle, le GeForce GTX 480. Si l'écart entre GeForce GTX 480 et GeForce GTX 580 est net, ce dernier est moindre en SLI : 3,5%.
Far Cry 2 - v1.03
Far Cry 2 confirme les très bonnes prestations du GeForce GTX 580 : selon la résolution celui-ci est de 6 à 17% plus rapide que le GeForce GTX 480. Le Radeon HD 6870 ne tient donc pas et en 1920x1200, le dernier-né des GeForce est 43% plus véloce. Les systèmes multi-GPU sont logiquement en tête et notre SLI de GeForce GTX 580 domine largement les débats en 2560x1600. Toutefois l'écart avec le SLI de GeForce GTX 480 est assez mesuré.
Batman Arkham Asylum - v1.1
L'homme chauve souris nous conforte dans nos observations. Le GeForce GTX 580 devance le GeForce GTX 480, nettement, avec un gain de performance moyen de 15% (jusqu'à 19% en 2560x1600). Ce n'est pas rien ! Rappelons tout de même qu'au sein du GeForce GTX 580 nous trouvons la même puce qu'au coeur du GeForce GTX 480 avec une fréquence supérieure et des unités débugguées et activées. En face, le Radeon HD 6870 ne peut pas grand chose alors que le Radeon HD 5870 est de toute façon plus rapide. Quant aux performances en SLI, le SLI de GeForce GTX 580 est 10% plus rapide que le SLI de GeForce GTX 480. Les deux configurations multi-GPU de NVIDIA devancent ici la solution Crossfire d'AMD.
Dirt 2
Dirt 2 fut l'un des tous premiers jeux à prendre en charge DirectX 11. Dans les résolutions courantes de 1680x1050 et 1920x1200, il est amusant de constater que le Crossfire de Radeon HD 6870 donne de meilleures performances que nos deux systèmes SLI. De plus les SLI de NVIDIA font ici jeu égal, toujours dans ces résolutions, avec les performances d'une seule GeForce GTX 580. Il faut atteindre les 2560x1600 pour voir une certaine hiérarchie avec des configurations SLI qui s'envolent. Quant à notre GeForce GTX 580 il signe ici une très belle performance : 35% de performances en plus face au GeForce GTX 480. Tout de même !
Mafia II
Sous Mafia II, les performances du GeForce GTX 580 sont là encore très bonnes. La carte devance largement le GeForce GTX 480 : 15% en 1920x1200. Elle fait du reste mieux que le Crossfire de Radeon HD 6870 en 1680x1050 et 1920x1200. Naturellement les systèmes SLI restent les plus performants. Toutefois passer d'un SLI de GeForce GTX 480 à un SLI de GeForce GTX 580 n'augmente les performances que de 7%.
Crysis Warhead - v1.1 - Frost - Enthusiast - 64 bit
Jeu gourmand par excellence, Crysis est bien entendu fort à l'aise avec les configurations multi-GPU. En tête nous retrouvons le SLI de GeForce GTX 580 qui pour le coup se détache vraiment du SLI de GeForce GTX 480 : 18% d'écart en 2560x1600 par exemple. Quant à la carte seule, le GeForce GTX 580 est en tête avec des performances 17% supérieures au GeForce GTX 480 en 1920x1200.
Far Cry 2 - v1.03 - AA 4x
L'activation des fonctions de filtrage sous Far Cry 2 ne change pas grand chose à nos observations. Les systèmes SLI ou Crossfire dominent, tandis que le GeForce GTX 580 est la carte mono-GPU la plus rapide : 13% plus rapide que le GeForce GTX 480 et 53% plus performante que le Radeon HD 6870.
Dirt 2 - AA 4x
Les tests passent, la hiérarchie demeure. Le GeForce GTX 580 inflige une belle correction au GeForce GTX 480 : ici les performances du petit dernier de NVIDIA sont 24% supérieures au modèle qu'il remplace. Le SLI mène de son côté la danse, particulièrement en très haute résolution. Quant au gain de performances il atteint 54% en passant d'une GeForce GTX 580 à deux cartes.
Mafia II - AA 4x - AF 16x
Mafia II cette fois testé avec anticrénelage accentue l'écart entre système mono GPU et système bi-GPU. Au passage, on constate ici des performances plus que décevantes pour le Crossfire de Radeon HD 6870. Le SLI de GeForce GTX 580 est en tête avec des performances 10% supérieures au SLI de GeForce GTX 480. Du côté des cartes seules, le GeForce GTX 580 est 14% plus rapide que le GeForce GTX 480. Ramené au Radeon HD 6870, cet écart grimpe à 37%.
STALKER - Call Of Pripyat
Titre DirectX 11, Stalker apprécie vraisemblablement nos configurations SLI. Au delà, le GeForce GTX 580 rivalise seul avec le crossfire de Radeon HD 6870 : ce n'est tout de même pas anecdotique. Face au GeForce GTX 480, les performances du GeForce GTX 580 sont 15% supérieures.
Unigine 2.1 - Heaven - Moderate - AF 16x
Unigine est un benchmark, et non un jeu, s'appuyant largement sur les fonctionnalités de tesselation de DirectX 11. Le GeForce GTX 580 est ici 21% plus rapide que le GeForce GTX 480, aidé notamment par une unité de tesselation supplémentaire. On retrouve également un très net écart du côté des configurations SLI. A en croire Unigine, le SLI de GeForce GTX 580 serait 17% plus rapide que le SLI de GeForce GTX 480.
Dawn of War II - Chaos Rising
On termine avec le jeu de stratégie en temps réel Dawn of War II. Les résultats semblent ici limités à 75 fps alors même que la synchronisation verticale est désactivée. Quoi qu'il en soit le GeForce GTX 580 est 11% plus rapide que le GeForce GTX 480 tandis que c'est le Crossfire de Radeon HD 6870 qui s'adjuge la première place, qu'importe la résolution. Une première depuis le début de nos tests.
Consommation
Comme à chaque fois que nous testons des cartes graphiques, nous avons vérifié la consommation électrique de l'ensemble des cartes retenues. Nous procédons à deux mesures : au repos, sur le bureau Windows, puis en charge avec un 3DMark Vantage s'exécutant en 2560x1600. La mesure est effectuée à la prise, au moyen d'un wattmètre. Il s'agit donc de la consommation électrique globale de notre machine de test.
Alors que la consommation au repos ressemble à une presque ligne droite d'une carte graphique à l'autre, hors systèmes multi-GPU, la consommation en charge peut donner froid dans le dos. Nos systèmes SLI engloutissent tout de même presque 700 Watts ! Du reste on note une consommation moindre pour le SLI de GeForce GTX 580 en charge face au SLI de GeForce GTX 480. En charge le GeForce GTX 580 consomme une dizaine de watts supplémentaires face au GeForce GTX 480 : alors certes on aurait aimé voir ce chiffre diminuer... mais face au gain de performance obtenu dans l'ensemble des tests, cette surconsommation n'est pas illogique.
Conclusion
Clairement, le GeForce GTX 580 est ce que le GeForce GTX 480 aurait dû être à sa sortie. Pas de doute là-dessus. Avec le GeForce GTX 580, et malgré une nouvelle appellation commerciale, NVIDIA propose une version finalement pleinement fonctionnelle de son architecture Fermi. C'est le Fermi done right. Non seulement les unités désactivées dans le GeForce GTX 480 sont maintenant opérationnelles, mais la firme au caméléon en profite également pour corriger quelques bugs et revoir la fabrication de la dite puce en repensant certains transistors. Tout cela permet d'augmenter les fréquences et de réduire quelque peu la consommation électrique, à spécification équivalente face au GeForce GTX 480.Six mois après le GeForce GTX 480, NVIDIA nous propose donc une version réellement aboutie de sa puce graphique DirectX 11 haut de gamme. Le fait est qu'en lisant les spécifications de la carte sur le papier, on est pas forcément ultra-enthousiaste. Pourtant, en pratique les améliorations/corrections apportées par les ingénieurs de NVIDIA se traduisent par des gains de performances bien réels, quelques fois même assez impressionnants. D'autant que le design de la carte a été revu et que cette dernière est enfin silencieuse ! Il était temps. Côté consommation en revanche... il n'y a pas de véritable miracle, mais plutôt une limitation... des dégâts. Les optimisations apportées par NVIDIA font que la consommation reste à peu de chose près proche de celle déjà très élevée du GeForce GTX 480 alors que le rendement performance/watt est lui en effet bien meilleur.
Séduisante la GeForce GTX 580 ? Oui assurément d'autant qu'il s'agit de la carte graphique la plus rapide du moment ! Seulement voilà, le timing choisi pour ce lancement nous laisse perplexe. NVIDIA a précipité la sortie de cette carte si bien que les commerçants risquent d'avoir peu de stock à l'heure où nous écrivons ces lignes tandis que le vrai rendez-vous pour NVIDIA est fixé au 22 novembre. C'est à cette date qu'AMD devrait lancer ses Radeon HD 6900, nom de code Cayman. On saura alors qui de NVIDIA ou d'AMD reprend le flambeau sur le domaine des puces graphiques haut de gamme et si le GeForce GTX 580 est une bonne carte ou une très bonne carte. NVIDIA sait tout cela, et les raisons de cette précipitation sont à chercher du côté de la communication avec un nécessaire besoin d'occuper le terrain médiatique mais aussi du côté des analystes, puisque NVIDIA tient un sommet avec ses investisseurs et a vraisemblablement besoin de s'appuyer sur un lancement produit.
Quoi qu'il en soit, le GeForce GTX 580 nous laisse une très bonne impression, mitigée par l'incertitude autour de la nouvelle génération de puces graphiques AMD, les Cayman. Et par un tarif de lancement que nous jugeons excessif : 479 euros TTC conseillés ! Un prix qui risque fort de rapidement s'envoler vu le faible nombre de pièces disponibles à ce jour. En bref, il est urgent d'attendre la fin du mois de novembre pour voir ce qu'AMD va offrir ! Nous réévaluerons à cette date la notation finale du GeForce GTX 580.
Mise à jour du 15 novembre 2010 : AMD nous informait en fin de semaine dernière du report du lancement de ses Radeon HD 6950/6970 initialement attendues pour le 22 novembre. Finalement, les cartes ne devraient pas être lancées avant la semaine du 13 décembre. Le retard semble s'expliquer par un ajustement de dernière minute des spécifications des cartes, ajustement rendu nécessaire pour devancer le GeForce GTX 580 et ses très bonnes performances. Avec ce lancement reporté, les Radeon HD 6950/6970 ne devraient pas être nombreuses sous les sapins de noël alors qu'elles s'annoncent vraisemblablement équivalentes au GeForce GTX 580. Du coup, et même s'il est préférable d'attendre la réplique d'AMD avant d'investir 500 euros dans une carte graphique, les afficionados de la firme au caméléon auront moins de regret à investir dans un GeForce GTX 580 dès à présent d'autant que les jeux semblent faits et le match serré.
