2010년 11월부터 출시된 12번째 지포스 제품군, 코드네임은 페르미 2.0

출시 가격이 표기되지 않은 모델은 OEM 전용 모델.

경영진의 약속대로 GTX 480의 버그와 전력 소모가 크게 개선된 GTX 580이 출시되었다. 2세대 페르미이자 완전체.
사용된 GPU는 GF110으로 코어 구조는 GF100을 따르지만 GF104처럼 전력 소모가 개선되고 TMU 갯수를 유지하되 텍스처 필레이트 성능을 2배로 높이는 등 전체적인 게이밍 성능이 향상되었다.
AMD[1]는 GTX 460 대응용으로 라데온 HD 6870/6850 을 내놓고 GTX 480과 성능이 비슷한 라데온 HD 6970을 준비하고 있었는데 GTX 580이 GTX 480에서 평균 11%, 최대 20% 성능 증가로 크게 엿먹게 되었다. (이 때 N까 찰리도 크게 엿을 먹었다. 저 정보가 루머일 때, 나름의 근거를 종합해서 이렇게 빨리, 많이 개선된 제품을 절대로 내놓을 수 없다고 호언장담 했기 때문.)
덕택에 라데온 HD 6970은 막판에 한달이나 발매 연기되었다. 가장 궁금했던 사항 중에 하나였던 GTX 580의 소비전력인데 GTX 480보다 조금 덜 먹는 정도에 그쳤다. 하지만 이미 유저들이 GTX 480에서 이미 겪었던 문제에 대해 단련(?)된 상태에 성능이 약간 더 향상되어서인지 그런대로 괜찮았다.

2010년 12월 7일, SM 갯수를 GTX 480급으로 늘린 대신 ROP과 메모리버스를 GTX 470과 같은 크기로 유지된 GTX 570이 출시되었다. 스펙상 GTX 480과 470 사이에 위치하지만 GTX 480과 엎치락 뒤치락하면서 GTX 480과 470 둘 다 대체시키는 일석이조(?)를 이루어냈다. AMD의 플래그쉽 모델이었던 라데온 HD 6970보다 더 좋은 가성비는 덤.. 일석삼조

2011년 1월 25일, GTX 460에 사용된 GF104 GPU에서 개선된 GF114 GPU의 풀칩 모델인 GTX 560Ti가 출시되었다. 페르미 아키텍처 계열 중 중급형 풀칩 구성이 처음으로 채택된 모델이라 점과 GTX 470에 근접한 성능, 그리고 적절한 가성비를 유지하면서 좋은 반응을 얻었다.

2011년 3월 24일, AMD는 듀얼 GPU 탑재 모델이자 최종 보스인 라데온 HD 6990을 내놓았고, NVIDIA도 질세라 GTX 580의 듀얼 GPU 버전 모델인 GTX 590을 내놓았는데 망했어요 본격 외계인 고문 하는 옆집 때문에 떡실신 당했다. 한마디로 현시창 강림링크

2011년 4월 13일, GTX 550 Ti 미만의 하위 모델에 해당되는 40, 30 라인 모델은 OEM용으로만 내놓으면서 건너뛰고 20 라인인 GT 520만 출시되었다. 이보다 더 커팅할게 없는 GF119가 사용되었으며, 리테일용 모델로써는 지포스 500 시리즈 최하위의 로우엔드 모델로 매 시리즈의 최하위 모델들이 그랬듯이 현세대 게임용으로는 부적합하지만 그래도 동세대 모 내장그래픽보단 훨씬 낫다 5세대 퓨어비디오가 도입되면서 동영상 재생 능력이 더욱 강화되었다. 이보다 상위 성능의 같은 페르미 기반 모델조차 건드릴 수 없는 4K UHD 30fps 동영상까지 건드릴 수 있다. 로우엔드 페르미 GPU의 유일한 장점이긴 하지만, 아무리 퓨어비디오 성능이 개선되어도 4K UHD라는 높은 해상도의 동영상을 하드웨어로 디코딩하기엔 엄청난 부담이 아닐 수 없다. 결국 쉐이더 연산을 맡는 CUDA의 도움을 받을 수밖에 없는데 안 그래도 동영상도 2D 그래픽 처리처럼 결국엔 변화무쌍하게 바뀌는 픽셀들의 색상을 계산하기 위해 CUDA가 동원되는 상태에서 디코딩까지 보조해줘야 하는 노릇이라 CUDA 48개와 1620MHz 쉐이더 클럭(연산 성능 155.5 GFLOPS)으로는 감당할 수 없는 단점이 있다. 4K UHD 30fps까지 지원해봤자 기본 성능이 받쳐주질 못 하면 말짱 도루묵 게이밍 성능은 별 볼일 없는 수준이지만, 4세대 퓨어비디오가 탑재된 GT 240 이하와 GT 440 이하 모델에 비하면 동영상 감상용, 주식 모니터링용으로써 더 합리적이라고 볼 수 있다.
또한, 아쉬운 점은 최소한 레퍼런스 기준 클럭에 준수하는 편이었던 이전 세대의 로우엔드 비레퍼런스 제품과는 달리 메모리클럭 1800MHz에서 1000MHz 내외로 크게 다운된 비레퍼 제품들이 대부분이라는 것. 메모리클럭 DDR3 1800MHz 그대로에 GPU 코어 클럭만 810MHz에서 830MHz로 오버된게 최상급 비레퍼 제품의 스펙이다. 팩토리 오버클럭된 제품은 몇 안 되며, 대부분은 레퍼보다도 더 낮은 스펙을 지니고 있다. 심지어 GPU 코어 클럭과 메모리클럭 둘 다 다운된 비레퍼 제품들도 꽤 많은 편. MSI 애프터버너를 이용하면 쉽게 오버클럭할 수 있지만 로우엔드 그래픽카드들이 대체로 전원부가 빵빵한 편이 아니기 때문에 잠깐 확인하는 용도가 아닌 이상 장시간의 높은 로드율로 실사용하는 것은 권장하지 않는다. 애초에 굳이 로우엔드 그래픽카드를 구하고 오버클럭해서 유의미하게 써먹을 수 있는 게임도 아닌 응용프로그램 통틀어서 거의 없다.

2011년 5월 15일, GTS 450에 사용된 GF106에서 개선된 GF116의 풀칩 모델인 GTX 550Ti가 출시되었다. GTS 450과 마찬가지로 엔트리급 시장을 노린 모델이지만 50 라인 주제에 GTS가 아닌 GTX를 붙여 많은 유저들이 의아해했다. 그래도 ROP이 24개, 메모리버스가 192-bit로 늘려 GTS 450 대비 성능 향상이 확실해졌지만 그만큼 초기 가격이 비싸져(GTS 450: $129 → GTX 550 Ti: $149) 가성비가 아쉬운 편.

2011년 5월 17일, GF114를 유지하되 GTX 460의 메모리버스 256-bit 버전 스펙을 계승한 GTX 560이 출시되었다. 후기형 GTX 460을 대체하며, 비인기 모델이었던 GTX 465보다 16% 넘는 성능으로 60 라인 모델답게 좋은 가성비를 보여주었다. 팩토리 오버클럭된 일부 비레퍼런스 제품의 경우는 상위 모델인 GTX 560 Ti 레퍼런스와 동급 성능을 보여주기도 했다.

2011년 11월 29일, GTX 580, 570에 사용된 GF110에서 SM 갯수와 ROP을 GTX 470과 같은 수준으로 구성된 GTX 560 Ti 변종 모델이 출시되었다. CUDA 코어가 448개라 본래의 GTX 560 Ti와 혼동될 수 있어 GTX 560Ti 448이라는 이름으로 구분하고 있다. 570과 동급의 성능이라 480을 팀킬한 570을 또 팀킬했다.

2017년 7월 3일, 페르미 아키텍처 기반의 지포스 400 시리즈와 마찬가지로 500 시리즈도 DirectX 12가 '정식' 지원되었으며, 같은 페르미 아키텍처이기 때문에 전체적인 특성은 지포스 400 시리즈와 동일하다. 자세한 참고 자료는 GeForce 400 문서 참조.

이 때부터 GPU에 지능적인 전력 제한이 도입되기 시작했다. (바이오스 개조등으로 전력 제한을 풀면, 성능과 클럭이 오른 덕분인지 GTX 480보다 전력을 더 퍼먹는다. 물론 개선된 제품답게 그 상태에서도 전성비는 약간 나은 모습을 보이지만) 그래서 Furmark같은 스트레스 테스트에만 특화된 프로그램을 돌리면, 일반 게임에 비해 GPU 클럭이 크게 떨어진다..

여담으로 msi가 이시점부터 그래픽카드 메이커로 인정받기 시작했다. 그리고 세가의 아케이드 기판인 RINGEDGE 2가 GPU로 지포스 GT 545를 사용한다

여담으로 2019년 기준

GTX 590 ≒ GTX 1050 3gb,
GTX 580 ≒ GTX 660 Ti,
GTX 570 ≒ GTX 660,
GTX 560 Ti ≒ GTX 750 Ti
GTX 560 = GTX 650 Ti ,
GTX 550 Ti= GTX 650