Чипсет ATi Radeon IGP 9100: так ли хороша интегрированная графика? – THG.RU

Введение

По данным статистики, интегрированная графика продолжает своё развитие. Однако, как показало наше предыдущие тестирование интегрированных решений, им всё ещё далеко до производительности даже “бюджетных” раздельных видеокарт.

В указанной выше статье мы уделяли основное внимание ценовым преимуществам, которые даёт сборщикам ПК встроенная графика. Ну а покупатели ПК с интегрированными решениями – это, чаще всего, новички, желающие купить недорогое решение и запутавшиеся в джунглях рекламных объявлений, напичканных большими мегагерцовыми значениями. Для того чтобы понять, на что следует обращать внимание при покупке графического чипа, позвольте нам рассмотреть архитектуру различных графических чипов, вышедших за последние несколько лет. На основе нашего обзора мы попытаемся указать все необходимые опции, а также дать некоторые рекомендации.

Если не принимать во внимание энтузиастов, то существует два вида домашних пользователей ПК. Большинство покупает уже собранные ПК, как фирменные модели, так и обычные компьютеры, в ближайшем магазине. Это так называемый OEM-рынок (Original Equipment Manufacturer). Опытные пользователи стараются сами собирать компьютеры из комплектующих, которые покупаются в виде решений OEM (то есть без коробки и без бонусов) или в виде розничных версий (коробка, инструкция, все бонусы). Тем же самым путём приходится идти и при обновлении существующего ПК.

Рыночные доли производителей графики, на основе поставок в четвёртом квартале 2003 года. Выбраны восемь ведущих производителей графики в индустрии. Данные предоставлены Jon Peddie Research.

Рыночные доли в четвёртом квартале 2003 года, в сегментах раздельной и интегрированной графики. Данные предоставлены Mercury Research.

Конечно же, на окончательное решение также немало влияет и цена. Помимо процессора, видеокарта часто является ещё одним дорогим компонентом, который влияет на цену системы. Для простых задач, типа офисных приложений, просмотра видео/DVD и путешествия по Интернету, будет более чем достаточно примитивных графических карт, цена на которые начинается с $50. Однако если вы планируете использовать свой ПК ещё и для игр, то можете легко утроить цену – до $150. Современным графическим 3D-движкам требуется большая вычислительная мощность, причём требования повышаются практически с выходом каждой игры. Новейшие игры с поддержкой DirectX 9 могут “поставить на колени” даже топовые ускорители ценой в $500.

Интеграция

В зависимости от производителя и ценовой категории, современные материнские платы обеспечивают достаточно много дополнительных функций. К примеру, сегодня стали практически повсеместны встроенная сетевая карта, порты USB и звук, а ряд плат даже оснащается считывателями флэш-карт, контроллерами RAID и т.д.

Уже несколько лет некоторые представители индустрии предсказывают смерть графических карт. По их прогнозам, встроенная графика полностью вытеснит внешние решения. Но, как часто бывает, практика говорит иное. Как мы уже упоминали выше, современная 3D-графика требует огромной вычислительной мощности и высоких скоростей передачи данных. Число транзисторов современных 3D-чипов уже давно перешло таковое у процессоров, а пропускная способность памяти графических карт намного превышает скорость работы шины памяти ПК. Все эти факторы приводят к тому, что производство графических карт – дело сложное и дорогое. Поэтому интеграция мощного графического чипа на материнскую плату довольно проблематична – это очень дорого.

Многоликое 3D

Начнём с того, что для реализации 3D-ускорения разработчикам 3D-программ требуется стандартный язык, на котором можно было бы программировать 3D. Среди всего прочего, этот стандарт, или API, определяет, какие операции должен поддерживать графический чип для соответствия стандарту. Мы подразумеваем, что все указанные операции должны выполняться аппаратно.

Доминирующие на сегодня 3D-стандарты – это OpenGL и Microsoft Direct3D (входит в комплект DirectX). Большинство современных игр базируются на Direct3D. Когда Microsoft выпускает новую версию DirectX, многие новые функции появляются также и в OpenGL – по крайней мере, что касается игр. Для простоты мы будем придерживаться Direct3D в следующем понимании.

Даже простейшие графические чипы, присутствующие сегодня на рынке, поддерживают самые основные 3D-функции. Карты, относящиеся к поколению DirectX 7, являются нижней ступенькой 3D-эволюции. Эти чипы попросту соответствуют определению классического 3D-ускорителя, то есть 3D-чип способен выполнять ряд заранее заданных функций быстрее, чем центральный процессор компьютера. Большинство 3D-чипов поколения DirectX 7 также поддерживают аппаратные вычисления T&L (трансформацию и освещение), которые освобождают процессор от дополнительного расчёта геометрии. Самые популярные игры и тесты, относящиеся к данному поколению, это Unreal Tournament, Evolva, Giants, Quake 3 (OpenGL) и 3DMark2000. Даже сегодня многие игры, типа Battlefield 1942, используют 3D-движки, принадлежащие к поколению DirectX 7.

Скриншот: Quake3 Arena

Скриншот: Evolva

Скриншот: Giants

С переходом на следующее поколение – DirectX 8, классические ускорители сделали гигантский шаг по направлению к настоящим процессорам. Операции и 3D-эффекты (типа наложения карт неровностей, карт окружения и т.д.) больше не являются жёстко заданными – их можно легко запрограммировать. Преимущество подобного подхода велико, ведь разработчикам игр больше не надо опираться на набор заранее заданных эффектов – они могут просто запрограммировать свои собственные. К тому же, каждый чип DirectX 8 обладает заданным минимумом функций. Старые 3D-чипы настолько различались по своим функциям, что разработчики игр тратили невероятные усилия и время на создание эффектов, которые работали бы на всех картах. Следовательно, помимо объявления новых функций, DirectX 8 даёт также дополнительное преимущество по стандартизации аппаратной части, гарантируя, что новые функции появятся в играх намного быстрее, поскольку их будет легче реализовывать. Игры и тесты, использующие вершинные и пиксельные программы-шейдеры DirectX 8, включают Unreal Tournament 2003, Aquanox, Max Payne 2, Morrowind и 3DMark2001.

Скриншот: Unreal Tournament 2003

Скриншот: Max Payne 2

Скриншот: Aquanox2 Revelation

Текущая версия 3D-стандарта Microsoft – это DirectX 9. В данной версии программируемость 3D-чипов была сильно расширена. Теперь чипы могут обрабатывать дополнительные команды и длинные программы и, что более важно, поддерживают увеличенную точность расчётов с плавающей запятой. Однако большинство игр, выпускаемых сегодня, это по-прежнему игры с поддержкой DirectX 8. Только несколько игр поддерживают возможности DirectX 9: Halo, Tomb Raider – AOD, Aquanox 2 и синтетический тест 3DMark 2003. Сегодня геймеры с нетерпением ждут выхода таких DirectX 9-игр, как Half-Life 2, Doom III (OpenGL), FarCry, Painkiller и Stalker.

Скриншот: Stalker – Oblivion Lost

Скриншот: Half-Life 2

Скриншот: Farcry

Другие важные функции современных графических чипов связаны с улучшением качества картинки. Одна из таких функций – полноэкранное сглаживание (FSAA), которое уменьшает “эффект лестницы” на краях объектов. Другая функция улучшения качества картинки – это анизотропная фильтрация, повышающая чёткость и детализацию текстур. Пока ни одна из этих функций не стандартизирована, поэтому производители чипов реализуют свои собственные решения.

В заключение стоит сказать, что 3D-“железо” по-прежнему прилично обгоняет игры. Благодаря улучшенным инструментам программирования (типа компиляторов HLSL), задача разработчиков по внесению поддержки новых функций облегчается. Даже если игра и не использует новые 3D-функции, она всё равно получит выигрыш от увеличенной производительности новых 3D-чипов поколения DirectX 9. Только самые новые карты способны обеспечить полную поддержку функций повышения качества картинки, типа полноэкранного сглаживания и анизотропной фильтрации.

Состояние технологий интегрированной графики сегодня

В следующей таблице дано сравнение бывших high-end чипов и их функций.

* Примечание: в зависимости от системной памяти. Пропускная способность памяти также совместно используется вместе с остальной системой.

Даже беглый просмотр таблицы показывает, что встроенная графика попросту играет совершенно в другой лиге, чем типичные видеокарты. Вряд ли на интегрированных картах имеет смысл включение FSAA или анизотропной фильтрации.

Конечно, существует множество факторов, которые влияют на производительность графических карт, но их перечисление выходит за рамки данной статьи. Но одно можно сказать точно: интегрированные графические чипы не имеют своей собственной памяти. Вместо этого они используют оперативную память ПК. Поэтому пропускная способность памяти и частота шины памяти полностью зависят от типа памяти, используемой в системе. Наконец, графическим чипам приходится использовать память вместе с остальной системой, что на практике уменьшает примерно в два раза доступную пропускную способность. Также память, занятая графическим чипом, будет недоступна системе.

Произведение искусства: помимо nVidia GeForce FX 5950 Ultra, ATi Radeon 9800 XT можно назвать самой быстрой графической картой на рынке.

ATi Radeon 9100 IGP

Новейший чипсет с поддержкой интегрированной графики на этот раз был выпущен ATi – при этом чипсет получил название Radeon 9100 IGP (или RS300). Мы уже детально обсуждали его конкурентов в предыдущей статье, датированной сентябрём 2003 года.

Чипсет Radeon 9100 IGP поддерживает процессоры Intel Pentium 4 с частотой FSB вплоть до 800 МГц. Чипсет состоит из двух микросхем: северного моста RS300, производимого по техпроцессу 150 нм, и южного моста IXP200. Графическое ядро встроено в северный мост и доступно по внутреннему соединению AGP 8x. Чипсет поддерживает, максимум, 4 Гбайт памяти. Благодаря двухканальной технологии памяти DDR, шина памяти обеспечивает максимальную пропускную способность 6,4 Гбайт/с.

Южный мост поддерживает до шести портов USB, два канала ATA-100 IDE, контроллер ввода/вывода и встроенный сетевой адаптер 3Com. Однако южный мост не имеет звуковой части. Северный и южный мосты связаны интерфейсом точка-точка с пропускной способностью 266 Мбайт/с, что позиционирует решение ATi на уровень чипсетов Intel i865/i875. Благодаря архитектуре HyperTransport, чипсет nVidia nForce2 способен обеспечить намного более высокую пропускную способность – 800 Мбайт/с. Но бесспорным чемпионом здесь можно считать VIA PT880 – в нём две части чипсета могут связываться на скорости 1066 Мбайт/с. Но на практике эта пропускная система не оказывает ощутимого влияния на пропускную способность.

Поскольку целью данной статьи является рассмотрение встроенной графики чипсетов, мы на этом закончим рассмотрение чипсета как такового, и сконцентрируемся на графическом ядре. Его спецификации аналогичны раздельному графическому чипу ATi Radeon 9200.

• 256-битный GPU
• Частота ядра: 300 МГц
• Память: 128 Мбайт макс. (8/16/32/64 или 128 Мбайт)
• Доступные частоты памяти: двухканальная DDR266/333/400 (зависит от материнской платы)
• Пиксельные конвейеры: 2×1 (один блок на конвейер)
• Пиксельные и вершинные программы-шейдеры DirectX 8.1
• Аппаратная поддержка T&L
• SuperSampling FSAA
• Анизотропная фильтрация (макс. 16x)
• Hyper-Z
• Декодер ТВ-выхода
• 32-битный цвет, буферизация Z/stencil
• Два дисплея
• 400-МГц RAMDAC
• Поддержка ОС: Windows XP / 2000 / NT / ME / 98SE / 98 / 95 / Linux / MacOS
• Поддержка 3D: DirectX 8.1, OpenGL

Будущие версии этого чипсета получат возможность подключения трёх мониторов с помощью графических адаптеров, совместимых с ATi Dual-Head. В данном режиме будут активны оба выхода VGA видеокарты, а также выход на материнской плате. Данным шагом ATi пытается продвинуться на сегмент, занимаемый в настоящее время Matrox. В результате дорогие карты Matrox Triple-Head будут больше не нужны для домашнего пользователя. Ну, а пока что этот новый режим, названный ATi Surround View, ещё не поддерживается текущими материнскими платами.

В следующих тестах принимали участие две материнские платы на базе чипсета ATi Radeon 9100 IGP. Одна из них – это прототип, высланный нам ATi, а вторая плата – розничная версия Gigabyte GA-8TRS300M. Мы не смогли проверить возможность DualView двух наших плат, поскольку ни одна из них не поставлялась с необходимым AGP-адаптером.

Плата Gigabyte GA-8TRS300M выполнена в очень малом форм-факторе uATX. Плата имеет четыре слота для памяти, три слота PCI и может быть модернизирована с помощью установки видеокарты AGP.

Хотя северный мост содержит встроенное графическое ядро, он требует только пассивного охлаждения.

Несмотря на тот факт, что южный мост ATi имеет интегрированный сетевой контроллер 3Com, Gigabyte решила выслать плату с дополнительным контроллером Realtek. Не очень понятно, поддерживается ли функциональность Super I/O южным мостом ATi, или дополнительным чипом аппаратного мониторинга ITE8712F-A.

Эталонная плата ATi и модель от Gigabyte имеют очень схожий дизайн, но в деталях они различаются. Что интересно, на плате ATi присутствует чип Winbond W83627THF, обеспечивающий базовые функции ввода/вывода в дополнение к аппаратному мониторингу. Мы не знаем, предоставляет ли данный чип указанные функции вместо южного моста. В любом случае, функции и возможности чипа ATi ставят под сомнение наличие раздельного чипа Texas Instruments 21CH67T USB на собственной эталонной плате компании.

Плата ATi использует намного больший пассивный радиатор, чем модель от Gigabyte.

Вид на панели ATX обеих плат.

Тестовая конфигурация

Мы сравнили новый чипсет ATi IGP 9100 со встроенной графикой чипсетов из нашего последнего сравнения. Хотя некоторые драйверы, использовавшиеся в предыдущем обзоре, уже устарели, они не слишком влияют на производительность чипов – учитывая рассматриваемый уровень производительности. Тесты не показали улучшений при обновлении драйверов. Это может быть объяснено тем фактом, что данные чипсеты уже столь долго присутствовали на рынке, что потенциал их производительности уже полностью исчерпан и старыми драйверами.

Для сравнения мы привели результаты видеокарты ATi 9200 за $50, с памятью объёмом 64 Мбайт и интерфейсом AGP 8x. 3D-ядро этой карты базируется на той же архитектуре, что и ATi IGP9100 (RS300). Чтобы вы смогли оценить максимально возможный на сегодня уровень 3D-производительности, мы решили привести результаты карты Radeon 9800 Pro с 28 Мбайт памяти.

Результаты тестирования

Unreal Tournament 2003

Чипсет ATi IGP 9100 явно побеждает конкурентов от SiS и Intel. Эталонная плата, полученная нами от ATi, оказалась “на волосок” быстрее соперницы от Gigabyte. Но бесспорным победителем в этом тесте является nVidia nForce2. Впрочем, ни один из кандидатов так и не смог даже близко подойти к “бюджетному” Radeon 9200, хотя его производительность ничтожна по сравнению с Radeon 9800 Pro.

Aquanox 2: Revelation

Несмотря на аппаратную поддержку DirectX 8, IGP 9100 демонстрирует производительность только на уровне Intel i865G. И вновь чипсет nVidia nForce2 оказался чуть быстрее, чем остальные встроенные чипы. В общем, в Aquanox 2 вы не сможете играть ни на одном из интегрированных решений. Следует отметить: IGP 9100, определённо, теряет некоторый потенциал по производительности даже при установке внешней карты Radeon 9200 – это демонстрируют результаты теста.

3DMark 2001

В 3DMark2001 чипсет IGP 9100 впервые обгоняет nForce2, но и то на чуть-чуть. Будучи чипом DirectX 8, он может выполнить игровую демонстрацию 4, хотя и очень медленно, что и влияет на финальный результат.

Quake 3 Team Arena

Quake 3 Arena вновь возвращает nForce2 в лидеры – на уровне Radeon 9200. В этой игре мы засвидетельствовали ощутимую разницу в производительности между эталонной платой ATi и розничной версией Gigabyte.

Serious Sam – The Second Encounter

Хотя ATi IGP 9100 легко обгоняет оба чипа SiS и Intel, он смог поравняться с nForce2 только на высоких разрешениях. И вновь ни один из интегрированных кандидатов не смог достичь производительности “бюджетной” раздельной карты.

Заключение

Следующий этап в планах ATi: встроенный чипсет с поддержкой PCI-Express

Результаты сравнительного тестирования можно назвать отрезвляющими. Встроенные графические чипы обеспечивают самый нижний уровень графической производительности на современном рынке. Даже самые дешёвые раздельные карты в категории $50 играют в совершенно другой лиге. И поддержка чипсетом IGP 9100 стандарта DirectX не смогла радикально изменить ситуацию. Хотя чип ATi без всяких проблем обходит Intel и SiS, в большинстве случаев он проигрывает nForce2 с теоретически устаревшей архитектурой DirectX 7.

В наших тестах плата Gigabyte GA-8TRS300M так и не смогла дотянуться до уровня производительности эталонной платы ATi. Но вряд ли подобная разница существенна на самом деле – по крайней мере, в областях, касающихся интегрированной графики. Вопрос производительности чипсета ATi при работе приложений мы оставим для другой статьи.

В целом, мы можем порекомендовать компьютер с интегрированной графикой только тем пользователям, кто уверен, что никогда не будет играть в 3D-игры на ПК. Если офисные приложения, путешествие по Интернету и подобные задачи будут работать на встроенной графике без каких-либо проблем, то игры – дело совершенно иное, поскольку даже старые игры быстро вызовут “одышку” у таких чипов. В таких ситуациях единственным выходом будет снижение разрешения игры, уменьшение и так уже низкой детализации, что, в сумме, негативно сказывается на получаемом от игры наслаждении. Пользователям, которые могут смириться с этим ограничением и желают приобрести интегрированное решение, мы рекомендуем следующее: если вы собираете компьютер на базе Intel, то покупайте чипсет ATi. Если же вы планируете приобрести процессор AMD, то придерживайтесь чипсета nVidia. 3D-производительность чипсетов Intel и SiS просто слишком низка, чтобы заслуживать нашей рекомендации.

При построении ПК с очень скудным бюджетом, мы рекомендуем выбирать более дешёвые модели на базе чипсетов SiS или ATi, а не на базе дорогих чипсетов Intel. Тогда вы можете потратить сэкономленные средства на добавочную видеокарту, к примеру, на ATi Radeon 9200 или nVidia GeForce FX 5200. Но при этом избегайте покупки полу-стандартной модели с 64-битной шиной памяти. Эти карты неисправимо медлительны. Покупайте карты только со 128-битным интерфейсом памяти: они стоят всего на несколько долларов дороже, зато обеспечивают намного более высокую производительность.

Недорогой выбор для игроков: ATi Radeon 9200 или nVidia GeForce FX 5200

Сегодня картой ATi начального уровня является Radeon 9200 SE с 64-битным интерфейсом памяти. Но лучше купить Radeon 9200 (без “SE”). В случае nVidia FX 5200 ситуация немного сложнее, поскольку 64-битная модель не имеет подобной чёткой маркировки. Лучше всего отдельно попросить продавца предоставить 128-битную модель. Или вы можете просто купить Radeon 9200 (запомните, без “SE”!). Объём памяти вряд ли имеет важное значение для карт подобного класса – поэтому 64 Мбайт будет более чем достаточно. Переход на 128 Мбайт имеет смысл только на быстрых картах.

Вернёмся назад к вопросу, заданному в начале статьи: закончат ли раздельные видеокарты своё существование и будут ли они замещены интегрированными графическими решениями? Судя по низкому уровню производительности решений, пока что ответом будет чёткое “нет”. Мы не верим, что ситуация изменится, пока игры продолжают играть важную роль в мире персональных компьютеров.