ATi X800: ещё одна победа в войне графических ускорителей – THG.RU

ATi Radeon X800: секретные материалы

После впечатляющего выхода карты nVidia GeForce 6800 Ultra в прошлом месяце ATi хранила полное молчание. (Напомним, что графический процессор NV40 является основой всей грядущей линейки чипов nVidia.) В самом деле, информация о новом дизайне графических процессоров ATi просачивалась лишь какими-то каплями, да и то была не всегда достоверной. В форумах ходили странные слухи, многие из которых имели “надёжные” источники и зачастую поражали читателей полярностью содержащейся информации.

Сегодня ATi анонсирует новую линейку производительных графических карт под названием Radeon X800. Линейка базируется на новейшем графическом процессоре с кодовым названием R420. Вы могли бы подумать, что буква “X” в названии продукта означает поддержку DirectX 10 или что-то в этом роде, но это не так. Буква “X” здесь просто является римской цифрой “10”. Похоже, что после линейки Radeon 9800 у ATi кончились цифры, а называть карту чем-то вроде 9xxx просто не позволяет её производительность. Впрочем, первая цифра в номере продукта не всегда служит индикатором функций. Как многие помнят, Radeon 9000 и 9200 аппаратно поддерживали только DirectX 8.1.

Первый дизайн коробки

С позиции грядущих технологий, ядро R420 имеет немного новых функций. В отличие от nVidia, избравшей добавление новых функций DirectX, типа программ-шейдеров 3.0, ATi решила идти по пути дальнейшего улучшения проверенной архитектуры R3xx. Рецепт прост: больше вершинных блоков, больше пиксельных блоков (и лучше), небольшие оптимизации контроллера памяти и полноэкранного сглаживания (FSAA). У R420 есть только одна по-настоящему новая функция под названием 3Dc: сжатие карты нормалей.

Хотя новый чип и не выделяется новыми, революционными возможностями, ATi остаётся верной историческому курсу повышения производительности. Компания утверждает, что самая скоростная модель X800 XT Platinum Edition обеспечивает производительность в два раза выше Radeon 9800 XT и даже обходит nVidia GeForce 6800 Ultra. Кроме того, ATi уверена, что даже менее серьёзная модель X800 Pro доставит флагману nVidia головную боль, так как, ко всему прочему, она потребляет меньше энергии и использует менее изощрённое решение по охлаждению.

Линейка ATi Radeon X800

Новая карта Radeon X800 XT Platinum Edition выглядит практически так же, как и X800 Pro, за исключением маркировки чипов памяти

В своей линейке продуктов ATi пока предложит две модели. Они будут отличаться числом пиксельных конвейеров и частотами памяти и ядра. Начнём с карты Radeon X800 Pro, которая будет иметь 12 пиксельных конвейеров, причём, в продаже она появится в ближайшие дни. Через несколько недель ATi планирует выпустить более скоростную версию с 16 конвейерами, названную X800 XT Platinum Edition. Пока точная дата выпуска второй карты неизвестна, но вполне вероятно, что это произойдёт между 21 и 31 мая.

ATi, в отличие от nVidia, не использовала другую версию графического процессора для версии Pro. Вместо этого, четыре пиксельных конвейера были просто отключены. Сообщество энтузиастов и моддеров будет огорчено, поскольку эти “спящие” конвейеры больше нельзя пробудить программным способом или путём прошивки другой версией BIOS (как можно было сделать раньше). Затем на рынке появятся “бюджетные” версии карт с четырьмя или восемью пиксельными конвейерами.

Вполне возможно, что у “бюджетных” карт ATi уменьшит число и других функциональных блоков – к примеру, вершинных. Впрочем, вероятно и другое: ATi будет использовать один и тот же дизайн графического процессора для всей линейки карт, включая версии с четырьмя и восемью пиксельными конвейерами.

Новый чип R420 производится про 130-нм техпроцессу с диэлектриком low-k компанией TSMC

При относительно “скромном” числе транзисторов в 160 миллионов чип R420 оказался значительно меньше нового чипа nVidia NV40. Графический процессор ATi будет производиться компанией TSMC по тому же 130-нанометровому техпроцессу (с использованием диэлектрика low-k), что и Radeon 9600XT. В результате, ATi планирует достичь тактовых частот ядра 520 МГц (X800 XT) и 475 МГц (X800 Pro). Обе карты будут использовать память GDDR3 на частоте 560 МГц (1120 МГц DDR) в случае X800 XT PE и 450 МГц (900 МГц DDR) у X800 Pro. Шина памяти будет иметь ширину 256 бит – вполне стандартное значение для карт подобного класса.

Кулер двух новых карт X800 чуть меньше, чем на “старой” карте Radeon 9800XT. Модули памяти больше не охлаждаются. Вентилятор работает довольно тихо. Драйвер повышает скорость вращения вентилятора, если требуется усилить охлаждение. При этом уровень шума повышается, но всё равно остаётся в пределах допустимого. Подобная ситуация, в частности, происходит с X800 XT PE в 3D-играх.

Благодаря техпроцессу “low-k” и памяти GDDR3, карта должна потреблять меньше энергии, чем Radeon 9800XT. На каждой карте присутствует только один разъём питания Molex. Процессор нагревается не особо сильно, и ATi смогла использовать тот же однослотовый кулер, что и на карте Radeon 9800XT. Поэтому карты ATi стали более компактными, чем nVidia GeForce 6800 Ultra, которая использует массивный кулер и два раздельных разъёма питания Molex.

На обратной стороне карты нет дополнительного радиатора

Карты X800

Визуально отличить X800 XT от версии Pro можно только при внимательном рассмотрении маркировок на модулях памяти Samsung. Чип Pro использует память на 500 МГц (1000 МГц DDR), а модули XT работают на 600 МГц (1200 МГц DDR).

Модули памяти Samsung GDDR3. 600-МГц модуль XT Platinum Edition и 500-МГц версии Pro

С первого взгляда версию Pro сложно отличить от Radeon 9800XT. Однако внимательное рассмотрение показывает, что кулер стал несколько меньше – ведь модули памяти больше не охлаждаются. Благодаря тому, что чип не выделяет большого количества тепла, ATi смогла использовать сравнительно небольшое решение по охлаждению. Даже на ощупь Radeon 9800XT кажется горячее.

Цепи питания вынесены ближе к передней части карты

Так что линейка X800, к счастью, может похвастаться низким энергопотреблением. Мы ещё обсудим эту особенность в отдельной секции обзора. В отличие от флагманской модели nVidia, X800 XT и X800 Pro используют только один разъём питания. Рядом с ним находится разъём видеовхода – благодаря ему пользователь сможет вынести видеовход на переднюю часть корпуса.

Карты X800 XT и X800 Pro используют только один разъём питания. Жёлтый разъём рядом позволяет вынести видеовход на переднюю часть корпуса.

Обе карты являются моделями ViVo и позволяют как выводить, так и захватывать видео. За видеовход отвечает чип ATi Rage Theater.

Подробности

Radeon X800 Pro

• официальная цена: $399;
• 12 пиксельных конвейеров;
• 6 вершинных блоков;
• 160 млн. транзисторов;
• частота ядра 475 МГц;
• частота памяти 450 МГц;
• 256-битный интерфейс памяти;
• память GDDR3.

Radeon X800 XT Platinum Edition

• официальная цена: $499;
• 16 пиксельных конвейеров;
• 6 вершинных блоков;
• 160 млн. транзисторов;
• частота ядра 520 МГц;
• частота памяти 560 МГц;
• 256-битный интерфейс памяти;
• память GDDR3.

В последний момент ATi решила добавить окончание “Platinum Edition” к названию карты X800 XT, то есть, вероятно, мы увидим версии XT, работающие на меньших тактовых частотах. Однако ATi подчеркнула, что карта Platinum Edition, протестированная нами, выйдет на рынок в достаточном количестве по указанной выше цене.

ATi High Definition Gaming

Скриншоты новой технологической демонстрации ATi X800 под названием DoubleCross. Поприветствуйте Руби!

В мире телевидения (западного, наверное) сегодня наблюдается переход в сторону HDTV – так называемого, “телевидения высокого разрешения”. Вполне логично перенести эту терминологию и на компьютерные игры. Именно поэтому новые карты ATi получили приставку HD к своим технологиям: SmartShader HD, Smoothvision HD и Hyper Z HD. Если перевести с маркетингового языка на русский, то карта X800 способна обеспечить все визуальные эффекты и улучшения, включая полноэкранное сглаживание, анизотропную фильтрацию и вычисления программ-шейдеров, даже на высоких разрешениях. К тому же, карте теперь “по зубам” ещё большее количество полигонов и сложные шейдеры. Благодаря увеличенной мощности программируемые эффекты станут ещё ослепительнее.

Демонстрация ATi, показывающая технологию Subsurface Scattering. Она добавляет своеобразную подсветку объектов, в зависимости от внешнего освещения

Дополнительные скриншоты демонстрации ATi DoubleCross. Здесь присутствует даже небольшой сюжетец.

Архитектура X800

Официальная диаграмма R420

Новое графическое ядро R420 показывает, насколько удачным и мощным является первый DX9-чип ATi R300. Если nVidia два раза пришлось изменять множество деталей, при переходе c NV30 на NV35/38 и c NV35/38 на NV40, то в дизайне ATi R300 после дебюта Radeon 9700 Pro изменений произошло мало. Линейки Radeon 9800 и новая X800 базируются на одном и том же дизайне.

Конечно, ATi технологически отстаёт от nVidia 6800, однако сегодня вряд ли возможно достоверно оценить слабость ATi. Ну, а пока что новые карты маскируют данный недостаток новыми “фишками”, вроде временного сглаживания (Temporal FSAA) и 3Dc (сжатие карты нормалей).

Интерфейс памяти X800

Интерфейс памяти X800

Интерфейс памяти X800 имеет ширину 256 бит и разделён на четыре канала по 64 бита. Каждый канал работает независимо и способен осуществлять чтение или запись из памяти. Специальная логика очереди отвечает за оптимальное использование ресурсов.

Вершинные блоки

Конфигурация вершинных блоков

ATi увеличила число вершинных блоков с четырёх в Radeon 9800XT до шести в X800. Вместе с увеличенной тактовой частотой это решение значительно увеличивает пропускную способность по полигонам. Что касается функций, то здесь X800 ничем порадовать не может. Как и предшествующие чипы, X800 поддерживает только вершинные программы 2.0

Пиксельные конвейеры

Пиксельные блоки Radeon X800 XT: 4 x 4 конвейера = 16 блоков пиксельных программ (верхняя часть диаграммы). Внизу показан увеличенный фрагмент из четырёх блоков

С другой стороны, блок пиксельных программ X800 подвергся заметным улучшениям. К примеру, число временных регистров было увеличено с 12 до 32. Также и максимальное количество инструкций пиксельной программы выросло со 120 до 1536 (по 512 для векторов, скаляров и текстур). Кроме того, была улучшена и работа с памятью F-буфера, который, теоретически, позволяет использовать пиксельные программы бесконечной длины, что достигается кэшированием пикселей после их выхода с конвейера и повторным использованием. Улучшение заключается в том, что сохраняются только используемые программой пиксели, а не весь кадр в целом.

Детализированная иллюстрация блока пиксельных программ (1*)

Следующая часть конвейера (2*).

Настоящей инновацией X800 стала технология 3Dc, составляющая часть текстурного блока. За этой аббревиатурой скрывается аппаратное сжатие карты нормалей. Более подробная информация о новой технологии приведена в нашей статье чуть ниже.

Также была улучшена и технология оптимизации Z-буфера Hyper Z. Теперь буфер не только работает быстрее, но и поддерживает высокие разрешения типа 1600×1200 или 1920×1080. Конечно, производительность возрастает при повышении числа пиксельных конвейеров. То же самое касается и цветовой компрессии.

Подобно предшественникам, X800 поддерживает только DirectX 9.0, то есть чип ограничен пиксельными программами 2.0. Кроме того, точность вычислений с плавающей запятой ограничена 24 битами. Как видим, на бумаге чип ATi выглядит не слишком привлекательно в сравнении с новейшим конкурентом от nVidia, который обеспечивает 32-битную точность вычислений и поддержку DirectX 9.0c (версия программ-шейдеров 3.0). Но пока очень сложно заключить, будет ли заметно отсутствие упомянутых функций на существующем программном и аппаратном обеспечении. Конечно, когда-то в будущем оно будет ощутимо, но сколько нам придётся ждать до наступления этого момента?

Сжатие карты нормалей 3Dc

Современные графические чипы используют сжатие в нескольких областях. Иногда оно реализовано внутри чипа, а в ряде случаев программно или в виде форматов хранения данных.

К примеру, сжатие текстур (S3TC, DXTC) используется уже достаточно давно и позволяет уменьшить размер текстур с высоким разрешением. При этом текстуры хранятся в сжатом формате, который графический чип может считать. Сжатие прекрасно работает для текстур в цветовых форматах RGB или RGBA и не слишком сильно сказывается на качестве. Но если текстурное сжатие применить к двухканальным форматам текстур, то мы получим артефакты.

Включаем маркетинговую речь! 3Dc не обязательно означает лучшую детализацию! 3Dc лишь уменьшает размер файла карты нормалей через сжатия, экономя память. Разработчики игр могут улучшить производительность, реализовав сжатие карты нормалей, или увеличить детализацию игрового мира, использовав сложную и детализованную карту нормалей в сжатом виде

Многие современные игры, например, FarCry, используют улучшенный метод отображения неровностей под названием “карты нормалей” (Normal Mapping). Карты представляют собой специальные текстуры, содержащие информацию о деталях объекта. Использование карт нормалей, как и карт неровностей, позволяет увеличить детализацию объекта, не прибегая к моделям с высоким числом полигонов. К плюсам подобной технологии (в отличие от карт неровностей) следует отнести правильную реакцию на освещение под разными углами. В качестве примера посмотрите на голову персонажа в игре:

Сначала разработчику игры необходимо создать очень детализованную модель головы, с использованием большого числа полигонов. Затем создаётся реальный игровой персонаж с помощью упрощённой модели, содержащей меньшее число полигонов. Между двумя моделями просчитываются различия, которые записываются в виде своеобразной текстуры (карты нормалей), содержащей детали, потерянные при переходе от одной модели к другой. Карта нормалей затем может быть применена к упрощённой модели, заставляя её выглядеть точно так же, как и модель с большим количеством полигонов. Конечно же, сходство никогда не будет “настоящим”, поскольку карта нормалей всё же не содержит геометрической информации.

Давайте, к примеру, взглянем на гонки. Первая модель очень сложная и содержит множество деталей, типа рисунка протектора. Вторая модель состоит всего лишь из грубой обтекаемой формы, содержащей 16 полигонов. В комбинации с картой нормалей вторая модель будет выглядеть детализовано, но вы всё равно заметите, что она создана из приближённой округлой формы.

С использованием карт нормалей связано несколько недостатков. Во-первых, увеличивается нагрузка на графический процессор, поскольку карты нормалей, по сути, являются ещё одной текстурой, накладываемой на пиксель. Во-вторых, требуется больше данных. Чем больше деталей желает использовать разработчик, тем выше будет разрешение используемой карты нормалей – и тем больше потребуется пропускной способности памяти. Хотя карта нормалей может сжиматься с помощью алгоритма DXTC, обычно при этом возникают заметные дефекты изображения. Подобно тому, как S3 разработала собственную технологию S3TC, когда появились проблемы с большими текстурами, ATi предлагает новую технологию сжатия 3Dc, специально предназначенную для карт нормалей. По данным ATi, новый метод способен уменьшать размер карт нормалей в четыре раза без заметного влияния на качество.

Сжатие 3Dc ATi в сравнении с DXTC. К сожалению, мы не знаем, какой коэффициент сжатия использовался в приведённом примере. К тому же, не следует полагать, что 3Dc автоматически приведёт к улучшению качества карт нормалей. Технология позволяет просто использовать более детализованные карты нормалей при том же размере файла.

Разработчики игр могут либо повышать производительность своих игр, поскольку прежний уровень детализации будет потреблять меньшую пропускную способность памяти, либо добавлять дополнительные детали благодаря использованию сжатых карт нормалей с большим разрешением. Впрочем, добавление поддержки сжатых карт нормалей к играм не будет, само по себе, проблематичным, поскольку к пиксельным программам для этого требуется добавить всего две инструкции.

3Dc аппаратно поддерживается всеми картами X800 и, конечно, всеми последующими картами на ядре R420. Но о поддержке этой функции в старых чипах придётся забыть. Будет или нет функция 3Dc внесена в состав DirectX, подобно S3TC, целиком и полностью зависит от Microsoft – но своей цели ATi, похоже, добьётся. В любом случае компания продвигает новую технологию как открытый стандарт, намекая на свободное её использование без лицензионных отчислений. Скорее всего, мы в ближайшем будущем увидим несколько игр с поддержкой 3Dc, примерно так же, как Unreal стала поддерживать S3TC после обновления.

Smoothvision HD – полноэкранное сглаживание

Одной из сильных сторон современных графических процессоров ATi является превосходная реализация полноэкранного сглаживания (FSAA). Графические чипы ATi способны поддерживать уровень сэмплирования вплоть до 6x, в комбинации с гамма-коррекцией значений цвета по краям объектов, что даёт великолепное качество картинки. К тому же, после выхода R3xx чипы стали поддерживать ещё одну функцию – возможность использования различных шаблонов точек замера (sampling patterns), но пока эта функция не реализована на практике.

Сравнение нескольких способов сглаживания

С выпуском линейки X800 ATi наконец-то реализовала эту функцию. Новая технология названа “временным сглаживанием” (Temporal FSAA) и, по сути, она удваивает число точек замера.

Фрагмент с новым сглаживанием ATi

Временное сглаживание использует различные шаблоны точек замера для чётных и нечётных кадров сцены, в результате чего они будут немного отличаться. Но если частота кадров будет достаточно высока, то человеческий глаз не сможет это заметить. В результате число точек замера на экране будет, по сути, удвоено. Подобный эффект применяется и на телевидении, когда сначала выводятся чётные строчки, а потом нечётные – и глаз этого не замечает.

К сожалению, отличия между кадрами нельзя показать на одном скришноте, поскольку на иллюстрации всегда показан либо чётный, либо нечётный кадр. Для этого вам придётся получить два последовательных скриншота. К тому же, временное сглаживание имеет определённые ограничения. Начнём с того, что при его использовании вертикальная синхронизация (V-Sync) должна быть включена, что соответствующим образом влияет на результаты тестов. Затем необходима минимальная скорость кадров в 60 fps, выставленная в драйвере. Если частота кадров падает ниже этого ограничения, то временное сглаживание автоматически превращается в обычное до тех пор, пока частота вновь не вырастет. Без этого ограничения различия между кадрами станут заметны глазу, что приведёт к обратному эффекту – ухудшению качества картинки.

Идея новой функции очевидна. 2xTAA (временное сглаживание) обеспечивает тот же уровень качества, что и обычное 4xAA по цене производительности всего 2xAA! Временное сглаживание уже реализовано в новых драйверах X800. Функция будет также поддерживаться и в картах поколения 9×00 (за исключением не-DX9 моделей 9000 и 9200) в будущей версии драйверов Catalyst. Кроме добавления временного сглаживания, ATi в реализации сглаживания ничего не изменила.

Smoothvision HD – анизотропная фильтрация

ATi пересмотрела реализацию анизотропной фильтрации в своём новом чипе. Как и раньше, X800 поддерживает анизотропную фильтрацию уровня 2, 4, 8 или 16. Кроме того, пользователь может выбирать, должен ли чип применять билинейный (Performance Mode) или трилинейный (Quality Mode) фильтр к текстурам в драйвере. Подобно карте nVidia GeForce 6800 Ultra, новый процессор ATi способен также использовать смешанные режимы, которые дают лучшую комбинацию качества изображения и приемлемого уровня производительности. ATi указывает на эту возможность в документации, однако, к сожалению, там не сказано, при каких условиях данный режим используется.

Цитата: “Анизотропная фильтрация SMOOTHVISION HD поддерживает режимы 2, 4, 8 или 16 точек замера текстуры (texture samples) на пиксель. Каждая настройка может быть использована в производительном режиме, когда используются билинейные сэмплы, или в качественном режиме, с трилинейными сэмплами. Также существует возможность использования и промежуточных режимов, позволяющая достичь оптимального баланса между производительностью и качеством.”

Энергопотребление

Для измерения энергопотребления графических карт мы использовали простое измерительное устройство, произведённое Conrad Elektronik (Energy Check 3000), которое показывает энергопотребление всего компьютера, включая материнскую плату, центральный процессор и т.д. На результатах не отражается КПД блока питания (у Antec True Control 550W он составляет около 69%). В конце концов, вы ведь будете платить за потребляемую энергию, независимо от эффективности её передачи на компоненты ПК.

Для внесения ясности мы ещё раз подчеркнём, что полученные значения не являются энергопотреблением одной лишь видеокарты, а показывают энергопотребление всего компьютера. Зато наша упрощённая процедура тестирования, несмотря на свою простоту, позволяет сделать сравнительный анализ энергопотребления карт.

Чтобы компоненты вроде оптических приводов и жёстких дисков не влияли на результат тестирования, мы измеряли энергопотребление во время путешествия по разделам BIOS. Новые карты X800 требуют намного меньшего питания, чем Radeon 9800XT, и потребляют, также, меньше энергии по сравнению с GeForce 6800 Ultra.

Это измерение было получено после загрузки Windows и драйверов – в режиме бездействия. Обе карты X800 показывают свою экономичность и требуют меньше питания, чем Radeon 9800XT или GeForce 6800 Ultra.

Приведённые значения показывают максимальное энергопотребление во время прохождения различных игровых тестов 3DMark 2003 в различных разрешениях и режимах качества (FSAA, анизотропная фильтрация). Пиковое энергопотребление X800 XT оказывается чуть выше, чем у Radeon 9800XT. С другой стороны, X800 Pro требует намного меньшего питания. Титул самой “прожорливой” карты по праву получает GeForce 6800 Ultra.

ATi указывает, что энергопотребление X800 XT в 3D-играх находится на уровне 67,48 Вт, в то время как Radeon 9800XT (предположительно) требовалось 67,54 Вт. Нам подобные значения показались странными. В дальнейшей переписке с THG ATi начала говорить о “среднем” энергопотреблении. Подобная информация нам кажется не слишком полезной, ведь блок питания компьютера должен справляться с пиковой нагрузкой!

Используя максимальное энергопотребление GeForce 6800 Ultra на уровне 110 Вт в качестве эталона, мы определили максимальное энергопотребление Radeon 9800XT на уровне 91,5 Вт (см. нашу предыдущую статью)!

Поскольку nVidia вряд ли стала бы без необходимости рекомендовать 480-Вт блок питания и оборудовать GeForce 6800 Ultra двумя разъёмами питания, мы можем заключить, что указанное максимальное энергопотребление 110 Вт близко к реальности. Учитывая КПД нашего блока питания в 69%, X800 XT требует в наших тестах примерно на 17 Вт меньше, чем GeForce 6800 Ultra. В результате мы получаем максимальное энергопотребление 93 ватта! Конечно, нам следует учитывать погрешности нашего способа измерения, ведь мы не можем гарантировать, что смогли достичь “худшего” для карты сценария в 3DMark 2003.

Тесты ускорения видео

Как и в нашем тестировании GeForce 6800 Ultra, мы решили проверить, насколько карты X800 позволяют ускорить воспроизведение различных форматов видео. Тестовая процедура со времени предыдущей статьи не изменилась. Мы проверяли нагрузки процессора при воспроизведении файла в форматах VCD (MPEG-2), DiVX и клипа 1080p HDTV в формате WMV9.

Хотя nVidia после выхода GeForce 6800 Ultra выслала нам новую бета-версию драйверов, она никак не повлияла на плохие результаты карты при воспроизведении фрагментов HDTV и DIVX.

Здесь мы протестировали нагрузку на процессор при воспроизведении видео MPEG VCD. Впрочем, у всех карт она близка к нулю

При воспроизведении DiVX почти все карты, кроме GeForce 6800 Ultra, показывают близкие результаты с низкой нагрузкой на процессор. К сожалению, 6800 Ultra сильнее нагружает процессор работой по декодированию.

Если FX5950, 9800XT и новые карты X800 идут практически “голова в голову”, GeForce 6800 доказывает своё звание самой “ленивой” карты, оставляя много работы на совесть процессора.

Как мы видим, новые карты X800 нельзя назвать ни быстрыми, ни медленными по сравнению с Radeon 9800XT. Хотя, по данным ATi, функции декодирования видео реализованы через блоки пиксельных программ GPU, увеличенное число пиксельных конвейеров X800 не приводит к снижению нагрузки на процессор.

Тестовая конфигурация

Эталонные платы ATi не только достигли нашей лаборатории слишком поздно, они ещё содержали и ошибочную версию BIOS. При частотах 473/445 МГц карта X800 Pro работала чуть медленнее, чем положено. Карта X800 XT, с другой стороны, была заметно “разогнана” до частот 526/574 МГц вместо 520/560 МГц. Подобного “разгона” вполне хватило для увеличения производительности карты вплоть до 3% – достаточно, чтобы наши тесты можно было признать некорректными. К сожалению, мы поняли это, практически, только после завершения полного прогона тестов, что привело к необходимости повторного их прохождения. Для выставления корректных частот нам пришлось использовать собственный инструмент ATi (даже и не спрашивайте, где его можно будет взять!).

Следует “поблагодарить” и nVidia, которая задержала нашу процедуру тестирования, выслав новую бета-версию драйвера ForceWare v61.11 в самый последний момент (после обеда в пятницу), так что, в отличие от других, первомайские праздники мы встретили, как и положено, в трудовых буднях. Драйвер должен был поднять производительность карт nVidia в нескольких приложениях. По данным компании, он не влияет на качество изображения. К сожалению, у нас уже не оставалось достаточно времени для прогона детальных тестов качества, чтобы проверить заявление nVidia на практике. Поэтому мы решили просто привести результаты производительности нового драйвера вместе со старым 60.72. Что интересно, мы обнаружили несколько случаев, когда производительность при использовании нового драйвера ухудшалась. Мы отдельно отметим это ниже.

Результаты тестирования

Unreal Tournament 2004

Для наших тестов UT2004 мы использовали собственное timedemo на карте Assault-Torlan (без ботов). Все настройки качества были выставлены на максимум.

Unreal Tournament 2004 – обычный режим

Без использования технологий улучшения качества вроде полноэкранного сглаживания, все карты в той или иной степени ограничиваются производительностью CPU. Однако, похоже, что карты ATi смогли снять больше нагрузки с процессора, поскольку частота кадров на них чуть выше. В разрешении 1600×1200 карта X800 Pro начинает отставать от X800 XT и GeForce 6800 Ultra.

Unreal Tournament 2004 – 4x FSAA

С включением 4x полноэкранного сглаживания карта GF 6800 Ultra чуть-чуть обгоняет X800 XT. Производительность X800 Pro начинает заметно падать только в разрешении 1600×1200.

Unreal Tournament 2004 – 8x анизотропная фильтрация

Как мы будем неоднократно повторять в разделе тестирования, анизотропная фильтрация является одной из самых сильных сторон новых карт Radeon X800. Даже “младшая” модель X800 Pro легко обгоняет GeForce 6800 Ultra в разрешении 1600×1200. Кроме того, новый драйвер nVidia стоил карте некоторого падения производительности. При максимальном разрешении X800 XT оказывается более чем в два раза быстрее предыдущего флагмана ATi – Radeon 9800 XT!

Unreal Tournament 2004 – 4x FSAA и 8x анизотропная фильтрация

Карты X800 вновь получают преимущество из-за великолепной реализации анизотропной фильтрации в данных тестах. Здесь даже “малыш” X800 смог обойти GeForce 6800 Ultra! Также отметим падение производительности при использовании последней версии драйвера nVidia.

Call Of Duty

Для измерения производительности карт в Call of Duty мы использовали собственноручно записанное timedemo. Действие происходило на карте MP_Brecourt. Все настройки качества в игре были выставлены на максимум.

Call Of Duty – обычный режим

В OpenGL карта GeForce 6800 Ultra способна поиграть своими мускулами – по крайней мере, в Call of Duty. Если с версией драйвера 60.72 отрыв от конкурентов невелик, то новый драйвер 61.11 упрочил позиции карты, увеличив отрыв. В разрешении 1600×1200 карта X800 XT вновь оказывается в два раза быстрее Radeon 9800XT. Результаты X800 Pro выглядят тоже очень неплохо.

Call Of Duty – 4x FSAA

При включении 4x сглаживания X800 Pro находится где-то посередине между Radeon 980XT и X800 XT. Впрочем, явным победителем в этой категории по-прежнему является GeForce 6800 Ultra.

Call Of Duty – 8x анизотропная фильтрация

Что интересно, карты X800 не показывают своего лидерства по скорости анизотропной фильтрации в этой игре. Возможно, превосходные результаты карт проявляются только под Direct3D!?

Call Of Duty – 4x FSAA и 8x анизотропная фильтрация

То же самое соотношение сил мы наблюдаем и в тестах комбинации качества. Хотя карты X800 и не обгоняют GeForce 6800 Ultra, они, в любом случае, обеспечивают впечатляющую производительность. X800 XT продолжает оставаться в два раза быстрее Radeon 9800XT!

AquaMark 3

Помимо записи общего результата AquaMark, мы также провели тесты в игровом разрешении с нормальным качеством и с включёнными 4x FSAA и 8x анизотропной фильтрацией.

AquaMark 3 – общий результат

AquaMark 3 демонстрирует явное лидерство GeForce 6800.

AquaMark 3 – обычный режим

То же самое остаётся верным и для отдельных тестов без технологий улучшения качества, то есть без FSAA и анизотропной фильтрации – GeForce 6800 Ultra обгоняет карты X800.

AquaMark 3 – 4x FSAA и 8x анизотропная фильтрация

При включении технологий улучшения качества Radeon X800 XT выходит на первое место. В разрешении 1600×1200 карту GeForce 6800 Ultra обгоняет даже X800 Pro, хотя и ненамного.

X2 – The Threat

Игра X2 выделяется расширенным использованием трафаретных теней. Поэтому она является неплохим средством тестирования функции UltraShadow у карт nVidia.

X2 – The Threat – обычный режим

В обычном режиме X800 XT чуть-чуть выходит вперёд. X800 Pro чуть отстаёт.

X2 – The Threat – 4x FSAA и 8x анизотропная фильтрация

Сюрприз: на этот раз уже GeForce 6800 Ultra смогла чуть-чуть выйти вперёд при включении опций улучшения качества.

Breed Demo

Мы протестировали производительность в Breed с помощью FRAPS – мы записывали частоту кадров во время заставочного ролика Breed Demo. Breed в значительной мере использует как трафаретные тени, так и эффекты пиксельных программ.

Breed Demo – обычный режим

Поначалу X800 XT отстаёт от GeForce 6800 Ultra, но при повышении разрешения до 1600×1200 карта ATi достигает уровня производительности своего конкурента. Карта X800 Pro оказывается ненамного медленнее.

Breed Demo – 4x FSAA и 8x анизотропная фильтрация

При включении 4x сглаживания и 8x анизотропной фильтрации карта X800 XT восстанавливает своё место среди лидеров и даёт действительно впечатляющие результаты по сравнению с картами предыдущего поколения. Кстати, X800 Pro оказывается лишь чуть медленнее флагмана nVidia.

Colin McRae Rally 4 Demo

Поскольку эта игра не имеет встроенного тестового режима, для измерения частоты кадров мы использовали FRAPS. Мы начали новый заезд (Япония, stage 2), затем прервали его (retire) и измерили частоту кадров при последующем повороте камеры на 360°.

Colin McRae Rally 4 – обычный режим

В игре Colin McRae 4 карта Radeon X800 XT становится лидером, в то время как результаты GeForce 6800 Ultra тоже оказываются недалеки. Карта X800 Pro, с другой стороны, не может конкурировать с ними по скорости и по результатам оказывается где-то посередине между X800 XT и Radeon 9800XT.

Colin McRae Rally 4 – 4x FSAA и 8x анизотропная фильтрация

При повышении качества изображения X800 XT вновь показывает впечатляющий отрыв на разрешении 1024×768. При повышении разрешения отрыв сокращается. X800 Pro находится в прежней позиции между Radeon 9800XT и старшим “собратом”.

Nascar Thunder 2004

В игре Nascar Thunder мы использовали повторный просмотр (replay) всей трассы с видом из кабины при максимальных настройках качества. Поскольку эта игра значительно нагружает центральный процессор, помимо графики, мы решили ограничить наше тестирование режимом с включёнными 4x FSAA и 8x анизотропной фильтрацией.

Nascar Thunder – 4x FSAA и 8x анизотропная фильтрация

Карты X800 демонстрируют ощутимый отрыв по сравнению с GeForce 6800 Ultra. Новый драйвер nVidia неблагоприятно влияет на производительность игры.

Halo – Combat Evolved

Поскольку игровой разработчик Gearbox не одобряет использование FSAA в этой игре, мы смогли протестировать Halo только в обычном режиме со стандартными настройками качества.

В Halo карта GeForce 6800 Ultra обеспечивает незначительный отрыв. По большей мере это связано с тем, что мы тестировали без включения анизотропной фильтрации.

FarCry

Для тестирования FarCry мы использовали две различные timedemo (созданные “Bug”), которые присутствуют в Интернете. Демо Cooler01 измеряет производительность внутри помещения (Cooler), а демо Rebellion02 – на улице ночью. Фонарик был включён во всех тестах, а настройки качества выставлены на максимум. Помимо средней частоты кадров (AVG), мы также измеряли и минимальную (MIN).

Farcry rebellion02 – обычный режим

На наружном уровне X800 XT даёт ощутимое преимущество по производительности. Карта X800 Pro, в то же время, идёт на уровне GeForce 6800, причём последняя смогла увеличить свою производительность только благодаря переходу на новую версию драйвера. Если посмотреть на минимальную частоту кадров, то мы были удивлены падением результатов карт X800.

По данным nVidia, предыдущая версия драйвера сдерживала производительность карты из-за ошибки в отсечении Z (Z-culling), которая была исправлена в новой версии. К сожалению, качество изображения в FarCry так и не улучшилось (см. раздел качества ниже).

Примечание: карты Radeon 9800XT и X800 дают улучшенное качество изображения в FarCry. Мы не уверены, связано ли это с сохранением пониженной точности вычисления пиксельных программ на GeForce 6800 Ultra. Обратитесь к разделу качества изображения ниже для получения дополнительной информации.

Farcry Cooler01 – обычный режим

Radeon X800 XT вновь доказывает свои сильные позиции в FarCry, на этот раз на внутреннем уровне. За ним следует GeForce 6800 Ultra. По сравнению с Radeon 9800XT, карта X800 Pro демонстрирует впечатляющую производительность.

Примечание: карты Radeon 9800XT и X800 дают улучшенное качество изображения в FarCry. Мы не уверены, связано ли это с сохранением пониженной точности вычисления пиксельных программ на GeForce 6800 Ultra. Обратитесь к разделу качества изображения ниже для получения дополнительной информации.

Farcry rebellion02 – FSAA: High, анизотропная фильтрация: 4

Лидер становится одиноким. Radeon X800 XT находится на первом месте с большим отрывом, свысока наблюдая тщетные потуги GeForce 6800 Ultra, которая, в свою очередь, смогла обогнать “младшенького” X800 Pro.

Примечание: карты Radeon 9800XT и X800 дают улучшенное качество изображения в FarCry. Мы не уверены, связано ли это с сохранением пониженной точности вычисления пиксельных программ на GeForce 6800 Ultra. Обратитесь к разделу качества изображения ниже для получения дополнительной информации.

Farcry Cooler01 – FSAA: High, анизотропная фильтрация: 4

На внутреннем уровне лидерство X800 XT по сравнению с GeForce 6800 Ultra менее заметно. X800 Pro впечатлил нас неплохими результатами.

Примечание: карты Radeon 9800XT и X800 дают улучшенное качество изображения в FarCry. Мы не уверены, связано ли это с сохранением пониженной точности вычисления пиксельных программ на GeForce 6800 Ultra. Обратитесь к разделу качества изображения ниже для получения дополнительной информации.

Качество изображения

Полноэкранное сглаживание FSAA

Позвольте начать сравнение качества изображения.

Нажмите на картинку для получения несжатой версии (PNG)

После выпуска nVidia GeForce 6800 Ultra, карты ATi и nVidia стали давать практически идентичные результаты по качеству. Но в некоторых случаях ATi всё же даёт картинку лучшего качества, что связано с гамма-коррекцией при сглаживании.

Нажмите на картинку для получения несжатой версии (PNG)

Режим nVidia 8xS (комбинация методов сглаживания суперсэмплинга и мультисэмплинга) даёт превосходное качество. К сожалению, падение производительности в этом режиме становится чрезвычайно заметным, что приводит к значительному понижению частоты кадров.

В этой дисциплине побеждает GeForce 6800 Ultra, хотя и ненамного. ATi, с другой стороны, пытается дать достойный ответ с новой функцией временного сглаживания (см. выше). К сожалению, из-за обязательного включения вертикальной синхронизации (V-Sync) скорость работы в этом режиме нельзя корректно протестировать. К тому же, как мы разъясняли выше, его качество нельзя привести на скриншоте.

Анизотропная фильтрация

Для измерения качества изображения мы использовали те же части сцен, что и в нашем предыдущем тестировании GeForce 6800 Ultra.

Нажмите на картинку для получения несжатой версии (PNG)

Внимательное рассмотрение изображения показывает, что Radeon X800 даёт небольшие улучшения по сравнению с Radeon 9800XT. В особых случаях картинка GeForce 6800 Ultra продолжает оставаться лучше (заметно на белых вкраплениях).

Нажмите на картинку для получения несжатой версии (PNG)

Помимо GeForce 5950 Ultra, все карты обеспечивают сравнимое качество изображения.

Карты X800 XT и X800 Pro дают непревзойдённую производительность при включении анизотропной фильтрации.

Фильтрация текстур

Ниже мы внимательно рассмотрим методы текстурной фильтрации, которые используют карты Radeon X800 и GeForce 6800 Ultra. Обе компании реализуют, так называемую, адаптивную фильтрацию, то есть драйвер применяет оптимизированный способ фильтрации для обеспечения более высокой производительности. При адаптивной фильтрации карты фильтруют текстуры по-разному, в зависимости от угла их расположения к зрителю. В экстремальных случаях это приводит к тому, что ряд текстур будет отфильтровываться на уровне 2x, несмотря на выбранный приложением или пользователем уровень 8x (к примеру). Кроме того, nVidia использует также и оптимизированный трилинейный фильтр, который, слава Богу, можно отключить в драйвере.

На практике, то есть в играх, адаптивная фильтрация прекрасно себя оправдывает, поскольку разница в качестве картинки при её включении ощутима только при скрупулёзном и внимательном рассмотрении. В итоге геймер получает лучшую производительность, практически, без падения качества изображения, что для большинства случаев можно признать разумным.

Пуристы и некоторые прожжённые геймеры, конечно, оценивают адаптивную фильтрацию совсем иначе: им нужно максимально возможное качество за те немалые деньги, которые они выложили. Поскольку ATi и nVidia используют адаптивные технологии, различающиеся некоторыми деталями, включение адаптивной фильтрации по-разному сказывается на производительности. Следовательно, попытки прямого сравнения двух карт вряд ли имеют смысл. Конечно, мы могли попытаться подобрать опции фильтрации в драйвере для достижения “золотой середины”, но при этом мы заведомо ставили бы одну из карт в невыгодную позицию, поскольку “золотая середина” на самом деле не существует. Повторим: ATi и nVidia используют разные методы текстурной фильтрации. Точка. Кроме того, качество может сильно различаться при переходе от одного приложения к другому благодаря маленькой незаметной функции, названной “определение приложения”.

Так что же остаётся делать тестеру видеокарты? Мы можем сравнить различные методы с результатом эталонного растеризатора Microsoft. В результате мы можем выявить различия между Radeon X800 и GeForce 6800 Ultra. Конечно, Refrast не обязательно даёт картинку 100% качества, но её будет достаточно для того, чтобы получить впечатление.

Следующие скриншоты были получены в тесте качества изображения 3DMark 2003. Это приложение является не только превосходным инструментом тестирования качества картинки. Будучи очень популярным тестом, 3DMark стал основной целью для агрессивных оптимизаций в угоду улучшению скорости.

На картинке показан вид туннеля, причём зритель находится чуть ниже его центральной оси. Сначала мы представим результаты стандартной трилинейной фильтрации, один раз со специальной чёрно-белой текстурой и один раз – с цветными mip-map, чтобы показать угловые оптимизации драйвера. Кроме того, мы также привели картинку, которая показывает отличия от эталонного растеризатора Microsoft. Все скриншоты были получены при разрешении 1024×768. (Мы использовали драйвер nVidia 60.72).

Трилинейная фильтрация – цветные mip-map

При выборе стандартной трилинейной фильтрации ATi X800 даёт близкий результат к Refrast. Картинка nVidia GeForce 6800 Ultra отчётливо демонстрирует, что карта использует другие расчёты LOD при угле 45 градусов. Обратите внимание на зубчатые эллипсы. Представьте себе туннель с идеальным круглым сечением, при этом участок LOD должен представлять собой идеаьный круг, так что даже Refrast здесь далёк от совершенства.

Трилинейная фильтрация – чёрно-белая текстура

Если посмотреть на текстуры, то влияние оптимизаций менее заметны, чем можно было бы предположить по сравнению с цветными mip-map текстурами. В любом случае, различия в картинке GF 6800 Ultra достаточно заметны. Что интересно, картинки X800 и Refrast на скриншотах выглядят лучше. Это связано с использованием при угле 45 градусов mip-map более высокого уровня. Хотя на скриншотах подобный подход и выглядит лучше, он может создать артефакты при движении.

Ниже мы решили привести высказывание Microsoft:

Цитата: “Эталонный растеризатор DX9 не даёт идеальных результатов при вычислении уровня детализации изотропной фильтрации. Алгоритм, использованный в NV40, даёт более качественный результат. Помните, что наше API постоянно эволюционирует, как и графические процессоры, поэтому мы будем улучшать все детали нашего API, включая эталонный растеризатор.”

8x анизотропная фильтрация – цветные mip-map

При выборе анизотропной фильтрации карты nVidia GeForce 6800 Ultra и ATi Radeon X800 XT дают картинку, которая сильно отличается от Refrast, что связано с агрессивным использованием угловой оптимизации. Вы можете видеть, что фильтр GeForce 6800 Ultra (без трилинейной оптимизации) вполне заметно даёт меньшую точность на плоскостях, близких к горизонтальным, в то время как оптимизация ATi X800 заметна на боковых стенах туннеля.

8x анизотропная фильтрация – чёрно-белая текстура

В таблице приведены результаты чёрно-белой текстуры.

Анимация

Наконец, мы желаем продемонстрировать четыре анимации в формате flash (требует наличие проигрывателя Macromedia Flash), которые подчёркивают различия между картами. Поскольку мы использовали минимально возможное сжатие, объём каждого файла составляет 1-2 Мбайт, поэтому приготовьтесь к ожиданию (в зависимости от скорости подключения к Интернету).

• Трилинейная фильтрация – Цветные mip-map
• Трилинейная фильтрация – Чёрно-белая
• 8x анизотропная фильтрация – Цветные mip-map
• 8x анизотропная фильтрация – Чёрно-белая

Качество изображения: заключение

Результаты текстурной фильтрации выглядят несколько драматично. На практике, то есть в играх, вам придётся долго и напряжённо вглядываться в сцену, чтобы обнаружить отличия между картами и Refrast. С этой точки зрения, использование адаптивной фильтрации кажется вполне легальным, поскольку пользователь получает лучшую производительность, практически, без потери качества изображения. В любом случае, мы бы предпочли, чтобы nVidia и ATi оставили за пользователем право распоряжаться, включать или не включать эти оптимизации. Ни одна из компаний не имеет преимуществ при включении анизотропной фильтрации – и никто из них не даёт “правильную” картинку, если взять Refrast в качестве эталона. В последнем поколении карт получилось так, что адаптивную фильтрацию выключить было нельзя. Но новые модели X800 и GF6800 должны иметь достаточно высокую производительность, чтобы работать с традиционной, не адаптивной фильтрацией.

Однако мы продолжаем считать, что угловая оптимизация трилинейной фильтрации GeForce 6800 Ultra абсолютно бесполезна. При стандартном качестве карта имеет настолько высокую производительность, что подобная оптимизация не даёт каких-либо преимуществ пользователю по производительности .

Но, опять же, разница в скриншотах невелика, и с момента выхода нашей предыдущей статьи изменений произошло немного.

Качество программ-шейдеров – FarCry

Результаты качества программ-шейдеров не изменились с момента предыдущего тестирования. Качество картинки GeForce 6800 Ultra, к сожалению, не улучшилось после выхода нового драйвера. Вероятно, ситуация не изменится до выхода патча к игре. Качество картинки карт X800 практически идентично результатам Radeon 9800XT – одним словом, восхитительно!

Заключение

Мы не успели ещё толком оправиться после впечатляющего выпуска nVidia GeForce 6800 Ultra, как удивлять нас настала очередь ATi. Её ответный удар оказался неслабым. Благодаря великолепной производительности анизотропной фильтрации, Radeon X800 XT Platinum Edition смог показать, кто в доме хозяин, – и без заметной потери качества изображения. Даже менее дорогой вариант X800 Pro с 12 пиксельными конвейерами обходит GeForce 6800 Ultra в некоторых игровых тестах. Ценовое различие примерно в $100 наверняка будет тем аргументом, который поможет сделать выбор нерешительным покупателям. Однако при выключенных опциях улучшения качества, типа полноэкранного сглаживания и анизотропной фильтрации, на первое место часто выходит GeForce 6800 Ultra. К тому же, ATi припасла в рукаве ещё один козырь – технологию временного полноэкранного сглаживания. В любом случае, большинству геймеров вряд ли понравится играть без анизотропной фильтрации и сглаживания на картах подобного ценового уровня.

По нашему мнению самым впечатляющим является то, насколько легко ATi смогла достичь высокого уровня производительности! Энергопотребление X800 XT в 3D-приложениях оказывается почти на том же уровне, что и у предшественников! Кроме того, новые карты ATi требуют всего одного разъёма питания, и им не нужна портативная электростанция, как GeForce 6800 Ultra. Даже кулер у ATi по размеру занимает один слот, а не два, как у nVidia. В результате карта и весит меньше, да и способна уместиться даже в компактных корпусах мини-ITX.

Проблема заключается в том, что в факте лёгкости есть свои недостатки. Технологически карта ATi находится на одну ступеньку ниже передового продукта nVidia, и сегодня именно “зелёные ребята” могут с полной уверенностью заявлять о своём технологическом лидерстве и инновациях. Хотя карты X800 могут работать с длинными и более сложными программами-шейдерами, чем Radeon 9800XT, они по-прежнему ограничены 24-битной точностью вычислений с плавающей запятой и версией программ-шейдеров 2.0. Посмотрим, насколько быстро GeForce 6800 Ultra, поддерживающая шейдеры 3.0 и 32-битную точность вычислений, сможет обратить своё теоретическое лидерство в практическое. Пока же качество программ-шейдеров ATi не даёт повода для беспокойств. Да и не стоит забывать о технологии 3Dc, которая способна улучшить качество игр. В любом случае, R420, похоже, является только временным, промежуточным решением. В планах ATi гордо реет R480 – при этом существует хорошая вероятность, что ATi вместо него сразу же перейдёт к линейке R5xx. И после столь большого числа былых слухов и предположений, нам не остаётся ничего другого, как включить известную мелодию. Вы её наверняка знаете – она из сериала с буквой “X” в названии.

Ну, а до тех пор новым лидером по производительности можно считать ATi Radeon X800 XT Platinum Edition. Будем надеяться, что ATi останется верной своему слову, и карты появятся на рынке не в мизерных количествах. Даже если массовое производство придётся на долю чуть менее скоростной версии XT (не-Platinum), её должно быть достаточно, чтобы выгодно конкурировать с GeForce 6800 Ultra. Но не будем забывать, что nVidia тоже не сидит без дела – компания планирует выпускать карту GeForce 6800 Ultra Extreme, которая будет производиться партнёрами nVidia. Среди них Gainward и XFX. Время покажет, по какой цене будут продаваться новые скоростные карты, поскольку цена за “обычную” GF 6800 Ultra в $499 и так не очень радует – она находится на том же уровне, что и X800 XT Platinum Edition. Прямым конкурентом X800 Pro в сегменте рынка за $399 можно считать грядущую GeForce 6800 GT.

Следите за новостями нашего сайта Tom’s Hardware Guide Russia – мы будем держать вас в курсе!