На рубеже эпох. NVIDIA vs AMD – теория

Подходит к концу 2007 год. Следующий, без сомнения, уже можно назвать годом DirectX 10. А пока оценим ситуацию на рынке графических плат в четвёртом квартале и дадим прогнозы на ближайшее будущее.

Время летит незаметно: уже прошёл целый год с момента анонса компанией NVIDIA графического чипа принципиально нового поколения – G80. Формально же, унифицированная шейдерная архитектура появилась ещё раньше – в чипе ATI R500 для консоли Microsoft Xbox 360, более известном под названием Xenos. Как бы там ни было, переход на новое поколение GPU смело можно назвать состоявшимся: AMD и NVIDIA выпустили графические чипы для всех рыночных сегментов, начиная от профессиональных графических карт и заканчивая очень слабыми по производительности low-end решениями. Видеокарты на чипах предыдущего поколения ещё присутствуют в прайс-листах, но качество и количество их неуклонно снижается.

О технологиях
Обо всех особенностях унифицированной шейдерной архитектуры GPU нового поколения за этот год не слышал только ленивый: масса обзоров и ликбезов были написаны различными интернет-ресурсами и печатными изданиями. Чтобы не повторяться и не грузить читателя технологиями, выделю лишь основные моменты.
Структура графического чипа перестала быть конвейерной, на смену пришли потоковые процессоры, способные работать без простоев как с вершинными, так и с пиксельными шейдерами, а также с новым их типом – геометрическими. Версия шейдеров обновилась до Shader Model 4.0. Вообще, потоковый процессор – это не что иное, как ALU, предназначенное для шейдерных вычислений.
Чипы нового поколения обеих компаний можно условно разбить на два функциональных блока (у NVIDIA они даже работают на разной частоте): «новый» блок (потоковые процессоры) и «классический» блок (модули текстурирования и растеризации). «Новый блок» – это массив скалярных ALU (у AMD каждый пятый – векторный), мощнейшая «числодробилка», которую можно (и нужно) использовать не только для графических нужд, но и выполнения других ресурсоёмких задач – таких как обработка HD-видео, научные вычисления, расчет физики в играх. Ранее ALU были векторными и являлись частью конвейера. «Классический блок» – это модули текстурирования (TMU) и модули растеризации (ROP), ранее также находившиеся в составе конвейера. Таким образом, производительность GPU зависит не только от вычислительной мощности потоковых процессоров, но и от количества ROP и TMU. Архитектура самих потоковых процессоров у AMD и NVIDIA различается, так что сравнивать производительность GPU по их количеству и частоте бессмысленно – помогут только практические тесты. Также новая архитектура позволила несколько разгрузить центральный процессор при обработке HD-видео.

Продукция
NVIDIA. Выпущено три графических чипа: G80, G84 и G86, предназначенных, соответственно, для hi-end, middle-end и low-end потребительских сегментов. Этот «трёхчиповый» подход к реализации новых графических технологий уже можно назвать классическим. Как вы могли видеть по результатам тестирования видеокарт серии GeForce 8 в предыдущих номерах «МБ», возможности чипов G84 и G86 довольно сильно урезаны по отношению к полноценному G80. Видеокарты серий GeForce 8600 и 8500, построенные на них, хорошо смотрятся лишь на фоне соответствующего по цене предыду-
щего поколения, и несмотря на полноценную поддержку DirectX 10, практически не способны дать играбельный fps даже в самых первых играх на этом API. Геймерам приходилось раскошеливаться на GeForce 8800 GTS и GTX.
К концу года наконец начались первые подвижки: появилось решение класса performance mainstream, относительно недорогое и мощное, предназначенное для массового покорения DX10 – GeForce 8800 GT. Видеокарта построена на 65-нм чипе G92, который существенно холоднее и более благосклонен к разгону, чем G80. Архитектура этого GPU существенных изменений не претерпела (изменились TMU, улучшилось декодирование видео, появилась поддержка
PCI?Express 2.0), в наличии 128 потоковых процессоров, из которых в GT-версии активны только 112. В ближайшее время ожидается обновление линейки 8800 GTS на этом GPU. Стоит отметить, что G92 привнёс в middle-end сегмент долгожданную 256-битную шину памяти. GeForce 8800 GTX и Ultra, скорее всего, будут сняты с производства в ближайшее время, так как новые карты на G92 при почти вдвое меньшей стоимости демонстрируют сравнимый уровень производительности (кроме тяжёлых режимов). Вместо GeForce 8800 Ultra должна появиться видеокарта под кодовым названием D8E, построенная на двух чипах G92, обладающая 512-битным контроллером памяти. В планах NVIDIA перейти на условные обозначения вида Dxx, где D – это Desktop (настольный вариант чипа), далее цифра – номер поколения, далее литеры E – для энтузиастов (топовые решения), P – производительные (mainstream), M – бюджетные решения. G92 по новой классификации – это D8P, новый бюджетный G98 (обновлённый GeForce 8400 GS) – это D8M. Для очень обес-печенных геймеров появилась технология Triple SLI, позволяющая объединить три видеокарты в одной системе (пока только GeForce 8800 Ultra).
AMD. На первый взгляд, тут ситуация такая же, как в стане конкурента. Стартовая линейка нового поколения также основывалась на трёх чипах: флагман R600, массовый RV630, бюджетный RV610. Последние два чипа тоже весьма слабы по сравнению с R600 – видимо, AMD руководствовалась теми же принципами, что и NVIDIA: не создавать конкурентов флагману на приложениях DirectX 9, вытеснить с рынка видеокарты предыдущих поколений за счёт привлекательной цены, а как дойдёт дело до DirectX 10 – тут и замена подоспеет.
Замена уже подоспела: это Radeon HD 3850 и 3870, построенные на новом чипе RV670. Этот GPU отличается от R600 больше, чем G92 от G80: появилась поддержка DirectX 10.1 и UVD, а также PCI-E 2.0, уменьшилось тепловыделение за счёт техпроцесса 55 нм. Как видите, AMD тоже поменяла схему наименования своих продуктов. Дальше – больше. В качестве нового флагмана будет выпущен Radeon HD 3870 X2 на чипе R680, представляющий собой два GPU RV670 на одной плате. Есть возможность объединить таких монстров в новый Crossfire X. Ожидается семейство на чипе RV620, идущего на смену RV610. Кажется, что конкуренция идёт на равных… но не всё так гладко.

20080203_video_table1.jpg
Таблица 1. Технические характеристики видеокарт

Кто кого
Производительность. Ни для кого не секрет, что Radeon HD 2×00 не показали впечатляющих результатов относительно своих конкурентов. По производительности топовый Radeon HD 2900 XT смог конкурировать лишь с GeForce 8800 GTS, Radeon HD 2600 XT – лишь с GeForce 8600 GT, Radeon HD 2400 XT – c GeForce 8400 GS. GeForce 8800 GTX/Ultra, 8600 GT и 8500 GT – остались лидерами своих сегментов. Да и новый Radeon HD 3870 уступает GeForce 8800 GT, не говоря уж о 8800 GTS. В чём же причина? Она, на мой взгляд, кроется в традиционном для AMD (как и ранее для ATI) пренебрежением к текстурной мощи GPU – слишком малом количестве TMU. Сравните: у GeForce 8800 GTX их 32, а у Radeon HD 2900 XT – только 16, пусть и работают они на немного более высокой частоте. Также, как показывают исследования, не всё в порядке оказалось и с блоками ROP: падение производительности при AA весьма значительное, и даже внушительная 512-битная шина памяти не спасла ситуацию.

20080203_geforce_8800_gtx.jpg
GeForce 8800 GTX

Технологически AMD не отстаёт: мощь её 320-ти потоковых процессоров зачастую превосходит 128 у G80, они лучше унифицированы (особенно хорош R600 в тяжёлой геометрии). Но графические технологии – вещь невероятно сложная, многие реальные игровые движки «заточены» под архитектуру NVIDIA, ведь R600 появился на целых полгода позже. Всё зависит от разработчиков игр, а на сегодняшний момент графические решения от NVIDIA показывают лучшую скорость в большинстве реальных приложений. Возможно, с развитием технологий DirectX 10 этот разрыв сократится, а пока AMD остаётся конкурировать с помощью благоприятной ценовой политики (что она с успехом и делает).
Тепловыделение. G80 – очень горячий чип, а R600, несмотря на более «тонкий» техпроцесс, ещё горячее – более 200 Вт! По шуму стандартных систем охлаждения (видеокарты на чипах G80 и R600 производятся исключительно в соответствии с референсным дизайном) Radeon HD 2900 XT/Pro также проигрывает – его бловер в 3D-режиме шумит очень сильно. А вот с младшими семействами ситуация прямо противоположная: RV630 и RV610 выполнены на довольно удачном для AMD техпроцессе 55 нм TSMC и греются меньше своих конкурентов G84 и G86 соответственно. Семейство HD 3xxx также «на коне» благодаря наличию весьма продвинутой технологии динамического управления энергопотреблением PowerPlay.

20080203_radeon_hd2900_xt.jpg
Radeon HD 2900 XT

Работа с видео. По мере постепенного прихода в нашу жизнь видео высокого разрешения HD-Video, производители графических чипов добавляют в свои продукты возможность аппаратного декодирования таких видеопотоков. AMD, продолжая традиции ATI, довольно сильна в этой области: семейство Radeon HD 2xxx обладает встроен-
ным аудиочипом для полноценной реализации HDMI, движком AVIVO, в семействе HD 3xxx введена поддержка UVD (Unified Video Decoder) для большинства популярных HD-кодеков. Видеокарты серии GeForce 8 немного хуже подходят для организации домашнего кинотеатра, но в G92 уже сделаны некоторые улучшения, позволяющие полностью разгрузить ЦП при декодировании H.264, а также появилась технология PureVideo 2.

На рубеже
Между играми начала и конца этого года лежит огромная пропасть в системных требованиях. Поэтому при выборе оптимальной видеокарты надо учитывать, во что вы собираетесь играть. Для существующих и грядущих DirectX 10 игр уровень ниже GeForce 8800 Series и Radeon HD 2900/3800 Series просто неприемлем. Поэтому готовьтесь к серьёзным расходам (от 8 тыс. руб.) или, что более разумно, ждите первого квартала 2008 года, когда цены на Radeon HD 3870 и GeForce 8800 GT упадут до вменяемых. Для нетребовательных геймеров, по-прежнему не собирающихся переходить на Windows Vista и не брезгующих с случае чего снижать детализацию, для текущего поколения DX 9.0 окажется вполне достаточно видеокарт класса GeForce 8600/Radeon 2600. Именно поэтому, принимая во внимание всё ещё малое количество выпущенных игр под DirectX 10 API, я решил провести беспрецедентное по масштабам нашего еженедельника тестирование видеокарт всех ценовых сегментов в DirectX 9 и OpenGL на играх 2005—2007 годов. Этот тест, названный мной 3DRank DX9, должен стать последним перед долгожданным переходом на NextGen игры, стать своеобразным финалом в стремительно уходящей эпохе DX9. Было протестировано 20 видеокарт, в том числе и из предыдущего поколения. Этот проект вы сможете увидеть в одном из ближайших номеров «МБ».


Рекомендуем почитать: