Заявка на лидерство

Компания nVidia готова вступить в очередное сражение на рынке чипов для 3D-графики, поводом для которого послужил их новый чип NV40. Последние два года прошли в напряженной борьбе. И nVidia, и ATi выпускали новые изделия каждые несколько месяцев, стараясь «переиграть» друг друга в глазах как опытных геймеров, так и обычных пользователей, которые выбирают изделия исходя из их стоимости. Мы видели несметное количество новых высококачественных, средних и бюджетных GPU от nVidia и ATi, которые имели очень хорошие показатели по соотношению цена-качество.
Выпустив NV40, который призван значительно улучшить параметры компьютерной графики, nVidia, несомненно, надеется сохранить лидерство на рынке видеоакселераторов. Высшим ее достижением на сегодняшний день являются карты семейства GeForce6 на чипе NV40.

Видеокарта, которую мы будем рассматривать сегодня — последнее флагманское изделие nVidia, GeForce 6800 Ultra (наименование FX больше не используется). В GeForce 6800 ULTRA nVidia попыталась устранить все недостатки чипов семейства NV3x, сохраняя их достоинства. В результате получилось изделие, которое не просто превосходит предыдущее поколение — оно его уничтожает.

nv-02

Визуально GeForce 6800 ULTRA очень похожа на GeForce 5950 ULTRA, но первое впечатление обманчиво. GeForce 6800 вобрала в себя много технологических и конструктивных решений. На фотографиях не слишком хорошо видно, но система охлаждения видеокарты, используемая сейчас, занимает два слота и перекрывает первый разъем PCI. Охлаждающая система разработана так, чтобы втягивать воздух через фронт и направлять его вдоль платы, охлаждая как процессор, так и память. На полных оборотах вентилятор выдает довольно высокие шумовые показатели. Но мы ожидаем, что партнеры nVidia продумают собственные решения системы охлаждения, возможно, более удачные.
Также заметьте, что наш образец был оборудован двумя DVI-разъемами подключения двух независимых аналоговых или цифровых мониторов. Карты с двойными DVI-разьемами всегда были редкостью, так что можно предположить, что не все 6800 ULTRA будут иметь такую комплектность. Некоторые из них будут комплектоваться одним DB15 и одним DVI-разъемом.
Следующая особенность новинки, которую можно отметить, — это двойные разъемы питания. Дело в том, что ядро NV40 изготавливается по 0.13-мкм техпроцессу и состоит примерно из 222 миллионов транзисторов. Если вы не в курсе, то это приблизительно на 25% больше транзисторов, чем в процессоре P4. Все это требует большой мощности питания. NVidia рекомен­дует использовать с GeForce 6800 ULTRA блок питания мощностью не менее 480 Вт. Причем необходимо помнить, что надо подключать именно два разъема питания, а не один. Данная особенность возникла из-за того, что AGP-разъем не может обеспечить нужную мощность питания.
Интересно также отметить, что радиаторы, которые закрывают процессор и память, изготавливаются из алюминия, а не из меди. По заявлению самой компании, это практически не отражается на температурном режиме. В ходе небольшого тестирования выяс­нилось, что температура основных элементов платы держалась на уровне 40°C. С применением медных радиаторов этот показатель наверняка улучшится.
Чипы памяти GDDR3 производства Samsung установлены на одной стороне платы. Применение этого стандарта памяти избавляет от необходимости ставить чипы памяти на задней стороне карты.
В центре платы размещен процессор NV40. Он гораздо больше своих предшественников. Все-таки нововведения, имеющиеся в чипе, не могли не увеличить количество транзисторов, а следовательно — и площадь микросхемы.
Вместе с GeForce 6800 ULTRA nVidia объявляет о выпуске «урезанной» 6000-й модели, которая базируется на той же самой архитектуре, но будет иметь «только» 12 конвейеров, в противоположность 16-ти у оригинала. NVidia не раскрыла подробности, но сообщила, что эта карта будет занимать всего один слот и потребует только одного внешнего разъема питания.

nv-03-1

Shader Model 3.0, который будет доступен после выпуска DirectX 9.0c, в основном базируется на Shader Model 2.0, увеличивая число инструкции Vertex and Pixel shader, которые могут быть выполнены GPU, точность расчетов. NV40 может обработать бесконечное число инструкций Vertex and Pixel shader. Имеет­ся поддержка Displacement mapping, Vertex Texture Fetch, Pixel Shader Subroutines, Loops & Branches and Dynamic Flow control. Поддержка этих спецификаций делает NV40 более похожим на центральный процессор, обеспечивая большую гибкость для обработки команд.
GeForce 6800 имеет новую шэйдерную архитектуру, которая может удвоить количество операций. Если ранее в NV3X был лишь один процессор, обрабатывающий за такт блок из четырех пикселов (2×2), то теперь таких процессоров стало четыре и они полностью независимы Сохранилась очередь пиксельного стэка, своя в каждом процессоре. Но есть и заметные отличия. В первую очередь, это число TMU — теперь у карты только по одному TMU на каждый пиксель квада. Всего же имеется 4 процессора квадов, в каждом по 4 TMU, таким образом, всего их 16. Эта «суперскалярная» архитектура, как ее называет nVidia, способна выполнить до четырех инструкций и восьми действий над пикселом (в отличие от двух инструкций и четырех действий в традиционной архитектуре).

Основные новшества
UltraShadow 2. Поскольку игры и их основные движки становятся более сложными и должны использовать многократные проходы, чтобы прорисовывать тени от различных источников освещения, возможность обрабатывать эти тени эффективно и быстро становится все более и более важной. Начиная с NV3x, nVidia ввела собственную технологию под названием UltraShadow 2, которая помогает отрисовывать сложные тени относительно быстро (по сравнению с изделиями, использующими UltraShadow). Принцип технологии UltraShadow — просчитывать тени только на тех участках, которые не перекрываются другими объектами, а если тень оказывается на перекрываемом участке, она не просчитывается. Этот принцип уменьшает время обработки и полосу пропускания, а в конечном счете увеличивает производительность.
NVIDIA HPDR (High Precision Dynamic Range). GeForce 6800 обеспечивает студийное качество изображения благодаря технологии HPDR. В местах с очень ярким источником света в сочетании с темными тенями человеческий глаз хорошо различает­ цветовые переходы. HPDR-технология, которая является полностью аппаратной, решает проблему отображения высокого динамического диапазона (обеспечивая 16-битное представление), хранения, смешивания, заливки, текстурирования и фильтрования.
On-Chip Video Processor. NV40 имеет встроенный видеопроцессор, призванный улучшить качество просмотра видео на PC. On-Chip Video Processor имеет высококачественный деинтерлейсинг, лучшие методы фильтрации, масштабирования и декодирования ТВ-сигнала, полностью поддерживает стандарт HDTV во всех форматах (720P, 1080i, 480P, CGMS). Также имеется функция PVR с возможностью аппаратной записи и воспроизведения MPEG ½/4 и WMV9.
Оверклокинг. В ходе разнообразных тестов удалось достичь максимальной устойчивой частоты на процессоре в 430 МГц, в то время как штатной частотой является только 400 МГц. Частоту памяти удалось разогнать до 600 МГц (1.2 ГГц). Следует помнить, что с картами от других производителей можно получить иные результаты. Имеет смысл поэкспериментировать с различными вариантами охлаждения.

nv40

Поиграем
Конечно, необходимо кратко рассказать о работе карты в игровых режимах, для которых она, в общем-то, и предназначена. Были использованы следующие игры: Call of Duty, Unreal Tournament 2004, Battlefield Vietnam, Splinter Cell. Применялись разрешения 1600×1200 и 1280×1024 при 32-бит цвете. Была включена анизотропная фильтрация и сглаживание. Сравнения проводились с NV30.
По результатам тестов выяснилось следующее: по скорости обработки графики новый чип имел небольшое преимущество (да и то не всегда). Очевидно, сказывалось отсутствие оптимизации игр и, может быть, недоработанные на сегодняшний день драйверы. С учетом разгона ситуация улучшается, но не настолько, чтобы говорить о подавляющем преимуществе нового чипа.
Зато в качестве графики произошли существенные изменения к лучшему. Чувст­вуется, что инженеры компании серьезно проработали этот вопрос. Улучшенные анизотропная фильтрация и сглаживание дают очень хорошую, четкую и реалистичную картинку. Реализма добавляет и хороший механизм прорисовки теней. Однако и здесь иногда сказывается плохая совместимость игр, вплоть до появления щелей в освещении.

Заключение
Суммируя все вышесказанное, можно сделать следующие выводы: у компании nVidia получился удачный продукт. Хорошие характеристики и громкое имя должны обеспечить ему успех. Правда, на сегодняшний день мы имеем только инженерные экземпляры карты на этом чипе. Реальное произ­водство начнется примерно через месяц. Предполагается, что GeForce 6800 Ultra будет стоить около $500, а GeForce 6800 — $299. Следует напомнить, что последний вариант отличается от ULTRA, главным образом, меньшим количеством конвейеров, что вряд ли приведет к существенному снижению показателей. Достоинством этого варианта также можно считать уменьшенные габариты и существенно меньшую потребляемую мощность, поэтому, скорее всего, для рядового пользователя данный вариант окажется более привлекательным.
Сегодня, судя по всему, дела nVidia идут в гору. Как выразился один из управляющих компании, Джен-Хсан Хуанг: «Мы не отрицаем, что ATi имеет замечательное изделие, и от нас требуется напряженная работа, чтобы не сдавать позиции лидера на рынке. Но если они думают, что они долго продержатся, то они обкурились чем-то галлюциногенным».
Интересно, что на это ответит ATi?..
По материлам www.cnet.com, www.anandtech.com, www.gear.ign.com.

Характеристики чипа NV40:
• технология 130 нм;
• 222 млн транзисторов;
• FС-корпус (flip chip, перевернутый чип, без металлической крышки);
• 256-бит интерфейс памяти;
• до 1 Гбайт DDR/GDDR-2/GDDR-3 памяти;
• AGP 3.0 8x-шинный интерфейс;
• специальный режим работы APG 16х (в обе стороны) для PCI Express моста HSI;
• 16 пиксельных процессоров, по одному текстурному блоку на каждом с произвольной фильтрацией целочисленных и плавающих текстур (анизотропия степени до 16х включительно)
• 6 вершинных процессоров, по одному текстурному блоку на каждом, без фильтрации выбираемых значений (дискретная выборка);
• вычисление, блендинг и запись до 16 полных (цвет, глубина, буфер шаблонов) пикселей за такт;
• вычисление и запись до 32 значений глубины и буфера шаблонов за такт (если не производятся операции с цветом);
• поддержка “двустороннего” буфера шаблонов;
• поддержка специальных оптимизаций прорисовки геометрии для ускорения алгоритмов теней на основе буфера шаблонов (так называемая технология UltraShadow 2);
• все необходимое для поддержки пиксельных и вершинных шейдеров версии 3.0, включая динамические ветвления в пиксельных и вершинных процессорах, выбор значений текстур из вершинных процессоров и так далее;
• фильтрация текстур в плавающем формате;
• поддерживается буфер кадра в плавающем формате (включая операции блендинга);
• MRT (Multiple Render Targets — рендеринг в несколько буферов);
• 2 RAMDAC 400 МГц;
• 2 DVI-интерфейса (требуются внешние чипы);
• TV-Out и TV-In интерфейсы (требуются отдельные чипы);
• программируемый потоковый видеопроцессор (для задач компрессии, декомпрессии и постобработки видео);
• 2D-ускоритель с поддержкой всех функций GDI+.


Рекомендуем почитать: