Дешёвые графические ускорители
Если взять high-end сегмент графических ускорителей, то там дизайнеры и инженеры продолжают выпускать всё более скоростные модели, зашкаливающие как по 3D-производительности, так и цене. Но в секторе дешёвых карт ситуация совершенно иная. Здесь производители пытаются экономить на каждой копейке. Чем меньше будет количество транзисторов, тем дешевле обойдётся графический процессор, что, в свою очередь, позволит заработать больше денег на этом сегменте, очень чувствительном к цене.
Сегодня популярнее всего следующее решение: берём дизайн графического процессора среднего уровня (или даже самого высокого), а затем максимально обрезаем его. Как правило, от этого, в первую очередь страдает 3D-производительность процессора. И в паре с медленными модулями памяти на 64-битной шине вы вряд ли будете удивлены, что подобные карты не могут порадовать пользователей высокой скоростью.
Впрочем, не каждый хочет (или даже может) купить видеокарту, стоящую как целый компьютер начального уровня. В принципе, карта в нижнем ценовом сегменте должна обладать максимально низкой ценой, и должна, в то же время, обеспечивать приемлемую скорость в играх. Кроме того, желательно, чтобы карта успешно справлялась и с будущими играми. Такие цели и поставила перед собой nVidia, разрабатывая GeForce 6200 с технологией TurboCache.
Если обычная карта GeForce 6200 базируется на графическом процессоре NV43 (GeForce 6600) с четырьмя графическими конвейерами из восьми, а также отключённой функцией цветового сжатия, то для GeForce 6200 TurboCache nVidia разработала новый процессор (NV44). Чтобы снизить число транзисторов, NV44 изначально оснащён четырьмя конвейерами. Подобно NV43, этот GPU также имеет три вершинных блока, но два ROP (Raster Operation Pipes) вместо четырёх. Однако такие урезания негативно сказались на времени доступа к памяти. И это не единственные отличия между стандартной GeForce 6200 (NV43) и новой GeForce 6200 TC (NV44).
Суффикс "TC" означает TurboCache. Конечно, несмотря на название, не нужно думать, что процессор "турбирован" или использует какой-то дополнительный кэш или встроенную память. Здесь работает привычная формула "меньше - лучше". Особенно по отношению к видеопамяти на плате.
nVidia GeForce 6200 TurboCache поддерживает очень мало памяти, а именно 16, 32 или 64 Мбайт. Как вы понимаете, для современных 3D-приложений этого мало. Чтобы нивелировать этот недостаток, графический чип использует основную память ПК. Как предполагается, новый скоростной интерфейс PCI Express обеспечит достаточную пропускную способность. Однако, как вы понимаете, это решение нельзя назвать особо быстрым - по сравнению с пропускной способностью локальной памяти на карте. Так что, увы, но с памятью у нас дела плохи.
К примеру, GeForce 6800 Ultra обеспечивает пропускную способность 36,5 Гбайт/с по 256-битной шине памяти. А теперь сравните: x16 PCI Express даёт всего 4 Гбайт/с. Конечно, это в два раза быстрее шины AGP 8x, но для скорости "турбо" этого очень мало. Кроме того, видеокарта использует эксклюзивный доступ к локальной памяти. А у оперативной памяти ПК конкурентов хватает: это и центральный процессор, и другие устройства. В общем, для видеокарты много не остаётся.
nVidia определила три версии GeForce 6200 TurboCache, отличающиеся объёмом локальной памяти.
За отвод системной памяти отвечает специальный драйвер TCM (TurboCache Manager), который динамически определяет требуемое количество памяти. Благодаря блоку MMU (Memory Management Unit), графический процессор может напрямую писать в системную память, а также считывать оттуда необходимую информацию. Объём выделяемой оперативной памяти зависит от локальной памяти карты, а также от требований 3D-приложения к памяти. Конечно, динамическое выделение влияет на скорость карты.
nVidia GeForce 6200 TurboCache
TurboCache - It's Bandwidth, But Not As We Know It
Несмотря на физический объём локальной памяти 16 или 32 Мбайт, благодаря TurboCache можно получать доступ к кадровому буферу до 128 Мбайт или даже 256 Мбайт в случае 64-Мбайт модели. Однако для этого в компьютере должно быть установлено не меньше 512 Мбайт памяти. Как только 3D-приложение завершит свою работу, память будет вновь передана операционной системе.
Шина PCI Express используется для подключения карты к системной памяти и обеспечивает пиковую пропускную способность 4 Гбайт/с. Поскольку эта пропускная способность доступна в обоих направлениях (от карты и к ней), то в спецификациях обычно указывается суммарная скорость 8 Гбайт/с. Конечно, подобное удвоение по сути ничего не меняет - для передачи данных по шине по-прежнему доступно только 4 Гбайт/с.
Формула nVidia для расчёт пропускной способности памяти с технологией TurboCache такова: возьмём скорость локальной памяти GeForce 6200 TurboCache TC-16/128 на 32-битной шине и частоте 350 МГц - 2,8 Гбайт/с. К этому добавим (теоретически возможные) 8 Гбайт/с шины PCI Express и получим 10,8 Гбайт/с. Как вы понимаете, это число получено отнюдь не таким способом, какой мы использовали при вычислении пропускной способности предыдущих графических карт.
На самом деле, пропускная способность памяти ближе к 2,8 (локальная)/4 (PCIe) Гбайт/с для карты TC-16/128 (16 Мбайт локальной памяти) и 5,6/4 Гбайт/с для карты TC-32/128 (32 Мбайт). Кроме того, следует принять во внимание пропускную способность системной памяти. На современных материнских платах с DDR400 она составляет 6, 4Гбайт/с. Теоретически достаточно. Однако не забывайте, что на практике эту скорость использует далеко не одна видеокарта. В результате TurboCache будет состязаться за пропускную способность с другими компонентами системы.
У карт TurboCache могут возникнуть проблемы на системах PCI Express с чипсетами Intel. Как указывает nVidia, текущие чипсеты 915/925 не обеспечивают полной теоретической пропускной способности PCI Express. Вместо удвоенных 4 Гбайт/с (см. выше), пользователи получают скорость 3 Гбайт/с на карту и 1 Гбайт/с в обратном направлении. Прямое сравнение чипсетов Intel 915 и nVidia nForce 4 действительно подтвердило меньшую производительность карты GeForce 6200 TC на системе Intel (см. тесты).