nVidia GeForce 7900 GTX, 7900 GT и 7600 GT против ATi Radeon X1800 GTO: тесты новых видеокарт – THG.RU

Введение

За прошедшие полгода на рынке видеокарт во всех секторах появились интересные продукты. Новые технологии, обновлённые версии существующих решений и падение цен: всё это ознаменовало наступление фантастического времени для любителей апгрейда.

9 марта nVidia выстрелила по ATi дуплетом, выпустив новые карты GeForce 7900 GTX и 7900 GT, использующие чип G71. Это что касается рынка экстремальной производительности. А карта 7600 GT (чип G73) нацеливается на верхний сегмент массового рынка.

Предвидя выпуск соперником новых видеокарт, ATi тоже не сидела, сложа руки. Компания ответила выходом нового собственного продукта. Использовав урезанную версию R520, ATi представила Radeon X1800 GTO, попадающий примерно в ту же категорию производительности, что и nVidia 7600 GT.

Действительно, настала сумасшедшая пора (весна?), когда альтернативные решения просто прут со всех направлений, будь то карты AGP, одно- и двухчиповые решения, рынок среднего ценового диапазона или high-end. Но отбросим всю маркетинговую лапшу. Давайте посмотрим, что же мы действительно получили нового.

Линейка GeForce 7900

Использовав проверенную архитектуру G70, nVidia удалось ещё больше увеличить производительность, снизив при этом площадь кристалла чипа. GeForce 7900 GTX, 7900 GT и 7600 GT производятся по 90-нм техпроцессу. Переход на меньший техпроцесс позволяет увеличить число чипов, получающихся с одной кремниевой подложки, что положительно сказывается на себестоимости, то есть снижает её.

Уменьшение размера кристалла приводит также к потреблению меньшего количества энергии, что снижает тепловыделение. Поэтому GeForce 7900 GT и 7600 GT стали использовать не такие крупные и громкие системы охлаждения. Да и переход на мобильный рынок облегчается: там главную роль играет жёсткий тепловой пакет, в который должен вписываться чип.

Кроме снижения размера кристалла, nVidia внесла некоторые коррективы, позволяющие G71 и G73 выполнять больше работы с меньшим числом транзисторов. G70 появился на свет в виде чипа GeForce 7800 GTX с 24 пиксельными конвейерами и восемью вершинными блоками, работающими на тактовой частоте 430 МГц, и всё это – 302 миллиона транзисторов. G71 обладает тем же числом функциональных блоков, что и G70 (восемь вершинных блоков, 24 пиксельных конвейера, 16 ROP).

И хотя физическое число функциональных блоков по сравнению с предыдущим дизайном не изменилось, nVidia внесла немало оптимизаций.

“Мы улучшили производительность ROP, а также изменили конфигурацию некоторых конвейеров, оптимизировав новый чип по сравнению с G70”, – говорит nVidia.

Кроме того, новый дизайн и 90-нм техпроцесс позволили получить намного более высокие частоты. Блок вершинных шейдеров работает асинхронно по сравнению с остальной частью чипа, как и у G70, но на частоте 700 МГц против 470 МГц у предыдущего варианта. Ядро G71 работает на частоте 650 МГц против 430 МГц у G70, и даже на 100 МГц быстрее, чем ядро GeForce 7800 GTX 512 MB (550 МГц).

nVidia подняла и частоты памяти по сравнению с GeForce 7800 GTX, где память работала на 600 МГц (физическая частота, 1200 МГц DDR). Применив скоростные чипы GDDR3, nVidia смогла достичь частоты 800 МГц (физическая частота, 1600 МГц DDR) по 256-битной шине памяти.

Уменьшение техпроцесса: трудности перехода

Как видим, в центре изменений новых графических чипов лежит уменьшение техпроцесса. Но это, на самом деле, не так просто. Переход со 110 нм на 90 нм заставил nVidia многое изменить в логике RTL, обновить раскладку чипа и проверить, будет ли новый вариант работать так, как и предполагалось.

При существенной модернизации техпроцесса необходимо изменять и правила дизайна чипа, поскольку характеристики кремниевой микросхемы меняются при уменьшении размера техпроцесса. Транзисторы и соединяющие проводники становятся меньше, повышается плотность энергии, увеличиваются и токи утечки. Да и инструменты дизайна часто подогнаны к определённому техпроцессу, поэтому перейти на новые правила не так-то просто. Необходимо менять раскладку компонентов таким образом, чтобы сигналы проходили от одной части чипа к другой, не влияя друг на друга. Наконец, нужно проверять маршрутизацию тактовых импульсов, энергопотребление участков, избегать горячих областей и учитывать много всего прочего.

При переходе на новый техпроцесс компания должна найти баланс между тем, что она хочет, и тем, что она может позволить. Необходимо постоянно учитывать долю выхода годных кристаллов, которая зависит от многого, в том числе и от дизайна чипа. Если сделать ставку на скорость и производительность, то можно проиграть по доле выхода, размеру кристалла и энергопотреблению. Напротив, увеличение доли выхода, снижение размера кристалла и разумное энергопотребление могут привести к низкой производительности. Недостаточно получить просто рабочий чип: он должен работать эффективно.

После обновления дизайна чипа проходит немало времени, прежде чем он будет реализован в кремнии. Получив первые чипы, следует их тщательно протестировать. Если будут обнаружены какие-то проблемы с производительностью, тепловыделением или долей выхода годных кристаллов, nVidia придётся ещё раз дорабатывать дизайн. При этом компании приходится очень тесно работать с TSMC, ведь нужно убедиться, что с новым техпроцессом всё будет нормально. По мере совершенствования технологий производства чипов, компаниям без собственных полупроводников заводов приходится всё более тесно работать с производителями, чтобы получить чипы с оптимальным соотношением производительности и доли выхода годных кристаллов.

Некоторые комментарии

Удивительно, но переход на 90 нм не только уменьшил площадь ядра до 196 мм² (по сравнению с 334 мм² у G70), но и снизил число транзисторов. G70 использует 302 миллиона транзисторов, а G71 – всего 278 миллионов.

“Важно помнить, что площадь кристалла GeForce 7900 составляет 196 мм², а X1900 XTX – 352 мм². Вообще, действительно впечатляет: чип, почти в два раза меньший по площади по сравнению с конкурирующими high-end кристаллами, лидирует по производительности в современных 3D-играх и потребляет меньше энергии, – говорит Ник Стэм (Nick Stam), директор по техническому маркетингу nVidia. – 7900, очевидно, отличается более эффективной архитектурой, да и снижение себестоимости положительно скажется на розничной цене карт”.

Мы соглашаемся, что прирост производительности впечатляет, тем более что связан он, по большей части, с переходом на новый техпроцесс и оптимизациями. Как показывают результаты тестов, G71 можно назвать ещё одним шагом вперёд по производительности. Весьма любопытно: в прошлом году nVidia подчёркивала, что G70 “самый большой чип”, а сегодня G71 – “самый маленький чип”.

Конечно, мысль, которую пытается донести nVidia, вполне понятна: ATi сбилась с курса, а nVidia идёт правильным путём. Безусловно, столь большое различие в площади чипа связано с некоторыми решениями дизайна. ATi решила реализовать полноценный 32-битный конвейер FP с мощным потенциалом, улучшенными возможностями сглаживания и анизотропной фильтрации, а также с поддержкой большего числа полноценных регистров в шейдерах. Конечно, эти функции приятны, но nVidia не верит, что их аппаратная реализация актуальна для текущих или будущих игр, да и соответствующий код работает слишком медленно.

“Мы считаем, что ATi реализовала ряд решений дизайна преждевременно, и цена, которую приходится платить за добавление этих функций, слишком высока для минимальной отдачи в современных приложениях и даже в будущих играх. Обратите внимание, что сегодня очень мало игр поддерживают MSAA с HDR, а если и поддерживают, то дают слишком низкую частоту кадров”, – утверждает в письме представитель nVidia.

На диаграмме, предоставленной nVidia, показаны результаты четырёх GPU в F.E.A.R. (разрешение 1600×1200).

Конечно, обсуждение, чей подход лучше, можно продолжать вечно. Споры “ATi против nVidia” не утихают ни на момент. Компании решили пойти разными путями. Сегодня ATi считает целесообразным добавить больше аппаратных возможностей. Действительно, очень приятно, что ATi решила выйти вперёд и добавить ряд действительно тяжёлых функций в ущерб компактному размеру ядра. Будем надеяться, что разработчики смогут использовать преимущества и функции SM3.0 в полной мере. В то же время, любые аппаратные функции, которые не используются, можно считать бесполезными. Если nVidia правильно оценивает игровой рынок, то меньшее ядро с большей производительностью в современных и грядущих играх сможет вывести компанию вперёд. Кстати, nVidia раньше тоже пыталась первой реализовать некоторые функции, которые долго не использовались (FP32 в линейке FX), так что, возможно, компания учла свои ошибки.

Чем меньше размер кристалла, тем больше чипов можно получить с одной подложки. И если доля выхода будет хороша, то чипы nVidia будут отличаться меньшей себестоимостью. А это на графическом рынке очень важно. nVidia не только будет получать большую прибыль, но и сможет проводить более агрессивную ценовую политику. Хотя новые чипы ATi дают достойную производительность и отличаются большим набором аппаратных функций, всё будет решать покупатель. Гибкие ценовые возможности nVidia позволят купить большую производительность за меньшие деньги.

GeForce 7600 GT

GeForce 7600 GT – продукт для среднего ценового рынка. Как надеется nVidia, он станет “убийцей” X1600 XT. Чип не только работает быстрее 6800 GS, но и должен весьма приятно стоить, чтобы конкурировать с верхним диапазоном линейки карт ATi для массового рынка.

В принципе, G73 можно назвать половинкой от G71, если не принимать во внимание число вершинных блоков. В 178 миллионов транзисторов уместилось пять вершинных блоков, 12 пиксельных конвейеров и восемь движков растровых операций (ROP), которые за один такт справляются с восемью цветовыми и восемью операциями смешения. GeForce 7900 (G71) может похвастаться 16 ROP, поэтому число операций смешения и цвета увеличивается до 16 за такт.

Следующее очевидное различие между линейками 7900 и 7600 GT кроется в тактовой частоте. Ядро GeForce 7600 GT работает на частоте 560 МГц, причём вершинный блок имеет ту же самую частоту. Память GDDR3 работает на частоте 700 МГц (1400 DDR), но ограничена 128-битной шиной. В итоге пропускная способность памяти составляет 22,4 Гбайт/с против 51,2 Гбайт/с у GeForce 7900 GTX.

Наконец, площадь кристалла составляет всего 125 мм². Чип на 71 мм² меньше, чем 7900 GTX, и на 24 мм² меньше, чем ATi RV530. Кстати, внешнего питания карта не требует.

В следующей таблице перечислены различия в архитектурах между новым и предыдущим поколениями.

Ниже приведён слайд, который nVidia показала на мероприятии.

Radeon X1800 GTO: чип ATi для среднего ценового рынка

Как мы уже сказали, ATi не сидела, сложа руки. В ответ на GeForce 7600 GT компания готовила чип X1800 GTO. Он сохраняет старую классификацию: подобно Radeon X800 GTO, новичок X1800 GTO является урезанной версией существующего графического процессора. А именно R520.

Главное отличие в том, что у ядра X1800 GTO только один из пиксельных квадов (четвёрка конвейеров) отключён. Каждый квад может обрабатывать до 128 потоков от процессора диспетчеризации. Таким образом, X1800 GTO может справиться с 384 потоками одновременно. Кроме этого, принципиальных отличий у X1800 GTO нет.

Частоты ядра и памяти также меньше, чем у X1800 XT. Вершинные и пиксельные блоки работают на частоте 470 МГц. Память GDDR3 подключена к чипу по 256-битной шине с физической частотой 500 МГц.

Сама ATi карту официально производить не собирается. ATi не может назвать точную дату, когда партнёры представят карты на рынок, но нам намекнули, что видеокарты Radeon X1800 GTO появятся к концу месяца. По другим слухам, карты могут появиться и раньше, но ATi отказалась комментировать даты их выпуска партнёрами.

Radeon X1800 GTO способен работать в режиме CrossFire в паре с master-картой Radeon X1800 CrossFire Edition. X1800 GTO, впрочем, работает медленнее master-карты, которая дороже X1800 GTO. Но ATi планирует представить новую версию Catalyst, которая решит указанную проблему. Драйвер позволит двум картам X1800 GTO работать в режиме CrossFire без внешнего кабеля или master-карты CrossFire Edition. Так что карта X1800 GTO станет третьей, реализующей работу мульти-GPU на шине PCI Express, после линеек X1300 и X1600.

Тестовая конфигурация

Забавно видеть, что игра, когда-то упиравшаяся в графическую карту, теперь ограничивается мощностью остальной системы. И такая ситуация характерна для многих игр, учитывая конфигурации с несколькими GPU. На Quakecon 2004, где-то полтора года назад, люди жаловались, что их графические карты буквально встают на колени перед новой игрой Open GL. Современные карты с лёгкостью справляются с этой нагрузкой и дают высокие частоты кадров. Сначала мы тестировали видеокарты на Half-Life 2. Затем мы перешли на Half-Life 2: Lost Coast, чтобы получить более высокие требования, – тот же HDR. Но и эта игра уже не может нагрузить high-end карты.

Но все три игры по-прежнему хороши для сравнения карт среднего уровня. А для новых карт нужны новые игры! Что ж, будем надеяться, что GDC и E3 нам приготовят что-нибудь интересное.

Тесты 3DMark 2003

Тесты 3DMark 2005

Тесты Far Cry

Тесты Doom 3

Тесты Half-Life 2: Lost Coast

Тесты Black & White 2

Тесты F.E.A.R.

F.E.A.R.: с мягкими тенями

Тесты частоты кадров: F.E.A.R.

Заключение

Конечно, всё решает рынок. И новые карты улучшат рыночную ситуацию для потребителя. Теперь предыдущие поколения от ATi и nVidia могут достаться по более приятным ценам. Вполне понятно, что ATi не пожелает терять рыночную долю. Возможность включения CrossFire через драйвер без master-карты может привлечь некоторых геймеров. В то же время, большое число материнских плат на чипсетах SLI не позволяет смотреть в сторону CrossFire, только как на альтернативу nVidia SLI.

Некоторые называют Radeon X1800 GTO “бумажной картой”. С этим можно и согласиться, и нет. Если до объявленной даты 31 марта мы не увидим карт на прилавках магазинов, то, действительно, карту можно будет назвать “бумажной”. Вообще, сумасшедший темп выпуска новых карт, похоже, начинает нервировать индустрию и журналистов. Как известно, спешка хороша только при ловле блох. Мы получили меньше недели на тесты всех трёх новых карт в шести конфигурациях, причём, выполнив треть тестов, обнаружили в драйвере ошибку. Поэтому нам физически не удалось провести все тесты, в том числе с минимальными fps.

Но не будем о грустном. На рынке появилось ещё больше карт, и одна из них – 7600 GT. Карта отличается солидной производительностью и приятной ценой. Следует отдать должное nVidia: компания представила несколько карт с хорошей производительностью для разных ценовых рынков. Теперь покупатели могут получить желанный уровень производительности по более приятным ценам.

Мы получили множество писем с фотографиями карт, так что выпуск у nVidia не “бумажный”.

Так какую же карту выбрать?

Если сравнивать Radeon X1800 GTO и GeForce 7600 GT, то их производительность примерно одинаковая. Но карта nVidia пока стоит на $50 меньше, чем решение ATi.

Что касается high-end карт, то обе новинки отличаются богатым набором функций и поддерживают работу в окружениях с несколькими GPU. Всё зависит от того, что вы хотите получить аппаратно. Желаете аппаратное ускорение FP16, SLI, Pure Video или другую “фишку” nVidia? Тогда выбирайте nVidia. Желаете поддержку HDR со сглаживанием, CrossFire или другую функцию ATi? Тогда берите карту ATi.

На самом деле, ответ кроется в играх, в которые вы играете сейчас и собираетесь играть в будущем. К сожалению, пройдёт ещё несколько недель, прежде чем мы поймём, какая карта к каким играм (готовящимся к выпуску) подходит лучше. Будем надеяться на появление новых интересных игр во время проведения Game Developer Conference. Но если мы раньше узнаем информацию от разработчиков, то обязательно с вами поделимся.

Независимо от того, какое будущее нас ждёт после выхода ещё неизданных игр, nVidia GeForce 7900 GTX сможет “поиграть мускулами”. Следует всё же учитывать компактный размер кристалла, дизайн с низким тепловыделением и хорошую производительность на ватт. Мы получили приятное решение для настольных ПК, которое наверняка выйдет и в виде мобильных чипов.