3D-видеотехнологии для ПК, 2004 год


К середине осени 2004 года на рынке видеочипов для ПК сложилась парадоксальная ситуация. Во всяком случае, аналогов ей в предыдущие годы мы не припоминаем. После громких анонсов, состоявшихся весной этого года, практически ничего… не произошло. Новые видеокарты появлялись в свободной продаже минимальными партиями, которые моментально растворялись в неисчислимой массе желающих пусть даже за жуткую цену в 500 USD, но приобрести продукты, столь выгодно выделявшиеся на фоне своих предшественников.

Сегодня мы попробуем посмотреть на состояние рынка со стороны, проанализировать причины сложившейся ситуации и чуть-чуть заглянуть в будущее. Начнем, пожалуй, с финансов.

Финансовые рекорды

Финансы, как известно, обожают петь романсы. Обычно исполнитель поет соло, в то время как другие занимаются упаковкой и погрузкой неожиданно свалившегося им на голову богатства. В 2004 году случившаяся де-факто монополизация (для любителей точной терминологии — олигополизация) рынка двумя огромными корпорациями стала особенно очевидной. Поутихли даже вечные сторонники мифической новой тайловой архитектуры PowerVR, которая вот уже второй год находится в состоянии «скоро выйдет».

В прошлом году заявки на получение своих кусков пирога поступали от S3 Graphics (то есть, VIA) и молодой компании XGI, основанной — по крайней мере, частично — выходцами из SIS. Первые так и не смогли обеспечить в розничной продаже заметного количества своих сравнительно неплохих карт на базе чипа DeltaChrome, предпочтя сконцентрироваться на интеграции этих ядер в чипсеты VIA. Вторые состроили страшное лицо и громко хлопнули в ладоши вместо того, чтобы выпустить по-настоящему конкурентоспособные ядра. В результате, в текущем году обе компании практически отказались от попыток соревноваться с ATI и NVIDIA на их традиционном рынке.

ATI и NVIDIA, NVIDIA и ATI. Пара сама по себе достаточно интересная. Если вспомнить, как все начиналось в далеком 1996 году, то становится очевидной огромная внутренняя разница между двумя нынешними соперниками. NVIDIA — молодой стартап, основанный, как и уже легендарная 3dfx, выходцами из SGI, взлетевший за неполные десять лет своего существования на вершины рынка. ATI — почтенная канадская компания, которая — вдумайтесь в это! — уже достаточно долгое время была лидером рынка, когда молодые и резвые 3dfx и NVIDIA лишь приступали к битве за 3D-видеорынок на ПК.

В ходе боев, развязанных бодрыми стартапами, так или иначе, погибли практически все существовавшие тогда компании — производители видеочипов. Все, кроме ATI. Обладая нешуточными рыночными резервами, компания долго, очень долго копила потенциал, что привело к появлению в 2002 году абсолютно гениальной архитектуры R300, которая — скажем это без ложной скромности — и обеспечила ATI практически все ее сегодняшние достижения.

Давайте взглянем на диаграмму, на которой представлена динамика доходности и прибыльности канадской компании за последний финансовый год:

Разумеется, это всего лишь следствие работы компании, по которому нельзя делать никаких прогнозов на будущее, но, согласитесь, динамика весьма показательная. Желающие могут взять результаты предыдущих кварталов с сайта www.ati.com и дорисовать столбики слева — тренд от этого станет лишь более выраженным. С момента выпуска ядра R300 (видеокарт Radeon 9500 и 9700) ATI постоянно наращивает свою доходность, обеспечивая весьма стабильный и неплохой процент прибыльности.

Сравнительно ровный результат в квартале, завершившемся 29 февраля этого года, обусловлен сезонным послепраздничным снижением активности рынка, резкий прирост в последнем квартале — наоборот, активизацией рынка под воздействием долгожданного релиза Doom 3 в сумме с началом относительно массовых поставок видеокарт Radeon X800 Pro. По крайней мере, иных причин у этого скачка мы не видим.

Если разобрать результаты последнего завершенного финансового квартала ATI (закончившегося 31.08.2004) чуть подробнее, то становится понятна структура доходов и расходов компании. Так, львиная доля доходов (449,391 млн. USD) приходится на продажу комплектующих, т. е., видеочипов и чипсетов. На втором месте (111,905 млн. USD) находится продажа видеокарт под собственной торговой маркой. При этом любопытно отметить, что более 80% (!) доходов канадская компания получает в азиатско-тихоокеанском регионе и лишь порядка 15% — в США. Про родную Канаду с ее менее чем 1% и говорить неприлично.

Структура расходов не менее любопытна. Так, из 572,218 млн. USD, вырученных за счет рыночной деятельности в течение последнего квартала, 378,792 млн. (66,2%) составляет себестоимость произведенных товаров и услуг. Оставшаяся прибыль тратится ATI следующим образом: 77,073 млн. (13,5%) потрачено на исследования и разработку (R&D); 30,542 млн. (5,3%) составляют затраты на рекламу, маркетинг и работу с каналами-распространителями; 11,745 млн. (2,0%) приходится на административные расходы. Запомните эти цифры, потом мы сравним их со структурой затрат главного конкурента канадской компании.

Кстати, о конкуренте. Давайте посмотрим на аналогичную диаграмму, но уже для NVIDIA. Учтите, что даты концов финансовых кварталов у компаний не совпадают, поэтому прямого сравнения по периодам рыночной активности не получается.

У NVIDIA картина более любопытная. Во-первых, сразу отметим, что последний финансовый квартал NVIDIA закончила еще до начала продаж Doom 3 и до того, как карты на базе весьма удачного чипа NV40 начали более-менее широко появляться в розничных сетях. Во-вторых, очевидно, что в данном случае явно прослеживается тренд на снижение доходности компании при отчетливых попытках менеджмента балансировать на грани минимальной прибыльности, которая в последнем завершенном финансовом квартале практически в 12 раз ниже (!), чем аналогичный показатель последнего завершенного финансового квартала канадского конкурента. Важно понимать, что само по себе это не хорошо и не плохо. Необходимо знать, куда ушла выручка, чтобы делать заключения о том, мало получено прибыли или же именно столько, сколько должно быть.

NVIDIA, к сожалению, не публикует информацию о структуре своих доходов, однако, зная, что компания сама производством конечных товаров не занимается, можно смело предполагать, что львиная доля доходов приходится на продажу чипов и чипсетов.

Давайте посмотрим на структуру расходов. Из заработанных калифорнийской компанией за последний финансовый квартал 456,061 млн. USD 315,968 млн. (примерно 70%) составляет себестоимость произведенных товаров и услуг. Хорошо видно, что доля себестоимости в выручке NVIDIA за последний финансовый квартал больше, чем аналогичный показатель у ATI. Оставшиеся 140,093 млн. дохода NVIDIA тратит следующим образом: 85,420 млн. USD (примерно 18,5%) приходится на R&D — сумма больше, чем у канадской компании, как в относительном, так и в абсолютном выражении; остальные 50,874 млн. (порядка 11%) потрачено на маркетинговые, продажные, административные и прочие операции. Заметьте, что этот показатель в абсолютном исчислении заметно (примерно на 9 млн. USD) выше, нежели сумма аналогичных показателей у ATI. Это может говорить о низкой эффективности менеджмента NVIDIA, слишком высоких расходах на рекламу или работу с партнерами.

В результате нашего не претендующего на особенный профессионализм :-) анализа становится более-менее очевидно, что с точки зрения финансовых показателей канадская компания в настоящее время находится в более выгодном положении, нежели ее основной конкурент из солнечной Калифорнии.

При этом читателю нужно помнить, что мы посмотрели на срез текущего состояния, совершенно не подвергнув анализу причины подобного положения и не сделав никаких предположений о возможном развитии ситуации в будущем. Речь об этом пойдет во второй главе, в которой мы поговорим о том, за счет чего обе компании получают свою прибыль — о технологиях.

3D-технологии — 2004

Начнем, разумеется, с самого интересного и, одновременно, самого важного, а именно с сектора…

High-End

К верхнему ценовому диапазону рынка 3D-видеочипов мы в данной статье причисляем все видеокарты, продаваемые в рамках оговоренной MSRP > 300 USD. В случае ATI речь пойдет о видеокартах Radeon 9800 и X800, в случае NVIDIA — о видеокартах GeForce 6800.

Первой в этом году «отстрелялась» калифорнийская компания, анонсировав в середине апреля новый флагманский чип, ранее известный под кодовым названием NV40, и получивший маркетинговое имя GeForce 6800. После очень неудачной для NVIDIA линейки видеочипов GeForce FX, новый флагман не мог быть даже просто средним — в этом случае вполне могла бы произойти существенная сдача позиций на рынке и потеря прибыльности компании.

Поэтому в GeForce 6800 вложили все силы, какие только нашли. Чип получился громоздким (222 млн. транзисторов против 135 у NV35, предыдущего флагмана компании — а ведь размерность техпроцесса не изменилась!), очень требовательным к питанию (впервые видеокарте, основанной на одном видеочипе, понадобилось два разъема для внешнего питания), но при этом совершенно непревзойденным по своей функциональности.

GeForce 6800 поддерживает все, что поддерживал Radeon 9800, и даже шагает на две ступеньки выше: представляет рынку новую Shader Model 3, изначально содержавшуюся в спецификациях DirectX 9.0 и ожидавшую появления соответствующего железа, и выводит на потребительский рынок фильтрацию FP16-текстур и FP16-блендинг, становясь, таким образом, первым в истории видеочипом для рынка ПК, способным осуществлять полноценную работу с числами с плавающей точкой на протяжении всего пиксельного конвейера.

Не пожелав остановиться на одной лишь функциональности, NVIDIA снабжает флагманский чип 16 пиксельными и 6 вершинными конвейерами: это в четыре (!) и в два раза больше, чем соответствующие характеристики предыдущего флагмана, чипа NV35. При этом чип NV40 по-прежнему производится при помощи обычного 130нм техпроцесса, но уже не на фабриках тайваньской TSMC, а у себя на родине, в США, на фабриках IBM. И, несмотря на широко разрекламированное умение IBM изготавливать самые сложные чипы, все это в сумме сказывается на тактовых частотах: ядро NV40 достигает частоты всего лишь в 400МГц, на 75МГц ниже, чем у самой быстрой NV35. Впрочем, этот недостаток с лихвой окупается учетверившимся числом пиксельных конвейеров и значительно возросшей общей эффективностью архитектуры.

Здесь, пожалуй, следует оговориться, что NV40 по своей сути не является полностью новым чипом. Правильнее говорить о развитии и, в некотором смысле, исправлении архитектуры NV35. Притом, что пиксельные конвейеры в NV40 подверглись полной переделке, они по-прежнему обладают всеми свойствами пиксельных конвейеров NV35 (за исключением, разумеется, возможности выбирать два значения из текстуры за один такт). Так, пиксельные конвейеры NV40 все еще поддерживают двойную FP-точность — 16 и 32 бита на компоненту, и схожим образом теряют производительность при переходе с FP16 на FP32. Разница лишь в том, что в отличие от NV35, NV40 обеспечивает более чем достаточную скорость при работе с FP32 и просто великолепную при работе с FP16. Предыдущий флагман плохо работал с FP16 и очень плохо — с FP32.

Изменениям относительно NV35 также подвергаются алгоритмы антиалиасинга (появляется четырехсэмпловый MSAA на повернутой решетке) и анизотропии (NVIDIA, по сути, копирует более быстрый, но менее качественный алгоритм конкурента).

На базе NV40 изначально анонсируются две стандартные видеокарты: GeForce 6800 Ultra (16 пиксельных конвейеров, частота ядра — 400МГц, памяти — 1100МГц) и GeForce 6800 (12 пиксельных конвейеров, частота ядра — 325МГц, памяти — 700МГц). Затем к ним прибавляется еще две: GeForce 6800 GT (16 пиксельных конвейеров, частота ядра — 350МГц, памяти — 1000МГц) и GeForce 6800 LE (8 пиксельных конвейеров, частота ядра — 325МГц, памяти — 700МГц).

Итак, NVIDIA наносит ответный удар. Удар во всех смыслах удачный за вычетом уже оговоренных завышенных требований к стабильности питания. Представленная линейка видеокарт выглядит очень вкусно. Но что мы видим? Проходит май — карт нет. Июнь — карт нет. Июль — карт практически нет! Август — появляется немного видеокарт на базе GF6800, в которых отключен один пиксельный квад (4 пиксельных конвейера), и еще меньше — карт на базе GF6800GT. Кроме того, в розничных каналах замечена GF6800LE, изначально предназначенная только для рынка OEM. Сентябрь — ажиотаж растет, карты разбираются предзаказами еще до пересечения границы РФ, цены медленно, но неуклонно ползут вверх. GF6800U по вменяемым ценам на прилавках полностью отсутствует… Октябрь — картина повторяется.

Примерно с августа NVIDIA начинает, по сути, силовым давлением на продавцов сдерживать цены на все видеокарты GF6800 за исключением GF6800U, не позволяя, таким образом, огромному рыночному спросу поднять цены до запредельного уровня.

Что это? Полгода прошло с анонса — и все еще сохраняется такой дефицит предложения! Проблемы с выходом годных чипов на нужных частотах? Нет. Счастливые обладатели различных GF6800 отмечают их отличный разгонный потенциал: едва ли не все GF6800GT достигают частот GF6800U. Кроме того, эксперименты по включению отключенных конвейеров на GF6800 показывают, что на такие карты частенько ставятся вполне работоспособные 16-конвейерные чипы. Проблемы с производством? Видимо, да. Судя по всему, фабрики IBM почему-то перегружены и не способны удовлетворять все заказы NVIDIA. Казалось бы, тут ей и пора вернуться к старой доброй TSMC, но…

В начале мая этого года ATI, пропустив вперед NVIDIA с ее NV40, представляет своего нового флагмана, ранее известного как R420. Чип также содержит 16 пиксельных и 6 вершинных конвейеров, однако практически не приносит новшеств с точки зрения функциональности: ATI делает ставку на высокие тактовые частоты ядра. Анонсируется две видеокарты, основанные на Radeon X800 (такое маркетинговое название получает чип R420): Radeon X800 XT Platinum Edition (16 пиксельных конвейеров, частота ядра — 520 МГц, памяти — 1120 МГц) и Radeon X800 Pro (12 пиксельных конвейеров, частота ядра — 475 МГц, памяти — 900 МГц).

Обратите внимание на частоту ядра RX800XTPE: это абсолютный рекорд для 16-конвейерного видеочипа, состоящего из 160 млн. транзисторов! В чем же причины покорения подобных частот? Строго говоря, во всем, что связано с архитектурой R420.

Во-первых, это новый техпроцесс TSMC: 130нм с применением low-k диэлектриков, добавивших R420 частотного потенциала в сравнении с NV40. Во-вторых, сказывается существенно меньшая сложность кристалла R420 — 160 млн. транзисторов против 222 у NV40. Наконец, в-третьих, сама архитектура R420 перерабатывается с целью достижения существенно более высоких частот, нежели позволяла архитектура предыдущего флагмана, чипа R360.

Давайте подробнее разберем эти пункты, начиная с конца. Итак, архитектура R420 полностью перерабатывается по сравнению с R360. При этом целью переработки архитектуры выступает ее оптимизация, а вовсе не привнесение в чип новой функциональности. ATI заявляет, что в настоящее время набор функций R360 (то есть, по сути, все того же R300) вполне соответствует всем требованиям разработчиков игр.

Вместе с тем, в чипе R420 все-таки появляется кое-какая новая функциональность, введение которой дается ATI «малой кровью». Так, за счет переработки контрольной логики пиксельных конвейеров (которые в любом случае переделывались с целью повышения их эффективности), ATI создает второе стандартное расширение Pixel Shaders 2.0, в настоящее время известное как PS2.0.b. Обеспечиваемая этим расширением функциональность существенно уступает не только более прогрессивной модели PS3.0, но и появившейся годом ранее модели PS2.0.a, которую поддерживают все видеокарты семейства GeForce FX и, разумеется, более поздние GeForce Series 6.

В последствии, однако, оказывается, что расширения PS2.0.b вполне достаточно для большинства методик оптимизации пиксельных шейдеров, применяемых на железе с поддержкой PS3.0, и при этом не уничтожающих на корню производительность железа PS2.0.x. На наш взгляд, введение в R420 PS2.0.b — это очень мудрый ход со стороны ATI, позволивший ей небезосновательно говорить о бесполезности поддержки SM3 в NV40. Один ноль в пользу Канады. По крайней мере, на начальном этапе. В дальнейшем, в продажах, все равно неизбежно скажется магия чисел: при прочих равных, покупатель предпочтет видеокарту с цифрой 3 на борту видеокарте с циферкой 2…

Второе нововведение в R420 относится к алгоритмам сжатия текстур: за счет модификации блока, осуществляющего работу с DXTC, чип начинает поддерживать новый формат сжатия, оптимальным образом подходящий для сжатия карт нормалей. Формат получает маркетинговое название 3Dc и лицензируется Microsoft с целью последующего включения в DirectX. Напомним, что технологии, включенные в состав DirectX, становятся бесплатными и не требуют никаких лицензионных отчислений их первоначальному разработчику. Именно так S3TC превратилась в свое время в DXTC. Очевидно, что схожая судьба ждет и ATI 3Dc. Вполне возможно, что и с точки зрения поддержки различным железом — тоже, но пока говорить об этом рановато.

Вернемся к нашим пунктам: на втором месте причин зверского частотного потенциала R420 находится существенно меньшая, чем у NV40 сложность ядра. Сложность ядра напрямую проистекает из количества поддерживаемых видеочипом функций. R420 заметно слабее NV40 в этом плане — отсюда и существенно меньшая сложность чипа.

На первом месте находится новый техпроцесс TSMC — 130нм с применением low-k диэлектриков. Ошиблась ли NVIDIA, предпочтя для производства NV40 тайваньской TSMC фабрики IBM? Мы считаем, что нет. И сейчас объясним почему.

Посмотрите прайс-лист ближайшего к вам компьютерного магазина: вы увидите там хоть один RX800XTPE? Скорее всего, нет. Ситуация внешне та же, что и у NVIDIA: прошло полгода с анонса нового флагмана, а в продаже он просто отсутствует. Но именно, что внешне: в случае с RX800XTPE можно говорить о крайне низком проценте выхода годных для подобных видеокарт чипов R420 со 130нм low-k конвейера TSMC. В чем здесь причина?

Все элементарно: ATI переоценила возможности техпроцесса, когда устанавливала финальные рабочие частоты для RX800XTPE. Почему переоценила? Вспомните, какой чип в этом году вышел первым? Ведь это был NV40. По имеющейся у нас информации ATI была вынуждена поднять частоты на RX800XTPE незадолго до анонса, чтобы обеспечить, пусть даже только на «бумаге», своему новому флагману превосходство над анонсированным месяцем ранее флагманом NVIDIA. Поэтому вы и не видите RX800XTPE в продаже — их поначалу было так мало, что еле-еле хватало самой ATI. Почему их нет сейчас? Об этом мы поговорим в заключительной главе нашей статьи.

Справедливости ради отметим, что прошедшим летом ATI представила еще одного члена линейки Radeon X800: X800 XT, без сумбурной приставки «Platinum Edition». Эта карта обладает полноценными 16 пиксельными конвейерами и полностью соответствует старшему собрату, за исключением заниженных тактовых частот: 500МГц для ядра и 1000МГц для памяти. Изначально эти карты были представлены лишь в исполнении для PCI Express x16, но затем они же начали появляться и в AGP-вариантах. Производительность таких видеокарт не очень сильно уступает производительности RX800XTPE, а в продаже, в отличие от последних, найти их все-таки можно.

Кстати, мы практически упустили из вида эпопею с начавшимся в этом году переходом видеокарт на PCI Express x16. В секторе Hi-End она развивалась примерно следующим образом: ATI выпустила чип R423, являющийся тем же R420, но с интерфейсом PCIE вместо AGP. На чипе были представлены карты Radeon X800 Pro и Radeon X800 XT. На этом деятельность ATI в секторе Hi-End для PCIEx16 завершилась.

NVIDIA пошла иным путем: было выпущено ядро NV45, которое на самом деле является тем же самым NV40 с интегрированным на подложку кристалла PCIE-AGP мостом HSI, применявшемся ранее в линейке видеокарт GeForce PCX (практически те же GeForce FX, но с интерфейсом PCIE, реализованным за счет внешнего моста HSI). Но в отличие от ATI, NVIDIA на этом не остановилась и реализовала в таких видеокартах… SLI!

Конечно, это совсем не тот SLI, который все помнят по 3dfx Voodoo 2 и Voodoo 5 (напомним, что NVIDIA владеет всеми технологиями покойной 3dfx). Он даже расшифровывается иначе: Scalable Link Interface вместо Scan Line Interleave. Концепция нового SLI от NVIDIA схожа не только со старым SLI от 3dfx, но и с технологией, которую применяла ATI на видеокартах Rage Fury MAXX: две видеокарты с интерфейсами PCI Express x16 могут совместно работать над построением одного кадра (режим split frame, как у Voodoo 5) или же строить кадры последовательно, одна — нечетный, вторая — четный (режим alternate frame, как у MAXX).

Разумеется, в отсутствие материнских плат с двумя слотами PCIEx16, SLI был не более чем заявлением о намерениях. Однако подобные чипсеты (в частности, nForce4 от той же NVIDIA) и материнские платы начинают потихоньку появляться, демонстрируя от 50% до 80% прироста производительности в режиме SLI для двух GeForce 6800. Будут ли востребованы подобные конфигурации? На наш взгляд, не более чем автомобили Ferrari. По крайней мере, в случае GeForce 6800 SLI. Как будет протекать эволюция NVIDIA SLI дальше, представит ли ATI свою версию SLI в будущем, мы сейчас достоверно сказать не сможем.

Итоги по сектору Hi-End

Итак, на данный момент мы можем констатировать, что оба вендора переоценили возможности своих технологических партнеров. NVIDIA определенно переоценила возможности IBM в области массового выпуска столь сложных видеочипов. ATI явно переоценила частотный потенциал 130нм техпроцесса TSMC, даже с учетом применения low-k диэлектриков.

В результате, объявленные полгода назад флагманы в продаже де-факто отсутствуют, и основное соревнование переходит на одну ступень ниже: GF6800GT соперничает с RX800Pro (RX800XT стоит заметно дороже, чем GF6800GT, и потому к соревнованиям не допускается). В этом соперничестве GF6800GT оказывается явным победителем: карта быстрее в большинстве тестов, не говоря уж о том, что она поддерживает массу недоступных для RX800Pro функций.

Если спуститься еще на один уровень, то победа опять оказывается у NVIDIA: старый 8-конвейерный чип Radeon 9800XT в большинстве случаев не способен соперничать с 12-конвейерной GeForce 6800.

Если говорить о производительности любой ценой, то опять оказывается, что NVIDIA побеждает: на платформе PCI Express x16 в режимах SLI. Цена, правда, действительно впечатляет. Как и, мягко говоря, количественно скромное предложение материнских плат с двумя разъемами PCI Express x16.

У ATI, впрочем, тоже есть свои победы. Так, соперника для RX800XT со стороны NVIDIA, по сути, нет, а RX800XTPE, хоть и отсутствует в продаже, но все же удерживает лидерство по производительности в сравнении с GF6800U в самых современных приложениях с использованием шейдеров 2.0 (за достаточно важным исключением Doom 3).

Правильна ли ставка ATI на частоты в ущерб функциональности? Как показывает практика, хуже компании от этого пока не стало. Другое дело, что чип R420 не смог получить перевес над соперником в среде разработчиков игровых приложений, которых всегда интересуют в первую очередь новые функции как таковые, особенно если скоростные характеристики функций старых выдерживаются на достойном уровне.

Правильна ли ставка NVIDIA на могучую функциональность в ущерб тактовым частотам? Однозначного ответа на этот вопрос пока также нет. Возможно, если бы чип NV40 не поддерживал шейдеры 3.0, то он смог бы достичь схожих с R420 частот ядра, за счет чего, скорее всего, значительно бы его обогнал, поскольку чип NV40 в большинстве случаев обеспечивает лучшую производительность на один мегагерц, нежели R420.

Но ежели, да кабы… В реальности оба чипа стали логичным развитием обозначенных ранее тенденций. ATI уже второй год подряд предпочитает пользоваться грандиозным успехом R300, вводя в ядра сравнительно простые в реализации новые функции и поднимая частоты и число конвейеров. NVIDIA же, после прошлогоднего фиаско с GeForce FX, прочно вернулась в строй, исправив при разработке GeForce 6800 почти все допущенные ранее ошибки.

И здесь мы предлагаем вернуться к показателям последних финансовых кварталов обеих компаний. Итак, в последнем квартале NVIDIA заработала сравнительно мало денег, в то время как у ATI получился резкий скачок вверх. Случайность? Вряд ли. Посмотрите еще раз на предложение новых видеокарт от обеих компаний: зачастую их просто не найти в продаже! Это означает, что, по большому счету, NVIDIA все еще пытается противостоять натиску ATI очень и очень слабой линейкой видеокарт GeForce FX — и совершенно не удивительно, что ATI отвоевывает у NVIDIA продажи.

Любопытно будет взглянуть на показатели текущего финансового квартала NVIDIA, который заканчивается 31 октября. В нем будут отражены результаты продаж видеокарт на чипах компании уже после появления Doom 3, в котором линейка GeForce 6800 чувствует себя гораздо увереннее соперников-Radeon'ов. Вполне возможно, что за счет одной лишь этой игры NVIDIA сможет вернуть утраченные в предыдущем квартале показатели доходности.

Middle-End

К сектору Middle-End мы относим видеокарты, MSRP которых находится в диапазоне 150-300 USD.

Схватка в секторе Middle-End, на самом деле, еще толком не началась, и имеет все шансы плавно передвинуться в следующий год. Все новые чипы, анонсированные обеими компаниями уже после представления весенних флагманов, обладают все еще экзотическим интерфейсом PCI Express x16. NVIDIA способна выпускать AGP-версии карт на таких чипах при помощи все того же моста HSI (он успешно работает в обе стороны). ATI подобного моста данный момент не имеет, но, по слухам, спешно его разрабатывает.

Как и весной, в секторе Middle первой была NVIDIA. В конце августа компания представила видеокарты GeForce 6600. Мы не будем расписывать подробности архитектуры — их можно узнать в нашем обзоре. Отметим лишь, что по своим функциям чип NV43 (он же GeForce 6600) полностью аналогичен чипу NV40. Сокращению подверглось число конвейеров (8 пиксельных вместо 16 и 3 вершинных вместо 6). Соответственно, ширина шины памяти была уменьшена в два раза — до 128 бит. Также было в четыре раза сокращено количество т. н. ROP (Raster Operation Processor), осуществляющих постобработку, фильтрацию и запись отрендеренных пикселей кадра в память ускорителя.

Другими словами, несмотря на то, что чип NV43 обрабатывает 8 пикселей за такт, в память за один такт он может записать лишь 4 пикселя. Столь жесткое на первый взгляд снижение эффективности чипа на практике проявляется лишь в теоретических тестах, в играх же NV43 в любом случае вынужден делать более одного такта при расчете кадра — и чем современнее игра, тем больше тактов потребуется на расчет ее кадров. В этом случае ROP'ы успевают записать все отрендеренные ранее пиксели, пока чип занят сложными многотактовыми расчетами пиксельных и вершинных шейдеров.

Подобный шаг позволил NVIDIA сэкономить приличное количество транзисторов при разработке NV43. Без вполне очевидного минуса не обошлось: из-за наличия всего лишь 4 ROP'ов NV43 сравнительно неважно ведет себя при работе с MSAA.

Впрочем, главным событием при анонсе GF6600 стал новый 110нм техпроцесс TSMC, по которому и производятся эти чипы. Техпроцесс позволил NVIDIA установить на флагманской карте линейки GF6600 частоту ядра 500МГц. Более того, практически все обозреватели отметили прекрасный разгонный потенциал ядра. Так, побывавшая у нас на тестировании карта смогла устойчиво работать на частоте ядра в 590МГц при использовании скромного штатного охлаждения в сумме с обдувавшим карту внешним вентилятором.

ATI, скорее всего, опять нарочно пропустившая NVIDIA вперед, отстала от нее примерно на месяц: в конце сентября канадская компания анонсирует линейку видеокарт Radeon X700, основанную на чипе RV410. Принцип построения этого чипа удивительным образом схож с тем, что применила NVIDIA при создании NV43: RV410 является половинкой R420 по пиксельным конвейерам. Однако ATI решила сохранить в неприкосновенности число вершинных конвейеров, а также сохранила соответствующее числу пиксельных конвейеров количество ROP'ов.

Перефразируя, теоретически чип RV410 должен был оказаться мощнее детища NVIDIA. Практически все получилось не совсем в пользу ATI. Во-первых, у ATI, похоже, возникли проблемы со 110нм техпроцессом: побывавшие в обзорах чипы RV410 почти не разгонялись, сильно грелись, а шумность кулеров карт, основанных на этих чипах, отметили почти все обозреватели.

Впрочем, явного победителя нет и здесь. Как и в High-End конкуренты выпустили очень близкие по производительности продукты. Да, у GeForce 6600 есть дополнительный бонус в виде поддержки шейдеров 3.0, а также остальных новых функций GeForce 6800. И это опять же неминуемо скажется на выборе покупателей при равенстве прочих характеристик. Вот только для этого на прилавках магазинов должны быть товары, вокруг которых будут ходить интересующиеся ими покупатели…

Нет, в случае GF6600 и RX700 таких проблем с поставками, какие возникли у их старших собратьев, не наблюдается. Да, у ATI есть проблемы с процентом выхода годных для Radeon X700 XT чипов RV410, но проблемы эти практически наверняка будут исправлены в новой ревизии чипа. Дело не в этом. Тонкость ситуации заключается в том, что оба чипа в настоящее время представлены лишь в PCIEx16-вариантах.

Доля компьютеров со слотами PCI Express x16 в настоящее время вряд ли составляет даже 10% от их общего числа. А это означает, что новые Middle-End-чипы от ATI и NVIDIA «выстрелили в воздух»; что нужны они лишь сборщикам новых компьютеров, да и то — не всех, а лишь на чипсетах Intel для Pentium 4.

Возможно, что AGP-вариант GF6600 будет представлен в ноябре — путем установки на PCB карт внешнего моста HSI, который будет транслировать PCIE-интерфейс видеочипа в AGP-интерфейс видеокарты. В случае RX700 все сложнее, поскольку ATI, как мы уже говорили, подобным мостом сейчас не располагает, а выпускать отдельный чип для отживающего свой век интерфейса — слишком расточительно.

В результате Middle-End на платформе AGP у обоих производителей сейчас представляют совсем другие видеокарты. У NVIDIA — набор из стремительно устаревающих GeForce FX в нижнем диапазоне и усиленно удешевляемой GeForce 6800 LE сверху. У ATI — Radeon 9600 снизу и все мыслимые разновидности Radeon 9800 повыше. Очевидно, что предложения ATI на платформе AGP в этом ценовом сегменте в данный момент значительно лучше предложений NVIDIA (за исключением, возможно, GF6800LE, цена которой, впрочем, пока слишком высока). В дальнейшем, скорее всего, ситуация развернется на 180 градусов: после выпуска линейки карт GF6600 для AGP уже ATI окажется в проигрышном положении, если сильно затянет с выпуском AGP-версий RX700.

Итоги по Middle-End

Ситуация в секторе Middle-End частично повторяет ситуацию в секторе High-End, пусть и с набором собственных особенностей. В частности, как и в верхнем ценовом диапазоне, противники примерно равны по производительности, однако новые видеокарты NVIDIA обладают заметно более продвинутой функциональностью (которая в настоящее время остается невостребованной реальными приложениями).

Тактика выпуска новых чипов только для PCIE выглядит правильной в случае NVIDIA, обладающей мостом HSI, позволяющим сравнительно безболезненно выпускать AGP-версии соответствующих видеокарт.

В случае с ATI ставка на PCIEx16 выглядит несколько преждевременной: платформа эта пока слишком редка, а мостом для быстрого и дешевого создания AGP-вариантов тех же карт канадская компания не располагает.

Low-End

В секторе Low-End (к которому мы относим все видеокарты с MSRP дешевле 150 USD) в 2004 году практически царит мертвый штиль. NVIDIA продолжает продвигать линейку весьма слабых по своим скоростным характеристикам даже для этого сектора GeForce FX 5200/5500. ATI весной делает успешную попытку спустить в этот сектор видеочипы RV360 со значительно пониженными частотами — на рынке появляются довольно-таки неплохие по соотношению цена/производительность/функции видеокарты Radeon 9550. Однако ниже R9550 предложение ATI по-прежнему ограничивается видеокартами Radeon 9000/9200, основанными на старом ядре RV280, ограниченном поддержкой лишь DirectX 8.1.

Тем не менее, весной ATI выпускает две незначительных модификации ядра RV360: RV370 и RV380. Эти ядра первыми привносят на рынок видеокарты со встроенным в чипы интерфейсом PCI Express x16. Однако в свете тотального отсутствия материнских плат с такими слотами, чипы эти опять «повисают в воздухе» и практически никак не влияют на обстановку в секторе Low-End вплоть до выпуска Intel своих новых чипсетов — i915 и i925.

Ситуация начинает реально изменяться лишь в октябре, с анонсом NVIDIA видеокарты GeForce 6200. Видеокарта использует уже знакомые нам чипы NV43, но один пиксельный квад (4 пиксельных конвейера) в них заблокирован, что позволяет говорить об использовании для GF6200 отбракованных чипов NV43, не подходящих для видеокарт GF6600.

При этом несколько разочаровывают заявленные цены — GF6200 будет продаваться по цене 130-150 USD. Что выглядит достаточно странным на фоне гораздо более предпочтительной для покупателя восьмиконвейерной GF6600 (цена которой, в свою очередь, выглядит завышенной на фоне производительности, демонстрируемой RX700).

Отдельно упомянем нежелание NVIDIA выводить видеокарты GF6200 на рынок AGP — предполагается, что они будут выпускаться только для платформы PCIEx16. Впрочем, финальное решение здесь принимает не столько NVIDIA, сколько производители видеокарт. Теоретически, они могут использовать HSI-мост и на GF6200, однако для этого, как минимум, потребуется поддержка подобных видеокарт в драйверах ForceWare.

Да, GF6200 опять поддерживает шейдеры 3.0 (чип тот же, что и у GF6600), однако в драйверах почему-то запрещаются FP16-фильтрация и блендинг. Почему? В нашей заключительной главе мы и поговорим о слухах и перспективах рынка.

Ближайшее будущее 3D-видеокарт на ПК

Пожалуй, начнем эту главу с конца предыдущей: почему вместо линейки видеокарт GF6200 для традиционного диапазона MSRP 80-150 USD NVIDIA представляет лишь одну видеокарту с явно слишком высокой для ее скоростных показателей ценой? Ответ, на наш взгляд, кроется в дальнейшей эволюции семейства чипов NV4x.

Так, еще год назад стало известно о существовании в роадмэпах NVIDIA чипа под кодовым названием NV44, призванном сменить на боевом посту неоднозначную линейку GeForce FX 5200. Чип этот, предположительно, должен обладать всего лишь 4 пиксельными конвейерами. После анонса GF6200 на базе отбракованных при изготовлении GF6600 чипов NV43, стало ясно, что в NV44 не будет FP16-фильтрации и блендинга — по некоторым данным, осуществляющие эти функции ALU занимают слишком много транзисторов, делая нецелесообразным выпуск чипа с подобными функциями по ценам ниже 100 USD.

Можно предположить, что в NV44 будет не 3, а 2 или даже 1 вершинный конвейер — совместимые с SM3.0 вершинные конвейеры также занимают очень много места на кристалле. В этом, в частности, заключается причина обрезания числа вершинных конвейеров в NV43 по сравнению с NV40 и, наоборот, их полное сохранение в не поддерживающем SM3.0 RV410.

Наконец, вполне очевидно, что NV44 будет выпускаться по 110нм техпроцессу TSMC, обладать 128-битной шиной и встроенным PCIEx16-интерфейсом. Возможно, что NVIDIA сознательно решила задержать анонс NV44, поскольку платформа PCIE все еще не получила достаточного распространения, а основные прибыли на рынке Low-End идут с массовости продаж, а не с маржи прибыли с каждой проданной единицы товара. Ясно, что ни о какой массовости продаж решений для PCIE говорить пока не приходится.

Соответственно, появления NV44 (как будут называться видеокарты на базе этого чипа сказать сейчас сложно; быть может — GF6200, но вероятен и вариант GF6100) следует ожидать где-то в первой половине 2005 года. Скорее всего, видеокарты на этом чипе также будет выпускаться только в PCIE-конструктиве, поскольку установка HSI-моста на видеокарты сегмента Low-End может значительно увеличить их общую себестоимость.

Со стороны ATI конкуренцию для NV44 будут обеспечивать чипы RV380 (Radeon X600) и RV370 (Radeon X300). Отсутствие поддержки не только шейдеров 3.0, но всех новых функций архитектуры R4x0 делает эти чипы более простыми и дешевыми в производстве, нежели NV44. Соответственно, у ATI будет возможность установить на подобные видеокарты более привлекательные цены.

На рынке Low-End, впрочем, львиную долю продаж видеочипов обеспечивают OEM-партнеры, для которых поддержка видеочипом наиболее продвинутых функций может сыграть решающую роль при заключении контракта. В частности, именно поэтому слабенькие по скорости GFFX5200 достаточно неплохо продавались в составе компьютеров от крупных брендов.

В секторе Middle-End в ближайшем будущем следует ожидать появления видеокарт GF6600 на платформе AGP. Потенциально, именно здесь кроется основной шанс NVIDIA улучшить свою финансовую отчетность, поскольку первое время канадскому конкуренту ответить на эти видеокарты будет совершенно нечем.

Вообще, решение NVIDIA по максимум использовать AGP-PCIE-мост HSI собственной разработки в настоящее время представляется единственно правильным. Полагаем, с этим согласились и в ATI — по слухам, аналогичный мост от канадской компании уже разрабатывается.

Если заглянуть чуть дальше в будущее сектора Middle-End, то можно увидеть появление конфигураций GF6600GT SLI, которые, по первым тестам, выглядят не намного хуже одной GF6800U. Возможно, что подобные конфигурации станут неплохой альтернативой для практически отсутствующей в продаже GF6800U. Впрочем, к Middle-End мы их относим лишь условно — понятно, что цена двух видеокарт GF6600GT намного превысит установленный нами ценовой предел сектора Middle-End.

Скорее всего, где-то в первой половине 2005 года посредством установки на PCB моста PCIE-AGP обретут поддержку платформы AGP и видеокарты RX700.

Из области откровенных слухов: можно ожидать появления видеокарты GeForce 6600 Ultra, суффикс которой NVIDIA пока «зарезервировала». Вероятнее всего, эта видеокарта будет использовать разгонный потенциал чипа NV43. Можно ожидать частот ядра в районе 550МГц. Вполне закономерным образом следует ожидать и более высоких частот памяти. Неясным остается лишь цена подобной видеокарты. Учитывая странное на текущий момент соотношение линеек GF6600 и RX700 в этом вопросе, логичным выглядело бы снижение цен на GF6600 и GF6600GT, с выводом GF6600U на позицию 200 USD.

Однако вероятнее всего, если GF6600U и появится, то получит MSRP 250 USD, а проблемы с ценами в линейке GF6600 будут решаться выпуском других видеокарт (с суффиксами SE, LE и пр.).

Наконец, весьма вероятным представляется появление в конце следующего года нового видеочипа для сектора Middle-End от ATI, но на этот раз основанного на архитектуре R520, выход на рынок которой ожидается в первой половине следующего года.

Итак, самое интересное в ближайшем будущем опять будет происходить в High-End, отголосками спускаясь в нижние ценовые диапазоны. Приблизительно грядущей зимой обе компании планируют представить целые линейки новых флагманов: чипы NV41/NV48 и R430/R480.

О чипе NV41 слухи ходят самые разнообразные. Наиболее вероятным нам представляется слух о переносе чипа NV40 на 110нм конвейер TSMC с сопутствующим этому обрезанием одного пиксельного квада. Таким образом, чип станет заметно проще, кристалл его уменьшится, за счет чего можно рассчитывать на увеличение масштабов выпуска продуктов, основанных на этом чипе. В сегодняшней линейке видеокарт NVIDIA этот чип, вероятнее всего, займет место между верхней моделью на базе GF6600 и нижней моделью на базе NV48.

А вот NV48, скорее всего, будет являться обычным разгоном чипа NV40. Не изменится ни техпроцесс, ни набор поддерживаемых функций. Даже интерфейс у чипа по-прежнему будет AGP 8x. Полагаем, что можно ожидать частоту порядка 450-475МГц для чипа и более 1200МГц для памяти. Существует вероятность, что NV48 все же будет производиться на 110-нанометровом техпроцессе TSMC, однако она довольно-таки призрачна.

От R430, как и от NV41, следует ждать большей доступности. По имеющейся информации, R430 будет тем же самым R420, но перенесенным на 110-нанометровый техпроцесс. При этом любопытно, что количество пиксельных конвейеров в чипе, видимо, решили полностью сохранить. Однако ходят слухи, что самая быстрая видеокарта на базе R430 будет ощутимо медленнее RX800XTPE, но зато будет широко доступна в розничной продаже.

Сражаться с NV48 в самом верхнем сегменте рынка будет чип R480, который, по нашим данным, станет тем же, чем и NV48 относительно своего предшественника, то есть, банальным разгоном того же ядра. Не изменится ни набор функций, ни техпроцесс, по которому будет производиться этот чип.

Оба новых флагманских чипа станут минимальным обновлением топовых видеокарт обоих вендоров, не стоит ждать от них чудес скорости. Следующее действительно весомое обновление в секторе High-End случится в первой половине 2005 года. Интереснее всего выглядит чип R520, в котором ATI впервые за последние два года будет вынуждена подвергнуть архитектуру R300 значительным переделкам, позволяющим реализовать поддержку шейдеров 3.0. R520 же станет первым чипом ATI, поддерживающим точность FP32 на каждый компонент цвета.

Пока трудно рассуждать о каких-либо иных характеристиках этого видеочипа, поскольку не известна даже размерность техпроцесса, на котором он будет изготавливаться: некоторые источники говорят о все том же 110нм техпроцессе, некоторые — уже о 90нм. Поэтому мы можем лишь предполагать.

Скорее всего, у R520 будет не менее 16 пиксельных конвейеров и не менее 6 вершинных. Будет ли этим чипом покорено число 32 пиксельных конвейера? Сомневаемся. Более реальным нам представляются два других варианта: или же конвейеров будет 24, или же их останется 16, однако количество и сложность шейдерных ALU в этих конвейерах значительно возрастет.

Чип NV47, который должен придти весной следующего года на смену NV48, выглядит чуть менее интересным. В первую очередь потому, что уже сейчас более-менее понятен набор его функций — очень высока вероятность того, что он не изменится по сравнению с другими представителями семейства NV4x. Основные изменения в NV47 будут количественными. Так, практически со стопроцентной вероятностью можно говорить об увеличении числа пиксельных конвейеров до 24.

А осенью 2005 года появится первая информация о видеочипах с поддержкой следующей версии DirectX, которая должна появиться на рынке одновременно с новой версией ОС Windows, известной в настоящее время под кодовым названием Longhorn. В новой версии DirectX будет реализована спецификация Shader Model 4, основной идеей которой, вероятно, станет полная унификация наборов функций пиксельных и вершинных шейдеров (т. е., по сути разделения на пиксельные и вершинные шейдеры больше не будет), а также появление первых программируемых геометрических процессоров, способных генерировать новые вершины непосредственно на видеочипе. Последние откроют нам дорогу к созданию сложных геометрических поверхностей, наконец-то позволят осуществлять настоящий displacement mapping и создавать сложные higher-order surfaces на самом GPU.

Общий итог

Подводя общий итог всем случившимся в этом году (по настоящее время, середину октября) событиям на рынке 3D-графики для ПК, мы отметим следующее:

  • На рынке де-факто осталось две мощных компании, которые и определяют тенденции и направления развития 3D-графики.

  • Калифорнийская компания NVIDIA выпустила два очень удачных чипа — NV40 и NV43, полностью свободных от проблем предыдущего семейства видеочипов компании (NV3x). Однако пока нельзя говорить, что NVIDIA полностью разрешила проблемы, присущие линейке GeForce FX. Во-первых, видеокарт на новых чипах в продаже слишком мало, а некоторые ценовые сектора рынка вообще ими не перекрываются. Во-вторых, часть видеокарт на новых чипах выпускается только для экзотической в настоящее время платформы PCI Express x16, а для обычного AGP 8x все еще предлагаются сравнительно слабые видеокарты семейства GeForce FX.

  • Видеокарты GeForce Series 6 обеспечивают сопоставимую с конкурентами производительность, однако поддерживают значительно более продвинутый набор функций, что неминуемо скажется на их популярности при условии равенства цен.

  • Канадская компания ATI в очередной раз закрепила успех гениального чипа R300, выпустив чип R420. Однако, в отличие от предыдущих лет, в 2004 году чип R420 отстал по поддерживаемым функциям от конкурирующих с ним решений. Нивелировать это отставание могло бы превосходство в скорости, однако переоценка ATI производственных возможностей фабрик TSMC привела к тому, что флагманская видеокарта Radeon X800 XT PE на базе чипа R420 в продаже де-факто отсутствует. Менее быстрая видеокарта Radeon X800 Pro никакого существенного превосходства в скорости над конкурентами своего ценового диапазона не демонстрирует.

  • В ближайшем будущем следует ожидать появления новых, чуть более быстрых и более массовых версий сегодняшних топовых видеокарт.

  • В конце года начнется экспансия линейки GeForce Series 6 на AGP в Middle-End-сегменте (GF6600 AGP) и на PCIEx16 в Low-End-сегменте (GF6200). Все видеокарты серии GeForce 6 обладают поддержкой базовых спецификаций шейдеров 3.0.

  • Представленная в сентябре линейка чипов для Middle-End Radeon X700 до весны следующего года будет существовать только в PCIEx16-версиях. По своим функциям эти чипы аналогичны флагманской линейке Radeon X800.

  • Весной следующего года следует ожидать появления нового поколения видеокарт в секторе High-End. У ATI наконец-то будет реализована поддержка Shader Model 3.0, у NVIDIA — значительно повышены показатели производительности по сравнению с ныне существующими топовыми видеокартами.

  • В целом развитие 3D-графики на ПК в 2004 году протекает достаточно успешно и совершенно предсказуемо. Имеющиеся проблемы хорошо укладываются в рамки допустимых :-)

Напоследок, предлагаем вашему вниманию предположительную сводную таблицу видеокарт, предлагаемых на рынке двумя ведущими компаниями в первой половине следующего года. Сразу оговоримся, что на истину в последней инстанции эта таблица никоим образом не претендует и в значительной своей части базируется на появлявшихся в интернете слухах.

Предположительные линейки видеокарт ATI и NVIDIA в конце первой половины 2005 года

Диапазон цен, USD ATI NVIDIA
Платформа AGP 8x
> 500 R520+bridge NV47+bridge
300-500 R480+bridge
R430+bridge
NV48
NV41+bridge
150-299 Radeon X700 (RV410+bridge) GeForce 6600 (NV43+bridge)
80-149 Radeon 9800 (R360)
Radeon 9600 (RV360)
Radeon 9550 (RV360)
GeForce 6200 (NV43+bridge)
GeForce 5700 (NV36)
< 80 Radeon 9250 (RV280)
Radeon 9200 (RV280)
Radeon 9000 (RV280)
GeForce FX 5500 (NV34)
GeForce FX 5200 (NV34)
Платформа PCI Express x16
> 500 R520 NV47
300-500 R480
R430
NV48+bridge
NV41
150-299 Radeon X700 (RV410) GeForce 6600 (NV43)
80-149 Radeon X700 (RV410)
Radeon X600 (RV370)
GeForce 6200 (NV43)
NV44
< 80 Radeon X300 (RV380) NV44





Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.