Встречая новый 2003 год, как помните, мы имели лишь два серьезных игрока на рынке графики для настольных ПК — ATI и NVIDIA. Минул год, и, несмотря на некоторые изменения рыночных долей лидеров, ситуация в целом осталась прежней: те же две компании, с которыми потягаться силами в прошедшем году никому так и не удалось.
Вспоминая былых лидеров производства графических процессоров, по итогам прошедшего года можно констатировать факт: компании Matrox как таковой среди серьезных поставщиков 3D графики больше нет. Все, что смогла выпустить в этом году некогда славившаяся своими массовыми производительными графическими решениями канадская компания — это парочка объявленных в апреле карт Millennium P750 и P650, выполненных на усеченном вполовину до варианта Parhelia LX графическом процессоре Parhelia 512, да представленный в сентябре вариант Parhelia HR256.
Главное отличие между картами новой серии в том, что P750, как и модели на полноценном чипе Parhelia 512, поддерживает «трехголовый» (TripleHead) выход на дисплеи; версия же P650 — только привычный еще с решений G400 режим DualHead. Помимо «уполовиненного» количества движков пиксельного рендеринга, 256-битные чипы новых карт также обладают уполовиненной до 128 бит шиной памяти и поставляются с 64 Мб памяти DDR. Модель HR256 оснащена 256 Мб 256-битной памяти DDR SDRAM, шиной 33/66 МГц PCI; максимальное поддерживаемое разрешение — 3840 × 2400. Вся изюминка новинки лишь в том, что она оснащена двумя разъемами LFH-60 и поддерживает до четырех мониторов.
Как выяснилось ближе к концу года, ни один из вариантов чипа Parhelia так и не обзавелся поддержкой DirectX 9, и, что самое печальное, в будущем такая поддержка даже не планируется — все замерло на DirectX 8.1 и OpenGL 1.3. Таким образом, на данный момент времени Matrox из поставщиков современных графических решений можно вычеркнуть.
Еще один аутсайдер года — компания S3 Graphics, которая, начиная с осени 2002 года до конца 2003 года готовила свой DX9 чип DeltaChrome. Последние обещания, прозвучавшие от компании в дни осенней выставки Computex 2003, отличались от предыдущих тем, что теперь у DeltaChrome была заявлена будущая поддержка шины PCI Express.
Рабочие чипы DeltaChrome в более-менее массовых количествах появились у производителей плат лишь в самом конце 2003 года. «Ясельный» этап развития проекта S3 Graphics DeltaChrome закончился лишь в январе 2004, когда на базе чипа S3 DeltaChrome S8 начали появлятся первые решения.
В целом, в линейку DeltaChrome входит, как минимум, две версии чипов — с 8 и 4 конвейерами, с одним текстурным блоком на конвейер. Первоначально компанией налажено производство 8-конвейерного чипа для графических карт среднего уровня — S3 DeltaChrome S8, несколько позже ожидается массовое появление более производительного варианта S8 Nitro.
Карты массового сегмента — DeltaChrome S4 и S4 Nitro, будут выполнены на 4-конвейерной версии чипа. High-end варианты на 8-конвейерном чипе будут называться DeltaChrome F1 и F1 Pole. Тактовые частоты high-end чипов начнутся в районе 315 МГц, массовых — от 275 МГц. Что касается интерфейса памяти, то у DeltaChrome он имеет ширину 128 бит, однако, не исключены варианты с 64-битной шиной для недорогих карт.
Судя по характеристикам, заявленным у одной из первых новинок на DeltaChrome S8 — безкулерной карты SS8-D3L от C.P. Technology, чип работает с 256 Мб 128-битной памяти DDR, тактовые частоты чипа/памяти составляют 300 МГц/250 МГц (500 МГц DDR). Новинка выполнена на PCB с 6-слойным дизайном, оборудована стандартными аналоговым, цифровым DVI и ТВ выходами с максимальным поддерживаемым разрешением экрана 2048 х 1536. Не думаю, что типичный потолок цен для таких решений на первое время (даже с 256 Мб памяти) будет превышать $150 — $160.
Перспективы развития семейства чипов DeltaChrome пока туманны: слишком долго рынок настольной производительной графики оставался без S3 Graphics. Не зная нынешний потенциал компании, сложно прогнозировать ее дальнейшие шаги. Впрочем, даже первый шаг всяко лучше полного отказа от борьбы за место на современном рынке 3D графики, которую второй год демонстрирует Matrox.
То ли дело, объявившийся в прошедшем году и сразу взявший с места в карьер новичок рынка — тайваньская XGI Technology (eXtreme Graphics Innovation). История создания компании до сих пор покрыта мраком: вроде бы, 99,9% акций компании принадлежат SiS, полностью свернувшей свой графический проект Xabre II; вроде бы, откуда-то взялись деньги на финансирование разработок современных графических решений; вроде бы, даже есть достаточные финансы на заказ производства массовых партий этих чипов. Однако, работа с нуля над столь серьезным проектом… верится в это с большим трудом, особенно, глядя на потуги S3 Graphics, которой даже не пришлось начинать с чистого листа.
Откуда взялось такое количество талантливых креативных инженеров и сколько на самом деле ушло человеко-часов на разработку целого семейства производительных DX9 графических процессоров — об этом история, как говорится, пока умалчивает. Возможно, в случае успеха (или неудачи?) , руководство XGI когда-нибудь и поделится своими секретами. Пока что молодая компания прилагает все усилия для выхода на уровень достаточной узнаваемости своего бренда, ищет новых партнеров по выпуску готовых карт, возможно, решает свои производственные трудности.
Амбициозности руководству XGI не занимать: по словам президента компании, уже в течение 2004 года XGI намерена отхватить у лидеров порядка 5% — 10% рынка. С точки зрения покупателя, хочется лишь порадоваться появлению свежего игрока и усилению конкуренции, что, как известно, почти всегда ведет к снижению конечных цен. Окидывая же реальным взглядом финансовые возможности начинающей компании, трудно отделаться от здорового скептицизма: даже при наличии отличных чипов и, теоретически, возможной мощной рекламной раскрутки, трудно поверить, что всего лишь за год можно вот так, «без спроса», вломиться и отхватить приличный кусок этого многомиллиардного рынка. Впрочем, все когда-то были новичками, история знает множество компаний, делавших невозможное впервые.
Ради справедливости стоит отметить, что реально дебютантом рынка компанию XGI можно будет назвать лишь в 2004 году: начавшиеся в декабре прошлого года поставки первых партий карт на чипе Volari Duo V8 Ultra можно назвать лишь заявкой на будущее, но никак не серьезным присутствием в секторе. Да и максимальные заявленные частоты чипа/памяти 375 МГц/500 МГц хороши лишь для чипов 2003 года, но отнюдь не для конкуренции с новичками года 2004.
Семейство графических чипов XGI Volari для настольных ПК | ||||||||
GPU | Volari | |||||||
| Duo V8 Ultra | Duo V5 Ultra | V8 Ultra | V8 | V5 Ultra | V5 | V3 | ||
| AGP 8x | + | |||||||
| Ядро | 350 МГц | 300 МГц | ||||||
| DDR | 375+ МГц | 375+ МГц | 375+ МГц | 325+ МГц | 375+ МГц | 325 МГц | 250 МГц | |
| DDR2 | 500 МГц | 450 МГц | 500 МГц | 450 МГц | - | |||
| DRAM | 512 Мб | 512 Мб | 256 Мб | 256 Мб | 256 Мб | 256 Мб | 128 Мб | |
| DX9 | 9.0 | |||||||
| OpenGL | 1.4 | 1.3 | ||||||
| Конвейеров | 16 | 8 | 8 | 8 | 4 | 4 | 2 | |
| V-Shader | 4 | 4 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | |
| P-Shader | 8 | 4 | 4 | 4 | 2 | 2 | 1 | |
| Shader | 2.0 | 1.3 | ||||||
| Video in | Опционально | |||||||
| 2х VGA | XV301 | 3х | ||||||
| 2х DVI | Duo XV301 | 3х | ||||||
| DAC | 400 МГц | - | ||||||
Дальнейшие планы компании включают в себя выпуск в ближайшее полугодие 2004 графического ядра начального уровня XG42 с поддержкой DirectX 9, на смену версиям Volari V3 и V5. В свою очередь, чипы Volari V5 Ultra и V8 будут заменены ядром XG41. Наиболее производительные GPU — V8 Ultra и Volari V5 Duo Ultra, будут заменены соответственно, на XG45 и XG46 с оптимизацией под DirectX 9.1, произойдет это ориентировочно во второй половине 2004. Наконец, на начало 2005 года компания планирует выпуск ядра XG5X с поддержкой DirectX 10, которое и заменит Volari Duo V8 Ultra.
Глядя на прошедшие в 2003 году изменения в линейках графических чипов, невольно задаешься вопросом, насколько реально за этот срок изменилась производительность графических карт, насколько далеко шагнула производительность старших версий графических процессоров от лидеров этого рынка. Говоря о развитии линеек решений от ATI Technologies, стоит вспомнить, что представленные в марте графические процессоры для настольных ПК, Radeon 9800/Radeon 9800 PRO, Radeon 9600/Radeon 9600 PRO и Radeon 9200, с некоторыми незначительными изменениями продержались в лидерах каждой линейки, фактически, до конца года.
High-end чип Radeon 9800 PRO, пришедший на смену Radeon 9700 PRO и выполненный примерно на 110 млн. транзисторов с нормами 0,15 мкм техпроцесса, оснащен 256-битной шиной памяти с поддержкой шины AGP 8X, поддерживает 128 Мб или 256 Мб памяти DDR SDRAM. Чип обладает восемью пиксельными конвейерами и четырьмя программируемыми геометрическими движками, поддерживает Microsoft DirectX 9.0 и OpenGL. Карты на чипах Radeon 9800 PRO оснащались памятью вплоть до DDR-II, тактовые частоты чипа/памяти составляли 380 МГц/350 МГц (700 МГц DDR).
Чипы Radeon 9600/Radeon 9600 PRO, поддерживающие технологию DirectX 9, изготавливались с применением технологических норм 0,13 мкм техпроцесса, правда, только c четырьмя пиксельными конвейерами и двумя вертексными движками. Чипы Radeon 9200 представляют собой DirectX 8.1 решения для массового рынка.
На границе сентября и октября ATI Technologies объявила о выпуске новых графических чипов Radeon 9800XT и Radeon 9600XT, по сути, являющихся вариантами соответственно, Radeon 9800 Pro и Radeon 9600 Pro, с несколько повышенными тактовыми частотами. Обе новинки по-прежнему производятся на мощностях тайваньской TSMC, с точки зрения «современности» техпроцесса, наиболее продвинутым чипом по-прежнему остался Radeon 9600XT, выпускаемый с соблюдением 0,13 мкм норм и обладающий частотами чипа/памяти 500 МГц/600 МГц DDR. Теперь 0,13 мкм техпроцесс TSMC, применяемый для выпуска этого чипа, может похвастать применением нового low-k диэлектрика Black Diamond от Applied Materials.
В отличие от Radeon 9600XT, флагманский чип ATI, Radeon 9800XT (R360), по-прежнему выпускается с применением более консервативного 0,15 мкм техпроцесса TSMC. Здесь повышения тактовой частоты процессора до 412 МГц — практически, на 15% по сравнению с Radeon 9800 Pro, удалось достичь за счет оптимизации разводки металлических слоев чипа, оптимизации контроллера памяти, нового дизайна печатной платы и охлаждающей системы.
Помимо тактовых частот, есть еще одно немаловажное отличие от Radeon 9800 Pro: версия 9800 XT выполнена на печатной плате с новой разводкой, плата оборудована новым медным кулером более крупных размеров, однако, не занимающим соседний слот.
Не так просто и гладко начался год у компании NVIDIA. Дорогой и не самый стабильный чип GeForce FX 5800 Ultra, названный впоследствии «неудачным» даже представителями самой NVIDIA, продержался в top-end изделиях компании до самого мая, когда в середине месяца были представлены новые чипы GeForce FX 5900 / 5900 Ultra, на замену, соответственно, GeForce FX 5800 и GeForce FX 5800 Ultra. Серия GF FX 5800, в свою очередь, из роадмэпов компании исчезла: первый блин, на котором прошла обкатку новая 0,13 мкм технология, уступил место своему наследнику NV35. Во многом, в провале серии GeForce FX 5800 виноват спорный интерфейс памяти шириной всего 128 бит, рассчитанный на достаточно проблемную в то время высокочастотную память DDR2.
Среди параметров, характеризующих семейство графических чипов NV35, можно назвать 0,13 мкм техпроцесс производства, тактовые частоты ядра вплоть до 450 МГц, применение 256-битной памяти с тактовыми частотами до 425 МГц, поддержку до 256 Мб памяти стандартов DDR/DDR2. Соответственно, у новых процессоров по сравнению с семейством GF FX 5800 удвоилась ширина шины памяти, что подняло возможную пиковую пропускную способность с 16 Гб/с до 27,2 Гб/с. Помимо этого, новое поколение графических процессоров получило улучшенную поддержку технологии High-Resolution Compression (HCT) для работы с 256-битной памятью — Intellisample HCT, а также новую версию кинематографических эффектов для игр — CineFX 2.0, с технологией ускорения рендеринга теней и освещения UltraShadow.
Несколько раньше, в марте, NVIDIA пополнила семейство графических чипов серии GeForce FX двумя GPU класса DirectX 9.0 — GeForce FX 5600 и 5200, соответственно, для производительного и массового рынка. Каждый из них поддерживает архитектуру CineFX, пиксельные и вертексные шейдеры, правда, в отличии от старших собратьев, оба чипа обладают лишь четырьмя текстурными блоками. В мае был выпущен новый степпинг NVIDIA GeForce FX 5600 с тактовой частотой 400 МГц и поддержкой 400 МГц памяти.
Производство чипа GeForce FX 5600 (NV31) с самого начала было налажено с применением технологических норм 0,13 мкм техпроцесса. Сам процессор состоит из 88 млн. транзисторов, поддерживает память DDR-2 и полный набор возможностей семейства GeForce FX, включая Intellisample 2.0. Карты, выпускаемые на этом чипе, имеют, на борту, как правило, 128 Мб 128-битной памяти DDR, с тактовыми частотами чипа/памяти 325/275 МГц.
Чип GeForce FX 5200 (NV34) — первый массовый DirectX 9.0 чип компании, карты на котором позиционировался на уровне менее $100. Чип изготавливается с технологическими нормами 0,15 мкм, содержит 81 млн. транзисторов; поддерживает только DDR-I.
Первоначально предполагалось появление, главным образом, версий со 128 Мб 128-битной памяти DDR, однако, как показала практика, дело дошло и до версий с 64/128 Мб 64-битной памяти.
Ближе к финалу 2003 года — в самом конце октября, NVIDIA уведомила о выпуске новых графических процессоров GeForce FX 5950 Ultra и GeForce FX 5700. Самый быстрый в ныне поставляемой линейке GPU от NVIDIA — GeForce FX 5950 Ultra (NV38), обладает тактовыми частотами чипа/памяти 475 МГц/950 МГц, производится на линиях TSMC с соблюдением 0,13 мкм техпроцесса, поддерживает 256-битную память — словом, является наследником традиций серии GeForce FX 5900. В то же время, «уполовиненный» его вариант, процессор NVIDIA GeForce FX 5700 Ultra (NV36), с тактовыми частотами чипа/памяти 475 МГц/900 МГц является первым GPU, производимым на 0,13 мкм линиях нового производственного партнера, компании IBM.
Серия чипов GeForce FX 5700, в которую также входит вариант GeForce FX 5700 (NV36 с более низкими частотами — 425 МГц/550 МГц, поддерживает DirectX 9.0 и будет теперь представлять линейку производительных чипов для среднего ценового сектора. Замыкает линейку новинок GeForce FX 5600XT — вариант NV31 (FX 5600) на упрощенных печатных платах с частотами 230 МГц/400 МГц.
Самым, пожалуй, крупным событием рынка графики для ПК в 2004 году общает стать внедрение новой графической шины — PCI Express 16x. Не секрет, что уже к середине 2004 года шине PCI Express 16-канальном варианте пророчат роль стандартного интерфейса общего назначения (именно общего, а не эксклюзивно графического, как в случае с AGP) в большинстве системных плат для настольных ПК нового поколения. Попробуем перечислить преимущества перехода на PCI-Express для стандартных по архитектуре настольных систем:
- Новая шина последовательна, а не параллельна, и состоит из необходимого числа независимых каналов передачи данных. Основные преимущества — снижение стоимости, миниатюризация, лучшее масштабирование, более выгодные электрические и частотные параметры (нет необходимости синхронизировать все сигнальные линии)
- Спецификация разделена на целый стек протоколов, каждый уровень которого может быть усовершенствован, упрощен или заменен, не оказывая влияния на остальные параметры. Например, может быть использован иной физический носитель сигнала (свет и оптическое волокно) или может быть упразднена маршрутизация в случае выделенного канала только для одного устройства. Для графики могут быть добавлены дополнительные контрольные возможности. Развитие шины будет происходить менее болезненно — потенциальное увеличение пропускной способности (например, до 32 каналов в будущем) не потребует изменять контрольный протокол, и наоборот. Можно будет быстро разрабатывать и внедрять новые возможности шины, специфические для графических применений
- В изначальной спецификации заложены возможности «горячей» замены карт
- В изначальной спецификации заложены возможности создания виртуальных каналов (потоков данных), гарантирования пропускной полосы и времени отклика, сбора статистики QoS (Quality of Service — Качество Обслуживания)
- В изначальной спецификации заложены возможности контроля целостности передаваемых данных (CRC)
- В изначальной спецификации заложены богатые возможности управления питанием
- Пропускная способность одинакова в обе стороны, шина является полнодуплексной — то есть, может передавать данные «туда» «обратно» одновременно. Для этого используются отдельные физические соединения, в результате передача в обе стороны происходит без конфликтов или потери полосы пропускания (Напомним, что AGP в направлении от ускорителя к процессору работает со скоростью рядовой PCI и тем более не имеет возможности одновременного обмена данными в обе стороны)
- Пропускная способность PCI-Express 16х вдвое превышает возможности стандарта AGP 8х, причем в каждом из направлений — в случае интенсивного двустороннего обмена выигрыш будет превышать двукратный
- Ниже задержки (латентность)
- Нет принципиальных ограничений на число таких графических разъемов в системе
Первые системные платы с поддержкой PCI Express будут включать один слот PCI Express 16х, нацеленный в первую очередь на графические ускорители. В первой половине 2004 года будут доступны PCI Express решения от NVIDIA (семейство NV40/41/45, и т.д. а также новая PCI-Express версия NV36 — NV36Х) и ATI (семейство R420 и т.д.).
Следующее поколение решений NVIDIA будет состоять из базового чипа NV40 (ориентировочный срок анонса — начало весны 2004 года, следует из недавно появившейся информации о завершении разработки самого чипа NV40 и запуске в пробное производство), его mainstream-версии NV41, которая, как обычно, будет анонсирована на 2-3 месяца позже и, возможно, еще нескольких более дешевых модификаций (NV42/43), слухи о которых регулярно появляются в Сети и которые, фактически, могут представлять собою оригинальный чип NV41 с так или иначе заблокированными возможностями. Через полгода после анонса NV40 или несколько позже следует ожидать его обновленной версии NV45 — более производительной и более массовой, плюс, более дешевых вариантов (NV46 и т.д.).
Компания ATI, в свою очередь, весной планирует выпустить чип R420, во многом базирующийся на удачном R300, но существенно более производительный. Как обычно, предусмотрен и бюджетный вариант — RV420. Следующее поколение архитектуры ATI, получившее кодовое имя R500, следует ожидать позже, возможно осенью 2004 года.
Точно известно, что ATI планирует выпуск двух вариантов своих новых чипов с шинами AGP 8x и PCI-Express 16x, и даже собирается анонсировать PCI-Express 16x версию бюджетного чипа RV360 (380). NVIDIA также планирует выпуск недорогого PCI-Express 16x решения NV38X, призванного с самого начала занять нишу, в которую позже подтянутся массовые чипы NV41/42/43. Однако не совсем ясен подход NVIDIA к AGP картам на базе NV4X — по одной информации, они будут снабжены мостом APG-PCI-Express в виде отдельного чипа, по другой, будут включать оба шинных интерфейса.
Теперь, самое интересное — вопросы производительности. Новые линейки обоих конкурентов будут производиться по 0,13 мкм техпроцессу (с некоторыми улучшениями относительно базового, с которого начинались NV30 и RV350). Возможно, что чип NV40 будет производится на фабрике IBM, так же как уже производимый там удачный NV38. Возможно, NVIDIA задействует оба доступных ей производства, распределив заказы на различные модели серии NV40 по обеим фабрикам — и TSMC, и IBM. ATI пока ориентируется только на TSMC, однако, очевидно, что со временем ситуация может измениться.
Весной основную роль будет играть 600 МГц графическая память, она же определит и верхний диапазон частот ядра top-end ускорителей от ATI и NVIDIA. Окончательные и точные спецификации частоты определяются в последние дни перед официальным анонсом (необходимо произвести некоторое количество чипов на фабрике и собрать статистику), однако с высокой долей вероятности можно утверждать, что они не превысят 650 МГц и не опустятся ниже 500 МГц для наиболее производительных моделей от NVIDIA. ATI в свою очередь, в силу архитектурных особенностей будет нацеливаться на частоты диапазона 500 — 550 МГц, и здесь сложно сказать что-либо конкретное, так как впереди у компании —перевод своих сложных моделей на технологию производства 0,13 мкм.
Логично ожидать поддержки третьей версии вершинных и пиксельных шейдеров от обоих производителей. Еще не ясно, как она будет реализована и будет ли в результате необходима «расплата» в виде падения производительности на пиксельных шейдерах 3.0 у NVIDIA или ATI. Однако, грядущее соответствие спецификации уже не вызывает сомнений. Число текстурных блоков, скорее всего, будет удвоено, как у NVIDIA так и у ATI, хотя, в последнем случае, учитывая заметное архитектурное преимущество на вычислениях в пиксельных шейдерах, можно ожидать и менее радикального решения, например, 12 текстурных блоков и пиксельных конвейеров для R420. На сей раз, главные сдерживающие факторы в реальных приложениях — частота ядра и память.
С точки зрения предельной производительности, можно прогнозировать приблизительно двукратный прирост в задачах с пиксельными шейдерами для NV40 по отношению к NV35, и чуть менее чем двукратный для R420 по отношению к R350. Однако, самые интересные баталии ожидаются в секторе mainstream — ходят слухи, что мода на двукратное «обрезание» старших моделей для получения mainstream-вариантов прошла, и на сей раз RV420 и NV41 будут производительнее наших ожиданий, фактически, наступая на пятки старшим моделям. Время покажет, нам остается подождать совсем немного.
Закончу эту главу наблюдением за симптоматичным и, скорее всего, тенденциозным развитием ситуации по выпуску графических карт тайваньскими производителями. С незапамятных времен на рынке 3D графики сложилась негласная ситуация, когда определенный производитель был фактически «приписан» к одному из поставщиков графических процессоров, и переход из одного лагеря в другой, как правило, сопровождался потерей контракта и сворачиванием сотрудничества с прежним партнером. Конечно же, частенько «за кадром» оставались поставки карт в так называемом OEM- или заказном исполнении, когда компания продолжала производство карт на чипах «прежних друзей», продавая их крупным розничным компаниям или просто, «в noname-пакетиках». Однако, в таком случае, ни о какой поддержке производителем чипов или о получении самых новых GPU речи не шло.
В сентябре компания ASUS впервые в мировой практике последних лет нарушила привычнй ход событий, заключив контракт с поставщиком чипов ATI и одновременно с этим, оставшись в рабочих отношениях с компанией NVIDIA. Порукой тому — появление графических карт от этой компании на самых последних чипах как ATI, так и NVIDIA. Вслед за ASUS подтянулся другой крупный тайваньский производитель, компания Gigabyte, и теперь не исключено, что ситуация примет массовый характер. В то же время, судя по сообщениям с Тайваня, обе компании не против выпуска графики на чипах компании XGI. Что ж, будем надеяться, что в результате такого « 3D-плюрализма» конечный покупатель останется только в выигрыше.
Также нельзя не упомянуть две ключевых тенденции, практически, только в 2003 году ставших массовыми или становящиеся таковыми. Одна из них — свежепоявившаяся манера встраивать в наиболее производительные графические чипы термальные датчики, и, соответственно, задавать автоматическое регулирование скорости работы в зависимости от частоты. Тенденция, прямо скажем, пока еще не столь выражена, как у CPU, но факт заимствования идей у производителей процессоров — налицо.
Еще одна тенденция, заметная, что называется, невооруженным взглядом — это интеграция дополнительного разъема питания в видеокарты, под конец года заметная не только в «топовых» версиях, но даже у решений среднего класса.
