Что такое 1/3 и 1/9 от мощного современного графического процессора,

или ATI RADEON HD 2400XT/2600PRO/2600XT (RV610/630)

Часть 2: Особенности видеокарт, синтетические тесты

СОДЕРЖАНИЕ

1. Часть 1 — Теория и архитектура
2. Часть 2 — Практическое знакомство
3. Особенности видеокарт
4. Конфигурация стенда, список тестовых инструментов
5. Результаты синтетических тестов
6. Результаты игровых тестов (производительность) и выводы

ATI RADEON HD 2400 XT (RV610), 2600 PRO, 2600 XT (RV630): Часть 1: Теоретические сведения

ATI RADEON HD 2400 XT (RV610), 2600 PRO, 2600 XT (RV630): Часть 2: Особенности видеокарт и синтетические тесты

Итак, все подробности об особенностях архитектуры новинок уже освещены в первой части материала.

Мы знаем, что новая линейка RV610/630 на сегодня представлена следующими картами:

• ATI RADEON HD 2400 XT (RV610), 256MB GDDR3 (64 bit), 700/700/1600 MHz, 40 unified processors/4 TMUs/4 ROPs — $59-69;
• ATI RADEON HD 2600 PRO (RV630), 256/512MB GDDR2/3 (128 bit), 600/600/800 MHz, 120 unified processors/8 TMUs/4 ROPs — $99-119;
• ATI RADEON HD 2600 XT (RV630), 256/512MB GDDR3 (128 bit), 800/1400 MHz, 120 unified processors/8 TMUs/4 ROPs — $129;
• ATI RADEON HD 2600 XT (RV630), 256/512MB GDDR4 (128 bit), 800/2200 MHz, 120 unified processors/8 TMUs/4 ROPs — $169;

В нашей лаборатории побывали пять видеокарт: 2 reference card, от Sapphire, TUL и HIS.

Сразу скажем, что автор RivaTuner Алексей Николайчук сумел ввести поддержку новинок в свою утилиту:

Платы

ATI RADEON 2600 XT (RV630) 256MB GDDR4 PCI-E
GPU: RADEON HD 2600 XT (RV630) Интерфейс: PCI-Express x16 Частоты работы GPU (ROPs/Shaders):: 800/800 (номинал — 800/800 МГц) Частоты работы памяти(физическая (эффективная)):: 1100 (2200) MHz (номинал — 1100 (2200) МГц) Ширина шины обмена с памятью: 128bit Число вершинных процессоров: - Число пиксельных процессоров: - Число универсальных процессоров: 120 Число текстурных процессоров: 8 Число ROPs: 4 Размеры: 210x100x15 мм (последняя величина — максимальная толщина видеокарты). Цвет текстолита: красный. RAMDACs/TMDS: интегрированы в GPU. Выходные гнезда: 2хDVI (1xHDMI через адаптер), TV-выход. VIVO: нет TV-out: интегрирован в GPU. Поддержка многопроцессорной работы: CrossFire (интегрировано в GPU).
HIS RADEON 2600 PRO (RV630) IceQ III Turbo 256MB GDDR2 PCI-E
GPU: RADEON HD 2600 PRO (RV630) Интерфейс: PCI-Express x16 Частоты работы GPU (ROPs/Shaders):: 655/655 (номинал — 600/600 МГц) Частоты работы памяти(физическая (эффективная)):: 530 (1060) MHz (номинал — 400 (800) МГц) Ширина шины обмена с памятью: 128bit Число вершинных процессоров: - Число пиксельных процессоров: - Число универсальных процессоров: 120 Число текстурных процессоров: 8 Число ROPs: 4 Размеры: 170x100x32 мм (последняя величина — максимальная толщина видеокарты). Цвет текстолита: синий. RAMDACs/TMDS: интегрированы в GPU. Выходные гнезда: 2хDVI (1xHDMI через адаптер), TV-выход. VIVO: нет TV-out: интегрирован в GPU. Поддержка многопроцессорной работы: CrossFire (Software).
Powercolor RADEON 2600 PRO (RV630) 256MB GDDR2 PCI-E
GPU: RADEON HD 2600 PRO (RV630) Интерфейс: PCI-Express x16 Частоты работы GPU (ROPs/Shaders):: 600/600 (номинал — 600/600 МГц) Частоты работы памяти(физическая (эффективная)):: 414 (828) MHz (номинал — 400 (800) МГц) Ширина шины обмена с памятью: 128bit Число вершинных процессоров: - Число пиксельных процессоров: - Число универсальных процессоров: 120 Число текстурных процессоров: 8 Число ROPs: 4 Размеры: 170x100x15 мм (последняя величина — максимальная толщина видеокарты). Цвет текстолита: красный. RAMDACs/TMDS: интегрированы в GPU. Выходные гнезда: 2хDVI (1xHDMI через адаптер), TV-выход. VIVO: нет TV-out: интегрирован в GPU. Поддержка многопроцессорной работы: CrossFire (Software).
Sapphire RADEON 2600 PRO (RV630) 256MB GDDR3 PCI-E
GPU: RADEON HD 2600 PRO (RV630) Интерфейс: PCI-Express x16 Частоты работы GPU (ROPs/Shaders):: 700/700 (номинал — 600/600 МГц) Частоты работы памяти(физическая (эффективная)):: 700 (1400) MHz (номинал — 400 (800) МГц) Ширина шины обмена с памятью: 128bit Число вершинных процессоров: - Число пиксельных процессоров: - Число универсальных процессоров: 120 Число текстурных процессоров: 8 Число ROPs: 4 Размеры: 170x100x15 мм (последняя величина — максимальная толщина видеокарты). Цвет текстолита: синий. RAMDACs/TMDS: интегрированы в GPU. Выходные гнезда: 2хDVI (1xHDMI через адаптер), TV-выход. VIVO: нет TV-out: интегрирован в GPU. Поддержка многопроцессорной работы: CrossFire (интегрировано в GPU).
ATI RADEON 2400 XT (RV610) 256MB GDDR3 PCI-E
GPU: RADEON HD 2400 XT (RV610) Интерфейс: PCI-Express x16 Частоты работы GPU (ROPs/Shaders):: 700/700 (номинал — 700/700 МГц) Частоты работы памяти(физическая (эффективная)):: 800 (1600) MHz (номинал — 800 (1600) МГц) Ширина шины обмена с памятью: 64bit Число вершинных процессоров: - Число пиксельных процессоров: - Число универсальных процессоров: 40 Число текстурных процессоров: 4 Число ROPs: 4 Размеры: 170x100x15 мм (последняя величина — максимальная толщина видеокарты). Цвет текстолита: красный. RAMDACs/TMDS: интегрированы в GPU. Выходные гнезда: 1хDVI, 1xVGA, TV-выход. VIVO: нет TV-out: интегрирован в GPU. Поддержка многопроцессорной работы: CrossFire (Software).

ATI RADEON 2600 XT (RV630) 256MB GDDR4 PCI-E
Kарта имеет 256 МБ памяти GDDR4 SDRAM, размещенной в 4-х микросхемах на лицевой стороне PCB. Микросхемы памяти Samsung (GDDR4). Время выборки у микросхем памяти 0,9 ns, что соответствует частоте работы 1100 (2200) МГц.
HIS RADEON 2600 PRO (RV630) IceQ III Turbo 256MB GDDR2 PCI-E
Kарта имеет 256 МБ памяти GDDR2 SDRAM, размещенной в 8-ми микросхемах на лицевой и оборотной сторонах PCB. Микросхемы памяти Qimonda (Infineon) (GDDR2). Время выборки у микросхем памяти 2,0 ns, что соответствует частоте работы 500 (1000) МГц.
Powercolor RADEON 2600 PRO (RV630) 256MB GDDR2 PCI-E
Kарта имеет 256 МБ памяти GDDR2 SDRAM, размещенной в 8-ми микросхемах на лицевой и оборотной сторонах PCB. Микросхемы памяти Hynix (GDDR2). Время выборки у микросхем памяти 2,5 ns, что соответствует частоте работы 400 (800) МГц.
Sapphire RADEON 2600 PRO (RV630) 256MB GDDR3 PCI-E
Kарта имеет 256 МБ памяти GDDR3 SDRAM, размещенной в 4-х микросхемах на лицевой стороне PCB. Микросхемы памяти Samsung (GDDR3). Время выборки у микросхем памяти 1,2 ns, что соответствует частоте работы 800 (1600) МГц.
ATI RADEON 2400 XT (RV610) 256MB GDDR3 PCI-E
Kарта имеет 256 МБ памяти GDDR3 SDRAM, размещенной в 4-х микросхемах на лицевой и оборотной сторонах PCB. Микросхемы памяти Hynix (GDDR3). Время выборки у микросхем памяти 1,1 ns, что соответствует частоте работы 900 (1800) МГц.

Сравнение с эталонным дизайном, вид спереди
ATI RADEON 2600 XT (RV630) 256MB GDDR4 PCI-E	Reference card ATI RADEON X1650 XT 256MB PCI-E
Powercolor RADEON 2600 PRO (RV630) 256MB GDDR2 PCI-E
HIS RADEON 2600 PRO (RV630) IceQ III Turbo 256MB GDDR2 PCI-E
Sapphire RADEON 2600 PRO (RV630) 256MB GDDR3 PCI-E
ATI RADEON 2400 XT (RV610) 256MB GDDR3 PCI-E	Reference card ATI RADEON X1300 256MB PCI-E

Сравнение с эталонным дизайном, вид сзади
ATI RADEON 2600 XT (RV630) 256MB GDDR4 PCI-E	Reference card ATI RADEON X1650 XT 256MB PCI-E
Powercolor RADEON 2600 PRO (RV630) 256MB GDDR2 PCI-E
HIS RADEON 2600 PRO (RV630) IceQ III Turbo 256MB GDDR2 PCI-E
Sapphire RADEON 2600 PRO (RV630) 256MB GDDR3 PCI-E
ATI RADEON 2400 XT (RV610) 256MB GDDR3 PCI-E	Reference card ATI RADEON X1300 256MB PCI-E

Прекрасно видно, что все карты исполнены по новому дизайну, то есть ничего общего с предыдущими решениями просто нет.

Стоит заметить, что дизайн самой дорогой карты — 2600 ХТ с памятью DDR4 намного более сложен, вероятно из-за сложной обвязки по питанию. Кстати, вариация 2600 XT, но с DDR3 памятью, почти ничем не будет отличаться по дизайну от карты на базе 2600 PRO в исполнении Sapphire.

Обилие вариантов говорит о том, что AMD дала разрешение своим партнерам самостоятельно выпускать карты такого уровня, за исключением, опять же, самой дорогой. Впрочем, ее еще какое-то время мы не увидим на прилавках магазинов (как обычно, самый топовый продукт из Middle-линейки у AMD опаздывает).

Есть смысл также отметить тот факт, что HIS перешел на выпуск синих видеокарт. Вероятно сменился партнер по аутсортингу, где эта компания заказывает свои карты.

У карт имеется гнездо TV-выхода, которое уникально по разъему, и для вывода изображения на ТВ как через S-Video, так и по RCA, требуется специальный адаптер-переходник, (обычно поставляемый вместе с картой). По ТВ-выходу можно почитать — здесь.

Разумеется, следует отметить полноценную поддержку HDMI (у карт семейства 2600), поэтому ускоритель снабжен свои собственным аудио-кодеком, сигналы которого подаются на DVI и через специальный переходник DVI-to-HDMI , поставляемый с картами, полноценное видео-аудио информационное поле передается приемнику HDMI. Вопросы работы современных видеокарт с декодированием HD-видео мы уже в какой-то мере изучили в этом материале. В ближайщее время выйдет дополнение к нему, касающееся именно HD 2600-серии.

Продолжая изучать карты, мы видим, что они снабжены парой гнезд DVI (кроме 2400 ХТ). Причем, Dual link DVI, что позволяет по цифровому каналу получать разрешения выше 1600х1200. Подключение к аналоговым мониторам с d-Sub (VGA) интерфейсам производится через специальные адаптеры-переходники DVI-to-d-Sub. Максимальные разрешения и частоты:

• 240 Hz Max Refresh Rate
• 2048 × 1536 × 32bit @ 85Hz Max — по аналоговому интерфейсу
• 2560 × 1600 @ 60Hz Max — по цифровому интерфейсу

Теперь о системах охлаждения. Поскольку кулер у HIS традиционный из серии IceQ, и мы его уже изучали многократно, останавливаться на нем не станем, скажу лишь, что это самый тихий кулер, как и эффективный. Остальные кулеры изучим:

ATI RADEON 2600 XT (RV630) 256MB GDDR4 PCI-E
Достаточно сложная и тяжелая конструкция, поскольку радиатор сделан из медных сплавов. Впрочем, сложность системы охлаждения в данном случае сыграла на руку, поскольку для охлаждения 2600 XT с таким массивным радиатором достаточно небольших оборотов вентилятора, потому нет шума. А в целом уже много раз ранее виденное решение: большой плоский радиатор, на один конец которого помещена цилиндрический вентилятор, закачивающая воздух в кожух, который, проходя над ядром, охлаждает последнее. Вывода горячего воздуха наружу системного блока не предусмотрено, это надо иметь в виду.
Powercolor RADEON 2600 PRO (RV630) 256MB GDDR2 PCI-E
А карты серии 2600 PRO нуждаются в вообще простых кулерах, чего мы и можем наблюдать у данной карты: простенький пластинчатый радитор с вентилятором на малых оборотах. Последний, правда, все равно смещен в сторону, и его поток направлен вдоль радиатора.
Sapphire RADEON 2600 PRO (RV630) 256MB GDDR3 PCI-E
Устройство по принципу действия напоминает такой же кулер, что у 2600 XT, однако поменьше размерами, да и медных сплавов тут уже не требуется. Вентилятор малооборотистый, потому шума нет.
ATI RADEON 2400 XT (RV610) 256MB GDDR3 PCI-E
Тоже очень простой кулер, только не совсем понятно, зачем в данном случае закрытый радиатор. Впрочем, малошумный и то хорошо. Надо иметь в виду, что данные карты могут поставляться и с пассивным радиатором, покрывающим почти всю поверхность платы.

Теперь изучим мониторинги работы наших карт.

ATI RADEON 2600 XT

Прекрасно видно, что столь мощная для такой карты системы охлаждения даже избыточна, и нагрев невелик.

Теперь посмотрим на сам процессор. Он изготовлен на 20-й неделе этого года. Это май. Да, реально можно удостовериться, что это последняя ревизия, которую так долго ждали, и из-за необходимости которой и был сдвинут реальный запуск продаж таких карт.

ATI RADEON 2600 PRO

Здесь мы видим, что для охлаждения такого процессора достаточно простого кулера. И температура ядра не будет превышать 60 градусов.

Cнова посмотрим на процессор. Очевидно, что 2600 XT и 2600 PRO — это один и тот же чип, только лишь работающий на разных частотах.

ATI RADEON 2400 ХТ

И тут мы видим, что для охлаждения такого процессора также достаточно простого кулера.

Мы знаем, что RV610 — это самостоятельный чип, поэтому на карте установлен совсем маленький по размерам кристалла чип, да и 64-битная шина позволяет уменьшить корпусировку.

Поскольку часть представленных сегодня карт являюется образцами, то об упаковках и комплектаци у них речь не идет. Скажем лишь, что в комплект поставки обязательно будет входить набор переходников DVI-to-VGA, DVI-to-HDMI, VIVO, кабели TV.

Продукты от Sapphire и Powercolor прибыли в ретейл-поставках.

Sapphire RADEON 2600 PRO (RV630) 256MB GDDR3 PCI-E

Установка и драйверы

Конфигурация тестового стенда:

• Компьютер на базе Intel Core2 Duo (775 Socket)
  • процессор Intel Core2 Duo Extreme X6800 (2930 MHz) (L2=4096K);
  • системная плата EVGA nForce 680i SLI на чипсете Nvidia nForce 680i;
  • оперативная память 2 GB DDR2 SDRAM Corsair 1142MHz (CAS (tCL)=5; RAS to CAS delay (tRCD)=5; Row Precharge (tRP)=5; tRAS=15);
  • жесткий диск WD Caviar SE WD1600JD 160GB SATA.
• операционная система Windows XP SP2 DirectX 9.0c; Windows Vista DirectX 10;
• монитор Dell 3007WFP (30").
• драйверы ATI версии CATALYST 7.6; Nvidia версии 160.02.

VSync отключен.

Синтетические тесты

Используемая нами версия пакета синтетических тестов D3D RightMark Beta 4 (1050) и ее описание доступны на сайте 3d.rightmark.org

В данном материале мы использовали и более сложные тесты пиксельных шейдеров версий 2.0 и 3.0 — D3D RightMark Pixel Shading 2 и D3D RightMark Pixel Shading 3, соответственно. Некоторые из задач, появившихся в этих тестах, уже применяются в реальных приложениях, а остальные обязательно появятся там в скором времени. Данные тестовые наборы доступны для скачивания здесь.

Уже совсем скоро мы планируем начать использовать новую версию пакета — RightMark3D 2.0, предназначенную Direct3D 10 совместимых ускорителей в операционной системе MS Windows Vista. Некоторые уже известные тесты в его составе были переписаны под DX10, добавились новые виды синтетических тестов: модифицированные тесты пиксельных шейдеров, переписанные под SM 4.0, тесты геометрических шейдеров, тесты выборки текстур из вершинных шейдеров. Сначала мы выпустим отдельную статью по RightMark3D 2.0, с большим набором протестированных видеокарт, а потом начнем использовать тест в своих базовых материалах.

Синтетические тесты проводились на видеокартах:

• RADEON HD 2900 XT со стандартными параметрами (далее HD2900XT)
• RADEON HD 2600 XT со стандартными параметрами (далее HD2600XT)
• RADEON HD 2600 PRO со стандартными параметрами (далее HD2600PRO)
• RADEON HD 2400 XT со стандартными параметрами (далее HD2400XT)
• Nvidia Geforce 8600 GT со стандартными параметрами (далее GF8600GT)
• Nvidia Geforce 8500 GT со стандартными параметрами (далее GF8500GT)

Для сравнения с видеокартами на основе чипа RV630 были выбраны именно эти модели Geforce потому, что совпадает их позиционирование на рынке (и если реальные цены на рынке будут иными, нужно делать поправку к выводам). RADEON HD 2400 XT приведен для того, чтобы понять, насколько сильно урезан RV610, а результаты топового решения нужны для оценки относительной производительности всех младших видеокарт.

Тест Pixel Filling

В этом тесте определяется пиковая производительность выборки текстур (texel rate) в режиме FFP для разного числа текстур, накладываемых на один пиксель:

Значения, близкие к теоретическому максимуму, получились у всех младших видеокарт AMD, результаты синтетических тестов лишь немного не дотягивают до теоретических цифр, особенно в режимах с большим количеством текстур. А вот у обеих видеокарт Nvidia теоретический максимум даже близко не достигнут, повторяется ситуация из базового обзора G84. То ли наш тест меряет что-то не совсем корректно, то ли Nvidia даёт неверные данные по возможностям своих младших чипов. Будем разбираться.

Судя по полученным нами результатам, чипы AMD способны выбирать по 8 и 4 текселей (для RV630 и RV610, соответственно) за один такт для 32-битных текстур и билинейно фильтровать их. Интересно, что в случае с малым количеством текстур на пиксель, чипы Nvidia выглядят получше, а в более тяжелых условиях начинают сильно отставать. В общем, в парах конкурентов Nvidia и AMD, судя по нашему тесту скорости текстурных выборок, чипы AMD оказываются быстрее, если сравнивать Geforce 8500 GT с HD 2600 PRO и Geforce 8600 GT с HD 2600 XT.

Второй синтетический тест RightMark измеряет скорость заполнения, в нём мы видим примерно ту же самую ситуацию, но уже с учетом количества записанных в буфер кадра пикселей. В случаях с 0 и 1 накладываемых текстур чипы Nvidia также имеют лучшие результаты, то ли из-за более эффективной работы с буфером кадра, то ли из-за какой-то специальной оптимизации для таких условий.

Начиная с двух текстур на пиксель, ситуация в паре RV630 и G84 выравнивается, а дальше самое быстрое mid-end решение AMD выходит вперед. То же самое можно сказать и о паре HD 2600 PRO и Geforce 8500 GT, только AMD там впереди уже во всех случаях. Видимо, баланс новой архитектуры AMD смещен в сторону большего количества текстурных выборок.

Как обычно, на всякий случай проверяем ту же самую задачу в исполнении пиксельного шейдера версии 2.0:

И в этот раз никаких изменений нет, FFP и шейдеры версии 2.0 работают примерно одинаково (вероятно, FFP эмулируется эффективным шейдером) на всех видеокартах, все протестированные решения показывают идентичные предыдущим результаты.

Тест Geometry Processing Speed

Тесты исполнительных блоков начнем с уже традиционного предупреждения: к синтетике на унифицированной архитектуре нужно относиться особенно осторожно, она обычно нагружает определенные части чипа, а реальные приложения пользуются всеми его ресурсами одновременно. И если чип со старой архитектурой при хорошем балансе 3D приложения может выдавать близкие к пиковым значения и в реальных условиях, то унифицированный в таких ситуациях обычно ухудшит свои результаты, по сравнению с полученными в синтетических тестах.

Итак, рассмотрим предельные геометрические тесты. Первым будет самый простой вершинный шейдер, показывающий предельную пропускную способность по треугольникам:

Все чипы этого обзора основаны на унифицированных архитектурах, почти все универсальные исполнительные блоки в этом тесте заняты геометрической работой, поэтому все они показывают довольно высокие результаты (скорость RADEON HD 2600 PRO в этом тесте почти равна скорости RADEON X1950 XTX). Которые явно упираются в возможности API и платформы, а не в пиковую производительность унифицированных блоков, слишком уж лёгкая задача это для них задача. Эффективность выполнения теста в разных режимах у чипов примерно одинаковая, пиковая производительность в FFP, VS 1.1 и VS 2.0 отличается мало. Интересна лишь разница между Geforce 8600 и 8500, первый в FFP режиме оказался чуть быстрее, а второй наоборот медленнее.

По этим результатам ничего толком сказать нельзя, RV630 даже теоретически не может быть наравне с R600, если не учитывать известные ограничения API. Но даже тут видно, что решения AMD значительно быстрее обрабатывают геометрию, по сравнению с чипами Nvidia. Посмотрим, что изменится в усложненном тесте с одним diffuse источником освещения:

В этом тесте расстановка сил стала чуть ближе к реальной, но потенциал решений явно не раскрыт полностью — RV630 до сих пор на уровне R600, а значит, что-то ограничивает их скорость. В этот раз режим FFP чуть быстрее на некоторых видеокартах AMD, а на Nvidia наоборот, значительно медленнее. Вероятно, это или проблема драйверов, или в компании уже решили, что FFP больше никому не нужен. Во всех режимах обе Geforce отстают от своих новоявленных конкурентов (пары выстроены по предположительным ценам, напоминаю), более чем в два раза.

Хотя такая синтетика не имеет большого практического смысла, она показывает предельные возможности видеочипов, этим и интересна. Смотрим, что получится в еще более тяжелых условиях. Третья диаграмма предлагает ещё более сложный расчет освещения с одним источником света и расчетом бликовой составляющей:

Отрыв унифицированной архитектуры R6xx от G8x стал еще более явным. Лидером по геометрической производительности, естественно, остается R600, но RV630 отстает от него совсем немного, на смешанном источнике света наличие оптимизированной эмуляции FFP проявляется у обоих указанных чипов.

Geforce 8600 GT отстает даже от HD 2600 PRO, а Geforce 8500 GT с трудом тягается с HD 2400 XT. Чипы AMD явно быстрее в обработке геометрии. Рассмотрим самую сложную геометрическую задачу с тремя источниками света, включающую статические и динамические переходы, там разница может стать еще больше:

Но нет, получилось почти то же самое, что и в предыдущем случае, кроме того, что R600 сильно вырвался вперед и по сравнению с RV630. Похоже, даже в нашей самой сложной задаче его возможности не раскрыты полностью и ограничены API. Мы еще раз убеждаемся, что унифицированная архитектура R6xx действительно очень хороша в геометрических расчетах, и чем сложнее задача — тем лучше её результат, даже по сравнению с унифицированными же чипами серии Nvidia G8x. Еще раз отмечаем противоположные слабые места вершинных блоков архитектур AMD и Nvidia — динамические переходы вызывают большее падение производительности у чипов первой, а статические — у чипов второй.

Итоги по геометрическим тестам: новые low-end и mid-end решения AMD показали очень хорошие результаты в синтетических геометрических тестах. Из-за своей унифицированной архитектуры и специальных модификаций чипы хорошо проявляют себя в таких тестах, они способны использовать все свои универсальные потоковые процессоры для решения геометрических задач. Новая унифицированная архитектура AMD особенно явно демонстрирует свои способности при работе со сложными вершинными шейдерами, значительно опережая конкурирующие видеокарты Nvidia в этих тестах. Впрочем, это же синтетика, в реальных приложениях универсальные шейдерные процессоры будут заняты в основном пиксельными расчетами, к исследованию производительности которых мы и переходим.

Тест Pixel Shaders

Так как в сравнении уже не участвуют чипы старых архитектур Nvidia, которые получают преимущество при снижении числа временных регистров и их точности, мы уже не включаем в сравнение результаты FP16, все тестируемые сегодня решения выполняют пиксельные шейдеры с пониженной точностью вычислений точно с той же производительностью, что и полноценные FP32.

Первая группа пиксельных шейдеров, которую мы традиционно рассматриваем, слишком проста для современных видеочипов, она включает в себя различные версии пиксельных программ сравнительно низкой сложности: 1.1, 1.4 и 2.0.

Конечно, эти тесты слишком просты для G8x и R6xx и не могут показать, на что способны унифицированные архитектуры. В самых простых тестах производительность ограничена текстурными выборками и филлрейтом, поэтому mid-end решения AMD и Nvidia показывают близкие результаты, а вот в чуть более сложных PS 2.0 тестах вперед выходит RV630. В паре Geforce 8500 GT и HD 2600 PRO ситуация заметно проще — решение AMD всегда опережает своего основного конкурента, который может соперничать разве что с самым дешевым из протестированных решений компании AMD.

От своего старшего собрата RV630 отстает примерно в 2-2.5 раза, что ещё раз подтверждает ограниченность скорости филлрейтом и текстурными выборками. RV610, в свою очередь, еще во столько же раз медленнее, чем RV630. Вот как тяжело даётся унифицированная архитектура в low-end сегменте — чипы довольно сложные, а скорость низкая. Посмотрим на результаты более сложных пиксельных программ промежуточных между 2.0 и 3.0 версий:

В более зависимом от скорости текстурирования тесте с процедурной визуализацией воды («Water») используется зависимая выборка из текстур больших уровней вложенности, там Geforce 8600 GT и HD 2600 XT опять очень близки. HD 2900 XT, естественно, далеко впереди, но разница с RV630 не достигает и двух раз. Geforce 8500 GT в очередной раз оказывается сильно медленнее HD 2600 PRO, уступая даже HD 2400 XT. В более интенсивном с точки зрения вычислений втором тесте, все решения AMD вырываются вперед ещё дальше, HD 2600 PRO обгоняет уже и GF 8600 GT. Видимо, эта задача неплохо подходит для суперскалярной архитектуры R6xx, сказывается большое число унифицированных вычислительных блоков в чипах этой линейки.

Относительно решения на основе R600 все недорогие карты показывают значительно более низкие результаты, как и ожидалось. Хотя RV630 оказывается чуть более чем в два раза медленнее верхнего решения, а это неплохой результат. Ну а HD 2400 XT страдает от более сильного урезания возможностей, хотя и показывает приличные результаты для своей ценовой категории, в реальных DirectX 10 приложениях эта карта вряд ли сможет обеспечить комфортную частоту кадров на высоких настройках.

Тесты пиксельных шейдеров New Pixel Shaders

Эти тесты были введены не так давно, они сложнее протестированных выше. Вообще, в дальнейшем планируется отказаться от ранних синтетических тестов с шейдерами устаревших версий (менее 2.0) в пользу 2.x, 3.0 и 4.0 шейдеров, написанных на HLSL. Ведь производительность старых версий шейдеров можно проверять в играх, где они давно используются, а синтетические тесты должны соответствовать требованиям будущего.

Данные тесты делятся на две категории, и начнем мы с более простых шейдеров версии 2.0. Доступны два теста, реализующие уже использующиеся в современных 3D приложениях эффекты:

• Parallax Mapping — знакомый нам по нескольким современным играм (Splinter Cell: Chaos Theory, F.E.A.R., TES4: Oblivion, Prey и др.) метод наложения текстур, подробно описанный в статье Современная терминология 3D графики
• Frozen Glass — сложная процедурная текстура замороженного стекла с управляемыми параметрами, подобные эффекты в играх также уже не в новинку, пусть и менее сложные

Оба шейдера мы тестируем в двух вариантах: с ориентацией на математические вычисления, и с предпочтением выборки значений из текстур. Рассмотрим математически интенсивные варианты, более перспективные с точки зрения будущих приложений:

Ситуация схожа с той, что мы видели в предыдущем блоке тестов. Лидерство, естественно, за R600, но в тесте «Frozen Glass» старшая видеокарта на основе RV630 отстает от неё не слишком сильно, всего в 1.7 раза. Карта Nvidia на базе G84 лишь немного уступает в этом тесте HD 2600 XT, что подтверждает предположение об ограничении производительности скоростью текстурных выборок, которые неизбежны в любых тестах. Ну а Geforce 8500 GT традиционно конкурирует лишь с самой слабой протестированной картой от AMD, отстающей от решения на основе чипа RV630 более чем в два раза.

Во втором тесте «Parallax Mapping» получилась иная ситуация — Geforce 8500 GT совсем плохо, её результат даже хуже, чем у HD 2400 XT, а Geforce 8600 GT идёт почти наравне с более дешевым (по предварительным данным) HD 2600 PRO. Вот что значит разные тесты, с разной нагрузкой на блоки TMU и ALU, в одном тесте преимущество больше, в другом — меньше. Позволим себе предположить, что в реальных приложениях может получиться то же самое, в одних тестах преимущество могут иметь решения Nvidia, в других — AMD.

Рассмотрим те же тесты, но в модификации с предпочтением выборок из текстур математическим вычислениям:

В таком варианте ситуация немного меняется, хоть и не кардинально. Производительность в тестах теперь больше упирается в скорость текстурных блоков, поэтому решения AMD в тесте «Parallax Mapping» отрываются от Nvidia не так далеко.

В любом случае, на всех чипах быстрее работают варианты шейдеров с большим количеством математических вычислений, то есть, для современных архитектур видеочипов смысла в варианте с упором на текстурирование нет никакого. Чипы обеих архитектур: G8x и R6xx «любят» вычисления больше, чем текстурирование, решения AMD(ATI) традиционно отдают предпочтение математическим расчетам, тем более при столь малом количестве блоков TMU.

Рассмотрим результаты еще двух тестов пиксельных шейдеров — версии 3.0, самых сложных из наших синтетических тестов пиксельных шейдеров для Direct3D 9. Эти тесты также отличаются тем, что сильно нагружают не только ALU, но и текстурные модули, обе шейдерные программы сравнительно сложные, длинные и с большим количеством ветвлений:

• Steep Parallax Mapping — значительно более «тяжелая» разновидность техники parallax mapping, пока что не применяющаяся в играх, также описанная в статье Современная терминология 3D графики
• Fur — процедурный шейдер, визуализирующий мех

Нагрузка на видеокарту в этих двух тестах велика даже для таких мощных чипов, как R600, что уж говорить о его урезанных собратьях. Видно, что обе архитектуры неплохо работают с динамическими переходами в пиксельных шейдерах и приспособлены к подобным задачам, но на некоторых решениях обрезание их возможностей сказывается слишком сильно — посмотрите не результаты Geforce 8500 GT, его 16 унифицированных процессоров не дают возможности показать приемлемый результат даже на уровне RADEON HD 2400 XT с 40 унифицированными процессорами, разница между ними составляет 1.7-1.8 раза!

Отставание даже от такого слабого решения чуть ли не в два раза — это показательно. У Geforce 8600 GT на основе чипа G84 ситуация чуть лучше, он хоть и уступает своему прямому конкуренту по цене, но хотя бы обеспечивает примерно равный результат с HD 2600 PRO. По этим двум тестам хорошо видно, что и младшие чипы линейки AMD R6xx обеспечивают более эффективное исполнение сложных пиксельных шейдеров версии 3.0 с большим количеством ветвлений, их преимущество над решениями на основе Nvidia G8x в наших синтетических тестах достигает полутора-двух раз.

Выводы по тестам пиксельных шейдеров: новые чипы RV610 и RV630 основаны на эффективной вычислительной архитектуре R6xx, отлично приспособленной для выполнения сложных пиксельных шейдеров. Чем больше в задаче сложных математических вычислений, тем более эффективна новая архитектура AMD. Решениям Nvidia в таком случае не помогает и чуть большая теоретическая скорость текстурных выборок, которые важны даже в синтетических тестах пиксельных шейдеров, не говоря уже о реальных играх, в которых скорость текстурирования сказывается обычно еще сильнее. Именно из-за того, что игры не успевают за техническим прогрессом, ситуация в них может получиться несколько иной, и расстановка сил может измениться. Посмотрим на результаты тестов видеокарт RADEON HD 2600 и HD 2400 в современных играх, которые ждут вас в следующей части статьи, и проверим, подтвердятся ли эти предположения.

Выводы по синтетическим тестам

• Архитектура R6xx сама по себе отличается высокой вычислительной производительностью, она нацелена на современные и будущие 3D приложения с большим количеством сложных шейдеров всех типов. Высокая эффективность универсальных процессоров и их сравнительно большое число позволяют даже недорогим чипам показывать неплохие результаты во всех синтетических тестах, особенно в геометрических и сложных пиксельных. Важно отметить, что преимущество чипов AMD перед конкурирующими растет по мере увеличения нагрузки, если в простых условиях соответствующие решения Nvidia могут конкурировать на равных, в более сложных преимущество переходит к картам AMD.



• Есть у low-end и mid-end чипов AMD и слабые места — малое количество блоков текстурирования (TMU) и блоков ROP. Количества TMU может быть недостаточно для современных игр, даже в некоторых из наших синтетических тестов видно, что линейку R6xx иногда ограничивает невысокая производительность текстурных выборок. Впрочем, у конкурирующих чипов от Nvidia этих блоков тоже немного, так что с этой точки зрения у R6xx не всё так плохо.



• Видеокарты RADEON HD 2600 и HD 2400 в вариантах XT и PRO показали очень хорошие результаты в наших синтетических тестах, они явно превосходят в целом соответствующие им на данный момент по цене решения Nvidia. Практически во всех тестах HD 2600 XT опережает Geforce 8600 GT, а HD 2600 PRO оказался явно быстрее, чем Geforce 8500 GT. Другое дело, что в реальных игровых приложениях ситуация может быть не такой радужной — ибо в современных играх до сих пор очень важна производительность текстурных выборок, филлрейт и пропускная способность памяти, а по этим параметрам у AMD и Nvidia всё более-менее ровно. В игровых тестах, скорее всего, будут разные ситуации, в некоторых из приложений будут быстрее карты Nvidia, в других — AMD.

Итак, как мы уже отмечали в базовом материале, новая унифицированная архитектура у AMD получилась мощной и нацеленной на сложные вычисления. Мы убедились, что она неплохо масштабируется, решения для нижних ценовых диапазонов, которые мы сегодня рассмотрели, получились конкурентоспособными, исходя из результатов синтетических тестов. Тем более что производятся по более совершенному техпроцессу, за счет чего получают дополнительные преимущества в плане энергопотребления и тепловыделения. Несколько удивляет лишь то, что конкурента для Geforce 8600 GTS у AMD пока что нет, неужели не могли выжать из RV630 нужную для хороших результатов в современных приложениях производительность, чтобы успешно конкурировать с топовым решением на базе чипа G84?

В следующей части статьи мы протестируем новые low-end и mid-end решения AMD в современных игровых тестах и проверим справедливость выводов, сделанных нами при анализе результатов синтетических тестов. Игровая часть является самой главной, именно на основе реальных игровых тестов следует делать свой выбор. К сожалению, там пока что не будет игровых DirectX 10 тестов, по которым можно будет оценить новые возможности свежих решений, именно такие тесты должны раскрыть потенциал новых архитектур AMD и Nvidia. Хотя, нужно отдельно отметить, что для mid-end и особенно low-end решений не стоит ожидать высоких результатов в DX10 приложениях, они и в старых то не особо блещут скоростью… В чём мы должны убедиться прямо сейчас.

ATI RADEON HD 2400 XT (RV610), 2600 PRO, 2600 XT (RV630) — Часть 3: Игровые тесты (производительность)