Современные видеокарты. Итоги 1999 года

Вот и кончился 1999-й год. С точки зрения самой бурно развивающейся отрасли компьютерной индустрии — видеосистем, он стал где-то даже эпохальным. Весной мы были свидетелями появления нового поколения видеокарт от 3dfx (линейка Voodoo3), от Matrox (семейство G400), от S3 (ряд Savage4) и, конечно, множество чипсетов от NVIDIA — Riva TNT2, которые представляют собой улучшенную и значительно более быструю модель чипа Riva TNT. Осенью этого года мы стали очевидцами появления революционных архитектурных решений — NVIDIA GeForce 256 и S3 Savage 2000. Да, безусловно, резкого скачка в производительности 3D-графики на рынке PC не произошло, да и не следовало этого ожидать. Что бы ни говорили нам представители фирм-разработчиков о суперскоростях новейших решений, есть ряд сдерживающих факторов. В первую очередь, это зависимость производительности видеоподсистемы от скорости центрального процессора.

Поэтому мы наблюдаем только постепенный рост количества fps в наших любимых 3D-играх. Речь тут идет именно о 3D-графике, которая за последние несколько лет завоевала сердца владельцев компьютеров и стала основным критерием оценки работы той или иной видеокарты. Подчас, в своей погоне за плавностью работы и полнотой эффектов при выводе 3-мерных сцен мы забываем про то, что в большинстве случаев при работе за компьютером мы все же пользуемся 2D-графикой, и что ее производительность и качество не должны уходить на задний план. Тем не менее, феномен трехмерной графики имеет место, оценка показателей этой части видеосистемы играет огромную роль, отчасти просто из-за того, что в 2D-графике уже достигнуто почти все, что может быть необходимо большинству пользователей.

Что касается 3D-графики, то, справедливости ради, надо отметить, что качество и уровень исполнения некоторых игровых видеокарт последнего поколения таковы, что они могут даже соперничать с супердорогими профессиональными платами. Рабочая частота RAMDAC в игровых платах достигла очень высоких значений — 350 и более МГц. Многие платы представляют из себя уже не просто видеокарты, а целые комбайны, где есть и ТВ-тюнеры, и устройства захвата видеопотока, и вывода сигнала на ТВ. В этом году возник прямо-таки бум по производству стереоочков, которые усиливают восприятие трехмерности сцены. Этими очками некоторые производители комплектуют свои продукты, продавая таким образом целый "комплект для любителей поиграть".

Таким образом, на пороге 2000-го года мы имеем широкую гамму видеокарт всевозможных категорий. Мы отдаем себе отчет в том, что, по воле судьбы, мы стали рассматривать только те карты, которые имеют массовый спрос, а значит, относятся к разряду массовых.

Теперь проведем небольшой обзор самых популярных видеоакселераторов, которые могут поистине стать мечтой геймера. По каждой из карт у нас уже были в свое время обзоры, а по некоторым и неоднократно. Поэтому все подробности по архитектуре, новшествам и особенностям этих карт вы можете посмотреть в соответствующих статьях, вышедших в прошедшем году.

Итак, вот эти графические платы:

  • 3dfx Voodoo3 3500TV;
  • Matrox Millennium G400 MAX;
  • Hercules Dynamite TNT2 Ultra (на чипсете NVIDIA Riva TNT2 Ultra);
  • ASUS AGP-V6600 SGRAM (на чипсете NVIDIA GeForce256);
  • ELSA Erazor X2 (на чипсете NVIDIA GeForce 256, с памятью DDR SGRAM)

К сожалению, платы на чипсетах ATI RAGE 128, S3 Savage4, NVIDIA Riva TNT2 M64/Vanta, NVIDIA Riva TNT2, 3dfx Voodoo3 2000/3000, 3dfx Velocity 100 и тому подобных вряд ли могут тянуть на роль "видеокарт года", потому они останутся вне сферы нашего внимания. И если при этом карты на базе NVIDIA Riva TNT2 M64/Vanta или 3dfx Velocity 100 могут претендовать на лучший выбор по соотношению "цена/производительность", то остальные — увы!- вообще в аутсайдерах. Я уже писал в обзорах по S3 Savage4 и ATI RAGE 128, что эти карты обладают недоделанными драйверами, что резко снижает их популярность, а платы на ATI RAGE 128 еще и чрезмерно дороги.

Поэтому мы выбрали для итогового материала именно те пять видеокарт, которые символизируют собой наилучшие достижения в области игровых видеокарт для рынка PC.

Предваряя небольшое рассмотрение особенностей этих плат, представлю конфигурацию тестовых стендов. Их два:

Компьютер на базе процессоров от Intel, имеющий в своем составе:

  • процессоры Intel Pentium III 600 и Intel Pentium II 300
  • системную плату ASUS P3B-F (i440BX)
  • 128 MB оперативной памяти PC100
  • жесткий диск Quantum FB CR 6.4 GB

Компьютер на базе процессоров от AMD, состоящий из:

  • процессоров AMD Athlon 600 и Athlon 700
  • системной платы FIC SD11 (AMD 750)
  • 128 MB оперативной памяти PC100
  • жесткого диска Quantum FB CR 6.4 GB

На обеих машинах была установлена операционная система Windows 98 и использовались мониторы: ViewSonic P810 (21"); Nokia 447Xav (17") и Samsung 17GLSi (17").

Краткие характеристики рассматриваемых видеокарт.

3dfx Voodoo3 3500TV

Карта имеет AGP-интерфейс и 16 мегабайт 5.5 ns SDRAM, модули которой расположены по обеим сторонам печатной платы. Эта видеокарта представляет собой целый видеокомбайн. На ней установлен ТВ-тюнер, микросхемы управления захватом видеопотока и выводом сигнала на ТВ. Кроме внешнего разъема под телевизионную антенну у платы есть большой трапецеидальный разъем для соединения с устройством-коммутатором сигнала, у которого, в свою очередь, имеется гнездо для мониторного разъема. На этом коммутаторе имеются также гнезда для вывода на ТВ и приема аналогового видеосигнала, а также стерео-аудиосигнала.

Эта плата обладает практически самой высокой на сегодняшний день частотой работы чипсета — 183 МГц, что ставит ее в один ряд с одними из самых мощных на сегодняшний день видеокарт. Такая частота не проходит даром для температурного режима — карта очень сильно греется. Хотя на ней и установлен большой радиатор, крайне желательно иметь в системном блоке дополнительное охлаждение. Встроенный в чип RAMDAC имеет одно из самых высоких частотных значений — 350 МГц, что позволяет этой плате демонстрировать прекрасное качество 2D-графики.

Как и многие чипсеты от 3dfx, чип 3dfx Voodoo3 обладает важной особенностью — "бесплатным" мультитекстурированием, то есть при неиспользовании этого режима второй модуь TMU (модуль текстурирования) простаивает, подключаясь и резко увеличивая производительность платы при мультитекстурировании. Поэтому тот факт, что число игр с поддержкой этого режима неуклонно растет, играет на руку прежде всего Voodoo3.

Видеокарта работает в 3D-графике только в 16-битном режиме представления цвета, обладая, однако, важной функцией — постфильтром, который при 16-битных "рамках" видеобуфера выводит не 16-ти, а 22-битную графику, что улучшает восприятие изображения. Как и все уже вышедшие чипсеты от 3dfx, Voodoo3 не поддерживает большие (свыше 256х256 пикселей) текстуры. В 3D карта работает через API: Direct3D, OpenGL, Glide.

Тестирование проводилось с использованием драйверов от 3dfx версии 1.03.04, Vsync отключен. В настройках драйверов был включен режим постфильтра, а также выбран способ дизеринга при альфа-смешении (эффекта сглаживания переходов между цветами при работе с полупрозрачными объектами) Sharper. Мы уже писали в свое время, что в этом случае есть два способа реализации дизеринга: Sharper или Smoother. Первый способ сглаживает переходы между цветами весьма успешно, однако оставляет после себя сеточку, а второй не имеет сеточки, но зато границы между цветами все же достаточно сильно видны.

Matrox Millennium G400 MAX

Карта имеет AGP-интерфейс 2x/4x и 32 мегабайта 5 ns SGRAM памяти, микросхемы которой расположены по обеим сторонам печатной платы. Плата обладает уникальной возможностью вывода изображения сразу на два приемника: монитор и телевизор или на 2 монитора. Как можно увидеть из фотографии, для этих целей смонтированы два разъема.

Плата работает на частотах 150/200 МГц (первое значение — частота чипсета, второе — частота памяти). Поэтому, в отличие от регулярных версий Matrox G400, в данном случае на чипсете установлен активный кулер. Частота встроенного в чипсет RAMDAC составляет 360 МГц — это самое высокое значение для видеокарт игрового класса. Поэтому, мы можем наблюдать просто великолепное качество изображения даже на самых высоких разрешениях (лишь бы монитор позволял). К сожалению, на Matrox Millennium G400 MAX продавцы слишком завышают цену, пользуясь некоторым дефицитом этих плат, поэтому карта пока не является широко распространенной. В 3D-графике карта поддерживает большие текстуры и AGP-текстурирование. Чипсет аппаратно поддерживает уникальную пока методику рельефного текстурирования — Environment Mapped Bump Mapping, которая позволяет в 3D-играх достаточно натурально воспроизводить рельефные поверхности. К сожалению, данная методика пока мало распространена. Из поддерживаемых API это Direct3D и OpenGL.

Тестирование проводилось на драйверах версии 5.41 от Mattox, причем для OpenGL приложений использовался ICD OpenGL, а не расхваленный драйвер TurboGL (который, по сути, является мини-драйвером и не отражает реальной производительности карты в OpenGL. Для полноценной работы карты в OpenGL существует ICD OpenGL, который мы и должны использовать как инструмент. Мы нарочно ни у одной карты не использовали многочисленные мини-драйверы). В установках драйверов использовалось: 16-битный Z-буфер, отключенный VSync.

Hercules Dynamite TNT2 Ultra

Плата имеет AGP-интерфейс 2x/4x и 32 мегабайта 5.5 ns SDRAM памяти, модули которой располагаются по обеим сторонам карты. На видеокарте смонтирован TV-out, в комплекте с картой идет переходник S-Video-Composite. На чипсете NVIDIA Riva TNT2 Ultra установлен активный кулер, на мой взгляд, самой удачной и надежной конструкции.

Видеокарта тактуется по умолчанию на частотах 175/200 МГц. Эти частоты не являются стандартными для чипсета NVIDIA Riva TNT2 Ultra (150/183 МГц) и стали возможными благодаря особому подходу фирмы Hercules Computer (ныне являющейся подразделением Guillemot) к отбору чипов для установки на подобные видеокарты. Вследствие чего данная плата стала самой мощной из всех Riva TNT2 Ultra — карт, обеспечивая прекрасную скорость в 3D. RAMDAC встроен в чипсет и имеет частоту 300 МГц. Хотя это и не самая высокая частота на сегодня, видеокарта обеспечивает прекрасный уровень качества 2D графики в высоких разрешениях.

При работе в 3D-графике поддерживаются большие текстуры, AGP-текстурирование, используемые API: Direct3D и OpenGL.

Тестирование проводилось на эталонных драйверах от NVIDIA версии 3.62 при отключенном Vsync.

ASUS AGP-V6600 SGRAM

Данная видеокарта построена на базе чипа NVIDIA GeForce 256 и имеет AGP-интерфейс 2x/4x. На карте установлено 32 мегабайта 5 ns SGRAM памяти, микросхемы которой размещены по обеим сторонам платы.

Многие пользователи продукции ASUS, в частности — видеокарт, знают, что эта фирма всегда разрабатывала свой собственный дизайн, сильно отличающийся от эталонного (reference), предлагаемого производителем чипсетов. Когда появились в продаже первые видеокарты AGP-V6600 от ASUS, можно было убедиться, что впервые ASUS отошел от своего принципа и выпустил плату, полностью совпадающую с reference по расположению элементов. Образец такой видеокарты мы уже рассматривали в недавнем обзоре. Однако, совсем недавно в продаже появился и другой вариант AGP-V6600. Судя по всему, именно на нем и основывается серия AGP-V6600 Deluxe, поскольку на печатной плате есть места под монтаж традиционных для ASUS TV-in/out и гнезда для подключения стереоочков.

Эта плата имеет уже не SDRAM, а SGRAM память. И самое примечательное то, что собственный дизайн этой платы предусматривает мониторинг состояния графического чипсета. Вследствие чего на последнем установлен активный кулер не совсем обычной для ASUS конструкции. Он имеет тахометр, а значит, соответствующее программное обеспечение может контролировать частоту вращения вентилятора на карте.

Частоты работы видеокарты составляют 120/166 МГц. Должен отметить, что даже при таком значительном выделении тепла, какое имеет NVIDIA GeForce 256, чипсет может неплохо разгоняться, не говоря уже о памяти, ведь 5-ти наносекундные модули рассчитаны на частоту 200 МГц. Частота RAMDAC — 350 МГц, что позволяет этой карте демонстрировать очень высокое качество изображения в 2D-графике. Поддерживаются API Direct3D и OpenGL.

Однако самая примечательная особенность GeForce 256 — это наличие встроенного геометрического сопроцессора, который при поддержке программным обеспечением может на себя взять важнейшие функции построения трехмерной сцены: трансформации координат и расчет освещения (T&L).

Как и NVIDIA Riva TNT2, этот чипсет поддерживает большие текстуры, API Direct3D и OpenGL. В драйверах реализована важная особенность NVIDIA GeForce 256 — аппаратная поддержка 8-точечной анизотропной фильтрации.

Тестирование проводилось на драйверах от NVIDIA версии 3.62 при отключенном Vsync.

ELSA Erazor X2

Данный продукт представляет собой образец самой быстрой на сегодняшний день видеокарты на основе NVIDIA GeForce 256. Плата имеет AGP-интерфейс 2x/4x и 32 мегабайта DDR (double data rate) 6 ns SGRAM. Память размещается в 8-ми микросхемах по обеим сторонам платы. Видеокарты на базе NVIDIA GeForce 256 первыми стали использовать более быструю и прогрессивную DDR-память, которая значительно поднимает планку скоростных показателей, особенно в 32-битном цвете (речь идет о 3D-графике).

Как можно видеть на фотографии, видеокарта имеет TV-out и места под монтаж цифрового выхода на LCD-мониторы, что соответствует дизайну карты, предложенному NVIDIA. На чипсете имеется активный кулер. Память на плате, хоть и расчитана на 166 МГц, тактуется на 150 МГц (300 МГц в пересчете на обычную SDR-память). Разгон именно данного экземпляра карты малоэффективен, поскольку чипсет уже теряет устойчивость на частоте свыше 130 МГц.

Как и предыдущая карта, ELSA Erazor X2 поддерживает работу через API Direct3D и OpenGL. Мы эту плату уже рассматривали в нашем недавнем обзоре, посвященном видеокартам на NVIDIA GeForce 256 с DDR-памятью и признали, что использование DDR-памяти дает просто великолепное преимущество чипсетам, использующим 32-битный цвет в 3D-графике, поскольку устраняет узость ширины полосы пропускания локальной видеопамяти.

Итак, рассмотрев представленные в данном материале платы, мы переходим к тестированию. Вначале остановимся на 2D-графике. Как я уже сказал выше, среди игровых видеокарт последнего поколения очень трудно сделать выбор лучшей по 2D. На глаз они вообще все практически одинаковы. Можно выделить лишь Matrox Millennium G400 MAX, который дает пользователю просто блестящий результат по качеству 2D-изображения даже в сверхбольших разрешениях. Поскольку в нашем тестовой лаборатории нет монитора, способного легко держать разрешения свыше 1600х1200, я могу лишь сослаться на свои впечатления от виденного в одном из компьютерных салонов, когда я смог увидеть работу Matrox Millennium G400 MAX вместе с монитором ViewSonic PT817 (21 дюйм) в разрешении 1920х1280. Я был просто поражен чистотой картинки, а также четкостью вырисовки тонких линий.

В отношении остальных видеокарт могу сказать, что в разрешении 1600х1200 они показали хорошие результаты (лишь качество 2D-картинки у ELSA Erazor X2 мне понравилось немного меньше). Приводить цифровые значения замеров по скорости, думается, уже нет особого смысла, так как они отличаются между видеокартами весьма несущественно.

Предваряя повествование о результатах тестирования видеокарт в 3D, я опишу те инструменты, которые мы использовали:

  • id Sofiware Quake2 v.3.20 (внешнее демо — massive1) — игровой тест, дающий представление о производительности видеокарт в OpenGL;
  • id Software Quake3 v.1.11 (встроенное демо — demo002) — игровой тест, дающий представление о производительности видеокарт в OpenGL при сильной нагрузке эффектами и при использовании больших текстур;
  • Rage Software Expendable (встроенное демо — timedemo) — игровой тест, дающий представление о производительности видеокарт в Direct3D при включенном мультитекстурировании;
  • Epic Games Unreal Tournament v.4.00 (внешнее демо — utbench) — игровой тест, дающий представление о производительности видеокарт в Glide (для 3dfx Voodoo3) и Direct3D (для остальных карт) при большой нагрузке акселераторов эффектами;
  • NVIDIA Tree — синтетический тест, дающий представление о производительности видеокарт на базе NVIDIA GeForce256 при использовании геометрического сопроцессора на базе OpenGL;
  • MadOnion 3D Mark 2000 Pro — синтетический тест, дающий представлени о производительности видеокарт на базе Direct3D при использовании новых возможностей DirectX 7.0 и технологии T&L.

Quake2

Позволю себе дать маленький комментарий к этому тесту. Уже на протяжении больше полутора лет практически все тестеры используют Quake2 в качестве инструмента исследования скорости видеокарт в OpenGL. Поэтому эта игра уже стала неким стандартом для оценки скорости новых видеокарт. Однако время идет, на свет появляются новые игры, реализующие эффекты, на порядок превосходящие те, что есть в Quake2. Кроме того, вышло логическое продолжение серии Quake — великолепно использующее возможности OpenGL — игра Quake3, поэтому пора уже отказываться от Quake2, как инструмента для тестирований. Вследствие чего данный обзор — это последняя наша статья, где Quake2 выступает как инструмент для тестирования видеокарт.

Pentium III 600 MHz, 16-битный цвет:

Что мы видим? К сожалению, не очень выдающиеся результаты у Matrox Millennium G400 MAX. Также можем заметить, что при работе с ICD OpenGL, входящем с состав драйверов, плата 3dfx Voodoo3 3500TV продемонстрировала весьма приличные показатели по скорости, правда, немного отстав от Hercules Dynamite TNT2 Ultra, которая прочно занимает место посередине. А лидеры в данном тесте — карты на базе NVIDIA GeForce 256, причем обе платы выдали примерно схожие результаты. По всей видимости, в данном режиме производительность карты с DDR-памятью упирается в производительность видеопроцессора, и более быстрая память ничего не дает.

Athlon 600 MHz, 16-битный цвет:

По результатам этого теста можно увидеть, что соотношение скоростей у рассматриваемых нами плат осталось прежним, но в целом произошел рост производительности на низких разрешениях.

Quake3

Эта игра вышла буквально несколько недель назад, прочно завоевав сердца любителей 3D-шутеров и показав прекрасную реализацию возможностей OpenGL в игровом приложении. Quake3 позволяет очень гибко манипулировать настройками, поэтому тестировать видеокарты можно буквально месяцами на разных комбинациях опций, однако есть и режимы, принятые авторами игры как стандартные. Их четыре: Fastest (16-битный цвет, вершинное освещение, низкий уровень детализаций как текстур, так и геометрии), Fast (16-битный цвет, реализация освещения при помощи карт light-map, средний уровень детализации текстур и низкий — геометрии), Normal (глубина цвета берется исходя из установок рабочего стола, освещение в виде light-map, уровень детализации в обоих случаях средний), High Quality (32-битный цвет, высокий уровень детализации как текстур, так и геометрии, освещение при помощи light-map).

Fastest, Pentium III 600 MHz:

Результаты схожи с Quake2. То же превосходство 3dfx Voodoo3 3500TV над Matrox Millennium G400 MAX в низких разрешениях, среднее положение Hercules Dynamite TNT2 Ultra. А вот между скоростями плат на NVIDIA GeForce 256 образовалась разница: ELSA Erazor X2 вышла вперед, причем в 1280х1024 даже весьма существенно.

Fastest, Athlon 600 MHz:

Картина немного схожа с предыдущей, однако можно заметить, что в низком разрешении наблюдается недостаток в производительности CPU, когда все результаты очень схожи. Даже 3dfx Voodoo3 3500TV обогнала все карты в 640х480, а платы на NVIDIA GeForce 256 продемонстрировали немного меньшую производительность. Поэтому разрывы между скоростями плат сократились.

Fast, Pentium III 600 MHz:

Думается, что комментарии излишни: расклад сил такой же.

Fast, Athlon 600 MHz:

Результаты как две капли воды похожи на предыдущие, за исключением разве того, что ELSA Erazor X2, которая в 640х480 почему-то показала более низкий результат, чем ASUS AGP-V6600 SGRAM.

Normal, Pentium III 600 MHz:

Ну прямо уже и нечего сказать! Удивительное постоянство в соотношении сил! Замечу лишь, скорость ELSA Erazor X2 оказалась на уровне ASUS AGP-V6600 SGRAM в разрешении 640х480 по той же причине — ограничение, накладываемое производительностью CPU системы.

Normal, Athlon 600 MHz:

Картина не изменилась, можно лишь дать комментарий, что Matrox Millennium G400 MAX почти не демонстрирует прироста в скорости при снижении разрешения. Это несколько странно: похоже, что производительность CPU системы не позволяет подняться выше, но почему такие низкие показатели? 33-34 fps и это при 600 MHz-процессоре! Явно напрашивается упрек горе-писателям драйверов в фирме Matrox. Да, я уже говорил некоторое время назад про эти беды с драйверами, ситуация и сейчас на том же уровне. Могу отметить, что лишь 3dfx вовсю старается совершенствовать ICD OpenGL, и это ей удается.

High Quality, Pentium III 600 MHz:

Вот здесь мы можем видеть более скученные результаты у Hercules Dynamite TNT2 Ultra, Matrox Millennium G400 MAX и ASUS AGP-V6600 SGRAM. Почему такое происходит? Да все по той же причине, из-за ахиллессовой пяты практически всех видеокарт, поддерживающих рендеринг в 32-битном цвете, а именно — недостаточной пропускной способности видеопамяти. Только у ELSA Erazor X2, которая имеет DDR-память, мы видим великолепные результаты. Уменьшение разницы между этой картой и более младшими моделями в самых высоких разрешениях уже говорит о том, что сам графический чипсет не справляется с таким объемом работы.

High Quality, Athlon 600 MHz:

Картина полностью аналогична предыдущей.

Таким образом, можно сделать явно напрашивающийся вывод по результатам тестирования в OpenGL: Matrox Millennium G400 MAX к сожалению, очень сильно отстает от всех и находится на последнем месте. 3dfx Voodoo3 3500TV хоть и не в лидерах, но показывает весьма неплохие результаты. Учитывая постоянное совершенствование драйверов от этой фирмы, можем надеяться и на дальнейший рост по скорости с выпуском новых версий программного обеспечения.

Некогда фаворит по производительности, видеокарта на чипсете NVIDIA Riva TNT Ultra — Hercules Dynamite TNT2 Ultra — на данный момент лишь третья. Однако это место занимает она прочно и показывает очень даже хорошую скорость. Видеокарты на NVIDIA GeForce 256 — безусловно в лидерах. Но есть ложка дегтя и в эту бочку. ASUS AGP-V6600 SGRAM, обладая SDR-памятью демонстрирует резкое падение в скорости при переходе к 32-битному цвету. И только ELSA Erazor X2, имеющая DDR-память, смогла показать прекрасную скорость в 32-битном цвете.

Expendable

16-битный цвет, Pentium III 600 MHz:

Сразу в глаза бросается равенство результатов у ELSA Erazor X2 по всем разрешениям. Мощь этой карты достигает уже таких значений, что производительности 600 МГц процессора уже недостаточно для демонстрации возможностей платы даже в таком разрешении, как 1600х1200. Далее мы можем видеть превосходство 3dfx Voodoo3 3500TV над Hercules Dynamite TNT2 Ultra благодаря тому, что Expendable использует выгодный для всех ныне существующих карт от 3dfx режим мультитекстурирования. Также отмечу, что Matrox Millennium G400 MAX показал весьма достойный результат, почти догнав карту на NVIDIA Riva TNT2 Ultra.

16-битный цвет, Athlon 600 MHz:

Мы видим практически тот же расклад сил, что и в предыдущем тесте, отмечу лишь общие для всех более высокие цифры скоростей, а также гораздо меньшее различие в производительности между картами на NVIDIA GeForce 256 с разным типом памяти (ASUS AGP-V6600 SGRAM показал более высокие результаты, а ELSA Erazor X2 "уперлась" в производительность CPU системы).

32-битный цвет, Pentium III 600 MHz:

Конечно же, главной особенностью результатов этого теста, как, впрочем, и других, связанных с 32-битным цветом, — это резкий отрыв ELSA Erazor X2 от конкурентов, как платы, имеющей DDR-память. Однако, можем заметить и достаточно неплохие результаты у Matrox Millennium G400 MAX, который на высоких разрешениях обогнал не только Hercules Dynamite TNT2 Ultra, но и более сильного соперника — ASUS AGP-V6600 SGRAM. Как и следовало ожидать, у Matrox Millennium G400 MAX оптимизация работы с 32-битным цветом более отлажена (напомню, что у Matrox G400 имеется особая, отличная от других чипсетов, двойная шина локальной видеопамяти, которая расширяет рамки пропускной способности).

32-битный цвет, Athlon 600 MHz

Соотношение между видеокартами в данном тесте почти не изменилось, лишь Matrox Millennium G400 MAX чуть-чуть отстала. По-видимому, сказывается опять недостаток в драйверах, а именно слабое использование технологии 3DNow!, которую поддерживает процессор Athlon (игра Expendable умеет использовать 3DNow! , о чем сама же пишет в заставке при запуске).

Unreal Tournament

Эта игра, ставшая столь же популярной, как и Quake3, обладает поддержкой практически всех имеющихся на сегодня API в 3D-графике, чем вызывает несомненный интерес тестеров. Игра насыщенна реалистичными эффектами, качество трехмерных сцен весьма высоко. Однако, должен заметить, что ядро у игры унаследовано от прежнего Unreal, ориентированного на Glide. А мы знаем, что этот API создан специально для использования с чипсетами от 3dfx и обладает достаточно большими ограничениями, в частности: размер текстур должен быть не более 256х256 и рендеринг должен выполняться в 16-битном цвете. Да, авторы игры сделали дополнительные возможности работы Unreal и Unreal Tournament в других API, в частности — Direct3D, однако, судя по тем, очень скромным результатам производительности, видеокарта весьма ограничена в своих возможностях в этих играх. Однако, не будем забегать вперед, а посмотрим на результаты.

16-битный цвет, Pentium III 600 MHz:

Мы можем наблюдать очень схожие по цифрам результаты у всех карт, вплоть до разрешения 1600х1200. И лишь на этом этапе 3dfx Voodoo3 3500TV вырывается резко вперед, а с ней, как ни странно, и Matrox Millennium G400 MAX (я напомню, что все карты, кроме 3dfx Voodoo3 3500 TV, испытывались в этой игре в режиме Direct3D). Ни значительно более быстрая память у ELSA Erazor X2, ни четырехконвейерность NVIDIA GeForce 256 тут не помогли. Вывод ясен, как божий день: все зависит от мощности центрального процессора системы или… еще от чего-то. Рассмотрим далее.

16-битный цвет, Athlon 600 MHz:

 

Посмотрите, расклад сил немного изменился, 3dfx Voodoo3 3500TV в своем "родном" Glide-режиме по-прежнему немного обходит остальных соперников, однако Matrox Millennium G400 MAX резко сдала позиции (это еще одно свидетельство тому, что поддержка 3DNow! у этой видеокарты очень слаба). И если у остальных плат цифры в целом выше, чем на тесте с Pentium III 600 MHz, то у Matrox G400 MAX они упали.

Однако, как видим, все равно средняя производительность у всех карт весьма мала! Тогда я решил проверить влияние мощности CPU системы на производимтельность видеокарт в игре.

16-битный цвет, разрешение 1024х768. Принимают участие процессоры Pentium II 300 MHz, Pentium III 600 MHz, Athlon 600 MHz, Athlon 700 MHz:

Да, как мы можем видеть, при переходе от 300 к 600 МГц идет резкий скачок производительности у всех карт. Можно было бы сделать вывод о том, что UT очень сильно нагружает центральный процессор системы. И какая бы ни была мощная видеокарта, на слабом процессоре UT покажет очень плохие результаты. Однако, посмотрите на разницу между показателями на Athlon 600 и 700 МГц! Она крайне мала. Такое ощущение, что при определенной мощности CPU игра упирается во что-то еще. Во что? Пока неясно. Я подумал, что, возможно, упор происходит в быстродействие памяти, поэтому пробовал ставить более быструю 133-мегагерцовую память, используя процессор Inel Pentium III 600B, однако это не дало прироста в скорости. Таким образом, остается открытым вопрос к Epic Games — как же они умудрились сделать так игру, что самые мощные процессоры и видеокарты не позволяют поднять планку производительности выше 34 fps?

NVIDIA TreeMark

Когда еще только-только прозвучали фанфары в честь выхода NVIDIA GeForce 256, в качестве примера работы технологии T&L (то есть, использования геометрического сопроцессора для нужд трансформаций координат и освещения — Transformation and Lighting) демонстрировалось ставшим уже знаменитым дерево — NVIDIA TreeMark. Этот синтетический тест позволяет на примере сложной структуры ветвистого дерева демонстрировать работу акселератора с большим количество полигонов (треугольников), а также показать работу с освещением, когда источников света может быть несколько (используется вертексное освещение).

16-битный цвет, Pentium III 600 MHz:

Как мы можем наблюдать, падение производительности по мере повышения разрешения идет почти пропорционально, при этом скорость ELSA Erazor X2 в разрешении 1600х1200 практически сравнялась с ASUS AGP-V6600 SGRAM, что свидетельствует о том, что возможности самого графического чипсета уже исчерпаны, несмотря на большую пропускную способность видеопамяти. Для сравнения с предшествующим поколением акселераторов, к которому относятся карты на NVIDIA Riva TNT2, мы привели данные по Hercules Dynamite TNT2 Ultra и можем наблюдать, что ее скорость практически одинакова по всем разрешениям и зависит, по сути, от мощности CPU системы (или программного движка), а не самой карты.

16-битный цвет, разрешение 1024х768, процессоры Pentium II 300 MHz, Pentium III 600 MHz, Athlon 600 MHz:

Эта диаграмма нам показывает, что при активном использовании геометрического процессора чипсета NVIDIA GeForce 256 мы можем наблюдать совсем незначительное падение в производительности при снижении мощности центрального процессора. Казалось, можно трубить в фанфары владельцам низкочастотных процессоров, однако следующий тест нам дает понять, что это не так…

3DMark2000

Программа-бенчмарк 3DMark2000 вышла буквально недели две назад и уже стала очень популярным инструментом, поскольку задействует все новейшие возможности акселераторов, в том числе и аппаратный T&L. Как и у прошлой версии этой программы, 3DMark99 MAX, в качестве результата тестирования получается некое усредненное число. В свое время мы уже обращали внимание на то, что этот результат дает не совсем объективную картину, поскольку это — суммарный итог по нескольким тестам, входящим в 3DMark. Поэтому в данном случае мы решили изменить сложившуюся традицию и показать в качестве результатов производительность видеокарт, полученную в раздельных тестах Game1 и Game2, входящих в 3DMark2000.

Эти тесты содержат, в свою очередь, измерения с тремя уровнями детализации: Low Details, Medium Details, High Details:

Game1
Detail Level Objects Lights Triangles Vertices Textures
Low 23 4 6 997 11 601 2.74 MB
Medium 37 5 13 520 22 875 2.87 MB
High 39 5 53 026 71 292 2.81 MB


Game2
Detail Level Objects Lights Triangles Vertices Textures
Low 22 4 9 392 16 356 3.14 MB
Medium 33 7 17 084 24 023 3.31 MB
High 44 8 29 941 36 983 3.41 MB

Таким образом, сравнив полученные нами результаты, мы сможем судить о том, из-за чего акселератор теряет скорость. К сожалению, видеокарту 3dfx Voodoo3 3500TV пришлось из данного тестирования исключить, поскольку наблюдались частые зависания тестового компьютера. После двадцати безуспешных попыток прогнать 3DMark2000 на этой плате, я оставил всякую надежду получить хоть какие-то приемлемые результаты.

Должен заметить, что при наличии у видеокарты поддержки аппаратного T&L, представляется возможность провести тесты как с использованием его так и с программным расчетом T&L, причем как используя SIMD-инструкции (SSE или 3DNow!), так и не используя. Должен однако отметить, что расчет освещенности без использования SIMD-оптимизации немного упрощен, что немного влияет на качество получаемой картинки.

Game1, 1024х768@16bpp:

Расклад получается ожидаемый: на последнем месте Matrox Millennium G400 MAX, затем Hercules Dynamite TNT2 Ultra, следом ASUS AGP-V6600 SGRAM и лидирует ELSA Erazor X2.

Game1, 1024х768@32bpp:

Картина очень похожа на предыдущую, за исключением более низкого уровня производительности у ASUS AGP-V6600 SGRAM, которая почти сравнялась с Hercules Dynamite TNT2 Ultra.

Посмотрим, что получается. Падение производительности при увеличении количества полигонов в сцене у всех карт наблюдается примерно на одном уровне (за исключением лишь Matrox Millennium G400 MAX, у которой наверняка опять хромает оптимизация драйверов под SSE и 3DNow!). То есть, при наличии хорошо отлаженного движка у самой игры, использующего преимущества процессоров Pentium III/Athlon, наличие геометрического сопроцессора у видеокарты вовсе не обязательно.

Ниже приведу график, где можно видеть результаты Hercules Dynamite TNT2 Ultra при использовании оптимизации под SSE (3DNow!) и без нее, а также данные карты ELSA Erazor X2 при задействованном GPU, включенной SSE(3DNow!)-оптимизации и без того и другого.

Как можем видеть, падение производительности у обеих карт при работе на только лишь программном T&L без использования технологии SSE весьма высоко, а у ELSA Erazor X2 оно просто катастрофическое. Вот владельцы процессоров типа Celeron могут себе уже представить, как будет работать та же NVIDIA Riva TNT2 Ultra на таких сложных играх, как Game1, при высокой детализации — выше 14 fps значений просто нет. И это при использовании мощного 600 МГц процессора! Можно увидеть, что скорость NVIDIA GeForce 256 при включении аппаратного T&L возрастает практически в 2 раза. Любопытно отметить, что на высоких разрешениях использование программного движка включенной SSE(3DNow!)-оптимизации дает даже большую скорость, чем при аппаратном T&L. Хотя, опять-таки, надо сказать, что максимальное качество изображения мы можем получить только при использовании геометрического сопроцессора видеокарты.

Что же нам показал тест Game1? Во-первых, то, что хорошее написание движка игры и использование специальных наборов команд, которые имеют процессоры Pentium III (SSE) и Athlon (3DNow!) обеспечивают просто отличные результаты. Во-вторых, использование геометрического сопроцессора не дает явного выигрыша при увеличении сложности сцены (числа полигонов). Можно посмотреть на результат ELSA Erazor X2 при использовании аппаратного T&L и программной реализации рассчетов T&L с применением SIMD-инструкций. Они очень близки, а чем выше сложность сцены, тем более выгодным становится использование технологии SSE. Почему так происходит? Где обещанная супер-скорость геометрического сопроцессора? Трудно сказать.

Однако, мы должны учитывать то, что процессоры Pentium III или Athlon стоят лишь у нескольких процентов пользователей. Очень популярен сейчас Intel Celeron, который не поддерживает технологию SSE, поэтому в сложных сценах даже самые мощные видеокарты, не имеющие геометрического сопроцессора, сядут в лужу. Таким образом, напрашивается вывод о том, что приобретение видеокарт, у которых имеется свой блок аппаратного расчета T&L, становится очень выгодным именно владельцам процессоров класса Celeron.

Game2, 1024х768@16bpp:

Соотношение сил осталось примерно на том же уровне, однако можно заметить, что позиции Matrox Millennium G400 MAX и Hercules Dynamite TNT2 Ultra почти на одном уровне.

Game2, 1024х768@32bpp:

Заметим, что очевидные преимущества видеокарты с DDR-памятью (ELSA Erazor X2) видны только при низком уровне детализации, а при увеличении сложности сцены они почти сходят на нет.

Падение производительности при росте числа источников освещения почти у всех карт одинаковое.

Снова видно явное преимущество аппаратного расчета T&L перед программным у видеокарты с NVIDIA GeForce 256. Однако, надо заметить, что разница между аппаратным и программным T&L не такая большая, как было в Game1. По всей видимости, резкое увеличение числа полигонов в сцене более негативно влияет на программное T&L, нежели увеличение числа источников света.

Теперь посмотрим на процессорозависимость по результатам 3DMark2000:

Тут показаны изменения производительности видеокарт на базе NVIDIA Riva TNT2 Ultra и NVIDIA GeForce 256 в зависимости от вычислительной мощности центрального процессора системы. При снятии показаний с NVIDIA GeForce 256 использовался аппаратный обсчет T&L, а при снятии данных с NVIDIA Riva TNT2 Ultra — программный. В глаза бросается значительный прирост производительности у NVIDIA GeForce 256 при переходе от 600 МГц CPU к 700 Мгц и от Pentium III к Athlon.

Таким образом, наличие геометрического сопроцессора у видеокарты не может стать неким компенсирующим низкую производительность CPU фактором, а отсюда вывод, что все равно, обладает ли акселератор своим геометрическим сопроцессором или нет, мощнейшим видеокартам требуется мощный процессор.

Подведем итоги рассмотрения 3DMark2000 c точки зрения скоростных показателей:

  • наличие грамотно оптимизированного движка у игры, использующего возможности SSE или 3DNow! на соответствующих процессорах, может стать хорошей альтернативой наличию геометрического сопроцессора у видеокарты;
  • владельцам Pentium III/Athlon стоит многократно подумать перед тем, отбрасывать ли идею приобретения видеокарт с GPU или нет, поскольку грамотно и хорошо оптимизированных под SSE или 3DNow! игр, использующих эти технологии для расчета T&L, практически нет;
  • не надо забывать, что расчет, например, освещения при помощи программного движка даже при использовании SSE или 3DNow! может быть несколько упрощенным, когда аппаратный обсчет T&L будет всегда полноценным (если, разумеется, это поддерживается игрой);
  • при отсутствии поддержки SSE или 3DNow! альтернативы использованию аппаратного обсчета T&L просто нет! Поэтому видеокарты с GPU станут выгодным приобретением для всех владельцев процессоров Celeron (естественно, что речь идет о старших моделях);
  • наличие геометрического сопроцессора не сможет компенсировать низкую вычислительную мощность центрального процессора системы.

Почему же получились такие разные результаты по итогам рассмотрения NVIDIA TreeMark и MadOnion 3DMark2000? По всей видимости, причин может быть две:

  • сцена в NVIDIA Tree достаточно проста по эффектам, к тому же выполнена в OpenGL, а трансформации координат и расчет освещения полностью переложены на геометрический сопроцессор;
  • сцены в MadOnion 3DMark2000 более сложные и имеют множество эффектов, и возможно не совсем полное использование сопроцессора у NVIDIA GeForce256. К тому же, авторы этого бенчмарка уже ведут разговоры о том, что возможен выпуск патча, исправляющего некоторые ошибки.
 


 

10 января 2010 Г.