NVIDIA GeForce256 был анонсирован как первый чипсет, позволяющий на аппаратном уровне выполнять трансформацию координат и расчет освещения (T&L) и использующий оперативную память нового типа — DDR. Можно, конечно, возразить, что первенство в анонсировании технологии T&L принадлежит компании S3, которая сделала это на два дня раньше, чем NVIDIA, объявив о выходе Savage2000, но на сегодняшний день на рынке наблюдается огромное количество видеокарт разных производителей на GeForce256, а Diamond Viper II, использующий Savage2000, только начинает появляться. Таким образом, NVIDIA GeForce 256 на данный момент является бесспорным лидером среди чипов, имеющих геометрический сопроцессор.
Немного теории
Многие знают, что наиболее ресурсоемкими этапами в расчете трехмерной сцены являются трансформация координат и расчет освещения сцены. Локальные системы координат 3D–объектов необходимо сначала перевести в единую систему отсчета, а затем спроецировать 3D картинку на плоскость. Следующий этап — расчет освещения. Существует два способа расчета освещения: через карты освещения (lightmaps) и так называемое «вершинное» (vertex). Только vertex может учитывать динамику изменения самого источника освещения, тем самым делая графику более реалистичной. Именно эти две задачи GPU способен взять на себя. Так как после расчета трансформаций геометрический процессор не может передать расчет освещения центральному процессору, то на GPU может быть возложен либо полный расчет T&L, либо только расчет освещения.
Достаточной гибкостью в работе с геометрическим процессором видеокарты обладает лишь API (Application Programming Interface) OpenGL, а игры, использующие Direct3D, требуют полной переработки «движка» игры. Поэтому процесс внедрения GPU пройдет не так безболезненно для создателей игр, использующих API Direct3D. Естественно, скорость вывода графики зависит не только от используемого API, но и от компонентов видеокарты. В частности, именно память является наиболее «узким» местом в графическом ускорителе. Для примера вспомним TNT2 Ultra, где даже на частотах работы памяти около 200 МГц наблюдается резкое падение производительности в 32–битном цвете, когда между графическим процессором и памятью происходит наиболее интенсивный обмен данными. Возможны как минимум два способа повышения скоростных характеристик памяти: повышение частоты работы или увеличение разрядности шины данных. Новая память типа DDR (Double Data Rate) использует второй метод: в отличие от 128–битной шины данных для SDR (Single Data Rate) памяти, эта память, работая на тех же или даже меньших частотах, что и SDR–память, имеет 256–битную шину данных, обеспечивая передачу в два раза большего объема данных за один такт. Этим часто пользуются производители видеокарт, сообщая о заоблачных частотах работы DDR–памяти.
Что такое DDR
Double Data Rate (DDR) DRAM – эволюционное развитие SDRAM (Synchronous DRAM). Основным ее преимуществом является удвоенная (по сравнению с SDRAM) пиковая пропускная способность при работе на тех же частотах. Напомним, что синхронизация SDRAM с системным таймером позволяет контроллеру памяти точно знать время готовности данных, за счет чего уменьшаются временные задержки в процессе циклов ожидания, так как данные могут быть доступны во время каждого такта таймера.
Основные отличия DDR от стандартного SDRAM: во–первых, используется более «продвинутая» синхронизация, отсутствующая в SDRAM, во–вторых, DDR использует DLL (delay–locked loop — цикл с фиксированной задержкой) — для выдачи сигнала DataStrobe, означающего доступность данных на выходных контактах. Используя один сигнал DataStrobe на каждые 16 выводов, контроллер может осуществлять доступ к данным более точно и синхронизировать входящие данные, поступающие из разных модулей, находящихся в одном банке. DDR фактически увеличивает скорость доступа вдвое, по сравнению с SDRAM, используя при этом ту же частоту. В результате DDR позволяет читать данные по восходящему и падающему уровню таймера, выполняя два доступа за время одного обращения стандартной SDRAM. DDR также может работать на большей частоте благодаря замене сигналов TTL/LVTTL на SSTL3. Единственным существенным минусом является механическая несовместимость разъемов DIMM SDRAM и DIMM DDR (184 контакта для DDR против 164 для SDRAM).
Производство памяти DDR началось в 1998 году.
ASUS vs ASUS
Какой же прирост производительности может нам дать более дорогая память? Для ответа на этот вопрос были протестированы две видеокарты на чипсете GeForce 256 с разными типами памяти. Чтобы показать «чистый» прирост производительности, не зависящий от качества сборки, для эксперимента были отобраны видеокарты одного производителя — компании ASUSTeK: ASUS AGP–V6600 и ASUS AGP–V6800, единственное отличие между которыми состоит только в типе используемой памяти.
Обе платы выполнены в конструктиве AGP 2x/4x. Обе оснащены кулером с тахометром, что позволяет утилите SmartDoctor, входящей в комплект поставки, контролировать не только температуру чипсета (для чего на карте имеются специальные термодатчики) и напряжение на отдельных компонентах, но и частоту вращения вентилятора. При опасном отклонении показателей от нормы SmartDoctor поможет дельным советом, а при перегреве чипсета может принудительно снизить тактовую частоту ядра.
Плата поставляется с драйверами, базирующихся на эталонных (reference) драйверах от NVIDIA версии 3.48, снабжена 32 мегабайтами памяти типа SGRAM со временем доступа 5 нс, расположенными по обе стороны платы. Частота ядра 120 МГц, памяти — 166 МГц. Комплект поставки ASUS V6600 неожиданно огорчил: кроме компакт–диска с программным обеспечением для видеокарты и комплектом демо–программ от NVIDIA, в коробке лежали Turok–2 и XG–2. Не густо для демонстрации принципиально новых возможностей видеокарты. Плата имеет очень неплохой запас для разгона. Тестируемый экземпляр показал устойчивую работу ядра на 160 МГц и 200 МГц на памяти.
ASUS AGP-V6800
Начинка «родных» драйверов — «детонатор» версии 3.62. «Упакована» 32 мегабайтами DDR SGRAM 6 нс памяти Infenion, работающей на частоте 150 МГц, также расположенной по обе стороны платы. Именно этот тип памяти должен дать возможность чипсету GeForce 256 «развернуться» в полную силу в 32–битном цвете. Наш экземпляр успешно разогнался до 150 МГц на ядре и до 175 МГц (350 МГц «в пересчете» на SDR–частоты) на памяти.
Тестирование
Видеокарты тестировались на машине «народного» класса, а именно:
Материнская плата — ABIT BX6 (i440BX);
Процессор — Intel Celeron 450 (в девичестве — 300А);
Оперативная память — 128 Мб PC100;
Жесткий диск — Quantum FB CR 6.4 Гб;
Операционная система — Windows 98 SE PE / DX7.
Тестирование проводилось на эталонных драйверах версии 3.62. Vsync был выключен. Напоминаю, что каждое следующее поколение драйверов чаще всего оптимизировано под новые чипсеты, что совсем не означает более шуструю работу с предыдущим модельным рядом видеокарт. Так, например, обладатели RIVA TNT предпочитают использовать Detonator версии 2.17, считая его наиболее удачным для этого чипсета.
3DMark 2000
Этот тестировочный пакет представляет собой комплекс синтетических тестов. Использует новые возможности DirectX 7, включает поддержку T&L.
16–битный цвет
| 800 × 600 | 1024 × 768 | 1280 × 1024 | 1600 × 1200 | |
| ASUS AGP–V6600 | 3 895 | 3 436 | 2 638 | 1 991 |
| ASUS AGP–V6800 | 4 049 | 3 642 | 3 079 | 2 381 |
32–битный цвет
| 800 × 600 | 1024 × 768 | 1280 × 1024 | 1600 × 1200 | |
| ASUS AGP–V6600 | 3 372 | 2 543 | 1 579 | 1 090 |
| ASUS AGP–V6800 | 3 783 | 3 252 | 2 213 | 1 551 |
Какие выводы можно сделать, посмотрев результаты этих тестов? Видно, что в 16–битном цвете на разрешениях до 1280 × 1024 основную роль играет тактовая частота геометрического процессора — разница в показателях между обычной и DDR–памятью более или менее стабильна. Но начиная с разрешения 1280 × 1024 сразу видно преимущество DDR–памяти — разрыв увеличивается, и видеокарточка с более быстрой памятью резко уходит вперед. В 32–битном цвете это происходит еще раньше — на разрешении 1024 × 768. Однако заметим, что если в разрешении 1024 × 768 отрыв ASUS AGP–V6800 составляет более 700 единиц, то в разрешении 1600 × 1200 — «всего» около 450 единиц. Это говорит о том, что на высоких разрешениях даже DDR–память не способна полностью справиться с объемами данных, обрабатываемыми геометрическим процессором NVIDIA GeForce 256.
Quake III Arena
Одна из немногих игр, полноценно использующих возможности OpenGL для работы с геометрическим процессором. Тут можно воочию оценить скорость работы карты и качество драйверов OpenGL, написанных программистами, специально для этого приглашенными из SGI. Вряд ли заоблачные цифры синтетических тестов будут так радовать геймера, как возможность точно прицелиться и быстрее всех прыгнуть в сторону. Ну что же, посмотрим, насколько существен будет отрыв видеокарты с DDR–памятью в двух стандартных режимах — Normal (16–битная) и High Quality (32–битная глубина цвета). (Использованное демо — demo001.dm3.)
16–битный цвет
| 800 × 600 | 1024 × 768 | 1280 × 1024 | 1600 × 1200 | |
| ASUS AGP-V6600 | 81,8 | 68,1 | 42,9 | 29,5 |
| ASUS AGP-V6800 | 87,7 | 77,1 | 53,2 | 35,1 |
32–битный цвет
| 800 × 600 | 1024 × 768 | 1280 × 1024 | 1600 × 1200 | |
| ASUS AGP–V6600 | 62,6 | 39,0 | 22,3 | 14,3 |
| ASUS AGP–V6800 | 79,6 | 58,6 | 32,0 | 21,1 |
На высоких разрешениях видеокарта ASUS AGP–V6800 с легкостью оторвалась от своей конкурентки ASUS AGP–V6600, демонстрируя отличную производительность на разрешениях 1024 × 768 и весьма приемлемый FPS на 1280 × 1024.
Выводы
Что же можно сказать о тандеме GeForce 256 — DDR–память? Вероятно, это единственное решение для любителей поиграть на высоких разрешениях в 32–битном цвете, но заметьте, что такое удовольствие стоит дорого. Решать, готовы ли вы отдать за лишние 10–20 кадров в секунду (а они вряд ли бывают «лишними» для настоящих игроков), конечно же, вам, а не нам, поэтому никаких советов мы давать намеренно не будем.
Очень скоро появятся системные платы с поддержкой DDR–памяти, и, если выигрыш от использования памяти этого типа будет оправдывать ее цену, ведущие производители обеспечат рынок предложением, что сбросит цену на эту память. Тогда возможно появление приемлемых по цене видеокарт с 64 Мб локальной памяти типа DDR, работающей на частотах 200, 233 и 266 МГц (400, 466, 533 МГц в пересчете на обычную SDR–память). Будем надеяться, что до появления принципиально новых экономически оправданных стандартов памяти (Direct RDRAM не в счет, так как из–за дороговизны сфера ее применения ограничена серверами и компьютерами класса hi–end), DDR–память сможет временно устранить это узкое место видеоакселератора, да и всей системы в целом.
Пока же можно с уверенностью сказать, что мощности ASUS AGP–V6800 хватит, чтобы наслаждаться последними играми как минимум до конца 2000–го года. Что касается видеокарт с обычной SDRAM / SGRAM памятью, то печальным фактом остается ее недостаточная скорость, не позволяющая полностью «обслужить» требовательный геометрический процессор GeForce 256, не говоря уже о разрабатываемом скоростном чипсете NV15, который, если верить анонсам, обгонит GeForce 256 в два с половиной раза. Но об этом уже в следующих обзорах.
Выражаем благодарность за предоставленные видеокарты компании БЭСМ-2000 (255–9298, 255–5867).
