GeForce 8800GT и Radeon HD 3850: 256 бит в массы! Часть первая

Выпустив совместимые с DirectX 10 видеоакселераторы, компании NVIDIA и AMD так и не смогли представить что-то среднее между производительными решениями, проще говоря – high-end, и продуктами, рассчитанными на массовый рынок. И только спустя некоторое время оба чипмейкера дебютировали с уникальными разработками, которые имеют отличное соотношение «цена/производительность».

С обновлением версии API DirectX компании NVIDIA и AMD представили соответствующие решения класса high-end, а чуть позже и более доступные продукты, рассчитанные на массового потребителя. И если топовые карты демонстрировали производительность на порядок выше прошлого поколения ускорителей, то адаптеры среднего и начального уровней оставляли желать лучшего, причём стоимость их была выше моделей без поддержки DX10. Некоторые косметические изменения в спецификациях высокоуровневых адаптеров ситуацию должным образом так и не исправили – видеокарты оставались либо по-прежнему дорогими, либо с небольшим жизненным циклом, что оставляло нише в 200-300 долларов пустовать и далее.

И вот почти через год после начала экспансии совместимых с DirectX 10 видеоускорителей на суд общественности были представлены решения, которые действительно являются адаптерами среднего уровня и основаны, как парадоксально это ни звучало, на чипах следующего поколения. Также этот момент значим тем, что оба конкурирующих производителя выпустили разработки практически в одно и то же время – явление крайне редкое, особенно со стороны AMD/ATI, так как она уже давно выступает в роли догоняющей.

Сегодня мы рассмотрим современные варианты middle-end от законодателей графического рынка – GeForce 8800GT и Radeon HD 3850, а также проведём сравнительное тестирование, результаты которого будут достаточно интересными. И начнём, пожалуй, с GeForce 8800GT, так как компания NVIDIA раньше своего конкурента представила нативное решение среднего класса.

GeForce 8800GT (G92)

Продукция NVIDIA на базе DX10-совместимых ядер G8x оказалась несколько несбалансированной и вызывала в некоторых случаях сомнения в необходимости дальнейшего апгрейда. И если high-end-видеокарты серии GeForce 8800 действительно показывали феноменальную производительность, то адаптеры уровня GeForce 8600/8500/8400 ничего не давали, кроме поддержки DirectX 10. В итоге сложилась ситуация, когда для более-менее комфортной игры приходилось выбирать либо производительные карты прошлого поколения, либо дорогие, стоимостью более $300, GeForce 8800GTS/GTX/Ultra. Создать мощное решение среднего уровня с приемлемой ценой без значительного сокращения функциональных блоков (вспомним GeForce 8600/8500/8400) при имеющемся на то время техпроцессе было крайне сложно. Да и маркетологам такое положение дел только на руку – большая прибыль от high-end, которая ранее никогда не наблюдалась, плюс распродажа складских запасов G7х.

Через год после представления графического ядра G80, казалось бы, пора уже выпускать GPU следующего поколения, а значит, обновлённого флагмана компании. Но NVIDIA сперва решила выпустить продукт именно среднего класса, которого не хватало с самого начала, а уже со временем вывести на рынок высокоуровневые акселераторы на базе современных чипов. Итак, что же нового принесло обновление архитектуры видеопроцессоров калифорнийской компании, на базе одного из которых был выпущен GeForce 8800GT?

Во-первых, графический процессор G92 производится по 65-нанометровому технологическому процессу (сравните с 90-нанометровым для G80), что является большим шагом вперёд для компании NVIDIA и позволяет без проблем снизить уровень энергопотребления, увеличив при этом рабочие частоты и… количество функциональных блоков. Да-да, именно так, фактически никакого существенного урезания по сравнению с недо-middle-end'ом в лице G84, который был дробной частью G80, в новом ядре не наблюдается. Судите сами: количество транзисторов в новинке составляет ни много ни мало 754 млн, что намного больше, чем в высокоуровневом чипе прошлого поколения, при этом благодаря более тонкому техпроцессу площадь ядра стала меньше. Основными потребителями дополнительных транзисторов стали чип NVIO, отвечающий за RAMDAC, который в G80 представлял собой отдельную микросхему, видеопроцессор PureVideo HD и некоторые архитектурные изменения ядра (усложнённые блоки TMU, возможно, увеличенные кэши и так далее).

Также GeForce 8800GT оказался первым графическим акселератором, который поддерживает интерфейс PCI Express 2.0, увеличивающий пропускную способность в два раза по сравнению с версией 1.х (с 2,5 Гбит/с до 5 Гбит/с на канал), что в итоге позволяет передавать по графическому интерфейсу данные со скоростью 8 Гб/с в каждом направлении. Полная совместимость обеих версий PCI Express позволяет использовать старые видеокарты в новых платах и наоборот. В дополнение к повышенной пропускной способности увеличена также допустимая мощность потребления устройства.

Самым значимым нововведением в графическом процессоре нового поколения, рассчитанного на карты среднего уровня, является ширина шины памяти – теперь она 256-битная (!), и, по имеющимся данным, обновлённые старшие версии GeForce 8800 будут иметь такой же интерфейс. Забегая вперёд, можно смело заявить, что наш середнячок, обладая такой «узкой» шиной, способен порой дать фору GeForce 8800GTX, не говоря уже о 320-мегабайтной версии GeForce 8800GTS. Чипом поддерживается память стандарта GDDR3, а устанавливаемый объём равен либо 512 Мбайт с рабочей частотой 1800 МГц (физически 900 МГц), либо 256 Мбайт, при этом частота памяти снижена до 1400 МГц, что в достаточной степени скажется на производительности и, конечно же, стоимости – всего 199 долларов! Рекомендованная же цена на адаптер с объёмом памяти 512 Мбайт – в районе $249.

Теперь относительно архитектурных изменений ядра G92 по сравнению с графическими процессорами прошлого поколения. Графическое ядро G92 представляет собой некий гибрид G80 и G84/G86, в котором объединены структурная схема от высокоуровневого чипа и архитектура текстурных модулей с видеопроцессором PureVideo HD от GPU для массового рынка. Сама структура и принципы работы ядра G80 уже рассматривались на страницах нашего сайта («NVIDIA GeForce 8800: революция свершилась! Часть первая: архитектура G80» и мы лишь приведём существенные изменения, имеющие место в новом чипе.

Архитектура графического процессора G80

Как известно, G80 состоит из восьми шейдерных блоков, каждый из которых содержит по 16 потоковых процессоров (скалярные ALU), четыре модуля адресации текстур (TA) и восемь – фильтрации текстур (TF), что позволяло говорить о 128 потоковых процессорах и 32 TMU, при этом количество широких блоков растеризации равнялось шести (в общей сложности 24 ROP).

Архитектура графического процессора G92

В G92 доступны семь шейдерных блоков, работающих на частоте 1500 МГц и состоящих из всё тех же 16 ALU, а вот количество TA, как и в G84, увеличено вдвое и равно восьми модулям на каждый блок. Частота самого ядра составляет 600 МГц, что фактически приближается к рабочей частоте GeForce 8800Ultra. В итоге GeForce 8800GT имеет 112 универсальных процессоров и 56 TMU, правда, количество широких ROP, состоящих из четырёх модулей, было уменьшено до четырёх.

Структура шейдерных блоков

Возможно, это связано с экономическими, а возможно, и с маркетинговыми соображениями, чтобы не было конкуренции между различными модельными рядами. Учитывая достаточно большое количество транзисторов, можно предположить, что на самом деле функциональных блоков всё же больше, чем доступно, и со временем мы сможем познакомиться уже с полноценными G92, например, в старших моделях GeForce 8800.

Как и в предыдущем поколении графических процессоров NVIDIA, каждый шейдерный блок обладает собственным кэшем первого уровня, что обеспечивает потоковую обработку информации. Данные, обработанные одним потоковым процессором и выгруженные в кэш, могут быть вычитаны с помощью диспетчера ветвлений GigaThread другим процессором и заново обработаны, без ожидания выгрузки в кадровый буфер.

Новейшим графическим процессором поддерживаются все существующие методы сглаживания: адаптивное сглаживание, мультисемплинг, суперсемплинг и CSAA (Coverage Sampled Antialiasing). Последний позволяет при затратах ресурсов подобных MSAA 4x получить качество картинки, не уступающее MSAA 16х. Был обновлён мультисемплинг полупрозрачных поверхностей (TRMS), благодаря чему улучшились качество, не уступающее суперсемплингу (TRSS), и производительность.

Естественно, кроме работы с графическими приложениями G92, как и предыдущие GPU, основанные на унифицированной архитектуре, может применяться для физических и математических расчётов и тем самым позволит снять нагрузку с центрального процессора.

Обновлённый видеопроцессор PureVideo HD, используемый в новом чипе, способен полностью разгрузить центральный процессор при декодировании видеоданных даже таких тяжёлых форматов, как H.264 и VC-1, а также MPEG-2, с разрешением до 1920x1080 и битрейтом 30-40 Мбит/с. Также благодаря аппаратному декодированию CABAC и CAVLC данных есть возможность воспроизводить видеоданные на носителях HD-DVD и Blu-ray на системах средней производительности.

Как было сказано в самом начале данного материала, чип NVIO, отвечающий за внешние интерфейсы – а это два 400 МГц RAMDAC, два Dual Link DVI (с поддержкой HDCP) и HDTV-Out, в отличие от G80 интегрирован в сам кристалл GPU. Интерфейс HDMI также не остался в стороне и может быть реализован либо на платах специального дизайна, либо посредством переходника DVI/HDMI.

Ну и в заключение – о потребляемой мощности карт на основе графического процессора G92. На данный момент GeForce 8800GT – единственный представитель на базе новейшего GPU, потребляемая мощность которого всего около 110 Вт (на 33% ниже, чем у GeForce 8800GTS 320MB), благодаря чему разработчик остановился на однослотовой схеме охлаждения видеокарты. Насколько эффективным оказался такой подход, мы узнаем из второй части данного материала.