GeForce3 – inteligentní hrubá síla
31.5.2001, Vít Zatloukal, recenze
Zkoušeli jsme GeForce3 na sestavě s Pentiem 4 1,7GHz... co dodat?, snad jen rychle do toho!?!
Kapitoly článku:
- GeForce3 – inteligentní hrubá síla
- Výsledky testů 3DMark 2001 a Quake 3 Arena a porovnání
Snad nikdo nemůže nic namítat proti tvrzení, že firma nVidia představuje špičku v oblasti grafických karet určených pro „neprofesionální“ trh, tedy především hry. Jejím nejnovějším počinem je grafický čip (GPU, jak jej označuje nVidia) GeForce3. Ceny se ale zatím pohybují přece jen poněkud vysoko, takže není divu, že grafické karty s GeForce3 nepatří k nejprodávanějším. My jsme měli možnost vyzkoušet, jestli GeForce3 za ty peníze opravdu stojí, a to na nejrychlejším procesoru současnosti – Pentiu 4 1,7 GHz (tady už by se dalo polemizovat, zda a kdy je výkonnější Pentium 4 nebo Athlon, ale shodněme se na tom, že Pentium 4 je nejrychlejší alespoň co se týče udávané frekvence – pozn. pro rejpaly :-).
Trocha teorie
Nejprve se stručně podíváme na technické specifikace a nové vlastnosti GeForce3. Pokud vás teorie nezajímá, klidně přeskočte rovnou k benchmarkům. Tento nový čip je vyráběn 0,15 mikronovým procesem a obsahuje 57 milionů tranzistorů (což je víc než má Pentium 4). Taktován je na 200 MHz, tedy stejně jako GeForce2 GTS, ale níže než GeForce2 Ultra (250 MHz). Doporučená frekvence pamětí je 460 MHz, rozumí se samozřejmě DDR paměti s reálnou frekvencí 230 MHz. Je pravděpodobné, že se od různých výrobců objeví i GeForce3 karty s jinak taktovanými čipy a/nebo pamětmi a velmi pravděpodobně i sama nVidia přijde s různými variantami čipu GeForce3 (podobně jako rodina GeForce2 obsahuje MX, GTS, Pro a Ultra).
Z GeForce2 GTS zůstal zachován i počet čtyř „pipeline“, každá s možností aplikovat dvě textury v jednom průchodu. Vylepšení ale představuje možnost jednoprůchodového „quadtexturingu“ (uff, těžko se ty anglické výrazy překládají, pokud znáte někdo vhodnější termíny, rád se poučím). GeForce2 GTS umí v jednom cyklu aplikovat na jeden pixel nejvýše dvě textury, což dovoluje vykreslit čtyři dualtexturované pixely (jeden pixel = jedna pipeline) a dosáhnout až (teoreticky) 1,6 GigaTexelů za sekundu. Naproti tomu GeForce3 dokáže v jednom průchodu vykreslit také čtyři dualtexturované pixely anebo dva quadtexturované pixely (jeden pixel = dvě pipeliny).
nfiniteFX
Velkým přínosem pro vývojáře her a dalších aplikací by měl být tzv. nfiniteFX engine. Jedná se v zásadě o T&L engine známý z GeForce2, doplněný o nfiniteFX Vertex procesor a nfiniteFX Pixel procesor, které jsou plně programovatelné. Vývojáři je díky tomu mohou programovat podobně jako procesory s x86 instrukcemi. Výsledkem jsou (lépe řečeno mohou být:-) realističtější a detailnější povrchy, pohyby, hra světel atd. nVidia tuto technologii licencovala Microsoftu, takže ji najdeme v DirectX 8 rozhraní. Co se týče OpenGL rozhraní, nVidia implementovala tyto funkce jako rozšíření OpenGL do svých ovladačů. A protože se jedná o otevřený formát, který je přístupný i konkurentům nVidie, můžeme očekávat, že se podobných funkcí dočkáme třeba i v produktech ATI.
Lightspeed Memory Architecture
Další velkou změnu ve srovnání s GeForce2 prodělal řadič paměti. GeForce3 používá čtyři 32-bitové nezávislé paměťové řadiče, což nVidia nazývá termínem „Crossbar based memory controller“. Výsledkem je stejná celková šířka přístupu do paměti – 128 bitů, která ale může být lépe využita při práci s menšími datovými celky. Na přenesení 64 bitů dat se tak nespotřebuje celá šířka paměťové sběrnice (jako je tomu u GeForce2), ale pouze polovina, zatímco druhá polovina může být využita jinak.
HRAA – High Resolution Antialiasing
Nově také pracuje GeForce3 s antialiasingem, což je (stručně řečeno) technika vyhlazování hran (zubatých okrajů na barevných přechodech). GeForce2 FSAA (Full Screen Antialiasing) používá tzv. supersampling, kdy je scéna vykreslena ve větším rozlišení, než jaké je požadováno a poté zmenšena a vyfiltrována na požadované rozlišení. Je to něco jako když se na nekvalitní fotografii podíváte z větší vzdálenosti – vidíte ji menší a stejně tak menší a méně postřehnutelné jsou její kazy. Je zřejmé, že tento způsob vyžaduje vyšší výpočetní výkon, protože musí být vykresleno více pixelů, než je skutečně zobrazeno a také resamplování do nižšího rozlišení má nějakou režii – důsledkem je výrazné snížení výkonu při použití antialiasingu. GeForce3 jde ale na antialiasing zgruntu jinak. Používá multisampling algoritmus v kombinaci s Quincunx modelem, jenž určuje, které body je pro vyhlazení hran „smíchat“. Body na hranách jsou takto „rozmazány“, takže přechody nejsou tak ostré. Nevykreslují se žádné body navíc, takže výkon je nižší jen nepatrně.
Konec teorie, přistupme k praxi. Pokud vás „GeForce teorie“ zaujala, doporučuji obsáhlý článek na AnandTech.
Praxe
Na testy se k nám dostala GeForce3 karta z produkce InnoVision, použit je však referenční design, díky němuž vypadá většina GeForce3 karet téměř stejně. Co zaujme už na první pohled, je obrovský aktivní chladič čipu GeForce3 a pasivní chladiče pamětí. Díky tomu zůstává teplota čipu i pamětí znatelně nižší než na GeForce2 MX s pasivním chladičem. Kromě klasického VGA výstupu má karta i TV-out, a to jak S-Video, tak i kompozitní. Postřehnutelná je ovšem absence digitálního DVI výstupu, který GeForce3 podporuje a karta je na něj připravena. Kromě ovladačů dodává InnoVision s kartou i WinDVD 2000 přehrávač a několik CD disků s demoverzemi her a programů, které většině hráčů nestojí za pozornost.
Poznámka redakce:
Výstup DVI slouží pro připojení LCD plochých panelů, které již mají digitální vstup. Připojením takovéhoto LCD monitoru nedochází k D/A převodu na kartě a zpětnému A/D elektronikou monitoru. Obraz by tedy měl být podstatně čistší a téměř bez „kazů“ (tj. ideální stav). Navíc by se tak mohlo malinko ušetřit odbouráním těchto obvodů (i když v poměru k ceně LCD to nehraje – zatím – až zas takovou roli). Navíc firma ATI své karty (některé, dalo by se říci spíše novější) vybavuje konektorem DVI-I (např. ATI All-in-Wonder Radeon), což je obdoba DVI, ale tohle téma by si zasloužilo speciální článek (tak až někdy příště)...
Trocha teorie
Nejprve se stručně podíváme na technické specifikace a nové vlastnosti GeForce3. Pokud vás teorie nezajímá, klidně přeskočte rovnou k benchmarkům. Tento nový čip je vyráběn 0,15 mikronovým procesem a obsahuje 57 milionů tranzistorů (což je víc než má Pentium 4). Taktován je na 200 MHz, tedy stejně jako GeForce2 GTS, ale níže než GeForce2 Ultra (250 MHz). Doporučená frekvence pamětí je 460 MHz, rozumí se samozřejmě DDR paměti s reálnou frekvencí 230 MHz. Je pravděpodobné, že se od různých výrobců objeví i GeForce3 karty s jinak taktovanými čipy a/nebo pamětmi a velmi pravděpodobně i sama nVidia přijde s různými variantami čipu GeForce3 (podobně jako rodina GeForce2 obsahuje MX, GTS, Pro a Ultra).
Z GeForce2 GTS zůstal zachován i počet čtyř „pipeline“, každá s možností aplikovat dvě textury v jednom průchodu. Vylepšení ale představuje možnost jednoprůchodového „quadtexturingu“ (uff, těžko se ty anglické výrazy překládají, pokud znáte někdo vhodnější termíny, rád se poučím). GeForce2 GTS umí v jednom cyklu aplikovat na jeden pixel nejvýše dvě textury, což dovoluje vykreslit čtyři dualtexturované pixely (jeden pixel = jedna pipeline) a dosáhnout až (teoreticky) 1,6 GigaTexelů za sekundu. Naproti tomu GeForce3 dokáže v jednom průchodu vykreslit také čtyři dualtexturované pixely anebo dva quadtexturované pixely (jeden pixel = dvě pipeliny).
nfiniteFX
Velkým přínosem pro vývojáře her a dalších aplikací by měl být tzv. nfiniteFX engine. Jedná se v zásadě o T&L engine známý z GeForce2, doplněný o nfiniteFX Vertex procesor a nfiniteFX Pixel procesor, které jsou plně programovatelné. Vývojáři je díky tomu mohou programovat podobně jako procesory s x86 instrukcemi. Výsledkem jsou (lépe řečeno mohou být:-) realističtější a detailnější povrchy, pohyby, hra světel atd. nVidia tuto technologii licencovala Microsoftu, takže ji najdeme v DirectX 8 rozhraní. Co se týče OpenGL rozhraní, nVidia implementovala tyto funkce jako rozšíření OpenGL do svých ovladačů. A protože se jedná o otevřený formát, který je přístupný i konkurentům nVidie, můžeme očekávat, že se podobných funkcí dočkáme třeba i v produktech ATI.
Lightspeed Memory Architecture
Další velkou změnu ve srovnání s GeForce2 prodělal řadič paměti. GeForce3 používá čtyři 32-bitové nezávislé paměťové řadiče, což nVidia nazývá termínem „Crossbar based memory controller“. Výsledkem je stejná celková šířka přístupu do paměti – 128 bitů, která ale může být lépe využita při práci s menšími datovými celky. Na přenesení 64 bitů dat se tak nespotřebuje celá šířka paměťové sběrnice (jako je tomu u GeForce2), ale pouze polovina, zatímco druhá polovina může být využita jinak.
HRAA – High Resolution Antialiasing
Nově také pracuje GeForce3 s antialiasingem, což je (stručně řečeno) technika vyhlazování hran (zubatých okrajů na barevných přechodech). GeForce2 FSAA (Full Screen Antialiasing) používá tzv. supersampling, kdy je scéna vykreslena ve větším rozlišení, než jaké je požadováno a poté zmenšena a vyfiltrována na požadované rozlišení. Je to něco jako když se na nekvalitní fotografii podíváte z větší vzdálenosti – vidíte ji menší a stejně tak menší a méně postřehnutelné jsou její kazy. Je zřejmé, že tento způsob vyžaduje vyšší výpočetní výkon, protože musí být vykresleno více pixelů, než je skutečně zobrazeno a také resamplování do nižšího rozlišení má nějakou režii – důsledkem je výrazné snížení výkonu při použití antialiasingu. GeForce3 jde ale na antialiasing zgruntu jinak. Používá multisampling algoritmus v kombinaci s Quincunx modelem, jenž určuje, které body je pro vyhlazení hran „smíchat“. Body na hranách jsou takto „rozmazány“, takže přechody nejsou tak ostré. Nevykreslují se žádné body navíc, takže výkon je nižší jen nepatrně.
Konec teorie, přistupme k praxi. Pokud vás „GeForce teorie“ zaujala, doporučuji obsáhlý článek na AnandTech.
Praxe
Na testy se k nám dostala GeForce3 karta z produkce InnoVision, použit je však referenční design, díky němuž vypadá většina GeForce3 karet téměř stejně. Co zaujme už na první pohled, je obrovský aktivní chladič čipu GeForce3 a pasivní chladiče pamětí. Díky tomu zůstává teplota čipu i pamětí znatelně nižší než na GeForce2 MX s pasivním chladičem. Kromě klasického VGA výstupu má karta i TV-out, a to jak S-Video, tak i kompozitní. Postřehnutelná je ovšem absence digitálního DVI výstupu, který GeForce3 podporuje a karta je na něj připravena. Kromě ovladačů dodává InnoVision s kartou i WinDVD 2000 přehrávač a několik CD disků s demoverzemi her a programů, které většině hráčů nestojí za pozornost.
Poznámka redakce:
Výstup DVI slouží pro připojení LCD plochých panelů, které již mají digitální vstup. Připojením takovéhoto LCD monitoru nedochází k D/A převodu na kartě a zpětnému A/D elektronikou monitoru. Obraz by tedy měl být podstatně čistší a téměř bez „kazů“ (tj. ideální stav). Navíc by se tak mohlo malinko ušetřit odbouráním těchto obvodů (i když v poměru k ceně LCD to nehraje – zatím – až zas takovou roli). Navíc firma ATI své karty (některé, dalo by se říci spíše novější) vybavuje konektorem DVI-I (např. ATI All-in-Wonder Radeon), což je obdoba DVI, ale tohle téma by si zasloužilo speciální článek (tak až někdy příště)...
