ATI Radeon X1900XTX, или как ATI обыграла NVIDIA

Когда на свет появляется новая топовая видеокарта, любой профессиональный журналист хочет написать интересное вступление для материала, посвящённого новому продукту. Аналогии развития ускорителей 3D-графики находились и с курьерскими поездами, и с турбинами самолётов, и даже с падением в пропасти, но темпы развития останавливаться и не собираются. Гонка вооружений, о которой все обозреватели написали уже по доброму десятку раз, продолжается, и в ближайшее время конца её не видно. Сегодняшний же материал будет посвящён новой плате, у которой есть две цели: «Стать самым производительным решением на рынке на ближайшие полгода» и «Завоевать сердца всех хардкорных геймеров, показав всем сомневающимся, кто именно лидер на рынке». Но давайте обо всём по порядку.

Для начала перенесёмся в недалёкое прошлое. В конце весны 2005 года компания NVIDIA анонсировала свой новый чип G70 и свой новый топовый продукт на его базе GeForce 7800GTX. Этот ускоритель был действительно интересен и специалистам, и геймерам, ибо 24 конвейера в сочетании с улучшенной архитектурой давали серьёзный выигрыш в производительности по сравнению с предыдущим топовым решением NVIDIA GeForce 6800 Ultra. А если учесть, что возможность работы ускорителей в режиме SLI давала мощь 48 конвейеров, то и вовсе становится понятно, что NVIDIA заняла очень твёрдые позиции на рынке и сходить с них в ближайшие полгода не собирается.

Но что же происходило в это время у конкурентов NVIDIA, компании ATI? У них постепенно реализовывался план возврата позиций лидера на рынке, а попутно создавался чип R520, о котором стало известно примерно в то же время, когда стало известно о чипе G70 от NVIDIA. Вот только релиз R520 чипа задержался примерно на полгода, и он был представлен общественности гораздо позднее своего конкурента G70, плюс к этому, у нового чипа было всего 16 пиксельных конвейеров. И о чём нам тогда говорила ATI? О том, что не в конвейерах счастье, и что наши 16 работают гораздо более эффективно, нежели 24 у NVIDIA, и вообще, карты NVIDIA много чего не умеют, да и анизотропная фильтрация у них никакая. Но что важно пользователю? Пользователю не нужны компромиссы, а новый продукт ATI хотя и обгонял в некоторых тестах GeForce 7800GTX, всё равно имел равную с ним производительность. При этом многим было понятно, что любой следующий продукт от NVIDIA решит это соперничество в её пользу – даже простой релиз NVIDIA GeForce 7800 Ultra с повышенными, по сравнению с GeForce 7800GTX, частотами мог легко откинуть на второй план ATI X1800 XT на базе R520.

Примерно в то же время стали ходить слухи о скором выходе чипа R580, который, судя по всей логике рынка, должен был быть просто разогнанной версией чипа R520, да и продукт на его базе имел индекс Radeon X1900. Даже непосвящённому было понятно, что серия X1800 от X1900 сильно отличаться не будет, и этим подтверждался общий вариант о разогнанной версии 1800 XT. Похоже, что этому поверили даже маркетологи из NVIDIA – и просчитались.

Оказывается, всё это время инженеры ATI творили следующий по архитектуре за R520 продукт. Делали это тихо, без шумихи и нагнетания слухов. А когда стало понятно, что выход R520 задержится до конца осени (вместо начала лета), и вовсе встали в его тень. А затем взяли и анонсировали новый продукт для журналистов сразу же после новогодних праздников. Во всём этом прослеживается некий расчёт или план, и если этот план удался, то мы не увидим от конкурентов ATI, компании NVIDIA, ответного шага ещё довольно долго. Подумайте сами: если вы видите, что у ваших конкурентов есть только чип, который работает так же, как уже существующий у вас, и у них к тому же с ним проблемы, то можно особенно не беспокоиться и не спешить, а просто и спокойно почивать на вершине горы, ощущая себя лидером. Особенно если учесть, что и следующий продукт, которого ещё никто в глаза не видел, обещает быть всего лишь продолжением уже созданного. Поэтому маркетинговая служба NVIDIA не подгоняла своих инженеров, не готовилась отбиваться от нападений конкурента, а спокойно наблюдала за развитием событий, и, похоже, просмотрела довольно-таки важный момент.

У ничего не обещающего продукта ATI X1900 на базе чипа R580 откуда-то вдруг оказалось 48 пиксельных конвейеров внутри одного чипа плюс возможность работы плат на его базе в режиме CrossFire, что означает возможность получения в системе 96 пиксельных конвейеров. Это ровно в два раза больше, чем у топового продукта NVIDIA, продающегося, кстати, за те же деньги, что и, предположительно, некоторые модели Radeon X1900 серии. А если учесть, что все слова ATI касательно X1800 серии относятся и к X1900 серии, то становится понятно, что у ATI X1900 будет и возможность использования ветвлений в шейдерах без падения производительности, и отличная анизотропная фильтрация, и много-много других интересных возможностей, которые, по сравнению с конкурентами, выглядят весьма привлекательно.

Итак, компанией ATI был подготовлен тайный переворот, который, без сомнений, удался. Во всяком случае, на момент написания данного материала NVIDIA ничем не ответила на новый продукт ATI. Поэтому встречаем нового лидера в мире игровых графических ускорителей – компанию ATI. Давайте же познакомимся с их детищем поближе и начнём мы с таблицы технических характеристик:

Как можно заметить из таблицы, новая X1900 серия состоит из двух видеокарт, а точнее – из четырёх, но о двух оставшихся мы поговорим позднее, скажем только, что первый, не отображённый продукт из таблицы, – это Radeon X1900XTX CrossFire Edition, а второй – Radeon X1900 AllInWonder. Но вернёмся к отображённым в таблице решениям. Обе карты различаются только тактовыми частотами памяти и графического процессора, при этом обладая 48 пиксельными конвейерами и 8 вертексными, 512 Мбайт памяти с шириной шины в 256 бит и поддержкой ViVo. Если сравнивать новые решения с предыдущей серией, то можно заметить, что у ATI Radeon X1900XT и у ATI Radeon X1800XT стоят абсолютно одинаковые стартовые ценники, также у этих продуктов абсолютно идентичная частота ядра, да и частота памяти не сильно отличается. Это не означает, что обе этих видеокарты будут присутствовать на рынке по одной цене, просто ATI Radeon X1900XT пришла на замену своей предшественнице, которая, в свою очередь, теперь просто обязана стать дешевле и постепенно уйти с рынка. ATI Radeon X1900XTX, напротив, не имеет аналогов среди ранее выпущенных продуктов и поэтому имеет даже новый буквенный индекс, призванный подчеркнуть особенную мощь этого ускорителя. Наверное, теперь конкуренты, следуя доброй традиции, обязательно должны выпустить продукт с идентичной буквенной приставкой, но означающей абсолютно обратное, что-то типа GeForce 7800 XTX с пониженными частотами… Но мы отвлеклись. ATI Radeon X1900XTX стоит на $100 дороже младшей модели ATI Radeon X1900XT и имеет увеличенную на 25 МГц частоту графического процессора и на 100 МГц частоту подсистемы памяти.

Если же сравнить новые решения ATI с аналогичными решениями NVIDIA, то выигрыш первых однозначен. Теперь у NVIDIA GeForce 7800GTX не целых 24 конвейера, а всего 24, количество локальной памяти у ATI Radeon X1900 в два раза больше, чем у NVIDIA GeForce 7800GTX, да и функционально у X1900 серии есть явное преимущество – одна возможность использования антиалиасинга совместно с HDR-эффектами чего стоит. Мы не считаем, что версия NVIDIA GeForce 7800GTX с 512Мбайт памяти получила широкое распространение, так как зачастую имеет сильно завышенную цену, поэтому не учли её в сравнении. Давайте теперь рассмотрим внутреннее устройство чипа R580 и постараемся понять, что же в нём изменилось.

Теория

Для начала давайте посмотрим на внутреннюю структуру предшественника R580, чип R520.

Присмотритесь к ней внимательно и постарайтесь запомнить расположение основных модулей, ибо приведённая ниже диаграмма весьма похожа:

Как можно заметить, изменения коснулись только блоков пиксельных конвейеров (они отмечены зелёным). Теперь их стало заметно больше, но, как и раньше, все они управляются мультизадачным разделяющим процессором. Блоки вершинных конвейеров остались нетронутыми, впрочем, как и большинство других блоков. Общая внутренняя структура чипа осталась абсолютно идентичной, изменения коснулись только внутреннего содержания текстурного кэша и z-буфера. Также видно, что пиксельные конвейеры поделены на блоки по 4, и, как и раньше, подобная структура чипа позволяет отключать четвёрки конвейеров при их сбойной работе из-за ошибок при создании конкретного кристалла. Это означает, что в ближайшее время на рынке может появиться довольно большое количество продуктов на базе R580 с различным количеством пиксельных конвейеров из числа отбракованных процессоров. Причём из-за общего количества пиксельных конвейеров абсолютно понятно, что вариантов количества активных блоков может быть весьма не мало – для примера, 44, 40, 36, 32, 28, 24 и так далее. Этот же момент может послужить и для будущих попыток разблокировки возможно рабочих конвейеров, но отключённых по маркетинговым соображениям, ведь продуктов будет явно меньше, чем количество вариантов с активными блоками. В целом же, можно сказать, что структура чипа весьма удачная. Однако не всё так просто. Нарастив массу пиксельных конвейеров до 48, компания ATI, скорее всего, полностью убрала узкое бутылочное горлышко из модуля пиксельных конвейеров – теперь пиксельные конвейеры не будут сдерживать производительность, вопрос в другом – а что теперь будет её сдерживать? В первую очередь, это пропускная способность памяти, во вторую – возможный недостаток мощности вертексных конвейеров, ведь их всего 8 на 48, то есть по 6 пиксельных конвейеров на один вертексный, с другой стороны, вертексные конвейеры в последнее время мало влияли на производительность. Ну и третий, и, пожалуй, самый главный сдерживающий фактор производительности графического ускорителя – это центральный процессор. Если в технологической демке можно перегрузить кадр спецэффектами, а на центральный процессор положить наименьшую нагрузку, то в случае с реальными играми дела обстоят слегка хуже, ибо там и физика реальная, и AI считать надо. Поэтому для того, чтобы нагрузить такого монстра, как Radeon X1900XTX, данными, нужен сверхмощный процессор, не говоря уже о Radeon X1900XTX CrossFire. Есть мнение, что ни одного из существующих процессоров, включая многоядерные, для такого типа ускорителей не хватит. Конечно же, это с лихвой компенсируется включением всех возможных уровней антиалиасинга с анизотропией, с HDR и разрешением под 1600х1200, поэтому будущее у ATI Radeon X1900 series есть, и оно светлое. Однако у будущего поколения ускорителей за R580 будут проблемы, ибо увеличение количества пиксельных конвейеров – путь столь же конечный и тупиковый, как и банальное увеличение тактовых частот: когда-то настанет предел, и количество конвейеров уже не будет отражаться на производительности столь радикально, как сейчас.

Сама плата

Для тестирования в нашей лаборатории мы взяли плату ATI Radeon 1900XTX.

Как можно заметить по фотографии, по внешнему виду плата мало отличается от своего предшественника ATI Radeon X1800 XT.

То, что у компании ATI нет ни нового дизайна кулера под свой новый продукт, ни отличительных черт, на первый взгляд, выглядит весьма странно, однако, если вспомнить вводный текст, становится понятно, что ATI и не хотела выделять этот продукт.

Плата занимает два слота в корпусе и имеет интерфейс PCI-Express 16 x. Как и раньше, ATI Radeon 1900XTX требуется дополнительное питание.

При взгляде сверху становится видно, что у ATI Radeon 1900XTX изменились цепи питания, но о них мы поговорим позднее, а также изменилось расположение некоторых частей на PCB, однако плата очень сильно напоминает ATI Radeon 1800XT. Тут стоит сказать, что плата не только мощная, но и очень большая, поэтому влезет это чудо промышленности далеко не во все системные блоки. Именно поэтому перед покупкой подобной игрушки очень рекомендуем посмотреть, хватит ли внутри вашего корпуса для неё места, в противном случае, нужно будет поменять и его.

С обратной стороны PCB расположена только мелкая элементная база, поэтому о ней ничего интересного сказать не получится.

Конечно, хорошо смотреть на плату с кулером, но без него она выглядит гораздо интереснее, во всяком случае, для нас. Итак, вот собственно и сама плата.

Ради интереса, давайте сравним её с ATI Radeon 1800XT без кулера.

Прекрасно видно, что PCB практически идентичные. Отличия, конечно же, есть, но расположение основных элементов ATI Radeon 1900XTX в точности повторяет расположение на ATI Radeon 1800XT. Цепи видеоввода\вывода остались почти не тронутыми, обводка чипа та же самая, модули памяти остались теми же, а вот цепи питания изменились. Да что тут говорить, по внешнему виду очень тяжело понять, какая плата – ATI Radeon 1900XTX, а какая – ATI Radeon 1800XT. Но обратите внимание на кристалл графического процессора – по нему очень хорошо заметно, что его габариты увеличились. Ещё бы – 384 миллиона транзисторов вполне естественно занимают заметно больше места.

Сам же графический процессор выпущен на 45 неделе 2005 года, что соответствует концу декабря. Надо сказать, плата поступила к нам явно сразу же после сборки. Сам чип имеет ревизию AAY и явное обозначение о своём предназначении – тестовый семпл, однако, скорее всего, его коммерческие братья вряд ли будут от него отличаться – скорее, они будут его 100% близнецами. Модули памяти ещё со времён ATI Radeon 1800 series слегка сменили форм-фактор, но не производителя, которым остался Samsung, занимающий место главного производителя GDDR3-памяти уже довольно давно и явно собирающийся продолжить оставаться им ещё достаточно долго. Сами модули имеют маркировку K4 J523240 C-BJ11. Документации на эти модули на сайте Samsung мы не нашли, однако по их маркировке прекрасно видно, что модули имеют время доступа в 1,1 нс и, соответственно, могут без проблем функционировать на частоте в 775 МГц, да и на больших частотах, скорее всего, будут работать, что должно порадовать оверклокеров. 8 модулей, из которых и состоит 512 Мбайт памяти, расположены на плате с лицевой стороны и, соответственно, охлаждаются общим кулером, но о нём чуть позднее.

Как уже упоминалось ранее, изменения PCB коснулись цепей питания. Связано это с явно возросшим энергопотреблением графического процессора. Оно и не мудрено – частоты стали больше, количество транзисторов увеличилось, а техпроцесс остался тем же 90 нм. На плате появились дополнительные стабилизаторы и прочие элементы, отвечающие за электропитание, и это можно увидеть на фотографии. Но не это главное, главное – это то, что плате теперь требуется реально мощный блок питания. А вы как хотели? Если снова ненадолго вспомнить NVIDIA и выпуск ускорителя GeForce 6800 Ultra с 220 миллионами транзисторов в чипе, который требовал блока питания мощностью от 450 Ватт, становится понятно, что 360 миллионам транзисторов никакой техпроцесс не поможет, так или иначе придётся питать всё это великое кристальное множество. А если ещё учесть, что и центральный процессор для такой платы нужен неслабый, то единственным выходом остаётся покупка блока питания больше 500 Ватт. К слову сказать, в нашей тестовой лаборатории одна плата ATI Radeon 1900XTX в конфигурации с двуядерным Intel Extreme Edition на блоке питания FSP 480 Ватт запускать 3D-приложения отказалась, просто подвисая. Замена блока питания на FSP Epsilon 700Ватт проблему тотчас решила, и как нам показалось, с этим блоком питания без проблем запустится и CrossFire. И, конечно же, чтобы отвести всю эту электроэнергию, преобразованную в тепло, нужен хороший радиатор.

Собственно системы охлаждения ATI Radeon 1900XTX и ATI Radeon 1800XT не различаются вовсе, поэтому отдельного описания явно не заслуживают, однако ещё раз кратко по ним пробежаться не помешает. Сама конструкция системы охлаждения серьёзных нареканий не вызывает. Ядро графического процессора охлаждается отдельным медным радиатором, через рёбра которого проходит основной воздушный поток. Модули памяти охлаждаются алюминиевым радиатором через прослойку из термопроводящих плёнок. Эти термопроводящие плёнки – предмет уже давних споров и разногласий, однако пока лучше них производители ещё ничего не придумали, а жаль. Разделение системы охлаждения на два радиатора – очень верное решение, ибо если бы это был один радиатор, даже медный, то графический процессор так мог нагреть модули памяти через радиатор, что собственное тепловыделение модулей памяти было бы попросту незаметным. Второе нарекание на систему охлаждения – ­плохо отполированная медная пятка для графического процессора.

Если бы этот элемент был абсолютно гладким, теплообменные функции у этого радиатора могли бы серьёзно улучшиться, но увы. Ну и третье нарекание – это шум. Собственно, это даже не нарекание, а констатация факта – самые мощные видеокарты шумят, и шумят сильно. Во время хорошей загрузки ускорителя из прорезей для выхода тёплого воздуха дует как из хорошего фена, включённого на максимальную температуру ­– естественно, не промышленного.

CrossFire и AllInWonder

Под сегодняшнее описание практически не попали такие модификации плат из X1900 серии, как ATI Radeon X1900XTX CrossFire и ATI Radeon X1900 All In Wonder. Первый ускоритель мало чем отличается от своего не спаривающегося собрата ATI Radeon 1900XTX, однако стоит почти на $100 дороже. Цена эта берётся за возможность соединения двух ATI Radeon X1900XTX в пару и получения беспрецедентной мощности 96 пиксельных конвейеров. Отличия ATI Radeon X1900XTX Cross Fire заключается в специальном разъёме, который установлен вместо одного разъёма DVI, к которому подключается дополнительный провод-разветвитель, соединяющий две платы. Кстати сказать, у всей серии ATI Radeon X1900, впрочем, как и у X1800, установлены DVI выходы с поддержкой соединений, которые требуются для получения высоких разрешений на цифровых мониторах и ЖК-панелях.

Что же касается ATI Radeon X1900 All In Wonder, то её отличия от ATI Radeon X1900XTX или ATI Radeon X1900 XT довольно заметны. В первую очередь, это уменьшенный однослотовый радиатор, во вторых, заниженные, по сравнению с ATI Radeon X1900 XT, частоты и, в третьих, отличные возможности по обработке TV и видеосигнала. Цена ATI Radeon X1900 All In Wonder будет находиться в районе $500.

Предварительные выводы

Можно ещё очень долго рассказывать о новшествах, реализованных в ATI Radeon X1900 серии, и для этого у нас ещё будет большое количество материалов, однако пора подвести некоторую черту. Судя по описанию и трезвой логике, новый продукт у компании ATI удался. Как гром среди ясного неба, анонс ATI Radeon X1900XTX поразил всех обозревателей, в особенности если учесть, что этого не ждали, так как не так давно была анонсирована ATI Radeon X1800 серия. Что же, поживём – увидим, может быть, и NVIDIA сможет извлечь аналогичного кролика из шляпы, вот только фокусы получаются далеко не у всех и не всегда.