NVIDIA GeForce 7800GTX (G70)

Авторы:Мусяка
,Кузин Андрей

Введение

Анонс G70 подоспел когда не ждали: в середине лета. Совсем не сезон, но для nVidia это дело принципа - "всегда быть первым". Слишком ранние утечки предварительной информации по R520 и G70 вызвали обратную реакцию - народ ждал и возмущался. Первые обрывочные сведения произошли еще до мартовского CeBit. После выставки обозреватели разъезжались по домам уже с более-менее адекватным восприятием будущих продуктов. Графическая индустрия взяла четкий курс на наращивание количества конвееров и до выхода DX10, который ожидается только в Longhorn - никаких революционных прорывов в реализации графики не предвидится.

Есть готовый, отлаженный и работающий конвейер. То, что он вылизан до последней запятой у обоих компаний и на уровне топографии и на уровне драйвера - никто и не сомневался. Об этом говорит хотя бы тот факт, что в синтетике конкурирующие чипы уже давно примерно одинаковы, и в ход идут маркетинговые игры типа HL2 и DOOM3. Такова жизнь и это нормально. Когда происходит "упирание в технологический потолок" - в бой вступают маркетологи со своей тяжелой артиллерией.

Изначально было известно, что G70 проектируется под техпроцесс 0.11, а значит больше 24-х конвееров на заданной площади кристалла не уместить. C ATI интрига была интересней - R520 создавался как чип, расчитанный на техпроцесс 0.09! Т.е., элементарный математический расчет говорил о том, что можно уместить и все 32 конвеера, что тут же было опровегнуто компанией ATI - "не время". Новое поколение графических чипов от обоих наших лидеров имеет одинаковую формулу 24pp/8vp. Опять же... с выходом DX10 все эти условности и дележка конвееров на пиксельные и вершинные отомрет сама собой - конвееры станут едиными и реально полностью программируемыми.

Как стало известно еще в начале мая - анонс ATI отложили на середину лета. Знакомые, на примере nVidia, грабли с освоением сверхтонкого процесса, плюс отладка и запуск своего аналога SLI - технологии, которая получила название CrossFire.

Прежде чем перейти к реальным тестам новинки от nVidia, необходимо сделать важное замечание. Восьмилетняя гонка производителей по наращиванию возможностей и производительности графических ускорителей откровенно уперлась в недостаточную производительность центральных процессоров. B Intel и AMD уже год бьются головой об стенку... вводится поддержка 64-бит, мультикорность, секьюрность, степность... но сути это не меняет - реальная вычислительная мощность систем не растет. Точнее растет, но абсолютно несоизмеримо с затраченными деньгами и усилиями. Более того, под давлением сложившихся обстоятельств - обе компании отказались от традиционных методов маркировки своих процессоров.

Создатели графических чипов в данной ситуации сами себя загнали в угол. С одной стороны, они-то могут с переходом и освоением новых технорм совершенно спокойно и органично наращивать конвейеры... А производители CPU сталкиваются с куда более серьезными проблемами - прежде всего с насаждением "многопотокового мышления" в среде программистов. Карты поколения 16pp/6vp (GeForce 6800Ultra и X850 XT) и так слишком круты для большинства игровых приложений при любых настройках качества графики, даже самых агрессивных. Индустрию двигают вперед (и спасают) буквально несколько компаний, которых можно пересчитать по пальцам одной руки: ID Software, Valve, Crytek... остальные курят бамбук и ждут с неба бабок за любое освоение фич, хотя бы DX9.0c.

Покупая сегодняшнюю новинку, каждый экстремальный игроман должен совершенно четко отдавать себе отчет в двух вещах:

- видеокарту уровня 24pp/8vp может загрузить только САМЫЙ БЫСТРЫЙ ПРОЦЕССОР.
- преимущество нынешнего hi-end - это возможность играть на максимальных разрешениях с максимальными настройками качества.

Вот такие пироги. Можно приступать к осмотру карты NVIDIA GeForce 7800GTX и её тестированию.

Ключевые отличия поколений:

Карта	Core	Memory	Pipes	Тех процесс	Число транзисторов	Retail Price
X850 XT Platinum Edition	540Mhz	1,18GHz (37.8 GB/s)	16/6	0.13	160 млн	500$
GeForce 6800Ultra	400Mhz	1,1GHz (35,2 Gb/sec)	16/6	0.13	222 млн	550$
GeForce 7800GTX	430Mhz	1,2GHz (38,4 Gb/sec)	24/8	0.11	302 млн	599$

В первую очередь, хотелось бы отметить новую систему охлаждения видеокарты. Для более объективной оценки преимуществ системы охлаждения 7800GTX надлежит вспомнить прошлый не слишком удачный эксперимент NVIDIA с NV30, которая отличалась недетским тепловыделением, что обусловило использование очень громоздкой системы охлаждения, отличающейся, помимо всего прочего, еще и повышенной шумностью. Далее NVIDIA провела работу над ошибками, и результатом ее стал выпуск NV40 (промежуточный этап в лице NV35 мы не рассматриваем), но на платах референс-дизайна (таковым обладали не только сэмплы от NVIDIA, но и подавляющее большинство серийных карт от партнеров) вновь был использован двухслотовый дизайн системы охлаждения. Это было оправдано в плане достижения более высокой эффективности и позволило снизить уровень шума, но тем не менее, это явилось одним из тех фактов, которыми оперировала ATI при обозначении преимуществ R420 перед конкурирующим NV40 – ведь у RX800XT система охлаждения была однослотовой.

Все эти факторы, видимо, были учтены при разработке нынешнего флагмана NVIDIA – 7800GTX, и референсный сэмпл карты оснащен однослотовой системой охлаждения,

которая является менее шумной, нежели устанавливаемая на 6800Ultra (разумеется, любая оценка такого параметра как шум, является априори субьективной). Что касается температурных параметров, то и они вполне приемлемы - 53 градуса под загрузкой на стандартных частотах, но стоит учитывать также и то, что G70 выполнен по 0,11 техпроцессу, в отличие от 0,13 на NV40/45. Конечно же, впоследствии, когда в продажу поступят серийные платы на базе G70 от партнеров компании, то мы, наверняка, узреем и другие варианты системы охлаждения.

Что касается самой конструкции системы охлаждения, то она представляет собой алюминиевый радиатор с припаянными ребрами, покрывающий GPU и чипы памяти, расположенные на лицевой стороне платы. В верхней части радиатора помещена тепловая трубка для более эффективного охлаждения чипов видеопамяти.

Сверху конструкции помещена крышка с вентилятором и вырезанным весьма оригинальным образом логотипом NVIDIA,

а стабилизаторы охлаждаются с помощью отдельного алюминиевого радиатора.

С оборотной стороны платы расположена алюминиевая пластина, служащая для крепления системы охлаждения. Отдельная пластина покрывает четыре чипа видеопамяти, расположенные на оборотной стороне платы и пустые "посадочные места" под еще четыре чипа, которые будут установлены на 512Mb модификация платы.

На плату установлено 256Mb видеопамяти стандарта GDDR3 с шиной передачи данных разрядностью 256Bit виде восьми микросхем памяти Samsung со временем выборки 1.6 ns, что соответствует частоте работы 625MHz (1250 MHz DDR). Изначально память на GeForce 7800GTX работает на 1200MHz DDR. Пропускная способность памяти еще более впечатляющая, чем у NV40 (35,2 Gb/sec) и составляет 38,4 Gb/sec.

Не исключено, что впоследствии будут выпущены некоторые "экстремальные" модификации 7800GTX, оснащенные более быстрой памятью со временем выборки 1.4 ns (номинал – 1430MHz DDR), и имеющие более высокие штатные частоты работы (скорее всего, одной из первых, решившихся на подобные изменения, компанией станет Gainward со своим очередным Goes Like Hell решением). Также скоро увидят свет карты GeForce 7800GTX, оборудованные 512Mb видеопамяти, чему лучшим свидетельством является наличие на PCB пустых мест для восьми чипов памяти.

Посмотрим на графический процессор G70. По данным производителя, число транзисторов GPU достигает 302 миллионов (напомним, число транзисторов графического процессора NV40 составляло 222 миллиона). Штатная частота работы составляет 430MHz. Двадцать четыре пиксельных конвейера, восемь вертексных юнитов.

По общим размерам платы 7800GTX на сегодняшний день является абсолютным чемпионом. PCB 7800GTX длиннее, чем у 6800Ultra,

и превосходит даже RX800XL с интерфейсом AGP, которая до сегодняшнего дня гордо носила пальму первенства по данному параметру.

Что касается энергопотребления, то GeForce 7800GTX потребляет около 110W, а рекомендованная NVIDIA можность блока питания составляет 350W (минимум!) для одной карты 7800GTX и 500W – для SLI-конфигурации. Эти требования является гораздо более скромными, чем у предыдущего флагмана – GeForce 6800Ultra, которая требовала блока питания мощности около 480W. Но последнее было, помимо всего прочего, обусловлено и тем, что на GeForce 6800Ultra AGP были установлены два разъема для дополнительного питания. Следовательно, требовался БП с соответствующим количеством свободных разъемов (каждый разъем Molex требовал подключения отдельного кабеля питания), а этим могли похвастаться только блоки питания большой мощности.

Также GeForce 7800GTX оборудована двумя цифровыми выходами и TV-OUT

И разъемом, позволяющим объединить две карты 7800GTX в SLI.

Драйверы ForceWare 77.хх

Для работы с картами серии 7800 была выпущена новая версия драйверов ForceWare – 77.6x (в данном случае мы использовали 77.62).

В стандартных настройках качества изображения доступны следующие режимы FSAA: Application Controlled - управление приложением (по умолчанию)/ выкл. / 2x / 2x Quincunx / 4x / 8xS

GeForce 7800GTX поддерживает анизотропную фильтрацию до х16 включительно. Доступны следующие уровни:
Application Controlled - управление приложением (по умолчанию)/ выкл / 2x / 4x / 8x / 16x

Помимо этого, в подменю advanced settings возможен выбор режима адаптивного АА (off, multisampling, supersampling)

Про влияние того или иного режима на качество изображения вы сможете прочитать чуть ниже, в соответствующем разделе материала.

Также среди опций драйвера доступно меню выбора качества фильтрации текстур. Выбор осуществляется среди средующих режимов: High Performance (высокая производительность) / Performance (производительность) / Quality (качество, по умолчанию) / High Quality (высокое качество).

Помимо этого, доступны вкладки термомониторинга и управления частотами (последнее включается через Coolbits).

Luna и Mad Mod Mike Demo

Как обычно бывает, при анонсе новых графических решений представляется также новая демо-программа, призванная в полной мере продемонстрировать все качества и технологические преимущества нового продукта. Персонажем демки, как и в случае с GeForce 6800Series, стала очаровательная девушка – на сей раз сирена ярко выраженной восточной внешности.

Вот как разработчики описывают сюжет данной демо-программы:
"У ворот на границе между реальным и нематериальным миром стоят привратники. Это трио бестелесных существ парит на фоне огромного глазного яблока, двигаясь по спирали, раскручивающейся в светящуюся пустоту. Они направляют взгляд этого немигающего глазного яблока своими гигантскими руками, и вот мы уже всматриваемся в черную дыру, раскрывающую нам неведомый мир, более таинственный, чем тот, что окружает нас в нашей прозаичной реальности.

Эти три существа – слуги верховной жрицы Luna, которая повелевает этим волшебным глазом. Из холодного белого света появляется Luna - очаровательная мифическая сирена, зовущая нас в свой сумрачный нереальный мир. Переливаясь теплыми зелеными тонами, освещающими путь, она летит через пещерные ходы к неизведанным образам подсознательного.

Забудьте привычный вам мир, идите вслед за Luna и посетите необъятный игровой мир хаоса. Вы увидите то, чего никогда раньше не видели, поверьте в этот сказочный мир, увидев все своими глазами."

Ну, что сказать, впечатляет? Остается только добавить, что в демке активно задействованы пиксельные шейдеры 3.0 версии, а также эффекты:

Translucence – возможность отображения не только бледно-красных бликов, излучаемых из-под кожи Luna, но и отображения ярких тонов, излучаемых с тел привратников. Интенсивность излучаемого света вычисляется с учетом глубины тел привратников, их костей и артерий.

Displacement Mapping – Новый метод карт смещений, реализованный в графическом ядре Gems 2 NVIDIA: применение объемных текстур для вычисления поверхностей, позволяющее смешивать выпуклые объекты.

Real-Time Hair – Возможность моделирования тончайших волос на голове Luna в реальном времени, моделирование их теней с учетом количества волос между каждым пикселом и источником света.

Вторым персонажем выступает некий молодой человек по имени Mad Mod Mike, обладатель весьма внушительного и серьезного вида.

"Mad Mod Mike - это герой, готовый всегда прийти на помощь игроку. Когда наступает ночь, он забирается в ваши измученные компьютеры и превращает их в настоящих игровых монстров. А с какой графической картой? Конечно же, лучшей из того, что предлагает NVIDIA!" - так звучит широковещательное описание сего любопытнейшего персонажа. Также, как и Luna, эта демка использует возможности PS 3.0, и эффектов Radiant Lighting и Depth of Field.

Radiant Lighting – более высокая реалистичность теней и света от ракетниц Mad Mod Mike, натуральное освещение среды и отражения света от объектов. Обратите внимание, что отражение на шлеме Mad Mod Mike и на ракетнице – это отдельно обсчитываемая сцена. При приближении к объектам на его лице видны тончайшие отсветы.

Depth of Field - Mad Mod Mike демонстрирует возможности камеры или человеческого глаза фокусироваться вглубь, а также показывает плавную расфокусировку объектов над этой точкой.

Тестирование

Тестовый стенд:

CPU	AMD Athlon64 4000+
MB	ASUS A8N-SLI Deluxe
Memory	Kingston HyperX PC3200 2x512 Mb
OS	WinXP + SP2 + DirectX 9.0c
PSU	Hiper 525W

Для тестирования карт ATI использовались последние WHQL-драйверы - Catalyst 5.6, для карт NVIDIA – последняя версия бета-драйверов ForceWare 77.62

Итак, самый важный график с точки зрения всех маркетинговых отделов компаний выпускающих видеокарты ;-) Это 3DMark 2005Pro:

nVidia возвращает себе пальму первенства. А кто бы сомневался? На 24-х конвеерах можно было бы и диференс покруче. Но что есть - то есть. Сказывается "начальная версия драйвера".

Смотрим падение производительности при включении настроек качества:

Практически, карта даже не заметила максимальных настроек 8xS AA/16xAF. Это реально поражает.

А теперь добавим данные по Radeon 850XT Platinum и GeForce 6800Ultra:

Старенький синтетический тест - 3DMark 2003Pro:

И опять же проверяем провал на качественных настройках. На этот раз падение весьма ощутимо:

Разгон

Учитывая то, что на просторах Интернета витали слухи о разгоне плат на базе G70 до 508/1370MHz (с использованием дополнительного охлаждения), мы уже знали, на что стоит рассчитывать. Однако для получения наиболее адекватных результатов было принято решение не применять дополнительного обдува и иных модификаций системы охлаждения, показав разгон платы как есть.

В результате нам удалось достичь 500/1350MHz, что является весьма неплохим показателем. Разумеется, оверклокеры и компьютерные энтузиасты при применении соответствующих охлаждающих приспособлений наверняка смогут поднять эту планку еще выше.

В нашем же случае разгон графического процессора примерно на 16% и видеопамяти на 12,5% выглядит довольно неплохо для топового решения. Вспомним, к примеру, флагмана предыдущего поколения – GeForce 6800Ultra, где очень хорошим разгоном GPU на стандартном охлаждении считались 450MHz (+12,5%), а память редко удавалось разогнать выше 1200MHz DDR (+9%).

Качество изображения

Мы провели оценку качества изображения в двух актуальных на данный момент играх:

• Far Cry (1.3 Patch)
• Half-Life2 (d1_trainstation).

Все скриншоты были сняты при разрешении 1024х768.

Анализ производительности и выводы

Традиционно NVIDIA явилась первопроходцем и первооткрывателем нового поколения видеоакселлераторов, представив решение по формуле 24pp/8vp (предыдущее поколение - 16pp/6vp). И пусть разница в производительности между платами предыдущего и нынешнего поколения не столь существенна, как это было год назад при выпуске GeForce 6800Ultra (NV40), но тем не менее, новинка показала явный и достаточно убедительный шаг вперед.

С выпуском GeForce 7800GTX NVIDIA намерена исправить одну из важнейших ошибок предыдущего поколения, совершенную как NVIDIA так и ATI – платы на базе G70 поступят в продажу сразу после окончания NDA, то есть – фактически уже сегодня. Конечно, не стоит утрировать и воспринимать столь отрадную оперативность буквально, ведь официальный старт еще далеко не значит, что платы волшебным образом появятся сразу в определенный час на полках всех магазинов мира – сперва их должны банально отгрузить и привезти. Однако по всем признакам такого беспрецедентного дефицита новинок, который мы наблюдали на примере high-end карт прошлого поколения, в этом раунде не ожидается, что не может не радовать.

Раз уж зашла речь о покупке, не лишним было бы упомянуть о цене. Рекомендованная цена на 256Mb модификацию 7800GTX составляет $599. Исходя из этого, можем предположить, что розничные цены первое время после анонса будут составлять порядка $650 и выше. Что касается 512Mb версии, то по всей видимости цена будет стартовать с отметки $700, а то и выше. Однако точных данных по этому вопросу пока не представлено.

Возникает вопрос о целесообразности выпуска нового поколения сейчас, когда современные топовые карты и так обеспечивают более чем приемлемый уровень прозводительности во всех играх последнего поколения. Но помните то, что эти платы являются своеобразным заделом на будущее, в частности для игр на Unreal Engine 3 и прочих важных новинок геймерской индустрии. Разумеется, являясь сейчас обладателем GeForce 6800Ultra или RX850XT PE, вам нет особого смысла переживать и бежать за новинками, и здесь налицо еще одно преимущество анонсированного сегодня продукта – что с выпуском G70 платы предыдущего поколения не превратились автоматически в хлам, что произошло в прошлом году с 9800XT и 5950Ultra (особенно были счастливы те, кто купил их месяца за 2-3 до апрельского анонса – баксов этак за 450+).

Точно можно сказать только одно - чем скорее новые карты попадут на прилавок - тем быстрее начнут рушиться астрономические цены на предыдущий Hi-End от nVidia и ATI.