Matrox Millenium G400. Part 1

Введение

В Москву завезли легальные партии плат Millenium G400. Цена колеблется от 120 до 250 долларов США в зависимости от комплектации и модели. Существует несколько их вариантов, с одним или двумя выходами на монитор и с 16 либо 32 мег памяти. Стандартно плата комплектуется 6 ns SGRAM от Samsung. Вариант попавший к нам имел один выход на монитор, 32Мб памяти, большой игольчатый радиатор (61x41 мм), и был 165 мм длинной. Поставлявшиеся в комплекте драйверы не тестировались и не ставились, были скачаны последние из сети. Новый драйвер 4.11.01.1130 имел в комплекте фирменную панель настроек Matrox PowerDesk версии 5.13.02.

Тестовое оборудование

Карта устанавливалась в систему с процессором Pentium II - 400Mhz, 128Mb 8ns SDRAM, Diamond S90 (Vortex1) 3D звуковой картой. Windows'98 версии 4.10.1998 и DirectX6.1

G400 позиционируется как конкурент чипов последнего поколения и поэтому сравнение производилось с платой LeadTek WinFast S320 II (TNT2) и STB Voodoo3 3000. Существующий последний PowerStrip, не смотря на заявление о поддержке G400 со своей задачей не справился и разгон карты не осуществлялся, для сравнения так же использовались результаты неразогнанных плат.

Плата LeadTek WinFast S320 II имела 16Мб локальной памяти типа SDRAM работавшей на 150Mhz. Скорость чипа установлена на 140Mhz (заводская установка). Для тестирования использовались родные драйверы LeadTek. Карта выполнена в конструктиве AGP4x, но системная логика естественно работала в режиме 2x, как и все существующие матплаты. Плата поддерживает DIME текстурирование (работа с текстурами в системной памяти).

Плата STB Voodoo3 3000 имела 16Мб локальной памяти типа SDRAM 6ns (8Мб буфер кадров, 8Мб текстурный буффер). Частоты чипа и памяти были оставлены на стандартных 166/166Mhz. Аналогично - опять конструктив AGP4x, но работает на 2x и не поддерживает Direct Memory Execution (AGP текстурирование), что катастрофично сказывается на скорости синтетических тестов при обработке больших массивов текстур (более 8Мб). В реальных ситуациях это пока исключено.

Плата Matrox Millenium G400 имела 32Мб локальной памяти типа SGRAM 6ns от Samsung, была выполнена в конструктиве AGP4x и поддерживала DIME текстурирование. Эта модель, к сожалению, не имела второго выхода на монитор (Single Head, примерная цена - около 170-180$ на июль 1999), карта маркирована как G4+MA32GB/40 Rev.A и изготовлена в Китае.

Маркировка памяти: SEC KOREA 913 KM4132G1120-6 UFB086JB

На плате имеется 2 коннектора - один однорядный 26 pin - "мама" для подключения фирменных матроксовских адд-он карт, второй стандартный 25-pin Feature "папа"

Техническая информация

Частота чипа Millenium G400 по умолчанию 125Mhz, скорость памяти - 166Mhz. У чипа и памяти очень интересная особенность - их частоты никак не зависят друг от друга. Не так давно, написав статью о будущем 3D акселераторов мы получали письма с дополнением о том, что 300Mhz скорости чипа сейчас не могут быть реализованы из-за зависимости частот ядра и памяти. И вот теперь мы видим реализацию матрокса, когда можно поднимать частоту например до 400Mhz оставляя память работать на 200. Кроме этого, интересной является 256 битная система Dual Bus, в основе которой лежит 128 разрядная шина предыдущего чипа G200. Карта не полностью выполнена в 256 битной архитектуре, есть и 128 битные компоненты.

Подробнее о карте:

Новейшие 3D чипы разделились на мульти и одноконвейерные. Чип TNT2 является двухконвейерным, что позволяет ему либо накладывать две текстуры на один пиксел за проход, либо по одной текстуре, но на два пиксела сразу, есть несколько ограничений, о которых можно прочесть в статьях посвящённых мультитекстурированию. В отличие от TNT2, Voodoo3 это одноконвейерный чип, и он умеет накладывать только 2 текстуры на один тексель за проход, и это даёт ему преимущество в некоторых ситуациях. О чипе G400, к сожалению, сейчас ничего не известно, но теоретически он тоже двухконвейерный, хотя у него похоже несколько другая система мультитекстурирования, и забегая вперёд, надо отметить, что судя по всему именно поэтому при ее использовании совершенно не возрастает скорость заполнения, в отличие от всех других акселераторов. Та же ситуация у чипа Banshee - то есть скорость заполнения не увеличивается, но только потому, что у него вообще нет возможности накладывать две текстуры за такт.

Пиковая скорость передачи данных теоретически составляет более 1Гб/с при использовании 4x AGP. Сегодня это не реализовано ни в одном наборе системной логики, а выход i820 отложен из-за технических проблем. К тому же для использования такой пропускной способности придётся перейти на другие типы и частоты системной памяти, что является большой проблемой для индустрии в целом в силу ее дороговизны.

Самое заметное нововведение чипа G400, на которое делает упор Matrox и из-за которого в основном и прозвучала так громко эта плата - рельефное текстурирование с использованием шаблонов окружения. Не буду вдаваться в подробности, их вы можете прочитать в комплексе отдельных статей на нашем сайте, упомяну только, что при его использовании требуется немного больше вычислений акселератора, в основном из за использования более 2 текстур за проход (текстура + шаблон окружения + шаблон рельефности = 3 текстуры). Использование этой технологии порой даёт потрясающе выглядящие эффекты (пример - игры Expendable и Slave Zero), а технологические демонстрации предоставляемые Matrox производят неизгладимое впечатление. По результатам замеров, потери при использовании этой технологии могут быть от 5 до 30%, в зависимости от количества текстур, подвергающихся модификации и сложности геометрии во всей сцене.

Прежним остался и оригинальный алгоритм текстуризации (неплохое наследие G200). Вкратце - относительно малый обьём локальной текстурной памяти отдаётся маленьким часто используемым текстурам, а большие и редко используемые грузятся через DIME. DIME не всегда имеет выигрыш у DMA режима, в особенности это касается ситуаций, когда происходит обработка большого количества малых текстур, так как обрабатывать их из системной памяти часто гораздо дольше, нежели осуществлять постоянный текстурный свопинг. Всё это обьяснено весьма условно и схематично. По этому поводу существует огромное количество дркгих статей. Вспомнить о DMA режиме было полезно потому, что как раз G200, а теперь и G400 пытаются скомпенсировать такие ситуации как раз своим фирменным алгоритмом отбора, когда текстуры используются более оптимальным способом.

Микросхемы памяти установленные на плате имеют обьём по 4Мб каждая (по 4 микросхемы с каждой стороны).

На сайте Samsung удалось найти данные по этим микросхемам:

Панель настроек (Matrox PowerDesk)

Вкладка Information содержит информацию о плате, типе оперативной памяти, скорости AGP порта. Всё вполне понятно даже неискушённому пользователю.

Вкладка Options содержит маленький набор опций по настройке 3D и несколько настроек PowerDesk. Стоит рассказать подробнее:

• Prompt before changing desktop scheme - с установкой галочки должен возникать запрос при попытке сменить схему Windows;
• Show menus in visible display - это может решить проблемы с меню, которые иногда возникают за пределами рабочей области экрана;
• Automatically save/restore desktop icon positions - автоматическая запись/загрузка данных о расположении иконок на рабочем столе;
• Automatically save/restore window positions - автоматическое сохранение/восстановление данных о позиции и размерах окон на экране;
• Start Matrox QuickDesk when Windows restarts - автоматически запускать Quick Desk при старте Windows (маленькая иконка в панели задач);
• Show Matrox QuickDesk icon on taskbar - показывать иконку QuickDesk в панели задач;
• Use polygon acceleration - использовать 3D акселерацию (опция похоже осталась со времён Millenium II, и непонятно, то-ли отключает всё акселерирование, либо только D3D);
• Use device bitmaps caching - использовать кэширование графики;
• Use bus mastering - использовать мастеринг шины (повышает производительность);
• Use 32-bit Z-buffering - принудительная глубина цвета буфера глубины 32bpp, это означает что даже играя в 16-bit вы будете принуждать карту осуществлять дизеринг до 16bpp.

В этой вкладке можно точно настроить параметры монитора (разрядность, частоты обновления и др.) Меню так-же позволяет записывать и загружать пользовательские шаблоны. В первый раз рекомендуется проверить, какие частоты обновления выставила вам программа. В нашей ситуации она ограничила частоту пропускания 85Hz при любом разрешении. Пришлось исправлять это руками через меню Adjust a different display mode.

В нижней части панели есть чекбокс "Use simplified monitor controls" включенный по умолчанию. Если вы хотите очень точно настроить свой монитор, уберите оттуда галочку. Внешне при установленной галочке настройки монитора выглядят так:

А так смотрится это же меню при убранной галочке:

Вкладка Color вполне стандартна. Она позволяет настроить параметры гаммы RGB целиком и каждого канала в отдельности, сохранить пресеты, сменить температуру цвета... В общем ничего особенного.

Производительность в играх

Quake 3

Сразу можно сказать, что пока драйвер ICD OpenGL G400 не достаточно оптимизирован для работы Quake3. Видимо именно этим и обьясняются серьёзное торможение даже в 16-bit при максимальной детализации. При принудительном переключении Z-buffer на 32bpp глубину играть в Q3 становится невозможно, при посещении помещения с порталом скорость падает до 2-3 fps, заметьте, не на самом слабом процессоре. Тем, кто уже приобрёл эту карту рекомендуется прочитать текст Трэша - самого известного квэйкера мира о настройках Quake3. Он обещает дать лишние 100fps почти бесплатно. Пожертвовать придётся только качеством текстур и графики, что для сетевых баталий совершенно не важно.

Quake 2

Идет на G400 отменно. Карта вполне справлялась с любым разрешением, любители смогут даже поиграть в 1600x1200, скорость будет на уровне Voodoo Graphics при 640x480. Относительно TNT2 и Voodoo3 карта кажется медленной, но хотелось бы заметить, что скорее всего дело в ICD, и вскоре Matrox обещает существенно повысить как качество, так и стабильность его работы. Сравнительные графики вы можете посмотреть ниже:

Первый график показывает отсутствие падения производительности при переходе от 16 к 32bpp Z-buffer. На нашей памяти это первая карта, показывающая такой результат. ATI с их Rage128 отстал. nVidia в учёт не принимается, так как реально оценить падение производительности нельзя в связи с проблемами мультитекстурирования, которое то используется, то программно отключается. Результаты вполне достойные, ниже можно посмотреть сравнение карты с TNT2 и Voodoo3.

На графике заметно большое превосходство Voodoo3. При его тестировании использовался Miniport OpenGL, а при переключении на ICD производительность падает вдвое. Quake2 уже недолго будет оставаться лучшей Multiplayer игрой, поэтому ориентироваться надо прежде всего на будущие хиты. А они будут использовать новую карту по максимуму. Имеются в виду не только игры от iD или Epic, но так же и от других разработчиков.

На этом графике видно сокращение отрыва от TNT2, с увеличением разрешения G400 начинает догонять чип от nVidia. Тенденция сохраняется и дальше. Мы не приводим тесты в 1600x1200 только потому, что для настоящего хардкорного игрока они не интересны. Но поверьте, при этом разрешении отрыв G400 в большую сторону просто потрясает. Видимо узким местом многих карт является так же и архитектурные особенности памяти, о том как это реализовано у G400 было написано выше. А если учесть и будущую оптимизацию драйверов, то кажется карта имеет все шансы стать бестселлером. Кроме того учитывая низкую стоимость Single Head решения и очень презентабельное качество 2D можно порекомендовать карту даже требовательным игрокам.

Need for Speed - High Stakes

Мы тут подсели на эту игрушку не хуже чем Nick Triantos вместе с Brian-ом Hook-ом вместе взятые на EverQuest, поэтому было очень интересно оценить производительность карты покатавшись со всеми эффектами. NFS не позволяет замерит производительность, но карта и тут не разочаровала. Субьективно скорость была выше чем у Voodoo3 3000 даже с небольшим разгоном. И помните, что G400 не разгонялся вообще, так же как и не возможно отключить эффекты вроде сглаживания. В 1600x1200 казалось было не меньше 35-40fps, а в 1024x768 игра просто летала (на TNT2 Ultra субьективно скорость гораздо ниже, и не очень то хорошо ездить). Как я уже писал в начале текста - фанатам FPS я бы рекомендовал 800x60032, в этом режиме всё носится даже с полным набором оппонентов во время дождя, ночью и ночью в дождь. Качество графики на высоте и мне понравилось даже больше чем на V3, правда пришлось побаловаться настройками гаммы в PowerDesk, чтобы всё казалось более ярким и сочным.

Motor Head

Это ещё одна моя любовь, игра - гоночная аркада с футуристическим антуражем и полным ощущением скорости. Она прежде всего интересна тем, что даже учитывая время появления (более года назад, во времена NFS2SE) имеет весьма презентабельную графику, ну а хромирование металлических поверхностей вообще находится на высочайшем уровне. Кроме того, в игре реализована интереснейшая технология motion blur, при использовании которой в буквальном смысле возникает эффект огромной скорости благодаря размазыванию движущихся деталей окружения. Как не странно в нашей стране игра не известна широким массам, поэтому приведу несколько скринов:

И не смотря на все графические навороты игра летала с максимальными настройками при 1600x1200. Игра поддерживает все основные API кроме OpenGL, но безусловное преимущество имеет Direct3D. На картах Voodoo3 можно использовать Glide.

3DMark 99 MAX

Тестовый пакет 3DMark завоевал уважение количеством и качеством тестов. Приводить полный список цифр не имеет смысла, но если кого-либо они интересуют, то всегда можно воспользоваться услугами электронной почты для получения 3DB файла. Не грех будет напомнить, что тестирование проводилось на P2-400. При использовании P3-500 колличество заработанных баллов возрастает до 5000 и выше. Если нам удастся в ближайшее время достать такой процессор, то появится дополнение статьи.

По общей производительности лидирует TNT2, G400 самый последний, что, впрочем, не страшно, так как отрыв в 300 единиц не является смертельным. Можно сказать, скорость практически не отличается.

Результаты тестов скорости заполнения (fillrate) довольно странные, если вы хороший специалист, может быть вы сможете послать нам технически обоснованное обьяснение этих результатов, так как на официальных сайтах найти какую-либо информацию по этому вопросу невозможно, а инженеры Matrox упорно молчат.

А вот и главная странность - у всех карт с использованием мультитекстурирования fillrate возрастает, у G400 остаётся неизменной.

По этому графику хорошо видно, что G400 обгоняет даже TNT2 при работе с большими массивами текстур. Очевидно что в этом "виноват" обьём локальной текстурной памяти, так как в тестируемом варианте TNT2 было всего 16Mb SDRAM. Voodoo3 с его 8Mb буфера текстур отдыхает в тени. 2fps вряд ли кого впечатлят. Ещё раз замечу - тестировалась работа с массивом текстур обьёмом в 32Мб а не с одной текстурой такого размера.

Тестирование работы с большими текстурами

• 256x256 pixels - 4 текстуры общим обьёмом 786K (каждая по 196K)
• 512x512 pixels - 4 текстуры общим обьёмом 3.1Мб (каждая по 786K)
• 1024x1024 - 4 текстуры общим обьёмом 12Мб (каждая по 3.1Мб)

Для тестирования использовалась программа BigTex с нарисованными от руки в PhotoShop текстурами. Хотя при использовании больших текстур размера текстурной памяти должно хватать, заметно огромное падение производительности. Видимо драйверы до сих пор оптимизированы на работу с текстурами не более 256x256 точек, и может именно этим обьясняется низкая скорость в Quake3, который использует текстуры размером 512x512. Уже лежит рядом Ultra TNT2 32 мег в исполнении Hercules. Сравнение будет в другом тексте.

Результаты работы других карт с большими текстурами будут выложены по мере завершения тестов. Особый интерес представляют 32-х меговые исполнения карт. Только на них можно в полной мере проверить и сравнить алгоритмы AGP текстурирования nVidia, Matrox и ATI.

Forsaken

Прекрасно шёл при 1024x768 и показывал около 100fps с максимальной детализацией, что не удивительно для игры, анонсированной при появлении Voodoo2 для показа его возможностей. Отдельное широкое тестирование на FPS для других карт не производилось, так как сама игра совершенно случайно была обнаружена в старых запасах и нет результатов для сравнения.

Expendable

Expendable - одна из игр, использующих новое рельефное текстурирование. При запуске на G400 субьективно начинает немного подтормаживать, зато эффекты воды и некоторые 3D обьекты смотрятся потрясающе. Чтобы лишний раз не переливать из пустого в порожнее рекомендую прочесть интервью с Rage по поводу этой игры и статью о рельефном текстурировании G400. Так же может быть полезен материал о падении производительности карты при его использовании.

Технологические демонстрации

Доступны для скачивания с сайта http://www.matroxusers.com, одна из демок поставляется в комплекте с картой. Bump Mapping на воде смотрится отлично, но в общем в демке его присутствие минимизировано, видимо из соображений производительности. Рельеф на стоящем пне с надписью Matrox немного не дотягивает до своего собственного статического изображения обошедшего весь Интернет, хоть тоже впечатляет.

Вывод по карте

Matrox Millenium G400 является качественной разработкой хорошо зарекомендовавшей себя фирмы. 2D графика потрясает чёткостью и находится на одной из первых позиций, уступая разве что картам TNT2 изготовленным Creative (это субьективное мнение, но имеются в виду карты именно конкретного производителя, другие TNT2 подчас имеют сильное замыливание даже в 1024x768). Из-за неполадок с ICD карту нельзя порекомендовать хардкорным игрокам, но с появлением нового релиза ICD порта карта вполне должна выйти на лидирующие позиции, обогнав TNT2 и V3 2000. Реализация Bump Mapping полезна с прицелом на будущие 3D хиты и уже не вызывает сомнения поддержка этого в следующих поколениях игровых продуктов. Карта очень достойна и полностью оправдывает свою цену (наш вариант стоит сейчас около $120, а это именно те деньги, которые можно отдать за приличный 3D акселератор.

В стороне обзора осталась широко разрекламированная возможность работы на два монитора (модель Dual Head), но это тема отдельного большого разговора.