Журнал Компьютерра - Журнал «Компьютерра» №38
Маленькие контроллеры (точнее, интерфейсы для подключения модулей памяти) объединяются очень быстрой внутренней двунаправленной кольцевой шиной (шириной 256 линий в каждом направлении для моделей с 256-разрядной основной шиной памяти и 128 линий - для более дешевых). На кольце имеется четыре «остановки» - точки подключения к внешних устройств. Например, для топовых R520 к каждой такой «остановке» подключено по два модуля памяти (шина памяти 2x32 разряда) и какая-то часть внутренних устройств процессора, расположенных поблизости. Каких? А неважно: какие было удобно подключить именно в этом месте, такие и подключили. Кроме того, по специальным простым управляющим шинам (по которым передаются только инструкции) каждая такая «остановка» подключена к «диспетчеру» - тому самому централизованному контроллеру памяти, который не занимается доставкой данных к исполнительным устройствам, а только «отдает распоряжения» и «присматривает» за тем, чтобы нужные данные прочитал нужный маленький контроллер и отправил их по кольцу до нужной «остановки», где их сможет снять само исполнительное устройство.
В результате мы не просто добиваемся более эффективного подключения внешних модулей памяти к кристаллу - мы устраняем хорошо знакомую системным администратором проблему «звездной» топологии, когда к центральному элементу системы - контроллеру памяти (а у сетевиков - к свитчу) сходится во-о-от такой пучок проводов, работать с которым очень неудобно. Теперь у нас есть одна простая и быстрая кольцевая шина, и устройства подключены к ней «распределенно», по маленьким, коротким и простым в разводке проводникам. А где простота - там и высокие тактовые частоты. Красиво, правда? А если добавить, что упростившийся контроллер памяти в R520 стал программируемым и его можно на лету программировать так, чтобы он обеспечивал наиболее эффективное распределение данных в видеопамяти для конкретной игрушки… В общем, перед нами еще одно изящное решение из разряда «одним махом семерых побивахом».
***
Третья группа усовершенствований в R520 - это «доводка» ранее существовавших элементов. Например, этот графический процессор хранит в своих кэшах сжатые данные, сжимая и разжимая их на лету. Обычно подобный подход применяется только для хранения данных в видеопамяти (поскольку позволяет записать намного больший объем информации), а в R520 разработчики ухитрились применить тот же принцип и для самих кэшей, что почти равнозначно увеличению их объема. До восьми штук доведено число вершинных процессоров. Значительно улучшены вычислительные устройства блока пиксельных шейдеров - в них вдвое увеличено число собственно «вычислялок», поэтому за один такт это устройство способно выполнять до пяти разных операций над пикселом (две векторные над 3-векторами, две скалярные и одну операцию условного перехода). Таким образом, ATI почти догнала по этому показателю nVidia, которая использует в одном пиксельном процессоре G70 один векторный (но умеющий выполнять две разные операции одновременно) и один скалярный ALU. Правда, у nVidia векторные ALU работают с векторами длины 4, а у ATI - только с 3-векторами, и если приходится вычислять четвертую компоненту, то приходится задействовать и скалярное ALU, однако в целом заметной разницы в играх между подходами обеих компаний быть не должно.
Еще сюда можно отнести улучшенную поддержку чисел с плавающей точкой, в частности - полноценную поддержку фрейм-буфера в плавающем формате (включая возможность антиалиасинга). Для чего это нужно? Экспоненциальное представление цвета более естественно для человеческого глаза и позволяет легко и качественно реализовывать сцены с очень большой контрастностью (HDR, High Dynamic Range), довольно часто возникающие в играх и реальной жизни (например, когда мы смотрим из темноты на свет, который освещает лишь небольшую часть помещения)
Четвертая группа усовершенствований - «косметические» мелочи, в основном влияющие на разные «красивости». Поддержка некогда фирменного 30-битного (против обычного 24-битного) цвета Matrox, поддержка Adaptive Antialiasing - аналога Transparency SuperSampling в видеокартах nVidia9, поддержка более качественной, хотя и довольно медленной анизотропии. Аппаратное ускорение воспроизведения большинства распространенных современных видеокодеков, включая MPEG-2, WMV и H.264, позволяющее без проблем воспроизводить то, что мы называем High Definition Video (как Blu-ray, так и HD-DVD). Специальный аппаратный блок AVIVO, обеспечивающий качественную аппаратную обработку видеосигнала (10-битный цвет, гамма-коррекция, цветокоррекция, масштабирование, деинтерлейсинг); причем для кодирования TV-сигнала используется высококлассный кодер Xilleon, поддерживающий HDTV (а через переходник можно и HDMI организовать). Усовершенствованные блоки DVI и традиционная полноценная поддержка двух мониторов. В общем, грех на что-либо жаловаться.
Наконец, последняя, пятая группа усовершенствований - это чисто технологические новинки. В первую очередь, конечно же, новый технологический процесс 90-нм low-k, позволивший разместить 320 млн. транзисторов (да-да, детище ATI с шестнадцатью конвейерами переплюнуло по сложности даже nVidia G70 с его двадцатью четырьмя конвейерами!) на чуть меньшей, чем у конкурента, площади ядра и сыгравший свою роль в увеличении тактовой частоты R520. Тут все очевидно и особых комментариев, думаю, не требует
Практика
5 октября была анонсирована целая линейка графических ускорителей, основывающихся на новой архитектуре. Их характеристики приведены в таблице.
Как видим, графические ускорители одного вроде бы семейства радикальнейшим образом отличаются друг от друга. Особенно выделяется R520 (Radeon X1800) - он просто наголову превосходит ближайшего «конкурента» новой линейки, словно это два абсолютно разных процессора! Вот она, гибкость новой архитектуры: как захотели - так и сделали. И сверхнавороченный, и скромный процессор - на основе одних и тех же подходов. Впечатляют и тактовые частоты, не опускающиеся ниже 450 МГц у ядра (у GeForce 7800 GTX, для сравнения, «всего» 430 МГц, пусть и гораздо более «полновесных», чем мегагерцы какого-нибудь X1600 XT), и оперативной памяти (1,4-1,5 ГГц - не шутки!). Правда, доступно все это великолепие будет далеко не сразу - с «высокочастотными» карточками придется подождать до ноября-декабря (да и X1800 XL на момент написания статьи в московской рознице еще не встречалась). Однако стараниями нашего замечательного редактора Х, в неравном бою отбившего нам на тестирование топовую карточку нового семейства Radeon X1800 XT, краткое «превью» новой быстродействия архитектуры мы можем сделать уже сейчас.
Что можно сказать про референсную карточку? Из-за внушительной двухслотовой системы охлаждения и солидной длины (как у 7800GTX и двухпроцессорных видеокарт) Radeon X1800 XT встанет не в каждый корпус и будет мешать установке других карт расширения. Но шумит он, как ни странно, довольно слабо, большую часть времени работая на пониженных оборотах (хотя и сильно греясь при этом). Дизайн платы совершенно нетипичный для ATI и больше всего напоминает… продукт nVidia - с расположением чипов памяти вокруг GPU и вынесенной на край мощной схемой питания (из-за которой плата и получилась такой длинной). Карточки младших семейств будут, естественно, скромнее по размерам и обладать уже однослотовой системой расширения.
Скорость… результаты тестов говорят сами за себя: в тяжелых режимах с включенным антиалисингом и высоким разрешением в новейших играх (а для чего еще покупать такую видеокарту, как не для игры с максимальным качеством графики?) Radeon X1800 XT нигде заметно не уступает GeForce 7800GTX (1-2 fps разницы - не в счет), а некоторых игрушках - вырывается далеко вперед. Браво, ATI! Обычно революционные архитектуры поначалу страдают некоторой, гм, «тормознутостью» и не догоняют отлаженные решения предыдущих поколений, однако в данном случае, похоже, ATI удалось этого если не избежать, то по крайней мере минимизировать. Хотя и назвать это победой язык не поворачивается. Во-первых, по мере отключения «наворотов» и перехода к более простым программам и менее тяжелым графическим режимам GeForce 7800GTX уходит вперед. Во-вторых, 7800GTX поддерживает режим SLI, а X1800 XT режим CrossFire - пока нет. В-третьих, 7800GTX продается уже три месяца и успела снять сливки с рынка Hi-End-ускорителей следующего поколения; цены на ее топовые модификации быстро ползут вниз, и редким пока топовым X1000-м картам, которые поначалу будут недешевы, придется несладко. В-четвертых, как уверяют наши коллеги из других изданий, X1300 и особенно X1600, основанные на сильно урезанной архитектуре R520, в своих рыночных нишах, увы, выступают не слишком удачно. Как только сможем достать соответствующие видеокарты, мы эти утверждения обязательно проверим. Наконец, многие анонсированные видеокарты до сих пор очень трудно (или вообще невозможно) купить - довольно неприятный контраст с оперативным выходом на рынок ускорителей семейства GeForce 7800.
