Летопись видеокарт начала нулевых: ATI vs Nvidia

    1-1367.jpg

    Предшествующую статью мы закончили на банкротстве 3dfx и поднятии ATI. Теперь же мы поговорим о том, как боролись благоприятель с другом Nvidia и ATI в начале 21 века.

    Nvidia NV15 — как NV10, единственно лучше



    NV15, вышедший в 2000 году, представлял собой усиленный чип NV10: из-за перевода на более тонкий техпроцесс, 180 нм, вышло поднять частоту почти вдвое, до 200 МГц, а количество транзисторов до 25 млн. Про соединенную шейдерную архитектуру тогда еще никто не слышал, и чип включал в себя 4 пиксельных конвейера и 8 текстурных модулей (по 2 на рольганг). Также никуда не делась поддержка T&L, она была доработана, что в итоге вогнало к повышению производительности на 30% при отрисовке теней и геометрии. С поддержкой API около ничего нового — Direct3D все также был 7, а OpenGL поддерживался немножко более новый — вплоть до 1.4.

    Первой видеокартой на чипе стала GeForce 2 GTS (GigaTexel Shading), какая имела 32-64 МБ SGRAM памяти с частотой в 333 МГц, подключенной по 128-битной покрышке. Очень странно, что Nvidia в 2000 году решила использовать довольно старую уже память, да и еще подключенную по узкой шине — именно память очутилась узким местом видеокарты, но все еще ее производительность была в среднем на 40% через, чем у предшественницы — GeForce 256.

    2762-1b.jpg

    Пожалуй, именно с линейки GeForce 2 начался бешеный зоопарк видеокарт от Nvidia: после выхода GTS была представлена уже ставшей обыкновенной урезанная видеокарта MX: она зачастую имела 64-битную шину, сниженные частоты ядра и памяти — в всеобщем, low-сегмент. Дальше Nvidia представила топ — GeForce 2 Ultra (250 МГц чип, 460 МГц память). Через полгода появилась видеокарта Pro, которая отличалась от GTS лишь слабо разогнанной памятью — до 400 МГц. И еще через полгода появилась версия Ti (к тексту — единственная, дожившая до наших дней) — она имела частоты чипа как у Ultra, а памяти — как у Pro. В результате на рынке было одно явно слабое решение и четыре видеокарты, какие отличались от силы на 15% — крайне странное решение. 

    К тексту, именно в линейке GeForce 2 Nvidia обращает внимание на рынок подвижных дискретных видеокарт — так появляется линейка Go, которая основана на чипе NV11. Он воображает из себя урезанный чип NV15 с тепловыделением всего 3 Вт — как раз для ноутбуков. Также не забыта строй Quadro — для нее был разработан чип NV15GL.

    ATI RV100 и R200



    Как мы помним, в 2000 году ATI представила великолепный чип R100, который позволил им встать на одну ступеньку с Nvidia. Конечно, «красные» не стали останавливаться на достигнутом — сначала был выпущен чип RV200, что представлял собой R100, но на более тонком техпроцессе — 150 нм противу 180, что позволило серьезно поднять частоты. Также видеокарты на текущем чипе (Radeon 7500) стали комплектоваться уже 128 МБ памяти и претендовали с GeForce 2 Ti.

    Тогда же, увидев, что Nvidia делает мобильные решения, ATI принять решение заняться тем же и выпустила чип RV100, который является серьезно урезанным R100 — он и возложил начало линейке Mobility Radeon. 

    Но нам интереснее посмотреть на новоиспеченные решения — им стал чип R200, вышедший, к слову, одновременно с RV200 и тем наиболее вызвав путаницу. Однако новым его можно было назвать с натяжкой: помимо перевода на 150 нм техпроцесс, ATI добавила лишь несколько программных «фишек»: к образцу, Smoothvision — программируемое полноэкранное сглаживание, Smartshader — шефство шейдеров версии 1.4.

    r8500-128-card-front.jpg

    С технической точки зрения чип имел 60 млн транзисторов с частотой до 275 МГц и похожую с NV15 структуру — 4 пиксельных конвейера и 8 текстурных модулей. Памяти ыбло 64 МБ SDRAM, но позже появились решения и со 128 МБ. А вот с производительностью быть в наличии все те же проблемы, что и сейчас: изначально видеокарта Radeon 8500 из-за искривленных драйверов проигрывала своему прямому конкуренту, GeForce 3 Ti (о нем поговорим дальше), а потом, после «допиливания» драйверов — стала чуть его лучше при лишь более низкой цене. В общем, ситуация с годами не меняется, и AMD пока грешит тем же.

    Nvidia NV20 — множество нововведений



    К 2001 году следовательно понятно, что выжимать из NV15 больше нечего. Поэтому Nvidia сделала новомодный чип, NV20 (который, при этом, не всегда был лучше NV15), где основной прижатие был сделан на память: как я уже писал выше, в линейке GeForce 2 как раз с ней была проблемка — производительность видеокарт упиралась в маленькую пропускную способность памяти при выводе обычного уже 32-битного цвета. В линейке GeForce 2 недостаток был исправлен, причем довольно красиво — если раньше шина памяти была имела единодержавно 128-битный контроллер, то теперь стало 4 32-битных — эта разработка называлась LMA (Lightspeed Memory Architecture). Плюсуя сюда поддержку новоиспеченной памяти, SDRAM, можно было смело говорить, что проблема с басистою пропускной способностью была полностью решена.

    Также было прибавлено много других полезных вещей: так, появилась поддержка движка nFinite FX Engine, то вкушать видеокарты GeForce 3 поддерживали пиксельные и вершинные шейдеры, что позволило отменно улучшить спецэффекты; чип NV20 содержал 4 пиксельных конвейера, 1 вершинный и 8 текстурных конструкций. Второй важной особенностью стала поддержка MSAA-сглаживания: как я уже писал сперва, оно давало схожий с SSAA эффект, но гораздо меньше нагружало видеокарту. Ну и 3-я важная особенность — видеокарты линейки GeForce 3 стали первыми с помощью Direct3D 8. 

    suma-ti500-card-front.jpg

    Видеокарт было выпущенно 3, при всем этом Nvidia решила отказаться от кучи названий, что здорово. Зато возникла другая путаница: видеокарта GeForce 3 Ti 200, если смотреть на линейку GeForce 2, обязана быть быстрее обычной GeForce 3. А вот на деле было превратно: у Ti частоты чипа и памяти были 175/200 МГц, а у обычной — 200/230. Наиболее мощной была Ti 500 — она работала на частотах до 240/250 МГц и тем самым прямо конкурировала с Radeon 8500. Но при этом из-за того, что у GeForce 2 Ultra частоты водились выше, чем у GeForce 3, последняя зачастую оказывалась быстрее в забавах, где нет сглаживания, из-за больших частот ядра. Но вот с сглаживанием старая видео-карточка работала гораздо хуже, так что в новых играх GeForce 3 была быстрее.

    Nvidia NV25 — перегоним ATI



    Выпуская чип NV20 Nvidia твердо думали, что они займут нишу лучших моделей. Но когда оказалось, что ATI Radeon 8500 оказалась в итоге наилучше Ti 500, да и еще дешевле — Nvidia поняли, что нужно что-то менять, и быстренько вытаращили новый чип NV25 в конце 2001, который был лишь слегка доработанным NV20: возникла поддержка вторых поколений LMA и nFinite FX, чип научился проводить аппаратное смягчение.

    С технической точки зрения чип был построен на том же 150 нм техпроцессе, владел 4 блока рендеринга, 8 текстурных блоков и 2 блока T&L. Норма памяти у видеокарт GeForce 4 достигал 128 МБ, а частоты чипов не изменились со времен GeForce 3. В итоге младшая видеокарта GeForce 4 Ti 4200 действительно обогнала Radeon 8500, так что свою цель Nvidia достигла.

    В истоке 2002 года Nvidia выпустила чип NV28. Единственное отличие от NV25 содержалось в том, что видеокарты теперь подключались по интерфейсу AGP x8. 

    mx440-card-front.jpg

    Но самой интересной линейкой вытекало назвать не Ti, а MX. Как мы помним, это были урезанные версии видеокарт, и линейка GeForce 4 MX выкидыванием не стала: чип NV17, на которых эти видеокарты базировались, имел ровно дважды меньше вычислительных блоков, чем NV25. Объем памяти составлял 64 МБ, а один лишь серьезное урезание в сравнении с Ti было отсутствие поддержки пиксельных шейдеров. Вдобавок не было поддержки nFinite FX, что ограничивало версию Direct3D до 7ой, но все еще благодаря неплохой производительности за небольшие деньги эти видеокарты очень охотно ломали, ибо они не только справлялись с офисными задачами, но и позволяли комфортно играть в нынешние на тот момент игры. Увы — недолго музыка играла: уже буквально через двум лет все игры требовали поддержки пиксельных шейдеров, так что поиграть в них на 4 MX было уже невозможно.

    ATI R300 — новый флагман



    С программной точки зрения в R300 не иметься в наличии добавлено почти ничего нового: только поддержка улучшенных способов сглаживания, третья версия HyperZ да новый алгоритм анизотропной фильтрации структур.

    381114.jpg

    Но вот с аппаратной точки зрения это был серьезный прорыв, причем этим же принципом AMD употребляется до сих пор. Он очень прост: не можешь задавить конкурента технологиями — задави числом. Посудите сами — в 2002 году чип R300 имел аж 110 млн транзисторов: с вдвое, чем у NV25. Пиксельных конвейеров стало 8 — вдвое более, чем у R200. Шина памяти стала 256-битной, а принцип был идентичен с LMA: 4 контроллера, но не по 32, а по 64 бита, а самой памяти имелось 128 МБ. Частоты были задраны выше некуда — 325 МГц у чипа в случае с Radeon 9700 Pro. В всеобщем — это был настоящий монстр, который с легкостью превосходил своего конкурента, GeForce 4 Ti 4600, на 15-20%. В результате этот чип можно безоговорочно считать лучшим в 2002 году.

    Nvidia NV30 — старание выбиться в лидеры не удалась



    Видеокарты GeForce 4 вышли не то чтобы добрыми, но явно неплохими. Хотя то, что особой популярностью пользовалась именно усеченная серия MX, говорит о том, что лидерство на рынке Nvidia на тот момент упустила.

    В чипе NV30 2003 г упор был сделан именно на введение новых технологий: так, это был первый чип с помощью Shader Model 2.0, количество пиксельных конвейеров возросло до 8, были улучшены алгоритмы сглаживания и фильтрации текстур. К этому же некоторые видеокарты на этом чипе стали поддерживать новейший по тем временам интерфейс PCI Express 1.0, то есть в теории видеокарту 2003-2004 г можно поставить в современный ПК и она заработает. Также видеокарты GeForce FX на складе этого чипа научились работать с DDR2, что в теории должно было вынести решение проблему с медленной памятью. Однако, увы, не решило — всему виной тесная шина памяти, всего 128 бит. Вторая проблема — чип NV30 очень неспешно проводил рассчеты с одинарной точностью. Nvidia призывала разработчиков игр употреблять половинную, но это ни к чему не привело.  

    В результате с играми все было не безгранично хорошо — даже Valve решили не работать с шейдерами второй версии, и Half-Life 2 на GeForce FX действовал на первой. Однако все же плюсы у этого чипа были — к примеру, он пять работал с тенями, так что в Doom 3, где их много, производительность была не наихудше конкурентов от ATI.

    66134.jpg

    Проблему с памятью Nvidia решила в чипе NV35, где один лишь улучшение — это как раз поддержка 256-битной шины, так что видеокарта FX 5900 на текущем чипе оказалась на уровне топа от ATI, Radeon 9800 Pro. Но, увы, вышли видеокарты на NV35 дальше решений от ATI, да и всего через полгода появился новый, действительно нехилый чип NV40.

    Но о нем и крайне популярной линейке видеокарт GeForce 6000, а также о восстановлении SLI и объединении ATI c AMD, поговорим уже в следующей части статьи.