Recenzia performance kariet: Radeon HD 5850 a GeForce GTX 470

V dnešnej recenzii sa budem komplexne venovať dvom performance grafickým kartám, ktoré sú založené na prvých Direct3D 11 kompatibilných čipoch od svojich výrobcov - AMD/ATi a nVidia - Radeon HD 5850 a GeForce GTX 470.

Úvod

Radeon HD 5850 je už relatívne dlho na trhu a väčšinu času bola bez hocijakej konkurencie. GeForce GTX 470 prišla až o šesť mesiacov neskôr, pričom nie je priama konkurencia pre túto Radeon kartu, lebo nVidia ju umiestnila trochu vyššie. Spoločné však majú to, že sú výkonom aj cenou za najvýkonnejšími jednočipovými kartami svojich výrobcov. Aký podávajú výkon v desiatich aktuálnych herných tituloch? Akú majú kvalitu anizotropného filtra? V čom sú ich plusy a mínusy?

Prvé dve Direct3D 11 Radeon grafické karty od AMD/ATi, medzi nimi aj dnes testovaná Radeon HD 5850, boli predstavené už v septembri 2009. Samotné predstavenie, ktoré prebiehalo na lietadlovej lodi dávalo tušiť, že AMD/ATi sa podarilo to čo si naplánovala. Technické detaily a prezentácie so sloganom „The Game has changed“ (hra sa zmenila) to len potvrdili. Čip RV870 na ktorom sú založené karty Radeon HD 5800 série, má zdvojené všetky výpočtové jednotky oproti predchodcovi – RV770. Okrem toho pribudla podpora Direct3D 11 a ďalšie vylepšenia. Inžinieri AMD/ATi teda spravili svoje domáce úlohy na výbornú, lebo cieľom novej generácie je vždy priniesť zhruba dvojnásobný výkon oproti predchodcom. S dvojnásobným počtom výpočtových jednotiek by to teoreticky nemal byť problém.
 

nVidia vedela v danej dobe kontrovať len pomocou „sneak preview“ do Fermi architektúry na ktorej mali byť založené jej prvé Direct3D 11 grafické karty. Mesiace plynuli a na verejnosť sa dostávali rôzne informácie, okrem iného, že predstavenie sa posúva. Začiatkom roka 2010 sa čakalo, že Fermi „GF100“ karty budú predstavené na CeBit v Nemecku. Tá sa konala začiatkom marca. Ani na nej však neboli predstavené prvé Direct3D 11 GeForce karty. Návštevníci mohli jedine obdivovať Direct3D 11 technologické demá od nVidie, najmä Supersonic Sled, bežiaci vo väčšine stánkov s ešte nevydanými GeForce kartami v silne strážených systémoch. Napriek tomu uniklo počas CeBit najviac informácií o chystaných kartách. Do obehu sa dostali viaceré špecifikácie, „pravdepodobné“ frekvencie a tiež fotky GeForce GTX 470 a GTX 480. Konečného zverejnenia sa tieto karty dočkali až koncom marca, teda šesť mesiacov po predstavení prvých Direct3D 11 grafických kariet od AMD.
 

Vinu za oneskorené vydanie prvých Direct3D 11 GeForce kariet, založených na 40nm jadre GF100 nesú nVidia a TSMC. Jednak si TSMC dala so 40nm procesom priveľké ciele a z celkového hľadiska bol tento proces tým najväčší "skokom". Od doby NV30 (GeForce FX) sa tiež nVidia rozhodla použiť pre svoj high-end čip najnovší výrobný proces, lebo inak by jej grafické karty neboli dostatočne konkurencieschopné Z historického hľadiska chýbali nVidii ale určité skúsenosti, lebo nechávala najskôr AMD presedlať na najnovší výrobný proces. AMD teda musela investovať vždy viac do oblasti nového výrobného procesu ako nVidia. Tá investovala zase viac do architektúry. Práve to sa AMD teraz vyplatilo. Lebo inžinieri skúsení s prechodmi na najnovší proces bolo to čo nVidii chýbalo. TSMC vydáva odporúčania, aké parametre by mal mať maximálne čip vyrábaný najnovším výrobným procesom. Určité možno prehliadnuť, iné sú dôležité. Keby však AMD/ATi alebo nVidia všetky tieto odporúčania dodržali, postavili by čip výkonnostne len na úrovni predchodcu. AMD mala aj kvôli niečomu inému väčšie skúsenosti s 40nm procesom. V podobe RV740 mala prvý 40nm čip, ktorý keď sa vrátil z TSMC, mal vyššiu spotrebu a vyššie teploty ako sa očakávalo. Tieto nedostatky sa podarilo po čase odstrániť a tak vyčistiť cestu pre RV870. nVidia mala takéto skúsenosti s podobne veľkým čipom až koncom roka 2009. Komplexnosť jadier hral tiež v prospech AMD/ATi, ktorá síce chcela pôvodne vyrobiť vyše 400mm^2 veľký RV870 - Cypress. Kvôli nákladom na výrobu ho ale zmenšila. 
 

Pri masovej výrobe nastal ďalší problém s GF100. Osobne si myslím, že súvisí s termickými vlastnosťami. Čipov s plným počtom clustrov (16), teda so všetkými aktívnymi výpočtovými jednotkami, bolo ako šafranu. Číslom vyjadrené, jeden až maximálne dva na jeden wafer. nVidia musela konať, a pretože GF100 s jedným a dvoma vypnutými clustrami mali dostatočne dobrý yield (percento funkčných čipov na wafer) – okolo 60%, boli tieto vybrané pre GeForce GTX 480 a GTX 470. Do predaja sa dostali GF100 čipy v revízii A3, pričom A1 je tape-out označenie pre nVidiu a A2 je revízia pre čipy, ktoré idú do produkcie. GF100 má revíziu A3, teda jeden metal spin naviac, upravujúci trochu GF100 pre výrobný proces. Avšak nič zásadnejšie.

Dôvod prečo sa podarilo vyrobiť tak málo GF100 čipov nie je dodnes známy. Môže to byť kombinácia návrhu čipu a 40nm procesu, ktorý si proste „nesadli“. Pri takej vysokej komplexnosti čipu to môže byť aj library alebo cell noise problém, ktorý sa dostal náhodou do návrhu a nezistí ho ani simulátor. Paleta dôvodov je pomerne široká. Preto pracuje nVidia dnes na re-spine GF100 ktorý bude mať už Bx revíziu, ako ju poznáme z G200(b) čipov voči G200. Plánovaný je na jeseň 2010. Veľmi pravdepodobne by pre nízke yields, aj bez problému so 16 clustrovými čipmi, nebola nVidia schopná predstaviť GeForce GTX 400 grafické karty ešte v roku 2009.
 

Po vydaní však mala aj AMD/ATi svoje problémy. Radeon HD 5800 karty boli viaceré mesiace po vydaní stále veľmi zle dostupné. Súviselo to s tým, že 40nm proces bol ešte „nedozretý“. V spojení s tým, že nemali konkurenciu, začala ich cena dokonca stúpať a nie klesať. nVidia dokázala po predstavení lepšie zásobovať trh. Jednak preto, že 40nm proces už bol „dozretejší“ a mala objednané od TSMC väčšie kapacity. Ceny Radeon HD 5000, napriek predstaveniu prvých dvoch GeForce GTX 400 kariet a ich dobrej dostupnosti, neklesli. Je to spôsobené tým, že nVidia nepostavila svoje GeForce GTX 400 karty ako priamych konkurentov pre Radeon HD 5000, ktoré sú na trhu.

Dve dnes testované grafické karty – Radeon HD 5850 od Asus a GeForce GTX 470 od Gigabyte teda nie sú priami konkurenti. Hovorí to aj cena, ktorá je v prípade GeForce vyššia. Podáva grafická karta založená na GF100 aj adekvátne vyšší výkon? A ako je na tom s ďalšími vlastnosťami (kvalita AF, OC potenciál, spotreba, hlučnosť...) v porovnaní s Radeon? Dokážu tie prevážiť a opodstatniť vyššiu cenu? To sa pokúsim zistiť v tejto recenzii. Nasledujúcu recenziu budem venovať komplexnej analýze architektúr GF100 a RV870.
 

Okrem Direct3D 11, ktorému sa budem venovať na ďalšej strane, priniesli tieto generácie kariet aj ďalšie novinky a vylepšenia. V prípade Radeon HD 5000 kariet stojí za zmienku podpora supersamplingu. Samotnému supersamplingu som sa venoval už v recenzii Pretaktovaná Gigabyte GeForce GTX 285 s 2GiB. Na Radeon HD 5000 kartách sa jedná presnejšie o sparse-grid supersampling (SG-SSAA). Princíp fungovania síce AMD/ATi presne neprezradila, pravdepodobne sa ale jedná o SSAA pre alpha textúry, „roztiahnutý“ na celú obrazovku. Funguje len pod Direct3D 9 aplikáciami a zapína sa cez CCC. Podpora SSAA je v prípade AMD/ATi prekvapenie, lebo ešte samostatná ATi tvrdila, že SSAA nebude nikdy pre príliš veľkú stratu výkonu podporovať. Ďalšia novinka, ktorá sa netýka architektúry RV870 a podpory Direct3D 11 sa nazýva Eyefinity. Technológia, ktorá umožňuje zobrazovať hru cez trojicu monitorov. Informovali sme vás o nej v novinke ATi Eyefinity - 6 obrazoviek z jednej grafiky? Bez problému....
 

 
 

GeForce GTX 400 karty priniesli tiež viaceré novinky. Ak dám bokom veľké zmeny v architektúre čipu GF100 oproti predchodcom, ostáva ešte podpora SG-SSAA. Po vzore AMD/ATi uverejnila nVidia určitý čas po vydaní GTX 400 kariet utilitku, vďaka ktorej je možné tento druh supersamplingu zapnúť. Funguje pod Direct3D 9, 10(.1) a 11 aplikáciami. Nie však vo všetkých Direct3D 10(.1) a 11 aplikáciách. Súvisí to s tým, že v tomto prípade nemôže ovládač zmeniť počet samplov v hre, lebo tá môže pristupovať (od Direct3D 10) na jednotlivé sample a musí z toho dôvodu vedieť vždy aktuálny počet samplov. nVidia využíva teda pre SG-SSAA pod Direct3D 10(.1) a 11 hrami tzv. „code hook“. To je tiež dôvod, prečo sa riadi zapnutie a vypnutie cez utilitku - nVidia SSAA tool. Keby bolo integrované do ovládača, nedostal by ten WHQL certifikát od Microsoftu. Podporované sú aj predchádzajúce SSAA módy - zmiešané a ordered grid. nVidia tiež priniesla nový 32x mód vyhladenia hrán, pozostávajúci z 8xMSAA a 24xCSAA. Bližšie sa novinkám v oblasti vyhladzovania hrán budem venovať v jednej z ďalších recenzií. Na Eyefinity od AMD reagovala nVidia možnosťou hrať hru zobrazenú na 3 monitory s dvoma GeForce kartami v SLI móde. Zároveň pridáva k tomu možnosť zapnúť 3D Vision.
 

Históriu kariet a ďalšie detaily som objasnil. Poďme sa na ďalšej strane pozrieť na Direct3D 11 a následne na kvalitu anizotropného filtra (AF) dnes testovaných kariet. Potom príde na rad porovnanie výkonu a ich ďalšie vlastnosti. Vďaka spoločnosti Gigabyte sme mohli uskutočniť testy na novej „Nehalem“ testovacej zostave s Gigabyte X58-Extreme základnou doskou, ktorá umožňuje SLI a CF. O napájanie sa staral 800W ODIN zdroj. Testy prebehli vďaka spoločnosti Samsung aj v rozlíšení 2560x1600, ktorá nám vypožičala na test 30“ LCD SyncMaster 305T+ (recenzia na PC.sk).