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).

 

Pohľad na Direct3D 11

Obe dnes testované grafické karty sú založené na GPUs, ktoré majú ako prvé od svojich výrobcov podporu Direct3D 11. Preto sa na toto posledné grafické rozhranie od Microsoftu teraz pozriem bližšie. Direct3D 11 predstavuje nadstavbu Direct3D 10.1 a momentálne poslednú verziu Direct3D API. Využíva sa teda pre Vistu vyvinutý driver model, čo znamená, že verzia pre Windows XP nebude. Podporované sú preto všetky operačné systémy od Windows Vista (vrátane) vyššie. V dnešnej dobe to znamená – Windows Vista a 7 z desktopových OS. Direct3D 11 funguje z tohto dôvodu so všetkými grafickými kartami, podporujúcimi aspoň Direct3D 10. Microsoft ide dokonca ďalej a ponúka aj mód pre určité Direct3D 9 karty. Jedná sa o tie isté, ktoré sú podporované Aerom.
 

Ako v prípade Direct3D 10 nie je povolené výrobcom GPUs si vybrať podporu len určitých Direct3D 11 features. Aby mohli byť GPUs označené ako kompatibilné s Techlevelom 11, musia byť podporované všetky nové features Direct3D 11. Hlavné novinky a vylepšenia Direct3D 11 sú nasledovné:

• Multithreading
• DirectCompute
• Shader Model 5
• Dynamic Shader Linkage
• Hardware Tessellation
• BC6H/BC7 Texture Formats

 

Multithreading podporuje Direct3D už od verzie 9. Nebol však zavedený pre vyšší výkon, ale aby zabránil nestabilite, ktorá by mohla vzniknúť, ak by sa pristúpilo zároveň na dve vlákna. Trend v oblasti CPUs je už dlhšie zameraný na viaceré jadrá, a preto sa rozhodol Microsoft premyslieť celý koncept Multithreadingu. V Direct3D 11 je už zameraný na dosiahnutie vyššieho výkonu. Textúry a geometria sa preto dajú spracovávať naraz pomocou viacerých vlákien. To zjednodušuje streaming, teda efektívne načítavanie údajov a textúr v pozadí. Pre stále väčšie svety v hrách to aj je potrebné. Okrem toho je teraz možné spracovať príkazy pre grafickú kartu pomocou viacerých vlákien, zapísať ich do príslušných bufferov a následne v správnom poradí poslať GPU. Čím viac jadier je k dispozícii, tým je logicky možné viacej rozdeliť jednotlivé príkazy na CPUs.
 

DirectCompute je rozhranie pre celú GPGPU funkcionalitu v Direct3D 11. Využívajú sa tzv. Compute Shadery. Napriek tomu, že nie sú súčasťou pipeline, môžu pristupovať na rovnaké údaje. Vďaka tomu sa výrazne zjednoduší výmena uskutočnených výpočtov. Preto sa môžu použiť aj pre výpočet fyziky v hre a post-processing efektov. Podľa Microsoftu je možné dosiahnuť až 200% navýšenie výkonu. Ušetrený výkon sa môže použiť na niečo iné. Možné je to vďaka tomu, že všetky vlákna compute shaderov môžu pristupovať na spoločnú, 32 KB veľkú pamäť v GPU.
 

Shader Model 5.0 je High Level Shader Language (HLSL) nového Direct3D 11.

Výkon GPUs postupne narastal a s ním aj množstvo obmien toho istého shaderu v hrách, ktoré sa musia spravovať. Aby sa počet týchto shaderov znížil, vznikla myšlienka übershaderu. Ten zjednocuje všetky varianty jedného shaderu a pomocou parametra sa počas behu vyberie konkrétny. Jeho problém je ale horší výkon, a preto siahala väčšina vývojárov znovu k veľkému počtu obmien shadera. Tento problém chce Direct3D 11 riešiť pomocou Dynamic Shader Linkage. Shadery ktoré vznikli pomocou DSL obsahujú všetky varianty v optimalizovanej a komprimovanej podobe. Počas behu sa pomocou parametra vyberie ten správny. Pre vývojárov sa táto verzia podobá übershaderu, po stránke výkonu sa však má rovnať verzii s množstvom obmien toho istého shaderu.
 

 

Hardvérová teselácia, ktorá mala byť pôvodne zavedená už s Direct3D 10, sa teda konečne dostala do Direct3D. Predchádzajúce pokusy implementovať teseláciu do Direct3D sa nepodarili kvôli slabej podpore zo strany výrobcov GPUs. nVidia sa o to pokúšala už pomocou RT-patches na GeForce 3 a ATi s N-patches (True-Form) na Radeon 8500, ale neúspešne, a preto odpadla v ďalšej generácii táto hardvérová podpora. V Direct3D 11 ide Microsoft zatiaľ najviac flexibilnou cestou a je možné použiť rôzne algoritmy pre teseláciu - subdivisions, PN triangles, bezier patch with displacement atď. Teselátor je v Direct3D 11 podporovaný dvoma novými shader úrovňami. Hull shader vypočíta úroveň teselácie. Využíva na to vertex shaderom vypočítané kontrolné body. Domain shader vytvorí z výsledku teselácie znovu vrcholy. Tie sú zvyškom render-pipeline spracovávané ďalej.
 

BC6H a BC7 predstavujú nové formáty kompresie pre (HDR) textúry. Po zavedení DXT kompresie pre textúry sa javilo, že táto téma je pre Microsoft uzatvorená. V Direct3D 10 sa len premenovali na BC (Block Compression) a rozšírili o dve varianty rovnakej technológie. BC6H a BC7 v Direct3D 11 sú ale po technickej stránke ozajstné novinky. BC6H slúži na kompresiu formátov so 16 Bitmi na farbu a dosahuje kompresiu až na 1/6 pôvodnej veľkosti. BC7 sa zameriava na formáty textúr ako doteraz, poskytuje ale výrazne lepšiu kvalitu. Dosahuje kompresiu 3:1 pri textúrach bez alpha a 4:1 s alpha kanálom. Oba nové formáty využívajú adaptívny algoritmus, ktorý vie podľa farebných rozdielov použiť pre každý blok 16 pixelov rozličnú kompresiu. Aby sa zabránilo odchýlkam vo výsledku, definuje Direct3D 11 tiež, ako má každý bit po dekompresii vyzerať.
 

Nové formáty kompresie pre textúry ako aj  teselátor sú čisto Direct3D 11 features a budú ich preto môcť využívať jedine Direct3D 11 GPUs. Multithreading bude fungovať s príslušným ovládačom aj na grafických kartách s podporou staršieho Direct3D spolu s osekanou verziou Dynamic Shader Linkage, DirectCompute (4.x) a adaptívnou teseláciou. Určité konštrukcie zo Shader Modelu 5.0 je možné emulovať aj na starších GPUs, využitia v praxi sa ale asi nedočkáme. Ďalšie informácie ako aj všetky prezentácie a zvukové záznamy nájdete na stránkach Microsoft Gamefest 2008 a 2010.


 

Kvalita anizotropných filtrov pod lupou

Na nasledujúcej strane sa budem podrobne venovať kvalite anizotropného filtra (AF) nových Direct3D 11 kompatibilných čipov – GF100, RV870, ktoré zastupujú všetky čipy zo svojej generácie (GF10x a RV8x0). AMD sa vyjadrila pri predstavení Radeon HD 500 série, že uhlová závislosť AF bola odstránená a zmenil sa aj LOD management. nVidia sa na rozdiel od toho pri predstavení svojich Direct3D 11 kariet vôbec nezmienila o ich anizotropnom filtri. Z tohto dôvodu som tiež porovnal AF nových čipov s AF predchodcov – G200b, RV770. Na zistenie kvality AF som použil dva programy na testovanie AF a jednu hru – Crysis Warhead.

Ak sa práve pýtate, prečo som sa zameral práve na kontrolu kvalitu anizotropného filtra, tak vedzte, že to má viacero dôvodov. Zoberme bežný prípad, pasujúci v 95% - slušne naprogramovanú hru, dve grafické karty s GPUs od rôznych výrobcov, ktoré renderujú obraz, pričom hra ani ovládače grafických kariet nemajú žiadne chyby, spôsobujúce chybné zobrazenie, LOD nastavené na 0 a zapnutý nejaký multisampling anti-aliasing (MSAA). Tak potom predstavuje práve anizotropný filter najväčší rozdiel v kvalite obrazu.
 

Druhý dôvod je, že v minulosti obetovali obe spoločnosti (ATi, nVidia) kvalitu anizotropného filtra pre vyššie FPS. Bola to však ATi, ktorá zaviedla ako prvá „optimalizácie“ AF, spôsobujúce jeho horšiu kvalitu. Anizotropný filter ponúka vždy miesto na optimalizácie, zhoršujúce kvalitu obrazu. Zhoršenie kvality filtrovania textúr spôsobené optimalizáciami je pritom premenlivé, záleží od hry, konkrétnejšie od použitých textúr, do akej miery ich možno spozorovať. Ďalej nemusí byť dobre vidieť optimalizácie kvôli monitoru alebo preto, že nie každý je rovnako citlivý na kvalitu textúr, filtrovaných AF. Dôvodov to môže mať viacero, uvediem len jeden – lebo dotyčný ešte nikdy nevidel kvalitnejší AF. Do tretice, nie každý vie, že to čo mu vadí, spôsobujú práve optimalizácie. Po čase si to daná osoba preto prestane tak výrazne všímať. Vyhladzovanie hrán (MSAA) taký priestor neponúka a šetrenie, rovnako ako na iných miestach, by bolo príliš viditeľné.
 

výsek nastavení z Catalyst ovládačov

Nasledujúce testy kvality AF prebehli na Radeon a GeForce čipoch vždy s dvoma nastaveniami kvality AF. Catalyst ovládač ponúka možnosť meniť kvalitu AF len pomocou dvoch nastavení – A.I. a kvality mip-maps. Neponúka širšie možnosti vypnúť ďalšie optimalizácie, spôsobujúce horšiu kvalitu obraz ani vypnúť všetky naraz ako GeForce ovládače. Keďže bola kvalita mip-maps nastavená na najvyššiu úroveň, bola jediná možnosť ako ešte trochu zlepšiť kvalitu AF, vypnúť A.I. Nastavenie A.I. Off (Disable) vypne niektoré optimalizácie spôsobujúce horšiu kvalitu obrazu ale zároveň aj optimalizácie spôsobujúce len čisto vyšší výkon, bez vplyvu na kvalitu obrazu. Druhé, menej kvalitné nastavenie je A.I. Standard, lebo sú zapnuté mnohé optimalizácie zhoršujúce kvalitu AF. A.I. Standard predstavuje default nastavenie ovládačov a zároveň najčastejšie používané nastavenie.
 

výsek nastavení z GeForce ovládačov

Dve nastavenia kvality AF s ktorými boli testované GeForce čipy sú – Quality a High-Quality (HQ). Nastavenie kvality AF - Quality (kvalita) v ovládači GeForce predstavuje najčastejšie používané nastavenie kvality so zapnutými niektorými optimalizáciami. Druhé nastavenie High-Quality vypne všetky optimalizácie spôsobujúce horšiu kvalitu AF. Ďalšie nastavenia Catalyst a GeForce ovládačov boli zhodné s nastaveniami, ktoré používam pre testy výkonu grafických kariet.
 

vľavo RV870 a vpravo RV770

Prejdem teraz k samotným testom. Najprv sa pozrieme spoločne na výsledky z aplikácie D3D AF-Tester verzie 1.3a, ktorá vypovie niektoré fakty o danom AF. Uhlovú závislosť a základový filter na základe zafarbených mip-maps. Zmena nastavenie A.I. v Catalyst ovládačoch nespôsobí žiadnu zmenu výsledku s RV870 alebo RV770, nakoľko nemení vyššie zmienené testované kritéria. Jasne vidieť, že „AF kvetina“ RV870 je kruhová, zatiaľ čo v prípade RV770 je to skôr štvorec s rohmi v 45° uhloch. Taktiež vidieť, že prvá, do červena zafarbená mip-map úroveň je užšia na RV870 ako na RV770. Tieto skutočnosti znamenajú dve veci. Jednak, že AF RV870 je ako AMD sľúbila uhlovo nezávislé. Uhlovo nezávislé AF pozostáva z kruhov. V uhloch v ktorých je aplikovaná uhlová závislosť je tento kruh porušený výbežkom. AF RV770 je teda uhlovo závislé. Hrúbka zafarbených mip-maps zase hovorí, aký základový filter AF je použitý. Podľa testera by AF RV870 mal mať trilineárny základový filter a AF RV770, horší brilineárny. Takto sa označuje filter, ktorý je kvalitou medzi kvalitnejším trilineárnym a horším bilineárnym filtrom. Osobne si myslím, čo aj ďalej dokážem, že ovládače RV870 majú implementovanú jednu fintu, ktorá bola ak sa použije karta s čipom RV7x0 odobraná – detekcia zafarbenia mip-maps. Ak sú zafarbené mip-maps značí to, že sa kontroluje kvalita AF, základového filtra. A práve vtedy filtrovali Radeon karty lepšie - trilineárne. S Catalystmi 9.6 WQHL to odpadlo. V prípade RV8x0 kariet ale predpokladám, že to ešte stále platí.
 

GF100 s nastavením Quality vľavo a High-Quality vpravo


G200(b) s nastavením Quality vľavo a High-Quality vpravo

Výsledky GF100 a G200b prejdem trochu rýchlejšie, nakoľko som vysvetlil čo znamenajú jednotlivé obrázky. V prípade nVidia GPUs je vidieť rozdiel medzi nastavením HQ a Q v tomto testeri, nakoľko sú v prípade nastavenia „Quality“ zapnuté trilineárne optimalizácie, ktoré sa dotknú základového filtra. S „High-Quality“ (HQ) sú však všetky optimalizácie vypnuté a AF má trilineárny základový filter. Ďalej vidieť, že anizotropné filtre GF100, G200b sú v testovaných kritériách zhodné a veľmi jemne závislé na uhloch. Znamená to, že ak je určitá textúra, ktorá by sa mala filtrovať anizotropne v danom uhle, kde je optimalizácia, tak sa nefiltruje 16xAF ale len napr. „15,8xAF“. V praxi ale väčšinou nie sú v daných uhloch textúry a úroveň AF nehovorí nič o samotnej kvalite tohto 16x anizotropného filtra. Uhlovo nezávislé AF, ktoré šetrí množstvo samplov a má teda veľmi zlú kvalitu môže byť horšie ako aj silno uhlovo závislé AF, ktoré ale nešetrí sample (vzorky) pri filtrovaní a aplikuje len napr. 4x-8x AF. D3D AF-Tester je z mnou použitých aplikácií na testovanie AF, najstaršia. Hovorí len to, či je AF daného čipu uhlovo závislé alebo nie a ukazuje základový filter pomocou zafarbených mip-maps.
 

Ďalší AF-Tester je oveľa mladší a málokto ho pozná. 3DCenter Filter Tester dáva filtrovať texturovacím jednotkám (TMUs) a/alebo aritmetickým jednotkám (ALUs) jednu veľmi zákernú textúru. V možnostiach sa dajú nastaviť ešte určite parametre – pohyb textúry, LOD, úroveň AF, kvalita implementácie pomocou ALUs a zobrazenie (výsledok renderovanie len TMUs, ALUs alebo obidvoje výsledky). Tento tester teda umožňuje porovnať výsledky filtrovania textúry anizotropným filtrom vypočítavaným TMUs a ALUs (Poznámka: Áno, AF je možné počítať aj pomocou ALUs, je to však výrazne pomalšie ako pomocou TMUs.). Zjednodušene povedané – porovnať kvalitu AF, ktorú ponúka daný čip s tým ako by to malo vyzerať. Vďaka tomu, že je použitá zákerná textúra, sa dajú ľahšie spozorovať rôzne optimalizácie, ktoré sa prejavia na výslednej kvalite. 3DCenter Filter Tester je teda oveľa bližšie realite (keby nebolo tej zákernej textúry, tak by to bol prípad ako z hry) ako D3D AF-Tester. Porovnajme si teraz jednotlivé výsledky, ktoré vznikli s nasledujúcim nastavením v aplikácii – Display Mode: Split, ALU Mipmap Interpolation, ALU Filtering Mode: Perfect, 16xAF, LOD Bias 0.0, bez otáčania alebo zmeny pomeru textúry.
 

vľavo GF100 a vpravo G200(b)

Zmena nastavenie A.I. v Catalyst ovládačoch nespôsobí žiadnu zmenu výsledku ako ani zmena kvality AF v control panely nVidia ovládačov. Dôvod je ten, že túto Direct3D 10 aplikáciu nepoznajú ovládače a neaplikujú preto žiadne optimalizácie. Výsledok TMU renderingu jednotlivých kariet sa preto dá považovať za najlepší možný. Okamžite vidieť, že výsledok RV870 a RV770 sa odlišuje. Výsledok RV770 sa zdá byť dosť identický s referenčným. Sú tu však malé ale podstatné rozdiely. Všimnite si, že výsledok dosiahnutý TMUs má viaceré ostré horizontálne „vlnky“ a „pásy“. Tie v referenčnom obrázku chýbajú. Všetky tieto ostrejšie časti vyzerajú na obrázkoch dobre, v pohybe sú to však miesta, ktoré sa výraznejšie mihajú – teda spôsobujú shimmering textúry. Vznikajú, ak sa šetrí samplami (vzorkami) pri samplingu. Toto šetrenie spôsobujú rôzne optimalizácie. Na výsledku RV870 je zase výrazné niečo iné – ostré prechody medzi mip-maps. Na obrázku ich vidieť ako „ukončenie“ textúry a „začiatok“ ďalšej ale oveľa menej ostrej textúry. Tento artefakt sa nazýva „AF-Banding“ a je veľmi nepríjemný v pohybe, nakoľko posúva hráč viaceré viditeľné pásy pred sebou. Dôvodom je použitie menej kvalitného základového filtra. Namiesto trilineárneho, ktorý by mal RV870 využívať vždy, len bilineárneho. Niečo také neexistuje v realite, rovnako ako „AF-shimmering“. (Poznámka: určité druhy shimmeringu, teda mihania existujú v realite). Aj pri zanedbaní najvýraznejšieho rozdielu - AF-bandingu je vidieť rozdiely vo výsledkoch medzi RV870 a RV770. RV870 má „ostré“ vlnky aj vo väčšej vzdialenosti, zatiaľ čo u RV770 sa tam nevyskytujú. Spôsobuje ich pravdepodobne upravený LOD management v spojení s optimalizáciami.

Porovnanie výsledkov GF100, G200 medzi sebou zase ukázalo, že tu nie sú žiadne rozdiely. Oproti referenčnému výsledku sú viditeľné naozaj len malé rozdiely - miestami minimálne väčšia ostrosť a trochu horšia presnosť, ktorá ale nie je pre subjektívnu kvalitu podstatná. Ani s HQ nie je teda AF na GeForce kartách dokonalý, oproti AF Radeon kariet je však oveľa lepší. Výsledky GF100, G200 sú oveľa bližšie referenčnému výsledku, nemajú také výrazne „ostrejšie“ časti, spôsobujúce shimmering textúr v pohybe a oproti RV870 nemajú AF-banding.
 

RV870 s nastavením A.I.Standard vľavo a A.I.Off vpravo
 

RV770 s nastavením A.I.Standard vľavo a A.I.Off vpravo
 

Kvalitu anizotropného filtra jednotlivých čipov sme komplexne zanalyzovali pomocou dvoch AF-Testerov. Ostáva teda kontrola kvality AF v reálnych podmienkach – hrách. Pre tento účel som zvolil známy Crysis Warhead. Je to hra v ktorej sa často porovnáva výkon grafických kariet a ovládače sú výrazne zoptimalizované pre ňu. Okrem toho má hra kvalitné textúry a aj dnes sa jedná o jednu z najnáročnejších hier na trhu. Obrázky vznikli po druhom načítaní vlastného save-game pomocou aplikácie FRAPs v .png formáte. Príslušný save-game dávam voľne k stiahnutiu, aby si záujemcovia mohli overiť moje obrázky. Nastavenia v hre boli nasledovné. Maximálne detaily (Enthusiast), Direct3D 10, 4xMSAA, rozlíšenie 1920x1200 a 16xAF vynútené cez ovládač. Podstatné je si ešte uvedomiť, že zeleň sa pohybuje, rovnako ako oheň a iné objekty v obrázku. To ale nie je pre porovnanie kvality AF podstatné. Podstatné sú len textúry cesty a štrku pri nej, ktorých pozícia sa nemení.

Začnem znovu čipmi od AMD/ATi. V prípade RV870 nie sú na obrázkoch očividné zmeny, ak sa zmení A.I. zo Standard na Off alebo opačne. Malý rozdiel vidieť až v pohybe a potvrdzuje to aj rozdiel v textúrach medzi týmito obrázkami vyhotovený Photoshopom. V pohybe spôsobuje A.I. Standard trochu väčší shimmering ako A.I. Off. Ďalší výrazný nedostatok si nemusel každý všimnúť, lebo je jasne viditeľný až v pohybe alebo ak si znovu porovnáme výsledky RV870 a RV770. V obrázkoch RV870 je ako v 3DCenter Filter Testery prítomný AF-Banding. Pri porovnaní obrázkov ho vidieť len ako „tmavšie pásy“, ktorý začne skôr ako by mal a ostré rozhranie dvoch mip-maps. Pre lepšie zviditeľnenie na obrázku som použil diff funkciu vo Photoshope, ktorá zobrazí len jednotlivé rozdiely. Dôvod AF-Bandingu v Crysis Warhead je rovnaký ako vo Filter Testeri, RV870 používa aj v tomto prípade len menej kvalitný bilineárny základový filter a nie trilineárny ako by mal. Najviditeľnejší je AF-Banding v pohybe, pretože hráč vtedy posúva pred sebou viaceré neprirodzené pásy s ostrými rozhraniami. Ďalšie skutočnosť, ktorá tomu len pridáva je, že jedno ostré rozhranie je presne pod crosshairom, kam sa väčšina hráčov sústredí. Výsledky RV770 AF-Banding nevykazujú a potvrdilo to aj porovnanie vo Photoshope.

Výsledky RV770 s A.I.Off a A.I.Standard sa taktiež rozlišujú v pohybe. S vypnutým A.I. je úroveň mihania textúr trošku menšia. Na obrázkoch však vidieť aj jeden iný viditeľný rozdiel, ktorý s RV870 nenastal. V úplne ľavej a pravej časti sú textúry pri zapnutom A.I.Standard na RV770 ostrejšie, ako keby filtrované. V pohybe sa ale aj tie výrazne mihajú. Presný dôvod nepoznám. Pravdepodobne je to spôsobené iným LOD managementom. S A.I. Off tento „Bug“ už nenastáva a výsledok je taký ako by mal byť. Pri porovnaní úrovne mihania textúr v pohybe je RV870 s A.I.Standard na tom zhruba tak ako RV770 s A.I.Off, teda trochu lepšie. Znovu platí skutočnosť, že to čo vyzerá na obrázku ostro sa v pohybe mihá – spôsobuje shimmering. Môže to byť ale spôsobené práve použitím bilineárneho základového filtra, ktorý je miestami menej „ostrý“. Na druhú stranu ale spôsobí jasne viditeľný a podľa môjho názoru tiež veľmi nepríjemný AF-Banding. Ako by vyzerali výsledky RV870 s trilineárnym základovým filtrom môžeme len odhadovať.
 

GF100 s nastavením Quality vľavo a High-Quality vpravo
 

G200(b) s nastavením Quality vľavo a High-Quality vpravo
 

Prejdem k výsledkom nVidia čipov. Tie predviedli už v 3DCenter Filter Testery vynikajúce výsledky a pokračujú v nich aj v Crysis Warheade. Pri porovnaní jednotlivých obrázkov GF100, G200 znovu nevidieť žiadne rozdiely a potvrdzuje to aj Photoshop. Anizotropné filtre GF100 a G200 sú teda identické. Rozdiely medzi Quality a High-Quality nie sú taktiež viditeľné čisto z obrázkov. V pohybe ale sú a High-Quality spôsobuje oproti Quality ešte trochu menší shimmering. Ak porovnám úroveň shimmeringu s nastavením Quality na GF100/G200 v pohybe s AF RV770, tak je najbližšie nastavenie A.I.Off. Quality je ale o kúsoček lepšie. V porovnaní s RV870 je po stránke shimmeringu A.I. Standard len trochu horšie ako Quality a A.I.Off je mierne pod High-Quality. V pohybe je vidieť s každým testovaným čipom a nastavením určité mihanie textúr pri použití AF. Je to spôsobené „zákernou“ textúrou cesty a štrku, ktorá by sa mihala aj s ideálnym AF. Menej ako napr. s A.I.Off alebo Qauality ale mihala. Oproti RV870 nemá GF100/G200(b) takisto ako RV770, nepríjemný AF-Banding.

Všetky testy kvality AF som prešiel a ostáva už len zhrnutie tejto kapitoly. Anizotropný filter RV870 sa oproti RV770 zmenil. Má nový, uhlovo nezávislý algoritmus. Ten však neprinesie v praxi oproti uhlovo závislému AF RV770 nejaké väčšie rozdiely, lebo v daných uhloch väčšinou nie sú textúry, ktoré by sa mali filtrovať anizotropne. Práve preto tvrdí AMD, že neprináša voči uhlovo závislému AF stratu výkonu. Lepšie je, že AF RV870 spôsobuje menej shimmeringu ako AF RV770. Pravdepodobne je to ale spôsobené použitím menej kvalitného bilineárneho filtra. On je dôvod, prečo spôsobuje AF RV870 tzv. AF-Banding. V pohybe sa prejavuje ako posúvajúce sa pásy. To nie je prehliadnuteľné. V niečom je teda AF RV870 lepší ako AF RV770 a v niečom horší. Summa summarum by sa dalo povedať, že kvalita AF sa nezmenila. Môj osobný názor je ale taký, že trochu menší shimmering nevykompenzuje AF-Banding, a preto je AF RV870 trochu horší ako AF RV770. Každý si ale môže spraviť vlastný názor.
 

vľavo rozdiel medzi GF100 a G200(b) s HQ a vpravo medzi GF100 s Q a RV870 s A.I.Standard
 

vľavo rozdiel medzi RV870 a RV770 s A.I.Standard a vpravo medzi RV870 a RV770 s A.I.Off
 

Porovnanie AF GF100 a AF predchodcu – G200(b) dopadlo veľmi jednoznačne. Ich anizotropné filtre sú na vlas identické. U nVidie sa od doby G80 v tejto oblasti teda nič nezmenilo. To je dôvod, prečo sa nVidia nevyjadrila o AF pri predstavení GF100 čipu. Po stránke kvality sú ich AF naďalej lepšie ako AF Radeon kariet, lebo spôsobujú menší shimmering a celkový výsledok je homogénnejší. Na rozdiel od RV870 tiež nespôsobujú nepríjemný AF-banding. Oproti AF RV870 zaostáva AF GF100 po stránke kvality jedine v uhlovej závislosti, ktorá je však taká minimálna, že sa dá zanedbať, lebo vo väčšine prípadoch nie sú rozdiely ani medzi silnejšie uhlovo závislým AF RV770 a uhlovo nezávislým AF RV870.

Väčšinu zákazníkov zaujíma výkon grafickej karty a ešte hlučnosť, OC potenciál, prípadne spotreba. Kvalita anizotropného filtra zaujíma, žiaľ, málokoho. Mala by ale každého, komu nie je jedno výsledná kvalita obrazu. Väčšinou teda enthusiastov. Určite to súvisí aj s tým, že máloktorá internetová stránka sa zaoberá touto komplexnou témou. Anizotropný filter nie je triviálny, rovnako vysvetlenie fungovania. Vývojom - od point samplingu po anisotropic filtering by sa dal v pohode napísať rozsiahly článok. Takisto testovanie nie je jednoduché – nájdenie vhodnej scény a hry kde vidieť rozdiely. Tým to však nekončí. Samotné vysvetlenie kvality AF tiež vyžaduje technické znalosti z tejto oblasti a množstvo času. Len keď bude o problematike AF vedieť viac ľudí a žiadať lepšie AF ako ponúkajú momentálne Radeon GPUs, tak potom sa možno aj niečo zmení. Lebo momentálne zaostáva v tejto oblasti výrazne AMD. Dôvodom je výkon. Rozdiely voči konkurenčným kartám nie sú väčšinou veľké, a preto príde plus ~10 až 15% výkonu len vďaka optimalizáciám vhod. Vďaka nim je tiež prepad výkonu 16xAF u Radeon HD 5800 kariet malý, len okolo 6%. Bez optimalizácií by bol určite väčší. To všetko napriek 80 texturovacím jednotkám v RV870, čo je viac ako má GF100. Mohlo by sa preto zdať, že RV870 optimalizácie nepotrebuje a aj tak by bol výkonnejší. Nie je to ale pravda. Ako ukázali merania v D3D Rightmarku, RV870 je veľmi neefektívny s AF. Tieto merania zverejním v nasledujúcom technologickom článku venovanom architektúram nových Direct3D 11 čipov. Texelfillrate RV870 so zapnutým 16x trilineárnom AF je v pomere k teoretickej texelfillrate najhoršia spomedzi štyroch testovaných GPUs – G200, GF100, RV770 a RV870. Číslom vyjadrené, len ~0,38 oproti GF100, ktorý má skoro 0,6(!). RV770 a G200(b) sú po stránke efektivity na tom zhruba rovnako. Inak povedané, v praxi (so 16xAF) má GF100 o 50% väčšiu texelfillrate na TMUs a takt ako RV870. Príčina je v jednom úzkom hrdle architektúry RV870. Viac ale na tomto mieste neprezradím. Z toho je jasné, prečo nemá RV870 kvalitnejší AF a základový filter (namiesto trilineárneho používa bilineárny) napriek 80 TMUs.
 

S default nastavením sú na GF100 a RV870 zapnuté určité negatívne optimalizácie. Nechajme v tomto prípade bokom, že Quality je lepšie ako A.I.Standard. Podstatné je tiež, že nVidia ponúka možnosť zapnúť ešte kvalitnejší AF - možnosť jednotlivo vypnúť viaceré optimalizácie spôsobujúce horšiu kvalitu a takisto HQ – teda úroveň kvality, kedy sú vypnuté všetky optimalizácie. HQ ponúka preto momentálne najlepšiu kvalitu AF. To je spolu so štandardne lepšou kvalitou AF (Q) veľké plus pre nVidiu. Dalo by sa to však ešte lepšie, alebo ponúknuť 32xAF. U nVidie sa ale asi tak skoro nedočkáme ďalšieho vylepšenia AF, pričom vidím tri dôvody prečo. AF je pre nich uzatvorená téma, od G80 sa preto nič nemenilo a nie je ani dôvod niečo meniť, lebo AMD nevyvíja v tejto oblasti tlak. Posledný dôvod súvisí zase s výkonom, ktorý by stálo len malé vylepšenie AF. Potrebný výkon by bol neproporcionálne vyšší ako dosiahnuté vylepšenie. A to už teraz môže prepnutie kvality AF z Q na HQ stáť v starších hrách až 20% výkonu. V modernejších hrách to je menej. Pre všetkých by teda bolo najlepšie, keby v ďalšom Direct3D 12 štandardizoval Microsoft sampling a zaviedol ďalšie povinné parametre pre anizotropný filter, ktoré by museli čipy dodržať. Nič iné podľa mňa nezmení momentálnu situáciu s anizotropným filtrom.


 

Technické údaje grafických kariet

Na nasledujúcej stránke sú porovnané technické parametre jednotlivých grafických kariet a ich príslušné teoretické maximálne hodnoty.

	GeForce GTX 280	GeForce GTX 285	GeForce GTX 470	GeForce GTX 480
Jadro:	G200-300	G200-350	GF100-275	GF100-375
Výrobný proces:	65nm	55nm	40nm	40nm
Veľkosť jadra:	~576 mm^2	~480 mm^2	~550 mm^2	~550 mm^2
Počet tranzistorov:	~1400 miliónov	~1400 miliónov	~3000 miliónov	~3000 miliónov
Počet aktívnych clustrov:	10	10	14	15
Frekvencia jadra:	602 MHz	648 MHz	608 MHz	700 MHz
Frekvencia pamäte:	1107 MHz	1242 MHz	837 MHz	924 MHz
Kapacita, typ pamäte:	1 GiB, GDDR3	1 GiB, GDDR3	1280 MiB, GDDR5	1536 MiB, GDDR5
Frekvencia shadercore:	1296 MHz	1476 MHz	1215 MHz	1401 MHz
Počet TFUs:	80	80	56	60
Počet TAUs:	80	80	56	60
Počet ALUs:	10x Vec24 (240 SPs)	10x Vec24 (240 SPs)	14x Vec32 (448 SPs)	15x Vec32 (480 SPs)
Počet ROPs	32	32	40	48
Podpora Direct3D:	10	10	11	11
Pixel fillrate:	19 264 MPixels/s	20 736 MPixels/s	24 320 MPixels/s	33 600 MPixels/s
Bilinear texelfillrate:	48 160 MTexels/s	51 840 MTexels/s	34 048 MTexels/s	42 000 MTexels/s
Bilinear FP-16 texel fillrate:	24 080 MTexels/s	25 920 MTexels/s	17 024 MTexels/s	21 000 MTexels/s
Z-sample rate:	77 056 MSamples/s	82 944 MSamples/s	97 280 MSamples/s	134 400 MSamples/s
AA-sample rate:	154 112 MSamples/s	165 888 MSamples/s	194 560 MSamples/s	268 800 MSamples/s
Single precision aritmetický výkon:	933,1 GFLOP/s * 622,08 GFLOP/s (bez 2. MUL)	1062,72 GFLOP/s * 708,45 GFLOP/s (bez 2. MUL)	1088,6 GFLOP/s	1344,96 GFLOP/s
Double precision aritmetický výkon:	77,76 GFLOP/s	88,56 GFLOP/s	136,08 GFLOP/s	168,12 GFLOP/s
Geometry rate:	602 MTriangles/s pri 1 Tri/takt 301 MTriangles pri 0,5 Tri/takt	648 MTriangles/s pri 1 Tri/takt 324 MTriangles/s pri 0,5 Tri/takt	2432 MTriangles/s	2800 MTriangles/s
Šírka zbernice:	512 bit	512 bit	320 bit	384 bit
Priepustnosť pamäte:	141,7 GB/s	158,9 GB/s	133,92 GB/s	177,4 GB/s

jadro RV870 na Asus Radeon HD 5850, klikni pre zväčšenie

S novou generáciou Direct3D 11 grafických kariet platí ešte viac ako v minulosti, že výkon grafických kariet sa nedá odhadnúť čisto podľa teoretických hodnôt a taktiež sa nedajú porovnávať karty rôznych generácií, výrobcov (AMD/ATi s nVidia) medzi sebou len podľa technických parametrov. U nVidie a ich Fermi "GF100" GPUs je to spôsobené novou architektúrou, ktorá priniesla mnohé zmeny oproti predchádzajúcim Direct3D 10 GPUs. Direct3D 11 GPU RV870 alias "Cypress" od AMD/ATi síce vychádza z RV770, má oproti nemu zdvojené všetky podstatné výpočtové jednotky (TMUs, ALUs, ROPs) a pri naďalej zjednodušenom pohľade je najväčšou zmenou pridaná podpora Direct3D 11. Dalo by sa teda predpokladať, že Radeon HD 5870 bude 2x výkonnejšia ako HD 4890 a pod. Čip ale má určité nedostatky, ktoré sa dajú zhrnúť pod problém - nedostatočné vyťaženie výpočtových jednotiek a aj preto je výkonnostný rozdiel voči predchodcom menší. To v konečnom dôsledku ukážeme v dnešnej recenzii. Na tomto mieste sa ešte vyjadrím k určitým detailom GF100 na ktoré nemožno zabudnúť pri pohľade na technické detaily. Jednak je to množstvo trojuholníkov, ktoré vie čip "vypľuť" za takt. U G80-G200 čipov uvádzala nVidia 1 trojuholník za takt. Ako som však už viackrát spomínal v článkov, jedná sa o teoretické maximum, ktoré sa nedá v hrách dosiahnuť. Reálna hodnota je 0,5 trojuholníkov za takt. Túto hodnotu použila nVidia aj v slajdoch GF100, kde sa uvádza vyše 8x vyšší geometry rate. Definitívneho objasnenia sa dočkala aj "2. MUL", ktorú mali ALUs od G80 po G200B. Podľa posledných štúdií sa dala využiť aj v G200 v MUL náročných výpočtoch len z maximálne 50% (nVidia uvádzala vyše 90%). Vo väčšine hier sa však nevyužívala pre general shading, nakoľko bola zamestnaná inými výpočtami. V GF100 odpadla definitívne z ALU a pre výpočty o ktoré sa starala v G80 - G200 2. MUL, sa starajú teraz samostatné "špeciálne" jednotky. Čisto pri pohľade na počet ALUs alebo ako ich nVidia radšej značí "CUDA cores" sa ich počet v GF100 voči predchodcovi G200 zdvojnásobil. Teoretický aritmetický výkon sa ale kvôli 2. MUL, ktorá odpadla nezdvojnásobil. V skutočnosti a v hrách je ale aritmetický výkon viac ako dvojnásobný, a preto uvádzam v tabuľke s G200(B) čipmi aritmetický výkon s 2. MUL a bez nej. Posledná zaujímavosť súvisí s pixelfillrates. Tie nezávisia ako v predchádzajúcich čipoch len od počtu ROPs, ich priepustnosti a frekvencii ale priamo od počtu GPCs (clustrov) v GF100. Komplexne sa budem venovať architektúram RV870,  GF100, ich kvalite anizotropného filtra (viacej scén, videá), anti-aliasingu v nasledujúcom samostatnom článku.

jadro GF100-275-A3 s HS (heat spreader) na Gigabyte GeForce GTX 470, klikni pre zväčšenie

Pre viac informácií ohľade ostatných architektúr GPUs odporúčam prečítať technické časti článkov zaoberajúcich sa čipmi G200B, RV790, RV770, G200, RV670, G92, G80 a R600:

 

• Recenzia: Pretaktovaná Gigabyte GeForce GTX 285 s 2GiB
• Recenzia: Radeon HD 4890 (CrossFire) vs. GeForce GTX 275 (SLI)
• Boj o mainstream: Radeon HD 4850 (Toxic) vs. GeForce 9800 GTX (+)
• Súboj performance riešení: Radeon HD 4870 vs. GeForce GTX 260
• AMD/ATi Radeon HD 3870 (CrossFire)
• Prvé pohľady na architektúru G80
• R600 pod drobnohľadom

 

 

 

Asus Radeon HD 5850

Radeon HD 5850 s 1GiB VRAM, ktorú som dostal na test, a preto som sa na ňu mohol bližšie pozrieť, je od spoločnosti Asus a nesie obchodný názov „EAH5850/2DIS/1GD5“. Drží sa referenčného dizajnu (chladič, PCB) a má referenčné pracovné frekvencie. Jej celková hmotnosť je okolo 0,8 kg. Voči ostatným referenčným Radeon HD 5850 kartám sa teda líši jedine nálepkou na svojom dvojslotovom chladiči a príslušenstvom v ktorom je aj vlastný softvér na reguláciu, monitorovanie karty a pod.
 

 

Balenie a obal v ktorom môžete grafickú kartu zakúpiť, sa drží dizajnovej línii Asus a oproti obalu Asus Radeon HD 4890 neboli uskutočnené väčšie zmeny. Na vonkajšom obale z papiera dominuje pochopiteľne názov grafickej karty, nápis Asus a postava rytiera z nejakého fantasy sveta. Neprehliadnuteľný je tiež nápis Voltage Tweak, ktorý značí možnosť vlastnej OC utility SmartDoctor na zvýšenie napätia a nálepka Dir2. Na druhej strane možno tiež nájsť základné informácie o grafickej karte. Po odbalení sa objaví luxusne pôsobiaci čierny kartón. V samotnej krabici sa nachádzajú ďalšie menšie, nesúce tiež značku Asus. V nich sa nachádza príslušenstvo. Až na samom spodku je grafická karta, zabalená v antistatickom vrecúšku a obklopená mäkkým polystyrénom, ktorý ju chráni pred nárazmi.
 

Okrem štandardne pribalených adaptérov: DVI-to-D-Sub, 1xnapájania molex-to-6Pin VGA sa v ňom nachádza jedno inštalačné CD od Asus s ovládačmi Catalyst, druhé s užívateľskou príručkou vo viacerých jazykoch (žiaľ Slovenský chýba), rýchly inštalačný manuál a samozrejme CrossFire mostík. Pribalený je aj kupón od AMD na stiahnutie plnej verzie hry Dirt2 zo Steamu, podporujúcej Direct3D 11. Ten možno nájsť v balení väčšiny retail Radeon HD 5000 grafických kariet. Celkovo sa teda jedná o štandardné príslušenstvo, ktoré nie je bohaté, väčšine užívateľom by ale malo stačiť.
 

Asus Radeon HD 5850 je referenčná Radeon HD 5850 karta, ktorá je svojou priemernou cenou (~289 Euro) na úrovni referenčných Radeon HD 5850 kariet od ostatných výrobcov. Spolu s výkonnejšou HD 5870 predstavuje prvú grafickú kartu od AMD/ATi založenú na Direct3D 11 kompatibilnom čipe. Väčší výkon oproti predchodcom dosahuje väčším počtom výpočtových jednotiek, respektíve vyššou pracovnou frekvenciou. Kapacita VRAM sa oproti predchodcom nezmenila a je naďalej 1GiB veľká. Radeon HD 5850 patrí do performance segmentu, pričom dlho nemala žiadnu konkurenciu a má osloviť zákazníkov, ktorý chcú vysoký výkon za ešte prijateľnú cenu. Vďaka OC potenciálu si našla fanúšikov aj z radov enthusiastov.
 

GPU-Z 0.4.4 validate

Asus využíva pre svoju Radeon HD 5850 referenčné čierne PCB od AMD s referenčným napájaním a štandardným rozložením stavebných prvkov. Oproti PCBs Radeon 4800 kariet sa až tak výrazne nelíši, ale muselo byť z časti prerobené, nakoľko nie je jadro RV870 pin kompatibilné s predchodcami. To pracuje v 3D režime s pracovnou frekvenciou 725 MHz a štandardným napätím 1,087V. 1GiB veľká pamäť od Samsungu pracuje vtedy s reálne 1000 MHz (príkazy) a 2000 MHz (dáta). Efektívne so 4000 MHz. Z toho nám vyplývajú nasledovné teoretické technické parametre:
 

 

O chladenie Radeon HD 5850 sa stará referenčný dvojslotový chladič od AMD/ATi, ktorý predstavuje upravenú verziu chladiča Radeon HD 4870. Je to logický krok, nakoľko je TDP týchto kariet zhodné. Najväčšiu zmenu predstavuje kryt chladiča, ktorý už nie je z červeného priesvitného plastu, ale z hrubšieho čierneho plastu. Aj ďalšie detaily na ňom sú nové. Na hornej strane má červený pásik idúci cez stred, jedna bočná stena, ktorá je po nainštalovaní karty otočená von zo skrinky, je červená, má nápis ATi Radeon a otvory pre únik teplého vzduchu. Vzadu je zase dvojica červených „výfukov“ . Chladič teraz zakrýva celú prednú stranu grafickej karty. Zadná strana je oproti tomu úplne odignorovaná, pretože tu nie sú umiestnené žiadne súčiastky s väčšou tepelnou stratou. Len masívna medená základňa chladiča s dvoma heatpipe trubicami sa dotýka priamo jadra RV870. Oproti pasívu HD 4870 sa zmenšila dĺžka lamiel a teda aj celková vyžarovacia plocha. Vďaka väčšej ploche jadra je zaručené lepšie vyžarovanie tepla do pasívu. O pasívne chladenie ďalších častí na PCB – pamätí GDDR5 a napäťových regulátorov sa stará veľká hliníková platňa, nalakovaná do čiernej farby s jednou skrytou heat-pipe nad regulátormi, pod ventilátorom. Tá je až na jeden otvor zhodná s platňou na Radeon HD 4890. Na jadre bola nanesená štandardná sivá teplovodivá pasta od neznámeho výrobcu a ďalšie stavebné prvky mali pre lepší odvod tepla, známe teplovodivé podložky dvoch druhov.
 

V zadnej časti je pomocou troch menších skrutiek uchytený 9,6 W (12 V; 0,8 A) radiálny ventilátor od NTK(HK) Limited s modelovým označením FD9238H12S, priemerom 70 mm a červenými lopatkami. Otvor v kryte pre ventilátor je 65 mm veľký. Oproti ventilátorom na HD 4870 alebo 4890 sa jedná o trochu slabší model. Jeho hlučnosť však závisí od otáčok a pri vyšších sa taktiež nedá hovoriť o tichom ventilátore. Viac v časti Hlučnosť, teploty, spotreba. Ventilátor je napájaný 4Pin konektorom a podporuje PWM reguláciu. Jeho otáčky sú teda priamo závislé od teploty jadra RV870. Princíp chladenia je zhodný s inými dvojslotovými chladičmi a pomerne rýchlo vysvetlený. Ventilátor nasáva cez otvor v kryte vzduch zo skrinky, ktorý následne fúka na hliníkové lamely, aby sa ochladili. Tie sú pri chladiči mierne skosené, aby nespôsobovali zbytočne hluk. Nakoniec sa dostáva teplý vzduch štrbinami v záslepke von z chladiča grafickej karty. Tá sa oproti Radeon HD 4000 kartám výrazne zmenšila.
 

Vďaka ďalej vylepšenému 2D režimu, sa jadro grafickej karty podtaktuje oproti 240 MHz Radeon HD 4890 až na 157 MHz a zníži napätie na 0,950 V. Vtedy pracuje ventilátor Asus grafickej karty len s okolo 22% otáčkami, čo predstavuje 1170 otáčok za minútu. Konečne sa podtaktuje aj GDDR5 pamäť, z 1000 MHz na prijateľných 300 MHz. Celkovo je hlučnosť Radeon HD 5850 v 2D na nízkej úrovni, ako to poznáme napr. od HD 4870.
 

Celkovo nájdeme na PCB šesťfázové napájanie. Horné dve fázy s jednokanálovými induktormi R23 sa starajú o napájanie GDDR5 pamätí, ako to poznáme z predchodcov. Zvyšné 3 fázy s trojkanálovým induktorom CPL 2-3 26CH09 A od Coiltronics sa starajú o napájanie jadra. Jasne viditeľné je voľné miesto pre možné rozšírenie na štvorkanálový induktor. Rovnaký počet fáz s možným rozšírením mala Radeon HD 4870. To je pochopiteľné, keďže ich TDP nie je veľmi odlišné. Radeon HD 5850 má udávanú maximálnu spotrebu 170W pričom u HD 4870 je to 160W. Preto odporúča AMD/ATi pre bezproblémový chod aspoň 500 W neznačkový zdroj.
 

Napriek podpore PCI-Express 2.0 slotu je potrebné, rovnako ako na Radeon HD 4870, zapojiť dva 6Pin PCI-Express 1.0 prídavné VGA konektory na karte. Tie sú na rozdiel od dlhšej Radeon HD 5870 orientované smerom dozadu karty, čo sa pri takejto dlhej karte ešte dá tolerovať. Umiestnenie konektorov smerom hore by ale bolo lepšie riešenie. Dodávajú 150 W a keď k ním pripočítame 75W z PCI-Express 2 slotu, dostaneme 225W, ale len 170W potrebuje Radeon HD 5850 s referenčnými taktami a napätím. Ostáva teda pomerne veľká rezerva po stránke napájania pre výrobcov grafických karie, keby chceli ponúknuť OC verzie s vyššími pracovnými frekvenciami a napätím jadra. Pasívne chladené sú len MOSFETy, pretože sa zahrievajú na pomerne vysoké teploty ~100°C. Ďalším častiam stačí „ofuk“ cez štrbinu pod ventilátorom. Riadené sú tieto napájacie obvody pamäte a GPU jedným Volterra VT1165MF radičom, ktorý je nutný pre použitý trojkanálový Coiltronics induktor. Umiestnený je trochu netradične na druhej strane PCB. Vďaka nemu môže PowerPlay znížiť v 2D napätie jadra alebo čo je oveľa väčšia výhoda, na každej referenčnej Radeon HD 5850 je možné softvérovo (napr. cez MSI Afterburner) zvýšiť napätie jadra, alebo inak „VDDC“. Aplikácia SmarDoctor, ktorá dokáže to isté len na Asus grafických kartách, teda nie je veľkou výhodou.
 

Na PCB referenčnej karty sa nachádza spolu 1GiB (8 čipov po 1Gib, usporiadané do tradičného Lka okolo jadra) GDDR5 pamäte Samsung s označením K4G10325FE-HC04, ktoré majú pracovné napätie 1,5 V; 0,4ns (5Gbps) a 1250 MHz (reálne) Command clock, 2500 MHz (WCK) rating. Efektívne 5000 MHz. Na Radeon HD 5850 od Asus pracujú na referenčnej frekvencii, efektívne 4000 MHz. Rezerva na pretaktovanie tu teda je. Existujú aj verzie HD 5850 s 2GiB VRAM (napr. od Sapphire), sú však zriedkavé. V spojení s 256bit externou zbernicou dostávame priepustnosť 128 GB/s. To je viac ako všetky predchádzajúce jednočipové Radeon karty. Celková dĺžka karty sa oproti Radeon HD 4870/4890 nezmenila a je naďalej 24,2 cm. Problémy s nedostatkom miesta v skrinke by teda nemali nastať.
 

Oproti predchádzajúcim kartám sa zmenil počet a druh výstupov. HDTV výstup bol nahradený dvojicou modernejších výstupov – HDMI splňujúci 1.3a štandard a DisplayPort. Dva dual-link DVI výstupy podporujúce HDCP zostali, sú však umiestnené nad sebou. Časť záslepky s otvormi sa kvôli tomu musel zmenšiť. Ak ste pozorne čítali, všimli ste si, že zo šiestich fáz ktoré sú na PCB som zatiaľ popísal funkcie piatich (dve pre pamäť a tri pre GPU). Zvyšná fáza napájania s príslušným induktorom sa stará práve o napájanie výstupov karty.
 

Karta podporuje okrem toho novinku – ATi Eyefinity o ktorej sme už na stránke PC.sk písali. Táto technológia umožňuje zapojenie na jednu kartu až tri monitory, pričom každý môže mať rozlíšenie maximálne 1920x1200. Pri monitoroch s vyšším rozlíšením nie je možné použiť naraz 3. Ďalšie obmedzenie je, že ak sa používajú tri monitory je nutné dva zapojiť do DVI a jeden do DisplayPortu. Ako dôvod udáva AMD skutočnosť, že DVI a HDMI má spoločné generátory taktu. Video procesor UVD 2.0 ostal aj v RV870, a preto je možný prenos Dolby-Digital (+), AC3, Dolby True-HD, DTS a DTS HD zvukovej stopy z DVD, Blu-ray alebo HD-DVD. Novinkou je podpora Proteced Audio Path (PAP), vďaka čomu už nemusia byť audio formáty bežné na Blu-rays prepočítavané zo 48 kHz na 16 kHz pri 16 bitoch, čo znamenalo určité zhoršenie kvality. Samozrejmosťou sú dva CrossFireX konektory, vyvedené na hornej strane PCB. Vďaka tom je možné zapojiť až teoreticky tri Radeon HD 5850 karty do CrossFireX. Ďalšie informácie a kombinácie nájdete vo FAQ o CF na stránke game.amd.com.


 

Gigabyte GeForce GTX 470

Druhá karta, ktorú som dostal na dnešný test, a preto som sa na ňu mohol bližšie pozrieť, bola GeForce GTX 470 od spoločnosti Gigabyte s obchodným názvom „GV-N470D5-13I-B“. Drží sa referenčného dizajnu (chladič, PCB) a má referenčné pracovné frekvencie. Celková hmotnosť karty je pod 0,8 kg. Voči ostatným referenčným GeForce GTX 470 kartám sa teda líši jedine nálepkou na svojom dvojslotovom chladiči a príslušenstvom v ktorom je aj vlastný softvér na reguláciu, monitorovanie karty a pod.
 

Balenie a obal v ktorom môžete grafickú kartu zakúpiť, sa drží dizajnovej línii Gigabyte. Na vonkajšom obale z lesklého modrého papiera dominuje pochopiteľne názov grafickej karty, nápis Gigabyte a robotické oko. Na druhej strane možno tiež nájsť určité základné informácie o grafickej karte, podporovaných features. Po odbalení sa objaví už tradičný čierny kartón. Samotná grafická karta je zabalená v protistatickom vrecúšku a vystlaná dookola s polystyrénom. Nad ňou a v separátnom priečinku sa nachádza príslušenstvo.
 

Okrem klasicky pribalených adaptérov: DVI-to-D-Sub a 2x napájania molex-to-6Pin VGA sa v ňom nachádza inštalačné CD od Gigabyte s ovládačmi GeForce, užívateľská príručka a CD s technologickými demami od nVidie - Supersonic Sled a Design Garage, ktoré je možné stiahnuť aj z internetovej stránky nVidie. Potešila nás prítomnosť miniHDMI-to-HDMI kábla s pozlátenými výstupmi a dĺžkou ~1m. Celkovo sa teda jedná o štandardné príslušenstvo, ktoré nie je bohaté, väčšine užívateľom by ale malo stačiť. V našom balení nebola žiadna hra, nVidia však pridáva momentálne k viacerým GeForce GTX 400 kartám kupón na stiahnutie Just Cause 2 z internetu.
 

Gigabyte GeForce GTX 470 je referenčná GeForce GTX 470 karta, ktorá je svojou priemernou cenou (~342 Euro) na úrovni referenčných GeForce GTX 470 kariet od ostatných výrobcov. Spolu s GeForce GTX 480 je založená na GF100 čipe, ktorý podporoval ako prvý čip od nVidie Direct3D 11. Oproti predchádzajúcim GeForce kartám dosahuje vyšší výkon vďaka vyššiemu počtu výpočtových jednotiek a vyšším pracovným frekvenciám. Štandardná kapacita VRAM je 1280 MiB a teda viac ako mala referenčná GeForce GTX 285. GeForce GTX 470 je nástupcom GeForce GTX 275 a patrí teda do performance segmentu. Zároveň nie je postavený ako priamy konkurent Radeon HD 5850 ale trochu vyššie.
 

GPU-Z 0.4.4 validate

Gigabyte využíva pre svoju GeForce GTX 470 referenčné čierne PCB od nVidie s referenčným napájaním a štandardným rozložením stavebných prvkov. Oproti PCBs predchádzajúcich kariet sa výrazne líši. Je to spôsobené jednak novým jadrom, použitím GDDR 5 pamätí, ktoré dovoľujú jednoduchšie spojenie na PCB a tým, že odpadla potreba montovať NVIO čip. Okrem toho je v zadnej časti dvojica väčších otvorov, aby mohol ventilátor nasávať vzduch aj z druhej strany karty. Jadro GF100 pracuje v 3D režime s pracovnou frekvenciou 608 MHz, shader-core s 1215 MHz a štandardným napätím 0,937 V. Toto napätie sa môže líšiť medzi viacerými referenčnými GeForce GTX 470 kartami kvôli výkyvom vo výrobe čipov u TSMC. 1,28 GiB veľká pamäť od Samsungu pracuje vtedy s reálne 837 MHz (príkazy) a 1674 MHz (dáta). Efektívne s 3348 MHz. Z toho nám vyplývajú nasledovné teoretické technické parametre.

O chladenie GeForce GTX 470 sa stará referenčný dvojslotový chladič od nVidie, respektíve CoolerMaster. Ten predstavuje evolúciu chladiča z predchádzajúcich GeForce kartách, upravený na tepelné vlastnosti 40nm jadra GF100 a rozloženie jednotlivých súčiastok na PCB. Zmenené toho bolo veľa. Nový je čierny kryt chladiča z nelešteného kvalitnejšieho plastu, ktorý má nad konektormi prídavného napájania nápis GeForce. Pozitívne hodnotím možnosť jednoduchého odstránenia tohto plastového krytu z karty, lebo je uchytený pomocou plastových úchytiek. Vďaka tomu sa dá vyčistiť pasív a ventilátor od prachu, bez nutnosti dávať dole celý chladič, ako to bolo doteraz. Chladič zakrýva celú prednú stranu grafickej karty. Zadná strana je oproti tomu úplne odignorovaná, pretože tu nie sú umiestnené žiadne súčiastky s väčšou tepelnou stratou. Nový pasív má HDT (heatpipe direct touch), čo je novinka u referenčných chladičoch grafických kariet. Priamo jadra sa teda dotýka najmä pätica heat-pipes, ktoré pokračujú do hornej časti pasívu s množstvom hliníkových lamiel. O pasívne chladenie ďalších častí na PCB – pamätí GDDR5 a napäťových regulátorov sa stará veľká hliníková platňa, nalakovaná do čiernej farby. Pasív je k nej prichytený pomocou štyroch väčších skrutiek a dá sa odňať. Na jadre bolo nanesené veľké množstvo štandardnej sivej teplovodivej pasty od neznámeho výrobcu a ďalšie stavebné prvky mali pre lepší odvod tepla, známe teplovodivé podložky.
 

 

V zadnej časti je pomocou troch skrutiek prichytený až 21,6 W (12 V; 1,8 A) radiálny ventilátor od Delta Electronics s modelovým označením BFB0712HF, priemerom 65 mm a čiernymi lopatkami. Otvor pre ventilátor v plastovom kryte je 60 mm veľký. V oboch prípadoch – ventilátor a otvor je to o 5 mm menej ako u predchádzajúcej generácie GeForce GTX 200 kariet. Prečo sa nVidia rozhodla pre takéto menšie riešenie mi nie je jasné. Usporiadať stavebné časti, najmä relatívne veľké kondenzátory, aby sa mohol použiť 70mm ventilátor by bolo v rámci možného. Hlučnosť ventilátora však závisí od otáčok a pri vyšších sa nedá hovoriť o tichom ventilátore. Viac v časti Hlučnosť, teploty, spotreba. Ventilátor je napájaný 4Pin konektorom, ako väčšina riešení, má senzor otáčok a podporuje PWM reguláciu. Jeho otáčky sú teda priamo závislé od teploty jadra GF100. Princíp chladenia je zhodný s inými dvojslotovými chladičmi a pomerne rýchlo vysvetlený. Ventilátor nasáva cez otvor v kryte a v PCB vzduch zo skrinky, ktorý následne fúka na hliníkové lamely, aby sa ochladili. Nakoniec sa dostáva teplý vzduch štrbinami v záslepke von z chladiča grafickej karty.
 

Vďaka ďalej vylepšenému 2D režimu, sa jadro grafickej karty postupne v dvoch krokoch, podtaktuje oproti 300 MHz jadro, 600 MHz shader-core GeForce GTX 285 až na 51 MHz jadro a 101 MHz shader-core. Zároveň sa zníži napätie jadra na 0,875 V. Vtedy pracuje ventilátor Gigabyte grafickej karty len s okolo 40% otáčkami, čo predstavuje 1140 otáčok za minútu. Podtaktuje sa aj GDDR5 pamäť, z 837 MHz na nízkych 135 MHz. Celkovo má jadro GF100 až štyri tzv. power stats s príslušnou pracovnou frekvenciou, aby napr. pri pozeraní videa nemuselo jadro prepnúť do 3D režimu. Uvedené sú v nasledujúcej tabuľke. Hlučnosť GeForce GTX 470 v 2D je na nízkej úrovni, ako to poznáme od predchodcov.
 

Na PCB nájdeme celkovo päť fázové napájanie. To je o tri fázy menej ako mala referenčná GeForce GTX 285. O napájanie GPU sa starajú štyri jednofázové induktory R30 s troma MOSFETmi v každej fáze. Ako radič GPU napájacej časti je použitý NCP5388 od ON Semiconductor umiestnený na druhej strane PCB pri nasávacom otvore pre ventilátor. Jedná sa o pomerne starý a známy radič, použitý už na mnohých kartách. Na takejto GeForce karte by som si preto vedel predstaviť aj lepšie riešenie. Podstatné je, že podporuje zníženie napätia v 2D. Pre mnohých je však ešte dôležitejšie, že sa vďaka ďalším použitým súčiastkam dá softvérovo (napr. MSI Afterburnerom) zvýšiť napätie jadra, alebo „VDDC“ v 3D režime. Vďaka tomu je možné dosiahnuť vyššie OC výsledky. Jeden fázový induktor s príslušnou trojicou MOSFETov a vlastným radičom APW7165 od Anpec Electronics má na starosti GDDR5 pamäť. Pasívne chladené sú len MOSFETy, pretože sa zahrievajú na pomerne vysoké teploty ~100°C. Ďalším častiam stačí pasívna platňa a „ofuk“ od ventilátora. Aj z tohto dôvodu je napájanie v blízkosti ventilátora.
 

 

Referenčná karta má dokopy 1280 MiB (10 čipov po 1Gib, usporiadané okolo jadra do účka) GDDR5 pamäte od Samsung s označením K4G10325FE-HC05, ktoré majú pracovné napätie 1,5V; 0,5ns (4Gbps) a 1000 MHz (reálne) Command clock, 2000 MHz (WCK) rating. Efektívne 4000 MHz. Na GeForce grafickej karte pracujú s referenčnou frekvenciou udanou nVidiou – 837 MHz. To o dosť menej ako je ich rating. Mohlo by sa preto zdať, že je tu veľká rezerva na pretaktovanie. V skutočnosti ale nie je až taká veľká, lebo integrovaný pamäťový radič (IMC) pracuje s rovnakým napätím ako jadro a s vyššou frekvenciou pamäte pracuje priamo úmerne aj on na vyššej frekvencii. Verzie GeForce GTX 470 s dvojnásobnou kapacitou VRAM zatiaľ neboli predstavené a pravdepodobne už ani nebudú. V spojení s 320bit externou zbernicou dostávame priepustnosť 133,92 GB/s. To je o pár GB/s menej priepustnosti ako mala referenčná GeForce GTX 285. GeForce GTX 470 však nie je jej priamy nasledovník, má menej TMUs a vie zaobchádzať trochu šetrnejšie s priepustnosťou ako predchádzajúce karty. Okrem toho podporuje Direct3D 11 a nové technológie, ktoré šetria priepustnosť/výkon. Nemala by mať preto nedostatok priepustnosti.
 

Celková dĺžka karty je zhodná s Radeon HD 4980 alebo Radeon HD 5850 - 24,2cm. Zároveň má karta prídavné konektory orientované smerom hore. Problémy s nedostatkom miesta v skrinke by teda nemali nastať. Oproti predchádzajúcim performance kartu od nVidie má pomerne krátke PCB. Dôvod je ten, že nVidia sa rozhodla vyvinúť pre GeForce GTX 470 samostatné PCB, odlišné od PCB GeForce GTX 480. V minulosti mali performance karty ako napr. GeForce GTX 260 väčšinou zhodné PCB ako high-end GeForce GTX 280. Teraz sa teda muselo investovať do vývoja PCB, ale s každou predanou kartou sa ušetrí. Celkovo je to pravdepodobne výhodnejšie, inak by sa rozhodla spoločnosť proti takémuto riešeniu.
 

Na rozdiel od GeForce GTX 200 kariet je celý video procesor so zvukovým recieverom v GPU a podporovaný je napr. 7.1 surround sound. Mierne vylepšený procesor má názov VP4.0 a po stránke formátov podporuje v podstate to čo jeho predchodca. Oproti predchádzajúcim GeForce kartám sa výstupy na záslepke veľmi nezmenili. Len HDTV výstup nahradil mini-HDMI výstup, spĺňajúci 1.3a štandard. Dva dual-link DVI výstupy s podporou HDCP ostali. Samozrejmosťou sú dva SLI konektory na hornej strane karty, vďaka ktorým je možné zapojiť teoreticky až tri GeForce GTX 470 do Triple-SLI. Ďalšie informácie o SLI sú na stránke nVidie.


 

Testovacia zostava

Každú grafickú kartu sme testovali na nasledujúcej zostave s čisto naformatovaným pevným diskom a nanovo nainštalovaným operačným systémom.

Testovacia zostava:

• Procesor: Intel Core i7 920 (4 jadrový "Nehalem" procesor, 45nm, 8MB L3 cache, 6,8 GHz QPI, zapnuté SMT) pretaktovaný na 3800 MHz
• Základná doska: Gigabyte GA-X58-Extreme (čipset Intel X58, podpora Nehalem procesorov, vodou chladená NB)
• RAM: 6GiB DDR3 Patriot, 1140 MHz (10-8-8-22-1T)
• Zvuková karta: Creative X-Fi Titanium
• HDD: 750GB Western Digital Caviar 7500AAKS
• Zdroj: Gigabyte ODIN 800W (+80% certifikát)
• DVD mechanika: Plextor PX-716A
• Operačný systém: Windows Vista Ultimate 64bit, Service Pack 2, so všetkými dostupnými záplatami
• Monitor: Samsung SyncMaster 305T+ (30" LCD, max. rozlíšenie 2560x1600)
• Skrinka: Corsair Obsidian 800D

Za poskytnutie produktov by sme sa chceli poďakovať spoločnostiam:

• Gigabyte

• Microsoft

• Samsung

• 
  

Bez ich podpory by nebolo možné uskutočniť túto recenziu.

Použité ovládače:

• Catalyst 10.6 WHQL pre:

• • Gigabyte Radeon HD 4870 1GiB
  • Asus Radeon HD 5850

• GeForce 258.96 Beta (WHQL candidate) pre:

• • Gigabyte GeForce GTX 285 2GiB OC
  • Gigabyte GeForce GTX 470
    

Použité grafické karty:

• Asus Radeon HD 5850, 1 GiB VRAM, RV870, 725/1000 MHz, GPU-Z validate
• Gigabyte Radeon HD 4870, 1 GiB VRAM, RV770, 750/900 MHz, GPU-Z validate
• Gigabyte GeForce GTX 285 2GB OC, 2 GiB VRAM, G200B, 660/1505/1200MHz, GPU-Z validate
• Gigabyte GeForce GTX 470, 1280 MiB VRAM, GF100, 608/1215/837 MHz, GPU-Z validate

GPU-Z 0.4.4 screenshoty testovaných grafických kariet Asus Radeon HD 5850 a Gigabyte GeForce GTX 470

Použité benchmarky:

Syntetické:

• 3DMark Vantage, Direct3D 10, verzia 1.0.2
• Unigine Heaven Benchmark, Direct3D 11, verzia 2.1

Hry:

• Anno 1404, Direct3D 10, verzia 1.02.26
• Battlefield: Bad Company 2, Direct3D 10, build 553292
• BattleForge, Direct3D 10 a 11, verzia 1.2
• Call of Duty: Modern Warfare 2, Direct3D 9, verzia 1.3
• Colin McRrae: Dirt 2, Direct3D 9 a 11, verzia 1.2
• Crysis Warhead, Direct3D 10, verzia 1.1
• Grand Theft Auto 4, Direct3D 9, verzia 1.0.7
• Just Cause 2, Direct3D 10, verzia 1.1
• Metro 2033, Direct3D 10 a 11, verzia 1.1
• S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat, Direct3D 10 a 11, verzia 1.6.02

Každý test prebehol vždy štyrikrát a prvý priebeh sme nebrali do úvahy. Takto sme odstránili prepad FPS pri načítaní textúr a ďalšie faktory, ktoré by sa mohli negatívne prejaviť na výkone. Hodnoty minimálnych FPS v grafoch sú zaokrúhľované na celé čísla a priemerné FPS na dve desatinné miesta. Maximálne FPS neuvádzam v grafoch, nakoľko nie je samotný údaj podstatný, Vo všeobecnosti sme testovali s maximálnymi detailami v rozlíšeniach 1920x1200, 2560x1600 so 4xMSAA/8xMSAA a 16xAF. Pokiaľ nebolo možné zapnúť AF v hre, vynútili sme ho v ovládači. Vyššie rozlíšenie s AA, AF je ideálnejšie, nakoľko sa stáva grafická karta limitujúcim faktorom a v jednotlivých testoch sa tak ukáže jej výkon.

Ďalšie Použité programy:

• CPU-Z
• GPU-Z
• FRAPS
• D3D AF-tester
• 3DCenter Filter Tester

Nastavenia v grafických ovládačoch:

Po dôkladnom premyslení a analýzach kvality obrazu oboch (AF) čipov som sa rozhodol pre nasledujúce nastavenia kvality obrazu v ovládačoch.

nVidia GeForce:

• Filtrovanie textúr - kvalita: Kvalita
• Filtrovanie textúr - negatívne vychýlenie: Ohraničovať
• Filtrovanie textúr - trilineárne optimalizácie: Zap.
• Anizotropné filtrovanie (AF): Ovládané aplikáciou/16x
• Vynútiť mapy MIP - Žiadne
• Vyhladzovanie - nastavenie: Ovládané aplikáciou
• Vyhladzovanie - korekcia gama: Zap.
• Vyhladzovanie - priehľadnosť: Vyp.
• Vertikálna synchronizácia: Použiť nastavenie aplikácie 3D
• Priepustnosť prostredia (Ambient Occlusion): Vypnutá
• Režim správy napájania: Preferovať maximálny výkon

AMD/ATi Catalyst:

• Catalyst AI: Standard
• Mipmap Detail Level: High Quality
• V-sync: Always off
• Antialiasing (AA): Use application settings
• Anisotropic filtering (AF): Use application settings/16x
• Adaptive Antialiasing: Off

Výsledná kvalita obrazu je teda podobná, dosiahnuť úplne identickú je ale momentálne nemožné. Bližšie sme sa venovali kvalite obrazu, konkrétne anizotropnému filtru aj v dnešnej recenzii. Ďalej som sa jej venoval v článku: R600 pod drobnohľadom (časti: Porovnanie AA, AF, AI), kde je kvalita obrazu čipu R600 porovnaná s G80. Ako vidieť z nastavení, GeForce grafické karty poskytujú väčšie možnosti nastavenia kvality obrazu (AF) v ovládačoch a majú s maximálnym možným nastavením, kvalitnejší a takmer dokonalý anizotropný filter.


 

3DMark Vantage

ilustračný obrázok

Najnovší prírastok do rodiny 3DMarkov od fínskeho výrobcu softvéru Futuremark s názvom „Vantage“ je pokračovateľom 3DMark 2006, ktorý po vizuálnej stránke už nezodpovedal dobe a s novšími grafickými kartami bol čoraz viac limitovaný procesorom. Vývojári sa preto rozhodli pri novinke vsadiť na Direct3D 10 API, v ktorom je od základu naprogramovaný. Jeho technická stránka je celkovo na veľmi vysokej úrovni a druhý GPU test „New Calico“ ponúka aj po vizuálnej stránke veľa. Sú použité fyzikálne korektné simulácie pohybu látok, Parallax Occlusion Mapping, FP-16 HDR rendering, Depth of Field, Raytracing a ešte mnohé iné render techniky či efekty. Nie je prekvapením, že aj najnovšie grafické karty nedokážu zobrazovať veľa obrázkov za sekundu na obrazovkách. Viac informácií si môžete prečítať v recenzii: 3DMark Vantage. Grafické karty sme testovali v extreme presete, čo znamená rozlíšenie 1920x1200 so zapnutým 4xMSAA, 16xAF a detaily nastavené na extreme. Aby sa neskreslil celkový výsledok, mali GeForce karty vypnuté urýchľovanie PhysX cez GPU.

 

Napriek tomu, že Radeon HD 5850 by mala byť oproti Radeon HD 4870 o zhruba 80% výkonnejšia, má prvá menovaná v GPU teste Jane Nash len okolo 68% vyššie FPS a v náročnejšom GPU teste New Calico ~64% výššie FPS. Prečo je to tak, objasním v ďalšej recenzii venovanej architektúre čipu Cypress a Fermi. Feature testy ukazujú Radeon HD 5850 už v lepšom svetle. Dalo sa to predpokladať, nakoľko sa jedná o syntetické testy, ktoré sa zameriavajú na čiastočný výkon. Až na dve negatívne výnimky - GPU Cloth, Particles a jednu pozitívnu výnimku - perlin noise, sú výsledky feature testov vrámci očakávaní. GPU Cloth a particles testy sú zamerané na vertex, geometry shader a stream-out výkon. Počet ALUs má HD 5850 1,8x vyšší ako HD 4870, no napriek tomu sa dokáže v týchto dvoch testoch presadiť len o 30%. Pravdepodobne teda limituje stream-out výkon čipu. V kontraste k týmto dvom výsledkom stojí výsledok perlin noise testu zameraného na aritmetický výkon. Tu dopadla HD 5850 v porovnaní s HD 4870 lepšie ako by sa dalo očakávať. Má to viaceré dôvody. Prvým dôvodom sú zmeny v architektúre čipu RV870 a podpora Direct3D 11. Druhým dôvodom je trochu horší výsledok HD 4870, nakoľko podľa výsledkov meraní AMD by mala mať HD 4870 v perlin noise teste s Catalyst 9.10 WHQL ovládačmi okolo 58 FPS. Tento horší výsledok dávam preto na vrub ovládačom a chybe merania 3DMarku. Výsledky GeForce GTX 470 nie sú oproti výsledkom GeForce GTX 285 prekvapením. Pekne vidieť, že Texture Fill test nemeria to čo by mal, teda texturovací výkon, lebo inak by nemohla byť GTX 470 so svojimi 56 TMUs a 700 MHz pred 80 TMUs a 660 MHz GeForce GTX 285 2GB OC. Texture Fill merania nejakú kombináciu texturovacieho a aritmetického výkonu. Vďaka vyššiemu aritmetickému výkonu je tu preto GTX 470 pred GTX 285. Kvôli menšiemu texelfillrate výkonu je ale Parallax Occlusion Mapping výsledok GTX 470 slabší ako GTX 285.



 

Unigine Heaven benchmark

Heaven benchmark http://unigine.com/products/heaven/ založený na Unigine engine od rovnomennej spoločnosti Unigine Corp. predstavuje prvý benchmark s podporou Direct3D 11. Momentálne je benchmark k dispozícii vo verzii 2.1 a v budúcnosti sa má tiež objaviť hra založená na tomto engine.

Po technickej stránke prekonáva dokonca 3DMark Vantage a podporuje veľké množstvo najmodernejších technológií a efektov. Podľa autorov má využívať Direct3D 11 a jeho novinky na maximum. Je preto pochopiteľné, že na rozdiel od všetkých zatiaľ vydaných hier s touto podporou, sa výrazne využíva hardvérová teselácia pre vylepšenie takmer celej geometrie. Kamenné dlažby, steny, chodníky, škridlice, laná a ďalšie objekty sú vymodelované z vysokého počtu polygonov. Miestami je implementácia až prehnaná, čo dokazuje aj priemerný počet trojuholníkov (triangles) v scénach s vysokou úrovňou teselácie. Ten je veľmi vysoký, až vyše 1600 miliónov.

K dispozícii sú tri nastavenia teselácie. Najnižšie je „moderate“, určené pre slabšie grafické karty. Stredné - „normal“ predstavuje najlepší kompromis medzi prepadom výkonu a kvalitou. Hry s takouto úrovňou teselácie sa môžu objaviť v horizonte niekoľkých mesiacov. Momentálne najvyššie nastavenie teselácie je „extreme“. Podľa vývojárov môžeme vidieť hry s takouto úrovňou teselácie až o 1-2 roky. Len kvalitná geometria ale nestačí. Preto nezaostávajú ani osvetlenie a tiene, ktoré sú spolu s odrazmi dynamické. Hmla, dym a osvetlenie sú pre vyššiu reálnosť tiež volumetrické. Využíva sa 64bit HDR rendering a pokročilé screen-space ambient occlusion (SSAO). Dynamicky sa meniaca obloha s rozptylom sveta má oblaky generované fyzikálne korektným algoritmom. Takisto všetky vlajky, respektíve látky sa správajú fyzikálne korektne. Pre dotvorenie pocitu reality sa vyžívajú okrem iného tzv. jemné tiene (soft shadows), lens flare, ktorý vytvára kruhy a iné „artefakty“ po svetelných lúčoch, estetický typ bluru, známy najmä medzi fotografmi - bokeh filter, advanced depth of field (pokročilá hĺková neostrosť) využívajúca DirectCompute poslednej generácie a mnohé ďalšie. Celý zoznam features multiplatformového unigine enginu s podporou Direct3D 9 - 11 a OpenGL 4.0 3D API je na stránke unigine.com.

Výkon grafických kariet som testoval pomocou vstavaného benchmarku s maximálnymi detailmi, 4xMSAA (vyhladzovaním hrán), 16xAF (anizotropným filtrom) v rozlíšení 1920x1200, 2560x1600 a teseláciou na normal, extreme.

 

Anno 1404

Anno 1404 známe v Severnej Amerike pod názvom Dawn of Discovery je realtime stratégia vyvíjaná Blue Byte a Related Designs. Je to momentálne posledná hra z Anno série, pričom má rozšírenie Anno 1404: Venice. Po grafickej stránke aj hernej stránke sa jedná o vynikajúcu stratégiu s množstvo malých detailov. Postavené je to všetko na R3D engine 2, ktorý podporuje Direct3D 9 a 10, čo v prípade stratégií ešte stále nie je bežné. Ak sklopíte kameru z tradičného „90° pohľadu“ na 45°, môžete v Direct3D 10 režime vidieť hĺbkovú neostrosť (depth of field) a detailné modely. Aj v Direct3D 9 však vyzerá hra vynikajúco. Perallax mapping na mnohých textúrach, komplexné osvetlenie s jemnými tieňmi (soft shadows), dynamické odrazy a kvalitná simulácia povrchu hlady mora nechávajú doslova ožiť stredovek na obrazovke. V nižších rozlíšeniach je Anno limitované procesorom. Preto testujeme s maximálnymi detailmi v rozlíšení 1920x1200, 2560x1600 so 4xMSAA, 8xMSAA zapnutým v hre a 16xAF vynúteným v ovládači, nakoľko je hrou podporované maximálne 8xAF. Ako testovaciu scénu využívam vlastný save-game z „Cathedral city“, kde sa stavia katedrála a pohybuje množstvo obyvateľov. Po dobu 20s zaznamenáva FRAPS príslušné FPS. Vyhladzovanie alpha textúr (TAA) je spolu s Vsync vypnuté.

 

Battlefield: Bad Company 2

Druhé pokračovanie first-person shooteru Battlefield Bad Company od EA Digital Illusions CE, známejšie pod stratkou DICE, je zatiaľ posledná vydaná hra z Battlefield série. Postavená je na vlastnom engine – Frostbite 1.5 s podporou API Direct3D 9 až 11. Jedná sa o multiplatformový deffered renderer s dynamickými osvetleniami a podporou horizon-based ambient occlusion (HBAO) na PC verzii, pôvodne vyvinuté nVidiou. Dynamicky sa meniaca obloha, hĺbková neostrosť (depht of field) a vysoký počet jemných častíc (soft particles) patria tiež medzi highlights enginu. Posledné menované sa využívajú najmä pri deštrukčnom modely s názvom „Destruction 2.0“. Jedná sa o fyzikálny systém na báze Havok middleware, výrazne ovplyvňujúci túto hru. Všetky výpočty sa uskutočňujú na CPU a zničiť môžete takmer všetko – stromy, steny, ploty, domy... ako aj sa skryť v diere vytvorenej vybuchnutým granátom. Hra, no najmä multiplayer, tak dostali nový rozmer. Kvôli deffered renderingu je možné zapnúť MSAA až od Direct3D 10 a najväčšie vylepšenie pri použití Direct3D 11, ktoré stojí výkon, sú výrazne lepšie tiene. To je dosiahnuté vďaka jemnejšiemu filtrovaniu shadowsmaps. Ďalšie podporované technológie, ktoré stoja za zmienku, sú AMD Eyfinity a taktiež 3D zobrazenie od nVidie - 3D Vision.

Ako test výkonu grafických kariet používam single-player misiu „Crack the Sky“, ktorá patrí vďaka množstvu výbuchov, dymu, častíc a nepriateľov medzi najnáročnejšie v hre. Vaša postava letí vo vrtuľníku a s guľometom dáva „pozor“ na nepriateľov, pričom 60s akcie je zaznamenávané pomocou FRAPS. Všetky detaily sú pre testy nastavené na maximum, 4xMSAA, 16xAF je zapnuté v hre a využíva sa Direct3D 10 v rozlíšeniach 1920x1200, 2560x1600.

 

BattleForge

Multiplayer orientovaná realtime stratégia s unikátnym kartovým systémom od EA Phenomic je založená na vlastnom engine s podporou Direct3D 9 až 11. Už určitý čas nie je nutné platiť za samotnú hru. Pokiaľ teda chcete hrať túto hru, stačí stiahnuť voľne dostupného klienta, ktorý stiahne následne celú hru s príslušnými záplatami. BattleForge bola prvá hra s podporou Direct3D 11 a mala ju dokonca deň pred vydaním AMD/ATi Radeon HD 5000 kariet. Pridal ju patch, keďže pri vydaní boli podporované len Direct3D 10 a 10.1. Vďaka tomu však môže engine využívať teseláciu pre vylepšenie kvality jednotlivých bojovníkov, no predovšetkým vďaka compute shaderom rýchlejšie uskutočniť výpočty ako s Direct3D 10. Okrem toho sa využívajú s maximálnymi detailmi komplexné dynamické osvetlenia, screen-space ambient occlusion (SSAO), bloom a kvalitné textúry. Jedná sa teda o jednu z graficky najnáročnejších stratégií, ktoré sú momentálne na trhu.

Výkon grafických kariet testujem pomocou integrovaného benchmarku, ktorý sa spustí pri použití nasledujúcich parametrov -benchmark –benchmarkruns=‘3‘, v rozlíšeniach 1920x1200 a 2560x1600. Všetky detaily sú nastavené na maximum, spolu so 4xMSAA/8xMSAA. 16xAF je vynútené cez ovládače. O použití Direct3D 10 alebo 11 rozhoduje hra podľa toho čo podporuje grafická karta. Najnovšie Direct3D 11 karty sú preto mierne vo výhode. Teselácia je však v oboch prípadoch vypnutá.

 

Call of Duty: Modern Warfare 2

Druhý diel Modern Warfare, odohrávajúci sa v blízkej budúcnosti, predstavuje celkovo už šieste pokračovanie Call of Duty série a znovu nevidieť oproti predchodcom veľké zmeny po technickej ani hernej stránke. Infinity Ward stavilo najmä na veľkolepé inscenácie dejov a neustálu akciu. Renderer vlastnej výroby „IW 4.0" prešiel oproti predchodcom miernymi zmenami a využíva naďalej len Direct3D 9. Medzi vylepšenia patrí efektívnejší streaming textúr, vylepšená fyzika s väčšími možnosťami ničenia objektov a zobrazovanie častíc. Za dobou zaostávajú výrazne textúry, ktoré sú miestami zakryté použitým parallax-occlusion mappingom. Aj s lepšími textúrami by však bol celkový dojem z hry vydanej koncom roku 2009 „ošúchaný“. Spoločným dôvodom pre nedostatky je fakt, že PC verzia predstavuje len lacný port konzolovej verzie. Napriek tomu sa, podľa vydavateľa Activision, predala hra vyše 20 miliónov krát.

Pre porovnanie výkonu grafických kariet využívam misiu „The Gulag“, kde v koži seržanta Garyho „Roach“ Sandersona letíte vo vrtulníku okolo hradu. FPS sú merané pomocou FRAPS po dobu 70s od vytiahnutia zbrane. Kvôli množstvu dymu/častíc, viacerým výbuchom, veľkému dohľadu sa jedná o jednu z najnáročnejších scén v hre.

 

Colin McRae: Dirt 2

Colin McRae Dirt 2 je pokračovanie Dirt a zatiaľ posledná „pretekárska“ hra od Codemasters. Využíva renderer vlastnej výroby, EGO engine. Jedná sa o viacplatformovú hru s podporou Direct3D 9 až 11. Takisto ponúka všetky aktuálne rendertechniky a efekty, ktoré sa však používajú prevažne s poslednou verziou Direct3D API. Pre detailnejšie publikum, vlajky/látky a reálnejšiu vodu s väčším množstvom vĺn sa využíva hardvérová teselácia. Osvetlenie a tiene vyzerajú veľmi reálne vďaka high definition ambient occlusion (HDAO) vypočítavané cez Direct Compute, HDR osvetleniu s FP-16 presnosťou a určitými post-processing efektmi, ako jemné tiene (soft shadows). Pre vytvorenie správnej atmosféry a pocitu rýchlosti má engine aj ďalšie efekty - neostrosť v pohybe (motion blur), hĺbková neostrosť (Depth of Field) využívajúca shader model 5.0 a iné.

Pre testy grafických kariet využívam vstavanú benchmark funkciu, pričom parametre ako trať, počet vozidiel, ich typ a pod. sa nastavia vo vlastnom .xml súbore. Záujemcovia si môžu stiahnuť PC.sk benchmark.xml súbor z tohto odkazu. FPS z najnáročnejšej trate v hre – „Malaysia“ sú po štarte zaznamenávané počas 75s. Karty s podporou Direct3D 11 sú testované s maximálnymi detailmi, zapnutou teseláciou, HDAO v rozlíšeniach 1920x1200, 2560x1600 so 4xMSAA/8xMSAA (vyhladzovaním hrán) zapnutým v hre a 16xAF (anizotropným filtrom) vynúteným cez ovládače. Pre porovnanie so staršími kartami uskutočňujem testy aj v Direct3D 9 s príslušnými maximálnymi možnými detailmi, vypnutým HDAO, post-processing efektmi na „medium“ a taktiež 4xMSAA/8xMSAA, 16xAF.

 

Crysis Warhead

Z „Add-on“ Crysis Warhead sa kvôli jeho dĺžke stal nakoniec „standalone“, ktorý vyšiel na trh desať mesiacov po Crysis. Tento krát dostane hráč kontrolu nad špeciálnym vojakom s menom Psycho, ktorý je kolega Nomad-a. Dej sa odohráva paralelne k deju v Crysis a Crytek sľúbil už v popredí viac „action“ a výbuchov. Hlavným cieľom vývojárov bolo odstránenie nedostatkov pôvodného Crysis. Okrem prepracovania A.I. mimozemšťanov sa venovali dlho aj optimalizáciám výkonu, aby sa dal Warhead plynulo hrať aj na 500 Euro drahom PC s GeForce 9800 GT. Boli pridané aj nové zbrane, vozidlá a prvky z multiplayera prvej hry. Po grafickej stránke boli vylepšené textúry, výbuchy a tváre postáv. Naďalej sa však využíva prepracovaný engine z Crysis a všetkými jeho technológiami, vrátane Direct3D 10.

Pre porovnanie výkonu grafických kariet sme odmerali FPS v začiatočných 30s graficky náročného levelu „From Hell´s Heart“ s maximálnymi detailami (Enthusiast), Direct3D 10, 1xMSAA/4xMSAA a 16xAF vynúteným cez ovládače.

 

Grand Theft Auto 4

GTA 4 je už ôsmy diel veľmi známej Grand Theft Auto série. Predstavuje nelineárnu „action-adventure“ hru, vyvíjanú Rockstar North a vydanú Rockstarom. Dej sa odohráva, ako inak, vo fiktívnom meste „Liberty City“, ktoré bolo teraz vytvorené oveľa vernejšie k svojmu vzoru New York City, ako predchodcovia. Hráte za Nika Bellica, vojnového veterána, pochádzajúci z bližšie nešpecifikovaného východoeurópskeho štátu. Prišiel do Ameriky, aby žil americký sen, avšak zakrátko sa zapletie s podsvetím, gangmi a dostane sa do nekončiacej slučky násilia, korupcie. GTA 4 je ako predchodcovia založené na „strieľaní a jazdení“ v maximálne otvorenom svete mesta. Na zobrazenie tohto sveta sa využíva vlastný DirectX9 engine RAGE (Rockstar Advanced Game Engine) v kombinácii s Euphoria animačným enginom od Natural Motion. Na rozdiel od Ragdoll simuluje Euphoria realtime svaly a nervy, aby vytvoril realistické správanie/pohyby v hre. Tie už nemusia byť preto nahrané alebo vypočítané dopredu. Nevýhodou je väčšia záťaž na CPU. Využíva sa aj middleware od Image Metrics pre zložité výrazy tváre a pohyb pier. Lístie je reprodukované pomocou SpeedTree. Ani v ďalších parametroch nezaostáva engine – kvalitné textúry, simulácie výbuchov a dymu sú na najvyššej úrovni. Oproti minulým dielom bola vylepšená tiež fyzika a svetelné efekty. Aj odrazy od asfaltu alebo skla sú spolu s hladinou vody oveľa reálnejšie.

Na porovnanie výkonu grafických kariet v GTA 4 som použil FRAPS. Zaznamenali sa FPS počas 20s behu po chodníku v západe slnka. Spolu so všetkými detailmi nastavenými na maximum, okrem viditeľnosti (30%), sme dosiahli vysokú záťaž na GPU. 16xAF bolo zapnuté v hre a pomocou príkazu - availablevidmem v Commandline.txt sme tiež umelo zväčšili grafickým kartám VRAM. Vďaka tomu zobrazujú všetky testované karty všetky detaily a je zachovaná porovnateľnosť výsledkov.

 

Just Cause 2

Druhé pokračovanie Just Cause vyvinuté Avalanche Studios a Eidos Interactive predstavuje multiplatformovú hru, ktorá bola pomerne výrazne podcenená. PC verzia je čisto Direct3D 10 hra založená na vlastnom engine – Avalanche Engine 2.0. Ten ponúka hráčovi rozsiahlu plochu na pohyb a kvalitnú grafiku s space-screen ambient occlusion (SSAO), jemnými tieňmi, bloomom, neostrosťou v pohybe (motion blur). Atmosféru dotvárajú miestami vydarené textúry a fyzikálny middleware Havok, urýchľovaný procesorom. Umelá inteligencia využíva ako v Metro 2033 PathEngine pre svoj pohyb. Už len vďaka podpore vysokých rozlíšení, aniotropného filtra a multisampling anti-aliasingu vyzerá PC verzia oproti konzolovej verzii o dosť lepšie. V spolupráci s nVidiou však implementovali vývojári do hry aj dve GeForce exkluzívne features, bežiace cez CUDA. Prvé vylepšenie je možnosť zapnúť bokeh filter, ktorý ale nie je taký výrazný, pretože len mierne upravuje úroveň bluru. Toho je beztak v hre dostatok. Oveľa výraznejšie je druhé vylepšenie – oveľa krajšie zobrazenie hladiny vody s reálnymi vlnami a krajším osvetlením. Implementované bolo pravdepodobne DirectCompute technologické demo od nVidie. Zapnutie tohto efektu však stojí výrazne výkon a nie je žiaľ podporované na Radeon grafických kartách.

Kvôli porovnateľnosti testov výkonu grafických kariet sú preto tieto dve GeForce exkluzívne features vypnuté. Výkon grafických kariet testujem pomocou vlastného save-game na začiatku misii „Chaos v kasíne“ v rozlíšeniach 1920x1200 a 2560x1600. 25s behu po sochu s množstvom objektov, slnečným západom, strieľajúcimi nepriateľmi zaznamenáva FRAPS. Všetky detaily sú nastavené na maximum, 4xMSAA/8xMSAA so 16xAF sú zapnuté v hre.

 

Metro 2033

Tento first-person shooter od 4A Games je založený na rovnomennom románe Metro 2033 od ruského autora Dmitryho Glukhovského. Poháňa ho engine vlastnej výroby – 4A Engine, ktorý podporuje Direct3D 9 – 11 a predstavuje po technickej stránke momentálne najpokročilejší „herný motor“. Vystriedal tak na pomyslenom tróne Cryengine 2. S maximálnymi detailmi vyzerá hra jednoducho neskutočne dobre. Pri pohľade na technické pozadie to nie je až tak prekvapivé, aj keď čisto moderné technológie a efekty samozrejme nestačia.

Dynamické osvetlenie využívajúce deffered lightning pre možnosť veľkého počtu zdrojov pôsobí veľmi reálne vďaka HDR renderingu spolu s tone-mappingom a volumetrickými svetelnými lúčmi. Použité sú aj tzv. god rays (božie lúce). Pre celoplošné tienenie prostredia sa používa screen-space ambient occlusion (SSAO), pričom takmer všetky tiene sú jemné (soft shadows) a pri dopade na rôzne plochy sa majú fyzikálne korektne prispôsobiť. Dynamické deferred odrazy, najmä na vode, sú rovnako pozoruhodné ako aj implementácia sub-surface scatteringu pre shadery pokožky jednotlivých postáv. Pomerne často sa v scénach objavuje hĺbková neostrosť (depth of field), využívajúca kvôli vyššej kvalite DirectCompute 5.0, celoplošné a objektové motion blur. Pre farebný posun noci do modrej farby sa stará efekt zvaný blue shift. Túto atmosféru dotvárajú color grading, efekt zrnitosti a šumu. Povrchy potiahnuté väčšinou veľmi kvalitnými textúrami s vysokým rozlíšením sú vylepšené displacement, bump a parallax occlusion mappingom. Ďalej môžu byť povrchy a geometria zjemnená použitím hardvérovej teselácie.

Ako fyzikálna middleware sa používa PhysX, ktoré ale bolo vybrané ešte v časoch, keď nieslo názov Novodex. Podporované sú teda aj Ageia karty pre urýchľovanie fyzikálnych efektov. Implementácia má využívať do určitej miery aj viacjadrové procesory a dovoľuje tak ničenie prostredia – ploty, steny. K tomu všetkému sú implementované ragdoll, cloth a fluid fyzikálne simulácie (nejedná sa o APEX). Posledné zmienené zahŕňa okrem kvapalín aj simulácie dymu, výbuchy, padajúcu omietku zo stien ak sa na ňu strieľa. 4A Games sa vyjadrila, že hráči bez hardvérovej podpory PhysX neprídu o podstatné detaily, len je s ňou množstvo efektov vyššie. Pokračovať by sa dalo s Analytical Anti-Aliasingom (AAA), ktorým označujú autori druh MLAA, vyhladzujúci určité hrany pomocou bluru a predstavuje najnižšiu úroveň vyhladzovania hrán v hre. Alebo nemenej komplexnou umelou inteligenciou, zvukom, využívajúci Wave tracing, či detailmi, ktoré miestami vyrážajú dych – hodinky na ruke hlavnej postavy ukazujú aktuálny čas atď. Kvôli takejto technickej komplexnosti, TWIMTBP, podpore PhysX, 3D Vision ako aj odporúčaným hardvérovým požiadavkám sa Metro 2033 považuje za ukážkovú hru pre nové Fermi grafické karty. Fakt je ale, že sa momentálne jedná o technicky najvyspelejšiu hru na trhu.

Na testovanie výkonu grafických kariet využívam začiatok levelu „Cursed“ (prekliata stanica). Začiatočných 20s po vpáde mutantov je zaznamenávaných pomocou FRAPS s detailmi nastavenými na maximum, Direct3D 11, teseláciou, advanced DOF, 4xMSAA, 16xAF zapnutom v hre a rozlíšením 1920x1200, 2560x1600. Pre porovnanie so staršími kartami testujem aj s Direct3D 10, pričom ďalšie nastavenia sa nemenia. Rozšírené PhysX efekty sú pre porovnateľnosť výsledkov vypnuté.

 

S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat

S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat je first-person shooter od GSC Game World a zatiaľ posledné pokračovanie S.T.A.L.K.E.R. série, pričom dej sa odohráva časovo po konci Shadow of Chernobyl. Celá séria je založená na X-Ray engine, ktorý je v Call of Pripyat už vo verzii 1.6 a podporuje Direct3D 9 až 11. Po technickej stránke je najväčšia novinka tejto verzie práve podpora Direct3D 11. Tá umožňuje lepšiu grafiku a s rovnakým nastavením detailov, podľa scény, voči Direct3D 10 až ~20-30% vyšší výkon aj vďaka ComputeShaderom, ktoré sa môžu využívať z časti pre výpočet post-processing efektov. Grafických vylepšení vďaka Direct3D 11 nie je veľa – podpora teselácie, ktorou sa dajú zvýšiť detaily jednotlivých postáv a tzv. contact hardened shadows. Tie predstavujú vylepšenú verziu soft shadows a sú viac reálnejšie.

Aj bez Direct3D 11 sa však využíva množstvo najmodernejších technológií a efektov. Engine ponúka rôzne screen-space ambient occlusion módy (SSAO), medzi inými high-definition AO (HDAO) a horizon-based AO (HBAO) pre reálne tieňovanie v jednotlivých scénach. Dynamické deffered osvetlenia s adaptívnym tone-mappingom a ďalšími efektmi ako god-rays (prechod lúčov cez oblaky), bloom, hĺbková neostrosť (depth of field) poznáme už z predchodcov. Spolu plynulým prechodom dňa na noc, meniacim sa počasím (blesky, dážď) – príslušnými mokrými plochami (wet surfaces), vyzerá hra neskutočne reálne. Okrem toho má Call of Pripyat veľmi kvalitné textúry, vylepšené ďalšími technikami ako steep parallax, parallax occlusion a bump mapping pre plastickejší a reálnejší výzor.

Pre testy výkonu grafických kariet využívam vlastný save-game z mesta Pripyat. 30s pochod v ďaždi, s bleskami, množstvom tieňov a ďalších efektov je zaznamenávaný pomocou FRAPS v rozlíšení 1920x1200, 2560x1600 . Všetky detaily sú nastavené na maximum, 4xMSAA, 16xAF je spolu s Direct3D 11 renderingom a teseláciou zapnuté v hre. Pre porovnanie so staršími grafickými kartami testujem aj v Direct3D 10 a samozrejme vypnutou teseláciou. Ďalšie nastavenia sa nemenia.

 

Pretaktovanie grafických kariet

Pretaktovanie alebo v angličtine – overclocking (OC), predstavuje pomerne jednoduchú cestu, ako mierne zvýšiť výkon GPU a tým aj FPS v samostatných hrách. Prečo je ale možné pretaktovať GPU, teda zvýšiť pracovné frekvencie? Na konci vývojového cyklu GPU sa testujú a stanovujú pracovné frekvencie s ktorými bude čip neskôr vyrábaný. To, že sa plánované frekvencie skoro nikdy nepodarí dosiahnuť a výrobca je obmedzený fyzikálnymi zákonmi, nechám bokom. Dôležitý je v tomto prípade fakt, že s určitou, nazvime ju, predreferenčnou frekvenciou, musí čip vydržať množstvo testov v laboratóriu a ešte aj tak sa táto frekvencia zníži o zhruba 10%, aby mal výrobca istotu, že najviac neskôr vyrobených čipov ju dosiahne a budú pri bežných podmienkach funkčné. Uvediem príklad. Určitý testovací čip musí v laboratóriu vydržať minimálne 700 MHz, aby mohol ísť do výroby a predávať sa s frekvenciou ~620 MHz.V normálnych podmienkach s lepšie chladenou skrinkou, alebo lepším chladením je preto vždy možné dosiahnuť zvýšenie frekvencií. Súčasťou našich testov sa teda stalo aj pretaktovanie grafických kariet. Áno, pretaktovanie je vždy aj o šťastí - niektoré čipy sú lepšie a vedia dosiahnuť vyššie frekvencie. Nemožno preto aplikovať všeobecné pravidlo, že naše frekvencie dosiahne každé GPU a pamäť. Pokiaľ by ale boli základné predpoklady – chladenie, napätie jadra a iné rovnaké, možno povedať, že veľké rozdiely medzi dosiahnutými frekvenciami nebudú.

  OC výsledok Asus Radeon HD 5850  so štandardným a zvýšeným napätím jadra


OC výsledok Gigabyte GeForce GTX 470 so štandardným a zvýšeným napätím jadra

Pre zistenie maximálnych stabilných pracovných frekvencií grafických kariet som použil celkovo viaceré aplikácie. Na zvyšovanie frekvencií grafických grafických kariet mi slúžila aplikácia MSI Afterburner vo verzii 1.6.1, založená na RivaTuner technológii. Otáčky ventilátora som pred samotným pretaktovaním nastavil na 100%. Potom som postupoval metódou - zistenia nestabilného taktu, vykazujúceho artefakty a postupného znižovania frekvencie do stabilnej hodnoty, najprv v prípade jadra, potom ak má GPU shader core a nakoniec pamäti. Stabilitu a prípadné artefakty som po každej zmene frekvencii overoval aplikáciou ATiTool. Pokiaľ vydržal čip vyše 6 minútové zaťaženie, nasledoval ďalší test stability v oZone3D FurMark. Keďže sa dá obom testovaným kartám zvýšiť napätie jadra pomocou Afterburneru, otestoval som rovnakým spôsobom, aké maximálne frekvencie je možné dosiahnuť s 10% vyšším napätím.

 

validate odkazy: OC Asus Radeon HD 5850 so štandardným a zvýšeným napätím jadra

Asus Radeon HD 5850 sa mi podarilo pretaktovať zo štandardných 725/1000 MHz na 810/1260 MHz, čo znamená v prípade jadra navýšenie pracovnej frekvencie o necelých 12% a 0,4ns Samsung GDDR5 pamäť o 26%. V prípade pamäte to nie je tak prekvapujúce, nakoľko je špecifikovaná na 1250 MHz (5 Gbps) a na Asus karte pracovala po OC len 10 MHz nad špecifikáciami. Výsledok pretaktovania jadra je však veľmi dobrý. Môže za to viacero faktorov - dvojslotový chladič s dostatočnou rezervou, len trochu nižšie štandardné napätie jadra RV870 na HD 5850 (1,087V) oproti vyššie taktovanej HD 5870 (1,162V) a fakt, že jadro má menej výpočtových jednotiek.

Po navýšení napätia jadra o ~10% zo štandardných 1,087 V na 1,2 V (Afterbuerner nedovoloval presne 10% navýšenie) som dosiahol ďalšie stabilné zvýšenie pracovnej frekvencie jadra o 120 MHz, celkovo na 930 MHz. To je tiež veľmi dobrý výsledok. Pamäť sa nedala pochopiteľne vyššie pretaktovať, lebo sa zvýšilo len napätie jadra a nie 5Gbps GDDR 5 pamäte. Celkové percentuálne zvýšenie oproti štandardnej frekvencii sa tak zvýšilo na ~28%. Táto frekvencia by bola pravdepodobne stabilná aj s nižšími otáčkami ventilátora.
  
 

validate odkazy: OC Gigabyte GeForce GTX 470 so štandardným a zvýšeným napätím jadra

Gigabyte GeForce GTX 470 sa mi obdobne podarilo pretaktovať zo štandardných 608/1215/837 MHz na 750/1500/860 MHz, čo znamená v prípade jadra navýšenie pracovnej frekvencie o vyše 23%, shader-core rovnako o vyše 23% a 0,5ns Samsung GDDR5 pamäť o necelé 3%. Jadro a shader-core sa nedajú na GF100 taktovať nezávisle na sebe a musí byť vždy dodržaný pomer jadro:shader-core = 1:2. Výsledok pretaktovania jadra/shader-core hodnotím ako vynikajúci. Vidieť, že jadro GF100 je robené pre vyššie pracovné frekvencie a takisto, čo všetko je možné dosiahnuť ak je jadro dostatočne dobre chladené. Pamäť GDDR5, ktorá má rating 4Gbps, sa mi nepodarilo v podstate pretaktovať. 3% výsledok je viac-menej slabý. Dôvod je ten, že IMC pracuje s rovnakým napätím ako jadro a s vyššou pracovnou frekvenciou pamäte, pracuje aj on na vyššej frekvencii. Ak by mal IMC samostatné, vyššie napätie, ktoré stúpa lineárne s napätím jadra, bol by dosiahnutý výsledok určite lepší. Jadro GF100 na GeForce GTX 400 kartách nie je ani po pretaktovaní výraznejšie limitované priepustnosťou, a preto to nie je taká tragédia

Po navýšení jadra sa mi podarilo pretaktovať GTX 470 od Gigabyte o ďalších 50 MHz v prípade jadra, 100 MHz shader-core a kvôli vyššiemu napätiu IMC aj pamäť o 15 MHz. Celkovo to znamená frekvencie 800/1600/875 MHz, čo je výborný výsledok Percentuálne pretaktovanie jadra a shader-core tak stúplo na skoro 32% a pamäte na necelých 5%. Aj v tomto prípade by podľa môjho názoru boli pracovné frekvencie po OC stabilné s nižšími otáčkami ventilátora.

 

Po úspešnom pretaktovaní sme otestovali výkon grafických kariet s vyššími pracovnými frekvenciami. Každá hra je multithread aplikácia a preto sa zvýšenie výpočtového výkonu, ak nič nelimituje, odrazí vo vyššom počte FPS. Záleží to aj od architektúry GPU. V určitých situáciách, hlavne pri min. FPS to môže byť rozhodujúce, či je hra ešte plynulá, alebo nie. Percentuálne zvýšenie výkonu je väčšinou adekvátne zvýšenému taktu. Testoval som ho v 3DMark Vantage, BattleForge, Call of Duty: Modern Warfare 2, Crysis Warhead a Metro 2033. Všetky detaily boli vždy nastavené na maximum, rozlíšenie na 2560x1600 alebo 1920x1200. Ďalšie informácie môžete vyčítať z jednotlivých grafov. Jednalo sa o nastavenia, kedy nelimitovala ani jednej grafickej karte VRAM.

 

Hlučnosť, teploty, spotreba

Hlučnosť:

Moderné grafické karty by nemali byť len výkonné, ale aj ich referenčný chladič by nemal pri práci v 2D a 3D vydávať vysoký hluk. Často je hlučnosť chladiča dôvod pre zákazníka sa rozhodnúť práve pre určitú kartu. Hlučnosť chladičov grafických kariet som pre najlepšiu predstavu o hlučnosti merali v troch rôznych kategóriách – 2D, 3D v hre Racedriver:GRiD a 3D v aplikácii FurMark, ktorá bežala 15 minút a spôsobí maximálne zahriatie jadra. Keďže si testované karty regulujú otáčky ventilátora v závislosti od teploty GPUs, predstavuje tento nameraný údaj maximálnu hlučnosť grafickej karty. Hodnota 2D predstavuje hlučnosť chladiča grafickej karty po 5 min. od zapnutia operačného systému Windows Vista 64bit Ultimate s Aero plochou. Pod meraním 3D GRiD chápem hlučnosť chladiča v hre Racedriver:GRiD na testovacom úseku v rozlíšení 1920x1200 so 4xMSAA a 16xAF. Tento údaj reprezentuje bežnú hlučnosť karty pri hraní hier. Hlučnosť sme vo všetkých troch prípadoch merali pomocou hlukomeru Voltcraft SL-100, ktorý bol umiestnený v rovnakej výške, 1m od meraného zdroja hluku - grafickej karty. Merania som uskutočnil s otvorenou bočnicou skrinky Corsair Obsidian 800D a vypnutými ventilátormi. Jediným prídavným zdrojom hluku bol pevný disk a 800W zdroj ODIN od Gigabyte so 140mm ventilátorom. Ten bol kvôli presnejším výsledkom zregulovaný na minimálne otáčky.

 

Charakteristické úrovne hluku:	dBA:
štart lietadla (60m)	120
stavba	110
krik (2m)	100
nákladné vozidlo (15m)	90
mestský chodník	80
interiér auta	70
normálny rozhovor (1m)	60
kancelária	50
obývačka	40
spálňa cez noc	30
nahrávacie štúdio	20
šuchot lístia	10

V 2D režime sú obe testované grafické karty tiché a v podstate ich nepočuť mimo skrinky. Pri hraní hry RaceDriver GRiD, keď sú grafické karty pod záťažou sa táto situácia drasticky mení. Už sa tento prejav nedá nazvať ako tichý. Obe karty je počuť von zo skrinky a taktiež sa dá povedať, že ich hlučnosť je veľmi podobná. Ventilátor GeForce GTX 470 vydáva hrubší tón sprevádzaný šumením vzduchu, zatiaľ čo ventilátor Radeon HD 5850 vydáva trochu vyšší tón, taktiež s počuteľným prúdom vzduchu. Najhlučnejšie sú obe grafické karty vo FurMarku, pričom aj rozdiel v hlučnosti medzi Radeon HD 5850 a GeForce GTX 470 je najväčší a jasne počuteľný. GeForce GTX 470 je jednoducho hlučná, čo nie je prekvapením, nakoľko pracuje 65mm Delta ventilátor až s 80% otáčkami, aby držal jadro GF100 teplotou okolo 90°C. Podľa softvéru je to okolo 3750 otáčok za minútu. Hlučnosť Radeon HD 5850 je však tiež značne počuteľná. Jej ventilátor pracoval vo FurMarku ale len s maximálne 37% otáčkami, čo je okolo 2500 otáčok za minútu. Dôvodom je pravdepodobne umelá regulácia Radeon kariet v Catalyst ovládačoch, aby sa tak nezahrievali vo FurMarku. Priamy dôkaz nie je, no rozdielna spotreba s rozdielnymi ovládačmi/názvami .exe súbory atď tom nasvedčujú. Možné je samozrejme, že aj nVidia umelo brzdí svoje karty vo FurMarku.

Teploty:

Hlučný chladič by grafická karta nemala mať. Podobne je to ale s teplotou – tá by nemala vystúpiť so štandardným chladičom príliš vysoko. Vyššou teplotou sa skracuje životnosť všetkých súčiastok a takisto má negatívny dopad na ďalšie zvyšovanie frekvencií - pretaktovanie. Teplotám jednotlivých častí grafických kariet som sa preto venoval komplexne. POZOR: Merania nie sú porovnateľné s tými v predchádzajúcich recenziách, nakoľko sú teraz komponenty nainštalované v skrinke Obsidian 800D a merania prebehli s uzatvorenou bočnicou. Len na odčítanie hodnôt sa musela otvoriť.V tabuľke vidieť až dvanásť rôznych údajov. 2D merania sa uskutočnili 5 minút po nabootovaní systému do Windows Vista 64bit Ultimate so zapnutou Aero plochou. Hodnota jadro 2D bola vyčítaný pomocou aplikácií Afterburner a GPU-Z. Ďalšie merania - pamäť, jadro vzadu a napäťové regulátory som uskutočnili pomocou laserového teplomera Voltcraft IR-280 na zadnej strane PCB príslušnej grafickej karty.

Obdobným spôsobom som uskutočnil 3D merania. Po 15 minútach zaťažujúceho testu v aplikácii FurMark s nastavením - Stability Test, Xtreme burning mode a rozlíšením 1920x1200 s 1xMSAA, 16xAF som zmeral teploty meracím prístrojom a softvérom. Tieto hodnoty predstavujú maximálne možné teploty grafickej karty. Posledné 3D merania prebehli v hre RaceDriver: GRiD s rozlíšením 1920x1200, 4xMSAA a 16xAF na testovacom úseku. Namerané teploty predstavujú reálne dosiahnuteľné teploty počas dlhšieho hrania. Teplota jadra vzadu, pamäte a napäťových regulátorov bola zmeraná laserovým teplomerom, priamo jadra pomocou softvéru. Ďalej nižšie pridávam aj obrázky s priebehom teplôt v Afterburner a GPU-Z z meraní v 2D, 3D GRiD a 3D FurMark. Hodnoty v tabuľke predstavujú ustálené hodnoty.

Grafické karty:	Asus Radeon HD 5850	Gigabyte GeForce GTX 470
jadro 2D	45°C	53°C
jadro 3D GRiD	75°C	92°C
jadro 3D FurMark	85°C	90°C
jadro vzadu 2D	46,9°C	48,4°C
jadro vzadu 3D GRiD	71,6°C	85,1°C
jadro vzadu 3D FurMark	75,4°C	88,2°C
pamäť 2D	46,1°C	48°C
pamäť 3D GRiD	65,2°C	73°C
pamäť 3D FurMark	78,9°C	82,7°C
nap. regulátory 2D	46,8°C	47,2°C
nap. regulátory 3D GRiD	67°C	75,8°C
nap. regulátory 3D FurMark	86,6°C	95,3°C

Asus Radeon HD 5850:


teploty v 2D (idle)

vľavo teploty v GRiD a vpravo vo FurMark

Gigabyte GeForce GTX 470:

vľavo teploty v 2D (idle) a vravo v GRiD

teploty vo FurMark

 

Spotreba:

Nemohli sme zbudnúť ani na merania spotreby. Pomocou Voltcraft Energy Monitor 3000 meracieho prístroja sme najprv 5 minút po nabootovaní operačného systému Windows Vista 64bit Ultimate so zapnutou Aero plochou zmerali spotrebu celej zostavy. Tento údaj je označený ako 2D. Pre zistenie reálnej spotreby celej zostavy v 3D pri hraní hier sme spustili Racedriver:GRiD na testovacom úseku a zaznamenali príslušnú spotrebu. Na maximálne vyťaženie grafickej karty a zistenie maximálnej spotreby sme znovu na 15 minút spustili Stability Test v rozlíšení 1920x1200 s 1xMSAA, 1xAF a Xtreme Burning Modom vo FurMarku. Tento údaj predstavuje bežne nedosiahnuteľný extrém.

Po stránke spotreby je na tom celkovo lepšie Radeon HD 5850 karta, lebo spotrebuje vo všetkých meraniach menej ako GeForce GTX 470. Rozdiel v 2D je pochopiteľne malý, nakoľko majú obe jadrá technológie na šetrenie spotreby. Znížia svoje pracovné frekvencie a aj napätie. V 3D režime, keď je potrebný výkon, to už logicky nie je možné. Rozdiel okolo 90W pri hraní hier v neprospech GeForce GTX 470 je značný. Netreba ale zabudnúť, že ponúka aj trochu vyšší výkon. 



 

Zhrnutie, záver

Z dnes testovaných kariet bola v našom testovacom parkúre celkovo najvýkonnejšia GeForce GTX 470 od Gigabyte. V Direct3D 9 a 10 hrách bola zhruba adekvátne k vyššej cene výkonnejšia ako Asus Radeon HD 5850. Veľký výkonnostný rozdiel ale ukázala v testovaných Direct3D 11 hrách – BattleForge, Colin McRae Dirt 2, S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat a Metro 2033. Je to pochopiteľné, nakoľko architektúra jadra GeForce GTX 470 – „GF100“ sedí najmä Direct3D 11. Je to spôsobené vysokým využiteľným aritmetickým výkonom, prepracovanou pamäťou cache, momentálne neskutočne vysokým geometrickým a teselačným výkon tohto jadra. V Direct3D 9 hrách, ktoré potrebujú menej aritmetického výkonu a viacej texturovacieho sa pochopiteľne nevie tak presadiť. Obdobne to vyzerá v Direct3D 10 hrách, ktoré tiež nepotrebujú tak veľa aritmetického výkonu ako Direct3D 11 hry. Podrobne sa architektúram nových Direct3D 11 čipov a ďalším novinkám budem venovať v nasledujúcej recenzii. Poďme si teda postupne zhrnúť výsledky v jednotlivých nastaveniach.

Vo všetkých troch rozlíšeniach so 4xMSAA a 8xMSAA je poradie podľa celkového výkonu rovnaké. Percentuálny rozdiel medzi GeForce GTX 470 a HD 5850 sa výrazne nemení. Najmenší je v rozlíšení 1920x1200 s 8xMSAA – okolo 12%. S vyšším rozlíšením narastie na ~17% a 15%. Napriek väčšej VRAM (1,28 GiB voči 1GiB) GeForce GTX 470 sa tá presadí viac v rozlíšení 2560x1600 so 4xMSAA. V rovnakom rozlíšení s 8xMSAA klesne nárast o 2%. Pravdepodobne sa prejavia lepšie ROPs RV870. Najviac „kolíše“ výkon GeForce GTX 285, čo je spôsobené známym veľkým prepadom výkonu so zapnutým 8xMSAA. Tento nedostatok už GF100 na GTX 470 nemá.
 

Oproti GeForce GTX 285 je GTX 470 výkonnejšia v najnižšom rozlíšení s 8xMSAA o ~17%. S vyšším rozlíšením – 2560x1600 a 4xMSAA sa zvýši rozdiel už na ~27%. Najvyšší rozdiel je v najnáročnejšom nastavení, kedy činí až vyše 42%. To všetko napriek 2GiB VRAM na GTX 285 a len 1,28GiB VRAM na GTX 470. Oproti HD 5850 s 1GiB VRAM to je pre GTX 470 určitá výhoda, záleží ale najmä od rozlíšenia hry, ktoré ovplyvní veľkosť textúr. Veľkosť a kvalita textúr sa bude v nových hrách len zvyšovať, preto bude časom táto výhoda len narastať. Radeon HD 5850 sa vie výrazne presadiť voči HD 4870 s tiež 1GiB VRAM už v rozlíšení 1920x1200 a 8xMSAA, kedy je rozdiel 44%. V strednom nastavení je to ešte 43%. V 2560x1600 a 8xMSAA sa presadí napriek rovnako veľkej VRAM najviac, až o 45%. Percentuálne rozdiely sú to určite pekné. V svetle 80% väčšieho teoretického výkonu v prípade TMUs, ALUs a skoro 94% v prípade ROPs, to ale nie je až také „super“. Ako som už spomínal, RV870 má rôzne nedostatky, ktoré spôsobujú horšie vyťaženie jednotiek, a preto je rozdiel na papieri iný ako v hrách.

GeForce GTX 470 a Radeon HD 5850 sú Direct3D 11 karty, a preto som ich testoval aj v Direct3D 11 hrách. Celkový počet Direct3D 11 hier nebol ale veľký (4 hry z 10), čo bol dôvod, prečo som sa rozhodol zlúčiť výsledky do dvoch grafov ako ich vidíte. GeForce GTX 470 sa ako som už spomínal, výrazne presadila voči Radeon HD 5850. Jednak kvôli architektúre a tiež pre väčšiu VRAM, ktorá sa prejavila v hre Metro 2033. Percentuálny rozdiel v nižšom rozlíšení je ~37% a vo vyššom ~36%. To je voči rozdielom v Direct3D 9 a 10 hrách zhruba dvojnásobne veľký percentuálny rozdiel.

Keď si k výkonu porovnám ich cenu, vznikne tabuľka, ktorú vidieť nižšie. Ako ceny jednotlivých kariet som zobral priemerné ceny v čase písania (10 - 12.8) podľa Heureka.sk a ďalších e-shopov (Alza, Agem, Tichepc). Najnižšiu a najvyššiu cenu som zámerne odignoroval, aby som odstránil výkyvy spôsobené akciami a pod. Z testovaných kariet je najdrahšia Gigabyte GeForce GTX 470, ktorá stála v priemere okolo 342 Euro. Nasledovala ju trochu prekvapivo GeForce GTX 285 s cenou 290 Euro. 2GiB OC verzia od Gigabyte sa už nepredávala, a preto som zobral jej poslednú cenu, ktorá bola zverejnená. Radeon HD 5850 od Asus, ktorá má priemernú cenu 289 Euro je v poradí ďalšia. Gigabyte HD 4870 sa tiež už v podstate nedá zohnať, použil som preto strednú cenu ešte dostupných referenčných HD 4870 – okolo 130 Euro.
 

Ako vidieť, GeForce GTX 470 od Gigabyte a Asus HD 5850 si v Direct3D 9 a 10 hrách v tomto smere veľa nedarujú. Malé rozdiely v prospech HD 5850 tu ale sú. Poznámka: Radeon HD 5870 by mala kvôli cene o pár Euro vyššej ako GTX 470 a vyššiemu výkonu, veľmi pravdepodobne lepší pomer cena/výkon. Bude ale testovaná až v ďalšej recenzii. Pre vysokú cenu a veľké prepady výkonu s 8xMSAA má GTX 285 v týchto nastaveniach najhorší pomer cena výkon. Jedine v 2560x1600 a 4xMSAA je hneď za Radeon HD 4870. Tá má vo všetkých nastaveniach a Direct3D 9 - 10 hrách najlepší pomer cena/výkon. Pomer cena/výkon v Direct3D 11 vyhráva vďaka veľkému výkonnostnému náskoku GeForce GTX 470. Ak spriemerujem všetky výsledky, tak má GeForce GTX 470 dokonca lepší pomer cena/výkon ako HD 5850. Prevážia práve výsledky z testovaných Direct3D 11 hier.

Aj ďalšie vlastnosti sú dôležité pre grafickú kartu – spotreba, teploty a hlučnosť. Práve spotreba GeForce GTX 470 v 3D je jej najväčší nedostatok voči Radeon HD 5850. Rozdiel 90W v záťaži, spôsobený historicky menšími skúsenosťami nVidie s novými procesmi a teda samotným procesom, je proste veľký. V 2D sú tieto dve Direct3D 11 karty na jednej úrovni, pričom GTX 470 má mierne vyššiu spotrebu. Po stránke teplôt je na tom GTX 470 tiež trochu horšie ako HD 5850. Rozdiely ale nie sú alarmujúce a takéto teploty dosahovali aj predchádzajúce generácie GeForce, Radeon kariet. Nižšie teploty sú však príjemné plus. Po stránke hlučnosti sú HD 5850 a GTX 470 na jednej úrovni, pričom trochu väčšiu hlučnosť som nameral v prípade GeForce karty. Počuteľný rozdiel to ale nie je.

OC potenciál jadra GF100 je napriek tomu naozaj veľký. Bez zvýšenia napätia sa mi ho podarilo pretaktovať o 23%. Po zvýšení napätia až o ~32%. Použitá GDDR5 pamäť od Samsungu nemá pre IMC taký potenciál pretaktovania. Problém to ale nie je, keďže ani po pretaktovaní nie je jadro GF100 väčšinou limitované priepustnosťou. Radeon HD 5850 od Asus má voči tomu slabší potenciál -12% zvýšenie so štandardným VDDC je v rámci bežných výsledkov. Zvýšenie napätia ale jadru pomohlo a vyšvihlo sa tak na celkovo 28%. To je dobrý výsledok pričom GDDR 5 pamäť sa mi podarilo pretaktovať o 26% na 1260 MHz, teda o 10 MHz vyššie ako je jej špecifikácia.
 

Po stránke kvality anizotropného filtra (AF) dominuje už dlhšie nVidia so svojimi GeForce kartami. Zhrnutie kvality AF je na príslušnej stránke, a preto spomeniem na tomto mieste len skutočnosť, že RV870 spôsobuje trochu slabší shimmering textúr ako RV770, zato má výrazný AF-Banding. Vďaka tomu ušetrí čip ~10 až 15% výkonu. GF100 má celkovo kvalitnejší anizotropný filter a okrem toho má v ovládačoch väčšie možnosti nastavenia jeho kvality. Ďalšie feature týkajúce sa kvality obrazu, ktoré poskytuje len nVidia je možnosť vynútiť Ambient Occlusion v hrách ktoré ho nepodporujú. Jeho význam pomaly klesá, ak teda nie ste vášnivý hráč COD4 :-), lebo nové hry ho väčšinou už majú implementovaný. Záleží na vás, či vnímate túto možnosť ako väčšiu výhodu alebo nie.

Po stránke kvality obrazu sa AMD ale trochu vyšvihla v očiach enthusiastov, lebo ponúkla SG-SSAA na svojich HD 5000 kartách. Žiaľ, len v Direct3D 9 hrách, lebo pod Direct3D 10 a 11 by musela „hľadať cestičky“ ako ho sprístupniť nie povolenou cestou. To by stálo čas vývojárov ovládačov a zároveň peniaze. Taktiež by potom nemohla dať do ovládača možnosť zapnutia SG-SSAA, lebo by nedostala WHQL certifikát. nVidia podporuje SG-SSAA v Direct3D 9 až 11 hrách cez utilitku. Zároveň sú podporované CSAA, zmiešané a OG- SSAA módy. Novinka je tiež 32x mód vyhladenia hrán, pozostávajúci z 8xMSAA a 24xCSAA. Je ho možné tiež rozšíriť na transparentné (alpha) textúry. AMD má v oblasti vyhladzovania iný tromf, ED-CFAA. To ponúka ako 24x ED-CFAA zatiaľ najlepšie vyhladenie hrán. Potrebnejší by ale bol skôr OG-SSAA, vyhladzujúci lepšie textúry ako SG-SSAA, aby sa zahladili problémy so shimmeringom. Žiaľ AF-Bandingu sa pomocou SSAA nedá odstrániť.

Ostáva mi zhrnúť ďalšie features testovaných grafických kariet. Eyefinity, výborné, ak potrebujete mať zapojených viacero monitorov a nechcete kupovať drahé karty, respektíve viac kariet. V 2D bez nejakých nevýhod. Ak ale chcete hrať hry s Eyefinity, budete vo väčšine prípadov nútený buď ubrať detaily, MSAA, AF alebo kúpiť ďalšiu kartu do CF. Konkurenciu pre toto feature zatiaľ nVidia nemá. Rovnako AMD nemá konkurenciu pre 3D Vision. Chcete 3D zobrazenie? Prosím, nVidia vám ho ponúkne. Ak máte SLI, tak dokonca s troma obrazovkami (Surround). Skutočnosť, že strata výkonu je veľká – 100% a budete teda potrebovať viac kariet – SLI, je samozrejmosť.
 

Tradične je na GeForce kartách podporované PhysX. Proprietárny fyzikálny middleware, ktorý síce má na papieri konkurenciu, dokonca aj „free“ a s Direct3D 11 pribudli ďalšie dôvody proti nemu. Faktom ale je, či sa vám to páči alebo nie, že PhysX je momentálne najviac rozšírený. Dôvod je ten, že konkurencia robí výrazne menej v tomto smere ako nVidia. AA herných titulov s jeho podporou postupne pribúda , čo je ďalší dôsledok a dôvod, prečo stúpa ako argument v očiach ľudí. Mafia 2 je najlepší príklad. Akú úroveň dôležitosti dáte PhysX nechám na vás. Rovnako ako CUDA, ktoré určite „nezomrie“ ako viacerí predpovedali, s najväčšou pravdepodobnosťou ale zmení v budúcnosti pole pôsobnosti. Zatiaľ je v oblasti GPGPU na „herných“ desktop systémoch výraznejšie zastúpené ako AMD Stream. Najmä ak počítate Folding@Home, sa vyplatí GeForce karta a väčšia podpora nVidie do oblasti CUDA.

Pre koho sú teda určené GeForce GTX 470 a Radeon HD 5850? Podľa môjho subjektívneho názoru: GeForce GTX 470 pre niekoho, kto chce maximálnu kvalitu obrazu. Dôvody - podpora rôznych SSAA módov, kvalitnejšie AF, väčšie možnosti v ovládači. Niekomu kto chce vysoký výkon v Direct3D 9 – 10, no predovšetkým s teseláciou a v Direct3D 11 hrách. Plánuje SLI zapojenie, vďaka čomu by viac využil väčšiu VRAM. Na cene mu až tak nezáleží, rovnako ako spotrebe. Vyššie teploty vyrieši výmenou referenčného chladiča GTX 470. Zároveň chce vysoký OC potenciál, podporu PhysX, CUDA. Radeon HD 5850 je pre niekoho, komu záleží na spotrebe a chce vysoký výkon v Direct3D 9 – 10 hrách za slušnú cenu. Slabší výkon s teseláciou a v Direct3D 11 hrách mu nevadí, ako ani 1GiB VRAM, lebo neplánuje CF zapojenie ,nehrá vo vysokých rozlíšeniach. Takisto mu nevadí horšia kvalita AF alebo nedostatok, že môže zapnúť SSAA len v Direct3D 9 hrách. Chce Eyefinity a zapojiť pre svoju prácu viaceré monitory. Nechce meniť chladič, ale zároveň chce aj po OC ešte akceptovateľné teploty. Nepotrebuje PhysX ani podporu CUDA.

Pre akú kartu sa nakoniec rozhodnete, záleží v konečnom dôsledku na vás a vašich prioritách, lebo ideálne grafické karty nie sú zatiaľ na trhu. Ani v jednom prípade ale nespravíte vyslovene zle. Všetky vlastnosti príslušnej karty, ktoré sa dajú zaradiť medzi väčšie výhody alebo nevýhody sú na koniec zhrnuté v prehľadnej tabuľke.
 

Na úplný záver by som sa chcel poďakovať spoločnosti Asus za vypožičanie recenzovanej Asus Radeon HD 5850 a spoločnosti Gigabyte za vypožičanie grafických kariet na porovnanie výkonu a kvality AF - Gigabyte Radeon HD 4870, GeForce GTX 285 2GB OC a recenzovanej GeForce GTX 470.
 

Odporúčame prečítať aj:

• Recenzia: Pretaktovaná Gigabyte GeForce GTX 285 s 2GB
• Radeon HD 4890 (CrossFire) vs. GeForce GTX 275 (SLI)
• Recenzia: Catalyst 9.8 WHQL
• Recenzia: Catalyst 9.6 WHQL
• Boj o najvyšší výkon: Radeon HD 4870 X2 vs. GeForce GTX 295
• Recenzia: GeForce 185.65 beta a 182.50 WHQL
• Veľké porovnanie GeForce ovládačov
• Recenzia: Catalyst 9.2 WHQL
• Veľké porovnanie Catalyst ovládačov
• High-end grafické karty: Radeon HD 4850 X2 vs. GeForce GTX 280 (TOP)
• Súboj performance riešení: Radeon HD 4870 vs. GeForce GTX 260
• Boj o mainstream: Radeon HD 4850 (Toxic) vs. GeForce 9800 GTX (+)
• nVidia GeForce 9600 GT (OC)
• Špekulatívne preview G200: high-end ako sa patrí?
• AMD/ATi Radeon HD 3870 (CrossFire)
• Recenzia: 3DMark Vantage
• R600 pod drobnohľadom
• Prvé pohľady na architektúru G80