• Введение
• Экстремальный разгон Nvidia GeForce 9800 GTX: методы и достижения
• Экстремальный разгон: энергопотребление
• Конфигурация тестовых платформ и методология тестирования
• Результаты тестирования
• Трехмерные шутеры с видом от первого лица
• Трехмерные шутеры с видом от третьего лица
• RPG
• Realtime Strategy Games
• Синтетические тесты
• Заключение

Введение

В течение длительного времени Nvidia практически безраздельно властвовала в секторе высокопроизводительных графических карт, но история учит, что никакое господство не может продолжаться вечно. Первым чувствительным ударом по положению Nvidia стал анонс ATI Radeon HD 3870 X2, показавший, что два недорогих графических процессора, объединенных на одной плате, могут составить серьёзную конкуренцию одному ядру более высокого класса. Удар этот, однако, не стал фатальным, в первую очередь, из-за недостатков, свойственных современным мультипроцессорным графическим решениям. Тем не менее, снижение цен на ATI Radeon HD 3870 X2 сделало его серьёзным конкурентом Nvidia GeForce 9800 GTX, последнего и самого производительного однопроцессорного видеоадаптера на базе чипа G92.

Настоящий coup de grace был нанесён 25 июня, когда ATI, графическое подразделение Advanced Micro Devices, представила на суд общественности новое поколение архитектуры ATI Radeon HD. Нельзя сказать, что Nvidia GeForce 9800 GTX сдался без боя, но в эпической битве Давида и Голиафа победил всё же Давид – скромный, на первый взгляд, ATI Radeon HD 4850, изначально проектировавшийся, как «народный» видеоадаптер стоимостью всего $199. Ответные меры, предпринятые Nvidia, походили, скорее, на акт отчаяния, нежели на планомерную стратегию противостояния, и выразились, в первую очередь, в обвальном снижении цены на Nvidia GeForce 9800 GTX до конкурентоспособной цифры $199, хотя совсем недавно эта карта относилась к категории $299-$349. Другим шагом стал анонс Nvidia GeForce 9800 GTX+ с повышенными тактовыми частотами ядра. Возможно, их повышение с 675/1688 МГц до 738/1836 МГц и поможет укрепить положение карты в борьбе с ATI Radeon HD 4850, но ведь в арсенале ATI есть куда более серьёзное оружие – ATI Radeon HD 4870. Его потенциал настолько высок, что, будучи достаточно серьёзно разогнанным, он, по заявлению компании Diamond Multimedia, сможет составить конкуренцию флагманскому решению Nvidia – GeForce GTX 280.

Возникает вопрос – может ли серьёзный разгон Nvidia GeForce 9800 GTX обеспечить уверенное преимущество над ATI Radeon HD 4850 и дать хотя бы призрачную надежду на возможность соперничества с ATI Radeon HD 4870? Поиску ответа на этот вопрос и будет посвящён сегодняшний обзор. Для этого система питания Nvidia GeForce 9800 GTX подвергнется модификации, позволяющей вручную управлять напряжением питания графического процессора, после чего будет предпринята попытка выжать из него всё, на что он способен.

Как уже отмечалось, такой метод разгона крайне ненадёжен и резко повышает вероятность выхода карты из строя, но он позволит с достаточной точностью определить границы потенциала карт на базе графического процессора Nvidia G92 и сделать необходимые выводы. Такая информация должна представлять существенный интерес как для владельцев Nvidia GeForce 9800 GTX, так и для тех, кто уже приобрёл или намеревается приобрести ATI Radeon HD 4850 или ATI Radeon HD 4870.

Экстремальный разгон Nvidia GeForce 9800 GTX: методы и достижения

Модификация системы питания графического процессора Nvidia GeForce 9800 GTX предельно проста. Дело в том, что в ней используется та же микросхема контроллера, что и в семействе Nvidia GeForce 8800 GT/GTS – Primarion PX3544. Более того, расположение элементов в обоих случаях практически идентично, что ещё более облегчает задачу. Схемотехнически, модификация заключается в соединении 19 контакта PX3544 с «землёй» через подстроечный резистор сопротивлением 1 КОм.

Для более точной подстройки vGPU крайне желательно использование прецизионного многооборотного резистора. Поскольку сам чип PX3544 имеет очень маленькие выводы, к которым крайне неудобно что-либо припаивать, самая удобная точка подключения резистора обозначена на нижеприведённом снимке красной точкой. Для контроля напряжения удобнее всего использовать ряд керамических конденсаторов, расположенных в районе графического процессора с обратной стороны печатной платы. Подойдёт любой из них; в данном случае, был использован конденсатор C666, отмеченный на снимке зелёной точкой.

Системы защиты GPU по напряжению и току было решено не отключать. Хотя такая возможность и существует, но их отключение значительно повышает риск уничтожить карту в процессе разгона. Также было принято решение отказаться от вольтмода цепей питания памяти из-за того, что схема, выполненная на базе контроллера Anpec APW7066, требует отдельных модификаций для напряжений VDD и VDDQ, что осложняет процесс разгона при, скорее всего, достаточно скромном финальном результате. Целью данного обзора является прямое столкновение модифицированного Nvidia GeForce 9800 GTX с новыми решениями ATI, но память ATI Radeon HD 4850 и так функционирует на сравнительно скромной частоте 2 ГГц, а за ATI Radeon HD 4870 с его памятью GDDR5, работающей на заоблачных 3.6 ГГц гнаться попросту бесполезно. Кроме того, ускоренная версия Nvidia GeForce 9800 GTX, получившая приставку + к названию, также не использует разгон памяти, и в обоих вариантах она работает на частоте 1100 (2200) МГц.

По умолчанию, после загрузки драйвера, напряжение питания GPU составляет 1.22 Вольта в режиме 3D. Повысив его до 1.528 Вольта, удалось добиться прохождения всего цикла тестов при частотах GPU 875/2188 МГц (879/2214 МГц по данным RivaTuner). Это очень неплохой результат – прирост по частоте составил 200 МГц для основного домена графического ядра G92 и 500 МГц для домена шейдерных процессоров. При попытке дальнейшего повышения VGPU сработали системы защиты, поэтому было принято решение остановиться на достигнутом, во избежание преждевременной смерти «пациента» - от последнего ещё требовалось пройти полный цикл игровых тестов, иначе вся затея автоматически теряла смысл.

Во избежание фатального перегрева скорость вращения вентилятора системы охлаждения была выставлена на максимум, что, разумеется, сделало длительное пребывание рядом с работающим стендом весьма некомфортным, зато спасало карту от фатального перегрева и преждевременного выхода из строя. На удивление, в режиме простоя даже с таким экстремальным разгоном температура ядра не превысила 50 градусов Цельсия, и даже при длительной работе в режиме 3D не превышала 85-87 градусов. Остаётся воздать должное инженерам, проектировавшим самую, пожалуй, удачную эталонную систему охлаждения в мире потребительского 3D на сегодняшний день.

Экстремальный разгон: энергопотребление

Как и в случае с экстремальным разгоном ATI Radeon HD 3870, модифицированная Nvidia GeForce 9800 GTX подверглась стандартной процедуре замера уровня энергопотребления, для чего был использован предназначенный для этой цели тестовый стенд со следующей конфигурацией:

• Процессор AMD Athlon 64 FX-55 (2.6 ГГц)
• Системная плата EPoX EP9-NPA+ SLI (Nvidia nForce4 SLI)
• Память PC3200 (2x512 ГБ, 200 МГц)
• Жесткий диск Western Digital Raptor WD360ADFD (36 ГБ, SATA-150, буфер 16МБ)
• Блок питания Chieftec ATX-410-212 (Номинальная мощность 410 Ватт)
• Microsoft Windows Vista Ultimate 32-bit
• Futuremark PCMark05 Build 1.2.0
• Futuremark 3DMark06 Build 1.1.0

С целью создания нагрузки в режиме 3D использовался первый тест SM3.0/HDR пакета 3DMark06, запускаемый в цикле в разрешении 1600х1200 с форсированными FSAA 4x и AF 16x, поскольку, как показывает практика, он нагружает графический процессор даже лучше, нежели тесты 3DMark Vantage. Режим peak 2D эмулировался с помощью теста PCMark05 2D Transparent Windows. В результате были получены следующие данные:

Результат вполне ожидаемый – под нагрузкой максимальный уровень энергопотребления вырос почти на 70% и достиг 182.6 Ватта, что соответствует показателям двухпроцессорного Nvidia GeForce 9800 GX2 и превосходит соответствующие показатели Nvidia GeForce GTX 280! О новых решениях ATI и говорить не приходится: в сравнении с полученными цифрами их аппетиты более чем скромны. Тем не менее, благодаря наличию двух шестиконтактных разъемов PCIe 1.0, нагрузка на все цепи питания +12В осталась в приемлемых рамках, ни разу не превысив предельно допустимого значения 75 Ватт.

Осталось лишь выяснить, помогут ли Nvidia GeForce 9800 GTX столь экстремальные меры существенно опередить ATI Radeon HD 4850 и обойти ATI Radeon HD 4870 в играх.

Конфигурация тестовых платформ и методология тестирования

Для исследования разгонного потенциала Nvidia GeForce 9800 GTX были использованы тестовые платформы со следующей конфигурацией:

• Процессор Intel Core 2 Extreme X6800 (3.0 ГГц, FSB 333 МГц x 9)
• Системная плата DFI LANParty UT ICFX3200-T2R/G (ATI CrossFire Xpress 3200) для ATI Radeon HD
• Системная плата Asus P5N32-E SLI (Nvidia nForce 680i SLI) для Nvidia GeForce
• Память Corsair TWIN2X2048-8500C5 (2x1 ГБ, 1066 МГц, 5-5-5-15, 2T)
• Жесткий диск Maxtor MaXLine III 7B250S0 (250 ГБ, SATA-150, буфер 16МБ)
• Блок питания Enermax Galaxy DXX EGX1000EWL (Номинальная мощность 1000 Ватт)
• Монитор Dell 3007WFP (30”, максимальное разрешение 2560x1600@60 Гц)
• Microsoft Windows Vista Ultimate 32-bit
• Nvidia GeForce 175.19 WHQL для GeForce 8/9
• ATI Catalyst 8.6 для ATI Radeon HD 3000
• ATI Catalyst beta для Radeon HD 4000 (sample_vista32-64_HD_4800_Series_5.exe)

Драйверы подверглись настройке согласно стандартной процедуре таким образом, чтобы обеспечивать максимально возможное качество текстурной фильтрации при минимальном влиянии программных оптимизаций, используемых по умолчанию. Сглаживание прозрачных текстур также было включено. В результате, настройки драйверов ATI и Nvidia стали выглядеть следующим образом:

ATI Catalyst:

• Catalyst A.I.: Standard
• Mipmap Detail Level: High Quality
• High Quality AF: On
• Wait for vertical refresh: Always Off
• Enable Adaptive Anti-Aliasing: On/Quality
• Method: Multi-sampling
• Temporal Anti-Aliasing: Off
• Остальные настройки: по умолчанию

Nvidia GeForce:

• Texture filtering – Quality: High quality
• Texture filtering – Trilinear optimization: Off
• Texture filtering – Anisotropic sample optimization: Off
• Vertical sync: Force off
• Antialiasing - Gamma correction: On
• Antialiasing - Transparency: Multisampling
• Остальные настройки: по умолчанию

В состав тестового пакета был включён следующий набор игр и приложений:

First-Person 3D Shooters

• Battlefield 2142
• BioShock
• Call of Juarez
• Call of Duty 4
• Crysis
• Enemy Territory: Quake Wars
• Half-Life 2: Episode Two
• S.T.A.L.K.E.R.: Shadow of Chernobyl

Third-Person 3D Shooters

• Lost Planet: Extreme Condition
• Tomb Raider: Legend

RPG

• Hellgate: London
• The Elder Scrolls IV: Oblivion

Strategies

• Company of Heroes: Opposing Fronts
• Command & Conquer 3: Tiberium Wars
• World in Conflict

Semi-synthetic Benchmarks

• Futuremark 3DMark06
• Futuremark 3DMark Vantage

Каждая из входящих в набор тестового программного обеспечения игр была настроена на максимально возможный уровень детализации изображения путём использования средств, доступных в самой игре любому непосвящённому пользователю. Это означает принципиальный отказ от ручной модификации каких-либо конфигурационных файлов, поскольку пользователь не обязан уметь этого делать. Исключением является шутер Enemy Territory: Quake Wars, у которого был отключён встроенный ограничитель средней производительности, зафиксированный на отметке 30 кадров в секунду. Игры, могущие использовать возможности DirectX 10, тестировались именно в этом режиме. Помимо подвергнутой модификации Nvidia GeForce 9800 GTX, в тестировании приняли участие следующие графические карты:

• ATI Radeon HD 4870 (RV770, 750/750/3600MHz, 800sp, 40tmu, 16rbe, 256-bit, 512MB GDDR5)
• ATI Radeon HD 4850 (RV770, 625/625/2000MHz, 800sp, 40tmu, 16rbe, 256-bit, 512MB GDDR3)
http://www.xbitlabs.com/articles/video/display/ati-radeon-hd4850.html
• ATI Radeon HD 3870 X2 (2xRV670, 825/825/1800MHz, 640sp, 32tmu, 32rbe, 2x256-bit, 2x512MB GDDR3)
http://www.xbitlabs.com/articles/video/display/ati-radeon-hd3870-x2.html
• Nvidia GeForce 8800 GT 512MB (G92, 600/1500/1800MHz, 112sp, 28tmu, 16rbe, 256-bit, 512MB GDDR3)
http://www.xbitlabs.com/articles/video/display/leadtek-8800gt-extreme.html

Тестирование проводилось в разрешениях 1280х1024/960, 1600х1200 и 1920х1200. Если игра не поддерживала экранного формата 16:10, вместо последнего применялось разрешение 1920х1440. Во всех случаях, где это было возможно без отключения эффектов SM3.0/4.0/HDR, использовался режим, подразумевающий использование MSAA 4x помимо стандартной анизотропной фильтрации 16х. Активация сглаживания и анизотропной фильтрации осуществлялась либо средствами самой игры, либо, при их отсутствии, форсировалась с помощью соответствующих настроек драйверов ATI и Nvidia. Для получения данных о производительности использовались либо встроенные в игру средства, с обязательной записью оригинальных демо при наличии такой возможности, либо, при их отсутствии, утилита Fraps 2.9.1 в ручном режиме. По возможности фиксировались данные не только о средней, но и о минимальной производительности.