256МБ для NVIDIA GeForce FX 5700 – а оно нам надо?

Недавно в нашу тестовую лабораторию попала видеокарта ASUS V9570 TD, основанная на графическом процессоре NVIDIA GeForce FX 5700. Плата поставляется в Retail-упаковке, в картонной коробке немаленьких размеров.

В комплект поставки платы входит целый комплект демо-версий и полноценных игр на компакт-дисках, диски с драйверами и утилитами, руководство по установке и настройке, руководство пользователя, переходник DVI-I->VGA и кабель S-Video->RCA.

Плата несет на борту 256 МБ видеопамяти DDR SDRAM в микросхемах от Samsung с временем цикла 3.6нс (Samsung K4D551638D-TC36), номинальные тактовые частоты графического процессора и видеопамяти, в точном соответствии с рекомендациями NVIDIA, составляют 425/500 (250 DDR) МГц.

Разгонный потенциал видеокарты поначалу оказался скромным: максимальные тактовые частоты, на которых плата заработала устойчиво, составили 460/670 МГц. Что интересно, в самом начале графический процессор смог заработать на частотах до 500 МГц, но при прогреве и прогоне комплекта тестов частоту ядра пришлось постепенно снижать. Лишь опустив частоту графического процессора до 460 МГц, я смог добиться устойчивой работы.

Такой результат меня не устроил, и я решил разобраться, в чем проблема. Заглянув под кулер, я обнаружил вместо термопасты прокладку из термопластичного материала, что при нагреве размягчается и выдавливается по бокам от кристалла. Смыв термопрокладку (этот материал хорошо растворяется дихлорэтаном), я нанес обычную термопасту КПТ-8, после чего получил уже более приличные результаты разгона графического процессора: максимальные частоты, на которых плата заработала устойчиво, составили 520/670 МГц.

На этом рассказ, посвященный ASUS V9570 TD, можно было бы со спокойной совестью закончить – эта видеокарта не имеет никаких особо выдающихся отличий от целого ряда плат, основанных на NVIDIA GeForce FX 5700 Ultra, и помимо хорошего разгонного потенциала, а также свойственных для продукции ASUS качеств, таких, как надежность, качество монтажа, хороший комплект поставки, и т.д., больше в этой плате отметить нечего.

Но меня привлекло то, что на этой видеокарте установлено не 128 МБ видеопамяти, как на большинстве плат такого уровня, а 256 МБ. Неужели видеокарте класса NVIDIA GeForce FX 5700 действительно недостаточно 128 МБ памяти, или удвоение объема видеопамяти – лишь очередной способ привлечь доверчивого покупателя?

Попробуем разобраться. Для начала – немного математики. Известно, что в локальной памяти видеокарт основной объем занимают текстуры, Z-буфер, буфер кадра и один или два буфера, дублирующих буфер кадра. Очевидно, что если текстуры могут находиться как в локальной памяти видеокарты, так и в оперативной памяти, откуда они могут быть считаны графическим процессором, то буфер кадра и Z-буфер могут находиться только в локальной видеопамяти.

В тех графических режимах, где эти буферы занимают много места, часть текстур приходится размещать не в видеопамяти, а в оперативной памяти, и именно в таком случае увеличение объема видеопамяти становится актуальным – при увеличении объема локальной памяти текстуры умещаются в ней целиком, и читать их через медленную шину AGP не приходится.

Эти актуальные графические режимы – режимы с полноэкранным с сглаживанием. При включении сглаживания появляется необходимость хранить увеличенное количество информации в так называемом mulitisample-буфере, и общий объем памяти, необходимый для хранения буферов, значительно увеличивается. NVIDIA приводит формулу, по которой можно подсчитать объем памяти, необходимый для хранения всех этих буферов:

Vid_ mem =sizeof( Front_ buffer) +sizeof( Back_ buffer) +num_ samples * (sizeof( Front_ buffer) +sizeof( ZS_ buffer))

При использовании сглаживания 4х в 32-битном цвете подсчитанный таким образом объем памяти составляет 31 457 280 байт в режиме 1024х768, 52 428 800 байт в режиме 1280х1024 и 76 800 000 байт в режиме 1600х1200.

Итак, даже в самом тяжелом режиме, 1600х1200, объем видеопамяти, остающийся для хранения текстур, при общем объеме видеопамяти в 128 МБ составит приличную величину: около 50 МБ. Вполне возможно, что этого будет недостаточно для хранения текстур в самых "тяжелых" современных играх, но в нашем случае эта проблема перекрывается более серьезной проблемой: надеяться на играбельность в таких режимах на видеокартах уровня NVIDIA GeForce FX 5700 бесполезно, и никакие объемы видеопамяти не помогут там, где недостаточно скорости графического процессора.

Для того, чтобы всё-таки проверить, как влияет увеличенный объем видеопамяти на производительность NVIDIA GeForce FX 5700, я протестировал 256-мегабайтную видеокарту от ASUS в тех же игровых тестах и на той же тестовой системе, что и 128-мегабайтную плату от Albatron, принявшую участие в статье "Видеокарты начала 2004 года: выбор оверклокера (часть вторая)".

Тестовая система и условия тестирования:

Конфигурация тестовой системы:

• Процессор: Intel Pentium 4 2800 MHz (Northwood. FSB 800 MHz)
• Материнская плата: ASUS P4C800 (i875P)
• Оперативная память: 2х512 MB TwinMOS PC3200 CL2.5

Программное обеспечение:

• Microsoft Windows XP + SP1
• DirectX 9.0b
• Драйвер ForceWare 56.64

Как и в прошлый раз, тесты были проведены в разрешениях 1024х768 и 1280х1024, и, в дополнение к этому, в режиме 1024х768 при форсировании полноэкранного сглаживания 4х и анизотропной фильтрации 8х.

Итак, результаты:

При разгоне 256-мегабайтная плата, благодаря более высокой частоте графического процессора опережает 128-мегабайтный вариант. При работе на номинальных частотах - обе платы имеют одинаковые номинальные частоты, 425/500 МГц - видеокарта с 256 Мб видеопамяти оказывается не только не быстрее, но даже чуть медленнее, чем 128-мегабайтная плата! Почему?

Объяснение, судя по всему, стоит искать в микросхемах видеопамяти: на обеих платах используются микросхемы памяти от Samsung, но 256-мегабайтная плата использует чуть более быстрые чипы: они имеют время цикла не 4 нс (Samsung K4D261638E-TC40), а 3.6 нс (Samsung K4D551638D-TC36). При работе на одинаковых тактовых частотах 3.6-наносекундные чипы оказываются медленнее: они имеют более высокие тайминги, чем 4-наносекундные чипы. Это прекрасно видно по документации от Samsung (Samsung K4D261638E-TC40, Samsung K4D551638D-TC36) – на рисунке ниже приведены рекомендуемые тайминги при работе на различных частотах:

Если бы 3.6- наносекундные чипы работали не на 500 МГц, а на своем номинале, 550 МГц, то такая память, конечно, оказалась бы быстрее. Но при работе на частоте 250 МГц, как видно по документации от Samsung, 3.6-наносекундные чипы имеют более высокие тайминги, чем 4-наносекундные – этим, по всей видимости, и объясняется небольшое отставание 256-мегабайтной платы от 128-мегабайтной при работе на одинаковых частотах.

Итак, по результатам тестов видно, что в тех режимах, которые являются актуальными для NVIDIA GeForce FX 5700, дополнительные 128 МБ видеопамяти не оказывают на производительность никакого положительного влияния. Более того, из-за применения чуть более быстрых микросхем памяти, работающих на рекомендованной NVIDIA частоте, которая ниже номинала для таких чипов, 256-мегабайтная плата оказалась чуть медленнее 128-мегабайтной. При разгоне, благодаря хорошему разгонному потенциалу графического процессора, 256-мегабайтная плата оказалась заметно быстрее, чем 128-мегабайтная.

Что ж, очевидно, что на данный момент необходимости в 256 мегабайтах видеопамяти на видеокартах класса NVIDIA GeForce FX 5700 нет, и тесты это наглядно подтверждают.

К такому же выводу можно подойти и с другой стороны. Известно, что при создании своих шедевров разработчики игр, конечно, принимают в расчет топовые конфигурации, но в основном ориентируются, как правило, на массового пользователя – трудно продавать игру, которая не будет более-менее сносно бегать на системах среднего уровня, существующих в момент ее появления на прилавках. Соответственно, нацеливаться на использование 256 МБ видеопамяти в то время, когда основная масса видеокарт имеет 128 МБ памяти, неразумно.

Отсюда, кстати, можно сделать вывод о том, когда же эти 256 МБ видеопамяти, действительно, понадобятся видеокартам среднего уровня. Очевидно, только тогда, когда основная масса видеокарт, от топовых до самых дешевых, будет нести на борту как минимум 256 МБ видеопамяти. Скоро ли это произойдет? Предсказать трудно. Может быть, через год, а может быть, через два года. Но, в любом случае, к тому времени нынешние видеокарты класса NVIDIA GeForce FX 5700 не смогут конкурировать с новыми "середнячками" по скорости, и их 256 МБ видеопамяти так и останутся мертвым грузом.