ATI Radeon X800 XT (R420): Extreme force

Технодемки:

---

Ruby 3Dc demo 1 (- 3,9Mb)

---

Ruby 3Dc demo 2 (- 3,1Mb)

---

SSam 2 demo (- 6,0Mb)

---

Сегодняшние трехмерные изображения в играх до сих пор состоят из элементарных треугольников, на которые "натянуты" 2D текстуры. Чем больше треугольников - тем точнее представлена форма и объем объекта. Но каждый раз вычислять миллионы координат для правильного создания трехмерного объекта слишком расточительно. Был найден простой и эффективный метод - карта нормалий (normal map). Метод позволяет на достаточно простой объект, состоящий из ограниченного кол-ва элементов, наложить специальную текстуру, которая отвечает за правильное учитывание освещенности объекта и тем самым корректно отображать объем поверхности.

Сами карты нормалий уже интенсивно используются как в последних вышедших играх (например Far Cry и Lord of the Ring), так и ожидаемых Half Life 2, Doom 3 и Serious Sam 2.

"Нормали" как стрелка, которая указывает правильное перпендикулярное направление от сложной поверхности в любой ее точке. Эти данные необходимы для вычисления того, как свет должен отражаться от этой точки поверхности, а сами normal map представляют из себя обычные текстуры, где вся необходимая цифровая информация хранится в цветовом виде.

Возможно, никто ничего не понял, поэтому по пунктам:

1. Создается сложная и простая модель объекта
2. На их основе вычисляется разница в направлении перпендикуляров поверхностей
3. Полученная информация используется для создания текстуры "карты нормалей"
4. Информация с этой текстуры позволяет расчитать освещенность простого объекта, так, как будто в игре используется первоначальный сложный (правильный) объект.

Для иллюстрации воспользуемся следующей картинкой из презентации ATI:

Как и любая текстура, карта нормалий имеет свои ограничения на объем представленной информации. Для уменьшения объема текстур используется технология сжатия DXTC:

Как видим, итоговый результат, после использования существующих методов сжатия, далек от оригинала. ATI предлагает разработчикам новый инструмент улучшения качества сжатия карт нормалей - технологию 3Dc, хардверно реализованную в чипе R420.

Мы не будем сильно вдаваться в математическую модель процесса - специалисты смогут детально ознакомиться с ней по технологической документации на сайте ATI. Отметим только результат внедрения - сжатие 1:4 (один-к-четырем) при сохранении идентичности оригиналу, что приводит к экономии пропускной способности шины памяти при повышении реалистичности отображения трехмерных моделей.

Мы уже не раз наблюдали бравурные анонсы и такие же тихие похороны фирменных инициатив - достаточно вспомнить TrueForm (ATI). Будем надеяться, на этот раз разработчики воспользуются новой технологией, тем более, что она крайне проста в реализации. Croteam буквально за два часа ввел в демо-версию "Serious Sam 2" поддержку 3Dc, но это возможно при условии, что есть деталированные модели.

Ролик Serious Sam 2 techdemo (*.avi 6,0mb)

На сегодня технология 3Dc анонсирована в таких ожидаемых и культовых проектах как Serious Sam 2, Half Life 2, Pirates! Сида Мейера, Tribes Vengeance и DarkSector.

Pixel Shader 3.0: быть или не быть?

В конкурентном чипе NV40 реализована поддержка уже следующей версии пиксельных шейдеров. В R420 подобной технологии нет. Т.е. в самое ближайшее время нас ожидает серьезная маркетинговая война - NVIDIA будет убеждать всех в крайней необходимости поддержки пиксельных шейдеров 3.0 уже для сегодняшнего железа, а ATI будет резонно возражать, аргументируя свою позицию тем фактом, что даже нынешние шейдеры 2.0 во всей своей красе реализованы только в одной игре - "Far Cry". Зато как реализованы! До выхода долгостроев "DOOM3" и "Half-Life2" проект от малоизвестной Crytek уже успел стать культовым.

Надо признать, разработчики игр серьезно отстают по времени внедрения новых технологий в свои проекты. И на то есть объективные причины - время создания одной игры может занимать 3-5 лет, тогда как время смены поколений графических чипов - 9 месяцев. Вспомним, впервые шейдеры 2.0 были продемонстрированы в революционном ядре R300 (Radeon 9700), который вышел 20 месяцев назад. И только сейчас мы можем хоть где-то на них полюбоваться.

Возвращаясь к Pixel Shader 3.0, стоит отметить пару-тройку тонких моментов:

1. Технология пиксельных шейдеров 3.0 будет поддержана в следующей версии API Microsoft DX (DirectX9c), которая выйдет примерно в начале июня;
2. По словам многих разработчиков игр шейдеры 3.0 не сделают графику краше. Не существует эффектов, которые возможно описать шейдерами 3.0, но нельзя реализовать шейдерами 2.0.
3. Можно ли добиться роста производительности перейдя на шейдеры 3.0 – большой вопрос. От предыдущих версий они отличаются, в основном, полной поддержкой условных переходов (ветвлений). Проблема в том, что результат ветвления очень трудно предсказать, а в случае ошибочного прогноза весь конвейер графического процессора приходится перезапускать с огромными потерями производительности.
4. Первой игрой с ее поддержкой скорее всего станет "DOOM3";
5. Идеологически, многое зависит от небезызвестной компании Futuremark, а точнее от того, будет ли встроен в 3DMark2004 тест "Pixel Shader 3.0". Если да, то можно будет измерить эффективность реализации технологии в чипе NV40 (вряд ли она будет высокой и даже хотя бы приемлемой), если нет - ATI получит в свои руки еще один аргумент в пользу преждевременности технологии.

Проблемы тестирования: "читинг" и "оптимизации"

Любимая тема обсуждений сотрудников тестовых лабораторий на досуге - хроническая нехватка адекватного инструментария и быстрое вымывание старых тестов из оборота. С выходом R420 умерло еще парочка тестов из старого доброго запаса. Например, вот так выглядит тестирование ATI Radeon X800XT в DirectX7 тесте Comanche 4:

Производительность видеокарты хоть как-то видна только в разрешении 1920x1440 при самых агрессивных настройках качества. Все остальные цифры характеризуют только системный CPU и потолок самого движка игры.

Еще один бородатый тест - Village Mark (эффективность отсечения невидимых поверхностей) не понимает результатов свыше 200 кадров в секунду, а Radeon X800XT легко зашкаливает за эти 200-ти даже на разрешении 1600x1200.

Мы постоянно убеждаем разработчиков, что включение тестового инструментария в игру гарантирует хотя бы то, что игра будет обязательно оптимизирована в драйверах NVIDIA. Но самое важное - игра тут же получит массовую и совершенно "бесплатную" цитируемость на сотнях и тысячах интернет-ресурсах, которым как хлеб нужны новые тесты.

Официальное отношение компаний ATI и NVIDIA к проблеме тестирования видеокарт также различны - ATI призывает пользоваться FRAPS`ом в случае отсутствия в игре консоли или встроенного бенча, а для NVIDIA выход каждой новой игры с тестом - дополнительная головная боль, её приходится включать в список "подлежащих обязательной оптимизации". И то и другое - не вдохновляет. FRAPS хорош только в случае очень серьезной разницы в производительности карты, например, такой:

ATI Radeon 9800XT	ATI Radeon X800XT

А в случае сравнения примерно однозначных видеокарт, FRAPS совершенно не годится. Кто ж сможет совершенно одинаково прокатиться по трассе NFS:Underground? (В принципе это возможно, если выбрать Free и отсутствие трафика на трассе).

И самое болезненное - читинг и оптимизации от NVIDIA. Вот на этом придется остановиться подробней. Дело в том, что "читинг" и "оптимизации" это совершенно различные понятия. Так что же это такое, откуда ноги растут и в чем, собственно, проблема? Попытаемся объяснить как можно проще.

Архитектуры конвееров графических чипов ATI и NVIDIA, разумеется, различны. Если в двух словах - конвеер от NVIDIA длиннее и теоретически за один такт способен обработать (протолкнуть) больше данных, чем короткий конвеер от ATI. Но при одном обязательном условии - входные данные обязательно должны быть оптимизированы (упорядочены) под последовательную обработку данных именно этим конвеером. Одна ошибка и привет. Данные заворачиваются на начало, делается новая выборка и опять поступает на обработку. Полностью исключить холостые такты невозможно, но вполне можно и нужно уменьшить их процент. Достигается это двумя факторами - общим улучшением работы алгоритма предсказаний ветвлений в компиляторе, либо прямым прописыванием в компиляторе для каждой конкретной игры - как же обрабатывать ее код оптимальным образом. Именно этот второй метод и называется "оптимизацией" и он вполне легален. Другое дело, что этот геморой дорого обходится NVIDIA. У них целый штат сотрудников (говорят, не менее 10-20 человек) получает немаленькую зарплату только за то, что днем и ночью анализирует чужой код (все новые игры), прекрасно держа в голове особенности работы своего компилятора. Это адская работа, требующая невероятной квалификации. Но они вынуждены это делать и будут делать это ВСЕГДА! Как бы и кто бы их не уговаривал прекратить свою деятельность. И тут NVIDIA абсолютно права.

Если все данные пролетают по конвееру нормально, без заворотов в начало и дополнительной выборки - то потенциально, NVIDIA должна серьезно выигрывать у конвееров ATI. Но только в теории. Так в жизни не бывает - это как кривые зубчики у шестеренок часов, изготовленных вручную в 17-м веке - вероятность полного сочленения, так же падает на порядок при увеличении радиуса сочленения. В качестве иллюстрации, предлагаем читателям самим оценить вероятность благополучного исхода событий для левого и правого случая. Все бесконечные новые версии драйвера Detonator/ForceWare как раз и включают в себя все новые и новые оптимизации НОВЫХ ИГР.

Чтоб хоть как-то облегчить себе существование и был разработан язык Cg, но инструментарий от NVIDIA оказался таким замороченным и сложным, что разработчики в своем поголовном большинстве практически его не используют. А если и решаются его освоить, то необходима финансовая и технологическая поддержка от NVIDIA (маркетинговая программа "Вот как надо играть" :-)

А что же ATI? А ATI это делать нет нужды - компания пошла по другому пути. Они используют короткий конвеер, а за счет меньшего кол-ва транзисторов на кристалле смогли даже в R420 увеличить частоту работу чипа по сравнению с NV40 (525Mhz против 400). С одной стороны - короткий конвеер обрабатывает меньше данных за такт, но зато меньше пустых циклов, а еще и повышенная частота его работы по сравнению с конкурентом, да и на оптимизацию всего подряд собственными силами тратиться нет нужды.

Компиллятор ATI отличается высокой предсказуемостью результатов и стабильностью. Даже сейчас, на бета версии драйвера Catalyst 4,5 (для серии X800), ни разу не возникли какие-либо проблемы. Драйвер предсказуем в своей производительности и, в отличии от ForceWare, никогда не демонстрирует необъяснимых прибавок в производительности либо таких же странных провалов.

Терри Македон (Terry Makedon)
"Mr. Catalyst" - руководитель отдела
разработки драйвера Catalyst

Так что "оптимизация а-ля NVIDIA" - вынужденная мера компании и если ее не производить, то результат будет катастрофичен. В качестве типичного примера рекомендуем посмотреть результаты тестов в обзоре "3DMark2003 build 320 vs 340: Редкий момент истины?", когда Futuremark в момент наивысшего накала страстей блокировала все оптимизации NVIDIA для теста 3DMark2003.

Отчего это было сделано? И вот тут мы вплотную подошли к рассмотрению проблемы "читинга", которая, в отличии от "оптимизаций" уже не является легальным методом конкурентной борьбы.

У Futuremark есть специальная версия теста 3DMark2003, позволяющая производить облет карты и однажды, на одном из драйверов Detonator/ForceWare, была обнаружена пропажа целого куска карты в одном из тестов. В принципе, в тесте этого фрагмента карты не видно, но факт остается фактом. Futuremark не стал разбираться что к чему относится, а просто заблокировал единым махом все оптимизации и читы, легальные и не очень. Обе компании были в ярости. Futuremark дорожит своей репутацией и им совсем не хочется ее терять, и так их бедных полоскают почем зря....

Договоренности были достигнуты следующие: NVIDIA обязалась не переступать "критического порога" в продуктах Futuremark, а последние обязались не предавать гласности эту историю :-).

Тестовая конфигурация

Тестовые программы:

Cинтетика:

1. 3DMark2003 v340;
2. Codecreatures v1.0.0 (DirectX 8.1 приложение, шейдеры, Hardware T&L);
3. AquaMark 3 (DirectX 9.0, Vertex Shaders 1.1/1.4/2.0, Pixel Shaders 1.1/1.4/2.0, Hardware T&L, режим AquaMark3 Triscore);

   Игровые приложения:
   

4. Unreal Tournament 2003 Demo (Direct3D, Hardware T&L, вершинные шейдеры, Dot3, cube texturing.);
5. Gun Metal Benchmark 2 v1.20s (DirectX 9.0 бенчмарк, Vertex Shaders 2.0, Pixel Shaders 1.1, Hardware T&L);
6. X2: The Threat Demo (Direct3D, мультитекстурирование, Dot3, режим встроенного в демо-версию бенчмарка);
7. Final Fantasy XI Official Benchmark 2 (бенчмарк для оценки производительности в будущей игре Final Fantasy XI. Данных по характеристикам движка игры разработчики не предоставляют);
8. Core Design / Eidos Entaractive Tomb Raider: Angel of Darkness v49 (DirectX 9.0, Vertex Shaders 2.0, Pixel Shaders 2.0);
9. Valve Software/Vivendi Universal Games Half-life 2 leaked beta (DirectX 9.0, Vertex Shaders 2.0, Pixel Shaders 2.0);
10. GSC GameWorld / Руссобит М FireStarter (DirectX 8.1/DirectX 9.0, пиксельные и вершинные шейдеры, система частиц, динамические источники света, проецируемые текстуры);
11. Crytek / UbiSoft FarCry (DirectX 9.0, Pixel Shaders 2.0, настройки качества на максимально возможном уровне, использовалась собственная записанная демка "3Dnews001").

В тестировании приняли участие три предыдущих поколения Hi-End карт ATI: Radeon 9700Pro/9800Pro/9800XT. Положение NVIDIA обозначалась картой FX5990Ultra (пунктир на графиках).

Цель тестирования: выявляем разницу в производительности поколений видеокарт ATI.

3DMark 2003 Pro ver340

Мультекстурирование и скорость обработки пиксельных шейдеров 2.0 честно возросли в 2,5 раза. Всё остальное (кроме Wing Of Fury - самого старого теста) - в два раза. Невозможно себе представить выпуск процессора Pentium, который бы подобным образом продемонстрировал прибавку. Видеоиндустрия еще способна творить чудеса!

3DMark 2001SE

Спортсмены будут разочарованы - из теста выжаты уже все соки.

Codecreatures

Cначала общий счет при стандартном качестве изображения (AA и AF отключены):

В этом тесте использованы пиксельные шейдеры 1.1 и карты NVIDIA всегда чувствовали себя уверенней. Прибавка для Radeon X800 XT конечно не двукратная по сравнению с Radeon 9800XT, но впечатляет.

Раскладка по разрешениям вплоть до самых сверхвысоких:

Codecreatures 4xAA / 8xAF

Это просто невероятно! Более чем двукратный рост (два с половиной раза). Radeon X800XT уходит в фантастический отрыв от всех предыдущих поколений! Запас "прочности" (мы называем этим термином разницу в падении производительности при стандартных настройках и при включении агрессивных настроек качества изображения) железобетонный.

Раскладка по разрешениям:

9700Ultra не выдержал издевательств в разрешении 2028x1536 и честно сдался - памяти не хватило.

Aquamark 3

Последний "условно-синтетический" тест. Все же он сделан на движке реальной игры...

Ощутимая прибавка, хотя и не так впечатляет, как рывок в Codecreatures.

Переходим к реальным играм...

UT 2003

Начнем со старенького UT2003, впрочем, и в "новеньком" UT2004 в движке мало что поменялось. Так как без включения настроек качества игра давно уперлась в свой технологический потолок на всех верхних картах, то тестирование производилось исключительно в качественном режиме.

HALO

Final Fantasy XI Official Benchmark 2

Игра уже вышла и лежит на прилавках всего мира - толстая такая коробка с оформлением в стиле японского аниме - это и остановило от преждевременной покупки. Наша бухгалтерия ни в жизни бы не поверила, что это "тестовая программа" и отказалась бы оплачивать чек в 60$. Поэтому - что там в этой игре я до сих пор не знаю, а сам тест уже порядком надоел - толпы эксимоских детей, скачущих на павлинах в полушубках по джунглям Амазонки, уже снятся ночами... и наутро некоторые несознательные гражданки жалуются, что я пинаюсь... Сознательные благоразумно готовят кофе ;-)

В общем, подробностей об этом тесте как не было так и нет... что там меряется, в каких попугаях, что использовано - непонятно.

GunMetal Benchmark

DirectX 9.0 бенчмарк, но условный. Активно используются Vertex Shaders версии 2.0 и Pixel Shaders старой версии 1.1.

Традиционная картина - игра для карт нового поколения откровенно слаба. Во втором тесте опять практически прямая линия для карты X800 XT.

А общий рывок в производительности хорошо демонстрирует этот график:

X2 - The Threat Rolling Demo

Мультитекстурирование и Dot3 - никаких шейдеров.

Карты ATI не любят технологию трафаретных теней, но, тем не менее, если не включать AA+shadow, то можно поиграть в разрешении 2048x1536 на 82-х кадрах в секунду! Полный беспредел.

Half Life 2 Leaked Alpha

Похоже, демо-версия Half Life 2 стала играбельной на разрешении 1600x1200, демонстрируя 82 кадра на X800 XT. Еще вчера в этот трудно было поверить. А в разрешении 1024x768 отчетливо виден потолок.

На нашей второй записанной демке к Half-Life2 вообще нет никакого падения на всех разрешениях экрана. Для X800 XT что Half-Life2 что Commanch4 - одного поля ягоды ;-) Сильно надеемся, что в окончательной версии игры можно будет выставлять заоблачные условия качества изображения.

Для широты общего мировосприятия опубликуем тест всех видеокарт на разрешении 1024x768 в первой нашей демке к HL2:

Tomb Rider: Angel of Darkness

"Tomb Rider: Angel of Darkness" тяжелая DX9 игра - и опять четкий двукратный рост производительности на высоких разрешениях. Пора менять мониторы на 23` :-)
Видеокарты предыдущего поколения играбельны только в разрешении 800x600 и 1024x768.

В демках paris2g и paris1c все видеокарты стартуют из одной точки, а Radeon X800XT в демке paris1c так на ней и остается в любых разрешениях. В это невозможно поверить! Ну и когда Intel наконец выпустит 4Ггц процессор?

Firestarter

Достаточно несложная игра даже для предыщих поколений видеокарт, и для получения адекватных результатов, мы сразу же закрузили ее настройками 4AA и 8AF.

Еще один недостаток бенча - позволяет снимать результаты только в двух разрешениях. Сверхвысокие разрешения остаются недоступны, а на 1280x1024 наш сегодняшний подопытный не может показать себя во всей красе.

FarCry

И гвоздь программы - Far Cry (наверное, все предыдущие результаты вы быстренько пропустили, ища глазами цифры по FarCry :-) По крайней мере, именно такая реакция была у высшего менеджемента ATI, когда они вчера смотрели эти тесты.

Использовалась полная версия игры (кстати, закупленная в Торонто). Она уже включала в себя установленный патч 1,1 который достаточно хорошо фиксил производительность карт FX в обработке пиксельных шейдеров 2.0.

Все настройки выставлены на Very High Quality... кроме качества отображения воды - она Ultra High Quality. Проделаны две серии тестов - в режимах с AF level 1 и AF level 4

Если оставаться в рамках приличия и поумерить радостные эмоции, то вывод очевиден - даже Far Cry слишком прост для Radeon X800 XT!

И, наконец, включаем AF level 4:

Если бы на стенде стоял процессор помощнее раза в полтора - то Radeon X800 XT показал бы совершенно плавную дугу, как и остальные карты, но увы... сегодняшним своим ударом видеоиндустрия взлетела так высоко, как никто не ожидал.

Для прогона FarCry использована собственная demo, записанная на карте "research 6". Поступает много просьб рассказать о технике тестирования в этой игре - всё просто.

Инструкция по тестированию FarCry:

• Устанавливаете полную игру, ставите патч 1.1 - фиксит шейдеры на NV3х
• Положить нашу демку (всего 200kb) в каталог путь_куда_установлена_игра/levels/research
• В ярлыке к игре прописать -DEVMODE
• Стартуете игру - настройки графики через меню
• Далее открываем консоль (~) пишем "map research 6". Загружается карта
• Опять консоль - пишем: "demo 3dnews001" - пошёл прогон и быстренько жмем (~) для закрытия консоли
• Прим: в самой консоли кавычки командам ставить не надо
• Прим для читеров: запустите игру в режиме -DEVMODE, загрузите любую карту, нажмите P - получите любое оружие, O - 999 единиц боеприпасов (чит найден собственноручно и совершено случайно :-)

R420 vs NV40: первый взгляд

GeForce 6800Ultra (NV40) лишь несколько часов постоял на нашем стенде и за такой срок проделать полноценное тестирование невозможно, но несколько цифр были сняты и первые впечатления получены.

Естественно, это не отменяет священную обязаность полного тестирования, а пока - "первый взгляд". Тем более, что драйвер ForceWare60,72 вел себя сильно капризно, а несколько тестов (например, GunMetal и UT2003) просто не запустились. Вчера вышел поправленный драйвер (ForceWare 61.11) и лучше проделать новые и более полные тесты.

Просто цифры, и пока без комментариев.

Выводы

Все предыдущие карты Hi-End - это мусор по сравнению с новым поколением графических чипов. На фоне двукратного роста производительности в современных тяжелых игровых приложениях - все тестирования предыдущих продуктов с мизерным приростом и ловлей блох кажутся несерьезными. Нам клятвенно был обещан двукратный рост - мы его получили. В первый раз за много лет потребителя не обманули.

Необходимо отдавать себе отчет, что новые карты предназначены исключительно для новых игр, для очень-очень мощных центральных процессоров и хороших мониторов, где могут в полный рост продемонстрировать потрясающее качество картинки в самых сверхвысоких разрешениях, при максимально агрессивных настройках качества, и всё это при сохранении играбельности. А разработчикам игр предоставляются новые горизонты для всевозможных экзотических экспериментов в создании самых изысканных эффектов.

Первые карты Radeon X800 Pro сегодня поступят в продажу под маркой ATI для североамериканского континента. Как нас заверили тайваньские партнеры ATI - их варианты доберутся до России через две недели (таможня, отгрузка)... Еще через пару недель в продажу должна поступить Radeon X800 XT.

Напомним - стоимость версии Pro составляет 400$ и есть целых две недели для поиска приличного монитора и процессора Athlon64/P4 EE...

Торонто - столица ATI :-)
(Снято с CN Tower)

Карта "Radeon X800 XT" предоставлена московским представительством компании ATI

Сердечно благодарим:

• Александра Жаворонкова и Николая Радовского (ATI Russia) - за организацию поездки в Торонто на "ATI Technology Day"
• Рика Бергмана (Rick Bergman) - главного вице-президента ATI по маркетингу, Терри Македон (Terry Makedon) - Sr. Product Manager - Software Desktop Discrete Graphics, Joe Macri (ATI USA) - за отменный семинар по GDDR3, Криса Хука (ATI Europe)
• Андрея Воробьева (iXBT) и Павла Пиларчика (Pavel Pilarczyk PCLab.pl) - за интересное общение в Канаде
• Геннадия Ригера, Ирину Крамцову и Романа Киричинского (сотрудники ATI) - за встречи и проводы из аропорта, потрясающие экскурсии, заботу и опеку ;-)

VGA Roundup `2003:

Дополнительные материалы:

Форум:

Методика тестирования:

Материалы по теме

Кому есть место в будущем? Групповое тестирование 48 видеокарт в Black Myth: Wukong

Обзор видеокарты NVIDIA GeForce RTX 4060: зато дешевле

Наныли: обзор видеокарты NVIDIA GeForce RTX 4070 SUPER

Обзор видеокарты NVIDIA GeForce RTX 4070 Ti SUPER: RTX 4080 на минималках

Итоги 2023 года: почему с видеокартами все так плохо

Обзор видеокарты NVIDIA GeForce RTX 4070: и ее тоже купят