Комплексный сравнительный анализ особенностей и производительности чипов GeForce2 MX и GeForce2 GTS

27.07.2001


  В последнее время интерес к компьютерному железу все больше смещается от процессоров и системных чипсетов к видеокартам и средствам мультимедиа. Аналитики, занимающиеся вопросами развития электронной индустрии, пришли к выводу, что даже процессоров уровня Pentium II или первых Celeron вполне хватает для повседневной работы, а вот электронным развлечениям все больше требуется мегагерц, гигабайт и так далее. Как известно компьютерная игровая 3D-графика сейчас наиболее интенсивно развивающаяся отрасль, за последние полтора года появилось столько интересных разработок и реальных продуктов, что смело можно утверждать - еще чуть-чуть, и мы наконец-то увидим на экранах мониторов 3D-изображение по качеству очень приближенное к реальному. Интересная деталь: быстрая смена поколений бытовых 3D-акселераторов привела к тому, что во многом они стали превосходить своих профессиональных собратьев, а сложность исполнения и функционирования видеочипов уже по некоторым параметрам превзошла центральные процессоры.
 Итак, речь в данной статье пойдет о видеокартах, причем не абстрактных, а вполне конкретных, если уточнить то скорее даже о видеочипсетах GeForce2 MX и GeForce2 GTS. Почему именно о них станет ясно чуть позже.
 Неопровержимый факт, что большинство "сегодняшних" ПК оснащены видеокартами на чипах NVIDIA. Почему так случилось, разбираться мы не станем, это тема отдельных статей, которые к тому же давно написаны J, ну, имеет место такой факт и все тут. Лишь кратко опишем состояние дел: рынок видеокарт постоянно развивается, появляются новые перспективные решения, совершенствуется технологический процесс, увеличивается ассортимент предлагаемых изделий, улучшаются службы технической и маркетинговой поддержки и над всем этим великолепием гордо веет знамя NVIDIA. Нельзя сказать, что другим производителям нечего показать, да и продукция самой NVIDIA во многом далека от совершенства, но почти все поколения видеокарт построенных на "ею" придуманных чипсетах стали действительно массовыми. Дело дошло до того, что на сегодняшний день NVIDIA во многом соревнуется сама с собой, но опять же "она" и из этого, неприятного с экономической точки зрения момента научилась извлекать пользу в виде реальной прибыли. Яркий тому пример линейка продуктов GeForce2. На фоне всего обширного "семейства" четко выделяются два представителя GeForce2 MX и GeForce2 GTS. Без преувеличения можно сказать, что именно на эти чипы сейчас ориентируется игровая индустрия, то есть в ближайший год, полтора большинство "игровых 3D-движков" будут "зажаты" именно под продукты на GF2 MX, GF2 GTS.
 Внимательно рассматривая историю компании NVIDIA можно заметить, что своему небывалому успеху она обязана не только технической "продвинутости" своих продуктов, но и очень грамотной маркетинговой и экономической политике. Именно благодаря экономическим соображениям "сегодняшний" модельный ряд NVIDIA необычайно разнообразен. Пожалуй, первая серия продуктов, которая была рассчитана на любой кошелек, стала линейка TNT2. Согласитесь, невиданное разнообразие VANTA/LT, TNT2 M64, TNT2, TNT2 ULTRA, плюс усовершенствованные модели TNT2 M64PRO, TNT2 PRO в производстве которых применялся 0.22мкм первоначально (по сравнению с "основным" в 0.25 мкм). Если учесть, что применялась память SDRAM и SGRAM от 8 до 32 Мб можно получить невиданное количество предложений, как в плане производительности и функциональности, так и в плане стоимости. А вот с GeForce256 не все было так радужно. Конечно, на момент его появление возможности чипа просто поражали, но в ценовом смысле все сказывалось явно не в положительную сторону. С одной стороны GeForce256 стал обкаточной платформой для новой памяти DDR SDRAM(SGRAM) и использования аппаратного блока расчета трансформаций и освещения, а также появилась профессиональная модификация Quadro, но… стоил он крайне дорого, большинство пользователей продолжали покупать модели TNT2. Логичным шагом со стороны NVIDIA был бы выпуск облегченного варианта GeForce256, правда образовавшаяся ситуация этому не способствовала. Процесс доводки чипа GeForce256 занял слишком много времени, и когда большинство проблем было решено (драйвера, совместимость, БИОСы, поддержка со стороны производителей видеокарт и ПО) пришло время видеоакселераторов следующего поколения. Вот так мы подошли к самому интересному, а именно к платформе GeForce2. Несомненно, пока самая интересная и обширная платформа в истории NVIDIA. Справедливости ради надо заметить, что с точки зрения концептуальности сам GeForce2 не далеко "ушел" от своего предшественника GeForce256, но есть весьма существенное отличие - новая платформа получилась максимально "эластичной". Забегая вперед, заметим, что сейчас только модификаций чипа уже больше десятка. Удачность решений на базе GeForce2 подтверждает и тот факт что именно с этими продуктами NVIDIA практически вошла во все сферы применения видеоакселераторов. Смотрите сами, бюджетные решения - разнообразные модификации MX (100, 200 и старый "MX"), мобильная сфера - GF2 GO, для работы с видео - модели MX с TwinView и дополнительными TV-тюнерами, выходами и входами, игровая сфера - старшие MХ-ы и все модели GF2 - от GTS до Ultra, профессиональная работа - Quadro2 (MXR и PRO), стоит также добавить модели для МАС платформы, да и недавно анонсированные NVIDIA чипсеты системной логики со встроенным графическим ядром на базе MX. Да разнообразие действительно немалое, но опять же концептуально все это можно разделить на две группы: MX и GTS. Рынок MX-плат сейчас чрезвычайно запутан: с одной стороны продолжают существовать классические MX в основном с 128bit 32 Mб SDR-памяти, с другой постепенно появляются новые MX (модификации 100, 200, 400), а вот здесь уже черт ногу сломит - размер видеопамяти от 16 до 64 Mб при разрядности 32, 64, 128 бит в SDR-варианте, 32, 64 в DDR-варианте, опять же существуют как PCI так и AGP платы. Но и это еще не все, в техническом плане неразберихи еще больше. Если в первоначальном варианте MX выходили с частотами 175/166 для чипа и памяти, то сейчас, похоже, производители сами решают с какими частотами выпускать свои продукты не обращая внимания на рекомендации NVIDIA. Да и применяемое охлаждение имеет весьма широкие границы, от отсутствия такового вообще J, до применения серьезных радиаторов с большими "кулерами". С GTS все гораздо проще, ввиду иной направленности самого продукта и модификаций, и различий в изделиях гораздо меньше. В основном это AGP карты с 32 Mб 128-битной DDR SGRAM/SDRAM памяти, стандартные частоты 200/333 (ядро/память). Версии PRO и Ultra работают на более высоких частотах и имеют по 64 Mб памяти, хотя и "обычные" GTS от некоторых производителей (например, от той же S/U/M/A/) имеют довесок в виде 64 Мб.

Итак, подведем краткий итог:

  • При всем многообразии MX-платформы для большинства пользователей интерес представляют лишь MX с 32(64) SDR SDRAM 128bit памяти (необходимое уточнение: MX400 это тот же "старый" MX просто с увеличенной тактовой частотой поэтому дальнейшее упоминание "MX" подразумевает оба эти чипа). Другие модели MX (MX100, 200) - это скорее бюджетные решения (к слову сказать целесообразность их применения под большим вопросом), да и широкого распространения они пока не получили.

  • Профессиональные модели Quadro2 MXR и PRO, не принесут рядовому пользователю никаких преимуществ по сравнению с MX и GTS, да и цена на них слишком высока. Тем более, что наш материал по SoftQuadro показывает, что профессиональный ускоритель можно получить практически на любом игровом путем форсирования ID.

  • Модели GF2 - PRO и Ultra у нас только начинают набирать обороты, цены на них все еще остаются не досягаемыми для большинства, поэтому пока карты на этих чипах могут себе позволить лишь геймеры с солидным бюджетом.
    Что же получилось? А то, что на сегодняшний день, при всем относительном богатстве выбора альтернативы всего две - GF2 MX и GF2 GTS минимум с 32MБ памяти (повторюсь, в данной статье мы говорим лишь о продуктах NVIDIA). Карты на этих чипах производятся десятками компаний, цены на MX более чем доступны, GTS тоже постепенно приобрел ценовую привлекательность, также не лишним будет заметить, что именно эти чипы являются сейчас наиболее продаваемыми.

Итак, с претендентами мы определились, теперь о поднимаемых вопросах и поставленных задачах:

  • Помочь пользователю разобраться с выбором видеоакселератора (MX/GTS).
  • Продемонстрировать возможную выгоду от "апгрэйда" MX - GTS
  • Оптимально подобрать видеоакселератор (MX/GTS) для определенной конфигурации ПК или наоборот
  • Детально рассмотреть теоретическую и практическую стороны оверклокинга
  • Ответить на часто задаваемые вопросы относительно производительности (MX/GTS)
  • Описать некоторые особенности работы данных чипов

 В данной статье затронуты следующие темы: причины возникновения данных продуктов, сравнение и анализ их производительности, небольшая экономическая часть, ну и конечно отображение всего этого в выводах.
 Следующие разделы помогут раскрыть некоторые технические и практические аспекты данных чипов.

Технический раздел

Посмотрим на таблицу сравнительных характеристик чипов GF2 MX и GF2 GTS.


Таблица 1. Технические спецификации GF2 MX и GF2 GTS

Чип Техпроцесс, мкм Разрядность чипа, bit Частота чипа, MHz Тип памяти Частота памяти, MHz Интерфейс RamDAC, MHz
GF2 MX (400) 0.18 128 175 (200) 128bit SDR SDRAM 166 (183) AGP 4x
+ FW
350
GF2 GTS 0.18 256 200 128bit DDR SD/SGRAM 333 AGP 4x
+ FW
350

 

Таблица 2. Низкоуровневая производительность GF2 MX и GF2 GTS

Чип Пропускная способность памяти (GB/sec) Скорость заполнения сцены, однопроходное текстурирование (Mpixel/Mtexel) Скорость заполнения сцены, мульти-текстурирование
(Mpixel/Mtexel)
Производительность блока TCL (М.полигонов/сек)
GF2 MX (400)
2.7 (3) 350/350 (400/400) 350/700 (400/800) 20
GF2 GTS 5.4 800/800 800/1600 25



 Исходя из таблиц, можно заметить, что GTS имеет перед MX-ом весьма солидное преимущество. Дальнейшее исследование покажет, как действительно столь весомое техническое превосходство отразиться на реальной производительности. В плане поддержки различных 3D-функций и методов моделирования 3D-изображений оба чипа полностью идентичны, что позволяет реально сравнивать их производительность в различных тестах.

 Для тестов были выбраны две платы от популярного тайванского производителя компании ASUSTeK - V7100 и V7700. Не будем углубляться в подробности почему выбор пал именно на ASUS… скажем лишь что видеокарты данного производителя отличаются надежностью, качеством, скоростью, да и в общем-то сейчас важнее сравнить поведение чипов, нежели результаты "конкретных" карт от "конкретных" производителей.


Таблица3. Основные характеристики плат ASUS V7100, V7700

Карта Интерфейс Память, МБ Модули памяти Частота чипа/памяти, MHz Биос
V7100 AGP 4X 32 6 n.s. SDR SDRAM Hyundai 175/166 3.11.00.18.AS01
V7700 AGP 4X 32 6n.s. DDR SGRAM Samsung 200/333 2.15.01.14

Таблица 4. Тестовая система

Аппаратная часть
Материнская плата
Asus CUSL2-C (i815ep) bios 1006 final
Процессор
Intel P3 700mhz
Оперативная память
Green Memory 128MБ PC100
Винчестер
IBM DLTA 30GB 7200

Программная часть
Операционная система
Windows98se RUS
Драйвер видеокарты
Reference Detonator 10.80/12.90/12.60
Direct Х
8.00 Final RUS
Тестовые пакеты
3Dmark2000 pro v1.1 (Direct 3D)
3Dmark2001 pro v1.0 (Direct 3D)
Quake3 v1.17 (Game OpenGL)
Quake2 (Game OpenGL)
Specviewperf 6.1.2 (Professional OpenGL)

 Небольшое лирическое отступление в сторону выбранных тестовых пакетов. Данные тестовые программы на сегодняшний день наиболее распространены, поэтому большинство пользователей смогут сравнить результаты в данной статье со своими.
 В API OpenGL для определения производительности иногда используется тест Vulpine GLmark, но он мало известен широкому кругу пользователей, а Quake3 есть практически на каждом компьютере.
Набор тестов Specviewperf 6.1.2 в последнее время стал практически стандартом в определении производительности профессиональных пакетов моделирования использующих API OpenGL.
 О 3Dmark2000 споры не утихают и по сей день, с одной стороны данный пакет считается слишком синтетическим, с другой - имеет большой набор тестов, которые используют большинство функций акселератора. Но размышление о полезности данного пакета тема отдельной статьи, нас интересуют лишь два высокоуровневых теста, а именно GAME1 и GAME2. GAME1 - динамический тест сильно нагружающий видеоакселератор, тогда как GAME2 - более зависимый от пропускной способности всей видеоподсистемы в целом. По совокупному результату данных тестов можно судить о производительности в большинстве современных Direct3D играх. С 3Dmark2001 ситуация совсем туманная, данный пакет явно опережает свое время, да и неизвестно такими ли методами будет строиться 3D-графика в недалеком будущем, поэтому представим лишь краткие результаты полученные данным бенчмарком.
 При выборе разрешений для тестирования мы руководствовались относительной оптимальностью. 1600Х1200 это точно не для MX, да и 800Х600 на GTS мало кто использует. Поэтому выбор пал на 1024х768х16 - оптимальный для MX, и 1280х1024х32 - чаще используемый на картах GTS, опять же интересно будет узнать, как ведут себя оба чипа на "чужой территории".
 При тестировании мы не могли забыть о таком моменте как оверклокинг. Было бы глупо закрывать глаза на столь распространенное явление, поэтому все тесты проводились как в номинальном, так и в разогнанном состоянии. Таким образом, можно проследить как эффективность оверклокинга в рамках одного чипа, так и различия в производительности разогнанных видеокарт использующих разные платформы.

Процессорозависимость

 Посмотрим, как производительность центрального процессора может повлиять на работу данных ускорителей. Для этого процессор Intel P3 700 работал в четырех режимах (466 - 7x66), (700 - 7x100), (933 - 7x133), (1100 - 7x157), память всех случаях работала на частоте процессора в режиме (2/2/2/5/4), лишь в режиме 466Mhz, память работала на частоте 100МHz.






 Не будем комментировать каждый график по отдельности, все более-менее ясно, сразу перейдем к аналитической части. Заметны отличия кривых не разогнанного MX, от остальной группы, объясняется это обстоятельство низкой пропускной способностью памяти, то есть 166MHz для MX явно не достаточно, а значит использования быстрых процессоров в комбинации с не разогнанным MX в большинстве случаев неразумно для игронаправленых приложений.
Разогнанный MX напротив имеет кривые приближенные к GTS, следовательно, при использовании MX-плат которые разгоняются выше тестового экземпляра, в отдельных случаях можно получить производительность, приближенную к GTS.
Некоторое падение производительности, замеченное при переходе от режима 933 к 1100 можно объяснить переключением системы из режима AGP 4х в 2х. При частоте процессора 1100MHz шина AGP работала в нештатном режиме 78МHz, система автоматически переходила в режим 2х.
 С определенной долей допуска можно утверждать, что для не разогнанного/слаборозгоняемого MX, вполне подойдут процессоры класса Celeron, Duron. Для MX с частотами более (200/200) и для любого GTS необходимы старшие модели процессоров Celeron/Duron либо средние Р3/Athlon, ну а для полного высвобождения потенциала экстремально разогнанных GTS/PRO/Ultra подойдут лишь процессоры Р3/Athlon начиная с 1Гц!



ПАДЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРИ УВЕЛИЧЕНИИ РАЗРЕШЕНИЯ И ГЛУБИНЫ ЦВЕТА






В целом, результаты характерные для всех продуктов NVIDIA начиная с TNT. Зависимости вполне закономерные, оба GTS показали себя чуть лучше, чем MX, но не настолько сильно как ожидалось.

Таблица 5. Среднее падение производительности 800x600 - 1280x1024

Чип 16bit, % 32bit, % 800x600x16 -1280x1024x32, %
MX 43 55 66
MX o/c 38 49 60
GTS 31 47 40
GTS o/c 26 40 48

Как видно из таблицы если в 16битном цвете оба GTS еще более-менее справляется с увеличением разрешения, то для 32битного цвета результаты одинаково неутешительные для всех участников. Хотелось бы отметить, что преимущество разогнанного GTS больше проявилось в 16битном цвете, тогда как разогнанный MX больше прибавил в 32битном.



вперед >>