Nvidia GF8800 – Technologie a přínos srozumitelně
Generační obměna začala. Jako vždy první kartou nové generace se chlubí nVidia. Nová GF8800 přináší hned několik pozoruhodných technologických novinek. Pojďme si jednoduše vysvětlit, co které znamenají a co nám přinesou v oblasti zvýšení výkonu a kvality obrazu stylem a pohledem běžného uživatele.
V několika posledních dnech si můžete na všech významných i méně významných serverech číst o nové nVidii 8800. Všude se rozebírá její výkon i technologické novinky, které přináší. Pojďme se tedy dnes podívat na shrnutí těchto novinek, co vůbec přinesou běžným uživatelům.
Je mnoho pojmů kolem nové nVidie, které sice byly 1000x vysvětlovány, ale možná ne úplně dokonale a pochopitelně. Samozřejmě nelze vše zjednodušit, ale přeci jen běžného uživatele tyto věci zajímají hlavně z pohledu toho, co mu přinesou na výkonu, či na kvalitě obrazu ve hrách. Pokusím se tedy vysvětlit vše okolo nové nVidie právě z tohoto pohledu. Nehodlám vás ,,umlátit“ technickými fakty a udivovat množstvím zkratek – k čemu také?
Čím začít ? Tak nejlepší bude srovnávací tabulka parametrů s kartami předchozí generace. Podívejme se na to, čím se na první pohled na parametry karta liší.
Nová karta GF8800 je ultimátní kusem hardwaru. Jedná se o nejsložitější grafickou kartu, kterou kdy kdo vyrobil. Ale to platí takřka o každé nové generaci grafických karet. Donedávna to samé platilo o Radeonu X1950XTX a s trochou štěstí ATI na svou stranu toto prvenství přetáhne v lednu znovu. Teď se však hřeje na výsluní nVidia a musíme říci, že zcela zaslouženě.
Prvním, co nás v tabulce zaujme, je ohromný nárůst počtu tranzistorů. Do teď v tomto ohledu byla nepřekonatelná ATI se svým radeonem X1950PRO, který disponoval 384miliony tranzistory. Nejsložitější jádro nVidie přitom disponovalo ,,pouhými“ 278miliony tranzistory! U nového jádra G80 však nVidie pořádně přidala pod kotel. Proti Radeonu X1950XTX má náskok 297 milionů tranzistorů a proti své bývalému TOP jádru G71 je tu dokonce nárůst o 403 milionů. Jinými slovy G80 je proti předchůdci G71 skoro 2,5x složitější a větší. To je skutečně ohromný skok.
Překvapením v tomto ohledu je fakt, že jádro je vyráběno stále 90nm výrobním postupem. U ATI již přecházejí u většiny modelů na 80nm postup a u nové ATI se horší nečeká. nVidia v tomto ohledu poněkud pokulhává, ale časem i ona na tento postup přejde a jádro G80 by mohlo vykazovat opravdu zajímavé výkony.
Nejšpičkovější varianta 8800GTX disponuje ohromnou 384bit sběrnicí. Jak a proč je přítomna si vysvětlíme v další kapitole. Pro tuto chvíli nám stačí vědět, že s tím nemá karta absolutně žádné srovnání. Všechny karty dnešní generaci disponovali maximálně 256bit sběrnicí. Slabší model GF8800GTS disponuje ,,skromnější“ 320bit sběrnicí.
Ohromný rozdíl je také v množství paměti. GF8800GTX disponuje 768MB paměti, slabší GF8800GTS ,,jen“ 640MB. Trochu zarážející může být fakt, že se jedná stále o DDR3 moduly. DDR4 tak zůstávají nadále pouze výsadou ATI. Faktem však je, že nVidia použila DDR3 paměti na taktu 1800MHz a dražší DDR4 zatím tikají na ATI jen o 200MHz výše. Nepochybuji o tom, že později i nVidie sáhne po DDR4, ale pro tuto chvíli je to zbytečné a díky parametrům nové karty nVidie s DDR3 dosahuje ohromné propustnosti pamětí. Přesně 86,4 GB/s! V tomto ohledu získává na předchozí generaci karet přibližně 36GB/s, což je opět obrovský nárůst, který předznamenává velký růst výkonu a hlavně kvality obrazu, hlavně ve vysokých rozlišeních a s vysokými stupni vyhlazování.
Další parametry jsou záležitostí jádra G80. Pojďme si tedy představit samotnou konstrukci jádra a ony parametry.
nvida GF8800 – revoluce mezi kartami
Zatímco při přechodu mezi minulými generacemi – tedy GF6 na GF7, či RX100 na RX1000 nebylo zdaleka novinek tolik, aby se to dalo nazvat revolucí, tak v případě nového jádra nVidie už to revoluce je.
; "zaba")
Unifikované shadery a dx10 – přínos, technologie
Před tím, než se pustíme do vysvětlování, proč je jádro G80 vyrobeno tak, jak je vyrobeno, si musíme vysvětlit jednu z největších revolučních novinek – unifikované shadery.
Mezi uživateli je jen málo těch, kdo mají alespoň obecnou představu, co tato věc vůbec znamená. V první řadě je důležité neplést si dva pojmy. Těmi jsou unifikované shadery ( directX10 a SM 4.0) a unifikovaná architektura. Unifikované shadery jsou záležitostí softwarovou, které může podporovat i neunifikovaná architektura chipu. A naopak unifikovaná architektura nemusí podporovat unifikované shadery. Důkazem je současný grafický čip ATI, který nalezneme v konzolích Xbox360. Jedná se o ATI Xenos, který je navržený jako unifikovaný, ale přitom je známo, že nepodporuje zdaleka Sharder model 4.0. Celkem se nic moc neděje touto záměnou, ale jedná se o nepřesnost a pokud s někým na toto téma zavedete hovor můžete si udělat oko ;)
Ale vraťme se k našim shaderů. Co je to vlastně Sharder? Nebudu zde rozebírat podrobně technické podrobnosti a data. Jednoduše je shader grafická podjednotka. Je součástí grafické pipeline, což je výpočetní jednotka. Graf takové pipeline máte na obrázku. Sami vidíte, že to asi nebude tak jednoduché a nutno říci, že k pochopení jak to funguje to chce podrobné znalosti, které ale k využívání grafické karty nepotřebujete, takže to nechme u zjednodušených pojmů a dojmů a teoretizování ponechme serverům a autorům, kteří s v tomto vyžívají. Máme dva základní shadery a to Verte a pixel. Každý přináší něco a každý má něco do sebe. Z tohoto důvodu je nutné mít na kartách oboje. Poslední hry však výrazně potřebují pixel shadery a těmi jsou nadopované zejména ATI karty. Což je také odpověď na otázku, proč se ATI v nových hrách tolik daří. Ale Pixel Shadery nejsou zapotřebí zdaleka všude. Navíc dva typy shaderů jsou specifikací directX9.0c. Nový directX 10 specifikuje třetí typ - Geometry shadery!
Z toho důvodu se přistoupilo k unifikaci. Jde o to, že pokud doteď bylo velice obtížné udělat grafický chip s vhodnými poměry počtu verte a pixel shaderů, se třemi typy shaderů je to takřka neřešitelný úkol. Rozdíl mezi současným návrhem a unifikovaným návrhem je na obrázku jasně patrný. Unifikovaný shadery nahradí nedostatky a vyplatí se tak více i přesto, že je mnohem složitější. Jde hlavně o to, že jakoby zaskakuje tam, kde verte, nebo pixel shadery nestíhají. nVidie to demonstruje na následujících obrázcích, ze kterých to myslím jasně vyplývá.
Na prvním obrázku máte situace v současných čipech s architekturou 4 vertex a 8 pixel shader. Nezřídka nastává situace, že část čipu nestíhá a druhá nemá do čeho píchnout.
Unifikované shadery toto vyřešily. Nevýhodou této unifikace je funkčnost. Unifikované shadery jedou stále na plný výkon a složitost. Proto má jádro G80 oněch 681 milionů tranzistorů a ty je potřeba krmit. Proto má tato karty velmi vysokou spotřebu i v klidovém režimu. Zajímavé je, že i přes takto vysoký počet tranzistorů není spotřeba v zátěži zas tak dramaticky vysoká.
jádro G80 – konstrukce
Už víme, z čeho se jádro G80 hlavně skládá. Teď se podíváme jak je to tam vůbec uspořádáno. K tomu nám slouží diagram jádra G80.
Opět nepokládám za nutné znát a vysvětlovat dopodrobna funkci každé části jádra, stačí nám vědět tak přibližně proč je tam to a to a co to dělá. Data se do grafické karty dostávají po PCIe sběrnici do vstupu (HOST). Data se v dalších čipech překládají a zpracovávají – podrobnosti považuji za zbytečné. Prostě tam ty data obíhají tak dlouho, dokud nejsou připravena k dalšímu zpracování.
Pak jdou v určitém rozdělení a poměrech do stream procesorů (SP) to jsou ty největší zelené čtverce. Právě ty jsou celým tajemstvím a hybnou sílou karty. Oni se starají o shaderové operace. Jsou to tedy defacto ony vertex a pixel shadery. A zde přichází další novinka. Z tabulky víte, že jádro tiká na 575MHz(GTX), ale nVidie šla dál. Různé části jádra totiž jsou taktovány na různých frekvencích! Celé jádro sice běží na 575MHz, ale stream procesory tikají na 1350MHz! Zde nás asi může zarazit onen fakt velmi nízkého celkového taktu celého jádra proti dejme tomu procesorům, i když GPU jdou v před mnohem rychleji. nVidia ale použila nevídanou novinku a část jádra výrazně zrychlila. Uvidíme, kam toto povede. Nicméně jedno je však jisté. Současné grafické akcelerátory jsou schopny nabídnout mnohem vyšší výkon ve specifických operacích než jakékoli CPU!
nVidia dokonce uvádí číslo 520 GFLOPS. Pro srovnání výkon čtyřjádrového CoreQuadro je maximálně 50 GFLOPS. Pokud se budeme držet reálnějších čísel, pak nás zajímá hlavně srovnání grafických karet. A zde se dá konstatovat, že se opět povedlo navýšit výkon dvojnásobně proti předchozí generaci. Prostě jedna G80 má opět výkon dvou 7900GTX - majitelé SLI pláčou.
Za zrychlením G80 proti předchozím návrhům stojí oddělení jednotek pro adresování a filtrování textur. To má za následek dvě pozitiva. Redukce počtu tranzistorů – 16 stream procesorů disponuje 4řmi jednotkami pro adresaci a 8 pro filtraci textur. Filtrování již nezatěžuje shaderové jednotky – to byl hlavní důvod ohromného propadu výkonu na GF7 při náročných vyhlazováních atd., kde i silné karty Nvidie prohrávali s mnohem slabšími ATI. Tedy díky chybnému návrhu GF7 čipů. Což přiznala nedávno i Nvidia s tím, že se z chyb poučila – upřímně, je to rozhodně vidět :) .
Data jdou dále do ROP jednotek ( ty modré bloky dole). Mohou, ale nemusí – s unifikovanými shadery totiž přibyla možnost to celé absolvovat vícekrát. 8800GTX disponuje celkem 6 ROP se 4řmi pixely. Hlavní síla spočívá ve skutečnosti, že ROP na 8800 disponuje 64bit řadičem pamětí – proto je šířka paměťové sběrnice 384bit (6x64). Na GF8800GTS je 5 ROP a tedy 5x64 je 320bit. Pro běžného uživatele to znamená přirozeně jednoduchou věc – více paměti - možnost procpat po sběrnicové ,,dálnici“ více dat a tedy v důsledku vysoký výkon na co jen bude GPU stačit. To jsou další zbraně nové nVidie proti současné generaci grafických čipů, které s ní v těchto ohledech nemohou soupeřit.
Nvidia GF 8800 – Vyhlazování a optimalizace obrazu
Výkon je krásná věc, ale kde dnes potřebujeme výkon je při kvalitním obrazu. Asi každý, kdo kdy hrál s plným vyhlazováním HDR atd., tak potvrdí, že bez zapnutých těchto vylepšeních se defacto koukáte na mnohem horší hru.
Tím hlavním, co bude pro tyto mody důležitý je počet texturovacích jednotek. Těch je celkem 64 a pracují na taktu jádra – tedy 575MHz!!! Tento počet byl pro mnohé velkým překvapením. Nvidia tím sleduje však jediné.
Není tajemstvím, že současné GF7 prostě neumí s HDR pořádně pracovat a na nějaké HDR s AA můžete na nich rovnou zapomenout. Opět se jedná o návrhovou a neodstranitelnou chybu. Na GF8800 je však všechno jinak. Nvidia nejen že se poučila ale notně přidala i do zásoby. Ohromný počet 64 TF jednotek je možná až přehnaný. Jen pro srovnání – dnešní karty mají 16TF jednotek - výkon nové nVidie bude v nastaveních s HDR atd. prostě OHROMNÝ.
Tohle nás zajímá právě z uživatelského pohledu – 64TF jednotek nám přinese následující věci:
- Bilineární, či trilineární filtrace bez ztráty nebo s minimální ztrátou výkonu.
- Možnost 16AA filtrace (poprvé reálně použitelné na singl kartě vůbec) s minimálními ztrátami výkonu
Prostě a jednoduše to znamená – že plné detaily budou plnými detaily. Skončila doba omezování se :). Na okolních obrázcích můžete vidět sílu a kvalitu nové nVidie. Stalo se již tradicí, že při uvedení nové nVidie bude přítomna i maskotka. U GF 8 je to Adrianne Curry. Pod ní máte hned onu osobu v reálu. Sami vidíte, že doba skutečně pokročila a pomalu ale jistě se blížíme do doby, kdy počítačová simulace nebude odlišitelná od reality. Pro tuto chvíli, ale stále je ,,umělá“ Adrianne poznat.
; "adrianne")
pro zvětšení klikněte na obrázek
Vysvětlování různých modů AA, a že jich je, by bylo na několik dalších kapitol. Opět nepokládám za nutné je znát, jelikož výrobci je mění pomalu s každou novou generací. Podívejme se tak jenom na to nejdůležitější, s čím přišla nVidia na novém chipu G80.
Hádáte správně, nVidia odstranila největší bolístku GF7. Na nové nVidii si pustíte HDR s AA. Samozřejmě jako vždy s novou generací grafických karet přichází i lepší a vyšší stupeň vyhlazování a optimalizací. Demonstrace na několika okolních obrázcích.
Nebudeme chodit do podrobností o MSAA, CSAA atd. atd., čímž nás krmí jinde. Nás zajímá, co to přinese. Říkal jsem, že GF8800 je první kartou, která reálně skutečně podporuje 16AA. Samozřejmě přínos tohoto vyhlazování uvidíme až v testech. Proti 4AA to je jasné zlepšení obrazu – ona si to prostě nVidia GF8800 může vzhledem ke svému výkonu dovolit. Teď asi nahraji kdejakému marketingovému oddělení, když napíši, že nás zkrátka čekají obrázky ještě hladší, ještě jemnější prostě více reálné.
nVidia GF 8800 – přínos a závěr
Pomalu se blížíme k závěru této předmluvy k nové nVidii. Podle mého soudu si ji prostě tato revoluční karta plně zaslouží. Tímto snad opět umlčím ty, kteří si myslí, že jsem nějak zaujatý jednou značkou (možná se objeví další, kteří zase začnou tvrdit, že jsem zaujatý druhou značkou :) ).
Dnes jsem chtěl článek pojmout tak, abych vysvětlil některé záležitosti okolo nové nVidie. Neříkám žádné nové věci, jenom to překládám do obecně srozumitelné podoby bez zbytečných technických faktů. Chápu, že toto zjednodušení se každému líbit nemusí a že díky tomu je v článku několik nepřesností, ale běžnému uživateli to vadit v užívání vůbec nebude a jde mi o to, aby měl teoretickou představu o tom, co vůbec doma používá.
Přínosy nové nVidie
1, Výkon, výkon, výkon:
Prvním a jednoznačným přínosem je výkon. Ten je skutečně enormní a právě tam, kde potřebujeme, proti stávající generaci bude zejména v nejvyšších nastaveních i dvojnásobný. Hlavně bude potřeba pro fyzikální výpočty. Nová G80 taktéž překonává v určitých aspektech výkonu jakýkoli dnešní procesor.
2, Unifikované shadery
První grafická karta se skutečně plně unifikovanými shadery podporující formát directX10 a Sharder Model 4.0. Revoluce ve způsobu práce grafické karty!
; "NVIDIA_Froggy_500")
3, Použitelná vysoká vyhlazování a optimalizace obrazu
Úzce souvisí s výkonem. Nová nVidia, jako první karta přichází se skutečně použitelným 16xAA. Ale hlavně napravuje nVidii reputaci a konečně funguje HDR + AA nastavení.
4, 384bit sběrnice, 768MB RAM, 681milionů tranzistorů …
Neskutečný technický krok proti předcházející generaci. G80 a G71 jsou jakoby každý od jiného výrobce. Zatímco G71 je spíše nepovedeným čipem, který moc radosti nVidii neudělal, tak G80 je zcela něco nového. Možná je ještě brzy na soudy, když není s čím porovnávat, ale nVidia neudělala stejnou chybu zdrženlivosti při návrhu chipu, jako u předchozí generace GF7.
Negativa nové nVidie:
1, rozměry
Prvním negativem jsou určitě rozměry. A to nejenom samotného čipu, ale celé karty. G80 je skutečně obrovským čipem, pro který je skutečně 90nm výrobní postup málo – těšíme se na 80nm variantu. Spolu s tím je negativem velikost celé grafické karty. Vypadá to vypadá, že bude potřeba předělat návrhy počítačových skříní. Již předešlé karty sahají až k pevným diskům. Nová GF8800GTX je ještě o přibližně 20mm delší – umíte si představit problém, kam to narvat.
2, Napájení a spotřeba
Negativem je rozhodně spotřeba, i když nutno dodat, že to není tak strašné, jak se čekalo. Karta má sice vysoký odběr v zatížení, ale jen o pár Wattů proti současné generaci. Bohužel díky konstrukci unifikovaných shaderů má vysokou spotřebu stále. V klidovém stavu prostě nežere o moc méně a v porovnání se současnou generací je její spotřeba v klidu skutečně velmi vysoká. Negativem je nutnost dvou napájecích konektorů a odpovídajícího zdroje. Jednu větev budete minimálně muset vyhradit pro tuto kartu.
Nehodnotitelné parametry nové nVidie:
1, SM 4.0 a dx10
Marketingově nejfrekventovanější lákadla v podobě podpory shadery modelu SM 4.0 a directX 10. V souvislosti s SM 4.0 je to jasné. Podpora je to sice pěkné, ale nelze ji v reálu ověřit. Ještě pořádně neexistují hry, které by užily plně možností SM 3.0 natož 4.0. Napadá mě srovnání s podporou SM 3.0 u nvidia GF6. Taky naprosto k ničemu, ale mnozí viděli právě jen to magické SM3.0 – co na tom, že GF6 ani 7 ho ve skutečnosti nepodporují. SM 4.0 tedy zůstane dlouho nevyužitelnou záležitostí – mrzet nás to nemusí, unifikované shadery přinášejí vysoký výkon i do SM 2.0 a 3.0.
DirectX10 je další záležitostí. Opět unifikované shadery v hlavní roli. Zde je situace poněkud složitější. Náběh na directX10 není tak vzdálený. Problém je v jeho rozšíření. Pro Windows XP nebude dx10 nikdy existovat. K dx10 budete potřebovat Vista. Pravdou ale je, že v současnosti dx10 také dost dobře neotestujeme – Vista sice máme, ale dx 10 pořádnou hru ne a první se dočkáme za dlouho. Opět nám to ale vadit nemusí, protože GF8800 má vysoký výkon v dx9.0c.
; "World_in_conflict_500")
Nová nVidia GF8800 má hodně co nabídnout. Na její konkurenci v podobě ATI si ještě nějakou dobu počkáme. První informace bychom mohli mít v prosinci, či v lednu. Pravdou je, že čekáme minimálně překonání nVidie 8800. Vzhledem k současným možnostem ATI nic menšího čekat nelze. Jediné, co nás děsí je, jaké to bude monstrum – že by 512bit sběrnice s 1GB DDR4 RAM ? Uvidíme.
Vy se však již tento týden dočkáte podrobného testu nových nVidií. Po přečtení tohoto článku již víte, co nás čeká a co budete případně pořizovat.
| AUTOR: Jan "DD" Stach |
|---|
| Radši dělám věci pomaleji a pořádně, než rychle a špatně. |
| Starší články |
|---|
| Komentáře |
|
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||