Вдекабре (в прошлом году!) мы сообщили о новинках компании ATI, а теперь пора рассказать, какими технологиями встретила Новый год фирма nVidia.

SLI давно умер? А у нас новый SLI!

SLI в действии

Не зря поется в песне: «Ничто на земле не проходит бесследно». Хотя мы не застали динозавров и гигантские папоротники, зато можем пользоваться нефтью и каменным углем, образовавшимися из них. И начнем мы с воскрешения призрака монстра по имени 3dfx. В пору своего расцвета компания еще называлась с большой буквы, а одной из ее супертехнологий стала SLI (Scan line interleave), заключавшаяся в выводе изображения, сформированного двумя видеоускорителями. Такой подход значительно повышал как скорость воспроизведения кадров в игре, так и стоимость системы. Тем не менее своих поклонников он нашел. Может быть, именно эта громоздкая система и похоронила 3dfx, позволяя ей некоторое время не замечать успехи конкурентов? Увы, следующее поколение видеоплат Voodoo 3 появилось слишком поздно, и потому бывшего монстра растушевали и продали... nVidia, здравствующей и поныне.

У компании nVidia своя трудная и интересная история, из которой следует отметить только один факт. После покупки 3dfx ее руководители, наверное, посчитали, что дело сделано, и успокоились. В результате, начиная с 2003 г., она уже не может похвастаться единоличным лидерством на рынке — темная лошадка ATI умудрилась обскакать американского конкурента в первом квартале, не отстала во втором, и нам еще не известны общие итоги за 2004 г. Вполне возможно, фанаты nVidia и расстроились, но зато такое положение вещей заставило компанию придумывать еще что-то кроме повышения частот.

Фирма nVidia анонсировала технологию SLI, теперь под известной аббревиатурой скрываются новое название — Scalable Link Interface, т.е. масштабируемое соединение, — и старая идея о том, что две видеоплаты быстрее одной. Естественно, она реализована на новом уровне. Если в первом SLI информация передавалась по шине PCI, то теперь используется гораздо более быстрая PCI Express. Чтобы реализовать полноценную поддержку двух видеоплат nVidia, понадобилось разработать новый набор микросхем nForce 4, поддерживающий две 16-скоростные шины PCI Express (ранее существовавшие наборы предусматривали только одну 16-скоростную шину и четыре односкоростных канала). Немного забегая вперед, отмечу, что информация между видеоплатами передается по жесткому проводнику, надеваемому на них сверху. У меня вызывает некоторое сомнение, что все производители системных и графических плат смогут точно выдерживать размеры, но nVidia виднее. Сейчас для синхронизации графических ускорителей хватило бы и пропускной способности PCI Express, однако, возможно, американская компания просто создала свое решение с большим запасом на будущее.

Для использования в режиме SLI могут применяться видеоускорители с графическими процессорами (ГП) GeForce 6600 GT, 6800 GT и Ultra, а также Quadro FX 3400 для профессиональных видеоускорителей. Официально он поддерживается только при использовании двух идентичных плат (одинаковые модели одного производителя). После их установки и соединения жестким мостом драйвер «представляет» системе видеоплаты как одну. Технология реализована в драйверах версии 66.93 и старше.

Запрягая в телегу двух лошадей вместо одной, не стоит ждать удвоения скорости. (Иначе первым космонавтом стал бы какой-нибудь половецкий царек, запрягший табун лошадей ). Вот и объем видеопамяти в системе не удваивается, так как каждой плате необходимо хранить информацию о текстурах и геометрии всей выводимой сцены. На то, чтобы достаточно быстро перебрасывать эти данные, способностей PCI Express недостаточно. В отличие от 3Dfx SLI, у компании nVidia технология SLI не делит изображение на строки, а позволяет драйверу выбрать один из режимов — совместимый, AFR или SFR. В первом работает только одна видеоплата, что гарантирует полную совместимость SLI с существующими приложениями.

В режиме AFR (Alternate frame rendering, обработка отдельных кадров) видеоускорители по очереди создают кадры сцены. При этом могут возникать ситуации, когда необходима передача информации от одного ГП к другому, например, если в следующем кадре надо перерисовать текстуру с учетом наложенной в предыдущем кадре. Значит, не удается достигнуть двухкратного ускорения, потому что часть времени тратится на передачу и прием дополнительных данных. Преимущество этого режима в равномерном распределении нагрузки между ГП, он основной для работы SLI.

Суть SFR (Split frame rendering, совместная обработка кадра) состоит в разделении работы по выводу каждого кадра между двумя видеоускорителями. В отличие от технологии 3Dfx, компания nVidia делит кадр на две части по горизонтали, а не построчно. Части не обязательно должны быть равными, драйвер выбирает такое соотношение, чтобы нагрузка на ГП была одинаковой. Например, верхняя часть увеличивается относительно нижней тогда, когда она занята неподвижной картинкой неба, легкой для обработки. Этот режим позволяет разделить нагрузку по обработке вершин между двумя ГП, что важно при создании сложных сцен. Однако и в нем производятся лишние действия: при текстурировании какой-либо поверхности, находящейся в обеих частях кадра, оба ГП вынуждены выполнять наложение текстур, в этом случае выигрыша по сравнению с использованием одного ГП нет. Если вам интересно посмотреть, как в конкретной игре разделен кадр, то поставьте в драйвере галочку в пункте Show CPU Load Balancing.

Теперь об ограничениях. Выбор между режимами AFR и SFR производит драйвер. По умолчанию выбирается AFR, но в отдельных случаях выгоднее использовать SFR. Буферизация более одного кадра каждой платой приведет к возрастанию задержки отклика на действия пользователя, ведь система SLI удвоит их количество. При низкой скорости вывода кадров повышение времени отклика на действия пользователя до 30 мс может быть заметно некоторым игрокам. Так что системе необходимо реагировать около 33 раз в секунду, а если у каждой в буфере один кадр, то скорость вывода должна быть более 66 кадр/с. С другой стороны, если уж в режиме SLI скорость вывода будет низкой, то что говорить о работе с одной платой?!

Естественно, режим SLI не поможет приложениям, производительность которых ограничена быстродействием процессора. Поэтому в общем случае применение SLI оправдано в ресурсоемких приложениях (наряду с играми это может быть и 3D-моделирование) и при высоких разрешениях. Также необходимо отключить синхронизацию с разверткой экрана, но с этим пунктом знакомы, кажется, все поколения поклонников трехмерных игр. По данным nVidia, в реальных играх и синтетических тестах использование видеоплат в системе SLI позволяет повысить производительность в 1,75—1,85 раза по сравнению с производительностью в случае применения одной из них.

Мы разрушим границы

Несмотря на то что первые образцы плат MXM (Mobile pci-eXpress Module) были показаны еще на летней Computex-2004, до России они доберутся только в этом году. Как ясно из названия (модули для ноутбуков на шине PCI Express), MXM служат своеобразными платами расширения для ноутбуков. Ранее модули такого плана использовались на шине PCI, но ее пропускной способности хватало лишь для контроллеров модема или сети, а на MXM компания nVidia устанавливает графические процессоры. Подобный подход позволит производителям ноутбуков сократить время на разработку новых графических решений до нуля. Если ранее они вынуждены были самостоятельно проводить дизайн графической подсистемы, то теперь им достаточно развести в ноутбуке 16-скоростной канал PCI Express и в этот внутренний разъем установить уже любую плату MXM с учетом ее типа.

Предусмотрен выпуск модулей MXM трех типов для ноутбуков разных видов. Общими у них являются использование 230-контактного разъема, а также толщина платы — 1,2 мм. Для тонких мобильных ПК и субноутбуков применяются карты MXM-I размерами 70x68 мм, рассчитанные на ГП размерами 35x35 мм с тепловыделением до 18 Вт, объем видеопамяти до 128 Мбайт. Для ноутбуков, позиционируемых как замена настольным ПК, применяются самые большие платы — MXM-III размерами 82x100 мм, рассчитанные на ГП размерами 40x40 мм с тепловыделением до 35 Вт. Для остальных портативных ПК предназначены MXM-II размерами 73x78 мм, рассчитанные на рассеиваемую мощность до 25 Вт, размеры ГП также 35x35 мм. В обоих последних случаях максимальный объем видеопамяти — 256 Мбайт. Ограничения на видеопамять связаны не с архитектурой, а с геометрией модулей и нормами на тепловыделение, поэтому с появлением более прогрессивных микросхем можно увеличить объем «набортной» памяти. Хотя куда уж больше 256 Мбайт?!

Электрическая схема MXM рассчитана на одновременную выдачу сигнала на ТВ-выход, VGA-разъем и цифровой видеовыход. Модули MXM сертифицированы по стандарту PCI Express 1.0a и не поддерживают «горячей» замены. Не думаю, что пользователи часто сталкиваются с ситуацией, когда приходится заменять видеоплату, не выключая компьютера. Зато им ближе будет возможность работы MXM в системах с встроенной графикой. Значит, производители смогут продавать относительно недорогие ноутбуки с графикой, реализованной в наборе микросхем, а позже пользователь, подкопив денег, купит соответствующую его запросам видеоплату в формате MXM. Кроме производителей мобильных систем возможностью использования MXM заинтересовались производители скелетных систем — у них же идет борьба за каждый миллиметр пространства.

Для такой ложки (т.е. графического модуля) nVidia подготовила вкусный обед — мощную мобильную микросхему GeForce Go 6800. Функционально она оснащена не менее богато, чем старшая сестра, — настольный ГП GeForce 6800, но у нее частоты процессора и памяти по 300 МГц. Вскоре планируется выход и видеоконтроллера с частотами 450 и 600 МГц для ГП и видеопамяти соответственно. По предварительным данным тестовой лаборатории журнала PC World, видеоплаты Go 6800 в играх с включенным «сглаживанием» близки по производительности к настольным 6600GT. Поиграем!

С параллельным 2005 годом вас!

Наступивший год можно с полным правом назвать годом «параллелизации». К нам на стол придут не только 16-конвейерные видеоплаты (а за год производители наверняка успеют выпустить новые ядра с еще большим числом конвейеров), но и двухъядерные процессоры, а те, кому повезет, еще и обзаведутся SLI-системами на базе работающих параллельно видеоплат.

Содержание статьи в одном абзаце

Компания nVidia в 2005 году порадует пользователей:

  • режимом SLI, позволяющим двум видеоплатам работать в связке, что повышает скорость вывода изображения почти в 2 раза;
  • технологией MXM. Если ноутбук использует ее, то вы сможете в будущем заменить видеоплату более мощной;
  • видеоконтроллером GeForce Go 6800. Компания nVidia борется не только за рынок настольных видеоплат, но и за рынок ноутбуков. Для этого она выпустила мобильную версию ГП GeForce 6800.