Обзор технологии multi-GPU ATI CrossFire

Вступление

Мультипроцессорные графические технологии, предназначенные для потребительского рынка, имеют непростую и весьма тернистую историю. Попытки вывести такие решения на рынок предпринимались неоднократно. Первая такая попытка была сделана в далеком 1997 году ныне канувшей в лету компанией 3dfx, предложившей объединять два ускорителя Voodoo2 для получения больше производительности в 3D. Затем, настала очередь ATI Technologies, выпустившей видеоадаптер Fury MAXX на базе двух чипов Rage Fury, и, под конец, аналогичную попытку предприняла XGI, разработавшая внушительный, но нежизнеспособный двухпроцессорный Volari Duo.

Все эти решения так и не получили широкого распространения: их погубила чрезмерно высокая стоимость, а также наличие проблем архитектурного и программного плана. В частности, ATI подвела программная реализация режима рендеринга AFR, а XGI – низкая производительность GPU Volari и узкая шина, связывавшая чипы. Так или иначе, многопроцессорные графические решения были преданы забвению вплоть до 2004 года, когда NVIDIA решила возродить эту, казалось бы, навсегда похороненную идею, воплотив ее в технологии SLI. В свое время, мы подробно рассмотрели эту технологию в соответствующем обзоре, и пришли к выводу, что, несмотря на наличие определенных недостатков, таких, как зависимость от программного обеспечения, она имеет определенные перспективы.

Действительность подтвердила наши предположения, и за прошедшее время системы с поддержкой технологии NVIDIA SLI стали довольно популярны среди энтузиастов, желающих во что бы то ни стало получить максимально возможную производительность в играх, не считаясь с финансовыми затратами. Положительную роль сыграло и то, что за прошедший период времени мультипроцессорная технология NVIDIA избавилась от большинства "детских болезней", превратившись в законченное и проверенное решение.
Тем не менее, объединение менее производительных карт класса mainstream в связку SLI, оказалось практически бесперспективным – возможные проблемы с поддержкой игр и обязательное наличие соответствующей системной платы сделали более выгодной покупкой один видеоадаптер класса high-end.

Таким образом, NVIDIA SLI прочно обосновалась в секторе решений высшего класса, и появление нового поколение видеоадаптеров NVIDIA лишь укрепило ее позиции – две карты GeForce 7800 GTX смогли обеспечить непревзойденный уровень производительности. Несмотря на то, что рынок мультичиповых графических решений сам по себе очень узок, и, фактически, ограничивается сектором решений класса high-end, NVIDIA добилась на нем впечатляющего успеха с мультичиповой технологией SLI, реализовав на сегодняшний день порядка 2 миллионов чипсетов nForce4 SLI. На данный момент, рынок системной логики с поддержкой multi-GPU практически целиком принадлежит NVIDIA. Сможет ли ATI отвоевать лакомый кусок? Для этого ей придется представить технологию, как минимум, не уступающую NVIDIA SLI по всем параметрам. Ответить на вопрос "Является ли такой технологией CrossFire?" и призван сегодняшний обзор.

ATI скрещивает шпаги: первая попытка

До появления NVIDIA SLI, наибольшей производительностью на рынке графических решений потребительского класса обладал видеоадаптер ATI RADEON X800 XT Platinum Edition, превосходивший GeForce 6800 Ultra за счет более высоких тактовых частот, более эффективного контроллера памяти, а также повышенной производительности при обработке пиксельных шейдеров версии 2.0. Функционально, он уступал изделиям на базе NV45, не поддерживая Shader Model 3.0 и OpenEXR HDR, но факт остается фактом – его производительность в целом ряде случаев оказывалась значительно выше. Появление технологии, способной объединять два видеоадаптера NVIDIA GeForce 6800 Ultra/GT в единый комплекс сместило RADEON X800 XT Platinum Edition с пьедестала лидера, лишив ATI титула производителя самых быстрых графических решений, пусть и весьма недешевой ценой. Даже выпуск RADEON X850 XT Platinum Edition не сместил NVIDIA GeForce 6800 Ultra/GT в SLI с пъедестала.

Разумеется, будучи главным конкурентом NVIDIA, ATI Technologies не могла закрыть на это глаза. Слухи о разработке "симметричного ответа NVIDIA" под кодовым названием AMR (ATI Multi Rendering) начали циркулировать практически одновременно с реальным появлением NVIDIA SLI. Следует сказать, что опыт в создании многочиповых графических систем у ATI имеется, и немалый; во всяком случае, графические процессоры, разработанные этой компанией, используется в профессиональных системах симуляции и визуализации, производимых Evans & Sutherland c 2001 года, а с 2003 их применяет в своих решениях и SGI. Предполагалось, что новое воплощение мультичиповой технологии будет лишено основных недостатков SLI – станет более гибким в конфигурировании, допуская использование разных карт, независимым от программного обеспечения, а также избавится от необходимости соединения карт специальным переходником, осуществляя синхронизацию двух графических процессоров через шину PCI Express.

Реальность, как всегда, внесла свои коррективы. 30 мая 2005 года ATI формально анонсировала свое новое "чудо-оружие" под названием CrossFire – именно такое имя получила технология AMR. Внезапно выяснилось, что от гибкости конфигурирования CrossFire, о которой говорилось ранее, не осталось и следа – оказалось, что CrossFire-совместимые карты будут подразделяться на ведущие и ведомые, причем, их соединение будет осуществляться при помощи внешнего соединителя. Не осуществилась мечта и об использовании двух различных карт в режиме CrossFire, к примеру, RADEON X800 и RADEON X700. Впрочем, в последнем нет ничего удивительного – беспроблемное функционирование такой системы обеспечить крайне сложно, а прирост производительности при этом может быть крайне незначительным или вовсе отрицательным из-за проблем с распределением нагрузки между двумя разными GPU. Ведущие варианты карт, оснащенные специальным чипом-совместителем, были объявлены только для RADEON X800 и RADEON X850.

Увы, анонс CrossFire, состоявшийся 30 мая, оказался чисто формальным. Появление реальных продуктов планировалось на июнь-июль этого года, однако, многочисленные задержки и проволочки, вызванные причинами технического характера, привели к тому, что соответствующие системные платы и видеоадаптеры в продаже так и не появились. Более того, рождение CrossFire настолько затянулось, что за это время NVIDIA успела выпустить на рынок графический процессор нового поколения G70. Быстрое появление в продаже видеоадаптеров на его основе обесценило SLI-системы с двумя GeForce 6800 Ultra; соответственно, под вопросом оказалась и перспективность технологии CrossFire, во всяком случае, в текущей ее инкарнации на базе RADEON X850/X800.

Перекрестный Огонь: принципы действия и ограничения

Тем не менее, ряд оригинальных технических решений сделал CrossFire технологией, заслуживающей пристального внимания. Подробно о них рассказывалось в предварительном обзоре данной технологии, но, вкратце, основное преимущество CrossFire над SLI заключается в том, что, теоретически, мультипроцессорное решение ATI обеспечивает максимально возможный прирост производительности в любой игре, независимо от ее версии и драйверов. Достигается это тем, что сшивка частей изображения, отрендеренных разными графическими процессорами, осуществляется полностью аппаратно, при помощи специального чипсета-совместителя (Compositing Engine). Ведомая карта посылает готовую часть изображения по специальному Y-образному кабелю на ведущую, где чип совмещает ее с частью, полученной от ведущего графического процессора, и выводит целое изображение на экран монитора.

Система CrossFire может работать в трех различных режимах, отличающихся принципом распределения нагрузки между графическими процессорами. Первый из них носит название Scissor (ножницы); его принцип действия аналогичен режиму SMR, реализованному NVIDIA в технологии SLI.


Суть этого режима заключатеся в разбиении кадра на две части, за каждую из которых отвечает свой GPU, причем, для лучшей сбалансированности, размер этих частей может изменяться динамически. За анализ сцены и разбиение кадра на части отвечает графический драйвер. Увы, эффективность обработки геометрии при этом остается такой же, как и при использовании одного видеоадаптера – каждая из карт обрабатывает геометрическую информацию для целого кадра. Режим Scissors может работать как в приложениях, использующих Direct3D, так и там, где используется OpenGL.

Режим Alternate Frame Rendering (AFR), впервые представленный ATI в двухчиповом видеоадаптере Fury MAXX, функционирует совсем по-другому. В этом случае, графические процессоры обрабатывают и выводят кадры на экран по очереди, один за другим.

Каждый чип обрабатывает геометрическую информацию для своего кадра, что делает данный режим наиболее перспективным с точки зрения прироста производительности.

Режим SuperTiling – кардинально новый принцип распределения нагрузки между несколькими GPU, разработанный ATI Technologies. В этом режиме изображение делится на квадраты (тайлы) размером 32х32 пикселя, расположенные в шахматном порядке:


Половина квадратов обрабатывается ведущим видеоадаптером, другая – ложится на плечи ведомого. Поскольку, размер квадрата невелик, нагрузка между графическими процессорами распределяется практически равномерно, причем, происходит это само собой, без какого-либо участия драйвера. Данный режим работает только в приложениях, использующих Direct3D. К сожалению, и в этом случае, каждый из видеоадаптеров обрабатывает геометрию для всего кадра, но особой беды в этом нет – современные играм хватает и уже имеющейся производительности вершинных процессоров, тем более, что 6 таких процессоров в случае с RADEON X850 XT работают на частоте 520 МГц. Этого вполне достаточно, и отсутствие масштабирования производительности при обработке геометрии едва ли станет узким местом технологии CrossFire.

Режим рендеринга CrossFire выбирается автоматически, за выбор отвечает функция CATALYST A.I. Если она включена, то, в зависимости от API, используется режим Scissor или SuperTiling; режим AFR задействуется только для тех приложений, для которых имеются соответствующие профили в драйверах CATALYST. При отключении CATALYST A.I., система использует режим SuperTiling для приложений Direct3D, и режим Scissor для всех остальных случаев.

Мы говорили о трех режимах работы CrossFire, но существует и четвертый, целью которого является не повышение производительности, а улучшение качества изображения. Речь идет о режиме Super AA. Переход в режим CrossFire делает доступными для пользователя режимы FSAA 8x, 10x, 12x и 14x.

Режимы 8x и 12x представляют собой улучшенные версии режимов 4х и 6х, соответственно. В этом случае, каждый из видеоадаптеров работает в режиме FSAA 4x/6x, но выборка сэмплов при осуществлении мультисэмплинга осуществляется из разных локаций. В результате объединения двух полученных кадров, качество сглаживания получается эквивалентным MSAA 8х/12х. Режимы 10х и 14x являются гибридными, и сочетают в себе суперсэмплинг (SSAA) 2х и обычный мультисэмплинг 4х/6х, что позволяет добиться практически идеального качества изображения мелких деталей и сглаживания прозрачных текстур. Поскольку, в режиме Super AA количество текстурных выборок на пиксель увеличивается вдвое, соответственно, вдвое увеличивается и диапазон анизотропной фильтрации; соответственно, становится доступным использование AF 32x.
В случае использования одного из первых трех режимов рендеринга, использование Super AA становится недоступным, однако, пользователь может использовать обычные режимы FSAA 2x/4x/6x.

Как мы уже упоминали, информация от ведомой карты посылается в ведущую при помощи внешнего Y-образного кабеля в формате DVI. Этот кабель выглядит следующим образом:

Многоконтактный разъем типа DMS-59 подключается к специальному разъему на мастер-карте, разъем DVI типа male – к DVI-разъему на ведомой карте, а разъем DVI-I типа female – к TFT-монитору, поддерживающему стандарт DVI, либо, через обычный переходник DVI-I->D-Sub, к любому монитору на базе CRT.

Реализация столь разных методов рендеринга в одной системе вынудила ATI использовать в качестве чипа, отвечающего за совмещение частей изображения, программируемую матрицу FPGA, способную перестраивать свою структуру в зависимости от требуемой задачи. Чип Xilinx XC3S400, примененный для этой цели, относится к семейству Spartan-3, состоит из 400 тысяч транзисторов, имеет 8064 логических ячейки и содержит 43 килобайта встроенной памяти.

Для того чтобы преобразовать полученную информацию в понятную FPGA-матрице форму, используется чип-ресивер Texas Instruments TFP401A, работающий на частоте 165 МГц. Полученный кадр может быть выведен на аналоговой монитор посредством чипа ADV7123, представляющего собой трехканальный 10-битный RAMDAC с частотой 330 МГц, либо на панель с интерфейсом DVI, для чего используется привычный TMDS-трансмиттер Sil1162.


Узким местом, в данном случае, является single-link ресивер TI – его рабочая частота составляет всего 165 МГц, что автоматически ограничивает максимальное разрешение до UXGA (1600х1200). Его использование обусловлено аличием 165 МГц трансмиттера на ведомой карте с аналогичным ограничением. Это, казалось бы, не столь фатально, так как подавляющее большинство мониторов, находящихся в эксплуатации у пользователей, не поддерживают более высокие разрешения, но тут нас, а также всех потенциальных покупателей систем CrossFire подстерегает один, крайне неприятный сюрприз.

Как известно, требуемая полоса пропускания в МГц рассчитывается по формуле R=(1.4*X*Y*V)/1000000, где 1.4 – коэффициент поправки на задержки устройства, X и Y – разрешение по горизонтали и вертикали и V – частота вертикальной синхронизации. Решив несложное уравнение, получаем, что полосы пропускания в 165 МГц достаточно лишь для изображения с параметрами 1600х1200х60 Гц, поскольку, для частоты обновления экрана 75 Гц уже требуется полоса свыше 200 МГц, а при повышении этого параметра до 85 Гц необходима частота порядка 230 МГц. Фактически, одно из основных назначений технологий multu-GPU – работа в высоких разрешениях – оказывается недоступной для CrossFire! Конечно, формально, разрешение 1600х1200 поддерживается, но при этом частота обновления экрана будет составлять 60 Гц, что совершенно недопустимо по современным эргономическим стандартам. Если говорить о более высоких разрешениях, скажем, 1920х1080, то даже при частоте обновления экрана, равной 60 Гц, требуется пропускная полоса 175 МГц. Надо ли говорить о том, что владельцы высококачественным устройств HDTV 1080i и больших ЭЛТ мониторов, способных работать в этом разрешении, автоматически оказываются не у дел? Разумеется, те, кто использует ЖК мониторы и телевизоры с большими диагоналями воспользуются преимуществами CrossFire в полной мере, однако, пока далеко не все любители игр удовлетворены временем отклика больших ЖК панелей, а потому, ограничение в поддерживаемом разрешении довольно обидно.

Подавляющее большинство TMDS-ресиверов и трансмиттеров работают на частоте 165 МГц, поэтому, для разрешений свыше 1600х1200 часто применяется дополнительный ресивер, расширяющий возможности основного. Такое решение называется dual-link. По всей видимости, установка дополнительного ресивера еще более усложнила бы и без того непростую разводку видеоадаптеров RADEON CrossFire Edition, поэтому, ATI решила ограничиться одним чипом, что логично, поскольку иная компановка потребовала бы переделок ведомых карт, которые уже находятся на руках у пользователя.

Стоит отметить, что в арсенале Silicon Image уже имеется ресивер Sil1171 с полосой пропускания 225 МГц, способный работать в разрешениях вплоть до 2048х1536. Вполне возможно, что в будущих вариантах CrossFire будет использоваться именно этот чип (особенно помятуя о том, что RADEON X1800 поддерживает два dual-link DVI выхода), но пока возможности технологии multi-GPU, разработанной ATI Technologies, ограничиваются разрешением 1600х1200х60 Гц, что является одним из основных ее недостатков. Такова цена отказа от внутреннего моста для соединения двух карт.

Другим недостатком CrossFire, является отсутствие гибкости в конфигурировании. Для построения CrossFire-совместимой системы вам в любом случае потребуется мастер-карта, оснащенная Compositing Engine, причем, если вы являетесь владельцем 12-конвейерной или 8-конвейерной модели RADEON X850/X800, то, во избежание дисбаланса, ведущая карта автоматически отключит "лишние" конвейеры, а использование режима SuperTiling окажется невозможным. В результате, КПД такой системы будет значительно ниже, чем при использовании двух 16-конвейерных моделей RADEON. Даже в последнем случае, если тактовые частоты карт значительно различаются, как, например, у RADEON X850 XT CrossFire Edition и RADEON X800 XL, то мастер-карта автоматически снизит свои частоты и прирост производительности вновь окажется ниже возможного.

Круг будущих владельцев CrossFire, скорее всего, окажется ограничен теми, кто уже является обладателем RADEON X850 XT/XT Platinum Edition/RADEON X800 XT/X800 XL. Им достаточно будет приобрести один из вариантов мастер-карты: RADEON X850 XT CrossFire Edition, RADEON X800 XL CrossFire Edition или RADEON X800 CrossFire Edition. Остальных вряд ли заинтересует технология CrossFire в ее текущем воплощении, так как, во-первых, вскоре ожидается появление видеоадаптеров ATI нового поколения, а, во-вторых, видеоадаптеры NVIDIA GeForce 7800 GT/GTX, обладающие сопоставимой производительностью, лучшей функциональностью, способные работать в режиме multi-GPU, и не ограниченные разрешением 1600х1200х60 Гц широко доступны в продаже с момента своего анонса.

Перекрестный огонь открыт: второе рождение CrossFire

Лишь в конце сентября 2005 года, ATI, наконец, удалось решить все проблемы с новой технологией, и именно 26 сентября следует считать настоящей датой рождения CrossFire. Как уже было отмечено в предварительном обзоре, главные разработчики графических решений в настоящее время полагают, что наилучшие результаты могут быть достигнуты только на специально отлаженной платформе. Иными словами, говоря о мультичиповых технологиях, следует говорить не только о видеоадаптерах и сопутствующих им аксессуарах, а о платформе в целом.

Ничего удивительного – технология SLI, к примеру, лучше всего работает с чипсетом NVIDIA nForce4 SLI, хотя, теоретически, ее функционирование возможно на любой платформе, оснащенной двумя слотами конструктива PCI Express x16. Аналогичная ситуация складывается и с CrossFire: для ее работы требуется наличие специальной системной платы на базе одного из наборов логики RADEON XPRESS 200 CrossFire Edition – RD480 (платформа AMD) или RD400 (платформа Intel). В дальнейшем будут сертифицированы чипсеты других производителей, но пока единственным вариантом являются вышеупомянутые наборы, разработанные ATI. Расскажем о них подробнее.

Чипсеты RADEON XPRESS 2000 CrossFire Edition имеют классическую двухчиповую архитектуру и поддерживают все современные процессоры Intel и AMD. Северный мост RD400, предназначенный для платформы LGA775, поддерживает процессорную шину 1066 МГц и содержит контроллер памяти, способный работать как с DDR400 (PC3200), так и с DDR2-667. RD480 более прост по конструкции, ввиду того, что современные процессоры AMD имеют интегрированный контроллер памяти. По сути, он представляет собой контроллер PCI Express, способный работать с процессорами AMD, использующими шину HyperTransport с частотой 1 ГГц.

Оба северных моста ATI поддерживают 20 линий PCI Express, 16 из которых обслуживают слоты видеоадаптеров, 2 – слоты PCI Express x1 или интегрированные контроллеры, использующие эту шину, а еще 2 служат для подключения южных мостов ATI SB450 или ULi M1573/1575. Необходимо отметить, что, несмотря на то, что RADEON XPRESS 200 CrossFire Edition позиционируется в качестве решения для энтузиастов, возможности южного моста ATI SB450 достаточно скромны в сравнении с возможностями NVIDIA nForce4 SLI:


Единственным его преимуществом является поддержка High Definition Audio (Azalia), в то время, как решение NVIDIA использует обычный кодек стандарта AC'97. По всем остальным параметрам SB450 уступает конкуренту: он поддерживает только 8 портов USB 2.0 (10 у nForce4), не имеет встроенного сетевого контроллера, и не поддерживает стандарт Serial ATA-II. Таким образом, производители системных плат на базе RADEON XPRESS 200 будут вынуждены использовать внешний сетевой контроллер с интерфейсом PCI Express или PCI, а также, для полноценной поддержки новых жестких дисков, использующих стандарт Serial ATA-II, интегрировать в свои изделия соответствующие чипы, например, Silicon Image Sil3132. Для сравнения, при использовании nForce4 SLI можно обойтись возможностями самого чипсета, добавив к нему лишь контроллер физического интерфейса Ethernet (PHY).

Краткий обзор системной платы на базе RADEON XPRESS 200 CrossFire Edition

Поскольку для построения платформы CrossFire требуется плата на базе RADEON XPRESS 200 CrossFire Edition, ATI Technologies предоставила в наше распоряжение не только 2 видеоадаптера RADEON X850 XT, но и соответствующую системную плату. Поскольку, при тестировании мы используем процессор AMD Athlon 64 4000+, опытный образец платы, прибывшей в тестовую лабораторию, был построен на основе связки чипов RD480 + SB450. Внешне, плата выглядела весьма впечатляюще – черный лак PCB и красные разъемы:

На то, что перед нами инженерный образец, указывают остатки канифоли в местах нераспаянных компонентов, большое количество технологических разъемов и джамперов, а также не слишком удачная компоновка – кроме двух слотов PCI Express x16 и двух слотов PCI, плата не располагает никакими другими возможностями расширения. Более того, сами слоты PCI расположены крайне неудачно: учитывая, что ведущим слотом PCI Express x16 является нижний, первый слот PCI автоматически перекрывается двухслотовой системой охлаждения RADEON X850 XT CrossFire Edition. Тем удивительнее наличие практически пустого места под вторым слотом PCI – кроме светодиодного диагностического индикатора и чипа Xilinx, его обслуживающего, а также логотипа ATI, эта часть PCB ничем не занята! Нам представляется, что слоты PCI вполне можно было бы расположить и ниже, что, наверняка, не усложнило бы разводку платы, но сделало оба слота доступными для использования.

Конфигурирование слотов PCI Express x16 осуществляется не программно, как можно было бы подумать, глядя на пустующее место между ними. Селектор режимов в данном случае представляет собой специальную текстолитовую планку-терминатор, вставляющуюся в верхний разъем PCI Express x16 в том случае, если используется только один видеоадаптер.

Если не воспользоваться селектором, нижний слот будет работать в режиме PCI Express 8x, что приведет к некоторому снижению производительности. Кроме того, при установке двух видеоадаптеров, соответствующая опция должна быть активирована в BIOS. Будет ли аналогичный селектор использоваться в серийных платах, мы не знаем. Как минимум, некоторые производители плат, на наш взгляд, все-таки реализуют программное переключение режимов PCI Express, поскольку, использование селектора такого типа сопряжено с определенными неудобствами – он никак не фиксируется в слоте, к тому же, может быть сломан и утерян, что приведет к невозможности использования ведущего слота в режиме PCI Expess x16.

Отсутствие разъемов PCI Express x1 легко объяснимо – для межчипового соединения используется 2 линии PCIe, свободными остаются только 2 линии, а, поскольку, южный мост не имеет встроенного сетевого контроллера, одна из этих линий обслуживает внешний контроллер Gigabit Ethernet Marvell 88E8052. К оставшейся линии подключен RAID-контроллер Sil3132, наделяющий плату поддержкой Serial ATA-II (2 порта). Его наличие отнюдь не лишне, так как в процессе установки операционной системы неожиданно выяснилось, что четырехканальный контроллер Serial ATA, встроенный в южный мост, по сути, представляет собой два двухканальных контроллера Sil3112.
Очевидно, разработчики, отвечающие за создание SB450, посчитали ненужным разрабатывать контроллер Serial ATA с нуля, и воспользовались готовым решением, интегрировав соответствующую логику в кристалл чипа. Конечно, это упростило и удешевило разработку южного моста, но лишило его поддержки Serial ATA-II (что, теоретически, может привести к проблемам с современными HDD), режима RAID 0+1, а также автоматически создало потенциальное "бутылочное горлышко" – Sil3112 использует шину PCI, а не гораздо более производительную PCI Express.

Измерение производительности дисковой подсистемы, подключенной к южному мосту RADEON XPRESS 200 CrossFire Edition, выходит за рамки данного обзора, но, практически наверняка, производительность эта окажется ниже, чем в случае подключения к внешнему контроллеру. В качестве звукового решения используется широко распространенный HDA-кодек ALC880. Плата также поддерживает и шину FireWire – за нее отвечает чип VIA VT6306. Таким образом, описываемая системная плата представляет собой достаточно высококлассное решение, обладающее поддержкой всех современных стандартов, хотя и практически не оставляющее пространства для дальнейшей модернизации.

Расположение разъемов питания не вызывает нареканий. Для увеличения стабильности работы в режиме multi-GPU, на плате имеется дополнительный разъем Molex, усиливающий схему питания слотов PCI Express x16. Аналогичное решение применяет в своих платах ASUSTeK Computer, там оно носит название EZ Plug.

Что касается расположения разъемов IDE и FDD, то, увы, оно далеко от идеала: разъемы IDE находятся прямо за слотами PCI Express, и, в случае установки длинных видеоадаптеров, один или оба этих разъема могут быть перекрыты. При попытке установить в систему NVIDIA GeForce 7800 GTX, ближний к слотам PCI Express x16 разъем IDE оказался недоступен. Такая же проблема может возникнуть и в случае, если решения нового поколения ATI будут иметь сопоставимые с современным видеоадаптерами NVIDIA размеры.

Разъем FDD расположен за 24-контактной колодкой питания, что достаточно неудобно, однако, в современных системах 3.5-дюймовый дисковод используется сравнительно редко, так что это не является критическим недостатком. Надо сказать, что разводка системной платы, поддерживающей работу технологий multi-GPU, является весьма нетривиальной задачей, так как проектировщикам приходится работать на ограниченном пространстве, на котором, помимо двух слотов PCI Express, необходимо уместить массу других элементов.
Скорее всего, идеал недостижим, особенно, при использовании классической схемы "северный мост + южный мост", но стремиться к нему все же следует.

Также, следует упомянуть и продуманную систему охлаждения компонентов платы. Северный мост охлаждается высоким игольчатым радиатором, с установленным на него небольшим вентилятором. Против ожиданий, этот вентилятор работает практически бесшумно, но его вполне хватает для охлаждения не слишком сложного чипа RD480, по сути, представляющего собой лишь контроллер PCI Express. К сожалению, северный мост расположен слишком близко к процессорному разъему и мешает процессу установки кулера, особенно, если последний использует стандартную клипсу с поворотной защелкой. При некотором ухищрении нам удалось установить кулер Gigabyte 3D Rocket PCU22-SE, но удобной процедуру установки назвать было нельзя при всем желании. На южном мосту также установлен небольшой игольчатый радиатор, посаженный на термоклей, а силовые транзисторы схемы питания CPU сгруппированы в единый блок и охлаждаются довольно большим пластинчатым радиатором с логотипом RADEON XPRESS. Место, обычно занятое портами COM и LPT, пустует; в серийных экземплярах платы, на их месте, скорее всего, будет установлен вытяжной вентилятор, отводящий наружу тепло, выделяемое вышеупомянутым радиатором. О такой возможности говорит наличие двухконтактного разъема с маркировкой PWR FAN.

Под контроллером Serial ATA-II расположены кнопки включения питания и сброса, а сзади у платы имеются резиновые ножки, что делает ее практически идеальным тестовым стендом - не требуется искать подставку, и замыкать контакты, отвечающие за запуск системы, отверткой. :) К тому же, на плате установлен ряд красных светодиодов, индицирующих активность каждого канала Serial ATA, а также оповещающих о подаче питания на плату, процессор и модули памяти.

Как оказалось, текущая версия BIOS от 08/12/05 имеет ряд проблем, связанных с совместимостью, в частности, плата отказалась работать с картами NVIDIA GeForce 7800 GTX, а также с 2 ГБ-комплектом памяти OCZ Enhanced Latency DDR PC-3200 Dual Channel Platinum. Плата запускалась лишь при установке одного модуля; при установке двух модулей в третий и четвертый разъемы DIMM, память работала только в режиме PC2100. Во всех других случаях система не стартовала, поэтому, нам пришлось использовать проверенный временем комплект OCZ Enhanced Bandwidth DDR PC-3200 Dual Channel Platinum, емкостью 1 ГБ, с которым тестовый экземпляр платы работал без проблем.

К сожалению, при транспортировке плата пострадала – достав ее из коробки, мы обнаружили, что угол одного из разъемов IDE сколот, а пустая кроватка, служащая, по-видимому, для установки резервного чипа BIOS, практически сорвана со своего места. Хотя визуально другие повреждения PCB отсутствовали, через некоторое время плата начала работать нестабильно: в частности, она отказалась распознавать звуковую карту Audigy 2. В результате, данный экземпляр платы был заменен ATI на новый, неповрежденный, и тестирование удалось завершить вовремя. Оценку плате давать пока рано – перед нами инженерный образец, не лишенный целого ряда недостатков; все они описаны выше. Мы надеемся, что финальные версии плат на базе RADEON XPRESS 200 CrossFire Edition, которые попадут на полки мазагинов, будут лишены всех этих недостатков, или, по крайней мере, большей их части.

Краткий обзор RADEON X850 XT CrossFire Edition

Внешне, RADEON X850 XT CrossFire Edition практически не отличается от обычного RADEON X850 XT/XT Platinum Edition, по крайней мере, если не демонтировать систему охлаждения.

Единственное, что сразу бросается в глаза – отсутствие разъема S-Video и наличие разъема DMS-59 на месте одного из разъемов DVI. Приглядевшись, можно заметить под кулером чип, отсутствующий у обычного RADEON X850 XT – это тот самый одноканальный TMDS-ресивер Texas Instruments TFP401A. Остальные компоненты системы совмещения кадров находятся под турбиной системы охлаждения. С обратной стороны PCB также имеются видимые отличия – площадка для установки VIVO-процессора Rage Theater отсутствует, ее место занимает разводка, относящаяся к Compositing Engine. Также, в верхней части PCB имеется 14-контактный разъем неизвестного назначения, по всей видимости, технологический. Возможно, он служит для предварительного программирования матрицы Xilinx.

Гораздо больше отличий обнаруживается при снятии кулера:

Всю левую часть PCB мастер-карты занимают микросхемы системы совмещения, сердцем которой является программируемая матрица Xilinx Spartan-3. Над ней расположен RAMDAC с частотой 330 МГц, а слева от него – TMDS-трансмиттер, обеспечивающий вывод изображения на TFT-панели с интерфейсом DVI. По понятной причине, контроллер ТВ-выхода, встроенный в GPU, не используется, а компания не пожелала отягощать и без того сложную систему совмещения еще одним чипом, так что подключить CrossFire-связку к телевизору с входом RCA или S-Video при всем желании не удастся; при необходимости, придется воспользоваться внешним кодером. Это еще один недостаток, органически присущий текущей версии CrossFire.

Кулер, охлаждающий карту, ничем не отличается от того, который появился одновременно с анонсом семейства RADEON X850 – это все та же турбина, засасывающая воздух изнутри корпуса ПК, прогоняющая его сквозь медный радиатор, контактирующий с кристаллом GPU, и выбрасывающая нагретый воздух наружу. Решение эффективное, но достаточно шумное – пластиковый кожух, в котором турбина заключена, является неплохим резонатором, и кулер ведет себя тихо лишь при самых низких оборотах. Между подошвой радиатора и корпусом матрицы Xilinx имеется солидный промежуток, а, поскольку, этот чип нуждается в охлаждении, промежуток заполнен странной пенообразной термопастой белого цвета. Ее эффективность вызывает сомнения, особенно, учитывая, что толщина слоя пасты достигает 1 мм, но, по всей видимости, этого достаточно, чтобы обеспечить сердцу Compositing Engine нужную степень охлаждения.

На этом различия между RADEON X850 XT и RADEON X850 XT CrossFire Edition заканчиваются - правая часть PCB вплоть до мельчайших элементов повторяет дизайн RADEON X850 XT. Перед нами обычный графический процессор R480 и привычная память GDDR3, имеющая время доступа 1.6 наносекунды и произведенная компанией Samsung. Тактовые частоты двух вариантов RADEON X850 XT также совпадают и составляют 520 МГц для графического ядра и 540 (1080) МГц для памяти.

CrossFire: физические характеристики

Шумность: наследие GeForce FX 5800 Ultra живет и торжествует

Как уже было сказано, референсная двухслотовая система охлаждения ATI отличается тихим нравом только при самых низких оборотах турбины. На повышенных оборотах вентилятор начинает шуметь достаточно сильно, а так как закрытый кожух системы охлаждения является неплохим резонатором, шум получается с "пластиковым" оттенком, что весьма неприятно на слух, особенно, при длительном использовании. В обычных условиях кулер RADEON X850 XT/XT Platinum Edition большую часть времени работает на минимальных оборотах, лишь изредка повышая их при длительной работе в режиме 3D, и уровень шума остается в разумных пределах. Система CrossFire повела себя иначе: в течение всего процесса тестирования обороты турбины мастер-карты оставались достаточно высокими, но, что самое неприятное, постоянно изменялись, что делало пребывание рядом с работающей платформой CrossFire трудновыносимым. Более неприятным на слух, пожалуй, был только XGI Volari Duo V8 Ultra, "отличившийся" в свое время высокочастотным визгом, издаваемым двумя высокооборотными вентиляторами.

Одно достоинство у системы охлаждения CrossFire все-таки есть – две карты, засасывающие воздух изнутри корпуса ПК, и выбрасывающие его наружу, должны заметно улучшать температурный режим, но при таком уровне шума, иначе, как сомнительным, это достоинство назвать нельзя.

Разумеется, следует учитывать, что тестирование проводилось на открытом стенде в непосредственной близи от тестирующего, но если в серийном варианте CrossFire будет вести себя так же, как описано выше, о комфортной игре можно будет забыть, даже используя закрытый корпус.

Разгон

Поскольку, возможность разгонять связку CrossFire пока отсутствует, разгонный потенциал составляющих ее видеоадаптеров был протестирован отдельно. Тестирование показало следующие результаты:

RADEON X850 XT CrossFire Edition: 610/640 (1280) МГц.
RADEON X850 XT: 590/630 (1260) МГц.

На этих частотах карты работали устойчиво, обдуваемые с торца дополнительным 120-мм вентилятором. Достижение отметки в 610 МГц является рекордом для RADEON X850 XT в нашей практике; ранее, все попытки разгона представителей этого семейства ограничивались диапазоном 560-580 МГц.

Энергопотребление

Мы также произвели замеры уровня энергопотребления обоих видеоадаптеров, составляющих связку CrossFire. Для этого использовалась система на базе соответствующим образом модернизированной системной платы Intel Desktop Board D925XCV, позволяющая замерять мощность для линий питания 12В и 3.3В слота PCI Express x16, а также специальный переходник, служащий для замера мощности, подводимой к видеоадаптеру через внешний шестиконтактный разъем питания. Система имела следующую конфигурацию:

Процессор Intel Pentium 4 560 (3.60ГГц, 1МБ L2);
Системная плата Intel Desktop Board D925XCV;
Память PC-4300 DDR2 SDRAM (2x512МБ);
Жесткий диск Samsung SpinPoint SP1213C (Serial ATA-150, буфер 8МБ);
Microsoft Windows XP Pro SP2, DirectX 9.0c.

Для создания нагрузки использовался трехмерный шутер FarCry и стандартное демо Pier; запускаемое в разрешении 1600х1200 при включенных FSAA и анизотропной фильтрации. Поскольку, при использовании RADEON X850 XT CrossFire Edition в качестве одиночной карты Compositing Engine не используется, уровень энергопотребления этого видеоадаптера оказался таким же, как и у обычного RADEON X850 XT:

RADEON X850 XT CrossFire Edition: 68.6 Ватт.
RADEON X850 XT: 69.3 Ватт.

Вряд ли механизм совмещения кадров потребляет более 2-3 Ватт, и разница в энергопотреблении ведущего и ведомого вариантов RADEON X850 XT в любом случае будет мизерной. Тем не менее, суммарная потребляемая мощность двух карт, объединенных в CrossFire-связку, может достигать 140 Ватт. Это не так много в сравнении с двумя GeForce 6800 Ultra, потребляющими порядка 155 Ватт и, напротив, заметно больше, если сравнивать старший вариант CrossFire с двумя GeForce 7800 GT, потребляющими лишь около 115 Ватт. ATI Technologies не дает конкретных рекомендаций по выбору блока питания; с учетом полученных цифр, мы рекомендуем использовать качественные блоки, способные обеспечивать мощность от 400 Ватт в продолжительном режиме, например, CoolerMaster RS-450-ACLY, Zalman ZM400B-APS или A.C. Ryan Ryanpower2 ACR-PS209. Следует избегать дешевых блоков noname, так как они, зачастую, не соответствуют характеристикам, указанным на этикетке, ненадежны и не обеспечивают должной стабильности выходных напряжений из-за упрощенной схемотехники.

Качество 2D

Качество 2D, обеспечиваемое ведомой картой, оказалось точно таким же, как и у любого другого RADEON X850, то есть, достаточно хорошим, чтобы комфортно работать в разрешении 1800х1440х75 Гц. К слову, эта карта оснащена не двумя разъемами DVI-I, как обычно, а только одним; место второго занимает стандартный 15-контактный разъем D-Sub. Остается теряться в догадках, зачем ATI применила такую конфигурацию разъемов в ведомой карте – поддержка аналоговых мониторов без проблем осуществляется через соответствующий переходник.

С RADEON X850 XT CrossFire Edition все оказалось не так просто – выход DVI-I, подключенный непосредственно к графическому процессору (и встроенному в него RAMDAC), продемонстрировал такое же качество изображения, как и у ведомой карты, но при подключении к DMS-59 через переходник CrossFire, максимальное разрешение оказалось ограничено значением 1920х1080, при этом, частота обновления экрана составила всего 30 Гц! Для разрешения 1600х1200 максимально возможным оказался режим 60 Гц – по всей видимости, ограничения, накладываемые архи