"Процессорозависимость": ATI RADEON 9700 PRO vs NVIDIA GeForce4 Ti4600.

Введение

В первой статье, посвященной ATI RADEON 9700 PRO, мы выяснили, что на данный момент этот чип является самым быстрым из существующих игровых графических чипов. Справедливо полагая, что для демонстрации возможностей ATI RADEON 9700 PRO нужна мощная система, при первом тестировании мы выбрали систему на базе процессора Intel Pentium4 2800 МГц и чипсета i845G.
Однако, не все пользователи имеют настолько мощные системы, поэтому вопрос о производительности ATI RADEON 9700 PRO на более слабых системах - системах "начального" и "среднего" уровня, представляется даже более интересным, чем анализ производительности платы в составе "топовой" системы.

В этой статье мы оценим производительность ATI RADEON 9700 PRO в системах на базе Intel Pentium 4 и AMD Athlon XP самого разного уровня производительности. Для того, чтобы иметь "точку опоры" для анализа производительности, вместе с видеокартой ATI RADEON 9700 PRO на тех же системах мы протестировали референс-плату от NVIDIA на базе чипа GeForce4 Ti4600.
Для обзора мы взяли видеокарту 1stGraphics AT010 на базе ATI RADEON 9700 PRO от компании First International Computer.

Плата FIC 1stGraphics AT010 на базе ATI RADEON 9700 PRO

Видеокарты компании FIC объединяет общая торговая марка "1stGraphics" и невыразительные названия-индексы. Даже флагман линейки, плата на новейшем чипе ATI RADEON 9700 PRO, получила индекс "AT010", и в результате никаких вам "monster", "killer" и прочих "the biggest and the best", а скромное "FIC 1stGraphics AT010". По-моему, плате, построенной на самом быстром из существующих игровых чипов, можно было бы дать и более солидное название.
Оформление коробки неброско, но оригинально:

Экипированный по всем правилам боец в пылу сражения вдруг выходит из "игры" в "реальность". Парень не теряется: ракетница в его руках уже направлена на неудачливого бизнесмена, который, завидя прорыв в стуктуре, так сказать, пространственного континуума, быстро сообразил, чем это грозит, и уже приобрел некую начальную скорость. Однако, шансов у бизнесмена немного, и к счетчику фрагов скоро добавится еще одна единичка.
Такое вот получилось грубое столкновение реальности и виртуальности...

В комплект поставки, помимо видеокарты, входит стандартный набор: руководство по установке, компакт-диск с драйверами и утилитами, кабель S-Video, кабель RCA, переходник S-Video -> RCA, переходник DVI-I -> D-SUB и кабель для подключения дополнительного питания:

Видеокарта внешене неотличима от всех остальных плат на базе ATI RADEON 9700 PRO:

На плате установлен чип ATI RADEON 9700 PRO (R300):

Тактовая частота графического ядра четко соответствует рекомендациям ATI - 325 МГц. Для его охлаждения применен стандартный кулер, используемый на всех видеокартах на базе ATI RADEON 9700 PRO:

На видеокарте 1stGraphics AT010 от FIC установлено 128 МБ видеопамяти DDR SDRAM в BGA-чипах производства SAMSUNG с временем цикла 2.8 нс.:

Тактовая частота видеопамяти на плате также соответствует рекомендациям ATI и составляет 620(310DDR) МГц.

Видеокарта оборудована выходами DVI-I, D-SUB и TV-OUT:

В общем, 1stGraphics AT010 от FIC - стандартная плата на базе ATI RADEON 9700 PRO, и даже при самом ближайшем рассмотрении в ней, как и в любой другой видеокарте на базе ATI RADEON 9700 PRO, не удастся найти что-то экстраординарное. С другой стороны, у этой платы нет и минусов, если не считать минусами скромное название и невзрачное оформление коробки.

Итак, приступаем к тестированию...

Тестовая система и условия тестирования

Программное обеспечение:

Драйвер версии 6.13.10.6166 (Catalyst 2.3) под Windows XP для видеокарты FIC 1stGraphics A010 на базе ATI RADEON 9700 PRO;
Драйвер Detonator 40.52 под Windows XP для видеокарты на базе NVIDIA GeForce4 Ti4600;
Windows XP;
DirectX8.1;
Quake3 Arena v 1.30;
Serious Sam: The Second Encounter;
Unreal Tournament 2003 v.2107;

Конфигурация тестовой системы на базе процессоров Intel Pentium 4:

Материнская плата – Gigabyte GA-8IGX (Intel 845G);
Память - 512 МБ DDR SDRAM PC 2100 Samsung CL2.5;
Жесткий диск – IBM DTLA 305030.

Конфигурация тестовой системы на базе процессоров AMD Athlon XP:

Материнская плата – ABIT KD7 (VIA KT400);
Память - 512 МБ DDR SDRAM PC 2100 Samsung CL2.5;
Жесткий диск – IBM DTLA 305030.

Настройки режимов тестирования:

Quake3 Arena:

Глубина цвета экрана и текстур - 32 бита. Настройки качества графики - максимальные. Трилинейная фильтрация включена, компрессия текстур включена.

Serious Sam: The Second Encounter:

Глубина цвета экрана - 32 бита. Настройки качества графики - "Quality".

Unreal Tornnament 2003 v.2107:

Настройки качества графики - по умолчанию.

Тестирование на Intel Pentium 4

Для тестирования на платформе Intel Pentium 4 я выбрал процессоры Intel Pentium 4 1600 МГц, 2000 МГц, 2400 МГц и 2800 МГц. Первые два работают с FSB 400 МГц, а Intel Pentium 4 2400 МГц и 2800 МГц - c FSB 533 МГц. Все использовавшиеся в тесте процессоры от Intel основаны на ядре Northwood.
Получившийся ряд с шагом в 400 МГц почти целиком перекрывает диапазон существующих процессоров Intel Pentium 4, а значит, при тестировании мы получим картину производительности как на "средних" и "недорогих" системах, так и на "топовых", самых дорогих игровых конфигурациях.

Вместе с видеокартой FIC 1stGraphics AT010 на базе ATI RADEON 9700 PRO в абсолютно тех же условиях была протестирована референс-плата на чипе NVIDIA GeForce4 Ti4600.

При тестировании не задействовались такие функции, как анизотропная фильтрация и полноэкранное сглаживание - их включение привело бы к серьезному повышению нагрузки на видеокарты. При этом результаты тестирования в большинстве случаев (даже на сравнительно "слабых" процессорах и в низких разрешениях) определялись бы производительностью видеокарт, а здесь сомнений быть не может - ATI RADEON 9700 PRO находится вне конкуренции (см. "Быстрее, выше, сильнее". Обзор ATI RADEON 9700 PRO.").

Тестирование видеокарт без дополнительной нагрузки позволит оценить "процессорозависимость" видеокарт, то есть, разницу между результатами, полученными на процессорах разной производительности, и целесообразность построения системы на том или ином процессоре при условии, что выбор видеокарты ограничен ATI RADEON 9700 и NVIDIA GeForce4 Ti4600.
Помимо этого, при тестировании в низких разрешениях на "слабых" процессорах результат будет определяеться по большей части не скоростью видеокарты, а производительностью центрального процессора, подсистемы памяти, взаимодействием видеокарты и чипсета и, самое главное, качеством оптимизации драйверов видеокарты. Имея неизменной тестовую систему, то есть, неизменными такие параметры, как производительность процессора и подсистемы памяти, по результатам мы сможем увидеть разницу в работе видеокарт с чипсетами и в качестве оптимизации драйверов от ATI и NVIDIA.

Результаты тестирования представлены в виде графиков - в данном случае это гораздо удобнее и нагляднее, чем стандартные диаграммы со "столбиками".

Unreal Tournament 2003 v.2107:

Этот график показывает, как изменяются результаты в том случае, когда конфигурация систем зафиксирована, но изменяются разрешения.
Производительность платы на базе ATI RADEON 9700 PRO намного выше, чем NVIDIA GeForce4 Ti4600, и на графике видно, что пучок ломаных, отражающий результаты ATI RADEON 9700 PRO при работе с разными процессорами, по мере увеличения разрешения сходится в точке, находящейся гораздо выше, чем точка, отражающая результаты NVIDIA GeForce4 Ti4600.
Прекрасно видно, что плате на базе ATI RADEON 9700 PRO даже скорости процессора Intel Pentium 4 2800 МГц мало для того, чтобы продемонстировать весь свой потенциал . В разрешениях 800х600 и 1024х768 результаты системы с ATI RADEON 9700 PRO почти не отличаются - они ограничены производительностью процессора.
Результаты системы с NVIDIA GeForce4 Ti4600, как системы с более медленной видеокартой, намного сильнее зависят от производительности видеокарты, нежели от остальных факторов, и лишь в режиме 800х600 на Intel Pentium 4 1600 МГц можно говорить о том, что результат оказался жестко ограничен "остальными факторами" - в данном случае, скоростью процессора.
В разрешении 800х600, то есть, в ситуации, когда результаты ATI RADEON 9700 PRO ограничены чем угодно, только не производительностью графического ядра видеокарты, NVIDIA GeForce4 Ti4600 выходит вперед на процессорах с частотой 1600, 2000 и 2400 МГц. Это говорит о том, что либо работа графического ядра с чипсетом, либо оптимизация Direct3D-части драйвера, либо то и другое вместе реализовано у ATI менее эффективно.


На этом графике показано, как изменяются результаты в фиксированном разрешении при изменении тактовой частоты процессора.
Прекрасно видно, что для ATI RADEON 9700 PRO в любом разрешении, кроме 1600х1200, установка более мощного процессора приносит ощутимый прирост результатов, и чем ниже разрешение, тем, разумеется, больше эффект от увеличения скорости процессора. Лишь в разрешении 1600х1200 результат жестко ограничивается скоростью видеокарты, и тактовая частота процессора не играет большой роли.
NVIDIA GeForce4 Ti4600 за счет более эффективной работы с чипсетом и/или оптимизации драйверов лучше показывает себя в низких разрешениях на слабых процессорах, но на увеличение тактовой частоты процессоров реагирует не так активно - чем выше тактовая частота процессора, тем сильнее на результат влияет скорость самой видеокарты, и тем сильнее сказывается то, что скорость у NVIDIA GeForce4 Ti4600 ниже.
Режимами, в которых от скорости процессора результат практически не зависит, для NVIDIA GeForce4 Ti4600 являются режимы 1600х1200 и 1280x1024.

Для того, чтобы избежать нагромождения цифр, мне пришлось отказаться от размещения на графиках численных результатов тестирования, и привести их отдельно, в таблице:


Quake3 Arena v1.30:

Quake3 Arena - гораздо более "процессорозависимый" тест по сравнению с графически "навороченным" Unreal Tournament 2003. Точнее, даже не "процессорозависимый", а "системозависимый" - на результаты тестирования в Quake3 Arena большое влияние оказывает как тактовая частота процессора, так и скорость подсистемы памяти. За дальнейшими исследованиями на эту тему могу посоветовать обратиться к обзорам чипсетов и процессоров за авторством уважаемого Gavric'a. Например, на нижеприведенных графиках заметен более широкий скачок при переходе от процессора Intel Pentium 4 2000 МГц к Pentium 4 2400 МГц - из-за того, что процессоры, принявшие участие в тестировании, имеют разную частоту FSB. Так, Pentium 4 1600 МГц и Pentium 4 2000 МГц имеют FSB 400 МГц, а Pentium 4 2400 и Pentium 4 2800 МГц - FSB 533 МГц.
Впрочем, уважаемый Gavric может не беспокоиться, это нисколько не мешает нам заниматься своими собственными скромными изысканиями :).

По результатам тестирования в Quake3 Arena видно, что паритет между видеокартами сохраняется: в режиме 800х600 лидирует NVIDIA GeForce4 Ti4600, а в более высоких разрешениях лидирует ATI RADEON 9700 PRO.
Quake3 Arena - более "процессорозависимый" тест, и даже в разрешении 1600х1200, где, по идее, результат должен определяться только скоростью видеокарт, изменение тактовой частоты процессора также приводит к заметным изменениям результатов.
При переходе от режима 800х600 к 1024х768, несмотря на увеличение нагрузки на видеокарту, результаты ATI RADEON 9700 PRO не меняются. Это говорит о том, что в режиме 800х600 результаты ATI RADEON 9700 PRO жёстко ограничены скоростью процессора и подсистемы памяти. То, что в этом режиме NVIDIA GeForce4 Ti4600 обходит плату на чипе от ATI, говорит о том, что здесь, похоже, опять сказалась менее эффективная работа чипа от ATI с чипсетом и/или менее качественная оптимизация драйверов. Впрочем, в Quake3 Arena количество полигонов сравнительно невелико, а объем видеопамяти на платах достаточен для того, чтобы не выполнять AGP-тестурирование, следовательно, винить в отставании ATI RADEON 9700 PRO от NVIDIA GeForce4 Ti4600 его взаимодействие с AGP-мостом чипсета нет смысла - отставание, судя по всему, обусловлено именно менее качественной оптимизацией OpenGL-части драйвера от ATI.


И ATI RADEON 9700 PRO, и NVIDIA GeForce4 Ti4600 реагируют на увеличение тактовой частоты процессора примерно одинаково. Во всех режимах, кроме 800х600, ATI RADEON 9700 при увеличении частоты процессора обеспечивает больший прирост результатов - увеличение тактовой частоты процессора приводит к уменьшению его ограничивающего влияния на результат. При этом более быстрый ATI RADEON 9700 PRO обеспечивает более высокий прирост результатов.
В режиме 800х600, благодаря сильной процессорозависимости самого Quake3 Arena и прекрасной оптимизации драйверов, NVIDIA GeForce4 Ti4600 при увеличении частоты процессора обеспечивает больший прирост результатов.
В Quake3 Arena нагрузка на видеокарты намного слабее по сравнению с Unreal Tournament 2003. Поэтому в Quake3 Arena, в отличие от Unreal Tournament 2003, менее заметно "насыщение", то есть, ситуация, при которой дальнейшее увеличение тактовой частоты процессора приводит к совсем незначительному росту результатов из-за того, что уже не процессор, а видеокарты становятся "слабым местом" системы. На графике это видно как постепенный переход линии к всё более пологим углам наклона при увеличении частоты процессора.
Режимы, в которых для обеих видеокарт практически нет смысла увеличивать тактовую частоту процессора - 1600х1200. Линии на графике, соответствующие этим режимам, почти горизонтальны.

Числовые значения результатов тестирования в Quake3 Arena:


Serious Sam: The Second Encounter::

Здесь, как и в предыдущих тестах, ATI RADEON 9700 PRO лидирует лишь в высоких разрешениях. В режиме 800х600, где нагрузка на видеокарты минимальна, ATI RADEON 9700 PRO опять не находит применения своей производительности, и на первый план выходит прекрасное качество оптимизации драйверов и взаимодействия видеокарты с чипсетом в исполнении NVIDIA.


Наклон линий, отображающих результаты видеокарт при разных частотах процессора, показывает, что в Serious Sam: The Second Encounter процессорозависимость ATI RADEON 9700 PRO оказывается выше по сравнению c NVIDIA GeForce4 Ti4600.
Это можно объяснить двумя причинами: во-первых, ATI RADEON 9700 PRO - просто более быстрая видеокарта, и уменьшение ограничивающего влияния процессора с ростом его частоты позволяет видеокарте более полно раскрыть свой потенциал. Во-вторых, возможно, драйвер от ATI производит больший по сравнению с драйвером от NVIDIA объем подготовительных вычислений, которые, к тому же, недостаточно оптимизированы, и увеличение тактовой частоты процессора "подстегивает" эти вычисления, приводя к большему приросту результатов.

Таблица результатов тестирования в Serious Sam: The Second Encounter:

Тестирование на AMD Athlon XP

Процесоры AMD Athlon XP, использовавшиеся в нашем тестировании, по сравнению с использованными Intel Pentium 4 имеют не такой большой разброс тактовых частот - "младший" процессор имет рейтинг 1600+, а старший - всего лишь 2200+. Тем не менее, и на платформе Athlon получились очень интересные результаты, особенно в играх, использующих OpenGL.
Впрочем, обо всем по порядку...

Unreal Tournament 2003 v.2107:

ATI RADEON 9700 PRO, что закономерно, лидирует в высоких разрешениях. Однако, в режиме 800х600 плата на чипе от NVIDIA опять опережает нынешнего "короля" игровой графики, причем, чем слабее процессор, тем большую величину составляет это опережение. В чем причина? Опять сказывается более качественная оптимизация Direct3D-части драйвера от NVIDIA, или более эффективное взаимодействие графического чипа с шиной AGP? Оставлю этот вопрос пока без ответа - возможно, следующие тесты помогут прояснить ситуацию.


Результаты тестирования системы с ATI RADEON 9700 PRO в тех разрешениях, где еще не всё определяется производительностью видеокарты, при увеличении частоты процессора растут сильнее, чем системы с NVIDIA GeForce4 Ti4600.

Числовые значения результатов тестирования в Unreal Tournament 2003 на платформе AMD Athlon XP:


Serious Sam: The Second Encounter::

Интереснейшая получается картина: если в высоких разрешениях ATI RADEON 9700 PRO, что неудивительно, лидирует, то в режиме 800х600 и отчасти в режиме 1024х768 ситуация меняется: впереди - плата на базе NVIDIA GeForce4 Ti4600.

Попробуем логическим путем определить, что же послужило причиной отставания ATI RADEON 9700 при тестировании в низких разрешениях.
Итак, посмотрим, какие результаты тестирования в Serious Sam: The Second Encounter были получены на платформе Intel Pentium4: в режиме 800х600 плата от NVIDIA опережает ATI RADEON 9700 PRO, но совсем незначительно - не сравнить с тем отрывом, который наблюдается на AMD Athlon XP.
Очевидно, изменение картины поведения плат обусловлено переходом на новую платформу - чипсет и процессор.
Рассуждаем дальше: оценим разницу между результатами тестирования в Unreal Tournament 2003 (игра, использующая Direct3D) на платформах с процессорами от Intel и AMD. В режиме 800х600 соотношение между результатами ATI RADEON 9700 PRO и NVIDIA GeForce4 Ti4600 при смене платформы практически не изменилось.
Получается, что столь значительное преимущество NVIDIA GeForce4 Ti4600 перед ATI RADEON 9700 PRO в разрешении 800х600 появилось лишь на платформе с процессором AMD ATHLON XP и лишь при тестировании в игре, использующей OpenGL. Это однозначно говорит о том, что OpenGL-часть драйвера от ATI по сравнению с драйвером от NVIDIA менее качественно оптимизирована под процессоры Athlon XP.


"Процессорозависимость" ATI RADEON 9700 PRO в Serious Sam: The Second Encounter оказалась выше по сравнению с "процессорозависимостью" NVIDIA GeForce4 Ti4600 - недостаточно оптимизированный драйвер сильнее "связывает" ATI RADEON 9700 PRO с производительностью процессора.
Помимо этого, в высоких разрешениях, где результаты NVIDIA GeForce4 Ti4600 определяются только производительностью видеокарты, на результатах более быстрого ATI RADEON 9700 PRO всё еще сказывается ограничивающее влияние процессора, и увеличение его тактовой частоты приводит к заметному росту результатов.

Числовые значения результатов тестирования в Serious Sam: The Second Encounter:


Quake3 Arena v1.30:

Ситуация усугубляется: NVIDIA GeForce4 Ti4600 опережает видеокарту на базе ATI RADEON 9700 PRO во всех разрешениях, кроме 1600х1200. При сравнении этой ситуации с тем, что происходило при тестировании в Quake3 Arena на платформе c процессором Intel Pentium 4, вывод о недостаточной оптимизации под процессоры AMD OpenGL-части драйвера от ATI подтверждается.


Никаких сюрпризов: ATI RADEON 9700 PRO демонстрирует более высокую "процессорозависимость".

Числовые значения результатов тестирования в Quake3 Arena на платформе с процессором AMD Athlon XP:

Заключение

Итак, результаты тестирования ATI RADEON 9700 PRO подтверждают наши опасения.
ATI RADEON 9700 PRO, как мощнейший из существующих на данный момент игровых чипов, опережает NVIDIA GeForce4 Ti4600 в высоких разрешениях. Не вызывает сомнений и то, что при включении антиалиасинга и анизотропной фильтрации его превосходство лишь увеличится.
Однако, в низких разрешениях, когда нагрузка на видеокарты невелика, и на слабых процессорах, где результаты тестирования в наименьшей степени определяются скоростью видеокарт, NVIDIA GeForce4 Ti4600 опережает плату на базе ATI RADEON 9700 PRO. Особенно печальная картина наблюдается на платформе AMD Athlon XP в играх, использующих OpenGL. Здесь в низких разрешениях NVIDIA GeForce4 Ti4600 значительно опережает ATI RADEON 9700 PRO.
Судя по всему, это является следствием не столь качественной оптимизации OpenGL-части драйвера от ATI под процессоры AMD Athlon XP в сравнении с тем, насколько "вылизанными" является OpenGL-часть драйвера от NVIDIA.
В Unreal Tournament 2003, использующем DirectX, всё не так плохо: ATI RADEON 9700 PRO уступает NVIDIA GeForce4 лишь в разрешении 800х600. Причина, скорее всего, та же - более качественная оптимизация драйверов от NVIDIA.
Как итог - ATI RADEON 9700 PRO по сравнению с NVIDIA GeForce4 Ti4600 имеет более высокую "процессорозависимость". То есть, при увеличении частоты процессора результаты ATI RADEON 9700 PRO в каком-либо разрешении растут сильнее, чем результаты NVIDIA GeForce4 Ti4600 в том же разрешении.

Вывод очевиден: перед тем, как покупать видеокарту на базе ATI RADEON 9700 PRO, подумайте, а не нужно ли перед этим обеспечить "надежные тылы" в виде мощного процессора и приличного объема быстрой оперативной памяти? Если Вы установите такую видеокарту на слабую систему, скорость в играх может оказаться ниже, чем Вы ожидали.
Хорошим моральным утешением в таком случае послужит лишь то, что на "слабой" системе антиалиасинг и анизотропная фильтрация для ATI RADEON 9700 PRO окажутся почти "бесплатными" - увеличение нагрузки на видеокарту слабо скажется на скорости тогда, когда производительность ограничивается процессором...