Сравнение современных видеокарт в 3DMark03

Введение

В феврале 2003 года компания Futuremark, известная до этого как MadOnion.com (а ещё раньше – так же, как и сейчас – Futuremark), выпустила тестовый пакет 3DMark03, предназначенный для сравнения скоростных показателей современных компьютеров в 3D-играх. Сразу после выхода 3DMark03 вызвал множество нареканий и упрёков как со стороны производителей графических чипсетов (особенно это касается NVIDIA), так и со стороны обозревателей видеокарт. Одной из основных претензий, которые предъявлялись к 3DMark03, была низкая скорость современных видеокарт, в частности, GeForce4 Ti4600, которая никак не увязывалась с достаточно неплохой производительностью этих видеокарт в компьютерных играх. Как бы то ни было, но 3DMark03 представляет собой инструмент для тестирования видеокарт в 3D-приложениях следующего поколения, а раз так, то уже сегодня мы можем заглянуть в недалёкое будущее и посмотреть, как будут вести себя современные графические платы в играх, использующих последние достижения компьютерной графики. Нами было проведено тестирование тринадцати видеокарт в 3DMark03. Перед прочтением данной статьи рекомендую Вам ознакомиться с обзором 3DMark03, чтобы иметь представление о том, как работают тесты 3DMark03.

Тестовая конфигурация

Процессор – Intel Pentium 4 2.8 ГГц
Материнская плата – Asus P4S8X (SiS 648)
Память – 512 Мб DDR333
Жёсткий диск – IBM DTLA 15 Гб, 7200 RPM
Операционная система – Windows XP Professional

В тестировании принимали участие следующие видеокарты:

ATI Radeon 9700 Pro (128 Мб)
ATI Radeon 9500 Pro (128 Мб)
ATI Radeon 9500 (128 Mб)
ATI Radeon 9500 (64 Мб)
ATI Radeon 9100 (128 Мб)
ATI Radeon 9000 (128 Мб)
NVIDIA GeForce FX 5800 Ultra (128 Мб)
NVIDIA GeForce4 Ti4800 (128 Мб)
NVIDIA GeForce4 Ti4600 (128 Мб)
NVIDIA GeForce4 Ti4200-8x (128 Мб)
NVIDIA GeForce4 MX440-8x (64 Мб)
NVIDIA GeForce3 Ti200 (128 Мб)
SiS Xabre 600 (64 Мб)

Мы постарались собрать почти всю линейку видеокарт на чипах ATI и NVIDIA, разбавив эту компанию видеокартой на чипе SiS. Десять используемых графических плат имеют 128 Мб памяти на борту – самый оптимальный и распространённый объём памяти на высокопроизводительных игровых видеокартах. Три платы имеют 64 Мб памяти, среди них особенно можно выделить Radeon 9500, единственную видеокарту с поддержкой DirectX 9, имеющую 64 Мб памяти. Одна видеокарта, GeForce FX 5800 Ultra, имеет 128 Мб памяти нового типа - DDR-II. На сегодняшний день судьба этой видеокарты окончательно не определена, поэтому я не могу сказать, появится ли она в широкой продаже или нет, но это, несомненно, самая новая и, как ожидается, самая быстрая игровая графическая плата в арсенале NVIDIA.

Для тестирования использовались следующие драйверы:

ATI CATALYST 3.2 (.622)
NVIDIA Detonator 42.86
NVIDIA Detonator 42.68
SiS XMinator 3.10.51
SiS AGP Driver 1.14

Как видно, мы использовали две версии драйверов Detonator: 42.86 и 42.68. Когда 3DMark03 только появился, драйвера 42.86 были самыми новыми, но чуть позже, вышли драйвера Detonator 42.68, которые, по отзывам пользователей, были оптимизированы для теста 3DMark03. С этими драйверами видеокарты на чипах GeForce FX показывают заметно более высокие результаты в 3DMark03, но вот на GeForce4 Titanium эти драйвера работают плохо. Например, на экране появляются артефакты изображения в виде широкой горизонтальной полосы:

С таким артефактом изображения было бы невозможно играть в компьютерные игры, поэтому было решено тестировать всё семейство видеокарт на чипах NVIDIA GeForce4 с драйверами Detonator 42.86, а GeForce FX – с драйверами Detonator 42.68.

Методика тестирования

В процессе тестирования мы ставили своей задачей выяснить производительность указанных видеокарт в 3DMark03, а так же падение их производительности в игровых тестах при включении таких эффектов, как пост-процессинг, сглаживание FSAA, а так же анизотропной фильтрации. Каждый из поддерживаемых видеокартой игровых тестов мы запускали в следующих режимах:

Пост-процессинг отключен, трилинейная фильтрация
Пост-процессинг включен, трилинейная фильтрация
Пост-процессинг отключен, анизотропная фильтрация
Включено сглаживание 4SAA, трилинейная фильтрация
Включено сглаживание 4SAA, анизотропная фильтрация

Все видеокарты тестировались с установками драйверов «по умолчанию», за исключением тех случаев, когда сглаживание или анизотропную фильтрацию приходилось форсировать в драйверах. По всей видимости, тестовый пакет 3DMark03 не всегда может определить, поддерживает ли видеокарта анизотропную фильтрацию или сглаживание FSAA, а так же максимальную степень анизотропии. Поэтому при форсировании этих возможностей, мы выбирали сглаживание по методу 4xAA и степень анизотропии 8x, за исключением тех случаев, когда видеокарта не поддерживает степень анизотропии выше 2x (NVIDIA GeForce4 MX440-8x).
Всё, что нам осталось – это протестировать каждую видеокарту во всех режимах и сравнить результаты видеокарт между собой. Те случаи, когда по каким-либо причинам видеокарта не могла пройти тот или иной тест, мы будем комментировать, так же, как и приводить скриншоты, на которых видны явные артефакты изображения.

Итак, начнём.

Game 1 – Wings of Fury

Тест, использующий только DirectX7-инструкции, был единственным, в котором заработали все наши 13 видеокарт.

Пост-процессинг отключен, используется трилинейная фильтрация:


В этом тесте во всех разрешениях лидирует GeForce FX 5800 Ultra. Ядро этой видеокарты работает на частоте 500 МГц, пиковая скорость заполнения может составлять до 4000 мегатекселей в секунду. Благодаря этому, GeForce FX 5800 Ultra обгоняет все остальные видеокарты в этом самом простом тесте. На втором месте идёт Radeon 9700 Pro, отстающий от GeForce FX 5800 Ultra из-за того, что его ядро работает на частоте 325 МГц, и пиковая скорость заполнения при мультитекстурировании у него составляет 2600 МТекселей в секунду.
На примере двух видеокарт – GeForce4 Ti4600 и GeForce4 Ti4800, отличающихся лишь поддержкой AGP 8x у Ti4800, мы можем видеть преимущества от использования нового интерфейса, заключающиеся в приросте производительности на 1-1.5 кадра в секунду. Вообще, тест Game 1 - Wings of Fury не использует таких объёмов текстур и массивов вершин, которые не уместились бы в 128 Мб локальной видеопамяти, поэтому преимущества от более быстрой шины AGP 8x здесь невысокие.
Что же касается объёма видеопамяти, то на примере Radeon 9500 отчётливо видно, что использование 128 Мб вместо 64 Мб памяти даёт весьма ощутимый прирост в скорости: в высоких разрешениях он составляет более 10%.
Видеокарты GeForce4 MX и Xabre 600 являются аутсайдерами данного теста. Вообще, тест Game 1 Wings of Fury – единственный, поддерживаемый видеокартами на чипах GeForce4 MX. Что же до Xabre 600, то здесь эта видеокарта работает без нареканий, хоть и показывает самую низкую скорость.

Посмотрим, какими будут результаты видеокарт при включении пост-процессинга:


Пост-процессинг поддерживается всеми видеокартами, кроме Xabre 600, в которой эта опция была недоступна, поэтому в этом тесте Xabre 600 имеет 0 кадров в секунду. Сравнивая данную диаграмму с предыдущей, мы видим, что результаты видеокарт изменились не сильно. Более того, в разрешении 1600x1200 пост-процессинг даже привёл к очень незначительному увеличению скорости. В остальном ситуация не изменилась, и первая тройка по-прежнему выглядит следующим образом: GeForce FX 5800 Ultra, Radeon 9700 Pro, GeForce4 Ti4800.

Рассмотрим, как влияет анизотропная фильтрация на производительность в Game 1 Wings of Fury.


Включение анизотропной фильтрации приводит к серьёзному падению производительности. Скорость видеокарт на чипах GeForce4 Titanium падает в 1.5 – 2 раза, такое же полуторакратное падение производительности наблюдается у видеокарт на чипах Radeon 9500 и Radeon 9700.
Что же касается видеокарты Xabre 600, то эта плата вовсе не поддерживает анизотропную фильтрацию. Среди аномалий результатов можно отметить выигрыш GeForce4 MX по сравнению с GeForce3 Ti200 и GeForce4 Ti4200-8x. Дело в том, что эта карта поддерживает степень анизотропии только до 2x, в то время, как все остальные участники выполняют анизотропную фильтрацию степени 8x. Лидером в этом тесте снова остаётся GeForce FX 5800 Ultra, производительность которого при включении анизотропной фильтрации, в зависимости от разрешения, снижается в 1.1-1.6 раз.

Посмотрим, что изменится при использовании полноэкранного сглаживания.


При включении сглаживания ситуация кардинальным образом меняется. Теперь первенство перехватывает Radeon 9700 Pro, за счёт большей пропускной способности шины видеопамяти. С увеличением разрешения разрыв в производительности Radeon 9700 Pro и GeForce FX 5800 Ultra увеличивается почти до 20%. Видеокарты GeForce4 Ti4600, Ti4800 и Ti4200-8x при включении сглаживания сильно уступают видеокартам Radeon 9500 Pro и Radeon 9500 со 128 или 64 Мб памяти. И единственное, чему могут порадоваться фанаты NVIDIA – это выигрыш видеокарты GeForce3 Ti200 у конкурента Radeon 9100 в разрешении 1024x768 и 1280x1024.
Однако, работа Radeon 9500 со 128 Мб памяти в этом тесте оказалась не совсем чистой. При запуске теста только у этой видеокарты из всех плат на чипах ATI проявляется следующий глюк: вершины некоторых полигонов рассчитываются неверно, в результате чего изображение изобилует линиями, которых не должно быть видно. Наглядно данный артефакт изображения представлен на следующем скриншоте:

В этом режиме видеокарта Radeon 9000 не смогла заработать стабильно ни в одном разрешении, поэтому из тестов она исключается, на диаграмме её показатели равны 0 кадров в секунду. В разрешении 1600x1200 не смогли заработать видеокарты с 64 Мб памяти, что вполне естественно. Видеокарта Xabre 600 могла обрабатывать полноэкранное сглаживание только по методу 2xAA, поэтому её результаты не корректно будет сравнивать с результатами остальных видеокарт. Кроме того, при включении сглаживания в 3DMark03 видеокарта Xabre 600 воспроизводит изображение только на левую половину экрана, то есть, делает половину работы. Естественно, что в таком виде играть на компьютере невозможно, так что в 3DMark03 результаты Xabre 600 со сглаживанием всерьёз рассматривать нельзя.

Следующим шагом включим совместно FSAA и анизотропную фильтрацию.


В этом режиме смогли заработать и Radeon 9000 и Radeon 9500 Pro, не прошедшие тест в предыдущий раз. Однако, видеокарта Xabre 600 не смогла пройти данный тест из-за отсутствия поддержки анизотропной фильтрации. Одновременное использование сглаживания и анизотропной фильтрации привело к тому, что явного лидера во всех разрешениях нет. До разрешения 1600x1200 видеокарты GeForce FX 5800 Ultra и Radeon 9700 Pro идут практически «ноздря в ноздрю», и лишь в 1600x1200 видеокарта Radeon 9700 Pro вырывается вперёд.
Видеокарты GeForce4 MX440-8x и Radeon 9000 при включении FSAA и анизотропной фильтрации могут работать в разрешении до 1024x768 включительно, потому что в 1280x1024 они уже отключают сглаживание. В этом разрешении, как и в 1600x1200 их результаты приравниваются к нулю. В разрешении 1600x1200 из соревнований так же выбывают Radeon 9100 и Radeon 9500 с 64 Мб памяти.
Отдельно хочется сказать про Radeon 9500 Pro. Эта видеокарта при столь высокой нагрузке на видеопамять уверенно держит третье место во всех разрешениях, обгоняя платы на GeForce4 Ti4600 и Ti4800 почти в два раза.

Итак, первый игровой тест, Wings of Fury, показал результаты, которые справедливы для авиасимуляторов, работающих через DirectX 7. Однако, я не могу сказать, что этот тест отражает производительность во всех DirectX 7 играх. И при этом Wings of Fury – единственный DirectX 7 тест в 3DMark03.

Пришло время переходить к следующим тестам, требующим от видеокарт поддержки DirectX 8.

Game 2 - Battle of Proxycon

Более сложный тест, Battle of Proxycon, использует пиксельные и вершинные шейдеры DirectX 8.1. Из тестирования автоматически выбывает GeForce4 MX440-8x, не поддерживающая DirectX 8. Одним игроком стало меньше, посмотрим, как распределятся места.

Начнём с самого простого – трилинейная фильтрация, без пост-процессинга.


Тест Battle of Proxycon использует пиксельные шейдеры версии 1.4, позволяющие рассчитывать сцену за меньшее число проходов, чем при использовании пиксельных шейдеров версии 1.1. Сам тестовый пакет 3DMark03 не требует, чтобы видеокарта поддерживала пиксельные шейдеры версии 1.4 для запуска теста Game 2 – Battle of Proxycon. Поэтому, если видеокарта имеет поддержку пиксельных шейдеров только версии 1.1, то 3DMark03 будет использовать их при воспроизведении сцены, осуществляя рендеринг за большее число проходов.
Вполне естественно, что здесь видеокарты на чипах Radeon 9500, Radeon 9500 Pro и Radeon 9700 Pro заметно выигрывают в скорости по сравнению с платами на GeForce4 Titanium. И самый медленный Radeon 9500 с 64 мегабайтами памяти почти во всех разрешениях обгоняет GeForce4 Ti4800.
Первое место в Battle of Proxycon снова занимает GeForce FX 5800 Ultra, показывая лучшие результаты во всех разрешениях. На втором месте – Radeon 9700 Pro, и на третьем месте – Radeon 9500 Pro. Все эти видеокарты поддерживают пиксельные шейдеры версии 1.4, и разница в скорости между ними образуется исключительно за счёт разницы в тактовых частотах и числе работающих конвейеров.
Довольно интересно, что в данном тесте Radeon 9000 работает быстрее, чем Radeon 9100. Причина этого снова в пиксельных шейдерах, а точнее в том, как они реализованы. Графический чип Radeon 9000 был выпущен намного позже, чем Radeon 8500, который в последствии был переименован в Radeon 9100. И блоки пиксельных шейдеров в Radeon 9000 были усовершенствованы по сравнению с Radeon 9100. А так так скорость исполнения пиксельных шейдеров в тесте Battle of Proxycon существенно влияет на производительность, то Radeon 9000 обгоняет Radeon 9100, несмотря на меньшее число текстурных модулей и меньший пиковый филлрейт. Однако, почему GeForce3 Ti200, не имея поддержки пиксельных шейдеров версии 1.4 и работая на более низких частотах, чем Radeon 9100 и Radeon 9000, выигрывает у обоих этих видеокарт, я объяснить затрудняюсь.
Самые низкие результаты – у видеокарты Xabre 600. Но скорость – не самое страшное. Эта видеокарта не может воспроизвести динамическое освещение в сцене. Она так же имеет проблемы с наложением текстур, в результате чего на объектах появляются артефакты в виде чёрных точек и полосок.

Это говорит о том, что программисты SiS недостаточно времени проводят за написанием драйверов XMinator, и им есть ещё к чему стремиться :).
Во втором игровом тесте артефакты изображения видны не только у Xabre 600, но и у видеокарт на чипах NVIDIA GeForce4 Titanium. Здесь артефакты изображения не такие заметные, как у Xabre 600, но тоже неприятные. Так, например, если мы посмотрим на ореолы от выстрелов или от пламени реактивных сопел, то заметим резкие цветовые переходы, которых не видно при работе других видеокарт:

Можно предположить, что эти переходы образуются за счёт того, что GeForce4 Titanium использует в 3DMark03 компрессию текстур или перевод их в 16-битный формат, чтобы поднять скоростные показатели.

Посмотрим на скорости видеокарт при включении пост-процессинга.


При включении пост-процессинга в Battle of Proxycon во всех разрешениях скорость снижается, то есть улучшение качества изображения здесь оказалось не таким «бесплатным», как в Game 1 – Wings of Fury. В остальном, общая картина не меняется: во всех разрешениях уверенно лидирует GeForce FX 5800 Ultra, второе место занимает Radeon 9700 Pro, на третьем месте находится Radeon 9500 Pro. На примере Radeon 9500 отчётливо становится видно преимущество 128 мегабайт локальной памяти перед 64 мегабайтами – 128-мегабайтный вариант видеокарты оказался почти в полтора раза быстрее. Без использования пост-процессинга эта разница была заметно ниже.

Ну что же, включим анизотропную фильтрацию…


Использование анизотропной фильтрации привело к тому, что из теста выбыла ещё одна видеокарта - Xabre 600, которая не поддерживает данный метод фильтрации текстур. Лидирующую позицию по-прежнему занимает GeForce FX 5800 Ultra, с небольшим отрывом от неё идёт Radeon 9700 Pro. Обе видеокарты при использовании анизотропной фильтрации снизили свою скорость почти в 1.5 раза, но сохранили свои позиции.
Видеокарты Radeon 9000 и Radeon 9100 в этом тесте показывают большую скорость, чем GeForce3 Ti200 - всё же падение скорости при применении этого метода фильтрации у Radeon 9100 и 9000 намного меньше, чем у GeForce3 Ti200. Но вот почему GeForce3 Ti200 обгоняет GeForce4 Ti4200-8x, объяснить трудно. Более новая видеокарта GeForce4 Ti4200-8x имеет более мощное ядро, работает на более высоких частотах и использует интерфейс AGP8x (вместо AGP4x, используемого на GeForce3 Ti200). Поэтому более высокую скорость при использовании анизотропной фильтрации можно объяснить, лишь сделав предположение, что компания NVIDIA для GeForce3 Ti200 форсировала использование более низких степеней анизотропной фильтрации вместо 8x. Иначе GeForce3 Ti200 просто не может быть быстрее, чем GeForce4 Ti4200-8x.

Тест Game 2 – Battle of Proxycon использует примерно 87 Мб видеопамяти под текстуры и буфер вершин. Попробуем дополнительно загрузить видеопамять, используя сглаживание 4SAA 4x.


И снова с большим отрывом на первое место вырывается GeForce FX 5800 Ultra. В разрешении 1024x768 эта видеокарта работает быстрее, чем Radeon 9700 Pro, занимающий второе место, в 1.8 раза! Третье место занимает Radeon 9500 Pro, и лишь с небольшим отставанием от неё на четвёртом месте находится GeForce4 Ti4800.
Здесь, так же, как и в Game 1 Wings of Fury, при использовании сглаживания 4sAA, видеокарта Radeon 9000 работала нестабильно и тесты не прошла, поэтому её результаты во всех разрешениях приравниваются к нулю. Видеокарта Xabre 600 при включении сглаживания снова воспроизводит сцену на половину экрана, так что результаты этой платы можно считать недействительными.

Весьма забавно, не правда ли? :)

Пришло время включить одновременно и сглаживание 4sAA и анизотропную фильтрацию, максимально увеличив нагрузку на видеокарты.


Ситуация вполне предсказуемая: GeForce FX 5800 Ultra - на первом месте, Radeon 9700 Pro - на втором месте, Radeon 9500 Pro – на третьем. При столь высокой нагрузке объём видеопамяти имеет уже большое значение, и мы видим это на примере Radeon 9500, где 128-мегабайтная версия показывает значительное преимущество в скорости перед 64-мегабайтной. Остальные результаты в комментариях не нуждаются.

Как утверждает сама компания Futuremark, одного теста Game 2 - Battle of Proxycon не достаточно для анализа скорости видеокарты в DirectX 8 приложениях. Третий игровой тест, Game 3 – Troll’s Lair использует те же технологии, что и Game 2, но имеет некоторые отличия. А значит – переходим к Game 3 – Troll’s Lair.

Game 3 – Troll’s Lair

Первым делом, запустим этот тест с трилинейной фильтрацией.


В отличие от теста Battle of Proxycon, здесь GeForce FX 5800 Ultra лидирует с менее явным преимуществом, вырывая у Radeon 9700 Pro буквально каждый кадр. :)
Видеокарты на чипах Radeon 9500 Pro и Radeon 9500 ведут себя более уверенно, чем в тесте Battle of Proxycon. Особенно это проявляется в разрешении 800x600, где самая младшая DirectX 9-совместимая видеокарта – Radeon 9500 с 64 Мб памяти почти в 1.5 раза обгоняет GeForce4 Ti4800 – самую мощную видеокарту на ядре GeForce 4. С увеличением разрешения разрыв в производительности снижается, но позиции видеокарт в диаграмме не меняются, и соотношение сил остаётся прежним. Видеокарта Radeon 9000 в тесте Game 3 – Troll’s Lair обгоняет Radeon 9100, и это неудивительно, ведь третий игровой тест с теоретической точки зрения очень похож на второй игровой тест: он так же интенсивно использует пиксельные шейдеры версии 1.4, которые на Radeon 9000 исполняются быстрее.
В этом тесте у Xabre 600 проявляются те же артефакты, что и в предыдущем игровом тесте, так что и без того низкие результаты скорости данной видеокарты можно даже не брать в расчет. Если бы на месте Game 3 – Troll’s Lair была настоящая компьютерная игра, то играть с такими артефактами изображения, как на Xabre 600, было бы просто невозможно…

Следующим шагом включим пост-процессинг.


Включение пост-процессинга не приводит к изменению первых трёх позиций в результатах. Как и ранее, первое место здесь принадлежит GeForce FX 5800 Ultra, второе место – Radeon 9700 Pro и третье место – Radeon 9500 Pro. Зато теперь, когда нагрузка на видеопамять подросла, мы можем видеть, насколько существенной является разница в скорости между 64-мегабайтной и 128-мегабайтной версиями Radeon 9500. Конечно, 64 мегабайта памяти для данного теста уже мало, и поэтому 64-мегабайтный Radeon 9500 в разрешениях выше 800x600 проигрывает 128-мегабайтным GeForce4 Ti4600 и Ti4800, а в разрешениях выше 1280x1024 уступает ещё и видеокарте GeForce4 Ti4200-8x.

Посмотрим, как изменится ситуация при включении анизотропной фильтрации.


В этом тесте разница в производительности между GeForce FX 5800 Ultra и Radeon 9700 Pro остаётся небольшой, но GeForce FX 5800 Ultra, по-прежнему, не уступает первое место. Видеокарта Radeon 9500 Pro занимает третье место, отстав от Radeon 9700 Pro, как говорится, всего лишь на шаг.
Стоит обратить внимание, что в этом тесте видеокарта GeForce3 Ti200 с повышением разрешения сокращает отставание в производительности от GeForce4 Ti4200-8x. В разрешении 1600x1200 обе эти видеокарты показывают одинаковую производительность, несмотря на различные частоты ядра и памяти а так же на различия в архитектуре GPU. Разумеется, это вовсе не означает, что GeForce3 Ti200 будет сопоставима по скорости с GeForce4 Ti4200-8x в современных играх. Забавная ситуация. Особенно если вспомнить, что во втором игровом тесте со включённой анизотропной фильтрацией видеокарта GeForce3 Ti200 обгоняла видеокарту GeForce4 Ti4200-8x.

Перейдём к результатам тестирования с анизотропной фильтрацией и сглаживанием 4sAA.


Удивительно, но при включении сглаживания 4sAA производительность видеокарт на чипах от ATI падает сильнее, чем у видеокарт на чипах NVIDIA. В результате разрыв между GeForce FX 5800 Ultra и Radeon 9700 Pro возрастает (в пользу GeForce FX), а между GeForce4 Ti4800 и Radeon 9500 сокращается. В итоге третье и четвёртое места занимают Radeon 9500 Pro и Radeon 9500 128 Мб соответственно, а на пятом месте – GeForce4 Ti4800 (эта видеокарта выигрывает у Radeon 9500, имеющего всего 64 Мб видеопамяти). Однако, в высоких разрешениях видеокарта GeForce4 Ti4800 догоняет даже 128-мегабайтный Radeon 9500.
В разрешении 800x600 видеокарта Xabre 600 выигрывает у GeForce3 Ti200, но как было сказано ранее, здесь Xabre 600 воспроизводит картинку на половину экрана, так что результаты этой видеокарты можно смело делить пополам :).

Теперь пришло время включить одновременно сглаживание 4sAA и анизотропную фильтрацию.


В принципе, расстановка позиций аналогична тесту Game 2 – Battle of Proxycon при включенной анизотропной фильтрации и сглаживании. Точно так же первое место во всех разрешениях занимает GeForce FX 5800 Ultra, второе место – Radeon 9700 Pro, третье место - у платы Radeon 9500 Pro. Видеокарты на чипах GeForce4 Titanium в этом тесте могут соперничать разве что с Radeon 9100 и Radeon 9000. Ну а если учитывать, что разница в скорости между GeForce3 Ti200 и Radeon 9500 Pro составляет 2-3 кадра в секунду, и при этом у Radeon 9500 Pro в разных разрешениях скорость меняется от 3.1 до 9.3 кадров в секунду, то все разговоры о скорости видеокарт становятся бессмысленными. Скорости слишком малы, чтобы их сравнивать.

На этом мы попрощаемся с DirectX 8 тестами Game 2 и Game 3 и перейдём к последнему игровому тесту – Game 4 – Mother Nature.

Game 4 – Mother Nature

Следующий тест, Game 4 – Mother Nature, для запуска требует поддержки видеокартой стандарта DirectX 9. Это означает, что из тринадцати тестируемых нами видеокарт, в нём примут участие лишь пять: Radeon 9700 Pro, Radeon 9500 Pro, Radeon 9500 со 128 и 64 мегабайтами памяти и GeForce FX 5800 Ultra. Как говорится, в бой идут одни старики :).


Видеокарта на чипе NVIDIA GeForce FX 5800 Ultra успешно противостоит четырём платам на чипах ATI Radeon. И в этом тесте GeForce FX 500 Ultra снова занимает первое место, с существенным отрывом опережая Radeon 9700 Pro. Третье, четвёртое и пятое место распределены вполне закономерно: Radeon 9500 Pro, Radeon 9500 128 Мб и Radeon 9500 64 Мб.
Тест Game 4 – Mother Nature использует 54 Мб видеопамяти под буфер вершин, 50 Мб под текстуры и ещё 9 Мб под буфер индексов. Таким образом, сцена четвёртого игрового теста занимает в видеопамяти около 113 Мб, почти в 1.7 раз больше, чем может уместить в локальной памяти Radeon 9500 с 64 Мб DDR SDRAM. Этой видеокарте приходится подгружать дополнительную информацию из системной памяти через AGP.
Однако, разница в производительности между 64-мегабайтной и 128-мегабайтной версиями видеокарты достаточно невелика, в общем, как и в остальных трёх игровых тестах, где не используется пост-процессинг, сглаживание 4x или анизотропная фильтрация. Этот факт говорит о том, что в простейшем случае, когда не используется анизотропная фильтрация или сглаживание, по большому счёту не важно, имеет ли видеокарта 64 или 128 Мб памяти. Преимущества от дополнительных 64 Мб здесь не существенны, даже в сценах с тяжёлой геометрией и большим объёмом текстур. И, как видно по результатам, даже не имеет большого значения, использует ли сцена функции DirectX 7, DirectX 8 или DirectX 9.

Следующим шагом задействуем пост-процессинг.


Включение пост-процессинга в этом, самом сложном, игровом тесте, увеличивает разницу в производительности между всеми видеокартами, во всех разрешениях, кроме 1600x1200. Плата GeForce FX 5800 Ultra снова на высоте, и особенно сильно разница в производительности между GeForce FX 5800 Ultra и Radeon 9700 Pro видна в разрешении 1600x1200. Здесь, как и в разрешении 1280x1024, работают только 128-мегабайтные видеокарты. И разница в скорости между Radeon 9500 128 Мб и Radeon 9700 Pro составляет всего 0.6 кадра в секунду. То есть, различие в производительности между двумя этими видеокартами не пропорционально и на фоне результатов предыдущих тестов выглядит своеобразной аномалией. Но откуда берётся такое большое падение скорости при переходе от разрешения 1280x1024 к 1600x1200?
С одной стороны, в этом разрешении нагрузка на видеопамять возрастает, и видеокартам приходится подкачивать информацию из локальной памяти через интерфейс AGP 8x. Но как мы уже успели убедиться в предыдущих тестах и особенно в Game 4 – Mother Nature без пост-процессинга и анизотропной фильтрации, скорость в этом случае падает не столь катастрофически: видеокарты Radeon 9500 со 128 и 64 Мб памяти не сильно отличаются в скорости. С другой стороны, при включении пост-процессинга эта разница в производительности увеличивается, особенно это заметно в разрешении 1024x768. Анализируя падение скорости из-за нехватки локальной видеопамяти, я могу допустить, что в разрешении 1600x1200 видеокарты на чипах Radeon 9500, Radeon 9500 Pro и Radeon 9700 Pro будут работать в 1.5-2 раза медленнее, чем в разрешении 1280x1024, но никак не в 2-3 раза. Скорее всего, причина столь низкой скорости кроется в недостаточно доработанных драйверах ATI, но всё это – не более чем догадки, и делать выводы об ошибках в чипах Radeon 9x00 на основе одного теста 3DMark03 было бы некорректно.

Перейдём к сравнению производительности в тесте с включённой анизотропной фильтрацией.


Первое место по-прежнему занимает GeForce FX 5800 Ultra, второе – Radeon 9700 Pro. На примере двух видеокарт Radeon 9500 с разным объёмом установленной видеопамяти, мы видим, что и здесь прирост от использования дополнительных 64 Мб видеопамяти невысок. Видеокартам в любом случае приходится перекачивать информацию через AGP шину, и все они ощущают нехватку локальной памяти. Однако, 64 Мб недостаточно для запуска теста в разрешении 1600x1200 с включённой анизотропной фильтрацией, и это – более существенное ограничение, чем те 0.5-1.2 кадра в секунду, являющиеся разницей в скорости между 64 Mb 128 Мб версиями видеокарт.

Следующим этапом запустим тест со включённым сглаживанием.


Этот тест видеокарта Radeon 9500 с 64 Мб видеопамяти не прошла, что неудивительно, учитывая, какой объём памяти потребуется для запуска Game 4 – Mother Nature со сглаживанием по методу 4SAA. Так как во всех предыдущих тестах со сглаживанием 64-мегабайтная версия Radeon 9500 работала без особых проблем, по крайней мере, в разрешении до 1600x1200, то можно сделать вывод, что 3DMark03 требует, чтобы видеокарта хранила в локальной памяти помимо буфера кадра еще и буфер вершин. В тестах Game 1, Game 2 и Game 3 он занимает, соответственно, 6, 6 и 19 Мб, а в Game 4 – несравнимо больше, целых 54 Мб, поэтому неудивительно, что при включении сглаживания, когда объём буфера кадра увеличивается, в локальной памяти 64-мегабайтной видеокарты не остаётся места для 54 Мб вершин, и 3DMark03 не может запустить Game 4 со сглаживанием на Radeon 9500 с 64 Мб памяти.

Ну что же, пришло время запустить самый сложный тест, Game 4 – Mother Nature, в самых тяжёлых для видеокарт условиях – со включенным сглаживанием 4SAA и анизотропной фильтрацией. Посмотрим, что из этого выйдет.


В этом, самом сложном тесте из всех, проведённых нами, опять-таки лучше всех себя проявляет GeForce FX 5800 Ultra. Видеокарта Radeon 9700 Pro отстаёт от лидера максимум на 2.3 кадра в секунду, но на первое место так и не вырывается. Третье и четвёртое места заслуженно делят между собой Radeon 9500 Pro и Radeon 9500 со 128 Мб памяти (64-мегабайтная версия этой платы не может пройти тест Game 4 – Mother Nature с включённым сглаживанием и анизотропной фильтрацией).

В общем, тест Game 4 – Mother Nature продемонстрировал нам, что в сложных DirectX 9 приложениях лидерство остаётся за видеокартами на чипах NVIDIA GeForce FX 5800 Ultra. Скорость этой платы во всех тестах оказалась выше, чем у конкурентов. В процессе тестирования в сцене Game 4 – Mother Nature не было обнаружено ни одного артефакта изображения ни на одной из пяти видеокарт. Вообще, Game 4 – Mother Nature – весьма спорный тест. Слишком сложная сцена, имеющая в одном кадре больше геометрии, чем во всех имеющихся на сегодня играх, сцена, использующая не все инструкции стандарта DirectX 9, - она даёт нам лишь образное понятие того, насколько современные видеокарты готовы к работе в столь тяжёлых условиях. Из тринадцати видеокарт, прошедших первый тест Game 1 – Wings of Fury, к последнему тесту Game 4 – Mother Nature остались лишь пять (остальные отсеялись, так как все они не поддерживают DirectX 9), но даже из этих пяти видеокарт одна не смогла работать при использовании сглаживания (из-за наличия только 64 Мб видеопамяти), а одна отказалась работать при использовании анизотропной фильтрации. Печальная картина.

Ну что же, от игровых тестов перейдём к синтетическим. Они помогут нам оценить производительность видеокарт с точки зрения поддерживаемых ими функций.

CPU Tests

Два теста CPU Test 1 и CPU Test 2 запускались в разрешении 640x480, чтобы снизить зависимость результатов от производительности видеокарты, в частности, от её скорости заполнения. Оба этих теста используют игровые сцены Game 1 и Game 3 (без использования пиксельных шейдеров и динамических теней). По утверждению компании Futuremark, результаты тестов процессора всё же зависят от видеокарты. Насколько велика эта зависимость, мы сейчас и выясним.


Как видно, зависимость от видеокарты в тестах процессора достаточно существенная. И тест «CPU Test 1» стал первым и единственным, где выигрывает… Xabre 600. Честно говоря, я этого не ожидал. Видеокарта Xabre 600 в первом тесте процессора обгоняет GeForce FX 5800 Ultra на 4,7 кадра в секунду. Вообще-то, в тестах процессора производительность лидеров игровых тестов выглядит неубедительной. К примеру, GeForce FX 5800 Ultra уступает всем видеокартам на чипах GeForce4 Titanium и даже GeForce3 Ti200, а Radeon 9700 Pro проигрывает видеокартам Radeon 9500 Pro и Radeon 9500 с 64 и 128 Мб видеопамяти. Да уж, действительно, показатели тестов процессора зависят от видеокарты, но зависимость эта никак не связывается с производительностью видеокарт в игровых тестах. Из приведённых результатов я могу сделать лишь один вывод: тестам процессора, встроенным в 3DMark03 не стоит доверять. Возможно, при тестировании разных процессоров на одной и той же видеокарте они и будут отражать реальную производительность CPU, но вот при использовании разных видеокарт оценивать скорость CPU невозможно.

FillRate

Тесты скорости заполнения (FillRate) запускались в разрешении 1024x768 при стандартных установках 3DMark03 и драйверов.


Результаты теста скорости заполнения немного вводят в заблуждение.
В режиме Single-Texturing, когда на одну поверхность накладывается не более одной текстуры, Radeon 9700 Pro занимает первое место. Имея восемь пиксельных конвейеров, он обеспечивает максимальную скорость заполнения в режиме простого текстурирования равной 2600 МTexels/sec, тогда как GeForce FX 5800 Ultra с четырьмя пиксельными конвейерами – всего 2000 MTexels/sec. Зато при мультитекстурировании ситуация меняется, и за счёт большей тактовой частоты GeForce FX 5800 Ultra (500 МГц) удаётся обогнать Radeon 9700 Pro (325 МГц) более чем на 1000 MTexels/sec.
Третье место в режиме Single-Texturing занимает Radeon 9500 со 128 Мб памяти. За счёт чего эта видеокарта смогла обогнать плату на Radeon 9500 Pro, имеющую ту же частоту ядра 275 МГц, но вдвое большее число пиксельных конвейеров – восемь против четырёх у обычного Radeon 9500 (не-Pro)? Шина памяти у Radeon 9500 со 128 мегабайтами памяти – 256-битная, а у Radeon 9500 Pro – 128-битная, как и у Radeon 9500 с 64 мегабайтами памяти. Более широкая шина памяти и определяет скоростное преимущество 128-мегабайтного Radeon 9500 перед Radeon 9500 Pro и Radeon 9500 с 64 мегабайтами памяти.

В режиме мультитекстурирования на третьем месте уверенно держатся видеокарты на чипах NVIDIA GeForce4 Ti4600 и Ti4800.
Здесь они, имея четыре пиксельных конвейера с двумя текстурными модулями на каждом и высокие тактовые частоты (300 МГц), обгоняют Radeon 9500, Radeon 9500 Pro и прочие видеокарты, но не достигают результатов Radeon 9700 Pro в силу более узкой 128-битной шины памяти. В режиме мультитекстурирования Radeon 9500 тормозится 128-битной шиной памяти и, имея всего 4 пиксельных конвейера с одним текстурным модулем на каждом, проигрывает даже GeForce4 Ti4200-8x и Xabre 600 с четырьмя пиксельными конвейерами по два TMU.
Вообще, Xabre 600 повторно удалось удивить меня, поскольку в тесте скорости заполнения с использованием мультитекстурирования эта видеокарта оказалась сразу после GeForce FX 5800 Ultra, Radeon 9700 Pro, GeForce4 Ti4600 и Ti4800, обогнав всех остальных конкурентов. Очень жаль, что в игровых тестах мы не видели от этой видеокарты такой высокой производительности. Но всему есть свои объяснения. Видеочип Xabre 600, так же как и GeForce4 Titanium, имеет четыре пиксельных конвейера, на каждом из которых установлено по два текстурных модуля. Ядро видеокарты работает на частоте 300 МГц, то есть, по скорости наложения текстур Xabre 600 аналогичен GeForce4 Ti4600, с той лишь разницей, что частота памяти на Xabre 600 более низкая – 600 МГц против 650 МГц на GeForce4 Ti4600/Ti4800. Поэтому вполне закономерно, что в режиме мультитекстурирования Xabre 600 показывает себя с лучшей стороны. Но почему тогда мы не видим столь же высоких результатов в тесте FillRate при наложении одной текстуры на пиксель? Дело в том, что Xabre 600 имеет слишком медленный контроллер памяти. При наложении одной текстуры на пиксель в тесте Fill-Rate производится большее число обращений к видеопамяти, чем при мультитекстурировании (каждый раз видеочип читает из памяти цвет пикселя, затем накладывает на него цвет пикселя более близкой поверхности, к тому же ещё и прозрачной, и так происходит 63 раза, для всех 64 плоских поверхностей). То есть, повышенная нагрузка на видеопамять приводит к тому, что Xabre 600 при наложении одной текстуры на пискель проигрывает видеокартам на чипах GeForce4 Titanium, имеющих более быстрые, сдвоенные контроллеры памяти.

Ещё одно интересное явление – Radeon 9100 и Radeon 9000. При использовании Single-текстурирования Radeon 9000, работая на частоте 250 МГц, обгоняет видеокарту Radeon 9100 с частотой 275 МГц. Память у Radeon 9100 работает на частоте 550 МГц, тогда как у Radeon 9000 – на 500 МГц, и причина, по которой в режиме простого текстурирования Radeon 9000 оказывается быстрее, скрыта, разве что, в оптимизации этого чипа, поскольку он был выпущен позже Radeon 9100. А вот при мультитекстурировании Radeon 9100 оказывается быстрее, поскольку имеет по два текстурных модуля на каждом пиксельном конвейере, а Radeon 9000 – по одному.
В общем, полученная диаграмма результатов соответствует действительности и сопоставима с заявленными пиковыми скоростями заполнения видеочипов.

Vertex Shader

Этот тест требует аппаратной поддержки вершинных шейдеров, поэтому видеокарта GeForce MX440-8x, выполняющая вершинные шейдеры программно, не участвует в тестировании. Однако, видеокарте Xabre 600, так же выполняющей вершинные шейдеры на программном уровне с помощью технологии Vertexlizer, удалось обмануть 3DMark03 и принять участие в тестировании :).


И что же мы видим? Ещё один тест, в котором Radeon 9700 Pro оказывается на первом месте. Действительно, обработка вершинных шейдеров у видеокарт на чипах Radeon 9700 Pro, Radeon 9500 Pro и Radeon 9500, судя по тестам, оказывается очень быстрой. Прочие видеокарты, не считая GeForce FX 5800 Ultra, оказываются не в состоянии конкурировать с новинками от ATI. Отлично, есть с чем поздравить фанатов продукции компании ATI ;).
На шестом месте, после четырёх видеокарт на чипах Radeon 9x00 и GeForce FX, мы видим GeForce4 Ti4600 и GeForce4 Ti4800. Обе этих платы показывают одинаковую производительность, чуть более высокую, чем у Radeon 9100. И это, опять же, легко объяснить, если посчитать число конвейеров в каждом чипе, отвечающих за исполнение вершинных шейдеров. У GeForce4 Titanium таких блоков два, у Radeon 9700 Pro, Radeon 9500 Pro и Radeon 9500 таких блоков – четыре, поэтому GeForce4 здесь проигрывает конкурентам в лице видеокарт на чипах Radeon 9x00.
Xabre 600, выполняя операции с вершинными шейдерами на программном уровне, не достаёт даже до GeForce4 Ti4200-8x, а ведь мы использовали достаточно мощный процессор – Pentium 4 2.8 ГГц.
Самую низкую производительность в обработке вершинных шейдеров показывает видеокарта GeForce3 Ti200, что совершенно неудивительно, поскольку она основана на первом GPU от NVIDIA с аппаратной поддержкой вершинных шейдеров, имеет всего один вершинный конвейер и, вдобавок, работает на самой низкой частоте из всех протестированных видеокарт – 175 МГц.

Судя по результатам, тест Vertex Shader представляет собой достаточно точный инструмент для измерения скорости выполнения операций с вершинными шейдерами. И, как я считаю, этот тест вполне пригоден для использования, поскольку отображаемые результаты соответствуют теоретическим характеристикам.

Pixel Shader 2.0

Данный тест определяет производительность системы при расчёте операций с пиксельными шейдерами версии 2.0. Естественно, что этот тест не может быть запущен на видеокартах, не поддерживающих DirectX 9, поэтому здесь присутствуют лишь результаты видеокарт Radeon 9700 Pro, Radeon 9500 Pro, Radeon 9500 и GeForce FX 5800 Ultra.


Судя по результатам, компании NVIDIA ещё предстоит долго работать над GPU и драйверами, поскольку все видеокарты на чипах ATI серии R300 сумели обогнать GeForce FX 5800 Ultra (последняя уступает даже видеокарте Radeon 9500 с 64 мегабайтами памяти). Очередной триумф ATI, не больше и не меньше :).

Ragtroll

Тест Ragtroll является чем-то необычным и новым в тестовом пакете 3DMark03. Он демонстрирует, насколько хорошо система может распределять нагрузку между видеокартой и центральным процессором. Посмотрим на результаты.


Ну что же, очередной тест, из которого ATI выходит победителем. Видеокарты на Radeon 9700 Pro и Radeon 9500 Pro обгоняют даже видеокарту GeForce FX 5800 Ultra, оказавшуюся на третьем месте. Видеокарты GeForce4 Titanium здесь уступают даже плате Radeon 9500 c 64 мегабайтами памяти. Хуже всех показывает себя Xabre 600, имеющий программную эмуляцию вершинных шейдеров и, учитывая сложность сцены, это не удивительно.

Выводы

Итак, мы протестировали тринадцать видеокарт, начиная от недорогих GeForce3 Ti200 и Radeon 9100, и заканчивая новейшей платой GeForce FX 5800 Ultra. Конечно, судить по результатам одного лишь теста 3DMark03 о производительности в играх нельзя, но какие можно сделать выводы из всех приведённых выше диаграмм?
Прежде всего, стоит поздравить компанию NVIDIA, а точнее – её программистов. На драйверах 42.68 видеокарта GeForce FX 5800 Ultra обогнала своего главного соперника – Radeon 9700 Pro почти во всех игровых тестах и во всех разрешениях. Я не буду говорить о соотношениях цена/скорость для этих двух лидеров сегодняшнего рынка видеокарт, поскольку цена GeForce FX 5800 Ultra сейчас ещё не известна, да и что можно сказать, когда дело касается безумно дорогих игровых видеокарт.
Особенно хочется отметить видеокарту на чипе Radeon 9500 Pro. Эта плата показала себя весьма достойно во всех игровых и теоретических тестах, по праву занимая во многих из них третье место после лидеров – Radeon 9700 Pro и GeForce FX 5800 Ultra. На примере видеокарт с чипом Radeon 9500 мы увидели, что объём видеопамяти на плате, как и ширина шины видеопамяти, не всегда заметно влияют на производительность, и в некоторых тестах эти две платы показывают практически одинаковые результаты.
Видеокарты на чипах GeForce4 Titanium, конечно же, ещё рано списывать со счетов и причислять к устаревшим моделям. Это достаточно мощные игровые карты, которые, к сожалению, не поддерживают пиксельные шейдеры версии 1.4 и вершинные шейдеры версии 2.0. Из-за этого видеокарты на чипах GeForce4 Ti4200-8x, Ti4600 и Ti4800 хорошо показывают себя в первом игровом тесте Game 1 – Wings of Fury (не использующем пиксельные шейдеры) и некоторых теоретических тестах, но когда дело доходит до более сложных Game 2 и Game 3 – здесь эти платы проигрывают соперникам на чипах Radeon 9500 / 9500 Pro / 9700 Pro. Но тут уж ничего не поделаешь.
Отдельно хочу упомянуть Xabre 600. Единственным достоинством этой видеокарты я считаю то, что она вообще заработала в 3DMark03. Конечно же, можно лишний раз улыбнуться, посмотрев на диаграмму 3DMark CPU Tests, где Xabre 600 обгоняет Radeon 9700 Pro и GeForce FX 5800 Ultra, но это не более чем ошибка (или особенность?) тестового пакета. Учитывая все артефакты изображения на Xabre 600, например, отрисовку сцены на половину экрана, я могу сделать лишь один вывод: эту видеокарту и близко нельзя подпускать к 3DMark03.
Что же касается остальных видеокарт, таких как GeForce4 MX440-8x, GeForce3 Ti200, Radeon 9100 и Radeon 9000, то тестовый пакет 3DMark03 ясно даёт нам понять, что удел этих плат – тест Game 1 Wings of Fury, и не более того. В намного более сложных тестах, Game 2 и Game 3, эти видеокарты показывают слишком низкую скорость, и оценивать их скоростные показатели в сравнении с другими, более современными графическими картами, я считаю некорректно. Да и сама компания Futuremark заявляет, что для подобных устаревших видеокарт сгодится лишь первый игровой тест.

Подводя общую черту под всем сказанным выше, я хочу сказать, что тестовый пакет 3DMark03 является слишком «новым» и слишком «тяжелым» для большинства более-менее современных видеокарт, но уже сегодня, как показали наши исследования, его можно применять для сравнения производительности современных DirectX 9 – ускорителей. И, несмотря на все оговорки, я надеюсь, что в скором времени 3DMark03 всё же станет таким же стандартом де’факто в тестировании видеокарт, как и 3DMark2001 SE.