Возвращение S3 Graphics: обзор DeltaChrome

Введение

S3 Graphics. Это имя может многое сказать старшему поколению энтузиастов ПК, поскольку в те времена большинство персональных компьютеров оснащалось видеоадаптерами от этой компании. Вероятно, каждый, кто интересовался аппаратным обеспечением в то время, может без труда вспомнить такие названия, как S3 Trio и S3 Virge.

С наступлением эпохи 3D, вслед за такими известными разработчиками, как 3Dfx, ATI и NVIDIA, компания выпустила на рынок довольно удачный с технической точки зрения чип S3 Savage3D. Стоит отметить, что S3 была пионером в области применения компрессии текстур, что позволяло вышеупомянутым решениям обрабатывать текстуры высокого разрешения при незначительном падении производительности. Один из методов компрессии текстур до сих пор носит название S3TC, что указывает на его происхождение. Первой игрой, поддерживающей S3TC, стал Unreal, а в комплект поставки другой игры от Epic, Unreal Tournament, даже входил отдельный CD с набором текстур высокого разрешения, позволявший владельцам видеоадаптеров S3 Savage3D и Savage4 насладиться высококачественными четкими текстурами.
Однако, Savage3D так и не обрел причитающейся ему по праву популярности. В то время почти никто из разработчиков игр не обратил внимания на возможности, предоставляемые S3TC, а "сырые" драйверы стали настоящим проклятием для всех обладателей этих видеоадаптеров.
Увы, следующая разработка компании, S3 Savage4, повторила судьбу Savage3D. Несмотря на то, что производительность его была сравнительно высокой, а качество изображения - одним из лучших в своем классе, постоянные проблемы с драйверами сделали свое дело - новинка от S3 вновь не смогла обрести широкой популярности.

Конец 1999 года. Компания NVIDIA торопится закончить работу над новым видеочипом GeForce 256, который, по ее заявлениям, должен стать настоящей революцией в области трехмерной графики. Официальный анонс запланирован на 1 сентября 1999 года. Неожиданно, 30 августа S3 Graphics объявляет Savage2000 – первый в мире графический процессор, обладающий аппаратными возможностями по обработке геометрии! Всего 1 день, но все старания NVIDIA были перечеркнуты расторопностью конкурента . Казалось бы, это момент стал моментом триумфа S3...
Увы, все оказалось не так радужно. Блок S3T&L оказался буквально недоведенным "до ума", и карты на базе Savage2000 поставлялись с отключенным T&L, что сводило на нет все преимущества нового решения. Впоследствии компании так и не удалось заставить заработать блок S3T&L в полную силу.

S3 постепенно теряла свои позиции, и, наконец, 11 апреля 2000 года было объявлено, что графическое подразделение компании будет продано VIA Technologies приблизительно за $323 миллиона. В ходе реструктуризации S3 преобразовалась в SONICblue, которая специлизировалось на потребителькой электронике, и, по совместительсву, оставалась акционером новообразованной компании S3 Graphics наряду с VIA. Новое предприятие – S3 Graphics – практически никак не проявляло себя на рынке настольных решений, однако, его активность в секторе интегрированных чипсетов и мобильных видеочипов была довольно высокой – в сериях ProSavage и Twister компания активно использовала наработки времен Savage4 и Savage2000.

Cитуация оставалась практически неизменной вплоть до 7 января 2003 года: в этот день S3 Graphics анонсировала новое графическое ядро DeltaChrome, поддерживающее API Microsoft DirectX 9.
Далее, 13 марта этого же года компания объявила DeltaChrome еще раз. Теперь речь шла о целом семействе чипов, которое было нацелено на рынок настольной трехмерной графики.

Флагманом новой серии стал чип DeltaChrome F1 со следующими характеристиками:

8 пиксельных конвейеров, 1 блок выборки текстур на каждом;
До 256 МБ видеопамяти DDR SDRAM;
Наличие технологий сбережения пропускной способности памяти;
Поддержка расширенных пиксельных шейдеров 2.0+;
Поддержка расширенных вершинных шейдеров 2.0+;
Поддержка мультимониторных конфигураций;
RAMDAC с частотой 400 МГц;
Встроенный контроллер ТВ-выхода;
Встроенный трансмиттер TMDS;
Поддержка компонентного видеовыхода (YPbPr, режимы 480p/720p/1080i/1080p);
Программируемый движок обработки видеопотоков Chromotion;
Поддержка AGP 8x.

Как видите, чип выглядит весьма серьезно, по крайней мере, на бумаге.

Следующая модель, DeltaChrome S8, отличается от F1 только объемом поддерживаемой памяти (до 128 МБ). Еще один графический процессор, DeltaChrome S4, имеет лишь четыре пиксельных конвейера и замыкает новую серию. Столь серьезное заявление говорило о том, что компания твердо решила вернуться на рынок дискретной графики - туда, откуда, фактически, ушла три года назад. К сожалению, анонс оказался “бумажным” и карты на базе DeltaChrome отнюдь не спешили появиться на прилавках магазинов. Лишь в сентябре в Сети стали появляться первые предварительные обзоры DeltaChrome, причем, в качестве даты появления новинок от S3 в коммерческих количествах назывался октябрь 2003 года, однако, ни в oктябре, ни в ноябре массовые поставки видеоадаптеров на базе DeltaChrome начаты не были. Более того, первый контракт на поставку чипов DeltaChrome S3 объявила совсем недавно – 17 декабря 2003 года.
Партнером S3 Graphics по продажам карт на базе DeltaChrome в европейском регионе стала хорошо известная многим нашим читателям компания Club 3D. Первый видеоадаптер от этого производителя, использующий технологии от S3 Graphics будет использовать старшую версию DeltaChrome – F1. Не исключено, что в дальнейшем, компания также предложит покупателям видеоадаптеры на базе других чипов от S3 Graphics – DeltaChrome S8 и S4.

Небольшая поправка: на данный момент стала известна информация о том, что карты на базе DeltaChrome F1 могут никогда не увидеть свет. Дело в том, что это семейство позиционировалось для нижнего сегмента рынка высокопроизводительных решений. Увы, 128-битная шина памяти – это не то, чем можно покорить сегмент, занятый такими картами, как ATI RADEON 9800 и NVIDIA GeForce FX 5900.
Семейство S8 пополнилось еще одним чипом – S8 Nitro. Он будет отличаться от своего младшего собрата лишь повышенными тактовыми частотами.

Сможет ли S3 успешно вернуться на рынок настольной графики? В наши дни такая задача является сверхсложной, так как в секторе дискретных настольных решений безраздельно властвуют компании ATI Technologies и NVIDIA Corporation, которые вряд ли захотят уступить свою долю вновь прибывшему игроку. Все зависит от способности S3 Graphics обеспечить качественную поддержку собственных процессоров, а производственные партнеры стартапа - снабдить производителей видеоадаптеров достаточным количеством чипов. В любом случае, S3 Graphics предстоит приложить немало усилий, чтобы вновь завоевать сердца покупателей.

Наш сегодняшний обзор посвящен видеоадаптеру S3 DeltaChrome S8. Мы надеемся, что ознакомившись с ним, вы сможете получить ответ на ряд вопросов, задаваемых обозревателями рынка.

DeltaChrome, как он есть

В нашем распоряжении оказался видеоадаптер на базе чипа DeltaChrome S8, то есть, на базе второго по мощности VPU от S3G, который позиционируется компанией, как конкурент массовым решениям от сегодняшних законодателей рынка 3D в лице компаний ATI Technologies и NVIDIA Corporation. В силу этого, было решено сравнивать его с видеоадаптерами, в которых используются чипы RV350/360 и NV31/36, соответственно. Если подходить к сравнению с теоретической точки зрения, то можно увидеть, что DeltaChrome практически ни в чем не уступает по возможностям изделиям двух именитых компаний:



Более того, новинка от S3G обладает рядом интересных технологий, среди которых отдельного упоминания заслуживает движок Chromotion. Известно, что, начиная с R300, VPU от ATI Technologies обладают возможностями обработки видеопотоков в реальном времени при помощи блока пиксельных шейдеров. Идея использования пиксельных шейдеров при обработке видео была значительно усовершенствована инженерами S3 Graphics; воплощенная в кремний, она получила название Chromotion. Что же умеет эта чудо-технология? А умеет она немало – использование пиксельных шейдеров позволяет производить с видеопотоком следующие операции:

Попиксельный адаптивный деинтерлейсинг
высококачественное масштабирование с матрицей коэффициентов 4х4
Пост-процессинг в реальном времени
Наложение видеоэффектов в реальном времени

Вообще, DeltaChrome очень богат возможностями по работе с видео и поддерживает следующие функции:

Аппаратное ускорение воспроизведения MPEG-2/4
Аппаратная поддержка IDCT и компенсации движения
Аппаратная поддержка ускорения Windows Media Video
Поддержка HDTV (компонентный выход)
Фильтрация мерцания изображения на телевизоре по 2/3 отсчетам с программируемыми весовыми коэффициентами
Компенсация вертикального underscan/overscan
Преобразования цветовых пространств с поддержкой настройки яркости, контраста и сдвига гаммы

В этой области S3 Graphics явно опередила всех своих конкурентов, хотя и не стала первой в области использования пиксельных шейдеров для обработки видеопотоков. Здесь первенство, конечно, принадлежит ATI Technologies c ее технологией VideoShader, которая, однако, практически не была востребована разработчиками ПО (за исключением, собственно, DiVX Player). Мы надеемся, что появление нового VPU, обладающего столь широкими возможностями по обработке видео, стимулирует интерес разработчиков и мы, наконец, увидим на рынке целую гамму программных продуктов, использующих замечательные возможности, предоставляемые технологиями VideoShader и Chromotion. Нельзя обойти вниманием и поддержку вершинных и пиксельных шейдеров с параметрами, превосходящими спецификации DirectX 9.0 – и тут разработчики из S3 Graphics постарались на славу. Достаточно взглянуть на таблицу спецификаций графических процессоров от S3, ATI и NVIDIA. Как видите, возможности DeltaChrome в области обработки шейдеров превосходят минимальные спецификации DirectX 9.0. Будет ли все это востребовано разработчиками игр? На этот вопрос ответить сложно, но, скорее всего, если это и случится, то ждать придется еще достаточно долго - до тех пор, пока такие возможности графических процессоров не станут всеобщим стандартом.

Теоретически, DeltaChrome вышел очень удачным – чип богат возможностями и, на первый взгляд, весьма и весьма конкурентоспособен. Однако, пришло время перевести свои взгляды с красивых и многообещающих, но «теоретических» таблиц на реальный видеоадаптер и выяснить, на что же способно новое детище S3?

Видеокарта S3Graphics DeltaChrome S8

В нашу лабораторию герой обзора прибыл в «голом» виде: сам видеоадаптер и более ничего, даже компакт-диск с драйверами отсутствовал. Дело в том, что данный экземпляр S3 DeltaChrome S8 не был окончательным вариантом, предназначенным для розничной продажи, а представлял собой предварительный образец. Тем не менее, карта произвела приятное впечатление своим внешним видом:



Аристократический цвет PCB, аккуратный монтаж, отсутствие временных проводов – все это не могло не порадовать нас. Любопытно, что на плате имелся подстроечный резистор, назначение которого осталось неизвестным: мы не рискнули трогать его, дабы не повредить образец.

Дизайн PCB очень прост; он едва ли сложнее дизайна RADEON 9600 XT. Справа можно увидеть чип BIOS, а также TMDS-трансмиттер Silicon Image Sil164CT64. Все цепи питания расположены в левом верхнем углу платы. Судя по виду стабилизаторов питания, DeltaChrome действительно потребляет очень мало энергии, как и заявляет S3 Graphics. Несмотря на 0.13-мкм техпроцесс, использующийся при производстве DeltaChrome, карта оснащена дополнительным разъемом питания, что, впрочем, стало уже привычным в наши дни. Тем не менее, ATI RADEON 9600 PRO и 9600 XT не имеют такого разъема, и вполне обходятся питанием, подаваемым через слот AGP.

На плате установлено 8 чипов памяти DDR SDRAM от Samsung со временем цикла 2.8 наносекунды. Судя по всему, частота, на которой работает видеопамять в нашем случае, составляет 300 (600) МГц, графическое ядро, судя по результатам тестов, работает на частоте 275 МГц. К сожалению, выяснить, какая ревизия VPU скрывается под кулером, не удалось, поскольку последний был настолько прочно приклеен к поверхности чипа, что мы решили не снимать его, дабы не повредить плату.
Что касается системы охлаждения, то наш экземпляр был оснащен кулером ChromeOrb от ThermalTake. Очевидно, конечный продукт будет комплектоваться другой системой охлаждения, а ChromeOrb был применен лишь в качестве временной меры: кулер этот достаточно высок и перегораживает соседний слот PCI, а шум, издаваемый им, вряд ли можно назвать незначительным – высокооборотный вентилятор шумит весьма ощутимо. Поскольку сам чип потребляет весьма немного энергии, для его охлаждения вполне хватит небольшого кулера, вроде тех, которыми комплектуются RADEON 9600 PRO.

Подвергнуть разгону нашего подопытного нам не удалось – последняя версия PowerStrip опознала видеоадаптер, но предоставить функции разгона напрочь отказалась.
Что касается качества 2D, то оно оказалось хорошим – во всех разрешениях, вплоть до 1600х1200х75 Гц текст на экране оставался четким. В режиме 1600х1200х85 Гц появилось едва заметное замыливание. Конечно, судить о качестве 2D по опытному образцу нельзя, ведь в конечном итоге оно будет зависеть от каждого конкретного производителя.

Драйверы и настройки

Контрольная панель драйвера от S3 содержит целый набор закладкок:



Каждая из них выполняет соответствующие функции, но наибольший интерес все же представляют закладки S3Chromo и S3Config D3D.
Первая из них позволяет управлять движком Chromotion:



Здесь имеются 2 закладки, первая из которых, Artistic License Effects предназначена для наложения на видеопоток эффектов в реальном времени, а вторая, Deblocking Filters, служит для улучшения качества низкокачественного видео.

Название закладки S3Config D3D говорит само за себя: здесь находятся настройки Direct3D.



Количество этих настроек невелико, однако, самое необходимое присутствует. Степень анизотропной фильтрации может регулироваться в пределах от ее отключения до 16х, а вот режим FSAA всего один – это суперсэмплинг со степенью 2х.
Что касается настроек OpenGL, то они отсутствуют как класс, в результате чего, настройка режимов анизотропной фильтрации и сглаживания, а также включение/выключение режима VSync оказалась невозможной. Судя по всему, закладка с соответствующими настройками появится в будущих версиях драйверов от S3.

Тестовая система и условия тестирования

Конфигурация тестовой системы:

Процессор: AMD Athlon XP 3200+ (2.20GHz, 400MHz FSB, 512KB L2);
Материнская плата: ABIT NF7-S v2.0;
Оперативная память: Corsair XMS PC3200 512MB (2x256MB, 2-3-3-6);
Жесткий диск: Seagate 7200.7, Serial ATA-150, 8MB buffer;
ОС: Microsoft Windows XP SP1, DirectX 9.0b;
Драйверы: nForce Unified Driver Pack 3.13, S3 Graphics DeltaChrome 6.14.10.1600-15.06.33.4a, ATI Catalyst 3.9, NVIDIA ForceWare 52.16.

Поскольку S3 DeltaChrome является новинкой, мы решили провести полный цикл синтетических тестов, которые могут сказать многое об эффективности архитектурных решений, примененных разработчиком. Соперниками DeltaChrome S8 стали видеоадаптеры среднего класса ATI RADEON 9600 PRO, ATI RADEON 9600 XT, NVIDIA GeForce FX 5700 Ultra и GeForce FX 5600 Ultra.

Синтетические тесты: скорость текстурирования и заполнения сцены

Традиционно, цикл синтетических тестов открывается исследованием скорости заполнения сцены. Для начала стоит привести результаты тестирования скорости текстурирования в пакете 3DMark 2001, полученные в режиме без мультитекстурирования:



Новинка отстает от всех. По всей видимости, схема кэширования буфера кадра и Z у DeltaChrome имеет меньшую эффективность по сравнению с конкурентами - имея 8 пиксельных конвейеров, он уступил четырехконвейерным конурентам. При включении FSAA скорость и так невысокая заполнения сцены значительно падает – все конкуренты используют более экономичный режим мультисэмплинга в то время, как DeltaChrome использует суперсэмплинг.

Включаем режим мультитекстурирования:



В этом случае DeltaChrome показывает результат, весьма близкий к теоретическому. Восемь конвейеров рендеринга позволяют новичку обойти всех соперников. Даже RADEON 9600 XT, у которого VPU работает на заоблачной частоте в 500 МГц, не смог продемонстрировать столь высокого результата. Увы, при включении FSAA S3 резко сдает позиции. Данный график может служить иллюстрацией к статье о преимуществе современных методов FSAA.

Далее мы подвергли новинку тестированию с применением Fillrate Tester от Marco Dolenc. Вот что получилось в режиме с разрешенной записью цвета и Z:



Начиная с двух текстур, DeltaChrome опережает соперников, что неудивительно, учитывая его восьмиконвейерную архитектуру. Однако, что примечательно, DeltaChrome достаточно быстро работает лишь в том случае, когда выполняется только работа с Z-буфером. При наложении даже одной текстуры скорость заполнения падает до 50% от максимального теоретического значения в 2200 мегапикселов в секунду. По всей видимости, объем текстурных кэшей у чипа невелик и схема кэширования текстур, пикселов и Z-буфера в целом у DeltaChrome не столь оптимальна, как у конкурентов.
Впрочем, это и неудивительно – за плечами ATI и NVIDIA несколько поколений успешных графических процессоров, а у S3Graphics – лишь Savage4 да Savage2000.

При запрещении записи Z были получены следующие результаты:



Видеоадаптеры от ATI и NVIDIA практически не заметили выключения записи Z, однако, DeltaChrome отреагировал на это совсем по-другому: скорость заполнения в случае с отсутствием текстур упала весьма значительно.

Разрешаем запись Z, но выключаем запись цвета:



И вновь нетипичная картина – DeltaChrome теряет свое преимущество при наличии более 1 текстуры, тогда, как все остальные карты не замечают этого. Максимальная производительность достигается в режиме без текстур и с 1 текстурой. DeltaChrome ведет себя очень странно – судя по результатам, при отключении записи цвета он продолжает выполнять какую-то работу над текстурами, причем, результаты в этом режиме слабо соотносятся с результатами при включенной записи цвета. Будем надеяться, что это лишь недорабтка драйвера.

Синтетические тесты: пиксельные шейдеры

Исполнение пиксельных шейдеров FillRate Tester:



DeltaChrome демонстрирует результат, находящийся между GeForce FX 5700 Ultra и RADEON 9600 XT. При использование простых пиксельных шейдеров 1.1 в этой программе DeltaChrome показал наивысшую производительность. Шейдеры версии 2.0 даются ему хуже, но и в этом случае производительность находится на уровне RADEON 9600 PRO. Неплохо для компании, отсутствовавшей на рынке дискретной графики 3 года.



При отключении записи Z картина не меняется.



А вот при отключении записи цвета ситуация выглядит уже далеко не столь радужно: S3 DeltaChrome проигрывает всем во всех тестах. Возможно, тут виноваты, опять же, "сырые" драйверы.

Перейдем к тестам пиксельных шейдеров из пакетов 3DMark 2001 и 3DMark 03:



В случае с исполнением пиксельных шейдеров 1.1 S3 Graphics DeltaChrome S8 практически нечем похвастаться, несмотря на то, что ему удается обойти GeForce FX 5600 Ultra в двух режимах из трех.



При исполнении пиксельных шейдеров версии 1.4 DeltaChrome выглядит несколько лучше – восемь конвейеров рендеринга позволяют держать паритет с GeForce FX 5700 Ultra, несмотря на низкие по сегодняшним меркам частоты.



В случае с пиксельными шейдерами версии 2.0 все гораздо хуже – лишь в минимальном разрешении DeltaChrome немного обходит GeForce FX 5600 Ultra. Приходится признать, что исполнение пиксельных шейдеров не является сильной стороной DeltaChrome. Впрочем, NVIDIA здесь помогает компилятор ForceWare, а VPU от S3 приходится обходиться "собственными силами". Возможно, в дальнейшем программисты S3 Graphics пойдут по тому же пути, по которому пошла NVIDIA, и создадут аналог компилятора, встроенного в ForceWare. Тогда производительность DeltaChrome при исполнении шейдеров может возрасти. Поле для деятельности тут самое широкое, ведь возможности новинки превосходят спецификации DirectX 9.

Результаты теоретических тестов пока не внушают оптимизма. Посмотрим, что покажет тестирование в ShaderMark 2.0. Как и в случае с видеоадаптерами от NVIDIA, данный пакет отказался признать VPU DeltaChrome полностью совместимым с DirectX 9:



Судя по всему, причина здесь та же – текущая версия драйверов от S3 не поддерживает форматы текстур и буферов с плавающей точкой. Возможно, это будет исправлено в будущих версиях драйверов.
А пока же давайте посмотрим, какой производительностью обладает DeltaChrome при исполнении пиксельных шейдеров ShaderMark 2.0:



DeltaChrome показал весьма невысокие результаты, однако, обошел GeForce FX 5600 Ultra почти везде, за исключением шейдера Per Pixel Wood, где он показал просто неприлично низкий для современного VPU среднего класса результат. Относительно неплохо новинке удается тест Per Pixel Diffuse Lighting – в этом тесте DeltaChrome обошел оба видеоадаптера на чипах от NVIDIA. Тем не менее, поводов для оптимизма немного – с такой производительностью при исполнении шейдерного кода видеоадаптеру, претендующему на звание современного, в играх следующего поколения делать нечего. Не исключен вариант, что здесь сыграла свою роль гибкая, но неэффективная архитектура DeltaChrome, а также низкие частоты, на которых он работает. Последний недостаток отчасти компенсируется наличием восьми конвейеров, а вот над эффективностью исполнения шейдеров компании-разработчику еще предстоит поработать.
Но как бы то ни было, уже сейчас на фоне NV31/36 новый чип выглядит неплохо.

Синтетические тесты: вершинные конвейеры, вершинные шейдеры

Начнем, как обычно, с синтетических тестов из пакетов 3DMark 2001SE и 3DMark03. Сначала - тесты High Polygon Count 3DMark 2001, измеряющие эффективность исполнения функций "классического" T&L:



В этом геометрическом тесте DeltaChrome выглядит относительно неплохо: при частоте VPU, составляющей всего 300 МГц, он опережает RADEON 9600 PRO, чему в немалой степени способствует наличие четырех вершинных конвейеров. По мере увеличения разрешения собственно скорость обработки геометрии влияет на результаты все меньше именьше, зато растет влияние величины пропусконй способности видеопамяти, и в результате DeltaChrome теряет преимущество.



А вот при увеличении числа источников света, новый чип сдает позиции и оказывается на самом последнем месте. Имея 4 вершинных процессора, DeltaChrome S8 показывает результаты аналогичные или меньше RADEON 9600 PRO с двумя конвейерами и частотой 400МГц - очевидно, эффективность вершинных процессоров DeltaChrome намного ниже, чем у ATI RADEON 9600 PRO.

Переходим к тестам скорости исполнения вершинных шейдеров:



Здесь DeltaChrome удается обойти GeForce FX 5600 Ultra и приблизиться к GeForce FX 5700 Ultra. По мере повышения разрешения результаты DeltaChrome падают сильнее результатов конкурирующих видеокарт - сказывается увеличение нагрузки на видеопамять и меньшая эффективность использования шины видеопамяти у DeltaChrome.



Судя по результатам тестирования скорости исполнения вершинного шейдера 2.0 из пакета 3DMark03, новинка вполне в состоянии конкурировать с ATI RADEON 9600 PRO.

Качество изображения: проблемы в играх

Здесь следует сделать небольшое отступление: в используемой нами версии драйверов от S3 в настройках напрочь отсутствовала закладка с настройками OpenGL, хотя настройки Direct3D присутствовали. Помимо всего, мы обнаружили ряд проблем визуального плана во многих играх. В частности, в игре F1 Challenge 99-02 отсутствовало изображение в зеркалах заднего вида:



В игре Tron 2.0 при включении полноэкранного сглаживания отсутствовал ряд текстур и неоновое сияние:



Кроме того, в меню выбора разрешения отсутствовал пункт 1280х960. По-видимому, текущая версия драйверов от S3 не поддерживает этот режим в Direct3D.

В Unreal Tournament 2003 не отображался луч Link Gun:



В тесте X2 - The Threat некоторые модели космических кораблей периодически окрашивались в красный цвет, а текстуры при этом исчезали.

Игра Ил2-Штурмовик: Забытые Сражения и тест Final Fantasy XI Official Benchmark 2 «порадовали» нас черным экраном.

Игра HALO предупредила нас о том, что данный видеоадаптер не способен обеспечить приемлемый уровень производительности, однако, после того, как мы проигнорировали это предупреждение, запустилась вполне корректно.

Режим FSAA работал только в разрешении 1024х768; попытка запустить какую-либо игру, использующую Direct3D в более высоком разрешении, всякий раз приводила к возвращению на Рабочий Стол. Все это, конечно, малоприятно, но не стоит забывать о том, что мы тестировали несерийный образец видеоадаптера, да и версия драйверов, доступная на момент тестирования, была далека от финальной.

Качество изображения: трилинейная и анизотропная фильтрация

Все современные VPU обладают способностью производить анизотропную фильтрацию. Эта функция способна значительно повысить качество отображения текстур практически в любых играх и приложениях.
DeltaChrome в какой-то мере является наследником S3 Savage4 и Savage2000, поэтому и в новом чипе мы ожидали проявления известной способности графических чипов от S3 выполнять трилинейную фильтрацию за один такт пиксельного конвейера – и не ошиблись. Сейчас этим уже никого не удивить – текстурные блоки современных графических процессоров также способны выполнять трилинейную фильтрацию за один такт. Но во времена Savage 4 его возможности в плане трилинейной фильтрации были уникальными, во-первых, потому, что Savage 4 были единственными процессорами на рынке игровых видеокарт до GeForce 256, которые умели выполнять трилинейную фильтрацию, а не аппроксимацию, во-вторых, что особенно приятно, лучшая по качеству трилинейка была практически бесплатной.

Остановимся на этой особенности семейства Savage4 и DeltaChrome подробнее.
«Базовый» метод фильтрации текстур – билинейная фильтрация с MIP-маппингом. Для устранения заметных эффектов переключения MIP-уровней, когда по мере удаления от камеры из-за перехода к следующему MIP-уровню резко меняется детализация текстуры, применяется трилинейная фильтрация.
Трилинейная фильтрация по сути представляет собой «надстройку» над билинейной фильтрацией: для устранения эффектов переключения MIP-уровней вычисляются сразу два значения цвета текстуры – билинейная фильтрация выполняется сразу на двух соседних MIP-уровнях. Затем оба значения с соответствующими весовыми коэффициентами складываются – между ними выполняется линейная интерполяция. Отсюда и название этого типа фильтрации текстур – трилинейная (билинейная + линейная) фильтрация.
Современные графические процессоры выполняют трилинейную фильтрацию буквально "в лоб" – выбирают из текстуры 8 сэмплов (блоком 2х2 на каждом из двух соседних MIP-уровней), производят две операции билинейной интерполяции, а затем выполняют линейную интерполяцию между двумя полученными значениями. Все эти операции реализуются аппаратно, "в железе", и выполняются за один такт пиксельного процессора.

Savage4 и DeltaChrome используют другой алгоритм выполнения трилинейной фильтрации. Известно, что каждый последующий MIP-уровень текстуры является менее детализированной версией предыдущего, причем, цвет каждого тексела на каком-либо из MIP-уровней текстуры является усреднением четырех (2х2) текселов предыдущего MIP-уровня. Таким образом, цвета текселов из блока 2х2 с какого-либо MIP-уровня являются усреднением цветов 16 текселов (4х4) с предыдущего MIP-уровня. То есть, имея в распоряжении цвета 16 текселов какого-либо MIP-уровня, можно вычислить цвета 4 текселов на следующем MIP-уровне. В итоге, имея такие данные лишь с одного из MIP-уровней текстуры, мы можем получить всё, что нам нужно для проведения билинейной фильтрации на двух соседних MIP-уровнях.
Всё это плавно подводит нас к основной идее реализации трилинейной фильтрации в DeltaChrome: вместо того, чтобы выбирать по 4 текстурных сэмпла с каждого из MIP-уровней, DeltaChrome может выбрать сразу 16 сэмплов лишь с одного MIP-уровня и путем суммирования всех сэмплов с соответствующими весовыми коэффициентами получить результат, математически в точности соответствующий результату «обычной» трилинейной фильтрации. Все вычисления, которыми сопровождается метод трилинейной фильтрации от S3Graphics, не так уж сложны, и выполнять их за один такт «научился» еще Savage4.

Разумеется, DeltaChrome может выполнять и «классическую» трилинейную фильтрацию, но собственный метод реализации имеет много преимуществ. Во-первых, из-за того, что в любой момент текстурному блоку пиксельного конвейера для выполнения любого типа фильтрации нужен только один MIP-уровень текстуры, можно использовать текстурный кэш более эффективно. DeltaChrome не нужно хранить в кэше сразу два MIP-уровня текстуры, и это позволяет в том же объеме разместить вдвое больше данных с единственного необходимого ему MIP-уровня. При этом значительно повышается шанс того, что затребованные текстурным блоком данные будут находиться в кэше, и не придется запрашивать и ожидать их прихода из видеопамяти. В итоге объем данных, передаваемых по шине видеопамяти, снижается. Во-вторых, вместе с таким методом трилинейной фильтрации удобно использовать компрессию текстур. Например, базовый алгоритм S3TC как раз работает с блоками текселов размером 4х4. Можно сжимать текстурные данные «на лету», передавать по всем каналам в сжатом виде вплоть до блока выборки текстур, а распаковывать - уже непосредственно при использовании. Всё это также снижает загрузку шины видеопамяти.

Анизотропная фильтрация в исполнении DeltaChrome также имеет свои особенности. Подробности реализации анизотропной фильтрации пока неизвестны, но мы уже сейчас можем оценить некоторые детали алгоритма. Для начала – посмотрите на набор скриншотов из 3DMark 2003, иллюстрирующих работу билинейной, трилинейной, анизотропной и сочетания трилинейной и анизотропной фильтрации текстур с подкрашиванием MIP-уровней и без него.



Итак, билинейная фильтрация:


При использовании билинейной фильтрации DeltaChrome не преподносит никаких сюрпризов.

Трилинейная фильтрация:

Здесь DeltaChrome, очевидно, использует «классический» алгоритм трилинейной фильтрации – при использовании «собственного» алгоритма изображение было бы в точности таким же, как и при «обычной» трилинейной фильтрации но подкраска MIP-уровней показала бы, что используется только билинейная фильтрация. Объяснение – простое: так как DeltaChrome для выполнения трилинейной фильтрации использует информацию только с одного MIP-уровня, «подкрашивающие» цвета разных MIP-уровней не смешиваются.

Анизотропная фильтрация 2х:


Анизотропная фильтрация 4х:


Анизотропная фильтрация 8х:


Анизотропная фильтрация 16х:


Что ж, по качеству анизотропной фильтрации DeltaChrome как минимум не уступает чипам от ATI и NVIDIA. Можно сразу отметить преимущество DeltaChrome над VPU от ATI в виде отсутствия «неудобных» углов, где степень анизотропии у графических процессоров от ATI снижается, а над графическими процессорами от NVIDIA – в поддержке более высокой степени анизотропии.

Анизотропная фильтрация 2х + трилинейная фильтрация:


Анизотропная фильтрация 4х + трилинейная фильтрация:


Анизотропная фильтрация 8х + трилинейная фильтрация:


Анизотропная фильтрация 16х + трилинейная фильтрация:

Если судить по изображениям с подкраской MIP-уровней, то можно сделать вывод: DeltaChrome, вопреки настройкам, вместе с анизотропной не использует трилинейную фильтрацию.
Однако, по отсутствию характерных артефактов MIP-бандинга на изображениях без подкраски понятно, что трилинейная фильтрация, всё-таки, присутствует. Всё это говорит о том, что метод выполнения анизотропной фильтрации от S3Graphics базируется на фирменном алгоритме трилинейной фильтрации. Подробности его реализации пока неизвестны, но можно предположить, что DeltaChrome при выполнении анизотропной фильтрации, скажем, степени 8х, не использует восемь полноценных билинейных или трилинейных выборок, как чипы от NVIDIA. Вместо этого графический процессор делает всего 2 «фирменные» выборки блоками 4х4 c одного MIP-уровня. Точки отсчета распределяются по этим блокам вдоль проекции луча зрения на текстуру, а в этих точках, в свою очередь, с некоторыми изменениями выполняются выборки, имитирующие трилинейную фильтрацию. То есть, по сути, при анизотропной фильтрации меняется лишь матрица весовых коэффициентов текселов из блоков 4х4. «Большая площадь», если можно так выразиться, блока 4х4, вероятно, позволяет обойтись выборкой одного блока даже в том случае, когда используется анизотропная фильтрация степени 4х.

По качеству отображения текстур на приведенных выше картинках DeltaChrome можно отметить два факта: во-первых, отсутствие «неудобных» углов, где степень анизотропии у метода анизотропной фильтрации от ATI снижается, а во-вторых, отсутствие «упрощения» трилинейной фильтрации по тому примеру, что подает NVIDIA. Для DeltaChrome, с его реализацией трилинейной фильтрации, подобные упрощения просто не имеют смысла.
Единственный недостаток изображений, который стоит отметить у DeltaChrome – чрезмерно завышенный уровень детализации текстур (LOD). На изображениях это можно определить по тому, насколько «отодвинуты» вглубь сцены линии переключения MIP-уровней по сравнению с тем, что показывают конкуренты, и по повышенной «шумности» текстур. Будем надеяться на то, что в следующих версиях драйверов S3Graphics приведет уровень LOD к «общему знаменателю».

Что касается производительности при выполнении анизотропной фильтрации, то тут DeltaChrome преподнес прекрасный сюрприз – производительность практически не падает при включении анизотропной фильтрации, более того, она не зависит и от степени анизотропии. Для того, чтобы убедиться в этом, посмотрите на результаты тестирования DeltaChrome и видеокарт на базе чипов от NVIDIA и ATI при форсировании различных степеней анизотропной фильтрации:


Итак, в чем-то DeltaChrome действительно уникален – «бесплатной» анизотропной фильтрации до сих пор ни один из графических гигантов не предлагал. Более того, как мы видим, качество анизотропной фильтрации от S3 Graphics – выше всяких похвал. Держа в уме, что как ATI, так и NVIDIA нынче вводят ограничения на качество, чтобы поднять скорость, мы можем констатировать очередной прорыв S3 Graphics – из бесплатной трилинейной фильтрации в 1999 году мы получили бесплатную анизотропную фильтрацию в 2004! Это превосходный результат для компании, которая некоторое время де факто отстутствовала на рынке дискретной графики.
В ближайших обзорах, когда появятся более стабильные и функциональные драйверы для DeltaChrome, мы постараемся более подробно рассмотреть вопросы, касающиеся реализации анизотропной фильтрации и полноэкранного сглаживания на DeltaChrome, а сейчас – переходим к тестированию новинки в игровых приложениях.

Игровые тесты

Пришло, наконец, время узнать, насколько новый графический процессор, созданный S3 Graphics, быстр в современных играх.
Поскольку драйверы DeltaChrome пока не позволяют использовать мультисэмплинг, а включение суперсэмплинга было бы нечестным по отношению к новинке, мы решили ограничиться тестированием в режиме "чистой скорости", то есть, без полноэкранного сглаживания и анизотропной фильтрации, тем более, что уникальный алгоритм анизотропной фильтрации, примененный S3 Graphics, не ведет к падению производительности. Набор игр на этот раз был следующим:

3D-шутеры с видом от первого лица:

RTCW: Enemy Territory;
StarTrek Elite Force 2;
Unreal Tournament 2003;
Halo: Combat Evolved;
Tron 2.0.

3D-шутеры с видом от третьего лица:

Tom Clancy’s SplinterCell;
Tomb Raider: Angel of Darkness;

Cимуляторы:

F1 Challenge 99-2002;

Стратегии реального времени:

C&C Generals: Zero Hour.

Полусинтетические тесты:

Aquamark3;
X2 – The Treat Rolling Demo;

Синтетические тесты

3DMark03 build 340

Ил-2 Штурмовик: Забытые Сражения и тест Final Fantasy XI Official Benchmark 2 не вошли в обзор из-за проблем с изображением. Стоит отметить, что результаты игр, использующих интерфейс OpenGL, не следует считать окончательными, так как на данный момент ICD OpenGL от S3 содержит много недоработок и даже не имеет отдельной закладки в драйверах, что приводит к невозможности как-либо настраивать качество графики.

Игровые тесты: Return To Castle Wolfenstein: Enemy Territory

DeltaChrome показывает невысокий результат, но не стоит забывать, что это связано с сыростью драйвера OpenGL. С выходом новых версий драйверов от S3 Graphics ситуация может кардинально измениться.

Игровые тесты: Star Trek: Elite Force 2

Это справедливо и для игры StarTrek: Elite Force 2, также использующей OpenGL. Остается ждать новых версий драйверов от S3 Graphics.

Игровые тесты: Unreal Tournament 2003

В Unreal Tournament 2003 DeltaChrome чувствует себя явно неплохо. Новый графический процессор незначительно уступает RADEON 9600 PRO и с ростом разрешения отставание увеличивается.
И у DeltaChrome S8, и у RADEON 9600 PRO видеопамять работает на частоте 300 (600) МГц, но ATI известна своими эффективными технологиями сбережения пропускной способности памяти. ПО всей видимости, эффективность соответствующих технологий у DeltaChrome не так высока, как у RADEON 9600 PRO/XT.

Посмотрим, что покажет сцена DM-Antalus.



И в этом случае S3 DeltaChrome S8 показывает далеко не провальный результат – отставание от RADEON 9600 PRO составляет менее 10 кадров в секунду.

Игровые тесты: HALO: Combat Evolved

Не все так плохо и в HALO, наиболее «прожорливой» игре из всех, что нам когда-либо встречались. DeltaChrome отстает от RADEON 9600 PRO на величину, не превышающую 5 кадров в секунду, и идет практически наравне с GeForce FX 5600 Ultra.
Впрочем, минимально приемлемую играбельнось здесь способен обеспечить лишь RADEON 9600 XT.

Игровые тесты: Splinter Cell

Как известно, лучше всего в Splinter Cell ведут себя чипы от ATI. Это наблюдение подтвердилось и в этот раз. DeltaChrome смог продемонстрировать результаты, аналогичные результатам GeForce FX 5600 Ultra, и лишь незначительно отстал от GeForce FX 5700 Ultra.

Игровые тесты: Tomb Raider: Angel of Darkness

В Tomb Raider: Angel of Darkness DeltaChrome также показал себя неплохо, за исключением того, что при разрешении 1600х1200 игра запускаться отказалась. Вероятно, здесь снова виноваты недоработки в драйверах.
Что касается производительности DeltaChrome, то она в данном случае почти соответствует производительности GeForce FX 5700 Ultra.

Игровые тесты: Tron 2.0

В Tron 2.0 DeltaChrome показал себя не столь хорошо: он обошел GeForce FX 5600 Ultra в разрешении 1024х768, но отстал в разрешении 1600х1200.
Tron 2.0 использует разрешение 1280х960 вместо более распространенного 1280х1024, и, поскольку текущая версия драйверов от S3 не позволяет задействовать этот режим в играх, результатов DeltaChrome в данном разрешении нет.

Игровые тесты: Command & Conquer Generals: Zero Hour

Command & Conquer Generals - классическая стратегия в реальном времени.
Общей чертой такого рода игр является то, что, несмотря на присутствие в сцене большого количества моделей, нагрузка на видеокарты невелика. Причина серьезного отставания DeltaChrome от конкурентов, по всей видимости, вновь лежит на драйверах…

Игровые тесты: F1 Challenge 99-02

DeltaChrome показал неплохой результат во всех разрешениях, кроме 1600х1200, где его, видимо, подвела невысокая эффективность работы с памятью.

Игровые тесты: X2 – The Threat Rolling demo

Более чем двукратный проигрыш в этом тесте трудно объяснить чем-либо, кроме недоработанных драйверов.

Тестовые пакеты: Aquamark3

В Aquamark3 DeltaChrome не блещет, хотя и демонстрирует результаты, сопоставимые с результатами GeForce FX 5600 Ultra. По мере повышения разрешения результаты DeltaChrome снова падают сильнее, чем результаты конкурентов.

Тестовые пакеты: 3DMark03

В первом игровом тесте пакета 3DMark03 новинка выглядит более чем скромно. В тестовой сцене присутствует большое количество "полупрозрачных" поверхностей с одной текстурой, а в таких условиях DeltaChrome работает менее эффективно, чем графические процессоры от ATI и NVIDIA.


Во втором игровом тесте картина повторяется. В этой сцене финальная отрисовка изображения предваряется несколькими проходами, в которых рассчитываются буферы Z и шаблонов, а DeltaChrome, как мы отмечали ранее, при отключении записи цвета ведет себя более чем странно.


Третий игровой тест по технике построения сцены повторяет второй, поэтому и здесь DeltaChrome демонстрирует невысокие результаты.


В тесте "Mother Nature" новинка демонстрирует более высокие результаты по сравнению с тем, чего можно было бы ожидать, глядя на предыдущие тесты. DeltaChrome легко держится наравне с GeForce FX 5600 Ultra, причем, без каких-либо "помощников" в виде оптимизаторов шейдерного кода.

Вырисовывается определенная картина: DeltaChrome лучше всего чувствует себя в современных играх и приложениях, использующих возможности, предоставляемые последней версией DirectX, в частности, пиксельные шейдеры версии 2.0. Конечно, пока результаты, показываемые новым VPU, не слишком высоки, а в ряде тестов просто провальны, но это можно отнести к незрелости драйверов. Это всегда было слабым местом S3/S3Graphics, выпускавшей хорошие чипы, но комплектовавшей их отвратительными по качеству драйверами.

Заключение

Мы протестировали видеоадаптер на базе нового графического процессора от S3 Graphics – DeltaChrome. После подробногоизучения нового графического процессора можно сделать вывод: новинка от S3Graphics является незаурядным продуктом, обладающим рядом уникальных возможностей. Особенно стоит отметить возможности чипа по обработке видео в реальном времени, а также очень интересный алгоритм анизотропной фильтрации, обеспечивающий высокое качество изображения без сколько-нибудь заметного падения производительности.

Итак, что S3 Graphics способна предложить со своим DeltaChrome S8 сегодня?

Производительность в среднем на уровне GeForce FX 5600 Ultra;
Высокое качество изображения;
Функциональный набор не ниже High-end чипов ATI и NVIDIA, а местами и превосходящий его;
Отстутствие читов в драйверах;
Невысокую цену;
Низкое энергопотребление и тепловыделение;

В целом - очень неплохо. Низкие результаты некоторых тестов, которые были получены нами в процессе тестирования, говорят не столько о слабости архитектуры DeltaChrome, сколько о некачественных драйверах, имевшихся в нашем распоряжении. На данный момент эти драйверы еще очень и очень несовершенны – чего стоит одно лишь отсутствие настроек OpenGL. Если все программные недостатки будут исправлены в ближайшее время, то новинка от S3 Graphics может стать очень привлекательным продуктом и занять определенную нишу на рынке настольных VPU.
Однако, для этого, компании-разработчику предстоит немало потрудиться. В это понятие входит не только написание нормальных, качественных драйверов, но и заключение контрактов с производителями графических плат, которые, как известно, неохотно используют новые, непроверенные решения.
В том случае, если S3 Graphics выполнит стоящую перед ней задачу, если цены на продукцию на базе DeltaChrome будут приемлемыми, а качество драйверов не будет уступать качеству драйверов от ATI Technologies и NVIDIA, то видеоадаптеры от S3 вполне могут приобрести популярность в определенном кругу пользователей, которым необходима поддержка мультимониторности, продвинутые возможности по обработке видео, и поддержка функций DirectX 9+. Новый чип, благодаря невысокому уровню энергопотребления, также хорошо приживется в тех системах, где одним из главных факторов является экономичность - например, SFF-системах или ноутбуках.

Итак, что S3 Graphics сегодня предложить не может?

Реального конкурента в классе RADEON 9800 XT и GeForce FX 5950 Ultra;
Массовый хорошо разрекламированный продукт от ряда производителей видеокарт;
Беспроблемные драйверы;
Продукт, который знают и которому доверяют покупатели.

Завоевать доверие покупателей будет нелегко, поскольку компания очень долго отсутствовала на рынке, и большинство пользователей успели забыть такое имя, как S3 Graphics. Путь возрождения будет долгим и трудным, но S3 Graphics твердо намерена пойти по этому пути. Главное для компании – не повторить прошлых ошибок, которые когда-то фактически привели S3 к краху.
На наш взгляд, сейчас компании S3 Graphics все силы следует сосредоточить на выпуске качественных драйверов, поскольку сам чип выглядит вполне зрело.

Пожелаем S3 Graphics благополучного возвращения на рынок настольной графики!