Обзор SIS 315

Введение

Уже достаточно долгое время компания Silicon Integrated Systems, наиболее известная как производитель чипсетов, производит и чипы для видеокарт. Как чипсеты от SiS снискали себе славу не самых быстрых и "навороченных", но дешевых, так и видеокарты на чипах от SiS привлекали ценой, а не производительностью. SiS эволюционирует, и каждое новое творение SiS было лучше, чем предыдущее, но конкуренты в лице Intel, VIA и AMD на рынке чипсетов, тоже не дремали, а на рынке видеокарт NVIDIA сотоварищи были всегда если не на два шага, то на шаг впереди.
Но в последнее время положение SiS поразительно меняется: новые чипсеты SiS удались на славу, SiS 735 уже показал себя одним из лучших среди DDR-чипсетов для Athlon, отличные данные у SiS 645 для Pentium 4...
В области графики SiS тоже прогрессирует, и в то время, как NVIDIA и ATI конкурируют в секторе дорогих и быстрых видеокарт, SiS выпустила новый дешевый графический чип - SiS 315.
Он, конечно не сможет конкурировать с дорогими GeForce3 Ti 500 и Radeon 8500, но может поколебать позиции ATI, NVIDIA и PowerVR/STM на противоположном конце ценового спектра видеокарт. Может быть, чем черт не шутит, он даже станет неким промежуточным звеном, оттолкнувшись от которого, SiS может стать заметным игроком и на рынке чипов для видеокарт.
Почему я так считаю? А давайте посмотрим, что собой представляет и что умеет SiS 315.

Характеристики и возможности SiS 315

Блок-схема SiS 315:

Технологический процесс изготовления - 0.15 мкм;
Интерфейс видеопамяти 64/128 бит;
Поддержка до 128 Мб SDRAM/DDR SDRAM и SGRAM/DDR SGRAM;
Поддержка интерфейса AGP 4x;
Частота ядра - 166 МГц;
Частота видеопамяти - 166 МГц;
Частота RAMDAC - 375 МГц;
Максимальное разрешение - 2048х1536;
Поддержка аппаратного ускорения функций DirectDraw и GDI;
Поддержка компенсации движения при воспроизведении DVD.
2 пиксельных конвейера, по одному текстурному модулю на конвейере;
Поддержка билинейной и трилинейной фильтрации;
Поддержка имитации рельефности методами Emboss, Dot3;
Поддержка текстур размером до 2048*2048;
Поддержка компрессии текстур S3TC/DXTC;
Аппаратный блок T&L 2-го поколения;
Поддержка полноэкранного сглаживания Hyper FSAA;

Кроме этого, как видно на диаграмме, чип-компаньон SiS 301 добавляет мультимониторные возможности, поддержку TV-out, стереоочков и подключения цифровых мониторов через интерфейс DVI. Возможны следующие варианты подключения дисплеев:

аналоговый монитор + аналоговый монитор
аналоговый монитор + цифровой монитор (DVI)
аналоговый монитор + телевизор (S-Video Out)

При подключении двух дисплеев возможны 2 режима их работы: режим расширения рабочего стола и режим дублирования изображения.
Как видно, по заявленной функциональности SiS 315 не сильно уступает GeForce2 MX 200/400 от NVIDIA, причем, если тем для поддержки TV-Out и DVI необходима установка дополнительных чипов от сторонних производителей, то SiS 315 достаточно применения чипа-компаньона SiS 301, специально разработанного для подобных целей.
Подробнее возможности SiS 315 рассмотрим ниже, а сейчас - о плате, появление которой в нашей тестовой лаборатории стало причиной появления этого обзора:

Плата C.P. Technology Evil Sam на базе SiS 315

Плата Evil Sam от C.P. Technology поставляется в небольшой радикально черной коробке:

Плата выполнена на текстолите желтого цвета и имеет дополнительные разъемы: DVI - для подключения цифровых мониторов, и S-Video - видеовыход:

Основа видеокарты - графическое ядро SiS 315 и чип-компаньон SiS 301:

Для отвода тепла от ядра применена пассивная система охлаждения - игольчатый радиатор, и, судя по всему, этого оказалось достаточно, так как при тестировании до больших температур он не разогревался.
На плате установлено 32 МБ видеопамяти SDRAM c шиной доступа 128 бит в микросхемах производства SAMSUNG. Время цикла этих микросхем составляет 5 нс.:

Тактовые частоты работы ядра и видеопамяти составляют 166 МГц.

Тестовая система

Платы были протестированы на тестовой системе следующей конфигурации:

Процессор - AMD Athlon 1200МГц (133МГц FSB);
Память - 256Мб NCP PC133;
Материнская плата - A7V133-C (VIA KT133A);
Жесткий диск - Fujitsu MPE3084AE 8,4 Гб.
Программное обеспечение:
Windows 98 SE build 4.10.2222 A;
DirectX8.0;

Конкурентами плате на базе SiS 315 были выбраны платы MSI Starforce 828 на базе GeForce2 MX200 с 32 Мб и SUMA Platinum K1 32 Мб на базе PowerVR/STM Kyro.

Для платы на базе GeForce2 MX200 при тестировании использовался драйвер Detonator XP версии 21.85.
SiS 315 был протестирован на драйвере версии 2.02.05.
Для тестирования платы на базе PowerVR/STM Kyro был взят драйвер версии 8.162.

Разгон

При разгоне использовалась утилита PowerStrip версии 3.0beta build 115. Несмотря на то, что на плате установлена видеопамять с временем цикла 5нс, у которая должна устойчиво работать на 200МГц, максимальные частоты, на которых плата устойчиво заработала, составили 190МГц у ядра и 190 МГц у видеопамяти. Трудно предположить, что послужило виной такого низкого разгонного потенциала - особенности архитектуры чипа, разводка платы, или мне просто-напросто попался неудачный экземпляр.
Результаты измерения производительности SiS 315 при разгоне приведены на примере Quake3 Arena в разделе "Скорость в 3D".

Качество, скорость в 2D

Для измерения скорости в 2D я использовал тесты Business Graphics и High-End Graphics из пакета ZD WinBench 99:

Как видно, по скорости в 2D SiS 315 находится примерно на одном уровне с GeForce2 MX200, намного опережая Kyro. Более подробная диаграмма по High-End Graphics это подтверждает:

Качество вывода изображения на монитор у SiS 315 оказалось хорошим, лишь в разрешениях выше 1280х1024 при использовании монитора ViewSonic P775 я заметил небольшое "замыливание".

Конвейеры, фильтрация текстур, Hyper FSAA и все-все-все

SiS 315 имеет всего по одному текстурному модулю на конвейере, поэтому для выполнения мультитекстурирование чипу приходится объединять конвейеры, и в результате производительность падает, потому что за такт чип прорисовывает уже не два пикселя. а один. Точно так же в своё время работали чипы TNT2/TNT2 Ultra от NVIDIA. Сейчас уже трудно найти игру, не использующую мультитекстурирование, поэтому во всех современных играх такая архитектура однозначно не позволит SiS 315 конкурировать на равных с платами класса GeForce2 MX400 и выше.
Дальше - больше. Продолжая "лучшие" традиции NVIDIA TNT, TNT2 и Savage 2000 от S3, SiS 315 не умеет производить трилинейную фильтрацию одновременно с мультитекстурированием.
Например, в Quake3, несмотря на установки качества графики, где мной было указано применение трилинейной фильтрации, эта самая трилинейная фильтрация появилась лишь при отключении мультитекстурирования командой "/r_ext_multitexture 0" в консоли. При этом наложение текстур (чаще всего это базовая текстура и карта освещения) производится в 2 прохода, а скорость, соответственно, падает примерно в 2 раза. Для современной видеокарты, пусть даже и нижнего ценового диапазона, такое поведение совершенно неприемлемо.
При подсветке MIP-уровней (команда "/r_colormiplevels 1") сцена в Quake3 выглядит так (слева - билинейная фильтрация, справа - трилинейная):

Но это - еще не все особенности SiS 315... Лениво прогуливаясь по уровням Quake3 в поисках артефактов ( говоря по-русски - глюков:) ) , я обнаружил, что и билинейная фильтрация на SiS 315 выполняется как-то не так, как полагается. Подойдя вплотную к стене, я заметил какие-то шероховатости там, где их быть не должно:

Используя команду уменьшения угла зрения ( "/cg_fov 5"), я рассмотрел эту стену поближе и обнаружил, что вместо билинейной фильтрации используется некая аппроксимация, больше всего похожая на дизеринг:

Но если на базовых текстурах объектов это не так заметно, и даже когда заметно, не вызывает дискомфорта, то на картах освещения такая фильтрация проявляется гораздо сильнее:

А при приближении это просто бросается в глаза:

Однако, SiS 315 умеет делать и полноценную билинейную фильтрацию, и, например, вот в этом кадре соседствуют и нормальная билинейная фильтрация, и аппроксимация:

В приближении:

Для меня осталось загадкой, по каким соображениям SiS 315 выбирает, где ему нужно не лениться и использовать нормальную билинейную фильтрацию, а где можно расслабиться и применить аппроксимацию. Единственное, что удалость выяснить - на текстурах с прозрачностью SiS 315 всегда использует полноценную билинейную фильтрацию.
Зачем нужна такая аппроксимация, где выгода, что тут экономится? Вычислительные ресурсы чипа? Не так уж много их требуется для выполнения билинейной фильтрации. Снижается количество запрашиваемых чипом текстурных сэмплов? Да, может быть, ведь для выполнения нормальной билинейной фильтрации текстурному модулю нужно 4 текстурных сэмпла, а здесь, по видимому, всего один. Но применение текстурного кэша (то, что у SiS 315 его может не быть, нереально) должно сводить на нет разницу в количестве обращений к видеопамяти, так что и выигрыша от такой аппроксимации особого не будет.
Остается предположение, что кэш текстур на SiS 315 очень мал и организован неэффективно, в результате чего разработчикам пришлось так изощряться с билинейной фильтрацией...

На этом нудную часть о фильтрации текстур поскорее закончу, и перейду к приятному.
В анонсах SiS 315 говорилось о поддержке FSAA, полноэкранного сглаживания, да не "простого", а с собственным именем, HyperFSAA. К сожалению, драйверы версии 2.02.05, использованные мной при тестировании, не позволяют включить FSAA, однако, записи в реестре Windows, отвечающие за FSAA, нашлись:

Манипулируя значениями переменных "FSAA", "FSAAMode" в Direct3D и "GL_FSAA", "GL_FSAAMode" в OpenGL, мне удалось включить FSAA на SiS 315, и результаты превзошли все мои ожидания. Оказалось, FSAA на SiS 315 по качеству не уступает MSAA (полноэкранное сглаживание методом мультисэмплинга) GeForce3. Это на плате, которая по остальным качествам, например, по скорости и цене, не претендует даже на сравнение с GeForce3!
Однако, по порядку. Действие FSAA проверялось на игре Homeworld: Cataclysm, которая при использовании FSAA выглядит просто превосходно, и, к тому же, поддерживает работу как в OpenGL, так и в Direct3D. На каждой из видеокарт я сохранял кадр из игры, обращая внимание на два момента: как платы сглаживают детали моего Hive Frigate, и как они отображают статистику в правом нижнем углу экрана. Кликом на уменьшенный кадр можно открыть его в полную величину, а на две следующие картинки можно не кликать, это - фрагменты кадра, увеличенные до масштаба 3:1. Итак, сцена без полноэкранного сглаживания:

При установке "FSAA"=1, "FSAAMode"=1 в Direct3D SiS 315 использует сглаживание, больше всего похожее на MSAA 2x на NVIDIA GeForce3.
Для того, чтобы можно было, как говорится, почувствовать разницу, я приведу сравнение с FSAA 2x, которое выглядит одинаково у всех плат на базе NVIDIA GeForce2 / GeForce2 MX400. Слева - результат на SiS 315, справа - NVIDIA GeForce2 MX200:

Впечатляет? Из существующих сегодня ускорителей лишь GeForce3 умеет производить сглаживание "только там, где это надо", то есть, только на границах полигонов. Какой механизм действует в SiS 315, пока остается только догадываться, но результат на экране, как видите - тот же.
Однако, как будет видно по измерениям производительности SiS 315 при FSAA, затраты на сглаживание этим методом, назовем его Hyper FSAA 2x, очень близки к затратам MX 200 при обычном сглаживании 2х. Так что в основе этого метода, скорее всего, лежит всё-таки обычный суперсэмплинг, а не мультисэмплинг, который используется на NVIDIA GeForce3.


Сглаживание 4х на SiS 315 в Direct3D мне включить не удалось, но в OpenGL, при установке в реестре "GL_FSAA"=1, "GL_FSAAMode"=1, сглаживание 4х включилось.
Для сравнения c FSAA 4x от NVIDIA привожу кадр, снятый на GeForce2 Ti (GeForce2 MX200, к сожалению, отказалась включать 4х из-за недостатка видеопамяти):

Как видите, ситуация повторяется: SiS 315 сглаживает картинку только там, где это требуется, то есть, только на границах полигонов, оставляя текст нетронутым. Так как инженеры из SiS этот метод сглаживания пока никак не обозвали, возьму на себя смелость обозвать это HyperFSAA 4x.
Полноэкранное сглаживание 4х в исполнении GeForce2 Ti не пощадило текста, и он оказался размытым точно так же, как и вся сцена.


Ну, и напоследок я оставил самое "вкусное" :) HyperFSAA от SiS берет на себя смелость соперничать с Quincunx от NVIDIA!
При "GL_FSAA"=1, "GL_FSAAMode"=0 в OpenGL включился новый тип сглаживания, который по эффекту можно сравнить с Quincunx от NVIDIA. Слева - новая вариация HyperFSAA на SiS 315, справа - Quincunx на NVIDIA GeForce3:

Как и Quincunx на GeForce3, этот метод производит сглаживание изображения подобно фильтру "Blur" в Photoshop. На SiS 315 изображение выглядит даже более размытым, особенно - на границах полигонов. Однако, методы, которые используются здесь видеокартами - разные.
Метод Quincunx от NVIDIA основан на хитром методе выборки сэмплов из увеличенного буфера кадра, при котором достигается эффект "размытости" изображения, поскольку в формировании цвета пиксела при построении изображения учавствуют сэмплы, соответствующие соседним пикселам.
SiS 315 просто сглаживает в буфере кадра, подобно фильтру "Blur" из Photoshop, изображение, полученное после построения сцены с применением HyperFSAA 2x.
Подтверждением этому служит то, что буквы в кадре, наконец, оказались безжалостно размазаны, вместе с границами полигонов, из которых состоит мой Hive Frigate. Характерные изломы этих границ, то, что они оказались размыты больше, чем текст, а также потери производительности при применении этого метода сглаживания, подтверждают, что перед нами - HyperFSAA 2x с применением дополнительной фильтрации в буфере кадра. Назовем этот метод HyperFSAA 2x + filter. Судя по всему, фильтр подобран так, чтобы изображение не на границах полигонов было идентичным с FSAA 2x на GeForce2 (сравните изображения). Но границы полигонов на SiS 315 при этом размываются гораздо сильнее, чем на GeForce2.
Мне кажется, для Homeworld: Cataclysm такая степень размытия, пожалуй, даже чересчур велика, здесь хватает и HyperFSAA 4x, но для динамичных игр, например, для автосимуляторов, где лишняя размытость сцены лишь добавит реализма, она подойдет в самый раз. Лишь бы хватило производительности SiS 315.

Однако, к сожалению, с FSAA у SiS 315 не всё так радужно. В некоторых случаях метод HyperFSAA 2x + filter дает сбои, а именно: когда буфер кадра не обновляется, фильтр раз за разом размывает его всё больше и больше. Типичная ситуация - меню в Homeworld: Cataclysm. Сгладив изображение в буфере кадра один раз, в следующих кадрах, поскольку буфер кадра не обновляется, SiS 315 обрабатывает его снова и снова, в результате чего менюшки прямо на глазах начинают таять, расплываясь с каждым кадром всё сильнее. Это - лучшая наглядная иллюстрация того, что SiS 315 делает с буфером кадра при применении HyperFSAA 2x + filter. Разница по времени между снятием двух этих скриншотов - примерно полсекунды:

Видимо, из-за подобных накладок включение HyperFSAA пока еще не сделано доступным, а разработчики из SiS, судя по всему, работают над этими проблемами.

Напоследок позволю себе небольшое отступление...
Многие считают, что раз плата стоит копейки и по производительности не может тягаться с новейшими видеокартами верхнего ценового диапазона, то и всевозможные функции, свойственные мощным ускорителям, наподобие FSAA, ей не нужны... Однако, я категорически не согласен с эти утверждением, и считаю, что любая плата может проявить себя, нужно лишь найти ее функциям применение.
Например, в нашем случае - это HyperFSAA. Разумеется, в Quake3, скажем, c HyperFSAA 4x, скорость SiS 315 не будет устраивать никого, однако, в том же Homeworld: Cataclysm или в любой другой "спокойной" игре, производительности SiS 315 хватит для комфортной игры даже с FSAA 4x.
Словом, не стоит обходить вниманием то, что было задумано разработчиками, особенно, если задумки столь удачны, как в случае с FSAA на SiS 315.

Cкорость в 3D

От слов перехожу к тестам. Учитывая сильные потери SiS 315 при включении трилинейной фильтрации, тесты в Quake3 Arena были проведены с максимальными настройками качества текстур, но с билинейной фильтрацией. Компрессия текстур при проведении тестов была включена:

Как видно по результатам, самым шустрым в этом зверинце оказался Kyro, и немудрено: без использования трилинейной фильтрации Kyro чувствует себя в подобных тестах превосходно.
Несмотря на более низкую скорость заполнения сцены, чем у GeForce2 MX200, SiS 315 опередил последнего и в 16-битном цвете, и в 32-битном. Видимо, использование урезанной 64-битной шины памяти на MX200 не дает ему развернуться даже в 16-битных режимах.

Производительность плат в Quake3 при полноэкранном сглаживании:

HyperFSAA 2x + filter, действительно, дается ценой почти двукратного падения производительности, что подтверждает предположение о том, что этот метод базируется на HyperFSAA 2x, а дополнительное сглаживание буфера кадра почти не сказывается на скорости.
Потери при HyperFSAA 4x - больше, и в процентном соотношении они близки к потерям при включении FSAA 4x у соперников
Уступая Kyro по производительности в режимах с полноэкранным сглаживанием, SiS 315, однако, опережает MX200, а по качеству реализации FSAA однозначно превосходит обоих конкурентов.

Учитывая класс карт, тестирование в 3DMark 2001 я провел только на сценах с низкой детализацией - "Low Details":
Game1 - Car chase:

Game2 - Dragothic:

Game3 - Lobby:

Королем выглядит Kyro, и немудрено: когда я сравнивал Kyro и Kyro2 с платами класса GeForce2 GTS, я говорил, что архитектура Kyro слаба, но даже с такой архитектурой он в некоторых случаях способен опередить GeForce2 GTS. С такими же соперниками, как SiS 315 и GeForce2 MX200, Kyro справляется легко.
SiS 315, как и ожидалось, проигрывает плате на базе MX200 в 16-битных режимах из-за вдвое меньшего количества текстурных модулей. В 32-битных режимах вдвое более быстрая шина видеопамяти у SiS 315 позволяет обогнать GeForce2 MX200.
Закончу раздел о производительности SiS 315 в 3D-графике некоторыми синтетическими тестами из комплекта 3DMark 2001:

Что можно сказать? Да, SiS 315 имеет блок T&L, и он работает в этих тестах быстрее, чем програмная эмуляция на Athlon 1200, однако производительность этот блок показал гораздо меньшую, чем GeForce2 MX200.
Судя по тому, что SiS 315 оказался в проигрыше даже при программной эмуляции в тесте блока T&L и вершинных шейдеров, на уровне драйверов у SiS 315 есть проблемы: скорость передачи полигонов ядру, видимо, оказалась ниже, чем у MX200.

Тест Fillrate не показал ничего принципиально нового: без использования мультитекстурирования SiS 315, Kyro и MX200, все с двумя конвейерами, находятся в одинаковых условиях, и тут побеждает та карта, у которой выше частоты и работа с видеопамятью организована лучше. SiS 315, имеющий более высокие тактовые частоты, чем Kyro (166/166 МГц против 115/115 МГц), оказался впереди.
При включении мультитекстурирования однозначным лидером в 16 битах становится MX200, имеющий 4 текстурных модуля, и даже 64-битная шина памяти - тут ему не помеха.
Но в 32-битном цвете шина памяти уже сильно ограничивает производительность MX200, и лидерами становятся Kyro и SiS 315.

Проверка на деле: Игры

Памятуя о том, что SiS 315 - это детище SiS, чьи разработчики драйверов снискали себе дурную славу, я, конечно, не смог удержаться, и погонял SiS 315 в реальных приложениях - в играх. Результат, на удивление, оказался очень неплохим, проблем в играх почти не было.
Перечислю некоторые из игр:

American McGee's Alice:

Никаких замечаний. Эта игра сделана на модифицированном движке Quake3, так что особых проблем я и не ожидал.

Earth 2150:

Эта стратегия, работающая через Direct3D, выглядит на SiS 315 вполне нормально, разве что из-за отсутствия трилинейной фильтрации сильно заметны границы переключения MIP-уровней.

Giants: Citizen Kabuto:

Эта D3D-игра активно использует T&L, Dot3-рельефность, и, с виду, никаких замечаний нет, однако, на полном скриншоте можно заметить, что тень, отбрасываемая летающим зверем - квадратная.

Homeworld: Cataclysm:

Как же я мог пройти мимо Homeworld и Homeworld: Cataclysm, игр, в своё время проглотивших и переваривавших меня месяцами :)... В Direct3D - без замечаний, однако в OpenGL появляются проблемы: звезды заслоняют собой корабли:

Такая картина при включении через OpenGL наблюдается на многих ускорителях, не только на SiS 315, но, тем не менее - минус.

Independence War II: Edge of Chaos:

"На грани хаоса" SiS 315 ведет себя достойно, лишь бросается в глаза его злосчастная билинейная аппроксимация, да в меню шрифт не желает подчиняться порядку:

Обратите внимание, в некоторых надписях буквы находятся на разной высоте.

Return To Castle Wolfenstein:

Замечаний нет.

Soldier of Fortune:

Замечаний, в принципе, нет, лишь билинейная аппроксимация на SiS 315 на некоторых плоскостях выглядит так, что кажется, будто SiS 315, начиная с некоторого расстояния, вообще не фильтрует текстуры:

Заключение

Итак, SiS 315, самое современное творение SiS в области видеокарт - явно неоднозначный продукт.
Новый чип для SiS, с одной стороны, является большим шагом вперед: значительно улучшилось качество драйверов, появилось полноэкранное сглаживание HyperFSAA, качество вывода изображения на монитор уже не повергает в ужас.
С другой стороны - эта злосчастная билинейная аппроксимация, еще не совсем доведенные "до ума" драйверы...

Тем не менее, подводя итог, могу сказать, что свою невысокую цену SiS 315 сочетает с неплохой скоростью и хорошими возможностями, а его недостатки, мне кажется, не помешают ему достойно конкурировать с Kyro и MX200 в нижнем ценовом классе видеокарт.

Итак, плюсы SiS 315:

Поддержка мультимониторных конфигураций
Наличие DVI, TV-Out
Наличие T&L
Поддержка FSAA высокого качества
Неплохая работа в играх
Неплохая производительность в своем классе
Низкая цена

Минусы:

Билинейная аппроксимация
Отсутствие поддержки трилинейной фильтрации одновременно с мультитекстурированием
Слабая разгоняемость
Недоработанные драйверы