…вышедшие только за последнее время хиты типа Doom 3, Half-Life 2, NFS Underground 2 и другие заставили многих геймеров задуматься об апгрейде своей видеоподсистемы.
В конце прошлого года Internet News рассказывала о выборе графической карты в статье “Зимний видеоапгрейд”, и сейчас, спустя год, решили продолжить этот материал с учетом новинок на рынке как видеокарт, так и игр. Ведь вышедшие только за последнее время хиты типа Doom 3, Half-Life 2, NFS Underground 2 и другие заставили многих геймеров задуматься об апгрейде своей видеоподсистемы.
За прошедший год мы не раз касались темы видео-адаптеров, в разных контекстах, и сегодня как бы подведем потребительский итог: что покупать и почему. Мы постараемся рассмотреть все критерии, которые необходимо учитывать при выборе и покупке графической карты, однако важность того или иного критерия зависит от ваших персональных вкусов и целевого использования карты.
Выбор видеоплаты трудно назвать легким, поскольку ее покупка, как правило, сопровождается поиском компромисса между ценой и производительностью. Конечно же, хочется приобрести самую быструю видеокарту, однако топовые решения имеют достаточно высокие цены. Предусмотрительный покупатель чаще всего покупает менее мощную, но зато более дружественную к кошельку видеокарту. Энтузиасты, желающие получить самое быстрое решение, сколько бы оно ни стоило, приобретают high-end решения и наслаждаются “навороченными” компонентами в своей системе.
Почти в любом компьютерном магазине сегодня можно встретить всевозможные модели любых категорий по цене и производительности. В то же время, большой ассортимент всегда затрудняет выбор. Необходимо принимать во внимание множество факторов, чтобы подобрать идеальную модель на максимально длительный срок.
Для того чтобы сделать наш обзор максимально полным, мы разделили его на две части, с продолжением в следующем номере.
Сфера использованиЯ
Значимость производительности графической карты в немалой степени зависит от сферы использования. Сегодня карты больше всего различаются по производительности в 3D и видео, а также по качеству картинки.
Первое, что необходимо будет сделать при выборе идеальной графической карты, – определить основные применения ПК. Если большую часть времени вы работаете с офисными приложениями (офисные документы, электронные таблицы) или с другим 2D-программным обеспечением, то не следует обращать особое внимание на 3D-производительность карты.
В то же время грядущие операционные системы типа Microsoft Longhorn будут использовать трёхмерный графический интерфейс пользователя, поэтому 3D-производительность становится важной даже для тех, кто не будет использовать 3D-приложения. К примеру, даже простейшая 3D-версия интерфейса Longhorn под кодовым названием “Aero” будет требовать от видеокарты полной поддержки DirectX 9 и 32 Мбайт видеопамяти. А следующей ступени интерфейса “Aero Glass” будут необходимы поддержка DirectX 9 и 64 Мбайт видеопамяти. Однако до появления Longhorn на ваших компьютерах ещё остаётся немало времени. Да и тогда новая операционная система будет поддерживать 2D-интерфейс для старых систем.
Между разными картами и поколениями чипов существуют различия в графической производительности. Однако 2D-производительность современных графических процессоров достигла столь высокого уровня, что упомянутые различия никак не сказываются на обычных задачах, скажем, под той же Windows XP. Приложения типа Word, PowerPoint, Photoshop или Acrobat не будут работать ощутимо быстрее на high-end графической карте. Поэтому производительность графической карты сегодня оценивается полностью по 3D-приложениям.
Поскольку разница между современными графическими картами наблюдается именно в 3D-производительности, именно на неё и следует обращать внимание, если вы планируете играть на компьютере. Даже если вы будете играть не часто, на графической карте лучше не экономить.
Очень важна 3D-архитектура графической карты, то есть, к какому поколению 3D-стандартов она относится. Обычно поколение карты определяют по поддержке номера версии API Microsoft DirectX 3D, который регулярно обновляется. Следует упомянуть, что для игр текущего поколения будет достаточно большинства DirectX 8-совместимых графических карт – хотя они, конечно, будут показывать себя не столь хорошо в совсем свежих и грядущих играх типа Doom 3, S.T.A.L.K.E.R. и Half-Life 2.
Если вы планируете заменить не только графическую карту, но и материнскую плату, то, возможно, имеет смысл присмотреться ко встроенным графическим ядрам. Однако следует помнить, что производительность подобных решений, в лучшем случае, дотягивает до самых медленных раздельных карт. В результате встроенная графика вряд ли подойдёт геймерам. Но если вы уделяете основное внимание офисной работе и монтажу видео, то её будет вполне достаточно.
Не так давно многие компании решили обосноваться в “цифровом доме”. Главным плюсом подобных решений является возможность ПК проигрывать различные форматы видео и звука. И здесь опять же следует учитывать графическую карту. В принципе, каждая карта способна выводить видео, однако разные модели отличаются нагрузкой на центральный процессор и качеством картинки. Если, к примеру, нагрузка на процессор при воспроизведении видео высокого разрешения HDTV будет слишком большой, то вы получите заметные подёргивания картинки. Графические процессоры отличаются ещё и цветовыми разрешениями, а также функциями типа масштабирования и деинтерлейсинга.
Технологии
За прошедшие несколько лет графические процессоры эволюционировали из простых 3D-ускорителей, способных выполнять заранее заданные и оговорённые задачи, в настоящие процессоры, которые можно программировать. Разработчики игр получили возможность разрабатывать свои собственные 3D-эффекты, прямо как создатели профессиональных приложений по 3D-рендерингу. Запрограммированные 3D-эффекты были названы шейдерами.
По сути, шейдер является математическим определением или описанием эффекта. К примеру, если камень в игре должен выглядеть мокрым, то для этой цели будет работать шейдер, который будет осуществлять эффект отражения, освещения и т.д. Графический процессор выполняет шейдер для расчёта эффекта в реальном времени. Программы-шейдеры позволяют добавить реализм к любой игре.
Важным фактором при выборе графической карты является поддержка того или иного поколения DirectX. Дело в том, что с каждым поколением DirectX увеличивалась сложность, с которой могут выполняться расчёты шейдеров.
Поколение DirectX 7
Такие игры, как Quake 3 (OpenGL), Unreal и даже относительно молодая Battlefield 1942, относятся к поколению DirectX 7. Почти все эффекты в этих играх реализованы через простые текстуры. Не считая трансформации и освещения (T&L), на картах DX7 ничего запрограммировать не удастся. По сути, даже не все графические процессоры этого поколения поддерживают T&L.
Поколение DirectX 8
С появлением DirectX 8 графические процессоры стали по-настоящему программируемыми. Здесь следует упомянуть две области, а именно: пиксельные и вершинные (то есть геометрические) вычисления через шейдеры. DirectX 8 поддерживает несколько моделей пиксельных шейдеров (SM), которые обеспечивают разный уровень программируемости (PS 1.0, 1.1 и 1.2 входят в DirectX 8, а PS 1.4 был добавлен к DirectX 8.1). Поначалу программы-шейдеры имели небольшую сложность, но она всё увеличивалась с появлением новых моделей шейдеров. Что касается вершинных шейдеров, то DirectX 8 и DirectX 8.1 поддерживают только одну модель: Vertex Shader 1.0.
Поколение Direct X 9
Современным 3D API Microsoft является DirectX 9, обеспечивающий ещё больше свободы в программировании шейдеров, чем DirectX 8, не говоря об увеличении длины и сложности шейдеров. К тому же, здесь появилась модель с поддержкой вычислений с плавающей запятой, что позволило выполнять более точные расчёты. Благодаря технологиям DirectX 9 поверхности выглядят очень реалистично и реагируют на изменения освещения, отбрасывают реалистичные тени и тому подобное. Игровое окружение выглядит очень “живо”. FarCry стала первой игрой, постоянно использующей шейдеры.
DirectX 9 также ввёл несколько моделей пиксельных шейдеров. Сначала появилась оригинальная модель SM 2.0, к которой позднее добавились SM 2.0a и 2.0b. SM 3.0 представляет собой совершенно новое и свежее добавление, появившееся вместе с DirectX 9.0c. Сегодня SM 3.0 поддерживают только процессоры линейки nVidia GeForce 6xxx.
Важно заметить, что не следует всецело оценивать графическую карту только по версии DirectX, которую она использует. К примеру, шейдеры DirectX 8 могут реализовывать многие эффекты, которые способны “поставить на колени” даже самые современные карты. Разработчики игр пытаются использовать самые низкие версии DirectX, чтобы максимально расширить целевую аудиторию. Требуемые вычислительные ресурсы зависят, главным образом, от сложности шейдера, а не от его версии. Наконец, все карты обратно совместимы. Совместимость вперёд обеспечивается только для вершинных шейдеров, которые могут вычисляться центральным процессором ПК, – такой вариант, конечно, не отличается высокой скоростью.
Помните, что хотя многие карты начального уровня совместимы с DirectX 9, они не способны дать приемлемую частоту кадров из-за низкой вычислительной мощности (подробнее об этом – в следующем разделе). В некоторых случаях совместимость с DirectX 9 лишь частичная. Самым характерным примером является новый чипсет Intel i915G с интегрированной графикой. Хотя он и поддерживает Pixel Shader 2.0 (это позволяет заявить о совместимости с DirectX 9), все вычисления вершинных шейдеров переносятся на CPU, увеличивая его загрузку.
Сегодня на рынке потребительских 3D-видеокарт доминируют ATi и nVidia, и модели этих компаний обеспечивают разный уровень точности вычислений. Если графические процессоры ATi поддерживают 24-битную точность вычислений, то карты nVidia обеспечивают как 16-битную, так и 32-битную точность работы с плавающей запятой (а также некоторые другие форматы). Правило здесь простое: чем выше точность, тем более сложные можно выполнять вычисления. Требуемая точность зависит от типа эффекта, который нужно создать, – далеко не каждый эффект использует всю доступную точность.
OpenGL
После DirectX, следующим 3D API по популярности является OpenGL. На самом деле он возник намного раньше DirectX, да и поддерживается большим количеством операционных систем. А DirectX, к сожалению, ограничен только платформами Microsoft.
Подобно DirectX, API OpenGL постоянно обновляется, а спектр возможностей расширяется. Как и DirectX, этот API поддерживается практически всеми современными 3D-картами. Более того, в OpenGL можно реализовать все новейшие 3D-функции через так называемые расширения OpenGL. Часто производители графических процессоров самостоятельно вводят расширения в драйверах для определённых эффектов, которые могут быть задействованы в приложениях или играх. Два тяжеловеса индустрии ATi и nVidia обеспечивают очень хорошую поддержку OpenGL. Но ситуация не столь радужна в случае продукции XGI и S3, которым есть, что улучшать.
Несмотря на доминирование игр под DirectX, сегодня немало игр выходит и для OpenGL. Среди них – известные названия от id Software; причём, многие разработчики используют их движки для своих игр. Среди новых и наиболее требовательных OpenGL-игр можно назвать Doom 3. Карты nVidia показывают себя в этой игре наиболее хорошо, а за ними следуют модели ATi. Игра будет работать и на картах XGI, если приложить некоторые усилия и снизить качество. Что касается S3, то эта компания выпустила под Doom 3 специальный драйвер.
Другие операционные системы
Если уйти от Microsoft Windows, то ситуация несколько усложняется. 3D-производительность карт под Linux существенно отличается от Windows. Обе компании, ATi и nVidia, выпускают под Linux драйверы. Дополнительную информацию о Linux и графических картах можно получить в Интернете (как правило на английском). Драйверы под Linux можно скачать на сайтах ATi и nVidia.
Воспроизведение видео
Воспроизведение видео возможно практически на любой современной графической карте, конечно, если установить нужный кодек. Почти все сегодняшние графические карты также обеспечивают специальные функции по ускорению видео (Графические карты могут ускорять воспроизведение видео и визуализации Media Player, что позволяет уменьшить нагрузку на CPU), которые отвечают за измерение размера кадра, фильтрацию и т.д. Чем больше функций может выполнить графический процессор, тем меньше работы остаётся центральному процессору, что улучшает общую производительность. В случае видео HDTV с очень высоким разрешением центральный процессор компьютера может попросту не справиться с декодированием, если ему не будет помогать графическая карта.
Ускорение воспроизведения видео является важной задачей и для ноутбуков, поскольку центральный процессор обычно требует больше энергии, чем графический. В результате хорошее ускорение видео позволит продлить время автономной работы ноутбука. Кстати, во время просмотра DVD ускорение видео тоже работает.
Недавно ATi и nVidia объявили об особом внимании к функциям ускорения видео, поэтому практически каждое новое поколение графических процессоров сегодня получает расширенные функции по поддержке видео. ATi назвала подобные функции на картах X800 и X700 “FullStream HD”. nVidia оснастила свою новейшую линейку чипов NV4x специальным программируемым видеопроцессором, что позволяет гарантировать поддержку даже будущих форматов видео. Кроме того, видеопроцессор позволяет уменьшить нагрузку на CPU во время записи видео или кодирования.
Производительность
Производительность графической карты обычно определяется по частоте кадров FPS (числу кадров в секунду). Чем выше частота кадров, тем более плавной покажется игра конечному пользователю, поскольку игра отображает последовательность кадров. Если частота кадров превышает 25 fps, то человеческий глаз уже не способен различить отдельные кадры – нам кажется, что действие непрерывно. Однако в быстрых играх, типа шутеров от первого лица, даже 25 fps бывает часто недостаточно для наслаждения – поэтому рекомендуется 60 fps.
Если не считать функции типа FSAA и AF, частота кадров зависит от разрешения экрана. Чем выше разрешение, тем больше пикселей присутствует на сцене, что положительно сказывается на детализации. Однако при этом повышается и объём информации, который приходится обрабатывать графической карте, что налагает определённые требования на мощность графического процессора.
Существует два параметра, влияющие на возможность графического процессора выдавать кадры с высокой частотой. Первый – это скорость заполнения пикселей, означающая, сколько пикселей графический ускоритель может обработать за секунду (мегапикселей в секунду). Второй – пропускная способность памяти, то есть насколько быстро процессор может считывать и записывать данные из памяти. В обоих случаях работает правило “больше – лучше”.
Сегодня наиболее распространённым разрешением для игр является 1024×768. Затем (среди высоких) следуют 1280×1024 и 1600×1200. При использовании классических CTR-мониторов можно свободно выбирать разрешение, если только оно не превышает физические пределы. Что касается LCD-мониторов, то здесь ситуация сложнее. Любое разрешение, отличающееся от “родного”, требует интерполяции изображения – оно будет либо уменьшаться, либо увеличиваться. В зависимости от модели монитора, интерполяция может ухудшить качество картинки. Поэтому лучше всего брать такую графическую карту, которая обеспечит хорошую частоту кадров на “родном” разрешении LCD-монитора.
Помимо разрешения, частота кадров значительно зависит от игры. Многие игры позволяют снизить уровень детализации, а также число и сложность эффектов, но всё это приводит к ухудшению качества картинки и восприятия игры. Самым важным фактором здесь является поддержка поколения DirectX как игрой, так и картой – лучше всего, если уровень будет один.
В следующем номере мы постараемся рассказать о ценовых группах, графических процессорах разных сегментов, о производителях видеокарт, какому интерфейсу отдать предпочтение, об охлаждении, питании и т.д. А пока хотим предложить обсудить столь интересную тему на нашем форуме www.forum.az.

Владимир Зимин

25.11.2004
link