Slo-Techov primerjalni mučilnik grafikulj

Avtor: Sergej "Sergio" Berišaj
Datum: 26.11.2000
Na našem forumu, tako starem kot novem, so se kar predolgo časa bile živčne vojne med zagovorniki dveh strani, 3dfxa ter nVidie. Bitki se je kmalu pridružil še ATI, ki je s svojo konkurenčno grafično kartico zadal kar hud udarec obema. Tako so eni govorili, da je najhitrejša nVidia, drugi so rekli da ATI pomete z vsemi, spet tretji pa, da je 3dfx najboljši nakup. S tem testom upam, da bom končal z vsemi trači, ter kar čimbolj prikazal pravo razmerje na trgu grafičnih kartic.

Za primerjavo smo si pri različnih podjetjih sposodili naslednje grafične kartice (po abecednem redu):
  • 3dfx Voodoo5 5500
  • ATI Radeon 64 VIVO
  • Winfast Geforce II GTS 32 MB DDR
  • Winfast Geforce II MX 32 MB SDR

Prefinjeni izrazi:
Kaj sploh leži za temi fancy imeni, kot so "FSAA", "T-Buffer", "T&L", "Charisma Engine"?
  • FSAA (Full Scene Anti Aliasing) je poskus podjetja 3dfx za boljšo kvaliteto slike pri nižjih ločljivostih. Končni cilj FSAA je omehčati ter zamegliti ostre robove. Če igrate igrice prek TV out izhoda na televiziji, potem te opcije ne rabite, saj sama struktura televizije ter njena arhaična zgradba v primerjavi z monitorji pogojuje, da ima slika na televizorju omehčane robove. Tudi zaradi tega igrice za Playstation zgledajo nekako kockasto, če jih igramo na PCju prek emulatorja. OK, preidimo k bistvu: FSAA naj bi iz slike 1 naredil sliko 2.


    črta pri 300% povečavi

    črta pri 300% povečavi


    Vidite, kako črta izgubi svojo nazobčanost? Edini način, kako priti do istega efekta pri igrani igri je, da kartica sliko renderira pri višji ločljivosti od navedene ter jo, že obdelano, skrči na zaželeno ločljivost. Princip je tak: Igramo Quake III na 800x600, navkljub temu se slika renderira pri 1600x1200, se nato naknadno skrči na 800x600 in voila, vaša slika je FSAA obdelana. To zahteva kar precejšen davek pri hitrosti, a verjemite, splača se. Na 3dfx Voodoo5 5500, ki ima najboljšo podporo za FSAA, sem igral Quake III na 800x600 in bil izjemno zadovoljen. Podporo tehnologiji FSAA imajo seveda še druge kartice, a je pri 3dfx najbolj kvalitetna ter izpopolnjena.
  • T-Buffer je še ena pogruntavščina 3dfxa, ki sploh omogoča FSAA. Poenostavljeno povedano, T-Buffer omogoča nadaljnjo obdelavo slike že potem, ko je prišla sveža ven iz cevovodov. Tako lahko programerji s pomočjo T-Bufferja omogočijo FSAA, motion blur itn.
  • T&L (Transformation & Lightning) dela točno to, kar opisuje beseda: spreminja ter osvetljuje. S tem, ko je še to nalogo prevzel grafični procesor od osrednjega, si je nVidia pridržala naziv GPU (Graphical Processing Unit), in to čisto upravičeno, saj skoraj vse faze obdelave prevzame "grafični procesor". T&L podpirata tako oba nVidiina GeForca ter ATIjev GeForce. 3dfx žal te funkcije ni vgradil v Voodoo5 5500, jo pa obljubljajo za prihajajoči procesor iz njihovih logov, Rampage imenovan.
  • Charisma engine je zelo prefinjeno imenovana tehnologija "morphinga", ki izhaja iz ATIjevih logov. Kako deluje, porečete? Predstavljajte si dve sceni, na prvi stoji nenasmejan možakar, na naslednji pa isti mož, le da je dosti bolj vesel. Charisma enginu se, poenostavljeno rečeno, poda le prvo in zadnjo sliko, on pa po postopku morphinga trikotnikov izračuna vse vmesne faze. Tako bomo zelo kmalu imeli igre, v katerih bodo obrazi zelo nazorno prikazani ter lepo animirani. Tako bo, recimo, veliko boljše vzdušje pri igranju športnih simulacij, saj ne bo samo spremenjena tekstura na obrazu, ampak bodo animacije dosti bolj podrobne, tako da bomo lahko celo brali iz njegovih ust, kaj govori :).
  • Bump mapping je način, kako na ravnem poligonu, ki je prekrit s teksturo, prikazati učinke izboklinic in vdolbinic. Princip tega izgleda nekako tako: če svetloba pade na gladko telo, se le-ta odbije pod istim odbojnim kotom. Če pa je na telesu vdolbinica, se od te vdolbinice svetloba odbija razpršeno in tako ustvari iluzijo same vdolbinice :). To vdolbinico lahko naredimo na 2 načina: Prvi je, da definiramo to luknjo s poligoni (zelo zamudno, matematično zahtevno ter primerno samo za zelo natančne animacije, ki se ne izvajajo v realnem času). Drugi način, s katerim lahko definiramo vdolbine pa je z bump mapping teksturo. Sama tekstura, ki jo "prekrijemo" čez telo, ima 256 sivin. Čimbolj bel je odsek, tembolj izbočen bo del telesa, ki ga bomo prekrili s teksturo. Upam, da vam bo vse jasno, ko boste videli sliko, ki sem jo zgeneriral v programu 3D Studio MAX. Stvar je bila narejena v malo manj kot pol ure, tako da se prosim ne pritožujete nad nenatančnostjo renderiranja :).


    tekstura za kroglo

    bump tekstura

    brez bump mappinga

    z bump mappingom


    Upam, da vam je sedaj jasno čemu služi bump mapping. Stvar je zelo očarljiva. Če postanemo malo iznajdljivi, lahko v igro vpeljemo premikajočo se bump teksturo in z njo zelo natančno ponazorimo gibanje gladine na vodi in še in še. Ampak, kot vse stvari, tudi ta efekt zahteva svoj davek v pasovni širini ter količini pomnilnika.

Kartice:
3DFX Voodoo5 5500:
Ta grafična kartica ogromnih razsežnosti (komaj sem jo stlačil v ohišje) nosi 2 procesorja, grajena v 0.25 mikronski tehnologiji, ki skupaj delujeta s pomočjo tehnologije SLI (Scan Line Interleave, če kdo izve prevod naj mi ga, lepo prosim, pošlje na e-mail). To pomeni, da si en procesor nadene breme sodih, drugi pa lihih vrstic. Vse skupaj poganja 64 MB 166 MHz pomnilnika, 32 MB na procesor, na 128 bitnem vodilu. Zapolnitvene zmožnosti te kartice so 667 Mpixlov/sekundo. Seveda ta grafična kartica, kar je danes že stalnica, podpira 32 bitno barvno globino tekstur ter velikost tekstur 2048x2048. Uporabljeni so bili gonilniki 1.3, ki si jih lahko snamete iz njihove domače strani (www.3dfx.com). Cena te grafične na današnji dan (19.11.2000) je kar vrtoglavih 90.000 SIT.


vir: AnandTech


ATI Radeon 64 VIVO:
ATI Radeon VIVO na sebi nosi 64 megazlogov Double Data Rate pomnilnika, ki je deklariran na hitrosti 183 MHz. Tudi njegovo jedro teče pri isti hitrosti. Z dvema cevovodoma za teksture ter tremi enotami za obdelavo tekstur, lahko Radeon v enem ciklu obdela 6 tekslov, kar mu daje zapolnitvene možnosti 333 Megapikslov/s ter 1 Gigateksel/s. Njegova T&L ali, bolje rečeno TCL enota (Transformation, CLIPPING & Lightning) ima zmožnosti obdelave 25 milijonov poligonov v sekundi. ATI je tudi registriral tehnologijo imenovano Hyper-Z, ki zmanjša potrebe po pasovni širini, ko program / igra kličeta medpomnilnik Z. Tako je, vsaj teoretično, ATI povečal zapolnitvene zmožnosti kartice. ATI je v Radeona vgradil toliko novih tehnologij, da lahko kartici upravičeno rečemo "DirectX 8.0 friendly". Njene prave zmožnosti se bodo razkrile šele s prihodom iger, ki bodo te tehnologije s pridom izkoriščale. Moram vam priznati, komaj čakam kako spodobno igro, ki bo efektivno izkoriščala bump mapping, saj je zadeva izgledala fenomenalno v 3D Marku. Uporabil sem zadnje uradne gonilnike, imenovane 4.12.3056. Cena: dih jemajočih 92000 SIT.


vir: AnandTech


WinFast GeForce II GTS:
Winfastov Geforce II GTS (Giga Texel Shader) ima "le" 32 megabajtov pomnilnika, ki tiktaka pri 333 MHz DDR. Tako mu je dano 5.3 GB/s prepustnosti pomnilnika, 800 megapikslov na sekundo ter 1600 megatekslov na sekundo zapolnitvenih zmožnosti, kar kartici upraviči naziv Giga Texel Shader. Heh, lahko bi mu tudi dali ime Geforce II 1.6GTS :). Tudi Geforce ima, tako kot Radeon, vgrajen Transformation, Clipping & Lightning del z, na papirju, enakimi specifikacijami (25 milijonov poligonov v sekundi). V uporabi so bili najnovejši priznani Detonatorji 3, cena te kartice pa znaša 78000 SIT, give or take a thousand :). Če želite o sami zasnovi kartice izvedeti več, potem si oglejte naš originalni test.


WinFast GeForce2 MX:
Seveda se nVidia zaveda, da so njeni najmočnejši modeli kartic preklemano dragi. To je med drugim tudi edini razlog, da se prvi in originalni GeForce ni prodajal v trilijonskih količinah ( čeprav je bil izjemno popularen... ). V drugo seveda niso hoteli ponoviti iste napake in so predstavili GeForce2 MX. Gre za oskubljeno različico GeForca2 GTS, ki je namenjena predvsem tistim, ki jih zanima hitrost po ugodni ceni in ne bahanje pred sosedi. Prva stvar, ki MXu drastično zniža ceno je uporaba SDR pomnilnika, namesto DDRja pri večjem bratcu. Pred kratkim so izšle tudi DDR MX kartice, toda pomnilniško vodilo pri le-teh je le 64 bitno, kar pomeni, da v praksi niso nič hitrejše od SDR različice. Druga stvar, ki je v primerjavi z GTSjem slabša je frekvenca, pri kateri delujeta pomnilnik in procesor. Ta je seveda ustrezno manjša, oziroma 175MHz za jedro ter ponavadi 166MHz za pomnilnik. Tudi sama tehnologija v čipu se razlikuje, saj ima GeForce2 le 2 renderirna cevovoda, medtem, ko jih ima GTS kar 4.


vir: HotHardware


Testi:

Testni računalnik
Procesor: Intel Pentium3 550MHz
Pomnilnik: 128MB PC133 SDRAM
Matična plošča: Epox EP-BX6
Disk: IBM 30GB
Softver: Windows 98, 3D Mark 2000, Q3:A, UT

Najbrž vas že zelo zanima, čez kaj vse sem popeljal te grafične kartice. Postopek pri vsaki grafični kartici je bil naslednji: vunpotegnil (downloadal) sem si najnovejše uradne voznike za vsako grafično kartico. Testni sistem je imel 128 MB pomnilnika PC133, 550 MHz procesor Intel Pentium III, 30 GB diska, osnovno ploščo EpoX BX6, vse to pa je poganjal operacijski sistem Micro$oft Windows 98. Popeljal sem jih čez tri aplikacije: MadOnion 3D Mark 2000 v1.1, Quake III Arena ter Unreal Tournament.

Na 3DMarku sem pognal 4 teste: 800x600 ter 1024x768 pri 16 ter 32 bitni barvni globini. Madonion 3D Mark 2000 je zelo dobro orodje za testiranje grafičnih kartic, saj stestira domala vse bonbončke, ki jih utegne imeti vaša grafična kartica. Ampak nekateri so nakazovali na očitno nagnjenost k Intelu, za katerega je Madonion objavil, da se bo posebej potrudil, da bo nova verzija 3D Marka vsebovala čim boljši set Pentuim 4 optimizacij. Nekateri so namigovali tudi na nagnjenost nVidiinim čipovjem, a se v mojem vzporednem testu lepo izkaže, da je ta trditev neresnična. Zanimivo je tudi to, da je naš forumaš na svoji plošči zamenjal kvarčni čip procesorja. Tako je pretental osnovno ploščo, da je mislila da teče na višji frekvenci, medtem ko je v resnici tekla na nižjih frekvencah. Ampak temu dejstvu navkljub je "hitrejši" procesor dobil prav nemarno večje rezultate v 3D Marku... Zanimivo...

V Quake III sem gnal Timedemo 001, z vsemi detajli na maksimum, na resolucijah 800x600, 1024x768, 1280x1024 ter 1600x1200 na 16 ter 32 bitni barvni globini, kar skupaj znese 8 testov. Quake III se je, vsaj po mojem mnenju, najbolj izkazal za pokazitelja prave hitrosti in prilagojenosti grafičnih kartic za igričarski trg. Na zagnanem Timedemo 001 se je zelo lepo pokazalo, kakšno prednost ima navito AGP vodilo ter procesor proti nenavitem delu.

Unreal Tournament je doživel podobno: Timedemo na uvodno sekvenco na resolucijah 800x600, 1024x768, 1280x1024 ter 1600x1200 na 16 ter 32 bitni barvni globini. Skupno 8 testov. Ta igra je pa zelo lep indikator, ko se igričarsko podjetje (v tem primeru Epic) odloči za izredno podporo samo eni grafični knjižnici (v tem primeru Glide :)). Unreal Tournament je na Voodooju 5 5500 tekel dosti hitreje, kar boste videli v sledečih testih, ampak ta podpora Glideu gre celo tako daleč, da Voodooju nismo mogli nastaviti barvne globine 32 bit, kar zelo lepo podpira. Seveda se preko Direct3D knjižnice to da narediti, ker izbiro ločljivosti in barvne globine kontrolira DirectX.

Vse to sem pognal na 550 MHz (FSB=100 MHz, AGP=66 MHz) ter 733 MHz (FSB=133 MHz, AGP=89 MHz). To pomeni, da sem samo za vas zagnal 40 različnih testov na posamezno grafično, kar je pomenilo slabe tri ure dela na grafično kartico, da ne upoštevamo nameščanja sistema, pisanja testa... (luni: lenoba! )

Kot vidite, sta na teh grafih po dva rezultata na vsakem posameznem testu. Ne skrbite, to ni tiskarski (luni: urm, tiskarski? :)) škrat. Hitrejša od obeh postavk je hitrost kartice pri navitem računalniku, na 733 MHz. Drugi rezultat je ekvivalent 550 MHz nenavitemu procesorju. Toliko da veste :).


Po pričakovanjih tu prednjači Geforce II GTS. Ker je Radeon zgrajen kot "kartica prihodnosti" njen 16 bitni del kar močno šepa. Nasprotno se izkaže pri 32 bitnih barvah, kjer Radeon vedno le malo zaostaja za Geforceom GTS. Geforce II MX se je, gledano iz cenovnega razreda, izkazal zelo solidno ter skoraj pri vseh testih prehitel Voodooja 5 5500, ki je tukaj razočaral. Ne smemo pa pozabiti, da je 3D Mark kot po meri narejen za Geforce procesorje, gledano iz stališča uporabljenih tehnologij. Torej, v tem testu bi izpostavil izjemno hitrost Geforca II GTS, tako v 16 kot tudi v 32 bitnih barvah, saj je na ločljivosti 800x600 s 16 bitno barvno globino ta kartica dosegla vrtoglavih 7113 točk. Na frekvenci 733 MHz, seveda. Geforce II MX navduši s svojo zmogljivostjo glede na ceno, Radeonu se pa vidi, da so inženirji svoj čas posvečali večinoma 32 bitnem delu, saj kmalu več ne bomo vedeli za igre s 16 bitno barvno globino.

Seveda, porečete sedaj 3dfx fani, Voodoo5 je tukaj zapostavljen, kar je zelo nepošteno. Hm, porečem, ter se spustim v testiranje v igrici Quake III.


Tukaj se stvari malce spremenijo. Seveda še vedno prednjači Geforce II GTS, a mu od ločljivosti 1280x1024 tesno sledi ATI Radeon (seveda govorimo v 32 bitnih barvah, v 16 bitnih Radeon močno zaostaja), v največji ločljivosti 1600x1200 v 32 bitni barvni globini ga celo prehiti. Sicer za 2 sliki na sekundo, a vseeno. Tukaj se zelo lepo izkaže tistih 64 MB DDR pomnilnika, s katerimi je Radeon sparjen. Na drugem bloku (heh, primerjanje Geforce II MX ter Voodooja 5500) Voodoo pokaže svoje ter prehiti Geforca MX. Vse lepo in prav, tako kot bi moralo biti. Ampak vseeno ostaja grenak priokus, ker sem moral primerjati 90.000 SIT vredno kartico s več kot pol cenejšim ustrezkom. Seveda moram glede hitrosti še enkrat izpostaviti Geforca II GTS, ki je v najbolj skopem načinu (800x600, 16 bit globine) prav norel. 120,0 slik na sekundo pri frekvenci procesorja 733 MHz. To je pa že kar nekaj! :).

Ko izustim besedno zvezo "Unreal Tournament", se večini 3dfx fanov aktivirajo žleze slinavke. In prav je tako. UT je bil optimaliziran ter narejen za 3dfxu lastno knjižnico Glide. Ampak vseeno ni vse zlato, kar stane veliko penzeljnev, if you get my drift :).


Prva zanimivost, ki ste jo najbrž opazili je, da Voodoo 5 5500 nisem mogel usposobiti v 32 bitnem načinu. Pač Glide tega ni dopustil in basta. Zanimivo, zanimivo... Geforce II MX ter Geforce II GTS tudi nista mogla prevzeti ločljivosti 1600x1200. To se mi tudi zdi malo za lase privlečeno... Tako je edini, ki je uspešno izvedel najzahtevnejši timedemo (1600x1200, 32 bit) ATI Radeon, kar mu štejem v velik plus. Kakor vidite, je v vseh testih prevzel pobudo Voodoo5 5500. To je, kakor sem že razložil zgoraj, razumljivo, saj je igra pisana prav posebej za ta grafični čip. Vse ostale kartice sem preizkušal prek DirectX knjižnice. Zanimivo je tudi to, da Radeon, navkljub svojem "slabem" 16 bitnem delu, zelo dobro sledi vodečemu Voodoo5. V 32 bitnem načinu pa Radeon res pokaže vse zobe ter zelo lepo prehiti Geforca GTS v vseh 32 bitnih testih, razen 800x600x32 na 550 MHz...

FSAA:
Kartice smo spustili tudi čez FSAA test. Uporabili smo igrico Quake III, mapo Q3DM17, ki je igrana v vesolju ter ima vesoljsko postajo, na kateri se zelo lepo vidijo nazobčani robovi. Testirali smo samo 4x FSAA pri ločljivosti 800x600 v 32 bitnih barvah. Rezultati ne presenečajo, poglejte si kar sami ter presodite. Rezultati Geforce II MX ter Geforce II GTS so združeni. Ne, to ni napača, rezultat je združen zaradi iste tehnologije.

Oprostite, vaš brkljalnik(TM) ne podpira Jave.

Vem, da je to subjektivno, ampak moje mnenje ostaja: Voodoo5 ima najbolj razvit del za izvedbo FSAA, Radeon pa najmanj. Temu primeren je tudi davek na hitrost. Tako pri Geforceih kot pri Voodooju je bila upočasnitev okoli 50%, pri Radeonu je bila upočasnitev pri 4x FSAA minimalna, samo 10%.

Zaključek:
Upam, da sem vas razsvetlil ter sedaj veste, kaj kupiti. Ampak pojdimo še enkrat čez karakteristike posameznih grafičnih kartic. Prvo se morate vprašati: "kaj sploh ta grafična kartica ponuja za težko prisluženi denar"? To je najbolje podano s spodnjim grafom, ki kaže koliko morate plačati za vsako slikico ( manj je seveda boljše :)):


Tukaj zelo nazorno vidimo, da Geforce II MX ponuja največ za svoj denar. Za 40000 SIT izdatka dobimo zelo zmogljivo grafično kartico, ki se uspešno kosa z Voodoojem, ki je več kot dvakrat dražji. Geforce MX je grafična, za katero se splača odšteti denar. Samo nasprotno lahko trdim za Voodooja, ki za svojo ceno pokaže bore malo. S svojo že arhaično tehnologijo danes ta grafična ni več kos najboljšim. Res je, da ima dva procesorja v načinu SLI, ampak vsak od teh procesorjev je energijsko zelo zahteven, se zelo pregreva, pa še pomnilnik bi lahko bil za to ceno DDR. Edino, kar Voodooju5 zvišuje povprečje, je zelo kvalitetno narejena enota FSAA, s katero se je 3DFX očitno zelo potrudil. Geforce II GTS kartici ni kaj dosti za očitati. Nova tehnologija, dober čip, velika hitrost, dobri gonilniki, sprejemljiva cena. Edino, kar bi pograjal pri obeh Geforceih, je bledost slike. Za tako živost slike, kot je na primer pri Radeonu, se je treba kar veliko igrati z nastavitvami. ATI Radeon je resnično, kot pravijo pri matičnem podjetju, grafična kartica narejena za DirectX 8. šele tam bomo videli njen pravi jaz, ampak žal bo takrat že prepozno, ker je izid čipa NV20 napovedan za februar, prve igre s podporo funkcijam Radeona pa dvomim da bodo prišle kaj pred tem. Radeon navdušuje v 32 bitnih barvah, ima veliko funkcij (na primer bump mapping), 64 MB DDR pomnilnika pa še doda tisto piko na i. Vse, kar bi pograjal pri Radeonu, je previsoka cena ter slabo napisana podpora FSAA. To bi bilo bolj ali manj vse, se beremo ob naslednjem testu (upamo da bom testiral Geforce II ultra :)).

Na koncu bi se še rad najlepše zahvalil podjetjem, ki so omogočila ta test:
  • Acord 92, Stegne 11, Ljubljana, tel. 01/583 7230, ki nam je blagovolilo posoditi ATI Radeona 64 DDR VIVO,
  • JAE d.o.o., Brnčičeva 13, Ljubljana, tel. 01/5896200, ki je bilo pripravljeno posoditi Winfast Geforce II MX ter Winfast Geforce II GTS
  • Bocom d.o.o., Tomažičeva 67a, Ljubljana, tel. 01/4234822, ki je posodilo 3dfx Voodoo5 5500
Svaka vam dala!

3DFX Voodoo5 5500
Plusi Minusi
-dober FSAA del,
-lepa slika,
-končno 32 bitne barve in velike teksture 		-pomnilnik bi za to ceno moral biti DDR,
-energijska potratnost,
-segrevanje,
-velikost,
-(ne)hitrost,
-grajen na stari tehnologiji



Winfast GeForce2 MX
Plusi Minusi
-cena,
-nova tehnologija,
-cena/zmogljivost,
-0.18 mikronska tehnologija 		-malo bleda slika



Winfast GeForce2 GTS
Plusi Minusi
-kvaliteten pomnilnik,
-hitrost, hitrost, hitrost,
-0.18 mikronska tehnologija 		-bleda slika



ATI Radeon 64 VIVO
Plusi Minusi
-odlična kvaliteta slike,
-veliko kvalitetnega pomnilnika,
-podpora novim tehnologijam,
-odličen 32 bitni del 		-slab 16 bitni del,
-ko bodo izšle igre s podporo tem tehnologijam, bodo na voljo nove grafikulje,
-visoka cena