Video karty. Grafické karty Charakteristika karty nvidia geforce gtx 550

• GPU: GeForce GTX 550 Ti (GF116)
• Rozhranie: PCI Express x16
• 920 (nominálna – 900)
• 1025 (4100) (nominálne - 1025 (4100))
• 192
• 192/1840 (nominálny - 192/1800)
• 192
• 32 (BLF/TLF/ANIS)
• Rozmery (mm):
• Farba PCB: Modrá
• RAMDAC/TMDS: integrovaný do GPU
• Výstupné konektory: 2×DVI (Dual-Link/HDMI), HDMI-mini
• SLI (hardvér)

• GPU: GeForce GTX 550 Ti (GF116)
• Rozhranie: PCI Express x16
• Prevádzková frekvencia GPU (ROP) (MHz): 1 000 (nominálne - 900)
• Prevádzková frekvencia pamäte (fyzická (efektívna)) (MHz): 1100 (4400) (nominálne - 1025 (4100))
• Šírka pamäťovej zbernice (bity): 192
• Počet výpočtových jednotiek v prevádzkovej frekvencii GPU/bloku (MHz): 192/2000 (nominálna - 192/1800)
• Počet operácií (ALU) v bloku: 1
• Celkový počet operácií (ALU): 192
• Počet textúrovacích jednotiek: 32 (BLF/TLF/ANIS)
• Počet rasterizačných jednotiek (ROP): 24
• Rozmery (mm): 195×100×33 (posledná hodnota je maximálna hrúbka grafickej karty)
• Farba PCB:červená
• RAMDAC/TMDS: integrovaný do GPU
• Výstupné konektory: 1×DVI (Dual-Link/HDMI), HDMI, VGA
• Podpora viacerých procesorov: SLI (hardvér)

Karta má 1024 MB pamäte GDDR5 SDRAM, ktorá je umiestnená v šiestich čipoch na prednej strane PCB. Zároveň štyri pamäťové čipy majú kapacitu po 1 Gbit a dva čipy majú kapacitu po 2 Gbit.

Dáva zmysel ešte raz pripomenúť, že karta vyžaduje dodatočné napájanie, a to s jedným 6-pinovým konektorom.

O chladiacich systémoch.

Inno3D Geforce GTX 550 Ti 1024 MB 192-bit GDDR5, PCI-E
Produkt má jednoduchý CO, čo je banálny zaoblený centrálny radiátor vyrobený z hliníkových zliatin. Nad ním je umiestnený veľký ventilátor a celé to má akýsi štylizovaný plastový rám. Ventilátor pracuje pri nízkych otáčkach, takže ani pri veľkom zaťažení nevzniká prakticky žiadny hluk. Pamäťové čipy nie sú chladené, iba jadro.
Gainward Geforce GTX 550 Ti Golden Sample 1024 MB 192-bit GDDR5, PCI-E
Chladič má v podstate podobný dizajn, s centrálnym chladičom s veľkým ventilátorom v strede. A dlhé puzdro je len dizajn, dekorácia. Ventilátor tiež pracuje pri nízkych otáčkach, vďaka čomu je takmer tichý. Pamäťové čipy tiež nie sú chladené.

Uskutočnili sme teplotnú štúdiu pomocou nástroja MSI Afterburner (autor A. Nikolaychuk AKA Unwinder) a získali sme nasledujúce výsledky:

Inno3D Geforce GTX 550 Ti 1024 MB 192-bit GDDR5, PCI-E
Gainward Geforce GTX 550 Ti Golden Sample 1024 MB 192-bit GDDR5, PCI-E

Je zrejmé, že aj pri takom veľmi výraznom pretaktovaní jadra, ako je karta Gainward, zahrievanie neprekračuje kritické hodnoty a je bežné pre karty tejto triedy.

Teraz o konfigurácii. Grafická karta od Inno3D k nám dorazila bez obalu alebo súpravy, takže budeme študovať iba súpravu od Gainward.

Základný balík by mal obsahovať používateľskú príručku, disk s ovládačmi a utilitami.

Balíček.

Inštalácia a ovládače

Konfigurácia skúšobnej stolice:

• Počítač založený na Intel Core i7-975 (Socket 1366)
  • Procesor Intel Core i7-975 (3340 MHz);
  • Základná doska Asus P6T Deluxe založená na čipovej sade Intel X58;
  • RAM 6 GB DDR3 SDRAM Corsair 1600 MHz;
  • pevný disk WD Caviar SE WD1600JD 160 GB SATA;
  • zdroj Tagan TG900-BZ 900W.
• operačný systém Windows 7 64 bit; DirectX 11;
• Monitor Dell 3007WFP (30″);
• Verzia ovládačov ATI Catalyst 11.2; Verzia Nvidia 266.58/266.66/267.59.

VSync je vypnutý.

Syntetické testy

Syntetické testovacie balíčky, ktoré používame, si môžete stiahnuť z nasledujúcich odkazov:

• D3D RightMark Beta 4 (1050) s popisom na webovej stránke http://3d.rightmark.org.
• D3D RightMark Pixel Shading 2 a D3D RightMark Pixel Shading 3— testy pixel shaderov verzie 2.0 a 3.0 odkaz.
• RightMark3D 2.0 so stručným popisom: , .

Syntetické testy boli vykonané na nasledujúcich grafických kartách:

• GeForce GTX 550 Ti GTX 550);
• GeForce GTX 460 so štandardnými parametrami, model s 768 MB video pamäte (ďalej len GTX 460);
• GeForce GTS 450 so štandardnými parametrami (ďalej). GTS 450);
• Radeon HD 6850 so štandardnými parametrami (ďalej). HD 6850);
• Radeon HD 5770 so štandardnými parametrami (ďalej). HD 5770).

Na porovnanie výsledkov nového modelu GeForce GTX 550 Ti sme vybrali tieto konkrétne grafické karty z nasledujúcich dôvodov: Radeon HD 6850 a Radeon HD 5770 sú založené na rôznych GPU a sú cenovo najbližšie riešenia od AMD, ktoré konkuruje Nvidii . Geforce GTS 450 je grafická karta založená na podobnom grafickom procesore z predchádzajúcej generácie a GTX 460 so 768 MB pamäte je riešením podobným charakteristikám ako predchádzajúci rad, založeným na výkonnejšom čipe GF114.

Direct3D 9: Testy vypĺňania pixelov

Test určuje maximálny výkon vzorkovania textúry (texel rate) v režime FFP pre rôzny počet textúr aplikovaných na jeden pixel:

V našom prvom teste grafické karty tradične ukazujú čísla, ktoré sú ďaleko od teoreticky možných hodnôt, a preto ich znova skontrolujeme v podobnom teste 3DMark Vantage. Výsledky tejto syntetiky pre GTX 550 Ti nedosahujú špičkové hodnoty, ukazuje sa, že nová grafická karta v tomto teste vyberá z 32-bitových textúr počas bilineárneho filtrovania až 21 texelov za cyklus hodín, čo je výrazne menej ako; teoretický údaj 32 filtrovaných texelov.

Pokiaľ ide o porovnanie s inými doskami, z hľadiska rýchlosti textúrovania bola nová GTX 550 Ti presne v strede medzi GTS 450 a GTX 460. Inými slovami, nový čip funguje o niečo efektívnejšie ako jeho starší brat z predchádzajúcej rady - GF104.

No, obe porovnávané grafické karty od AMD sú výrazne pred všetkými riešeniami Nvidia, vrátane toho nového, vo všetkých režimoch s ľubovoľným počtom textúr prekrytých na pixel. Zaujímavé je, že rozdiel je najzreteľnejší v prípadoch s malým počtom textúr, aj keď tam by obmedzenie šírky pásma malo mať väčší vplyv. Zdá sa, že Radeony plnia úlohu efektívnejšie, aj keď tiež nedosahujú reálne možný výkon. Pozrime sa na test miery plnenia:

V druhom syntetickom teste, ktorý ukazuje mieru plnenia, je všetko rovnaké, ale berie sa do úvahy počet pixelov zaznamenaných vo vyrovnávacej pamäti snímok. Diagram ukazuje zvláštne obmedzenie rýchlosti vykresľovania riešení Nvidia s až štyrmi textúrami vrátane, zatiaľ čo grafické karty AMD majú iba dve alebo tri textúry na pixel.

Maximálny výsledok stále zostáva s riešeniami AMD, ktoré si s naším syntetickým testom poradia oveľa efektívnejšie. Je prekvapujúce, že v jednoduchých podmienkach ukazuje Radeon HD 5770 najlepší výsledok a v ťažkých podmienkach je prednosti HD 6850 Riešenie Nvidia, ktoré je dnes preskúmané, je horšie ako jeho predchodca GTS 450, hoci jeho zodpovedajúce teoretické charakteristiky sú blízke. tie z mladšej grafickej karty AMD.

Direct3D 9: Testy Pixel Shaders

Prvá skupina pixel shaderov, o ktorých uvažujeme, je veľmi jednoduchá pre moderné video čipy, zahŕňa rôzne verzie pixelových programov relatívne nízkej zložitosti: 1.1, 1.4 a 2.0, ktoré sa nachádzajú v starších hrách.

Tieto testy pixel shaderov nižších verzií sú pre moderné GPU aj tejto úrovne veľmi, veľmi jednoduché a jednoznačne nedokážu ukázať schopnosti moderných video čipov. Výkon v týchto testoch je obmedzený väčšinou rýchlosťou textúrových jednotiek, berúc do úvahy efektivitu blokov (pozri vyššie) a ukladanie textúrových dát do vyrovnávacej pamäte. Určitý vplyv má aj šírka pásma videopamäte.

Je jasne viditeľné, že GF116 opakuje výsledky GF106, ale berúc do úvahy vyššie rýchlosti GPU pre GTX 550 Ti. Nový model sa opäť nachádza približne v strede medzi GTS 450 a GTX 460. V najjednoduchších shaderoch bol rozdiel medzi GTX 550 Ti a GTX 460 10-14% v prospech starého modelu, čo je nižšie ako napr. teoretický rozdiel vo výkone týchto GPU. Zdá sa, že výkon GTX 460 v tomto teste je viac obmedzený šírkou pásma videopamäte a GTX 550 Ti je z hľadiska úloh dosť blízko.

Ak však vezmeme porovnanie s grafickými kartami AMD, opäť nie je nič pozitívne - GTX 550 Ti prehráva vo všetkých testoch na HD 5770 aj HD 6850. Rozdiel medzi nimi však často nie je taký veľký. Pozrime sa na výsledky zložitejších prechodných pixelových programov:

Tieto testy sú tradične zaujímavejšie. Procedurálny test vykresľovania vody vo vysokej miere závislý od rýchlosti textúrovania „Voda“ používa závislé vzorkovanie z vysoko vnorených textúr, a preto sú jeho mapy zvyčajne zoradené podľa rýchlosti textúrovania. V tomto teste GTX 550 Ti vykazuje teoreticky celkom rozumný výsledok, zaostáva za GTX 460 o 22 %, čo je o niečo menej ako teoretický rozdiel. Tentokrát je nová GTX 550 Ti bližšie ku GTS 450. Grafické karty AMD sú, žiaľ, stále vpredu, aj keď nie sú tak ďaleko.

Výsledky druhého subtestu sú iné, aj keď tu je GTX 550 Ti stále na horšej úrovni ako všetky riešenia okrem svojej mladšej sestry GTS 450. Test je výpočtovo náročnejší a už sa v ňom prejavuje vplyv matematického výkonu. A preto je test oveľa vhodnejší pre grafické karty AMD, ktoré majú citeľne väčší počet ALU jednotiek. Rozdiel medzi GTX 550 Ti a GTS 450 v druhom teste bol necelých 20 %.

Direct3D 9: Pixel shader testuje Pixel Shaders 2.0

Tieto testy DirectX 9 pixel shader sú komplexnejšie ako predchádzajúce, blížia sa tomu, čo teraz vidíme v multiplatformových hrách, a sú rozdelené do dvoch kategórií. Začnime s jednoduchšími shadermi verzie 2.0:

• Mapovanie paralaxy- metóda mapovania textúr známa väčšine moderných hier, podrobne popísaná v článku.
• Mrazené sklo- komplexná procedurálna textúra mrazeného skla s kontrolovateľnými parametrami.

Existujú dva varianty týchto shaderov: tie so zameraním na matematické výpočty a tie, ktoré uprednostňujú vzorkovanie hodnôt z textúr. Uvažujme o matematicky náročných možnostiach, ktoré sú sľubnejšie z hľadiska budúcich aplikácií:

Ide o univerzálne testy, ktoré závisia ako od rýchlosti ALU jednotiek, tak od rýchlosti textúrovania je v nich dôležitá celková vyváženosť čipu. Výkon grafických kariet v teste „Frozen Glass“ je podobný tomu, ktorý sme videli vyššie v „Cook-Torrance“ a nová GTX 550 Ti je opäť asi o 15 % nižšia ako Geforce GTX 460 a obe riešenia AMD boli aj dopredu ako obvykle. GTX 550 Ti je z hľadiska rýchlosti opäť zhruba na polceste medzi GTS 450 a GTX 460.

V druhom teste „Mapovanie paralaxy“ sa výsledky tiež príliš nelíšia od predchádzajúcich. Riešenia založené na čipoch GF116 a GF106 zvyčajne zaostávajú za ostatnými a GTX 550 Ti predbieha iba GTS 450, pričom zaostáva o rovnakú vzdialenosť za GTX 460. Rozdiel medzi nimi je o niečo vyšší – 17 %, čo potvrdzuje skutočnosť, že nové riešenie Nvidia väčšinou nestačí na matematický výkon. Zoberme si tieto isté testy v modifikácii s uprednostňovaním vzoriek z textúr pred matematickými výpočtami:

Pozícia nového riešenia týkajúceho sa GTX 460 a GTS 450 sa nezmenila, sú umiestnené na plochom rebríku v poradí: GTS 450, GTX 550 Ti, GTX 460. Tentoraz sú grafické karty Nvidia ešte o niečo nižšie. HD 6850 a HD 5770. Rozdiel medzi grafickými kartami na GF104 a GF116 sa ukázal byť 15-20% av porovnaní s matematickým analógom testu sa mierne zvýšil. Nová GTX 550 Ti sa tiež nemá čím chváliť rýchlosťou textúrovania.

Ale to všetko boli zastarané úlohy, väčšinou zamerané na textúrovanie alebo fillrate, a neboli nijak zvlášť zložité. Ďalej sa pozrieme na výsledky dvoch ďalších testov pixel shaderov – verzie 3.0, najkomplexnejšieho z našich testov pixel shader pre Direct3D 9 API, ktoré oveľa viac vypovedajú o moderných počítačových hrách. Tieto testy sa líšia v tom, že kladú väčšiu záťaž na moduly ALU a textúry, oba programy shaderov sú zložité a dlhé a zahŕňajú veľké množstvo vetiev:

• Strmé mapovanie paralaxy- oveľa „ťažší“ typ techniky mapovania paralaxy, ktorý je tiež opísaný v článku.
• Kožušina— procedurálny shader, ktorý vykresľuje kožušinu.

S testami pixel shaderov verzie 3.0 sa však novému riešeniu Nvidia darí oveľa lepšie. Čo sa nie je čomu čudovať, keďže oba testy PS 3.0 sú pomerne zložité, takmer nezávislé od šírky pásma pamäte a textúrovania a hoci sú matematické, majú veľké množstvo prechodov a vetiev, s čím si nová architektúra Nvidia dobre poradí. Aj keď najnovšie grafické karty AMD tu vykazujú veľmi dobré výsledky.

V jednom z najkomplexnejších testov Direct3D 9 (Fur) teda dnes predstavená GTX 550 Ti vykázala výsledok výrazne vyšší ako oba Radeony a v druhom (Steep Parallax Mapping) bol na úrovni HD 5770 a mierne horší ako HD 6850. Čo sa týka porovnania s inými doskami Nvidia, tak v oboch testoch je nové riešenie opäť umiestnené presne medzi GTS 450 na GF106 a GTX 460 na GF104. Nové riešenie Nvidie je oproti svojmu staršiemu bratovi GTX 460 o 20-23% horšie, čo sa vysvetľuje menším počtom ALU jednotiek. Vo všeobecnosti nie je výsledok pre GTX 550 Ti pre túto dvojicu zlý, pretože úspešne konkuruje obom zástupcom od AMD.

Direct3D 10: PS 4.0 testy shaderov pixelov (textúrovanie, slučky)

Druhá verzia RightMark3D obsahovala dva známe testy PS 3.0 pre Direct3D 9, ktoré boli prepísané pre DirectX 10, ako aj ďalšie dva nové testy. Prvá dvojica pridala možnosť povoliť self-shadowing a shader supersampling, čo ešte viac zvyšuje zaťaženie video čipov.

Tieto testy merajú výkon pixel shaderov bežiacich v cykloch, s veľkým počtom vzoriek textúr (v najťažšom režime až niekoľko stoviek vzoriek na pixel) a relatívne malým zaťažením ALU. Inými slovami, merajú rýchlosť vzoriek textúr a efektivitu vetiev v pixel shaderi.

Prvým testom pixel shaderov bude Fur. Pri najnižšom nastavení používa 15 až 30 vzoriek textúr z výškovej mapy a dve vzorky z hlavnej textúry. Režim detailu efektu – „Vysoký“ zvyšuje počet vzoriek na 40 – 80, zahrnutie „shaderového“ supervzorkovania – až 60 – 120 vzoriek a režim „Vysoký“ spolu s SSAA sa vyznačuje maximálnou „ťažkosťou“ - od 160 do 320 vzoriek z výškovej mapy.

Najprv skontrolujte režimy bez zapnutého supervzorkovania, sú relatívne jednoduché a pomer výsledkov v režimoch „Nízky“ a „Vysoký“ by mal byť približne rovnaký.

Výkon v tomto teste závisí nielen od počtu a účinnosti TMU, ale aj od miery plnenia. Výsledky v režime „High“ sú približne jeden a pol krát nižšie ako v režime „Low“, ako by to podľa teórie malo byť. V testoch Direct3D 10 procedurálneho vykresľovania kožušiny s veľkým počtom vzoriek textúr boli riešenia Nvidie predtým silnejšie, ale najnovšia architektúra AMD vykazuje podobné výsledky.

Výsledkom je, že nová grafická karta Nvidia mierne zaostáva za mladším Radeonom a je oveľa nižšia ako starší model konkurenta, ktorý sa stal lídrom testu. To naznačuje jasný vplyv šírky pásma pamäte na rýchlosť vykresľovania, toto číslo je maximálne pre HD 6850. A v prípade GTX 550 Ti a GTX 460 rozdiel v rýchlosti zodpovedá teoretickému rozdielu v rýchlosti ALU a TMU - tesne nad 30%.

Pozrime sa na výsledok toho istého testu, ale so zapnutým supersamplingom shadera, ktorý zvyšuje prácu štvornásobne. Možno sa v tejto situácii niečo zmení a šírka pásma pamäte s mierou plnenia bude mať iný účinok:

Povolenie supervzorkovania štvornásobne zvyšuje teoretické zaťaženie a v tomto prípade všetky riešenia Nvidia strácajú pôdu pod nohami a obe grafické karty AMD vyzerajú ešte silnejšie. Teraz oba Radeony prekonávajú všetky karty Nvidia. Zároveň je HD 6850 výrazne pred HD 5770. Pravdepodobne je výkon stále limitovaný výkonom ROP, ktorý je pri HD 6850 citeľne vyšší. Ale v prípade kariet Nvidia je všetko inak: GTX 550 Ti zaostáva za GTX 460, napriek vyššej šírke pásma a miere plnenia.

Druhý test, ktorý meria výkon zložitých loopovaných pixel shaderov s veľkým počtom vzoriek textúr, sa nazýva Steep Parallax Mapping. Pri nízkych nastaveniach používa 10 až 50 vzoriek textúr z výškovej mapy a tri vzorky z hlavných textúr. Keď povolíte ťažký režim s vlastným tieňovaním, počet vzoriek sa zdvojnásobí a supervzorkovanie toto číslo zoštvornásobí. Najkomplexnejší testovací režim so supervzorkovaním a vlastným tieňovaním vyberá od 80 do 400 hodnôt textúr, teda osemkrát viac ako jednoduchý režim. Najprv skontrolujte jednoduché možnosti bez supervzorkovania:

Tento test je z praktického hľadiska zaujímavejší, pretože v hrách sa už dlho používa veľa typov mapovania paralaxy a ťažké varianty, ako je naše mapovanie strmej paralaxy, sa používajú v mnohých projektoch, napríklad v hrách zo série Crysis a Lost Planet. Okrem toho v našom teste môžete okrem supervzorkovania povoliť aj vlastné tieňovanie, ktoré približne zdvojnásobí zaťaženie video čipu – tento režim sa nazýva „Vysoký“.

Diagram je veľmi podobný predchádzajúcemu (tiež bez SSAA) a výsledky sú blízke aj v absolútnych číslach. V aktualizovanej verzii tohto testu D3D10 bez povolenia supervzorkovania plní nová GTX 550 Ti túto úlohu približne o 30 % pomalšie ako GTX 460 založená na čipe GF104. V tomto teste sa rýchlosťou jednoznačne približuje GTS 450, keďže rýchlosťou textúrovania a matematických výpočtov je bližšie k mladšiemu modelu.

Obe základné dosky založené na čipoch GF106 a GF116 stále zaostávajú za oboma grafickými kartami z produkcie AMD a iba GTX 460 konkuruje Radeonu HD 5770. Jasným lídrom sa opäť stáva HD 6850, založená na čipe Barts. Táto grafická karta má jasnú výhodu, pokiaľ ide o teoretickú mieru plnenia a šírku pásma pamäte. Uvidíme, aký rozdiel spôsobí zapnutie supervzorkovania.

Keď boli povolené SSAA a self-shadowing, úloha sa ukázala ako výrazne náročnejšia, ak povolíte tieto dve možnosti spolu, zaťaženie kariet sa zvýši takmer osemkrát, čo spôsobí veľký pokles výkonu. Rozdiel medzi rýchlostným výkonom niekoľkých grafických kariet sa zmenil, zahrnutie supersamplingu má rovnaký efekt ako v predchádzajúcom prípade – karty AMD ešte viac posilnili svoj výkon v porovnaní s riešeniami Nvidia.

Radeon HD 6850 zostáva vpredu bez možností a na druhom mieste je HD 5770. Náš dnešný hrdina GTX 550 Ti zaostáva za oboma konkurentmi a tradične sa nachádza medzi GTS 450 a GTX 460. Nie príliš vysoký výsledok, aj keď nová grafická karta Nvidia zaostáva za doskou na čipe GF104 presne všetko blízko k teoretickým 25-27%.

Direct3D 10: PS 4.0 Pixel Shader testy (výpočet)

Ďalších pár testov pixel shader obsahuje minimálny počet načítaní textúr, aby sa znížil dopad na výkon jednotiek TMU. Používajú veľké množstvo aritmetických operácií a presne merajú matematický výkon video čipov, rýchlosť vykonávania aritmetických inštrukcií v pixel shaderi.

Prvý test z matematiky je Minerál. Ide o komplexný procedurálny test textúrovania, ktorý používa iba dve vzorky údajov o textúre a 65 inštrukcií sin a cos.

Čisto matematické testy potvrdzujú, že GPU GF116 sa architektonicky nelíši od svojho predchodcu GF106, rozdiel medzi GTX 550 Ti a GTS 450 takmer zodpovedá teoretickým 15 % z hľadiska porovnateľného výkonu ALU. Praktická medzera medzi riešeniami je o niečo väčšia v dôsledku vplyvu šírky pásma, najmä na modeli nižšej kategórie. Všetky ostatné riešenia boli tiež umiestnené približne v súlade s teoretickými ukazovateľmi.

Grafické karty AMD sú v tomto syntetickom teste tradične oveľa rýchlejšie, pretože vo výpočtovo zložitých úlohách má moderná architektúra AMD jednoducho obrovskú výhodu oproti konkurenčným grafickým kartám Nvidia, a to aj napriek svojej nižšej účinnosti. Aj tentoraz zostáva rozdiel medzi kartami Nvidia a AMD pomerne veľký, HD 6850 a HD 5770 vykazujú výsledky približne dvakrát vyššie ako GTX 550 Ti, čo je v súlade s teóriou. Nový model zaostáva za GTX 460 takmer o teoretických 27 %.

V našich predchádzajúcich štúdiách sme si všimli, že tento test nezávisí úplne od rýchlosti ALU, výkonové riešenia sú tiež obmedzené rýchlosťou video pamäte. Pozrime sa preto na druhý test výpočtov shaderov, ktorý sa volá Fire. Pre ALU je ešte ťažší a existuje len jedno načítanie textúry a počet inštrukcií sin a cos sa zdvojnásobil na 130. Pozrime sa, čo sa zmenilo s rastúcou záťažou:

Zmien v rebríčku kariet je málo, len rozdiel medzi HD 6850 a HD 5770 sa mierne zmenšil. V druhom matematickom subteste je rýchlosť vykresľovania obmedzená takmer výlučne výkonom shader jednotky a rozdiel medzi GTX 550 Ti a GTS 450 sa zmenšil, aj keď zostáva vyšší ako teoretický. Medzi novým modelom a GTX 460 je len 27% rozdiel, aj keď teoreticky by to malo byť o niečo viac.

Výsledok matematických výpočtov je stále rovnaký – riešenia AMD majú jasnú výhodu, vysvetlenú veľkým počtom jednotiek ALU. Ďalej sa pozrieme na výsledky testovania geometry shaderov, pre nás budú zaujímavé, pretože hlavným obmedzovačom výkonu je v nich často rýchlosť spracovania geometrie a zaujímavé bude porovnanie GTX 550 Ti s jej konkurentmi.

Direct3D 10: testy geometrie shader

Balík RightMark3D 2.0 má dva testy rýchlosti shadera geometrie, prvá možnosť sa nazýva „Galaxy“, technika podobná „point sprite“ z predchádzajúcich verzií Direct3D. Animuje časticový systém na GPU, geometria shader z každého bodu vytvorí štyri vrcholy, ktoré tvoria časticu. Podobné algoritmy by sa mali široko používať v budúcich hrách DirectX 10.

Zmena vyváženia v testoch geometry shader nemá vplyv na konečný výsledok vykresľovania, výsledný obrázok je vždy úplne rovnaký, menia sa len spôsoby spracovania scény. Parameter „GS load“ určuje, v ktorom shaderi sa výpočty vykonávajú vo vrcholoch alebo geometrii. Počet výpočtov je vždy rovnaký.

Pozrime sa na prvú verziu testu Galaxy s výpočtami vo vertex shader pre tri úrovne geometrickej zložitosti:

Pomer rýchlostí pre rôznu geometrickú zložitosť scén je približne rovnaký pre všetky riešenia. Výkon zodpovedá počtu bodov, s každým krokom klesne FPS približne dvojnásobne. Úloha moderných grafických kariet nie je nijako zvlášť náročná, výkon je obmedzený nielen rýchlosťou vykonávania geometrie shaderov, ale aj šírkou pásma pamäte.

Geforce GTX 550 Ti sa opäť ocitla presne v strede medzi GTX 460 a GTS 450 a rozdiel medzi GTX 550 Ti a GTX 460 bol približne 22 %. V porovnaní so svojimi konkurentmi vykazovala nová grafická karta Nvidia výsledok o niečo vyšší ako Radeon HD 5770, ale jeden a pol krát nižší ako HD 6850. Zároveň HD 6850 nemá veľký počet jednotiek na spracovanie geometrie. To naznačuje veľký vplyv na výsledky rýchlosti blokov ROP a/alebo PSP.

Je tiež možné, že optimalizácia geometrických blokov vykonaná inžiniermi AMD „fungovala“ pre HD 6850. V tomto teste bola rýchlosť vykonávania shaderov geometrie dokonca vyššia ako pri GTX 460, čo je veľmi dobré. Pozrime sa, čo sa zmení, keď prenesieme časť výpočtov do geometrie shader:

Keď sa zaťaženie v tomto teste zmenilo, čísla pre riešenia Nvidia a Radeon HD 6850 zostali takmer nezmenené, ale juniorská grafická karta Radeon HD 5770 mierne zlepšila svoje výsledky. A dosky Nvidia v tomto teste vôbec nezaznamenajú zmeny v parametri záťaže GS, ktorý je zodpovedný za prenos časti výpočtov do geometry shaderu a ukazujú výsledky podobné predchádzajúcemu diagramu. Výsledkom je, že HD 5770 je dnes predstavený GTX 550 Ti. Prejdime k ďalšiemu testu, ktorý zahŕňa veľkú záťaž na shadery geometrie.

„Hyperlight“ je druhý test geometrických shaderov, ktorý demonštruje použitie niekoľkých techník naraz: inštancia, výstup prúdu, zaťaženie vyrovnávacej pamäte. Využíva dynamickú tvorbu geometrie pomocou vykresľovania s dvoma vyrovnávacími pamäťami, ako aj novú funkciu Direct3D 10 – stream výstup. Prvý shader generuje smer lúčov, rýchlosť a smer ich rastu, tieto údaje sú umiestnené v bufferi, ktorý využíva druhý shader na kreslenie. Pre každý bod lúča je postavených 14 vrcholov v kruhu, celkovo až milión výstupných bodov.

Nový typ shader programov sa používa na generovanie „lúčov“ a s parametrom „GS load“ nastaveným na „Heavy“ – aj na ich kreslenie. Inými slovami, v režime „Balanced“ sa geometrické shadery používajú iba na vytváranie a „rast“ lúčov, výstup sa vykonáva pomocou „inštancie“ a v režime „Heavy“ je do výstupu zapojený aj geometrický shader. . Najprv sa pozrieme na jednoduchý režim:

Relatívne výsledky v rôznych režimoch opäť zodpovedajú zaťaženiu: vo všetkých prípadoch sa výkon dobre škáluje a blíži sa k teoretickým parametrom, podľa ktorých by každá ďalšia úroveň „Počet polygónov“ mala byť menej ako dvakrát pomalšia.

V tomto teste pri vyváženom zaťažení je rýchlosť vykresľovania pre všetky riešenia menej jasne obmedzená geometrickým výkonom a čísla naznačujú jasný dôraz na šírku pásma. Nová GeForce GTX 550 Ti je tentoraz už bližšie ku GTX 460 (rozdiel je len 9-13 %) a s narastajúcou zložitosťou geometrie je jej oneskorenie stále menšie a menšie. Zaujímavé je, že teraz nové riešenie Nvidie zobrazuje výsledok presne medzi dvoma grafickými kartami AMD.

Čísla by sa mali zmeniť v nasledujúcom diagrame, v teste s aktívnejším používaním geometry shaderov. Zaujímavé bude aj vzájomné porovnanie výsledkov získaných v režimoch „Vyvážený“ a „Ťažký“.

Ale v tomto teste sa rozdiel medzi GF116 a GF104 priblížil k teoreticky opodstatneným - asi 25%. Bohužiaľ, GF116 nemá výhodu z hľadiska rýchlosti vykonávania pre geometry shader, pretože má iba jeden rasterizátor, na rozdiel od dvoch v GF114 a GF104. A optimalizované spracovanie geometrie v Barts umožnilo Radeonu HD 6850 byť výrazne vpredu.

Porovnanie s grafickými kartami AMD ukazuje, že výkon GTX 550 Ti v tomto teste je na úrovni iba mladšieho modelu - HD 5770. Novšie riešenie spoločnosti - HD 6850 - sa však nečakane stalo lídrom testu, dokonca prekonalo kartu GF104, ktorá má dve rasterizačné jednotky.

Na základe testov geometrie shaderov sme dospeli k záveru, že rýchlosť rasterizácie a nastavenie trojuholníka môže byť potenciálne slabým ukazovateľom celkového výkonu GF116 v niektorých moderných hrách s množstvom geometrie. Aj keď zobrazené výsledky nie sú na takéto nízkoúrovňové riešenie zlé, Radeon HD 6850, ktorý stojí rovnako, obstál jednoznačne lepšie. V teselačných úlohách však rýchlosť nebude obmedzená rasterizátormi, ale tesselátormi a v takýchto prípadoch môže nový GPU vykazovať silnejšie výsledky.

Direct3D 10: rýchlosť načítania textúr z vertex shaderov

Testy Vertex Texture Fetch merajú rýchlosť veľkého počtu načítaní textúr z vertex shaderu. Testy sú v podstate podobné a pomer medzi výsledkami kariet v testoch „Zem“ a „Vlny“ by mal byť približne rovnaký. Oba testy sú založené na vzorových dátach textúr, jediný významný rozdiel je v tom, že test Waves využíva podmienené vetvy, zatiaľ čo test Earth nie.

Pozrime sa na prvý test „Earth“, najprv v režime „Efekt detailov Low“:

Predchádzajúci výskum ukázal, že výsledky tohto testu sú ovplyvnené rýchlosťou textúrovania aj šírkou pásma pamäte. Rozdiel medzi riešeniami nie je príliš veľký a jasne ukazujú zvláštne výsledky, nezrýchľujúce sa v jednoduchých režimoch. Najnovšia GTX 550 Ti je tradične oveľa rýchlejšia ako GTS 450, ako aj pomalšia ako GTX 460.

V ťažkom režime GTX 550 Ti prekonáva oboch konkurentov od AMD (a HD 5770 je takmer dvojnásobne pozadu), no v strednom a jednoduchom režime je výsledok nového riešenia zjavne trochu obmedzený. Preto HD 6850 pracuje v strednom a svetlom režime a HD 5770 je rýchlejší len v svetelnom režime. Pozrime sa na výkon v rovnakom teste so zvýšeným počtom vzoriek textúr:

Relatívna poloha kariet na diagrame sa príliš nezmenila, ale teraz sa zameranie grafických kariet na čipy Nvidia na niečo neznáme stalo ešte zreteľnejším, najmä v najľahšom režime. A celkom zaujímavé je, že GTX 550 Ti má tentoraz oveľa bližšie ku GTS 450 ako ku GTX 460, ktorá je založená na inom čipe. Rozdiel medzi riešeniami na báze GF116 a GF104 bol až 34%, čo je viac ako teoretický rozdiel v rýchlosti textúrovania.

Všetky ostatné závery možno jednoducho zopakovať. Keďže Nvidia je silnejšia v ťažkom režime, GTX 550 Ti prekonáva obe karty AMD. V strednom režime prekonáva iba HD 5770 a v jednoduchom režime je úplne horší ako obaja konkurenti. To samozrejme zahŕňalo niektoré špecifické optimalizácie ovládača Nvidia.

Pozrime sa na výsledky druhého testu načítania textúr z vertex shaderov. Test Waves má menší počet vzoriek, ale používa podmienené skoky. Počet vzoriek bilineárnej textúry je v tomto prípade až 14 („Nízky detail efektu“) alebo až 24 („Vysoký detail efektu“) na vrchol. Zložitosť geometrie sa mení rovnakým spôsobom ako v predchádzajúcom teste.

Tu však výsledky nie sú podobné tým, ktoré sme videli v predchádzajúcich diagramoch. V teste “Waves” za rôznych podmienok už vidíme jasnú výhodu Radeonu HD 6850, ale všetky ostatné riešenia ukazujú očakávané výsledky. Náš dnešný hrdina GTX 550 Ti v tomto teste ukazuje výkon len o málo vyšší ako GTS 450 a nová karta na čipe GF116 zaostáva za GTX 460 v ťažkom režime až o 36 %. Zdá sa, že výsledky testov sú ovplyvnené efektívnosťou ukladania do vyrovnávacej pamäte. Zoberme si druhú verziu toho istého testu:

So zvyšujúcou sa zložitosťou podmienok je len veľmi málo zmien a nevšimli sme si nič zaujímavé. Relatívne výsledky grafického procesora GF116 v druhom vertex fetch teste pri vysokej úrovni detailov zostali približne na úrovni konkurenčného Radeonu HD 5770 v ťažkom režime, GTX 550 Ti je popredu, v ľahkom režime horšie.

Je zbytočné porovnávať s Radeonom HD 6850 - táto grafická karta je v tomto teste jednoznačne najsilnejšia, a to je obzvlášť viditeľné v jednoduchých podmienkach. Rozdiel medzi grafickými kartami založenými na GF116 a GF106 bol 11-12%, čo takmer zodpovedá teoretickému rozdielu v rýchlosti textúrovania.

Ale čo sa týka porovnania GTX 460 a GTX 550 Ti, tak praktický rozdiel 37-41% je jednoznačne vyšší ako teoretických 31%. Zdá sa, že výkon v tomto teste nie je obmedzený iba rýchlosťou textúrovania a je už ovplyvnený výkonom jednotiek nastavenia trojuholníka.

3DMark Vantage: Testy funkcií

Hoci syntetické testy z balíka 3DMark Vantage nie sú novinkou, podporujú D3D10 a sú zaujímavé, pretože sa od našich líšia. Pri analýze výsledkov nového riešenia Nvidie v tomto balíku budeme môcť vyvodiť niekoľko užitočných záverov, ktoré nám unikli v skupine testov RightMark.

Prvým testom je test rýchlosti načítania textúr. Ide o vyplnenie obdĺžnika hodnotami načítanými z malej textúry pomocou viacerých súradníc textúr, ktoré menia každý snímok.

V teste výkonnosti textúry Vantage nie sú výsledky rovnaké ako v našom RightMarku. A tieto čísla sa viac podobajú pravde a sú veľmi blízke teórii. V textúrovej syntetike od 3DMark Vantage všetky grafické karty Nvidia využívajú dostupné textúrové jednotky výrazne efektívnejšie, a preto GTX 550 Ti vykazovala výsledky len o 20-30% horšie ako obe grafické karty Radeon, čo potvrdzujú teoretické čísla. Grafické karty AMD však zostávajú rýchlejšie a majú väčší počet textúrovacích jednotiek.

Pokiaľ ide o porovnanie s grafickými kartami Nvidia, výsledok je celkom pochopiteľný - GTX 550 Ti prekonáva svoju kolegyňu GTS 450 a ďalej zaostáva za GTX 460, úplne v súlade s teóriou. Rozdiel medzi výkonom GTX 550 Ti a GTX 460 bol viac ako 30%, čo sa takmer rovná teoretickému rozdielu vo výkone TMU. Vo všeobecnosti nová grafická karta založená na čipe GF116 vykazuje dobrý výsledok, vzhľadom na to, že grafické karty Nvidia sú v takýchto testoch zvyčajne oveľa horšie ako ich konkurenti.

Test rýchlosti plnenia. Používa veľmi jednoduchý pixel shader, ktorý neobmedzuje výkon. Interpolovaná hodnota farby sa zapíše do vyrovnávacej pamäte mimo obrazovky (cieľ vykreslenia) pomocou alfa miešania. Používa sa 16-bitový off-screen buffer formátu FP16, ktorý sa najčastejšie používa v hrách, ktoré využívajú HDR vykresľovanie, takže tento test je celkom aktuálny.

Ukazovatele výkonu v tomto teste približne zodpovedajú teoretickým hodnotám miery plnenia (výkon blokov ROP), ale niektoré výsledky sú ovplyvnené aj vplyvom šírky pásma videopamäte. Čísla nie sú podobné našim, pretože používame celočíselnú vyrovnávaciu pamäť s 8 bitmi na komponent, zatiaľ čo test Vantage používa 16 bitov s pohyblivou rádovou čiarkou.

Relatívne výsledky avizovanej GTX 550 Ti v tomto teste sú horšie ako tie teoretické. Pravdepodobne je vplyv šírky pásma na niektoré riešenia, keďže podľa teórie by GTX 550 Ti mala byť rýchlejšia ako GTX 460 so 768 MB video pamäte. Nový model Nvidia ale vykazuje výsledky horšie ako GTX 460, čo mu neumožňuje dobehnúť konkurentov od AMD, vrátane Radeonu HD 5770, ktorý má nižšiu teoretickú mieru plnenia Nečudo, že je tam gigantická medzera medzi HD 6850 a novou doskou Nvidia. No a v porovnaní s GTS 450 bol nový model v tomto teste rýchlejší len o 17 %.

Jeden z najzaujímavejších testov funkcií, keďže podobná technika sa už používa v hrách. Nakreslí jeden štvoruholník (presnejšie dva trojuholníky) pomocou špeciálnej techniky Parallax Occlusion Mapping, ktorá simuluje komplexnú geometriu. Používajú sa pomerne náročné operácie sledovania lúčov a hĺbková mapa s vysokým rozlíšením.

Vykreslený povrch je zatienený pomocou ťažkého Straussovho algoritmu. Ide o test veľmi zložitého a ťažkého pixel shaderu pre video čip, ktorý obsahuje množstvo vzoriek textúr počas sledovania lúčov, dynamického vetvenia a zložitých výpočtov osvetlenia podľa Straussa.

Test sa od ostatných podobných líši tým, že výsledky v ňom nezávisia výlučne od rýchlosti matematických výpočtov či efektivity vykonávania vetvy či rýchlosti načítania textúr, ale od všetkého trochu. A na dosiahnutie vysokej rýchlosti je dôležité správne vyváženie blokov GPU a video pamäte. Výrazne ovplyvňuje rýchlosť a efektivitu vetvenia v shaderoch.

Bohužiaľ, všetky čipy Nvidia vykazujú v tomto teste slabé výsledky. Najsilnejší z nich (GTX 460) nestačí ani Radeonu HD 5770, nehovoriac o jednoduchších doskách spoločnosti. Dnes predstavená GTX 550 Ti, zameraná na hornú hranicu nižšej cenovej kategórie, zaostáva za low-end vybraným riešením AMD o približne 50 %. A v porovnaní s grafickými kartami Nvidia je situácia známa - nový produkt sa nachádza presne medzi GTX 460 a GTS 450.

Test je zaujímavý, pretože počíta fyzikálne interakcie (imitácia látky) pomocou video čipu. Používa sa simulácia vrcholov s použitím kombinovanej práce shaderov vrcholov a geometrie s niekoľkými prechodmi. Použite stream out na prenos vrcholov z jedného simulačného prechodu do druhého. Testuje sa teda výkon vertexových a geometrických shaderov a rýchlosť prúdenia.

A len tu sú riešenia Nvidia rehabilitované. Zdá sa, že rýchlosť vykresľovania v tomto teste ovplyvňuje aj niekoľko rôznych parametrov. Rýchlosť však závisí predovšetkým od výkonu spracovania geometrie a efektívnosti vykonávania shaderov geometrie. V tomto teste je najrýchlejšia GTX 460, ktorá je jasným lídrom v porovnaní. GTX 550 Ti prekonáva obe grafické karty AMD, aj keď s miernou výhodou.

V tomto teste všetky dosky Nvidia vykazujú lepšie výsledky pri spustení zložitých shaderov. Z hľadiska prevedenia geometrie shaderov, rýchlosti spracovania geometrie a efektivity vykonávania zložitých programov je na tom GF116 veľmi dobre. Je veľmi zaujímavé, že GTX 550 Ti je v tomto teste rýchlosťou bližšie ku GTX 460 ako ku GTS 450.

Test fyzikálnej simulácie efektov založených na časticových systémoch vypočítaných pomocou video čipu. Používa sa aj simulácia vrcholov, pričom každý vrchol predstavuje jednu časticu. Stream out sa používa na rovnaký účel ako v predchádzajúcom teste. Počíta sa niekoľko stoviek tisíc častíc, všetky sú animované samostatne a počítajú sa aj ich kolízie s výškovou mapou.

Podobne ako v jednom z našich testov RightMark3D 2.0 sa častice vykresľujú pomocou geometrie shader, ktorý z každého bodu vytvorí štyri vrcholy a vytvorí časticu. Ale test väčšinou načíta shaderové jednotky s výpočtami vrcholov.

Výsledky tohto testu sú podobné tým, ktoré sme videli v predchádzajúcom diagrame. Radeon HD 6850 ale tentokrát našiel rezervy na zlepšenie svojich výsledkov. Na vedúcej pozícii zostáva GTX 460, no náš hrdina GTX 550 Ti ukazuje rýchlosť na úrovni najsilnejšej z dvojice AMD dosiek. Poznamenávame tiež, že rozdiel medzi grafickými kartami Nvidia je opäť trochu nezvyčajný - výsledok GTX 550 Ti sa nachádza na diagrame bližšie k výsledku GTX 460 a GTS 450 je za nimi dosť ďaleko. Preto sa prikláňame k tomu, že rozdiel pripisujeme nedostatočnej šírke pásma pamäte juniorského riešenia spoločnosti.

Vo všeobecnosti, na základe dvoch testov simulácie syntetických tkanív a častíc z tohto testovacieho balíka, ktoré využívajú geometrické shadery, môžeme konštatovať, že prezentovaný grafický procesor Nvidia vykázal veľmi dobrý výsledok, pred oboma konkurenčnými grafickými kartami od AMD. Aj s prihliadnutím na prítomnosť iba jedného rasterizátora v GF116.

Najnovším testom funkcií Vantage je matematicky náročný test GPU, ktorý počíta niekoľko oktáv Perlinovho šumu v pixel shaderi. Každý farebný kanál používa svoju vlastnú funkciu šumu, aby viac zaťažil video čip. Perlinov šum je štandardný algoritmus, ktorý sa často používa v procedurálnom textúrovaní a zahŕňa veľa matematiky.

Tento test z balíka 3DMark Vantage meria špičkový matematický výkon video čipov v extrémnych úlohách. A rýchlosť všetkých riešení v ňom zobrazených približne zodpovedá tomu, čo je získané z teórie a našich matematických testov z balíka RightMark 2.0.

Grafické karty AMD v tomto teste opäť prekonávajú všetky riešenia Nvidia. Už sme viac ako raz videli, že jednoduché, ale intenzívne matematické výpočty sa vykonávajú na grafických kartách Radeon oveľa rýchlejšie ako na GeForce. V tomto matematickom teste teda GeForce GTX 550 Ti, založená na vylepšenom čipe GF116, vykazuje rýchlosť takmer o polovicu nižšiu ako obaja priami konkurenti, ako by to podľa teórie malo byť.

V porovnaní s ostatnými doskami Nvidia je nový model o 22 % rýchlejší ako GTS 450, čo je menej ako teoretický rozdiel. A zaostávanie za GTX 460 je 27 %, čo nie je ďaleko od teoretických 31 %. S oboma grafickými kartami AMD sa však nedá nič robiť, sú tu jednoznačne silnejšie, ako v iných extrémnych matematických testoch.

Závery o syntetických testoch

Na základe výsledkov syntetických testov nového modelu Nvidia Geforce GTX 550 Ti, založeného na vylepšenom grafickom procesore GF116, ako aj výsledkov iných modelov grafických kariet od oboch výrobcov video čipov môžeme konštatovať, že modifikácia GF106 čip pôvodnej Fermi architektúry sa ukázal ako technicky dobrý, ale trhový úspech v tejto cenovej kategórii bude závisieť skôr od maloobchodných cien. V mnohých syntetických testoch dopadlo nové riešenie Nvidie dobre, niekedy na úrovni Radeonu HD 6850. A predsa má aj zjavné slabiny.

Aktualizovaný GPU sa líši od pôvodného GF106 zvýšenou rýchlosťou hodín a zvýšeným počtom aktívnych jednotiek ROP a radičom rozšírenej pamäte. Tieto úpravy viedli k zvýšeniu výkonu (vo väčšine prípadov o 20 až 30 %) a dnes prezentovaná grafická karta založená na tomto GPU sa nachádza presne v strede medzi GTS 450 a GTX 460, pokiaľ ide o rýchlosť rýchlosť a šírka pásma - pre tento parameter má GTX 550 Ti teoreticky náskok aj pred pomerne silným modelom GTX 460 so 768 MB video pamäte.

Medzi nedostatky si všimneme, že výkon geometrického spracovania v GF116 je nízky, najmä preto, že čip má iba jeden rasterizátor, hoci má štyri teselačné jednotky. Takže v niektorých úlohách môže byť rýchlosť rasterizácie nižšia ako u konkurenčných GPU. Za druhý potenciálny nedostatok považujeme relatívne nízky matematický a textúrny výkon pri porovnaní nového GPU s riešeniami AMD. GTX 550 Ti má presne rovnakých 192 ALU a 32 TMU ako GTS 450 a ich nedostatok môže ovplyvniť veľa hier.

Výsledky Geforce GTX 550 Ti v syntetických testoch by mala potvrdiť ďalšia časť nášho materiálu, venovaná testovaniu v herných aplikáciách. Bude zaujímavé sledovať, ako úspešne bude nové riešenie Nvidie konkurovať nie Radeonu HD 5770, ktorého cena bola nedávno znížená, ale priamemu cenovému konkurentovi HD 6850. Táto karta od AMD je založená na jasne vyššom GPU a vo väčšine hier ľahko prekoná GTX 550 Ti.

V skutočných herných aplikáciách môže rýchlosť vykresľovania závisieť od niekoľkých charakteristík naraz. A dosť často záleží na matematickom výkone a textúrovaní, čo sa priaznivo porovnáva s riešením od AMD, ktoré cenou konkuruje GTX 550 Ti - Radeon HD 6850.

Zdá sa nám, že odporúčaná cena nového modelu Nvidia je trochu privysoká. Možno sa pôvodne predpokladalo, že jeho konkurentom bude Radeon HD 5770, no teraz bude musieť novinka bojovať s lacnejším Radeonom HD 6850, čo bude oveľa náročnejšie a ani továrensky pretaktované verzie GTX 550 Ti sú nepravdepodobné. vyrovnať sa s tým.