Результаты исследований учащихся в проекте выбираем видеокарту

Авторы и участники проекта

Вадим Сокрута

Тема исследования группы

Сравнение производительности компьютерных комплектующих.

Проблемный вопрос (вопрос для исследования)

Какие бывают видеокарты, чем отличаются, какие лучше подходят для поставленной цели? Какая видеокарта подходит для поставленной задачи?

Гипотеза исследования

Прежде чем выбирать видеокарту, нужно определиться с поставленной целью: игры,для профессиональных решений, офисное решение.

Цели исследования

Рассмотреть достоинства и недостатки различных моделей. Выбрать лучшую который для вас подойдет.

Результаты проведённого исследования

Предназначение видеокарты.

Ни для кого не секрет, что в наше время, основным полем деятельности для производительной видеокарты являются – 3D игры, плавное проигрывание видео (HD), работа в профессиональных 3D\2D и видео редакторах. Остальные, повседневные задачи можно без проблем выполнять и на встроенных в процессор или чипсет видеокартах. С недавнего времени, для видеокарты расширили поле деятельности, в виде многопоточных вычислений, которые работают гораздо быстрее на параллельной архитектуре видеокарт, чем на процессорах.

NVidia продвигает свою программно-аппаратную платформу CUDA, основанную на языке Си (между прочим удачно, и это не удивительно, при вложении таких то средств). AMD же, в основном полагается на открытый код OpenCL .

С помощью CUDA можно кодировать видео в 3-4 раза быстрее. Аппаратно, силами видеокарт ускорять продукты компании Adobe – в частности Photoshop, Flash, и это по видимому только начало. Правда, тех людей которые постоянно пользуются вычислительной мощностью видеокарт, теоретически очень мало. И казалось задумываться об этом пока рано, тем более на пятки наступают многоядерные процессоры, которые хоть и медленнее в многопоточных операциях, но имеют неоспоримый плюс в том, что они без сложных программных оптимизаций просто делают своё дело. А простота и удобство реализации, как показывает история Windows (к примеру) – для людей главное и залог успеха на Software рынке. И всё равно стоит отдать дань вычислительной мощи видеокарт, пока не обузданной "правильным" софтом.

Итак. NVidia или AMD?

• Самый "интересный" вопрос

Главными игроками на рынке графических ускорителей являются корпорации AMD и NVidia. Тут всё понятно, как и во многих секторах рынков, дуополия. Как Pepsi и Coca-Cola, как PS3 и Xbox 360, как Intel и AMD в конце концов. С недавнего времени, компании выпускают свои продукты поочерёдно. Затем чтобы и одной было хорошо и второй. Сначала AMD выпускает флагмана линейки, затем месяца через два-три, более мощного флагмана выпускает NVidia. Сначала покупаются карты от AMD, как самые мощные, затем после выхода карт NVidia, купившие их, снова идут в магазин, за ещё лучшим продуктом. Практически то же самое происходит и со средним и бюджетным рынком. Только разброс по увеличенной производительности относительно конкурента здесь выше, так как чтобы заинтересовать более экономного потребителя, требуется нечто большее, чем шанс обладать лучшей видеокартой, как это происходит в секторе флагманов.

Лучше не «фанатеть», ведь это бизнес и ничего личного. Главное чтобы видеокарты были производительными, а цены не кусались. И какой производитель - не суть важно. С таким подходом можно всегда оставаться в выигрыше по цене\производительности.

Архитектура чипа.

Количество пиксельных процессоров (для AMD), универсальных конвейеров (для NVidia).

Да. Это совершенно разные вещи. То, что у AMD Radeon HD 5870 – 1600 исполнительных блоков совершенно не значит, что она будет в 3 раза мощнее, чем NVidia GTX 480 у которой на борту имеется 480 исполнительных блоков.

NVidia имеет скалярную архитектуру, а AMD – супер скалярную. Допустим выбор пал между Radeon HD 5870 и GeForce GTX 480.

У первой 1600пп, у второй 480 унифицированных блоков.

Вычисляем: 1600\5=320 суперскалярных блоков, у Radeon HD 5870.

То есть за такт видеокарта от AMD, выполняет от 320 до 1600 скалярных операций и от 0 до 320 плавающих векторных, в зависимости от характера задачи.

А при удвоенной частоте шейдерного домена, карта на архитектуре Fermi, теоретически должна выполнять 960 векторных и 960 скалярных операций за такт.

Однако Radeon, имеет более выгодную частоту, чем карта из «зелёного лагеря» (700 против 850). Так что, такие показатели NVidia, теоретически должны быть как при частоте работы шейдерного домена на частоте 1700мгц (850x2=1700), а это не так. При частоте 1401 Мгц, GTX 480 выдаёт ~ 700 векторных и ~ 700 скалярных операций за такт.

• не стоит полагаться на достоверность данных вычислений, они носят лишь теоретический характер. К тому же данное утверждение не действует с 6-й серии Radeon, начиная с чипов Cayman.

За счёт того, что максимальное количество векторных и скалярных операций выполняется одинаковое количество, архитектура NVidia имеет лучшую плавность в сложных сценах, чем AMD VLIW (<5 series).

Ценовые категории и что мы получаем, если покупаем видеокарту серией помладше.

Инженеры AMD, не задумываясь режут половину пиксельных процессоров, шину памяти и часть ROP’s поколению карт, из сегмента на класс ниже. К примеру Radeon HD5870 имеет 1600пп, шину 256bit, а в 5770, всего этого осталось ровно половина – 800, и шина памяти 128bit. Такая же ситуация продолжается и до самых бюджетных видеокарт. Так что, всегда предпочтительнее будет приобрести более слабую видеокарту из 58** серии, чем самую старшую из серии 57**.

У инженеров NVidia, не много иной подход. Плавно, обрезается шина памяти, универсальные конвейеры, ROP’s, пиксельные конвейеры. Но так же и снижаются частоты, которые при должной системе охлаждения, можно немного компенсировать разгоном. Немного странно, что не наоборот, как это делает AMD, повышая частоты на картах с обрезанным количеством исполнительных элементов.

Подход AMD более выгоден производителю, подход NVidia - покупателю.

Упоминание о драйверах.

Именно из-за особенностей суперскалярной архитектуры VLIW, драйвера от AMD, приходится постоянно оптимизировать, чтобы видеокарта понимала, когда ей нужно использовать векторы или скаляры максимально эффективно.

Унифицированные драйвера от NVidia более невосприимчивы к различным движкам игр, благодаря тому, что инженеры NVidia зачастую уже при разработке игры оптимизируют её под архитектуру своих видео чипов и драйверов. Также стоит отметить, что при их установке и удалении не возникает практически никаких проблем, которые присущи драйверам от AMD.

Драйвера NVidia можно устанавливать прямо на старые, без удаления и без чисток реестра. Надеемся, что программисты AMD будут двигаться в том же направлении. Появилась возможность, скачивать "фиксы" для драйверов Catalyst, которые выходят незадолго до появления игры в продаже или чуть позже. Уже что то. А с выходом новой архитектуры Graphics Core Next, работа по оптимизации драйверов значительно облегчится.

Пиксельные конвейеры, TMU, ROP .

Также, очень важно число пиксельных конвейеров и TMU (блок наложения текстуры), их количество особенно важно при высоких разрешениях и при использовании анизотропной фильтрации текстур (важны пиксельные конвейеры), использовании высокого качества текстур и высоких настроек анизотропной фильтрации (важны TMU).

Количество блоков ROP (блоки растровых операций), в основном влияют на производительность сглаживания, но при их недостатке может быть потеря общей производительности. Чем их больше, тем незаметнее будет влиять сглаживание на количество кадров секунду. Так же, на производительность сглаживания, существенно влияет объём видеопамяти. Объём, частота и разрядность шины памяти.

Чем больше видеопамяти у видеокарты, тем лучше. Однако не стоит покупаться на большой объём.

Видеопамять на видеокарте, внешний вид (video memory on pcb).

Как часто бывает, на относительно слабые видеокарты, ставят неимоверные объёмы видеопамяти, да ещё и медленной (к примеру на GeForce 8500GT, некоторые OEM производители ставят по 2 Гб DDR2 видеопамяти). От этого видеокарта не взлетит, и производительности не добавится.

• в сравнении с 8500GT 512 мб

Гораздо лучшим вариантом, будет взять видеокарту с более быстрой памятью, но меньшим объёмом. К примеру, если выбор стоит: взять 9800GT с 512 или 1024 мб памяти, с частотой 1000мгц и 900мгц соответственно, то предпочтительней будет взять 9800GT с 512 мб памяти. Тем более видеокарта такого уровня не нуждается в видеопамяти больше чем 512 мб.

Пропускная способность памяти – это главное в производительности подсистемы видеопамяти, которая наиважнейшим образом влияет на производительность видеокарты в целом. Измеряется в Гб/c (гигабайт в секунду).

К примеру сейчас, активно используется видеопамять типа GDDR5, у которой гораздо выше частотный потенциал, чем у GDDR3, и соответственно белее высокая пропускная способность.

Однако частота это далеко не всё. Вторым важным фактором, является разрядность шины памяти. Чем выше разрядность, тем быстрее память.

К примеру, память с частотой 1000мгц и шиной 256bit, будет ровно в 2 раза быстрее памяти 1000мгц и шиной 128bit. Чем больше разрядность - тем быстрее память. Самая широкая шина памяти из существующих – это монструозная 896 bit (448x2) на видеокарте GeForce GTX295. Однако в ней используется память GDDR3, что существенно ухудшает пропускную способность (меньше эффективная частота) в сравнении с GDDR5. Поэтому, её пропускная способность, даже немного ниже, чем у Radeon HD 5970 с 512bit (256x2), но с GDDR5.

Когда вы уже определились с видеокартой, внимание стоит обратить и на разъёмы.

Интерфейсные разъёмы на видеокарте (AMD Radeon 7970).

Помните, что если у вас монитор с разрешением выше, чем 1680х1050 или в планах его покупка, то вам нужны разъёмы DVI или Display Port. Аналоговый D-Sub VGA, при более высоком разрешении, не обеспечивает нужной скорости передачи сигнала, и могут появиться мутности на определённых участках изображения и нечёткости.

Если у вас монитор с матрицей P-IPS или с поддержкой 30 битного цвета (1.07 млрд.), то вам обязательно понадобится DisplayPort на видеокарте для раскрытия его потенциала. Только DisplayPort поддерживает передачу 30 битной глубины цвета.

• достоверно неизвестно, поддерживают ли передачу 30 бит, игровые видеокарты, но наличие DisplayPort говорит о возможной поддержке. В спецификациях поддержка, заявлена только у профессиональных видеокарт AMD FirePro и NVidia Quadro.

Очень хорошо если есть HDMI. Никогда не знаешь, что может пригодиться и лучше быть к этому готовым. Вдруг вам понадобится вывести сигнал с ресивера. Кстати, HDMI и DVI совместимы через простой переходник и практически без проблем.

стоимость обычной (игровой) видеокарты очень сильно отличается от цены профессиональной. Профессиональная намного дороже. И предназначена для других задач. Совсем других. Не таких, для которых нужна игровая плата.

Например, среди сегодняшних ноутбуков можно встретить модели, которые оснащены профессиональным видеоускорителем, и, понятное дело, надпись в листе описаний: “Видеокарта – профессиональная, nVidia Quadro” и т.п. вызывают вопрос – “а что это за профессиональная видеокарта и зачем она нужна”? Поэтому, сегодня я предлагаю вам поговорить о том, для чего предназначены эти видеоускорители.

Итак, обычные видеокарты (игровые) – это те видеокарты, которые мы можем встретить в подавляющем большинстве настольных компьютеров и ноутбуков. Собственно, сюда, для простоты понимания относим два (а больше-то и нету, за небольшим исключением…) известных на весь мир бренда видеокарт: nVidia GeForce и AMD(ATi) Radeon.

Небольшое отступление: В данном случае я веду речь о настольных видеокартах. Поэтому, и говорю об этих двух самых распространенных брендах. Если же говорить применительно к ноутбукам, то в них могут (наряду с видеокартами этих брендов) находиться видеочипы собственного производства Intel или AMD, в зависимости от платформы ноутбука, например, Intel GMA X3100 – так же является обычным мультимедийным видеоускорителем.

Абсолютно все видеокарты, модели которых пишутся после этих слов (GeForce или Radeon) являются ускорителями, как принято говорить, игровыми. Эти видеокарты предназначены для работы с видео, фото, для игр и т.д. Т.е. для всего, что так необходимо домашнему мультимедйному компьютеру. Драйверы для этих устройств соответственно оптимизированы именно для этих задач. Профессиональные видеокарты – сегодня самые распространенные можно назвать марки nVidia Quadro и AMD(ATi) FireGL. Вот фото профессионального видеоускорителя AMD(ATi) FireGL V7700. Профессиональные видеокарты физически практически ничем не отличаются от своих игровых аналогов (например, AMD FireGL V7700 – это аналог настольного HD3870), однако отличия скрыты в драйверах и BIOS этих видеокарт. Именно драйверы и прошивки определяют иную “ориентацию” платы, а именно на работу в САПР (CAD), для настольных издательских систем, для визуальной симуляции. Сами производители не скрывают то, что оптимизация на “профессиональность” касается в меньшей стемени аппаратной части и в большей – драйверов. Однако уже это определяет то, что обычные игровые видеокарты будут “тормозить” в САПР, и хорошо показывать себя в домашнем мультимедиа и играх, в то время как профессиональные ускорители будут делать обратное предыдущему.

Итак, назначение профессионального видеоускорителя (как и обычного) понятны без комментариев. Однако, почему же их стоимости так разнятся? Radeon HD3870 можно купить примерно за $250, а ее проф. аналог – не менее чем за $1500? Дело в том, что игровых видеокарт выпускают множество, и покупают их чаще и больше, поэтому стоимость конкретной единицы – низкая. Но профессиональные видеокарты приобретает лишь ограниченный круг людей, поэтому карт продается меньше и стоимость одной единицы выше.

Итак, выбор видеокарты это, конечно, дело нелегкое (приче как обычной, так и профессиональной) , но с базовыми требованиями нужно определяться сразу, а именно – КАК вы будете использовать ускоритель? для чего? Если для САПР, визуализации, 3D моделирования, то вам нужно подсматривать ускоритель и профессионального класса. А если вашей целью является работа с фото, видео, играми – то выбирать нужно из обычных карт.

Для настольных ПК все вроде бы понятно – вряд ли кто-то “по ошибке” купит видеокарту за $1500 для игр, но если этот ПК – ноутбук, то здесь просчитаться очень даже можно!

Некоторые ноутбуки (на памяти сразу несколько моделей от НР) оснащаются проф. ускорителями, например, nVidia Quadro среднего уровня. Предположим, вам понравился (по характеристикам и пр.) ноутбук с такой видеокартой, но вашей целью отнюдь не является, например, САПР – что тогда? Во-первых, проф. карта может составлять существенную долю в стоимости ноутбука, а во-вторых: такой видеоускоритель может не оправдать ваших надежд в классе обычного мльтимедиа (фото, видео, игры). Поэтому, выбор делать нужно очень осторожно и вдумчиво, учитывать еще множество факторов (плюс к этим базовым) и конечно же, помощь специалиста тут необходима.