17-08-2005

ATI CrossFire - konkurencja się budzi

Technologia Scalable Link Interface od NVIDII gości na rynku już dość długo i jak dotąd tylko ona pozwala na jednoczesną pracę dwóch kart graficznych. Ma ona jednak pewne ograniczenia - np. możliwość łączenia w pary wyłącznie urządzeń z serii GeForce, bazujących na tym samym układzie. Mimo to brak odpowiedzi (oficjalnej) od konkurencji powoduje, iż użytkownik nie ma zbytniego wyboru i chcąc stać się posiadaczem bardzo wydajnego zestawu komputerowego, decyduje się na zainwestowanie swoich pieniędzy w SLI. Prezentacja rywala SLI - technologia CrossFire (CF), miała już miejsce. Jej premiera datowana jest, jak donoszą źródła, na koniec sierpnia lub początek września tego roku. Dzisiejszy artykuł poszerzy Waszą wiedzą o najważniejsze informacje dotyczące technologii Kanadyjczyków. ATI udostępni ją już niedługo, a zatem powinniście wiedzieć czego można spodziewać się po CF i czy warto inwestować swoje oszczędności w dwie karty graficzne ATI.

Karty graficzne obsługiwane przez CrossFire

ATI umożliwi łączenie w pary kart graficznych z rodziny od X300 Hyper Memory do X850 XT PE +*. A zatem nie trzeba będzie posiadać, jak w przypadku SLI od NVIDII, dwóch dokładnie takich samych urządzeń. Niestety jednoczesna praca np. dwóch Radeonów X700 będzie niemożliwa. Aby móc korzystać z najnowszej technologii ATI trzeba będzie dysponować jedną kartą naczelną (master) pochodzącą ze specjalnej serii CrossFire Edition. Aktualnie zapowiedziano trzy takie modele: X800 128MB (cena - 249 USD) lub 256MB (cena - 299 USD) oraz X850 256MB GDDR3 (cena - 549 USD). Jeśli chodzi o drugą, podrzędną kartę (slave), to tutaj wybór zależy tylko od zasobności naszego portfela, czyli od X300 Hyper Memory wzwyż. 

Takie rozwiązanie ma jednak swoje wytłumaczenie powiązane ze sterownikami. Drivery dla SLI dzielą i nadzorują pracę dwóch kart w czasie rzeczywistym, by następnie zrzucić na nadrzędny układ graficzny zadanie złożenia przetworzonych partii obrazu w spójną całość. Sterowniki CrossFire mają z kolei rozdzielać pracę pomiędzy dwie karty na samym początku renderingu, a później wyrenderowane w ten sposób części obrazu przesłać do dodatkowego, znajdującego się na karcie master układu Xilinx (zadaniem tego chipu jest przesył obrazu do RAMDAC). Taka funkcjonalność obydwu kart pozwoli na zajmowanie się wyłącznie renderingiem danej sceny. Warto porównać tu SLI NVIDII, które generuje dodatkowy ruch również w trakcie samego procesu renderingu (tzw. elastyczne rozdzielanie pracy), do CrossFire, gdzie praca w trzech z czterech możliwych trybów jest z góry ustalona, przy czym konieczny transfer ograniczony zostaje do minimum. Taka informacja tłumaczy po części, dlaczego produkty NVIDII, w których nie zastosowano zewnętrznego mostka, radzą sobie o wiele gorzej niż zewnętrznie niepołączone karty ATI. 

(*) - symbol "plusa" oznacza, iż CrossFire wspierać będzie także nowsze modele niż X850XT PE, min. karty oparte o nadchodzący chip R520.

Powrót do korzeni? (Voodoo2)

Połączenie stosowane w przypadku CrossFire przypomina nam rozwiązanie przedstawione wraz z Voodoo2 SLI. W obydwu przypadkach urządzenia łączymy za pośrednictwem kabla już na zewnątrz obudowy komputera. Technologie nie są jednak aż tak zbliżone do siebie - Voodoo2 wymagało dodatkowego połączenia między kartami, podczas gdy CrossFire potrzebuje tylko kabla wpinanego w złącza DVI. 

Compositing Engine (CE)

Compositin Engine (z ang. silnik kompozycji) zainstalowany jest na karcie nadrzędnej i jego zadaniem jest składanie obrazu dostępnego z dwóch GPU w jedną całość. CE składa się z transmitera Transition Minimized Differential Signaling (TDMS), przyjmującego sygnał cyfrowy z karty slave, z niezależnego chipu RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog Converter), odpowiedzialnego za wyświetlanie gotowego obrazu na monitorze oraz układu Xilinx, któremu należy się osobny akapit. 

Xilinx stanowi układ FPGA (Field Programmable Gate Array), wyróżniający się możliwością rekonfigurowania w taki sposób, jaki nadaje się do konkretnego zadania. Innymi słowy można go programować "w locie". Chipy FPGA wykorzystywane są także w lotnictwie, w wojsku, etc. Głównym zadaniem Xilinksów jest cyfrowe przetwarzanie sygnałów i taką właśnie rolę odgrywa ten układ w kanadyjskim CrossFire. Zaimplementowany FPGA mieści w sobie 8000 programowalnych komórek logicznych oraz kilkanaście standardowych jednostek wykonawczych. Współpracuje on z malutką pamięcią ROM, zawierającą dane niezbędne do jego programowania. Wystarczy zmienić zawartość ROM, by Xilinx zajmował się czymś innym. 

CrossFire: podział pracy

W celu uzyskania największej wydajności nie trzeba będzie, jak to miało miejsce w przypadku SLI do pojawienia się sterowników FW 77.72 i wzwyż, tworzyć żadnych profili w grach. Wystarczy zatem sprzętowe połączenie dwóch kart ATI i już można "odpalić" grę Half-Life 2 z nawet dwukrotnie zwiększoną wydajnością. Tą zaletę CF możemy przypisać silnikowi kompozycji oraz samemu mechanizmowi podziału pracy, który w porównaniu z SLI znacznie mniej angażuje sterowniki, skupiając się głównie na karcie i procesorze. Ponadto, technologia CrossFire posiada aż cztery metody na rozdzielenie zadań między parę Radeonów. Standardowo wykorzystywana jest metoda Super Tiling (ST), która dzieli obraz na małe obszary (32 na 32 piksele), przypominające siatkę szachownicy. Białe pola przydzielane są karcie master, czarne odwzorowuje karta slave. Zdaniem ATI Technologies rozłożenie wyjściowego obrazu na dużo mniejszych części umożliwia uzyskanie najlepszego, statycznie, rozdzielenia pracy pomiędzy dwa układy graficzne.

ST potrzebuje do poprawnego funkcjonowania dwóch Radeonów wyposażonych w 16 potoków renderujących, jednakże to ograniczenie nie tyczy się trybu SFR (Split Frame Rendering). Działa on na zasadzie dzielenia ramki na dwie połowy i wysyłaniu każdej z nich do pojedynczej karty graficznej. Takie rozwiązanie stosowane jest w grach pisanych pod OpenGL. Gdy jednak zastosujemy dwa urządzenia o różnej liczbie potoków (np. 12 i 16), wówczas silniejsza karta pracować będzie jako 12-potokowiec - jest to duża wada tego trybu. Jeżeli chodzi zaś o sam podział pracy, to podobnie jak w przypadku SFR od NVIDII, odbywa się on "dynamicznie" (czyt. drivery dzielą obraz na dwie części, w zależności od nakładu pracy). Istnieje jednak różnica polegająca na tym, iż podział ten odbywa się w trzech stopniach: 50/50, 60/40 oraz 70/30, a nie w sposób całkowicie płynny, jak ma to miejsce w technologii NVIDII. W CrossFire stosując dwie karty o różnych taktowaniach zegarów, jedna z nich potrafi wykonać swoją pracę szybciej niż druga. Złożenie obrazu następuje dopiero wtedy, kiedy Compositing Engine otrzyma dwie części. Kolejnym obsługiwanym trybem w CrossFire jest AFR (Alternate Frame Rendering). AFR to podział pracy, w którym każdy chip graficzny ma za zadanie obliczyć co drugą ramkę obrazu - parzyste dla jednej karty, nieparzyste dla drugiej. Teoretycznie AFR dostarcza maksymalny wzrost wydajności w grach napisanych pod OpenGL i DirectX. Od strony praktycznej metoda ta ma jednak swoje niekorzystnie wpływające ograniczenia, zwłaszcza gdy dany fragment renderingu podzielony jest pomiędzy kilkanaście następujących po sobie klatek obrazu. Przykład: odblask padający na kask motocyklisty w grze liczony jest co 5-6 klatek; aby to obliczyć para kart na bieżąco musiałaby podsyłać sobie wyrenderowane, pojedyncze ramki obrazu, przy czym spowalniałaby cały proces i zapychałaby szynę PCI-Express wraz z wszystkimi magistralami komunikacyjnymi. Głównie dlatego AFR aktywowany ma być przez sterowniki wyłącznie w grach najlepiej nadających się do niego. Takich tytułów ma być z kolei coraz mniej. 

CrossFire: 3x wydajność, 1x jakość obrazu

Wspominałem o czterech trybach podziału pracy, więc gdzie ten czwarty? Cóż, ostatnia metoda nie ma zwiększać wydajności renderowania, ale polepszać jakość generowanego obrazu. Tym sposobem druga karta graficzna służy do liczenia bardziej zaawansowanego Antyaliasingu (FSAA), tzw. Super AA. Ten tryb działa na takiej zasadzie, iż dwie karty liczą ten sam obraz i gdy zostanie on połączony, możemy cieszyć się z bardzo wysokiej jakości wygładzania krawędzi: 8-krotnej, 10-krotnej, 12-krotnej, a nawet 14-krotnej. W przypadku FSAA 12x i 14x pozycji punktu, dla którego obliczany jest kolor, towarzyszy pewna modyfikacja, polegająca na połączeniu super-samplingu z multi-samplingiem. Końcowy rezultat dostarcza nam obraz najwyższej jakości. 

Technologia CrossFire od ATI standardowo wykorzystywać będzie zamiennie, w zależności od sytuacji, tryb Scissor i SuperTiling, czyli obraz dzielony będzie na dwie części. Metoda AFR ma być dostępna po włączeniu jej w sterownikach i wybraniu gry, która jest z nią kompatybilna. Uruchomienie trybu FSAA także zależeć będzie wyłącznie od użytkownika. AFR i FSAA wymagają przeprogramowania chipu Xilinx, jednak tym zajmą się drivery Catalyst i, jak twierdzi ATI, proces ten odbywa się praktycznie natychmiastowo. 

Aby cieszyć się z CrossFire trzeba mieć...

...płytę główną wspierającą tą technologię. CrossFire udostępniony będzie w chipsetach z serii X200 firmy ATI oraz, o czym informowaliśmy Was w naszych aktualnościach, w układach Intela - 955X. 

Urządzenia bazujące na chipsetach Xpress 200 wyposażone zostaną w dobrej jakości mostek południowy firmy ULi. Ciekawą informacją jest zintegrowany układ graficzny, obecny w produktach RD480 dla platformy AMD (szyna HyperTransport 800MHz i 1000MHz) oraz RD400, przystosowanych do pracy z procesorami Intela (szyna QPB 800MHz i 1066MHz). Będzie on jednak wykorzystywany wyłącznie do wyświetlania grafiki 2D. Teoretycznie zatem cały zestaw obsługiwałby aż pięć ekranów, aczkolwiek jest to niemożliwe, gdyż wyświetlacze, które prezentować będą obraz z trybu CrossFire, można będzie podłączać tylko do karty master. 

CrossFire zdecydowanie mile widziane

ATI wraz z technologią CrossFire stanowią konkurencję dla SLI NVIDII, a - co za tym idzie - zmuszają ją do walki o bycie "numerem 1". Prezentacja CF sprawiła już, że potentat z SantaClara wypuścił sterowniki pozwalające na rezygnację z tworzenia profili. Nowsze ForceWare umożliwiają już niezależne podkręcanie pary GeForce'ów. Ponadto, NVIDIA zapowiada większą wydajność za pośrednictwem optymalizacji komunikacji pomiędzy obydwiema kartami graficznymi, bowiem dzięki Compositing Engine kanadyjskie CrossFire wypada o wiele lepiej. Nie musieliśmy też długo czekać, aby NVIDIA zaprezentowała drugą edycję SLI, w której znajdziemy kilka istotnych zmian, m.in. nowy układ nForce SLI x16 pozwoli dwóm kartom na wykorzystanie wszystkich 16 linii sygnałowych; nie trzeba będzie posiadać już identycznej pary kart, lecz tylko parę urządzeń bazujących na tym samym procesorze graficznym. Istnieje także nadzieja, że wkrótce w pary łączyć będziemy mogli nawet karty NVIDII z różnymi GPU. 

Co lepsze? Trudno powiedzieć

Według mnie nie opłaca się na razie inwestować w SLI, dopóki na rynku nie pojawiła się jeszcze technologia CrossFire. Trzeba poczekać cierpliwie na testy. CF to przede wszystkim możliwość łączenia w pary kart z serii "X" do jednej z trzech z CrossFire Edition (X800 128MB, 256MB lub X850 256MB), by osiągnąć duży wzrost wydajności, jak i wyższą jakość obrazu w praktycznie wszystkich nowszych grach! Nowinka ATI posiada aż cztery tryby podziału pracy i, co ważniejsze, serwuje nam bardzo wysoką wydajność. Obecność silnika kompozycji na nadrzędnym urządzeniu CrossFire sprawia, iż obydwie karty graficzne mogą oddać się całkowicie procesowi renderowania sceny, dzięki czemu wzrost wydajności po zainstalowaniu drugiej karty (najlepiej takiej samej) może wynieść nawet sto procent! 

Na koniec pragnę polecić jeszcze artykuły kolegów z redakcji, w których znaleźć można sporo informacji na temat technologii SLI oraz najnowszych nowinek technologicznych zastosowanych w kartach z serii GeForce 7800. 

SLI - Maksimum wydajności czy szczyt naiwności?
GeForce 7800 GTX - NVIDIA na tronie!

Autor artykułu : Grzegorz 'Xoo0r' Kubera

Komentarze (22)

___________________________
Więcej artykułów