Архивы: по дате | по разделам | по авторам

PCI Express x16 против AGP 8x. Раунд 1: ATI Radeon X600XT и 9600XT

АрхивПлатформа
автор : Алекс Карабуто   10.08.2004

Шина PCI Express x16 теоретически дает для графики значительные преимущества перед нынешней AGP 8X. Посмотрим на примере современных видеоускорителей среднего звена, что же пока получается на практике?

После первого практического знакомства с новыми чипсетами Intel 925X Express и 915G Express (см. обзоры на www.terralab.ru/system/34270, ../system/35011 и ../system/35062) пришло время более подробно рассмотреть вопрос о тех преимуществах, которые дает использование существенно более быстрой и прогрессивной последовательной шины PCI Express x16 вместо прижившейся за последние годы специализированной графической шины AGP (8X и младше). Благо, графические ускорители для шины PCI Express x16 уже стали появляться, а перед покупателями новых для ПК стоит дилемма – что выбрать: либо новую прогрессивную систему с PCI Express, либо старую, но проверенную временем и более дешевую с шиной AGP 8X.

Что же представляют из себя видеокарты первого поколения для шины PCI Express x16? Тут, как мы помним, ситуация двоякая. С одной стороны, нынешнее поколение видеокарт от Nvidia использует прежние AGP-чипы с внешней микросхемой преобразователя интерфейсов. По логике вещей, такая система не может работать быстрее native-решения: латентность шины возрастает заметно, а выгоды от возросшей полосы пропускания (и то лишь в том случае, если, как утверждает Nvidia, чипы работают на более быстрой AGP 16x) на данный момент эфемерны (вспомним переход с AGP 4x на 8x). И это наглядно видно в некоторых тестах. С другой стороны, есть решения от ATI, где кристалл графического контроллера уже содержит интерфейс PCI Express. Правда, Nvidia, проанализировав топологию этих чипов ATI, выдвинула предположение, что на кристаллах ATI просто «дорисован» мост PCI Express-AGP. Оставим эту «догадку» без комментариев.

Многие тонкости технологии PCI Express, в том числе, при использовании в качестве графической шины нового поколения, мы уже подробно описали (см. www.terralab.ru/system/34069 и ../system/34235). Тем, кто еще не в курсе, настоятельно рекомендую сперва почитать эти обзоры. Ну а я, чтобы не повторяться, перейду непосредственно к практике.

И помогут нам в этом материнские платы Intel, описанные ранее в статьях www.terralab.ru/system/34270 и ../system/35062, а также две видеокарты ATI на одном и том же графическом ядре, но использующие разные шины PCI Express x16 и AGP 8x - ATI Radeon X600XT (референс ATI) и ATI Radeon 9600XT (плата от ASUSTeK) соответственно (память у них – по 128 Мбайт).

Референс-плата ATI Radeon X600XT.

Видеокарта ASUS на ATI Radeon 9600XT.

Эти две видеокарты очень похожи – если отвлечься от большого радиатора, прикрывающего и чипы памяти на плате ASUS, а также от немного иной компоновки стабилизаторов питания, то карты – почти близнецы.

Видеокарта ASUS на ATI Radeon 9600XT (вверху) и
референс-плата ATI Radeon X600XT (внизу).

Для сравнения – разъемы AGP и PCI Express x16 имеют почти одинаковые размеры, только последний немного длиннее (см. также www.terralab.ru/system/34235).

Разъемы AGP (снизу) и PCI Express x16 (сверху).

Обе карты имеют RAMDAC 400 МГц, память объемом 128 Мбайт с 128-битным доступом, чипсеты изготавливаются по 0,13-микронному техпроцессу, имеют по четыре пиксельных конвейера,

по два блока вершинных шейдеров и не используют внешнего питания (всё питание на плату подается по шине AGP или PCI Express).

Референс-плата ATI Radeon X600XT по информации программы AIDA32.

Ядро обеих видеокарт работает на частоте 500 МГц. Охлаждающая система этих плат весьма умеренная по размерам и достаточно тихая в работе.

Основное отличие этих двух карт друг от друга заключается в разной частоте работы видеопамяти. Даже несмотря на то, что обе карты используют DDR-чипы с номинальной 2,5-наносекундной задержкой (теоретический предел рабочей частоты – 400 МГц),

Чипы памяти на плате ATI Radeon X600XT.

Чипы памяти на плате ASUS на ATI Radeon 9600XT.

а на плате ASUS Radeon 9600XT память прикрыта внушительным радиатором, именно на последней карте память работала на частоте всего 300 МГц, тогда как на ATI Radeon X600XT память функционирует быстрее – на частоте 365 МГц

Информация о штатных частотах работы ядра и видеопамяти
на использованных картах ATI с шиной AGP и PCI Express x16 (по программе PowerStrip).

(если верить бета-версии утилиты PowerStrip, поскольку аналогичные ATI’шные утилиты ATItool и RadLinker на момент тестирования оказались «бессильны» перед PCI Express).

И поскольку разогнать память выше 340 МГц на данном экземпляре 9600XT не получалось, то ради чистоты эксперимента пришлось с помощью ухищрений «даунгрейдить» память на X600XP до 300 или 340 МГц, что сразу дает потерю до 10% быстродействия новой системы в ряде трехмерных задач (см. результаты тестов ниже).

Таким образом, мы оттестировали системы при разных значениях частоты работы видеопамяти – 365 (default), 340 и 300 МГц для платы ATI Radeon X600XT, а также 340 и 300 МГц для платы ASUS Radeon 9600XT (см. таблицу 1 ниже). Сопоставление именно таких конфигураций позволит нам сделать более ли менее корректные выводы о соотношении производительности в зависимости от типа применяемой графической шины – AGP или PCI Express. Читать дальше >>>

Тесты быстродействия

Испытания быстродействия систем проводились под MS Windows XP Professional SP1 с установленным DirectX 9.0b. Конфигурации тестовых систем представлены в таблице 1.

Таблица 1. Конфигурации тестовых систем

Чипсет

i925X

i915G

i865PE
(qPAT)

i875P

i865PE

Мат.
плата

Intel
D925XCV

Intel
D915GUX

ASUS
P4P800-E

ABIT
IS7-G

Процессор

Intel Pentium 4 EE 3.40

Сокет

LGA775

Socket 478

Тип памяти

DDR2-533

DDR400

Тайминги
памяти

3-3-3-7

4-3-3-7

2-2-2-5

Графич.
шина

PCI Express x16

AGP 8X

Видео-
ускоритель

ATI Radeon
X600XT

NVIDIA GeForce FX5900 Ultra 256 MB

ATI Radeon
9600XT (ASUS)

Частота работы видео-
памяти, МГц

365

340

300

365

850

300

340

Видео-
драйвер

Catalyst 4.6
WHQL

FW 60.85

Catalyst 4.6
WHQL

Тактовая частота процессора на плате, МГц

3400

3400,1

3398,5

3408,7

Тактовая частота работы памяти, МГц (по CPU-Z)

200

199,9

200,5

Ключевой строчкой в таблице тестовых конфигураций является даже не тип видеоускорителя от ATI (Radeon X600XT или Radeon 9600XT), а именно частота работы видеопамяти данного ускорителя в каждой из конфигураций (выделено красным). Для опоры мы также привлекли в недалеком прошлом топовую видеокарту NVIDIA GeForce FX5900 Ultra (256 Мбайт видеопамяти), которая, как оказалось, выиграла у X600XT/9600XT не так уж и много.

Две платы Intel (D925XCV и D915GUX) представляют тут новые интеловские чиспеты с шиной PCI Express x16. Материнские платы ABIT представляют в данном случае «классическую» производительность AGP-чипсетов Intel 875P и 865PE соответственно (режим Game Accelerator отключен), тогда как ASUS P4P800-E – так называемый нештатный режим квази-PAT для чипсета 865PE, позволяющий ускорить его до уровня, даже более быстрого, чем 875P с PAT. Среди других компонентов тестовых систем — винчестер Samsung SP1614N (буфер 8 Мбайт и 80-гигабайтные пластины). В качестве системной памяти использовались пары двухсторонних (DS) 512-мегабайтных модулей DDR2-533 от Micron и DDR400 от OCZ. Тайминги их работы в наших тестовых системах показаны в таблице 1 (во всех случаях память работала на минимально возможных таймингах, значительно лучших, чем предусмотрено их SPD).

В качестве видеодрайверов от ATI использовались самые свежие на момент тестирования официальные (WHQL) Catalyst 4.6. Вышедшие уже после проведения данного тестирования Catalyst 4.7, как оказалось, содержат лишь минимальные, несущественные для рассматриваемого случая, улучшения. Поэтому использование версии 4.6 вполне можно считать отражающим и сегодняшнюю картину в плане быстродействия видеокарт и оптимизации для шин PCI Express и AGP.

Результаты тестов представлены в таблице 2 и весьма красноречивы. В данной статье мы сделаем упор на общей (системной) производительности платформ в различных тестах, используя для 3D-приложений пока лишь одно экранное разрешение – как правило, 1024х768. Анализ же результатов по сравнению видеокарт в разных разрешениях вынесен нами в одну из следующих статей.

Таблица 2. Результаты тестов быстродействия систем в
различных приложениях (кликните мышью для просмотра).

Поначалу тесты показали, что в 3D-задачах и играх платформа с чипсетом 925X, памятью DDR2-533 и видеокартой ATI X600XT на несколько процентов быстрее платформы на чипсете i865PE/i875P с памятью DDR400 (2-2-2-5) и картой на Radeon 9600XT (при дефлотных настройках видеокарт), явно проигрывая при этом в нетрехмерных тестах. И вроде бы можно воскликнуть: вот оно — преимущество PCI Express x16 на деле! Но не тут-то было.

Приведя в соответствие значения частоты работы видеопамяти на двух разных платах ATI Radeon (сравните строчки с 340 МГц или с 300 МГц), мы закономерно получили снижение скорости PCI Express-платформы (до 10% быстродействия новой системы в некоторых трехмерных тестах), и она с треском проиграла старой системе с шиной AGP.

Если же усреднить результаты тестов по категориям «Среднее быстродействие 2D-расчетах», «Среднее быстродействие в 3D-играх» и «Среднее быстродействие в проф. 3D-задачах» (см. также диаграммы), то оказывается, что первая из категорий показывает нам «неграфическую» системную производительность, которая, очевидно, у новых систем пока ниже, чем у старых.

В трехмерных играх падение частоты видеопамяти с 365 до 300 МГц дает в среднем до 5% ухудшения быстродействия плат на чипсете i925X Express (и до 4% ускорения при подъеме частоты с 300 до 340 МГц на чипсете i865PE). В результате, новая платформа проигрывает старым по скорости в играх в среднем 2-3% при равной частоте видеопамяти.


Хотя в профессиональных трехмерных расчетах, больше использующих центральный процессор, а не графический ускоритель, этот отрыв несколько меньше.

В целом же «усредненная» системная производительность платформы с шиной AGP (и памятью DDR400) пока на 1-3% выше, чем у новейшей и дорогой PCI Express x16 (с памятью DDR2-533). И необходимость в срочном переходе на последнюю вызывает, мягко говоря, большие сомнения.

Особо хочется подчеркнуть, что PCI Express x16 пока что использует старую модель драйверов шины PCI, то есть не привлекает наработанные годами для шины AGP графические GART-драйверы, что в некоторых случая может негативно сказаться на быстродействии в трехмерных играх и профессиональных задачах, активно использующих обмен данными между системной памятью и видеопамятью. Видимо, текущие пилотные версии видеодрайверов недостаточно хорошо учитывают специфику работы с шиной PCI Express, и в будущем ситуация может измениться.

Таким образом, дебют шины PCI Express x16 в качестве новой графической шины оказывается пока не очень удачным: несмотря на все ее теоретические преимущества перед шиной AGP 8X (заметно более высокая полоса пропускания, независимая двунаправленная передача данных и др.) ее быстродействие с внешней графикой на данный момент (с первыми образцами видеоплат и ранними версиями драйверов) даже с дорогой памятью DDR2-533 оказывается явно ниже по сравнению с предшествующей AGP- платформой. При прочих равных, карта ATI на AGP 8X в среднем оказывается на 3% быстрее карты на PCI Express x16 в трехмерных играх (в разрешении 1024x768)! Да и усредненное системное быстродействие платформ с PCI Express – на 1-2% меньше, чем у прежних платформ с двухканальной DDR400 и шиной AGP 8X. Впрочем, «еще не вечер», и с выходом новых драйверов, BIOS и видеокарт (а также более требовательных к пропускной способности шины игр и приложений!) ситуация, будем надеяться, улучшится и PCI Express x16 покажет, наконец, свои скрытые мускулы.

© ООО "Компьютерра-Онлайн", 1997-2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на "Компьютерру" обязательна.