Технология ATI Crossfire - двухпроцессорное видео по-канадски

В отличие от технологии nVidia SLI, разработка от ATI позволяет одновременно устанавливать в систему две разные видеокарты, поддерживает любые приложения и предлагает больше технологий рендеринга. Доступно даже 14-кратное полноэкранное сглаживание!

Возрожденная компанией nVidia идея установки в компьютер двух параллельно работающих видеокарт, которая была воплощена в технологии SLI (Scalable Link Interface), подхвачена, наконец, и главным конкурентом этой фирмы - канадской ATI Technologies. Теоретически такая система позволяет удвоить производительность видеосистемы ПК, хотя, разумеется, на самом деле рост мощности не так значителен. Несмотря на кажущуюся похожесть, технология ATI, получившая название CrossFire, заметно отличается от SLI.

В основу обеих технологий положен специализированный набор системной логики, позволяющий разместить на одной материнской плате два скоростных слота PCI Express x16, в которые и устанавливаются параллельно работающие видеокарты. Таким чипсетом у nVidia является nForce 4 SLI, а у ATI - Radeon Xpress 200 CrossFire Edition. Оба конкурента выпускают наборы логики в модификациях как для процессоров Intel, так и для процессоров AMD.

Принцип работы прост: пропускная способность шины (заведомо избыточная) делится пополам между двумя картами, иными словами, каждая карта работает по протоколу PCI Express x8. Конечно, предусмотрена и возможность работы чипсета с одной видеокартой, однако, скорее всего, ей придется довольствоваться той же шиной PCI Express x8: дело в том, что на материнских платах, по предварительной информации, будут устанавливаться два физических слота PCI Express x16, но электрически они будут подключены по схеме для PCI Express x8. Потенциально при большой нагрузке на шину протокол PCI Express x8 может стать "узким местом", ограничивающим производительность системы, однако в "двухголовом" решении nVidia мы сталкиваемся с той же проблемой.

Собственно, на этом сходства SLI и CrossFire заканчиваются и начинаются серьезные различия. Если в системе SLI обе видеокарты должны быть на сто процентов одинаковыми, вплоть до разводки платы и версии BIOS, то CrossFire позволяет объединять в одной "упряжке" разные карточки. Очевидно, что подход ATI гораздо привлекательнее: к примеру, вы можете сначала купить одну видеокарту, а через какое-то время, если возникнет такая необходимость, докупить вторую, не задумываясь о том, что должны совпадать их модели и производители. Правда, здесь есть одно большое "но", о котором мы поговорим чуть позже.

Единственное требование к картам в случае с CrossFire заключается в том, что одна из них должна быть выполнена с поддержкой этой технологии, вторая же может быть абсолютно любой. Все дело в том, что на карте с пометкой CrossFire Edition установлена дополнительная микросхема - так называемый "смешивающий движок", объединяющий видеосигнал, поступающий от двух графических ускорителей.

Теперь о главном недостатке - пока запланирован выпуск видеокарт на основе лишь топовых процессоров серий X800 и X850, при этом совместно работать смогут карты, входящие в какую-то одну из этих серий. Иными словами, купив видеокарту Radeon X800 XT CrossFire Edition, вы сможете использовать ее вместе с картами X800, X800 Pro, X800 XL, X800 Platinum Edition и с любыми другими представителями "восьмисотого" семейства. Карты в связке сохранят свои паспортные тактовые частоты, однако, если у одной из карт 16 конвейеров, а у другой - 12, например, одна карта - Radeon X800 Pro, а другая - Radeon X800 XT, то обе будут работать как 12-конвейерные. Производство карт серий X700 и X600 в варианте CrossFire пока не планируется.

Здесь, несмотря на необходимость подбора одинаковых карт, у ATI выигрывает nVidia: "входной билет" в "двухголовую" графику у нее дешевле. Если цены на самые недорогие карты серии X800 начинаются примерно с 250 долларов, то технология SLI позволяет объединять попарно карты начиная с GeForce 6600 GT, стоимость которой - менее 170-190 долларов.

Наконец, в системе CrossFire используется иной способ физического объединения двух карт. Технология SLI предполагает применение небольшой печатной платы, закрепляющейся на верхней части двух видеокарт. В CrossFire же применяется внешнее подключение при помощи специального кабеля. Видимо, благодаря такому способу подключения и реализована возможность работы с картами, не рассчитанными изначально на парное подключение.

Одним концом специальный кабель устанавливается в разъем DVI видеокарты, не поддерживающей CrossFire, а другим - в порт DMS-59 на карте CrossFire Edition. Порт DMS-59 имеет те же физические размеры, что и DVI, однако в нем увеличено число контактов. К связке можно подключить до пяти мониторов: платформа CrossFire поддерживает фирменную технологию ATI SurroundView, обеспечивающую вывод панорамной картинки на несколько дисплеев.

Еще одно принципиальное отличие между технологиями SLI и CrossFire заключается в способе рендеринга изображения, формируемого двумя графическими процессорами. Технология SLI предусматривает вертикальное разделение экрана на два непересекающихся сектора, изображение на каждом из которых формируется отдельным видеочипом. Этот способ называется "scissor" (буквально - "разрезание ножницами"). Карты, объединенные по технологии CrossFire, тоже могут работать в этом режиме, однако помимо него используются еще несколько способов рендеринга.

Поскольку CrossFire допускает объединение разных видеокарт с разной производительностью, для синхронного рендеринга в режиме Scissor более мощная карта должна работать на скорости, не превышающей скорость работы более слабой карты. В противном случае формирование изображения просто не получилось бы. Инженеры ATI решили эту проблему путем динамического распределения нагрузки: экран делится не на два равных сектора, а на два сектора разной величины. Более производительно карте достается большая часть, а менее производительной - меньшая. Тем самым обеспечивается идеальная синхронизация: каждая из видеокарт выполняет нагрузку, соответствующую ее возможностям.

Помимо метода Scissor, технология Crossfire предполагает применение еще трех способов рендеринга: SuperTiling, в котором экран делится на множество квадратов, и каждая карта обсчитывает половину этих квадратов; чередование кадров (Alternate frame rendering), при котором одна карта отвечает за рендеринг одного кадра, а другая - за рендеринг следующего кадра; и, наконец, так называемый Super AA ("суперсглаживание"), обеспечивающий полноэкранное сглаживание в режиме до 14х.

Вообще, технология Super AA сама по себе довольно необычна: если прочие способы рендеринга призваны максимально увеличить производительность, то Super AA занимается повышением качества изображения. Вы наверняка сталкивались с ситуацией, когда в играх замена видеокарты на более мощную в какой-то момент перестает давать прирост производительности - у каждой игры есть свой "потолок". В этом случае ресурсы карты перераспределяются и применяются для улучшения выводимого изображения. Разумеется, настройками драйвера можно установить оптимальный баланс между производительностью и качеством.

По умолчанию связкой CrossFire используются технологии рендеринга SuperTiling или Scissor, а чередование кадров задействуется только для тех приложений, которые имеются в списке "искусственного интеллекта" драйвера Catalyst A.I. Напомним, функция Сatalyst A.I. анализирует текстуры при их загрузке и определяет наилучший по скорости и качеству изображения способ их рендеринга. Для конкретных игр могут прописываться конкретные сценарии, что, конечно, положительно отражается на производительности. Если функция Catalyst A.I. отключена, то карты с 16-ю пиксельными конвейерами в приложениях, использующих Direct3D, работают в режиме SuperTiling, а другие карты - в режиме Scissor. Включить режим Super AA можно вручную через панель (или центр) управления.

Как мы говорили в самом начале, удвоение производительности при параллельном подключении двух одинаковых видеокарт возможно только теоретически. На практике же общая производительности системы зависит не только от видеокарт, но и от процессора, оперативной памяти, жесткого диска, количества карт расширения и степени "замусоренности" операционной системы.

Специалисты ATI, сравнивавшие производительность системы с одной картой Radeon X850 XT Platinum Edition и компьютера с двумя картами Radeon X850 XT, получили следующие данные: в игре Unreal Tournament 2003 связка CrossFire опережает одиночную карту примерно на 25 процентов, в игре Return To Castle Wolfenstein - примерно на 75 процентов, а в игре Splinter Cell Chaos Theory - процентов на девяносто. Тестирование выполнялось с разрешением дисплея 1600 х 1200 точек с четырехкратным полноэкранным сглаживанием и восьмикратной анизотропной фильтрацией. В качестве тестового стенда использовался компьютер на процессоре Athlon 64 FX57 с гигабайтом оперативной памяти DDR400.

По оценкам самой ATI, технология CrossFire обеспечивает большую производительность, чем конкурирующая SLI от nVidia. В доказательство предоставляются результаты сравнительного тестирования все той же связки Radeon X850 XT и двух карт на GeForce 6800 Ultra (использовался тот же стенд плюс материнская плата Asus A8N-SLI Deluxe). Синтетический тест 3DMark 2005 карты CrossFire выиграли с десятипроцентным перевесом, производительность в Splinter Cell Chaos Theory у связки ATI выше примерно на 35 процентов, а в игре Need For Speed: Underground 2 - более чем на 60 процентов. Разумеется, в ATI привели самые благоприятные для себя результаты, к примеру, в той же Doom 3 и прочих играх, активно использующих программный интерфейс OpenGL,
перевес, бесспорно, был бы на стороне nVidia. Тем не менее, цифры довольно показательны, ведь карты из обеих связок относятся к самым высокопроизводительным современным видеоускорителям.

К очевидным минусам SLI, пожалуй, можно отнести поддержка слишком малого числа игр и прочих приложений, в числе которых - и четыре синтетических теста. В списке поддерживаемых игр - менее 20 названий: Battlefield 1942 Desert Combat Mod, Battlefield Vietnam, City of Heroes, Code Creatures Pro, Command and Conquer: Generals, Doom3, FarCry, Ground Control 2, Half-Life 2, Halo, Painkiller, Sims 2, Star Wars: Knights of the Old Republic, Tomb Raider: Angel of Darkness, Tron 2, и Warhammer: Dawn of War. Дело в том, что для заметного повышения производительности от SLI, драйверы должны поддерживать соответствующие приложения. Программисты nVidia просто отбирают наиболее благоприятные режимы и оптимизируют под них драйверы.

CrossFire же без проблем справляется с любыми существующими играми за счет продуманной системы рендеринга. Если у игры нет профиля для режима чередования кадров, то видеокарты переключаются в режимы Scissor и SuperTiling, что позволяет ускорять практически любое приложение с программными интерфейсами DirectX и OpenGL. Наконец, нельзя переоценить блестящее решение, позволяющее использовать в связке CrossFire уже купленную дорогую видеокарту из семейств X800 и X850. Скорее всего, новая технология постепенно перейдет и в "средний класс" ATI - видеокарты серий X600 и X700.

Первые видеокарты с поддержкой технологии CrossFire, по заверениям ATI, должны появиться на прилавках магазинов уже в конце июня - начале июля. Объявлены и ориентировочные цены на две видеокарты: Radeon X850 CrossFire Edition с 256 Мбайтами видеопамяти будет продаваться за 549 долларов США, Radeon X800 CrossFire Edition с 256 Мбайтами памяти будет стоить 299 долларов, а с 128 Мбайтами - 249 долларов. Пока гарантированную поддержку CrossFire может обеспечить лишь чипсет Xpress 200 CrossFire Edition, однако теоретически нет никаких препятствий использовать такую связку на любой материнской плате с двумя слотами PCI Express x16, ведь режим совместимости обеспечивается одной из видеокарт. Можно допустить и такую возможность, что технология CrossFire будет работать даже на материнских платах с чипсетом nForce 4 SLI, изначально "заточенным" под конкурирующую технологию.

Подводя итог, приходится признать, что ATI представила более гибкую и продуманную технологию объединения двух игровых видеокарт в одном системном блоке. Будет ли nVidia совершенствовать SLI в том же направлении, покажет время, но на фоне CrossFire технология SLI с массой ограничений как по "железу", так и по поддерживаемым приложениям, смотрится слишком уж неказисто.