Boj o najvyšší výkon: Radeon HD 4870 X2 vs. GeForce GTX 295

Dnešnú recenziu budeme venovať dvom momentálne najvýkonnejším grafickým kartám od AMD/ATi a nVidie, zaradených do tzv. „ultra high-end“ segmentu. Menovite sú to Radeon HD 4870 X2 a GeForce GTX 295 v referenčnom dizajne, poskytnuté na test spoločnosťou Gigabyte. Radeon HD 4870 X2 je na rozdiel od GeForce GTX 295 dlhšie na trhu, vyše ½ roka, pretože nVidia išla pri vydaní G200 stratégiou „veľkých jednočipových riešení“. Prestíž mať najvýkonnejšiu kartu ju ale donútila v januári 2009 uviesť na trh Multi-GPU GeForce kartu s dvoma jadrami „G200b“ na dvoch PCBs. Väčšinu čitateľov zaujíma najmä výkon, preto sme otestovali grafické karty v mnohých moderných hrách aj vo WQXGA rozlíšení. Nezabudli sme sa pozrieť ani na ďalšie podstatné fakty a kritéria. Ako dopadli karty v našich testoch? Aké majú výhody a nevýhody? Ktorá ponúka lepší pomer cena/výkon? Pokiaľ chcete vedieť odpovede na tieto a ďalšie relevantné otázky, odporúčam čítať ďalej...

Úvod

Po prvej dvojčipovej karte založenej na „modernom“ CrossFire zapojení – Radeon HD 3870 X2, vznikla druhá - Radeon HD 4870 X2, ktorá sa stala dňom vydania – 12. augustom 2008 aj najvýkonnejšou grafickou kartou. Vyšší výkon oproti už zrecenzovanej Sapphire Radeon HD 4850 X2 je dosiahnutý vyššou pracovnou frekvenciou jadier RV770. Tá je zhodná s frekvenciou jadra na Radeon HD 4870. Ako už názov napovedá, jedná sa o „zdvojenú“ Radeon HD 4870 s 1GiB VRAM. Pre vyššiu priepustnosť sa tiež využíva GDDR5 pamäť od Hynix. O komunikáciu jadier sa stará CrossFire a v tomto sa „technológia za kartou“ zhoduje s Radeon HD 4850 X2.

Pre AMD/ATi je ale tento segment menej podstatný a primárny zámer Radeon HD 4870 X2 bolo získať „výkonnostnú korunu“. Aj v dnešnej dobe sa veľa zákazníkov orientuje podľa najvýkonnejších kariet. Pokiaľ má teda konkrétna spoločnosť najvýkonnejšiu kartu, automaticky predpokladá mnoho kupujúcich, že aj ďalšie grafické karty tejto spoločnosti sú lepšie ako konkurencia. Tomuto zámeru nasvedčuje aj samotný ovládač, konkrétne nemožnosť vytvoriť v ňom (CF)profil pre hru, nastaviť Multi-GPU rendertechniku alebo ďalšie obmedzenia, týkajúce sa napr. optimalizácií. Od spoločnosti, ktorá sa zamerala v high-ende na viacčipové karty, by sme očakávali, že ponúkne viac ako konkurencia. Radeon HD 4870 X2 má dostatok texelfillrate na to, aby mohol zákazník vypnúť negatívne optimalizácie, spôsobujúce väčší shimmering. To ale AMD/ATi nechce dovoliť, inak by dosahovali ich grafické karty nižšie FPS a boli by v očiach zákazníkov, zameraných len na „dlhé stĺpce FPS“, horšie riešenie. Oficiálne odôvodnenia, že „väčšina ich zákazníkov nie je dostatočne skúsená, a preto takéto možnosti nepotrebujú“ a pod. sú až smiešne. Čerešničkou na torte je fakt, že v ovládačoch pre Apple OS je možnosť vytvoriť profil pre hru a zapnúť aj SSAA. Niekto si môže spomenúť aj na Sideport, ten však nie je aktivovaný a v Radeon HD 4000 generácii asi ani nikdy nebude – jednalo sa čisto o „skúšobnú“ implementáciu. Obdobne si nVidia vyskúšala mierne vyššie pracovné frekvencie VS-ALUs v G71, aby potom s G80 mohli úspešne zvládnuť shader doménu, pracujúcu na vyše 1GHz. Kedy sa dočkáme reálneho využitia Sideportu je preto zatiaľ otázne. Možno už s ďalším čipom – RV870.


GeForce GTX 295 je tiež dvojčipová karta, založená na dvoch 55nm jadrách. Tým sa ale podobnosť s Radeon HD 4870 X2 v podstate končí. V ďalších aspektoch sú to celkom odlišné grafické karty. Na dvoch PCBs GTX 295 nachádzame dve GPUs „G200-B“, nasledovníkov 65nm „G200-A“. Architektúre jadra G200 a stratégii, ktorú s ním nVidia sledovala, sme sa už tiež venovali v článkoch Súboj preformance riešení: Radeon HD 4870 vs. GeForce GTX 260 a High-end grafické karty: Radeon HD 4850 X2 vs. GeForce GTX 280 (TOP). G200 je teda evolúciou G80, pričom išla nVidia znovu cestou veľkého jadra s vysokým počtom tranzistorov. Na tomto mieste len zhrniem, že 65nm G200 evokovalo pre veľký počet tranzistorov (1,4 miliardy) vyšší výkon voči konkurencii ako tomu bolo v skutočnosti. To malo viacero dôvodov. Okrem toho, že nVidia podcenila AMD/ATi - ich čip RV770, investovala tiež veľa tranzistorov do GPGPU funkcionality, aby mali v profesionálnom segmente argumenty – napr. do špeciálnych DP-ALUs. Tie sú pre bežného užívateľa zbytočné. AMD/ATi utratila tiež tranzistory, napr. pre tessellátor, avšak celkovo menej. G200 má tiež 80 TMUs, ktoré stáli dosť tranzistorov a vďaka tomu kvalitnejší anizotropný filter ako konkurencia. Problém v tom je ten, že aj minimálne zlepšenie kvality AF si vyžiada neproporcionálne vyššie zvýšenie texelfillrate a len malému percentu zákazníkov záleží na kvalite AF.


Výsledkom toho všetkého bolo, že GTX 200 grafické karty od nVidie sa nepresadili tak výrazne voči konkurencii, ako sa čakalo. Radeon HD 4870 si poradila veľmi dobre s pôvodnou GeForce GTX 260 a miestami útočila aj na GeForce GTX 280. O výkonnostnú korunu prišla nVidia, keď predstavila AMD/ATi – dnes recenzovanú Radeon HD 4870 X2. Dôsledkom toho musela nVidia znížiť ceny svojich G200 kariet. Keď si uvedomíme veľkosť jadra, komplexnosť PCB a chladenia, je jasné, že to nebolo pre nVidiu príjemné. Riešením z danej situácie bol v najmenšom časovom horizonte len „die-shrink“ G200 – teda prechod na menší výrobný proces. Vďaka nemu sa zmenšilo jadro z vyše 576 mm^2 na okolo 480 mm^2, logicky sa znížila spotreba/TDP a narástol potenciál pre vyššie frekvencie. Keďže sa mohlo vyrobiť viacej G200 čipov na 300mm wafery, klesla postupne aj výrobná cena jedného čipu. V neposlednom rade mohli inžinieri nVidie postaviť aj dvojčipové riešenie, konkurenciu pre Radeon HD 4870 X2. Ako som už písal vyššie – ide o prestíž mať najvýkonnejšie riešenie, ktorú chcela mať opäť Kalifornská spoločnosť. nVidia sa tiež dopredu zamerala na zníženie výrobných nákladov grafických kariet, aby mohla konkurovať AMD/ATi aj cenou – okrem menšieho jadra G200 a nového PCB sa ušetrilo aj na napájacích obvodoch.


Prvá grafická karta s 55nm jadrom G200 bola GeForce GTX 260 s 216SPs. V decembri nasledovala na „papieri predstavená“ GeForce GTX 295. Venovali sme sa jej v preview. Opäť sa vrátim len k tým podstatnejším faktom. Znovu sa jedná o „sendvičové“ riešenie, teda spojenie dvoch PCBs s „hybridnými“ G200 jadrami. Tieto jadrá, ktoré majú 10 clusterov a jednu deaktivovanú ROP partíciu sa donedávna nenachádzali na žiadnych kartách – až minulý mesiac (apríl) sa začali osádzať na novej GeForce GTX 275. Na nej však pracujú s vyššou pracovnou frekvenciou. Preview danej karty si tiež môžete prečítať na PC.sk . Po výkonnostnej stránke by teda GeForce GTX 295 mala byť pred Radeon – podmienkou je dobre škálujúce SLI, pričom závisí veľa od SLI profilu v ovládači. V tomto ohľade má nVidia oproti konkurencii okrem TWIMTBP programu aj ďalšie výhody - v ovládači sa dajú spraviť (SLI)profily pre hry a nastaviť Multi-GPU rendermód. Výhodou je aj možnosť vypnúť alebo zapnúť jednotlivé optimalizácie AF a pod.

Celkovo ponúkajú obe dnes recenzované grafické karty vysoký výkon, ktorý sa dá v starších hrách využiť len na vyšší anti-aliasing, lebo maximálne možné AF je naďalej 16x. Zvýšenie na 32x alebo 64x by prinieslo len malé zlepšenie kvality – viditeľné len vo veľkej vzdialenosti za potreby oveľa vyššej texelfillrate. Po stránke AA prináša CrossFire zapojenie 16xAA (box filter), čo je 16xMSAA, 24x Narrow-Tent CFAA a 32x Wide-Tent CFAA. Venovali sme sa im v recenzii: AMD/ATi Radeon HD 3870 (CrossFire). Vyše 1 rok sľúbené 42x ED-CFAA sa žiaľ dodnes nedostalo do ovládača. Presný dôvod nepoznáme, avšak skutočnosť, že prepad výkonu na RV770 je s ED-CFAA rovnaký ako s adekvátnym Wide/ Narrow-Tent CFAA, úplne deklasuje tieto CFAA módy, spôsobujúce rozmazanie textúr. SLI zapojenie prináša viac módov vyhladzovania – od SLI 8x po SLI 32x. Jedná sa o kombináciu MSAA a OG-SSAA, ktorá stojí veľa výkonu. SSAA vyhladzuje celú obrazovku, nielen hrany polygonov ako MSAA, a preto vyhladzuje aj textúry - „zvyšuje“ AF. Vďaka aplikácii nHancer, ktorá je freeware, je tiež možné zapnúť OG-SSAA a kombinované (SSAA + MSAA) vyhladzovacie módy na jednočipových aj dvojčipových GeForce kartách.


Pozrime sa pred samotným testom na dopredu jasné nevýhody týchto dvojčipových kariet. Začnime pohľadom na výkon – nárast výkonu nie je 100% pre CF/SLI a väčšinou používané AFR, závislé okrem toho na CF/SLI profiloch v ovládači. Takisto majú tieto karty vysokú spotrebu a keby existovalo GPU s rovnakým množstvom výpočtových jednotiek, spotrebovalo by menej, pretože by na rozdiel od dvojčipových kariet nemalo zdvojené určité časti čipu – napr. triangle setup. Z vysokej spotreby vyplýva aj vysoké stratové teplo, ktoré musí chladič odviezť. Referenčné chladiče týchto kariet preto nepatria medzi tie najtichšie. Nepoteší tiež AFR lag, spôsobený komunikáciou a microstuttering pri nízkych FPS. Ten sa podarilo nVidii na GTX 295 trochu zmierniť – najmä v Crysis, čo je potešujúca správa. Nevýhodou Multi-GPU grafických kariet je aj fakt, že každý čip musí mať všetky potrebné údaje vo vlastnej VRAM – nemožno teda sčítať túto pamäť. Keď si porovnáme Radeon HD 4870 X2 a GeForce GTX 295, je dopredu jasné, že GeForce má nevýhodu v menšej VRAM (2x 896MiB oproti 2x 1GiB). Z architektúry jadier G200 tiež vyplýva väčší prepad výkonu s 8xMSAA. Oba nedostatky majú riešiť GeForce R185 ovládače, aká je skutočnosť uvidíte na ďalších stranách. Radeon by mala mať pre PowerPlay vyššiu spotrebu v 2D ako GeForce. Z konštrukcie referenčného chladiča, ktorý nemá heatipipe trubice nám tiež vyplýva celkovo vyššia teplota jadier a najmä druhého, na ktoré je fúkaný teplý vzduch prvého. V neposlednom rade sú to už vyššie spomínané ovládače, pokiaľ ide o Multi-GPU zapojenie.


Po výkonnostnej stránke sú ale AMD/ATi Radeon HD 4870 X2 a nVidia GeForce GTX 295 žatiaľ najvýkonnejšie grafické karty od svojich výrobcov. Do predstavenia novej generácie by nimi aj mali zostať. Špekuluje sa síce o dvojčipovej „Radeon HD 4890 X2“, nepredpokladám ale, že by nasledovná karta bola dostupná vo väčšom množstve. Tiež sa hovorí o novej GTX 295, tá sa však po výkonnostnej stránke nebude líšiť od momentálnej, pretože sa jej zvýši len frekvencia pamäte o 100MHz. Je teda veľmi pravdepodobné, že ešte dosť dlho (v IT chápaní) budú tieto karty tým najvýkonnejším na trhu.


Grafické karty sme si predstavili, poďme sa pozrieť na ich technické detaily a následne výkon. Vďaka spoločnosti Gigabyte sme mohli uskutočniť testy na novej „Nehalem“ testovacej zostave s príslušným 800W ODIN zdrojom. Zmenili sme tiež hry v ktorých budeme testovať výkon kariet – jedná sa väčšinou o nové tituly, aby sme poriadne vyťažili jednotlivé GPUs. Pre porovnanie sme pridali do grafov aj výsledky nových meraní Radeon HD 4870 a GeForce GTX 280. Testy prebehli vďaka spoločnosti Samsung aj v rozlíšení 2560x1600, ktorá nám vypožičala na test 30“ LCD SyncMaster 305T+.