Test GeForce 6600 GT SLI

• Marko Dolenc :: 17. feb 2005

SLI - kratica iz treh črk ob kateri se vsakemu igralcu računalniških iger, ki se še spomni časov Voodoo 2, na obraz prikrade vsaj poželjiv nasmešek, če že ne kaj hujšega. Ker je hitrost v računalništvu nekaj česar nikoli ni dovolj se pojavljajo načini, kako s podvajanjem komponent povečati performanse računal. Tako se pogosto srečujemo z več procesorskimi sistemi, RAID polji in nenazadnje tudi gručami računalnikov (clustri). Povečevanja hitrosti na grafičnem področju se je prvo lotilo podjetje 3dfx s karticami Voodoo 2. Tehnologija ScanLine Interleave, za kar je bila uporabljena kratica SLI v tistih časih, oziroma izmenjevanje izrisa vrstic po naše, je uporabnikom omogočala povezati dve Voodoo 2 kartici in s tem močno pospešeiti izvajanje iger, obenem pa sta dve kartici tudi omogočali poganjanje iger v ločljivosti 1024x768, za razliko od ene same, ki je bila omejena na ločljivosti do 800x600. Kljub temu, da je mnogo igralcev veselo kupovalo dve grafični kartici, pa se je na SLI v prvotni obliki začel nabirati prah zgodovine. Sicer je obstajalo nekaj poskusov z nameščanjem večih grafičnih čipov na eno grafično kartico (3dfx Voodoo 5, ATI Rage MAXX), ki pa so bili vse prej kot uspešni. Velik razlog za nastalo situacijo je bil gotovo prihod vodila AGP, ki v svoji naravi ne prenaša najbolje dejstva, da bi se na eni matični plošči nahajali dve AGP reži.

Vstajenje SLI

Prihod vodila PCI Express je prinesel nove možnosti večim grafičnim karticam v enem ohišju. PCI Express matične plošče grafičnim karticam karticam namenjajo x16 režo preko katerih je možno prenašati do 8GB podatkov v sekundi v obe smeri. Dve ločeni x16 reži, kjer bi vsaka imela svojih 8GB/s prenosa je za sedaj utopično pričakovati. Še vedno pa je možno ponuditi dve x16 reži, v kateri lahko vstavimo dve grafični kartici, kjer pa vsaka reža deluje le v x8 načinu in tako vsaki kartici "le" 4GB/s (kar pa je še vedno dvakrat več, kot nudi AGP 8x). Izbira, ali bo prva reža delovala v x16 načinu, ali pa bosta obe reži delovali v x8 načinu, pa je povsem ročna, saj se med obema x16 režama nahaja še ena majhna reža za posebno kartico s katero izberemo konfiguracijo z eno ali dvema grafičnima karticama. To rešitev uporablja NForce 4, ni pa edina možna in ostala vezna čipovja bodo lahko ponudila tudi drugačna razmerja med obema x16 režama. Seveda pa sama možnost da v računalnik vtaknemo dve grafični kartici še ne pomeni si bosta ti dve kartici kar sami od sebe razdelili delo. Ključ pri NVIDINI rešitvi je SLI mostiček s katerim povežemo obe grafični kartici in MIO vrata na čipih GeForce serije 6. Tako tudi kratica SLI sedaj pomeni Scalable Link Interface, kar bi se verjetno najbolje prevedlo v vmesnik za razširljivo povezavo. Seveda pa spet obstajajo tudi druge možnosti. Gigabyte tako že razkazuje okrog svojo kartico 3D1, na kateri najdemo dva čipa GeForce 6600 GT, ki se pogovarjata neposredno preko MIO vrat. ATI naj bi tudi že pripravljal svojo različico za povezovanje večih grafičnih kartic.

Kako to deluje?

V času Voodoo 2 je SLI deloval tako, da sta si grafični kartici izmenjevali izris vrstic. Prva kartica je izrisovala lihe vrstice, druga pa sode. Tak pristop se je obnesel, saj je pri Voodoo 2 transformiarnje in senčenje oglišč ter sam izris trikotnikov nadziral gonilnik grafične kartice s pomočjo centralnega procesorja. Zaradi večih dejavnikov, tako vertex shaderjev, kot možnosti, da grafične kartice rišejo še kam drugam kot na zaslon, pa je ta način povsem neuporaben pri GeForce-ih 6. NVIDIA tako nudi kar dva načina AFR in SFR. V prvem načinu ali Alternate Frame Rendering si obe grafični kartici izmenjujeta izris posameznih sličic. Ena kartica tako izrisuje lihe, druga pa sode sličice. Ta način je najbolj optimalen, saj se tako teoretično podvojita tako hitrost zapolnjevanja pik (pixel shader), kot tudi hitrost transformiranja oglišč (vertex shader). Drugi način je SFR ali Split Frame Rendering, kjer oba GPU-ja izrisujeta isto sliko, prvi njen zgornji del in drugi njnen spodnji del. Gonilnik tudi nadzira koliko dela opravi katera grafična kartica in v primeru, ko katera konča prej, spremeni razmerje med karicama v naslednji sliki. Če imamo na sliki v zgornji polovici enostavno nebo z eno samo teksturo, v spodnji polovici pa vodo, ki uporablja kompliciran pixel shader, bo gonilnik to opazil in območje izrisa prve kartice se bo zajedlo globoko pod polovico zaslona. Slabost tega načina je, da podvaja samo hitrost zapolnjevanja pik, ne pa tudi hitorst transformiranja oglišč (vertex shader), saj se to, ali so trikotniki v zgornjem ali spodnjem delu, ugotovi šele po izvedenem vertex shaderju. Zakaj torej sploh dva načina? Igre lahko grafični kartici prepovejo renderiranje vnaprej (kar bi se verjetno "spregledalo", če ne bi bilo potrebno za WHQL testiranje [;)]). To nas nekako pripelje do malce nadležne situacije, ko je SLI v osnovi izklopljen in se vklopi samo, če ima igra v gonilnikih svoj profil, v katerem piše, da SLI s to igro deluje in deluje celo v AFR načinu. Če pa vaše priljubljene igre ni na tem seznamu, vam preostane ali čakanje na NVIDIJO, da vam doda nov profil v gonilnike, ali pa z malce iznajdlivosti izdelate svoj profil. To naredite tako, da se odpravite na kontrolno ploščo grafičnega gonilnika (desni klik na namizje in izbira možnosti "Properties" ter klik na gumb "Advanced" za angleško verzijo oken), tam izberete zavihek "GeForce" in na levem meniju izberete možnost "Performance & Quality Settings". Sedaj kliknete še na gumb "Add Profile", vtipkate ime profila in pobrskate za potjo do izvršne datoteke vaše igre ali programa, klik na "Ok" in ustvarili ste si nov profil. Sedaj, ko imate svoj profil kreiran in izbran, si obkljukate še "Show advanced settings" in obkljukate "Multi-GPU" iz seznama spodaj in zadevo premaknete iz "disabled", ter kliknete še en ok in vam je uspelo. Žal pa po tej poti lahko vklopimo le SFR način, ne pa tudi AFR načina. Sicer pa naj bi gonilniki v prihodnosti ta postopek tudi poenostavili.

Še vedno pa nismo omenili ničesar zaradi česar bi potrebovali SLI mostiček za povezavo obeh grafičnih kartic. Kot pa smo že omenili lahko grafične kartice dandanes izrisujejo še kaj drugega in kam drugam kot na zaslon. Tako lahko en del scene renderiramo v teksturo, ki jo na končni sliki nalepimo na varnostni monitor na steni, ki prikazuje dogajanje v sosednji sobi. Ali pa pri renderiranju "globinskih tekstur" za sence. Tudi to izrisovanje se mora razdeliti med obe grafični kartici, celoteno izrisano teksturo pa lahko potrebujeta obe grafični kartici. Igra se lahko pri izrisu nove slike zanaša tudi na kakšno prejšnjo sliko, ki jo je v celoti izrisala druga grafična kartica. V vseh teh primerih se morajo podatki prenesti iz ene grafične kartice na drugo. Ob tem je čas, da omenimo še eno malenkost, ki se jo je dobro zavedati. Količina razpoložljivega pomnilnika se v SLI načinu ne podvoji in če imamo v računalniku dve 128MB kartici je tudi v SLI načinu še vedno samo 128MB razpoložljivega pomnilnika. Razlog tiči v tem, da je potrebno vse teksture, vso geometrijo in ostalo shraniti na vsako grafično kartico posebej. Saj bi pasovna širina do pomnilnika pošteno trpela, če bi morala ena grafična kartica brati teksture z druge kartice, tako pa se tudi pomnilniška propustnost podvoji.

Še ena povsem praktična ovira na katero naletimo ob uporabi dveh grafičnih kartic, ki sta lahko povezani v SLI načinu. Lahko se odločimo in pustimo SLI onemogočen (čeprav sta kartici fizično povezani z SLI mostičkom) in nanju priklučimo štiri samostojne zaslone. V tem primeru se grafični kartici pač obnašata kot dve fizično različni grafični kartici. Vidimo dve kartici (s po dvema zaslonoma) v Direct3D-u, v "Device Manager"-ju,... Ko pa omogočimo SLI (kar zahteva resetiranje računalnika) pa se dve fizični kartici začneta obnašati kot ena sama logična kartica, ki pa ima samo dva zaslona. Na monitorjih, ki so priklopljeni na sekundarno grafično kartico, nas bo tako pričakala tema.

Testni sistem

Na testnem računalniku so bili nameščeni Windows XP z naloženim Service Pack 1 in DirectX 9.0c. Konfiguracija je bila sledeča:

ASUS A8N-SLI Delux (nForce 4 SLI)

AMD Athlon 64 3500+

2x 512MB TwinX modula Corsair XMS

2x Hitachi 160GB SATA

2x WinFast GF PX6600GT TD 128MB PCIe

GigaByte Radeon X700PRO 128MB PCIe

Gonilniki za GeForce 6600GT kartici so bili ForceWare 66.93, za Radeon X700PRO pa Catalyst 4.12.

Teoretični testi

Za začetek si oglejmo dva sintetična testa za testiranje hitrosti grafične kartice. Fillrate Tester je majhen programček, ki sem ga napisal sam že pred časom in ki zna dati zelo lepe rezultate, če si jih le znamo pravilno interpretirati.

Graf je ločen na dva dela in prikazuje hitrost zapolnjevanja barvnih pik (Fillrate) in hitrost zapoljevanja pik brez podatkov o barvah (Z rate). NVIDIA je v družni NV3x predstavila zmožnost, da grafična kartica izrisuje samo podatke o z globini pik z dvakratno hitrostjo. Ta sposobnost se je ohranila tudi v NV4x seriji in torej na GeForce 6600GT. Tako en sam GeForce, kot dva povezana v SLI tudi v praksi prideta zelo blizu podvojitvi. Ta podvojitev pride še posebej do izraza v Doom 3, ki ima ogromno dela s sencami in pri ugotavljanju ali je neka pika v senci ali ne je njena barva povsem nepomembna. Seveda nam takoj pade v oči, da je tudi Radeon X700 PRO hitrejši, ko izrisuje samo podatke o Z globini brez barve. Razlog za razliko tiči v Radeonovem 128 bitnem pomnilniškem vodilu, ki je enostavno prepočasno za vseh 8 cevovodov pri 420MHz. SLI se v tem primeru obnese zelo vredu in kljub SFR načinu je pohitritev 83,5% v primeru barvami pik in 73,2% v primeru brez barv pik.

3D Mark 2005 gotovo že poznate vsi, saj gre za enega izmed najbolj pogostih testov za grafične kartice. Dva GeForce 6600GT v SLI načinu sta tudi tukaj občutno hitrejša od ene same kartice in še posebej od Radeona X700 PRO, ki pa je tako ali tako le konkurenca eni sami kartici. SLI je v najnižji ločljivosti za 71,2%, v srednji za 90% in v najviši ločljivosti več kot dvakrat hitrejši od ene same kartice. Iskanje razlogov za več kot dvakratno pohitritev nas pripelje do večih možnih razlag. Lahko ima ena kartica pač nekaj slabih minut in potem dve kartici skupaj nekaj dobrih. Bolj verjetna možnost pa je, sama požrešnost 3D Marka 2005 po pomnilniku na grafični kartici. Kljub temu, da SLI prostega pomnilnika ne podvoji, je poraba vseeno malenkost manjša, saj vsak GPU izrisuje in hrani le polovico slike.

Ko začnemo vklapljati različne bombončke, predvsem mehčanje robov (AA) pa se v 3D Marku začenjajo dogajati zanimive reči. V resuluciji 1024x768 pri 2x mehčanju robov in 4x anizotropnem filtriranju SLI še vedno nudi kar 82,2% pohitritev, ko pa ločljivost dvignemo ma 1280x1024 pa se pospešitev spusti na 60,5%. Razlog spet tiči v požrešnosti 3D Marka po pomnilniku grafične kartice, saj je test na 1600x1200 pri istih nastavitvah neizvedljiv zaradi premalo pomnilnika. Isto se zgodi če dvignemo mehčanje robov na 4x ter anizotropno filtriranje na 16x in ponovno začnemo pri ločljivosti 1024x768. Tudi tokrat je pospešitev v SLI načinu le 60,5% in zopet kartici zmanjka pomnilnika, če poskusimo test ponoviti na višji resuluciji. Opomba: Anizotropno filtriranje ne povvečuje porabe pomnilnika.

Half Life 2

Nadaljevanje ene izmed najbolj privlačnih prvoosebnih streljačin je tudi zelo primerno orodje za merjenje moči grafičnih kartic, saj izkorišča tudi 2.0 shaderje iz DirectX 9.0. Kljub temu pa se izkaže, da so današnje kartice že povsem dovolj hitre za to igro.

Za začetek si poglejmo epizodo Water Hazard, ki se odvija zunaj na odprtem terenu. V najnižji resuluciji so vse tri kartice precej izenačene, le Radeon X700 PRO nekoliko zaostaja. Šele ko dvignemo ločljivost na 1280x1024 in 1600x1200 se SLI odlepi, še vseeno pa ostane pripelpjen na magičnih 77fps, ki je tukaj očitno omejitev centralnega procesorja. Pohitritev je tako le 37,5% na 1280x1024 in 65,1% pohitritev v najvišji ločljivosti.

Situacija se ne spremeni bistveno ko vklopimo 4x mehčanje robov in 16x anizotropno filtriranje. Na najnižji ločljivosti GeForce 6600 GT v SLI načinu še vedno pride zelo blizu zgornji meji 77fps, ki jo postavi procesor. Kljub vsemu pa se v tem testu SLI ne obnese tako zelo dobro, kot bi se lahko. Pohitritve so tako dokaj majhne, v najnižji ločljivosti le 22,4% v 1280x1024 in 1600x1200 okrog 54,4%. Razlogi za manjšo pohitritev v teh dveh testih so gotovo različni. Gotovo pa se bo ta odstotek izboljšal s prihodom novejših gonilnikov.

Epizoda Nova Prospect se dogaja znotraj zapora, torej smo se iz odprtega terena prestavili v zaprte hodnike. Tukaj so hitrosti ustrezno višje in tudi magična meja, ki jo zmore centralni procesor je tukaj višje in se očitno nahaja okrog 138fps. Pohitritve, ki smo jih tukaj deležni z dvema karticama so precej višje kot v prejšnjih dveh primerih. Od bornih24,6%, do solidnih 72% na srednji in odličnih 86.3% na najvišji resuluciji.

Zgodba je nadvse podobna, ko vklopimo bonbončke za oči. SLI nam tokrat pohitri izris od 68% na najnižji do 79% na srednji in uglednih 88% v najvišji ločljivosti. V tem testu pa se zgodi še nekaj zanimivega. Radeon X700 PRO v vseh testih za malenkost prehiti enega samega GeForce-a 6600GT.

Doom 3

Le kdo ne pozna Doom 3? Od tistih, ki ste prebrali vse do tukajle ste gotovo že vsi vsaj enkrat slišali za to igro. Doom 3 je prvoosebna streljačina, ki za grafiko uporablja OpenGL. Mnogi ravno zaradi pregovorno slabših ATI-jevih gonilnikov za OpenGL krivijo Radeone za slabše rezultate v tej igri. Resnica se verjetno bolj naslanja v smer, 2x pospešitev pri izrisovanju senc na GeForce-ih. In senc je v tej igri vse polno. Poglejmo si za začetek srednje kakovostne nastavitve.

Kot opazimo je tudi tukaj že vidna magična meja pi 74fps, kjer postane omejitev enostavno CPU. SLI zato tukaj še ne pokaže vseh svojih zob in se celo od malenkostne upočasnitve, premakne na 28% pohitritev in končno še na skoraj 50% pohitritev v najvšiji ločljivosti. Razen tega, da Radeon X700 ponovno ostane daleč zadaj, ob tem testu ne moremo povedati več kaj zanimivega.

Bolj zanimive stvari se pa začnejo dogajati, ko npr. vklopimo 4x mehčanje robov in 16x anizotropno filtriranje. Ob teh obremenitvah se SLI odlepi od ene same kartice že na najnižji ločljivosti s skoraj 60% pohitritvijo. S povečevanjem ločljivosti pa se izkoristek samo še povečuje. V resuluciji 1280x1024 sta dva GeForce-a za 71% hitrejša od enega samega, v najvišji ločljivosti pa 77%.

Vse skupaj je zelo podobno, ko prestavimo na high nastavitve v igri. Brez bonbončkov, SLI zopet dosega hitrost s katero je sposoben igro osveževati procesor. Šele na srednji ločljivosti sta dve kartici za 28,6% hitrejši od ene same, na najviši pa je pospešitev še vedno le 55,5%.

Ko zopet vklopimo mehčanje robov in anizotropno filtriranje nam par grafičnih kartic zopet začne kazati bolj spodobne pohitritve. Že v najnižji ločljivosti sta GeForce-a 6600GT povezana v SLI za 53,3% htirejša od enega samega. Povečanje resulucije na 1280x1024 nam prinese 68,5% pospešitev in pri mogočnih 1600x1200 77,3% pohitritve. In SLI v najvišji ločljivosti z vsemi bonbončki gotovo premakne igro iz neigrabilne v precej lepo tekočo izkušnjo.

Suma sumarum

SLI-ja bodo gotovo veseli vsi tisti z nekoliko globjimi denarnicami saj nudi prav lepe pohitritve. Morda ga bodo uporabljali tudi programerji iger, saj si bodo z bistveno hitrejšim "GPU-jem" pomagali pri ugotavljanju, kaj vse bo uporabno v naslednji generaciji iger. Gotovo bodo tudi že sama čipovja, ki omogočajo priklop dveh hitrih grafičnih kartic velik korak naprej od sedanje situacije, kjer smo omejeni z eno AGP režo in nekaj PCI režami, na katere pa ne moremo priklopiti novejših grafičnih kartic. Gotovo pa igre ne bodo "pričakovale" od uporabnika SLI-ja, saj se igre še vedno razvijajo počasneje, kot se razvijajo grafični procesorji. Komu je SLI namenjen? V prvi vrsti tistim, ki potrebujejo izjemne histrosti takoj in sedaj. V tem primeru verjetno tudi nakup osnovne plošče s podporo SLI in kakšnih dveh GeForce 6800 GT ali Ultra ni problem. Druga možnost pa je, kupiti eno grafično kartico sedaj in potem kasneje dokupiti še eno (osnovna plošča s podporo SLI lahko pride na vrsto tudi vmes). Ta možnost je malce bolj riskantna, saj morata biti obe grafični kartici kar se le da podobni sicer SLI-ja ne bomo mogli vklopiti. Skratka potrebno bo kockati, koliko časa bodo te kartice sploh v prodaji in kako se bodo spreminjale, če se bodo. Verjetno bi bilo treba tudi omeniti, da so se v danem sistemu vsi kasnejši gonilniki od 66.93 uprli in niso dovolili vklopa SLI-ja.

Za konec še zahvljujemo podjetju JAE d.o.o. za celoten posojen sistem in vse tri grafične kartice.