Пару лет назад по Интернету прокатилась волна слухов, что ведется работа над внешней спецификацией шины PCI Express. После ее появления предрекали начало производства внешних видеокарт. Если бы данные предсказания сбылись, то помимо весьма массивной "коробочки"-корпуса компьютера рядом с ней иногда начала бы соседствовать еще одна, но уже с видеокартой. Ее размеры напрямую бы зависели от скорости ускорителя и их количества внутри.
Вообще строго говоря оно все это и случилось в той или иной степени. Но реальное воплощение получила самая последняя разработка компании AMD, названная ATI XGP. Точнее не просто реальное, но и одновременно массовое, которое по идее будет доступно всем. И оно уже доступно. Чему и служит подтверждением данный материал. Далее пойдет речь о ранних попытках внешней реализации PCI Express и о реальном продукте на его основе - Fujitsu Siemens AMILO GraphicBooster.
Внешняя PCI Express
В последнее время все компьютерные интерфейсы вдруг дружно ринулись "наружу". Хорошим примером может послужить eSATA, который является практически полной копией SerialATA, только что во внешнем исполнении. Теперь вот пришло время PCI Express. Даже не теперь, а еще два года назад. В феврале 2007 года организация PCI-SIG, что занимается развитием и стандартизацией шины PCI Express, выпустила спецификации PCI Express External Cabling.
Конечно, такое длинное название не прижилось. Буквально сразу появилось несколько вариантов сокращений: External PCI Express, External PCIe, Cabled PCI Express и все в том же духе. Ничего революционного в технологии не было. Представленные документы лишь описывали какие кабели и разъемы следует использовать для обеспечения пропускной способности портов х1, х4, х8 и х16. При этом стандарт до сих пор четко не определяет максимальную длину провода.
Что касается скорости передачи данных, то на тот момент был актуальным стандарт PCI Express версии 1.1. Так что на одну линию приходилась скорость 250 Мбайт/с. PCI-E 2.0 увеличивает это значение вдвое. Однако никаких дополнительных анонсов PCI-SIG не делала, хотя теоретически проблем перехода на вторую и даже будущую третью версию быть не должно.
Что же производители? А ничего. Спецификации внешней шины PCI Express были выпущены, только вот никаких массовых продуктов до сих пор нет. Надо полагать компании правильно рассудили, что дополнительные коробочки на рабочем столе никто особо видеть не желает. Разве что если речь идет не о ноутбуках.
С ноутбуками вышла вообще интересная история. Как известно, примерно три года назад началось массовое распространение интерфейса ExpressCard, в основе которого лежит все тот же PCI Express. Как раз этим последним свойством и воспользовались некоторые компании. Более всех отличилась Magma со своими продуктами ExpressBox и ExpressBox Pro.
Magma ExpressBox и ExpressBox Pro
Ничего сверхгениального компания Magma не предложила. Она сделала специальный алюминиевый кейс, внутри которого располагается самый обычный разъем PCI Express по размерам равный PCI Express x16. Различия между ExpressBox и ExpressBox Pro заключаются только в большем объеме последней коробки.
Подключение Magma ExpressBox к ноутбуку
После при помощи специального кабеля, к сожалению неизвестно чьей конкретно разработки, коробка подключается к переходнику. Переходник вставляется в слот ExpressCard ноутбука, либо же в слот PCI Express обычного настольного компьютера. Оба варианта переходника идут в комплекте поставки.
Таким образом теоретически можно подключить любую плату расширения PCI Express к мобильному или настольному компьютеру. Но тут есть несколько ограничений. Прежде всего это скорость передачи данных — она не превышает 250 Мбайт/с, то есть соответствует стандарту PCI-E x1 версии 1.1. Для гигабитной сетевой карты этого вполне достаточно, но вот для мощного ускорителя трехмерной графики — нет. Да и мощную видеокарту не удастся установить еще по двум причинам: ExpressBox способен обеспечить не более 55 Вт энергии, чего для современных видеокарт далеко не всегда хватает; и современные флагманские ускорители имеют двухслотовую систему охлаждения, которая не поместиться в корпус ExpressBox.
Коробка MSI Luxium для плат расширения PCI Express
Что-то похожее выпустила и компания MSI. Предположительно ее разработка носила коммерческое название Luxium. Ее коробка, выполненная из пластика и сильно напоминающее радио середины XX века, предназначалась в основном для видеокарт, а подключать ее планировалось к ноутбукам через ExpressCard.
Разъемы внешнего PCI-E бокса MSI Luxium
Вместе с тем на задней панели бокса, кроме разъема питания и разъема подключения кабеля PCI Express, выведены два разъема USB, RJ-45 и полный комплект аудио выходов и входов для подключения акустической системы класса 7.1.
Установленная видеокарта в MSI Luxium
Внутрь, на сколько мы поняли, устанавливалась самая обычная видеокарта. Конечно, со всеми сопутствующими ограничениями в виде скорости передачи данных не более 250 Мбайт/с. Об энергетических ограничениям нам неизвестно, но вряд ли туда будет позволено установить что-нибудь из флагманских ускорителей.
ASUS XG Station
Думаете на этом все? Не тут-то было! В начале 2007 года отличилась компания ASUS, анонсировавшая продукт под названием XG Station. Дизайн устройства был куда более футуристическим, чем ретро-ностальгия MSI. Внутрь него ASUS предлагала устанавливать видеокарту собственного производства ASUS EN7900GS, основанную на NVIDIA GeForce 7900 GS. Кроме расширенных графических возможностей XG Station позволяла регулировать громкость звука, подключать к себе колонки или наушники, а на передней панели был расположен информационный экран. На последнем отображался текущий уровень громкости, текущий FPS, частота графического чипа и скорость вращения вентилятора видеокарты. Более того, XG Station даже поддерживала разгон! Подключалось все это дело к ноутбуку также через интерфейс ExpressCard.
Мы уверены, что при желании можно найти еще несколько продуктов подобно тем, что описаны выше. Но, к сожалению, не в продаже. Подобный эксклюзив определенно поступил на рынок в весьма ограниченном количестве и даже если доступен для приобретения, то под заказ. Но по-настоящему массовым продуктом должна стать технология ATI XGP.
ATI XGP
В середине 2008 года компания AMD представила новую мобильную платформу Puma. В ее рамках были представлены новое семейство процессоров, среди которых выделялись флагманские Turion 64 X2 Ultra серии ZM, и новый мобильный чипсет AMD M780G со встроенной графикой ATI Radeon HD 3200.
Вряд ли для кого-то станет откровением, что в плане "чистой" производительности чипы AMD медленнее своих прямых конкурентов от Intel. Это относится как к мобильным, так и настольным решениям. Поэтому в Puma AMD стала больше давить на графические возможности платформы. Последняя оснащена не только самой быстрой на сегодняшний день встроенной графикой, но и позволяет использовать ее совместно с любой дискретной видеокартой семейства Mobility Radeon HD 3000. Данная технология получила название HybridGraphics.
Описание возможностей ATI XGP
Вторая графическая новинка Puma заключалась в возможности подключения внешней видеокарты. Эту технологию назвали ATI XGP (eXternal Graphics Platform). Первые слухи по поводу ее разработки появились еще в 2007 году. Проект под кодовым именем Lasso предполагал использование обычной видеокарты, но во внешнем исполнении. К компьютеру она подключалась бы при помощи двух кабелей, что требовала первая версия спецификации внешней PCI Express.
Разъем, разработанный JAE специально для ATI XGP
Со временем проект был свернут. Сейчас очевидно, что компания решила отказаться от оригинального стандарта PCI-SIG. В частности от предложенного варианта проводного соединения. Ведь если применять его для ноутбуков, то разъем был довольно велик, да и цена не очень устраивала. Поэтому AMD обратилась за помощью к компании JAE (Japan Aviation Electronics Industry), которая как раз специализируется на выпуске широкого ассортимента различных разъемов, в том числе и для передачи больших объемов данных с высокой скоростью.
В своем официальном документе, описывающем технологию ATI XGP, AMD даже привела сравнение габаритов нового коннектора в сравнении с тем, что предлагает PCI-SIG:
В общем разъем JAE получился меньше и дешевле. Что же, очень похвально. Кроме того, как можно заметить, оригинальный Cabled PCI Express, поддерживает спецификацию интерфейса версии 1.1, тогда как AMD сразу сосредоточилась на версии 2.0. Кроме вдвое более высокой скорости передачи данных она поддерживает функцию горячего подключения и отключения устройств. То есть видеокарту ATI XGP можно подсоединять и отсоединять когда компьютер включен.
ATI XGP позволяет подключить два монитора
ATI XGP дополнительно поддерживает шину USB. Так что внешние видеокарты определенно будут оснащаться парой таких разъемов, причем способных обеспечивать силу тока до 500 мА, что позволяет подключать внешние жесткие диски, оптические приводы и другие энергоемкие устройства, а не только клавиатуру и мышку. Что касается видеоразъемов, то поддерживаются DVI-I, HDMI и опционально DisplayPort. Число разъемов на самой коробке ускорителя вряд ли превысит две штуки, поскольку это уже ограничение видеокарты, которая оснащается двумя чипами RAMDAC. Впрочем, если установить ускоритель с двумя GPU (например, ATI Mobilitу Radeon HD 3850/3870 X2), то теоретически можно задействовать их параллельно - максимальное число видеовыходов возрастет до четырех.
Режим работы Cross Display
Есть у ATI XGP еще и режим работы Cross Display, позволяющий выводить картинку на экран ноутбука. Но, забегая вперед отметим, что пока он не был реализован. Надо полагать данная недоработка исключительно программная и ложится на плечи разработчиков драйверов.
Вместе с тем новый разъем JAE не способен обеспечивать достаточное для работы видеокарты количество электроэнергии. Вероятно за счет этого его и удалось уменьшить по сравнению с оригинальным стандартом Cabled PCI Express. По этой причине внешние ускорители ATI XGP будут поставляться с отдельным блоком питания, и работать в автономном режиме не способны. Заметим, что управление питанием полностью осуществляется с компьютера — никаких кнопок на коробке видеокарты дизайном не предусмотрено. Ускоритель будет отключаться если не подключен к ноутбуку или если последний находится в спящем или выключенном состоянии.
Что касается технологии CrossFireX, то она поддерживается только в рамках одной "коробки". Схематически AMD это изображает следующим образом:
Схема конфигураций модулей ATI XGP
В первом случае будет использоваться всего один графический процессор, а также предполагается опциональное наличие USB-хаба. Второй вариант более громоздкий, но число GPU может быть равно двум, а к USB-хабу может быть подключен USB-накопитель, в частности жесткий диск. Синхронную работу обоих GPU будет осуществлять специальный чип PCI-E Switch, а обмен данными они будут вести через отдельную шину CrossFire. Все это довольно сильно напоминает логику работу двухчиповых видеокарт AMD: Radeon HD 3870 X2, HD 4850 X2 и HD 4870 X2. А вот совместная работа ATI XGP вместе с интегрированной видеокартой пока не предусмотрена. Не исключено, что в одном из последующих поколений технологий данная возможность будет добавлена.
Пока что ATI XGP предполагает установку ускорителей класса ATI Mobility Radeon HD 3870 в более дешевом варианте и Mobility Radeon HD 3870 X2 в более дорогом. Вести обмен данными с ноутбуками они будут посредством интерфейса PCI Express x8 версии 2.0. Но при необходимости можно будет установить коннектор PCI Express x16.
Собственно на этом все. Можно переходить к рассмотрению реальных продуктов.
Fujitsu Siemens AMILO GraphicBooster
Итак, идея ATI XGP заключается в том, чтобы ноутбук смог бы полностью заменить настольный компьютер. Подключив к лэптопу внешнюю видеокарту, клавиатуру, мышь и монитор вы получите отличный по эргономике ПК с миниатюрным портативным корпусом. И ближе всего к такой концепции сегодня подошла компания Fujitsu Siemens Computers.
Когда была представлена платформа AMD Puma японо-немецкая фирма одна из первых заявила о планах выпустить продукт на базе ATI XGP. И, что весьма приятно, планам этим суждено было сбыться, хоть и не сразу. Реальный продукт стал доступен лишь к концу 2008 года. В декабре даже прошла его презентация в Москве, проведенная совместно с AMD. Ну а в начале этого года коробочки с ATI XGP inside стали поставлять дистрибьютерам.
Fujitsu Siemens AMILO Sa 3650
Заметим однако, что разъем от японской JAE получил только один ноутбук — AMILO Sa 3650. Данная модель ничем экстраординарным (кроме поддержки ATI XGP) не выделяется, также как и заурядной назвать ее нельзя. Это 13.3-дюймовый мобильный компьютер из среднего ценового диапазона стоимостью от 40000 рублей и выше в зависимости от конфигурации. Мы как раз имели дело с версией за 40000 рублей, чья конфигурация выглядит следующим образом:
Правая грань Fujisu Siemens AMILO Sa 3650
Сенсорные кнопки Fujisu Siemens AMILO Sa 3650
Еще из не совсем обычного можно отметить оптический привод со слотовой загрузкой, подобно ноутбука Apple. Это также имиджевый элемент, который делает невозможным использование дисков с диаметром 8 см. Да и функция извлечения диска назначена на сенсор, что на наш взгляд несколько непрактично.
Задняя грань Fujisu Siemens AMILO Sa 3650
Упомянем об еще одной особенности Sa 3650 – вместо уже давно морально устаревшего разъема D-SUB Fujitsu Siemens установила более актуальный сегодня DVI-I, за что честь ей и хвала.
Левая грань Fujisu Siemens AMILO Sa 3650
Ну а пресловутый внешний разъем PCI Express x8 выведен не левую грань ноутбука.
Теперь перейдем к коробочке GraphicBooster. Сегодня она пока что доступна вместе с самим ноутбуком. Причем ноутбуком более мощной конфигурации, чем была у нас. В частности речь идет о более быстром процессоре (ZM-86 с частотой 2.4 ГГц), 4 гигабайтах памяти, жестком диске на 320 Гбайт. Общая цена комплекта возрастает до 60000 рублей. Если попробовать исключить разницу в конфигурациях, то стоимость одного GraphicBooster мы бы оценили в сумму 12-14 тысяч.
Fujitsu Siemens AMILO GraphicBooster
Оформлен GraphicBooster в стиле последнего поколения ноутбуков Fujitsu Siemens серии AMILO. Единственно что у последних более острые углы, тогда как у GraphicBooster они плавно закруглены.
Передняя грань Fujitsu Siemens AMILO GraphicBooster
На переднюю грань коробки внешней видеокарты вынесены название мобильной серии, название производителя и наклейка ATI XGP. Чуть правее и выше последней размещены два синих светодиодных индикатора. Первый горит когда GraphicBooster включен, а второй когда видеокарта подключена к ноутбуку.
Задняя грань Fujitsu Siemens AMILO GraphicBooster
Задняя панель отдана под разъемы. Там находятся DVI-I, HDMI и разъем питания. Справа по центру обнаруживается "ямочка" Kensington Lock.
Правая грань Fujitsu Siemens AMILO GraphicBooster
Справа находится разъем PCI Express x8 и два порта USB.
Левая грань Fujitsu Siemens AMILO GraphicBooster
Ну а слева был вынесен массивный блок вентиляционных отверстий, через который выдувается воздух.
Днище Fujitsu Siemens AMILO GraphicBooster
Забор воздуха осуществляется через днище. Заметим, что во время работы GraphicBooster нагревался не очень значительно, даже после примерно часа тестирования в трехмерных приложениях.
Внутреннее устройство Fujitsu Siemens AMILO GraphicBooster
Из интереса мы вскрыли верхнюю крышки внешней видеокарты. Под ней обнаружилась микросхема, занимающая практически всю площадь коробки. В ее центре виднеется вентилятор.
Кабель для ATI XGP
Длина кабеля для GraphicBooster может достигать двух метров, но в нашем случае он был не длиннее 40 см.
Коннектор ATI XGP
Коннектор по ширине чуть больше 4 см, а по высоте не превышает 0.6 см. В разъем он вставляется просто и с легким щелчком.
Fujitsu Siemens AMILO Sa 3650 с подключенным GraphicBooster
Относительно ноутбука коробка GraphicBooster занимает сравнительно мало места. Длины кабеля достаточно, чтобы отодвинуть ее несколько поодаль от мобильного компьютера, но снять со стола ее не получится. Также не получится пододвинуть видеокарту вплотную — не позволят массивные коннекторы. Да и даже если бы позволяли делать этого не стоит — у Sa 3650 слева, куда подключается GraphicBooster, находятся вентиляционные отверстия.
Блок питания для Fujitsu Siemens AMILO GraphicBooster
Вместе с внешней видеокартой Fujitsu Siemens поставляет два толстых талмуда страниц на 300 каждый, называемых "руководство пользователя", а также довольно массивный блок питания на 90 Вт (20 В; 4.5 А). Вы не подумайте, GraphicBooster не настолько сложен, что требует такого количества документации — просто она переведена на два десятка языков, среди которых нам удалось найти и русский. На каждый язык отведено не более 10-15 страниц. А вот что касается блока питания, то точно таким же оснащается и сам ноутбук Sa 3650.
Подключение
Выше мы писали, что GraphicBooster поддерживает горячее подключение и отключение. Но, что интересно, в документации Fujitsu Siemens не рекомендует отключать внешнюю видеокарту когда мобильный компьютер работает. А вот драйвер совсем иного мнения:
Предостережение драйвера о горячем отключении Fujitsu Siemens GraphicBooster
В принципе ничего страшного произойдет, только если вы сразу не позаботитесь о закрытии окон приложений, то они просто пропадут. Ну а что касается "Безопасного извлечения устройства", то оно происходит как если бы вы отключали обычную флэшку:
Безопасное извлечение Fujitsu Siemens GraphicBooster
Что касается драйвера ATI Catalyst, то для тестирования мы установили самую последнюю на момент работы над материалом версию 8.12. При первом подключении GraphicBooster экран поморгал, после чего на информационной вкладке Catalyst Control Center объявились данные о новой видеокарте.
Информация о GraphicBooster в Catalyst Control Center
К сожалению, в Catalyst 8.12 поддержки функции Cross Display, позволяющей выводить изображение с GraphicBooster на экран ноутбука, не было. Catalyst Control Center показывал возможность подключения четырех мониторов, но чтобы переключиться на любой из них потребовалось бы подключить внешний экран. В более новом Catalyst 9.1 изменений в этом отношении также не произошло.
Управление параметрами экранов в Catalyst Control Center
Теперь разберемся с характеристиками установленной в GraphicBooster видеокарты. По сообщению системы там находится ускоритель ATI Mobility Radeon HD 3870. Его номинальные характеристики выглядят следующим образом:
Ну а утилита GPU-Z показала нам следующие данные:
Информация о ATI Mobility Radeon HD 3870, установленный в GraphicBooster
Как можно заметить, частота ядра видеокарты в GraphicBooster снижена на 10 МГц относительно номинала, зато память работает на 150 (300) МГц быстрее, чем рекомендует ATI. Что же, очень похвально. Объем видеопамяти составляет 512 Мбайт. Кроме того, ускоритель оснащен полным набором сенсоров, данные с которых GPU-Z считывает без каких-либо проблем:
Данные с сенсоров GraphicBooster
Разобравшись с железной и софтвой составляющей Fujitsu Siemens GraphicBooster перейдем непосредственно к результатам тестирования.
Тестирование
Ноутбуков с "нормальной" версией ATI Mobility Radeon HD 3850/3870 было выпущено единицы, поэтому найти подобный нам не удалось. В связи с этим сравнивать быстродействие GraphicBooster мы будем с максимально близкими по характеристикам и возможностям мобильными компьютерами. В нашем тестировании приняли участие следующие модели:
- Acer Aspire 8930G;
- ASUS G50V;
- ASUS G2Sv;
- Fujitsu Siemens AMILO Xa 3530.
Для наглядности сведем их конфигурации в одну таблицу:
Прежде чем перейти к результатам тестирования заметим, что процессоры AMD Turion 64 обеспечивают несколько более низкий уровень быстродействия, нежели Intel Core 2 Duo. К тому же часть игр лучше оптимизирована под графические ускорители NVIDIA, в частности это пресловутые Quake 4 и Doom 3. Так что несмотря на все выдающиеся характеристики GraphicBooster он сможет показать превосходящую остальных скорость не везде.
Результаты тестирования
Начнем мы с самых простых тестов: графических бенчмарков из PCMark 2005 и PCMark Vantage.
В PCMark 2005 у GraphicBooster просто превосходный результат. Он оказался быстрее своих конкурентов в полтора-два раза. Зато более новый тест из PCMark Vantage не смог воспользоваться всеми преимуществами ATI Mobility Radeon HD 3870, тем самым выведя ускорители от NVIDIA вперед. Впрочем, мы полагаем, в данном бенчмарке имеет значение и скорость процессора. Ведь ноутбук Fujitsu Siemens AMILI Xa 3530, основанный на чуть более быстром чипе, но оснащенный видеокартой на уровень ниже, отстал от GraphicBooster совсем незначительно.
С DirectX 7/8 сегодня справляются лучше видеокарты NVIDIA, что наглядно показывает тест 3DMark 2001. Впрочем, здесь еще имеет довольно большое значение процессор, поэтому ноутбуки на основе чипов Intel оказались впереди и здесь.
Зато с последними версиями DirectX графические процессоры ATI разделываются куда эффективнее. В 3DMark 2006, особенно в тесте на Shader Model 3.0, впереди всех оказался GraphicBooster.
Игровой движок Doom 3 лучше проявляет себя с видеокартами NVIDIA, поэтому GraphicBooster оказался несколько позади. Заметим, что ноутбук FSC AMILO Xa 3530 с еще более медленным ускорителем класса Mobility Radeon HD 3650 показал почти в два раза более плохой результат, чем главный участник этого обзора.
В Half-Life 2 мы использовали три демо-ролика. Первый (demo 1) более нагружает процессор, второй — процессор и видеокарту, третий — видеокарту. Как можно заметить, в первых двух превосходство GraphicBooster совсем незначительное. Зато в третьем демо-ролике он показывает быстродействие почти на 30% выше и это даже несмотря на более медленный ЦП, установленный в ноутбуке FSC AMILO Sa 3650.
Вывод
На сегодняшний день ATI XGP является единственный полноценным трехмерным ускорителем во внешнем исполнении. Ни один производитель видеокарт и материнских плат еще толком не реализовал возможности внешней шины PCI Express, а вот AMD решила пойти своим путем, ориентируя свои продукты в основном на мобильный сегмент.
Надо сказать, что идея сделать из сравнительно слабого по скорости ноутбука хорошее решение для игр удалась. Если технология получит большую поддержку, то постепенная смена настольных компьютеров мобильными только ускорится.
Жаль, что на сегодняшний день ATI XGP пока еще является немного незавершенным продуктом. В частности речь идет о поддержке функции Cross Display. Ее реализовать крайне необходимо, поскольку покупая себе ноутбук с внешней видеокартой как правило в планах нет покупки еще и внешнего монитора. Да и последний с собой возить никто не станет, тогда как захватить в командировку или в деревню маленькую коробочку с видеокартой можно запросто.
Полагаем, что следующим этапом развития технологии ATI XGP станет поддержка HybridGraphics. То есть внешний ускоритель будет работать совместно с интегрированным в чипсет графическим ядром над формированием одной трехмерной сцены. Ну и в самом "брутальном" варианте внешняя видеокарта (возможно с двумя GPU) будет работать в режиме CrossFireX вместе с дискретной видеокартой ноутбука и встроенным в чипсет ядром. В принципе технология CrossFireX позволяет подобную гибкость. Так что дело остается лишь за программистами.
Что касается единственного на сегодняшний день ноутбука Fujitsu Siemens AMILO Sa 3650 и внешней видеокарты Fujitsu Siemens AMILO GraphicBooster, то данный комплект может стать хорошей альтернативой производительного и громоздкого 17-дюймового ноутбука. Sa 3650 достаточно компактен и стоит сравнительно немного, ну и легким движением руки можно превратить его в игровой ноутбук весьма малых размеров.
