Вслед за движением технического прогресса, выбирать какую-либо сложную технику по объективным параметрам, становится все сложнее. К примеру, если раньше, в эпоху телевизоров на базе ЭЛТ объективными были лишь такие параметры как диагональ, плоскость экрана, ну и на закате технологии, частота и тип развертки, то теперь все гораздо сложнее. Теперь на смену стремительно отмирающим ЭЛТ пришли плазменные и жидкокристаллические панели, каждая со своим набором параметров, достоинств, недостатков и различных вариаций, а впереди уже маячит постепенный переход на OLED...
Что уж тут и говорить о компьютерных комплектующих, выбор которых был простым занятием лишь тогда, когда выбирать было практически не из чего. Относительно видеокарт, когда-то были времена, когда в магазинах встречались лишь две-три разновидности плат на одинаковых чипах, все, естественно, «noname» и отличавшихся разве что только количеством распаянной видеопамяти. Думается, что примерно тогда у неподготовленных пользователей и сформировался стереотип, что чем больше на карте памяти, тем она мощней, то есть лучше. Впрочем, этому активно способствовали и менеджеры компьютерных магазинов, которым от неподготовленности пользователей ничего не оставалось делать, кроме как укреплять стереотип. Действительно, чтобы объяснить покупателю, почему тот же GeForce 3 был гораздо лучше, чем GeForce 4 нужно было провести приличный ликбез хотя бы по устройству видеокарт в целом и, увы, не каждый мог понять с первого раза. А вот указать на то, что у одного, например, 64 Мбайт памяти против 32 у другого – проще некуда. И ведь всем все понятно – в два раза больше памяти, значит в два раза лучше. И ведь логично ;).
Собственно, такой же прием давно взяли на вооружение и сами производители видеокарт. К примеру, выпустила фирма Х ускоритель NVIDIA GeForce GT 220 c объемом памяти 512 Мбайт. Фирма Y может выпустить такую же, но «такую же» ей не интересно. Хочется ведь привлечь больше покупателей, чем это может сделать конкурент Х. Что ж, не мудрствуя лукаво, Y выпускает версию с объемом памяти 1 Гбайт. И не важно, что той же GeForce GT 220 совершенно не нужно даже 512 Мбайт, зато на коробке с видеокартой Y, среди основных характеристик уже цифра не только вдвое большая, но и другого порядка (!). При прочих равных, карта Y будет стоить несколько дороже чем X, правда, при современных ценах на память, совсем не намного, но ведь она якобы вдвое мощней. Более того, наш виртуальный производитель Y может и вовсе на чем-то сэкономить, например, использовав более дешевую или упрощенную элементную базу и в итоге карты будут стоить одинаково. В этом случае все еще хуже – пользователь платит за совершенно не нужную ему память, но теряет в качестве чего-то другого.
На вопрос о том, сколько именно нужно локальной видеопамяти конкретной модели видеокарты лучше всего ответит сравнительное тестирование. В данном материале, на примере двух продуктов Radeon HD 5750, мы попробуем выяснить, сколько нужно памяти современной карте среднего класса, оценив заодно и прочие не очевидные характеристики конкретных экземпляров. Однако прежде, наверное, все же стоит вспомнить, для чего вообще нужна локальная память 3D-ускорителям.
О назначении локальной памяти в видеокартах
Во многом, по своей сути, современные (и не очень) видеокарты являются отдельным миникомпьютером, в норме выполняющим весьма узкоспециализированные задачи. Помимо очевидного, а именно вывода изображения на устройства отображения, основной их задачей является расчет содержимого выводимой «картинки», будь то двухмерные окна приложений или же объекты виртуального трехмерного мира. Однако в последние годы и ATI, и NVIDIA «научили» свои ускорители заниматься и расчетом задач общего назначения, то есть выполнять работу, которой раньше занимался только центральный процессор. Это открывает целый ряд перспектив их альтернативного использования, но основной задачи – ускорения обсчета 3D-сцен – отнюдь не отменяет.
Итак, основными рабочими элементами современной видеокарты являются графический процессор (GPU – Graphics Processing Unit) и видеопамять (VRAM – Video Random Access Memory). В этом плане, как уже было сказано выше, по устройству карты в чем-то похожи на саму основу компьютера, но в плане схемы функционирования той же видеопамяти есть ряд коренных отличий. Оперативная память (RAM или ОЗУ) в компьютере используется для временного хранения ядра ОС, кода и обрабатываемых данных всех запущенных программ и процессов, поэтому, ее необходимый объем в значительной степени зависит от потребностей и привычек пользователя. То есть, при прочих равных, человеку, работающему исключительно в MS Word, естественно необходимо в разы меньше RAM, чем тому, у кого постоянно запущено штук 5 ресурсоемких приложений.
Видеопамять обычно используется для временного хранения координат вершин, текстур, программ-шейдеров и, собственно, формируемого из них изображения, которое постоянно изменяется графическим процессором. Другими словами если в памяти оперативной, хранится все, что запущено в данный момент, а это может быть целая масса данных, в видеопамяти обычно содержится только то, что в настоящий момент обрабатывается графическим процессором. Поэтому, при прочих равных, требуемый объем последней зависит от разрешения экрана и сложности просчитываемой сцены. Когда VRAM не хватает для хранения всего массива обрабатываемых данных, часть из них вызывается из RAM через шину PCI Express. Поскольку время, за которое графический процессор получит их из «оперативки» гораздо больше, чем из локальной, нехватка последней может приводить к снижению производительности видеокарты. Однако, если производительность графического процессора такова, что за время, которое он будет обрабатывать часть содержащихся в локальной видеопамяти данных, из оперативной туда успеет загрузиться следующая, увеличение объема первой не принесет никакой пользы.
Помимо этого, немаловажным параметром является и ширина шины по которой происходит обмен данными между графическим процессором и локальной видеопамятью. Варьируется она в весьма широких пределах – от 64 до 512 бит. Кроме того, сама VRAM может быть разных типов – DDR, DDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5 и работать на различной частоте. Таким образом, в зависимости от ширины шины, типа чипов и их рабочих частот, скорость обмена данными между GPU и VRAM различных видеокарт может разниться в десять и более раз. В результате, карта с быстрым графическим процессором и памятью объемом 512 Мбайт может рассчитывать 3D-графику во много раз быстрее, чем та, в распоряжении которой имеется пусть даже 2 Гбайта, но обладающая медленным GPU, низкой частотой VRAM и узкой шиной (бывают и такие).
Далее мы рассмотрим две видеокарты Radeon HD 5750, представляющие современный средний класс ускорителей с поддержкой DirectX 11, выпущенные различными производителями. Их основным отличием между собой является объем распаянной видеопамяти – 512 Мбайт и 1 Гбайт.
PowerColor Radeon HD 5750
В целом печатная плата видеокарты выглядит вполне обычно, поскольку повторяет референсный дизайн ATI с незначительными, как кажется на первый взгляд, отклонениями от себе подобных и отличается в первую очередь за счет системы охлаждения.
Соответственно, схемы питания графического процессора и видеопамяти так же вполне стандартны.
Импульсный стабилизатор напряжения GPU содержит три фазы, управляемые ШИМ-контроллером uP6201BQ. Запитка конвертера осуществляется от стандартного шестиконтактного разъема, распаянного в задней части карты.
Стабилизатор напряжения питания видеопамяти одноканальный, чего вполне достаточно для обеспечения четырех чипов емкостью 1 Гбит. Микросхемы GDDR5 Samsung K4G10325FE-HC04 с временем доступа 0.4 наносекунды используются в большинстве видеокарт Radeon HD 5750 и рассматриваемый продукт PowerColor не стал исключением.
Их штатная частота составляет 1250 (5000) МГц, что на целых 100 МГц выше номинала эталонной Radeon HD 5750, поэтому видеопамять карты можно практически гарантированно ускорить на данную величину и по большому счету это даже не будет оверклокингом.
Все характеристики PowerColor Radeon HD 5750 соответствуют эталону, поэтому здесь искать что-то необычное бессмысленно.
Радиатор системы охлаждения карты выполнен из силумина методом протяжки заготовки через матрицу с последующей обработкой. Профиль его имеет несколько необычную форму из-за фрезерованных снизу уступов, что без потери полезной площади рассеивания выделенного графическим процессором тепла, позволяет организовать и косвенный обдув элементов платы.
В качестве термоинтерфейса максимизирующего тепловой контакт подошвы радиатора с кристаллом графического процессора используется вязкий пластичный состав. На вид вполне качественный.
Обдувается радиатор с помощью низкопрофильного вентилятора диаметром 72 мм. Судя по количеству лопастей с весьма агрессивным углом атаки, его крыльчатка отличается неплохой производительностью. Запитка электродвигателя двухпроводная, поэтому никакого контроля скорости вращения и ее тонкой подстройки не предусмотрено, хотя схема автоматической регулировки на карте все же присутствует.
В условиях открытого стенда при простое, такая система охлаждения поддерживала температуру графического процессора в пределах 41 °С, а вентилятор работал условно бесшумно. При максимальном разогреве карты с помощью утилиты FurMark, температура GPU достигала отметки 71 °С, а крыльчатка заметно разгонялась. В таком режиме шум системы охлаждения возрастал, но субъективно даже не приближался к некомфортной отметке. Думается, что в закрытом корпусе его и вовсе не будет слышно.
Если не принимать в расчет оригинальную систему охлаждения, набор видеовыходов карты – единственное действительно значимое отличие карты от эталонной. Отличие отрицательное. Вид панели обескураживает обедненным набором разъемов и присутствием здесь D-SUB.
PowerColor Radeon HD 5750
Эталонная карта ATI Radeon HD 5750
Последнее, на первый взгляд логично – этот аналоговый вход присутствует в большинстве недорогих мониторов. Однако при необходимости, D-SUB без проблем извлекается из DVI-I с помощью копеечного пассивного переходника. В итоге два монитора с аналоговым VGA к PowerColor Radeon HD 5750 подключить не составит проблемы, а вот с двумя DVI это будет сложнее. Конечно, второй DVI с помощью опять же пассивного переходника можно извлечь из выхода HDMI, но тогда будет потеряна возможность качественного и удобного подключения все более распространяющихся ЖК-телевизоров. Три одинаковых монитора к видеокарте не получится подключить ни в каком случае.
Упаковкой продукту PowerColor Radeon HD 5750 служит коробка из гофрокартона с глянцевой суперобложкой.
Комплект поставки иначе как скудным не назовешь. Здесь присутствует лишь диск с устаревшей версией драйверов и бумажка, именуемая руководством по установке.
Для варианта, предназначенного для розничной продажи, такая комплектация выглядит весьма странно.
Sapphire Radeon HD 5750
Первое очевидное отличие данной видеокарты от предыдущей – это наличие «на борту» гигабайта видеопамяти. Для его реализации потребовалось 8 гигабитных чипов, одна четверка которых распаяна с лицевой, а другая - с оборотной.
В данном случае используются чипы Hynix H5GQ1H24AFR-T2C, номинальная частота которых составляет те же 1250 (5000) МГц, что и у Samsung K4G10325FE-HC04. То есть поле для разгона здесь также имеется. Питание видеопамяти организовано по двухканальной схеме, что в первую очередь обусловлено вдвое большим, чем у версии с 512 Мбайт, количеством чипов, но косвенно должно обеспечить и более высокую стабильность напряжения, а значит и лучший разгон.
Графический процессор имеет все ту же трехфазную запитку с ШИМ-контроллером uP6201BQ. Микросхема примечательна тем, что легко поддается аппаратному вольтмоду.
Фото модифицированной карты взято с форума ресурса xtremesystems.org
Стоит заметить, что во всех цепях карты используются высококачественные дроссели с ферритовыми сердечниками в жестких корпусах с незначительным оребрением, способствующем более интенсивному рассеиванию тепла.
Изюминкой видеокарты Sapphire Radeon HD 5750 является система охлаждения, принадлежащая к серии Sapphire Vapor-X.
В основе системы лежит испарительная камера, принцип работы которой схож с привычными тепловыми трубками. Однако для применения на видеокартах первая подходит гораздо лучше чем трубки. Дело в том, что в отличие от области центрального процессора на материнской плате весьма ограниченной по ширине, но мало ограниченной по высоте, с областью графического процессора на ускорителях все в точности до наоборот. Ведь нормальная видеокарта не должна занимать пространство более, чем отведено для двух слотов, а по ширине система охлаждения может накрывать хоть всю плату. Таким образом, если в процессорных кулерах трубки поднимают тепло вверх, где и располагается пакет рассеивающих пластин, то в видеокартах его нужно распространить над поверхностью платы. В принципе для этой задачи они вполне годятся, но сами по себе накладывают ограничение на конструкцию радиатора, который с одной стороны оснащается медным основанием, а с другой набирается из тонких алюминиевых пластин (thin fin). Увы, но такая конструкция стоит не дешево.
Значительно дешевле обходятся экструдированые радиаторы из силумина, такие как, например, в рассмотренной выше видеокарте PowerColor Radeon HD 5750, но платой за дешевизну становится более низкая относительная эффективность. Дело в том, что для максимальной эффективности рассеивания тепла, необходимо равномерно прогреть весь радиатор контактирующий лишь с небольшим кристаллом графического процессора. И это при том, что силумин обладает относительно невысоким коэффициентом теплопроводности. Некоторые производители частично решают проблему за счет применения медной пластины, но гораздо более оригинальную «золотую середину» между стоимостью и эффективностью системы охлаждения нашла компания Sapphire.
В видеокартах серии Vapor-X, в качестве контактирующего с кристаллом GPU элемента, используется испарительная камера, а сверху к ней припаян вполне обыкновенный радиатор из силумина.
Камера представляет собой герметичный тонкостенный параллелепипед по причине малой толщины более похожий на медную пластину. По своей сути, элемент можно рассматривать как пассивный тепловой насос, довольно эффективно переносящий тепло от одной поверхности к другой.
Принцип работы устройства основан на свойстве жидкости, испаряясь уносить тепло от нагретой поверхности и конденсируясь отдавать его менее нагретой. При этом согласно законам природы, пар обычно поднимается вверх, а конденсировавшаяся влага, стекает по направлению действия притяжения земли. Для того чтобы заставить их двигаться так как нужно, а не так как заложено природой, в испарительной камере реализуется сложная капиллярная система, состоящая из каналов парообразования, конденсации и транспортирования.
Поскольку в качестве жидкости-хладагента используется обыкновенная дистиллированная вода, при атмосферном давлении кипящая после нагрева примерно до 100 °С, для того чтобы заставить ее кипеть при значительно меньшей температуре, а так же для облегчения циркуляции жидкости и пара, камера вакуумируется.
Полный цикл работы испарительной камеры можно условно разделить на несколько этапов. На первом, графический процессор разогревает воду в капиллярах испарения. Затем вода превращается в пар (2), рассеивающийся в капиллярах конденсации (3). Далее пар охлаждается на поверхности, контактирующей оборотной стороной с ребрами радиатора (4) и, конденсировавшаяся вода стекает по транспортировочным каналам (5) назад (6), в капилляры испарения.
Испарительная камера обладает гораздо более высокой теплопроводностью, нежели обыкновенная медная пластина и уж тем более силуминовая подошва, поэтому тепло по припаянному к ней радиатору распределятся гораздо равномерней, что улучшает эффективность системы охлаждения.
Обдувается радиатор с помощью довольно большого вентилятора, с диаметром крыльчатки 72 мм. Скорость вращения динамически регулируется с помощью схемы, размещенной на видеокарте.
Эффективность такой системы охлаждения, Sapphire Radeon HD 5750 продемонстрировала достаточно явно – 36 °С в покое и 60 °С при максимальной нагрузке против 41 °С и 71 °C соответственно у PowerColor Radeon HD 5750 – разница вполне ощутимая. И это не смотря на то, что GPU Sapphire Radeon HD 5750 пусть совсем немного, но все же разогнан. Ведь помимо оригинальной конструкции радиатора, карта выделяется еще и незначительным заводским разгоном.
И графический процессор и видеопамять карты ускорены на 10 МГц относительно эталона. Величина такого разгона, способна рассмешить даже неопытного оверклокера. Право, 710 МГц для RV840 учитывая, что старшая версия, где не отключена часть универсальных процессоров и текстурных блоков, функционирует на частоте 850 МГц – это сущий пустяк. Ради справки – оверклокерский потенциал GPU образца Sapphire Radeon HD 5750 попавшего на тестирование, составил 870 МГц, хотя даже для него это еще не предел. Разгон до 1160 МГц чипов видеопамяти, номиналом которых является частота 1250 МГц, а на практике могут вполне стабильно функционировать и при 1400 МГц, смотрится еще смешнее.
Поэтому, сколько-нибудь значимым плюсом Sapphire Radeon HD 5750, заводской оверклокинг может стать разве что только для совершенно неискушенных пользователей. Впрочем, компания Sapphire его и не афиширует.
Система охлаждения видеокарты, как и в предыдущем случае, по высоте занимает пространство двух слотов, поэтому разработчики Sapphire в отличие от PowerColor, нарастили крепежный кронштейн на еще одно посадочное место, что позволило реализовать больше видеовыходов. На панели видеовыходов карты размещены два разъема DVI-I, один HDMI и один DisplayPort.
На тестирование видеокарта попала в OEM-варианте, поэтому об упаковке здесь говорить не приходится. Тем не менее, в комплекте все же присутствуют диск с драйверами и переходник с выхода DVI-I на D-SUB.
Конфигурация тестового стенда, приложения и настройки
Для тестирования видеокарт использовался следующий комплект оборудования:
- процессор: Intel Core i7 920 (2667@3600 МГц), LGA 1366;
- кулер: Zalman CNPS10X Extreme, 1000-2150 rpm, Al+Cu;
- материнская плата: Gigabyte EX58-UD5, Intel X58 Express;
- оперативная память: 3х2 Гбайт, OCZ Gold, 1800 МГц, 8-8-8-20 CR1;
- винчестер: Western Digital WD5000AAKS, 7200 rpm, 16 Мбайт;
- блок питания: 500 Вт.
Для уменьшения влияния производительности процессора на результаты тестирования, CPU Intel Core i7 920 был разогнан со штатной частоты 2667 до 3600 МГц.
Трехканальный комплект оперативной памяти DDR3 функционировал на эффективной частоте 1800 МГц с задержками 8-8-8-20 CR1.
Тестирование видеокарт проводилось в среде операционной системы Windows 7 Ultimate 64-bit с установленной версией видеодрайвера ATI Catalyst 10.3.
Для того, чтобы уравнять условия, частоты GPU и видеопамяти карты Sapphire Radeon HD 5750 были снижены до эталонных, то есть до 700 и 1150 (4600) МГц соответственно.
Приведем список используемых при тестировании игровых приложений и их настроек:
- 3DMark Vantage 1.01 — DirectX 10.0, SM 4.0, стандартные комплекты настроек Performance и Extreme;
- Tom Clancy's H.A.W.X – DirectX 10.1, SM 4.1, HDR, все настройки качества установлены на максимальные значения;
- Crysis Warnead – DirectX 10.0, SM 4.0, HDR, все настройки качества установлены на максимальные значения;
- Far Cry 2 — DirectX 10.0, SM 4.0, HDR, все настройки качества установлены на максимальные значения;
- S.T.A.L.K.E.R.: Clear Sky — DirectX 10.1, SM 4.1, HDR, все настройки качества установлены на максимальные значения;
- Call Of Juarez Benchmark – DirectX 10.0, SM 4.1, HDR, все настройки качества установлены на максимальные значения;
- X3: Terran conflict – DirectX 10.0, SM 4.0, все настройки качества установлены на максимальные значения;
- World in Conflict – DirectX 10.0, SM 4.0, все настройки качества установлены на максимальные значения;
- Metro 2033 – DirectX 11, тесселяция и улучшенная глубина резкости отключены.
Тестирование
Начнем конечно с самого популярного полусинтетического игрового тестового пакета 3DMark Vantage.
Здесь разница между видеокартами, оснащенными различным объемом памяти довольно заметна, но даже в режиме Extreme, не превышает одного процента.
В обновленной версии Crysis, одной из самых ресурсоемких игр современности, ситуация повторяется, разница заметна лишь на высоких разрешениях, с включенными анизотропной фильтрацией и полноэкранным сглаживанием – в так называемых «тяжелых» режимах.
Очевидно авиасимулятор Tom Clancy's H.A.W.X. совершенно не чувствителен к объему видеопамяти свыше 512 Мбайт.
В продолжении некогда самого требовательного шутера Far Cry 2 преимущество Sapphire Radeon HD 5750, как карты с объемом памяти 1 Гбайт, заметно во всех режимах, однако не превышает одного процента.
В 3D-шутер с элементами RPG S.T.A.L.K.E.R.: Clear Sky, расчет картинки картой с 1 Гбайт видеопамяти ускоряется только в самых тяжелых режимах.
Популярный файтинг Devil May Cry 4 предъявляет довольно невысокие требования к ресурсам, поэтому ему более чем достаточно и 512 Мбайт видеопамяти.
В бенчмарке Call of Juarez, несмотря на довольно высокие требования к видеокарте ситуация выглядит также.
В космической стратегии X3: Terran conflict картина не меняется – обе видеокарты работают достаточно быстро.
Та же картина наблюдается и в стратегии World in Conflict.
В новинке Метро 2033 с поддержкой DirectX 11, лидерство держит видеокарта Sapphire. По всей видимости, в тяжелых режимах 512 Мбайт видеопамяти уже едва хватает, ввиду чего иногда используется оперативная память. Это и позволяет версии Radeon HD 5750 с 1 Гбайт стабильно отыгрывать один дополнительный кадр в секунду. Наверняка при использовании видеокарты с более мощным графическим процессором разница будет заметна больше. Тут уже все начинает упираться в скорость GPU.
Что ж, подведем итоги.
Итоги
Как показало тестирование, современной видеокарте класса Radeon HD 5750 пока что вполне достаточно и 512 Мбайт видеопамяти. По крайней мере во всех тестовых приложениях, даже в FullHD-разрешении при максимальных настройках и с включенными режимами анизотропной фильтрации и полноэкранного сглаживания, PowerColor Radeon HD 5750 оснащенная 512 Мбайт VRAM работала практически с той же скоростью, что и Sapphire Radeon HD 5750 c 1 Гбайт. Да, перевес модели Sapphire в виде максимум одного дополнительного кадра в секунду иногда все же присутствовал, но оправдать 400-рублевую разницу им никак не получится.
Другое дело, что помимо вдвое большего объема памяти, Sapphire Radeon HD 5750 оснащена значительно более эффективной системой охлаждения, что дает больше простора для оверклокинга без ее замены. Да и какой-никакой заводской разгон у карты также присутствует.
А вот PowerColor Radeon HD 5750 – максимально простое повторение референсного дизайна ATI с несколько урезанным набором видеовыходов, но отличающееся от него только весьма тихой, правда, не такой эффективной, как у решения Sapphire, системой охлаждения.
Посему, вывод здесь напрашивается сам собой – современной видеокарте среднего уровня 512 Мбайт видеопамяти абсолютно достаточно, так что если и уж из-за чего и стоит обращать внимание на модификации с 1 Гбайт, то уж точно не из-за вдвое большего количества VRAM. Здесь требуется четкий баланс: чем больше видеопамяти, тем мощнее должны быть GPU и CPU, иначе лишняя память просто не будет использоваться. Так что не стоит гнаться за этим параметром – наше тестирование наглядно показало, что много VRAM средней и тем более бюджетной видеокарте не надо, а на дорогую ее мало и не поставят.
