Краткий обзор стандартов

VGA

 

В настоящее время VGA-карта является стандартом в области PC. Вряд ли сейчас можно купить компьютер, который не был бы оснащен такой кар­той. Существует большое разнообразие видеокарт стандарта VGA. Стандарт VGA является базовым для таких стандартов, как Super VGA и HiRes, на его основе разработаны карты-ускорители, например, карты VLB.

Первые VGA-карты были представлены фирмой IBM в 1987 г. Сокращение VGA является аббревиатурой английского термина Video Graphics Array. Фирма IBM разработала этот стандарт для PS/2 — новой модели PC. Пер­вые VGA-карты были 8-разрядными, однако сейчас в основном выпускают­ся 32- и 64-разрядные карты.

На всех VGA-картах имеется специальный разъем, так называемый Feature Connector, который на этих картах встречаете^ в двух исполнениях: в виде штекера или в виде разъема типа PAD. Этот 26-контактный разъем обеспе­чивает полную совместимость с оригинальным разъемом PS/2, но в основ­ном он используется для подключения дополнительных карт обработки сигналов изображения. CGA-карты совместимы снизу-вверх, то есть они способны эмулировать все изданные ранее стандарты от MDA до EGA. Стандартная VGA-карта обеспечивает разрешение 640х480 пикселов с 16 цветами. Однако это неполные данные. На самом деле VGA-карта может под-держивать 256 цветовых оттенков, но это уже зависит от имеющегося объема видеопамяти. Объем видеопамяти 8-разрядной VGA-карты обычно составляет 256 Кб и юализован с помощью восьми микросхем 4464 или в двух 44256, 16- разрядная VGA-карта должна оснащаться объемом памяти не менее 512 Кб.

S uper VGA

Для большинства применений разрешение стандарта VGA вполне достаточно. Однако программы, ориентированные на графику, работают значительно учше и быстрее (бывают случаи, когда они даже не инсталлируются, если установленное разрешение или видеокарта не соответствуют их возможностям), если информационная плотность экрана выше. Для этого необходимо повышать разрешение. Таким образом, стандарт VGA развился в так называемый стандарт Super VGA (SVGA). Стандартное разрешение этого режима оставляет 800х600 пикселов.

Отметим закономерность: при объеме видеопамяти 256 Кб и SVGA-разрешении можно обеспечить только 16 цветов; 512 Кб видеопамяти дают возможность отобразить уже 256 цветовых оттенков при том же разреше-1ии. Карты, имеющие 1 Мб памяти, а это сейчас уже стало обычным явле-1ием, позволяют при этом же разрешении достичь отображения 32768, i5536 (HiColor) или даже 16,7 млн (TrueColor) цветовых оттенков.

HiRes VGA

Стандарт HiRes VGA (High Resolution — высокое разрешение) был также раз­работан фирмой IBM. В режиме 8514/А можно повысить разрешение до 1024х768 пикселов. Имеет ли смысл такое разрешение или нет, зависит от многих факторов, которые будут пояснены ниже.

Обычно при разрешении 1024х768 пикселов ограничена цветовая гамма. Способность монитора или видеокарты поддерживать высокое разрешение существенно влияет на их стоимость, особенно, если речь идет о режимах HiColor или TrueColor. Обычно для стандарта HiRes характерна поддержка 16 или 256 цветов.

Конструктивное исполнение

 

Видеоадаптеры EGA и VGA условно делятся на шесть логических блоков, описание

которых приведены ниже:

1. Видеопамять. В видеопамяти размещаются данные, отбражаемые адаптером на экране дисплея. Для EGA и VGA видеопамять обычно имеет объем 256 Кбайт, на некоторых моделях SVGA и XGA объем видеопамяти может быть увеличен до 2Мбайт.Видеопамять находится в адресном пространстве процессора и программы могут непосредственно производить с ней обмен данными. Физически видеопамять разделена на четыре банка, или цветовых слоя, использующих совместное адресное пространство.

2. Графический контроллер. Посредством его происходит обмен данными между центральным процессором и видеопамятью. Аппаратура графического контроллера позволяет прозводить над данными, поступающими в видеопамять и расположенными в регистрах-защелках простейшие логические операции.

3. Последовательный преобразователь. Выбирает из видеопамяти один или несколько байт, преобразует их в поток битов, затем передает их контроллеру атрибутов.

4. Контроллер ЭЛТ. Контроллер генерирует временные синхросигналы, управляющие ЭЛТ.

5. Контроллер атрибутов. Преобразует информацию о цветах из формата. в котором она хранится в видеопамяти, в формат, необходимый для ЭЛТ.

6. Синхронизатор. Управляет всеми временными параметрами видеоадаптера. Синхронизатор также управляет доступом процессора к цветовым слоям видеоадаптера.

Видеопамять адаптеров EGA и VGA разделена на четыре банка, или на четыре цветовых слоя. Эти банки размещаются в одном адресном пространстве таким образом, что по каждому адресу расположено четыре байта (по одному байту в каждом банке). Какой из банков памяти используется для записи или чтения данных процессором, определяется при помощи установки нескольких регистров адаптера. Так как все четыре банка находятся в одном адресном пространстве, то процессор может производить запись во все четыре банка за один цикл записи. Благодаря этому некоторые операции, например заполнение экрана, происходят с большей скоростью. В том случае, когда записсь во все четыре банка не требуется, можно разрешать или запрещать запись во все четыре банка при помощи регистра разрешения записи цветового слоя. Для операции чтения в каждый момент времени может быть разрешен с помощью регистра выбора читаемого цветового слоя только один цветовой слой. В большинстве режимов видеоадаптера видеопамять разделена на несколько страниц. При этом одна из них является активной и отображается на экране. При помощи

функций BIOS или программирования регистров видео-адаптера можно преключать активные страницы видеопамяти. Выводж информации может производиться как в активную, так и в неактивные страницы видеопамяти.

Текстовый режим. В текстовых режимах на экране могут отображаться только текстовые символы. Стандартные текстовые режимы позволяют выводить на экран 25 строк по 40 или 80

символов. Для кодирования каждого знакоместа экрана используется два байта: первый из них содержит ASCII код отображаемого символа, второй – атрибуты символа. ASCII коды символов экрана располагаются в нулевом цветовом слое, а их атрибуты -- в первом цветовом слое. Атрибуты определяют цвет символа и цвет фона. Благодаря такому режиму хранения информации достигается значительная экономия памяти. При отображении символа на экране происходит преобразование

его из формата ASCII в двумерный массив пикселов, выводимых на экран. Для этого преобразования используется таблица трансляциии символов (таблица знакогенератора). Таблица знакогенератора хранится во втором слое видеопамяти. При непосредственном доступе к видеопамяти нулевой и первый цветовые слои отображаются на общее адресное пространство с чередованием байтов из слоев. Коды символов имеют четные адреса, а их атрибуты -- нечетные. При установке текстовых режимов работы видеоадаптеров EGA и VGA BIOS загружает таблицы знакогенератора из ПЗУ во второй цветовой слой видеопамяти. Впоследствие таблицы используются при отображении символов на экране. Благодаря этому можно легко заменить стандартную таблицу знакогенератора своей

собственной. Это широко применяется при русификации компьютеров. EGA и VGA обеспечивают возможность одновременной загрузки соответственно четырех и восьми таблиц знакогенераторов в память. Каждая таблица содержит описание 256 символов. Одновременно активными могут быть одна или две таблицы знакогенератора. Это дает возможность одновременно отображать на экране до 512 символов. При этом один бит из байта атрибутов указывает, какая из активных

таблиц знакогенератора используется при отображении данного символа. Номера активных таблиц знакогенератора определяются регистром выбора знакогенератора. EGA поддерживает два размера для матриц символов: 8х8 и 8х14 пикселов. Один из этих наборов символов автомаически загружается BIOS в видеопамять при выборе текстового режима. Так как VGA имеет большую разрешающую способность, то его матрица символа имеет размеры 9х16. На каждый символ отводится 32 байта. Первая таблица имеет в видеопамяти адреса: 0000h--1FFFh, вторая: 2000h--3FFFh, ... , восьмая: E000h--FFFFh. Каждый символ, отображаемый на экране в текстовом режиме, определяется не только своим ASCII кодом, но и байтом атрибутов. Атрибуты задают цвет символа,

цвет фона, а также некоторые другие параметры. Биты D0--D2 байта атрибутов задают цвет символа, D4--D6 цвет фона. Если активной является одна таблица знакогенератора, то D3 используется для управления интенсивностью цвета символа, что позволяет увеличить количество воспроизводимых цветов до 16. Если одновременно определены две таблицы знакогенератора, то D3 задает таблицу знакогенератора, которая будет использована для отображения данного символа.

Бит D7 выполняет две различные функции в зависимости от состояния регистра режима контроллера атрибутов. Данный бит либо управляет интенсивностью цвета фона, увеличивая количество отображаемых цветов до 16, либо разрешением гашения символа, в результате чего символ на экране будет мигать.По умолчанию данный бит управляет разрешением гашения символа.

Видеопамять в графических режимах: Распределение видеопамяти в графических режимах работы адаптеров отличается от распредления видеопамяти в текстовых режимах. Ниже рассмотрена структура распределения видеопамяти отдельно для каждого графического режима.

Режимы 4 и 5. Это режимы низкого разрешения (320х200), используются 4 цвета. Поддерживаются видеоадаптерами CGA, EGA и VGA. У EGA и VGA видеоданные расположены в нулевом цветовом слое, остальные слои не используются. Для совместимости с CGA отображение видеопамяти на экране не является непрерывным: первая половина видеопамяти (начальный адрес В800:0000) содержит данные относительно всех нечетных линий экрана, а вторая (начальный адрес В800:2000) – относительно всех четных линий. Каждому пикселу соответствует два бита видеопамяти. За верхний левый пиксел экрана отвечают биты D7 и D6 нулевого байта видеопамяти. В режимах 4 и 5 имеются два набора цветов: стандартный и альтернативный: 00 -черный; 01 - светло-синий (зеленый); 10 - малиновый (красный); 11 - ярко-белый (коричневый).

Режим 6. Режим 6 является режимом наибольшего разрешения для CGA (640х200). Видеоадаптеры EGA и VGA используют для хранения информации только нулевой слой. Как и в режимах 4 и 5 первая половина видеопамяти отвечает за нечетные линии экрана, а вторая половина -- за четные. В данном режиме на один пиксел отводится один бит видеопамяти. Если значение бита равно 0, то пиксел имеет черный цвет, а если единице -- то белый.

Режимы 0Dh и 0Еh. Разрешающая способность в режиме 0Dh составляет 320х200, а в режиме 0Eh 640х200 пикселов. Данный режим поддерживается только видеоадаптерами EGA и VGA Для хранения видеоданных используются все четыре цветовых слоя. Адресу видеопамяти

соответствуют четыре байта, которые вместе определяют восемь пикселов. Каждому пикселу соответствуют четыре бита -- по одному из каждого цветового слоя. Четыре бита на пиксел, используемые в данных режимах, позволяют отображать 16 различных цветов. Запись в каждый из этих цветовых слоев можно разрешить или запретить при помощи разрешения записи цветового слоя. Управление доступом к цветовым плоскостям осуществляется при помощи регистров: Адресный регистр графического контроллера, порт вывода для этого регистра 3CEh; биты 0--3

содержат адрес регистра, остальные не используются. Регистр цвета: для доступа к этому регистру значение адресного регистра должно быть 00h, адрес порта вывода для этого регистра 3CFh; биты 0--3 определяют значение для соответствующей плоскости, остальные не используются. Регистр разрешения цвета: для доступа к этому регистру значение адресного регистра должно быть 01h, адрес порта вывода для этого регистра 3CFh; биты 0--3 означают разрешение соответствующего слоя, а остальные не используются. Регистр выбора плоскости для чтения: для доступа к этому регистру значение адресного регистра должно быть 04h, адрес порта вывода для этого регистра 3CFh; биты 0--2 содержат номер плоскости для чтения, а остальные не используются.

Графический контроллер осуществляет обмен данными между видеопамятью и процессором. Он может выполнять над данными, поступающими в видеопамять, простейшие логические операции: И, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, циклический сдвиг. Таким образом, видеоадаптер может выполнять часть работы по обработке видеоданных. Хотя процессор может читать данные только из одного цветового слоя, запись данных в регистры-защелки происходит из всех цветовых слоев. Эту

особенность можно использовать для быстрого копирования областей экрана. Во время цикла чтения данных из видеопамяти , графический контроллер может выполнять операцию сравнения цветов. В отличие от обычной операции чтения. когда читается только один цветовой слой, при операции сравнения цветов графический контроллер имеет доступ ко всем четырем слоям одновременно. В

случае совпадения вырабатывается определенный сигнал.

Последовательный преобразователь. Это устройство запоминает данные, читаемые из видеопамяти в течении цикла регенерации, преобразует их в последовательный поток бит, а затем передает их контроллеру атрибутов.

Контроллер атрибутов. Контроллер атрибутов в графических режимах управляет цветами. Значениям цветовых атрибутов ставится в соответствие определенный цвет при помощи таблицы

цветовой палитры. Эта таблица ставит в соответствие четырем битам из видеопамяти шесть битов цветовой информации. Для ЕGA эта информация поступает непосредственно на дисплей, а для VGA -- преобразуется в соответствии с таблицей цветов тремя ЦАП в RGB-сигнал и передается на дисплей. Контроллер ЭЛТ выполняет следующие функции: вырабатывает сигналы управления

работой ЭЛТ, определяет формат экрана и символлов текста, определяет форму курсора, управляет световым пером, управляет скроллингом содержимого экрана. Синхронизатор управляет всеми временными парамет-рами видеоадаптера.

 

Особенности использования для разных задач пользователя

Двухпортовую видеопамять.

       Двухпортовую видеопамять - графический процессор осуществляет чтение из видеопамяти или запись в нее через один порт, а RAMDAC осуществляет чтение данных из видеопамяти, используя второй независимый порт. В результате графическому процессору больше не надо ожидать, пока RAMDAC завершит свои операции с видеопамятью, и наоборот, RAMDAC больше не требуется ожидать, пока графический процессор не завершит свою работу с видеопамятью.

Такой тип памяти с двухпортовой организацией называется VRAM (Video RAM). На самом деле реализация этой технологии несколько сложнее, чем просто сделать два независимых порта для чтения и записи, поэтому производство такой памяти обходится не дешево. Зато это объясняет, почему видеоадаптеры, использующие VRAM, стоят так дорого и работают так быстро. Аналогичным образом устроена память WRAM (Window RAM), которая тоже является двухпортовой и применяется на видеплатах компании Matrox.
Эта память имеет лучшую организацию, благодаря чему она работает быстрее, чем VRAM. Видеоадаптеры, оснащенные двухпортовой памятью, обычно обеспечивают высокую частоту обновления экрана при высокой глубине представления цвета, что объясняется просто. Высокая частота регенерации экрана означает, что RAMDAC посылает в монитор полный образ изображения гораздо чаще, чем при более низких показателях частоты вертикальной развертки. Соответственно при этом RAMDAC необходимо чаще обращаться в режиме чтения к видеопамяти.

Такая возможность имеется при использовании видеопамяти типа VRAM/WRAM, за счет возможности обращения к памяти через второй порт. В случае же с обычной видеопамятью (типа FP DRAM/EDO DRAM) такой возможности нет, поэтому производительность видеоадаптера существенно ниже.

Все сказанное элементарно подтверждается тестами при их проведении с различными уровнями частоты регенерации (обновления) экрана. Аналогичная ситуация наблюдается и в случае использования режимов с высокой глубиной представления цвета. Например, при 8-битной глубине представления цвета (256 цветов) при разрешении 1024x768 RAMDAC должен считать из видеопамяти 786,432 байт данных, чтобы послать на монитор полный образ изображения. Если цвет имеет глубину представления 24 бит (16млн. цветов), то для отправки на монитор образа в таком же разрешении RAMDAC требуется считать из видеопамяти уже 2,359,296 байт, что, разумеется, занимает больше времени. Это, кстати, объясняет, почему, используя недорогие видеоадаптеры, нельзя использовать такую же высокую частоту обновления экрана в режиме True color, как и при меньшем количестве цветов.

Другим методом для увеличения производительности является увеличение ширины (разрядности) шины, через которую графический процессор и RAMDAC обмениваются данными с видеопамятью. Около четырех лет назад, когда появились первые 32-битные видеоадаптеры, они казались верхом совершенства.
Сегодня такие платы можно смело назвать раритетом. Эти карты имели 32-битную шину данных, соединяющую видеопамять с графическим процессором и RAMDAC. По 32-битной шине может за раз передаваться 4 байта данных. Впечатляюще? Несколько позднее появились 64 разрядные видеоадаптеры, которые могут передавать единовременно 8 байт, являющиеся на сегодня самыми распространенными. И только совсем недавно мы стали свидетелями массового появления графических адаптеров, в архитектуре которых применяется 128 разрядная шина, по которой за одну транзакцию передается 16 байт информации.
Нетрудно заметить, что видеоадаптеры, оснащенные 128-битной шиной и использующие видеопамять типа VRAM/WRAM, имеют наилучшие шансы для достижения максимальной производительности. 

Но есть и ложка дегтя, как же без нее? Дело в том, что, как правило, микросхемы видеопамяти имеют организацию 8x1 Mbit, т.е. такую же, как и видеопамять на устаревших 32-разрядных видеоадаптерах. В итоге, даже в случае 128-разрядных плат, доступ к видеопамяти может осуществляться только с ограничением ширины потока данных в 32-бита. Кстати, именно этим фактом объясняется то, что 64-битные видеоадаптеры, имеющие на борту лишь 1Мб видеопамяти, работают медленнее, чем те же самые видеоплаты, но с 2Мб видеопамяти. Соответственно, 128-разрядные графические платы, использующие видеопамять со стандартной организацией, например Number Nine Imagine128 Series 2, для нормальной работы требуют 4Мб минимально установленного объема памяти для реализации возможностей 128-битной шины видеоданных. Не случайно, компания Tseng при разработке своего 128-разрядного графического процессора ET6000, выбрала для работы новый тип видеопамяти MDRAM (Multi bank DRAM) компании MoSys. Этот новый тип памяти имеет совершенно другую организацию, чем стандартная память DRAM. Используя методы чередования (интерливинга) и другие хитрости, при организации MDRAM удалось получить возможность использовать 2Мб видеопамяти на видеоадаптерах, построенных на основе ET6000. Но самым распространенным на сегодняшний день методом оптимизации работы видеоадаптеров является применение повышенной тактовой частоты, на которой работает графический процессор, видеопамять и RAMDAC, что позволяет увеличить скорость обмена информацией между компонентами платы.

Несколько лет назад графические процессоры работали с тактовой частотой, значения которой не превышали скорость работы шины системной памяти на материнской плате. Теперь ситуация изменилась, например, процессор Tseng ET6000 работает на тактовой частоте до 100MHz, но и процессоры от других производителей не отстают. Для работы на таких частотах требуется специальная видеопамять. Кроме MDRAM работать с высокой тактовой частотой может видеопамять типа SGRAM. На самом деле SGRAM - это просто версия SDRAM, рассчитанная для работы в качестве видеопамяти. Кстати, существующие микросхемы SGRAM могут работать на частотах до 125 MHz, чего вполне достаточно.

 

Выводы

Лучшим видеоадаптером для игр из числа протестированных оказалась плата Hercules Stingray 128/3D, занявшая в общем зачете девятое место. Она обеспечивает самый гладкий вывод VRML и 3D-игр, а также наилучшее качество отображения трехмерной графики среди всех протестированных графических адаптеров. Высокая 3D-производительность платы Stingray достигается за счет использования отдельной микросхемы, отвечающей за обработку трехмерной графики, и отдельного банка памяти, благодаря которому текстуры (например, под дерево) перемещаются в трехмерных сценах быстрее.

Вам нужна плата для качественного воспроизведения мультимедийных презентаций? Акселератор ATI 3D Pro Turbo PC2TV с 8-Мбайт ОЗУ, занявший первое место и получивший звание "Лучший выбор", был самым быстрым при создании и выполнении презентации PowerPoint. А что с анимированным тестом Macromedia Director? Здесь показатели плат были очень близкими, впереди с минимальным преимуществом оказалась модель Diamond Stealth 3D 3000, также получившая звание "Лучший выбор" и занявшая второе место. Немногие платы были столь же хороши при воспроизведении видео в формате AVI. Шесть из шестнадцати протестированных плат, включая победителя - ATI 3D Pro Turbo, - пропустили так много кадров, что видеовоспроизведение было прерывистым. Однако несколько плат, и Diamond Stealth 3D 3000 в их числе, воспроизводили клип очень гладко, на полной скорости 30 кадров в секунду.

Лучший выбор

Обновленные тесты видеоплат выявили двух новых победителей: ими стали ATI 3D Pro Turbo PC2TV (219 долл.) и Diamond Stealth 3D 3000. Эти две платы лучше всех остальных проявили себя при работе в широком диапазоне приложений, начиная от стандартных офисных программ и заканчивая средствами виртуальной реальности. Они не были самыми быстрыми в каждом отдельном типе графических задач, но в общем зачете их показатели были наилучшими, поэтому эти две модели на сегодняшний день - наиболее подходящие как для работы, так и для развлечения.

Плата 3D Pro Turbo особенно мощная, так как содержит 8-Мбайт ОЗУ типа SGRAM. Она обеспечивает очень высокую производительность в нескольких различных областях, включая двухмерную графику, но качество воспроизведения видео в формате AVI у нее лишь посредственное. Кроме того, эта модель имеет выход для подключения к телевизору. Видеоадаптер Diamond Stealth 3D 3000 показал великолепное быстродействие с 2D-программами и хорошо проявил себя в двух из трех субъективных тестах с играми. Однако нельзя не отметить, что это одна из нескольких плат, камнем преткновения для которых стала игра Independence Day фирмы Fox Interactive.

 

Теория и практика разгона видеокарт на базе чипсетов nVidia Riva TNT2

 

Какой компьютерщик (а тем более геймер) не любит быстрой езды? Все любят осознавать, что их компьютер работает на все 150% мощности. Как же выжать из электронного друга максимум? Ответ очевиден - это разгон или оверклокинг. Типы разгона бывают разными. Но, как правило, разгоняют системную шину (FSB) компьютера, что увеличивает производительность, прежде всего CPU, системной памяти и, иногда, периферийных устройств. Любой разгон имеет и обратную сторону. С одной стороны, вы увеличиваете производительность системы в целом или отдельных компонентов, с другой стороны, возникают проблемы стабильной работы и охлаждения, с которыми приходится бороться. Если покой вам только снится и каждый день без борьбы считается прожитым зря, значит в душе или в реальности вы оверклокер. Как правило, разгоном занимаются те компьютерщики, которые не прочь поразвлечься после работы в какую-нибудь игрушку, например, завалит раз двадцать в Quake3 Arena лучшего друга. За счет разгона видео акселератора удается увеличить количество тех самых заветных fps, т.е. величину смены кадров в секунду. Зачем? Ну, прежде всего, чем больше значение fps, тем выше играбельность. Выражается это в

том, что движения персонажей в игре выглядят плавно и естественно, а значит, реальность происходящего на экране монитора становится более ощутимой. Вы можете возразить, да в игре вовсе не замечаешь, сколько кадров там этих. Зачем разгонять то? Нет, это не так, чем более сложная сцена отображается на мониторе, тем большая нагрузка ложится на графический акселератор. Поэтому запас мощности пригодится как раз тогда, когда вы вбежите на уровень, где режутся сразу десяток человек. Вот тогда вы поймете, что лишних 10 fps тут будут как раз кстати. Ведь на самом деле за этими самыми fps прячется общая производительность графической карты. Чем сложнее отображаемая сцена, тем медленнее происходит ее рендеринг и тем меньше значение fps. Фактически, при увеличении нагрузки на графический чипсет происходит падение производительности, и как следствие падение значений fps. Чем больше запас этих fps, т.е. чем больше производительность видеокарты, тем больше вероятность, что скорость рендеринга сцены, а значит и величина fps останется на приемлемом уровне и вам не придется наблюдать слайд-шоу на экране монитора, когда вы шмаляете из рокет ланчера в гущу друзей. Итак, речь сегодня пойдет о разгоне видео акселераторов. Сразу отметим, что разгон видеокарт несколько проще, чем, например, разгон CPU. Объясняется это тем, что выбрать графический акселератор с запасом мощности (и прочности) несколько проще, ввиду того, что чипы локальной видео памяти расположены на виду и имеют четкую маркировку, а чипсеты видеокарт от одного и того же производителя, как правило, разгоняются примерно одинаково. Поэтому, выбрать хорошо разгоняемую видеокарту можно без утомительного перебора множества плат - достаточно воспользоваться обобщенной статистикой разгона, которую мы и представим в данном материале.

Хороший разгон видеокарт на базе чипов серии TNT2 от компании nVidia возможен по следующим причинам: У плат на TNT2 частоты чипа и памяти не фиксированы относительно друг друга (как, например у карт от 3dfx), что позволяет достигнуть максимумa возможной производительности чипа и видеопамяти каждого конкретного экземпляра. Именно благодаря этой особенности платы на TNT2 в разогнанном режиме способны показывать феноменальную производительность - скорость TNT2 платы в силу своих архитектурных особенностей зависит в основном от частоты работы памяти, а при разгоне памяти нам не нужно "оглядываться" на максимально возможную частоту работы процессора.

Многие платы комплектуются чипами памяти, максимально возможные рабочие частоты которых значительно превосходят штатные режимы

Производители плат комплектуют свои изделия чипами памяти от разных поставщиков - если на конкретный момент нет "медленных" чипов для низших моделей в линейке, на них ставится более быстрая память от дорогих моделей. Значительно реже происходит наоборот, в результате чего вполне реально приобрести отлично разгоняемую плату, но за меньшие деньги. Для начала на примере трех бенчмарков рассмотрим ожидаемый прирост в скорости от разгона:

 

Тестовая система: Материнская плата ASUS P3B-F Процессоры 450Mhz Pentium II Системная память 256Mb SDRAM DIMM Жесткий диск 6,4Gb Quantum CR Звуковая карта SB Live Value Операционная система Windows 98 Легенда данныз в таблицах: Частота чипсета: Частота памяти: Величина fps:           

Прирост скорости от разгона видеопамяти и видеопроцессора мы рассмотрим на примере трех игр :Quake3 1.07 demo1 Quake2 3.20 demo1 Unreal 225f timedemo 1

Все тесты проводились в разрешении 1024х768 с 16 или 32-битной глубиной представления цвета

Q3test Q3test1 максимально загружает видеокарту, являясь отличным показателем быстродействия ускорителей в будущих играх.

В 32-битном режиме узким местом является видеопамять - при увеличении частоты работы памяти величина fps растет значительно больше, чем при увеличении частоты работы графического процессора. Правда, при 125 MHz на процессоре разница между частотами 225 и 250 MHz на памяти невелика - процессор уже не успевает за памятью и дальнейшее повышение частоты ее работы не приведет к росту производительности. При 150 и 175 MHz на процессоре рост производительности от увеличения частоты работы памяти почти линеен.

При уменьшении глубины представления цвета до 16 бит на пиксель основная нагрузка ложится на видеопроцессор - величина fps сильно растет при увеличении частоты работы процессора и намного меньше при увеличении частоты памяти. Причем разница от смены частот процессора уже велика даже при минимальном значении частоты работы памяти и сильно увеличивается при увеличении частоты работы памяти.

Таким образом, мы видим, что при глубине цвета 32 бит на пиксель в Quake3 определяющим фактором, влияющим на скорость, является частота памяти, при глубине цвета в 16 бит на пиксель - частота графического процессора.

Quake 2, в отличие от Quake3 равномерно загружает CPU и видеокарту, поэтому значения fps не так сильно растут при разгоне компонентов видеокарты или смене глубины представления цвета с 32 бит на 16 бит на пиксель.

 

Quake 2 не настолько сильно загружает полосу пропускания видеопамяти, поэтому даже при 32 битной глубине представления цвета заметна разница между 125-150-175 MHz на графическом процессоре даже при минимальном значении частоты работы памяти. При 16 битной глубине цвета зависимость от скорости видеопроцессора еще больше. Прирост в скорости от разгона процессора на 25 MHz дает гораздо больше в смысле производительности, чем прирост от разгона памяти на те же 25 MHz Как мы видим, по результатам тестов Quake2 скорость памяти влияет на производительность значительно меньше, чем в Quake3 - на результате больше сказывается скорость видеопроцессора, даже при 32 битной глубине цвета.

Результаты этого теста не так сильно зависят от производительности видеокарты в целом, как предыдущие, но зависимость величины fps от влияния разгона памяти и процессора видеокарты та же, что и в Quake3. При 32 битной глубине представления цвета скорость платы определяется скоростью работы памяти, при 16 битной глубине представления цвета - скоростью процессора.

При 16 битах на пиксель разгон памяти со 150 до 250 MHz, т.е. на целых 100 MHz добавляет к производительности платы менее 10%. Таким образом, мы видим, что нельзя говорить о некоем абсолютном приросте производительности платы при разгоне - разгон разных компонентов в разных тестах приводит к похожим, но все же различным результатам. Например, в Quake3 разница между картой со значениями 125/150 и 185/250 MHz (на чипсете и памяти соответственно) достигает 50%, в Quake2 она уменьшается до 30%, а в Unreal составляет всего 15-20% при 32 битной глубине представления цвета.

Теперь, выяснив, насколько эффективен разгон как таковой, перейдем к практической стороне вопроса.Как же выбрать хорошо разгоняемую плату? Так как само понятие "выбрать" подразумевает наличие довольно большого числа "претендентов" на отбор, то я не стал включать в эту статью экзотические для России платы на базе TNT2, а решил ограничиться продающимися практически в любой фирме моделями от ASUS, Creative и Diamond.

Сначала выясним, какие же платы имеют более разгоняемые процессоры. Покупая карты на базе чипа TNT2 никогда нельзя сказать наверняка, насколько разгонится видеопроцессор. Поэтому в этом случае приходится полагаться на статистику. Я просмотрел около сотни TNT2 и TNT2 Ultra плат вышеупомянутых производителей и обобщил свои впечатления:

Creative имеет всего две модели: Сreative 3D Blaster TNT2 Ultra (32Mb, 150/183MHz, TV-Out)

Ультра-модель оснащена откровенно слабым, практически без ребер, радиатором и вентилятором. Радиатор приклеен теплопроводящим клеем. Работающий по умолчанию на 150 MHz графический процессор в подавляющем большинстве случаев работает и на 175 MHz. Шанс купить карту, не работающую на этой частоте очень невелик, мне встретилась только одна плата из самых первых поставок, которая работала при частоте чипсета выше 170 MHz. Чипсеты всех современных карт работают на частоте 170-175 MHz, что значительно хуже первых партий, чипсеты которых работали на частоте вплоть до 190 MHz.

Если Ultra модель оснащена хоть какой системой активного охлаждения, то на младшей модели стоит просто убогий 8-реберный радиатор. Положение еще усугубляется тем, что видеокарты устанавливаются в компьютерные корпуса чипами (и, соответственно, радиаторами) вниз, что делает такой способ охлаждения совершенно неэффективным. Для хоть сколько-нибудь полезного разгона процессора на этих платах придется поработать руками: Из двух пластмассовых планок (очень удобны для этого лишние заглушки 3,5" отсеков) вырезается "Г"-образный крепеж, узкая часть которого укрепляется между планками радиатора. Таким образом, не будет проблем установить не дефицитный 486 вентилятор, а более мощный от процессора Pentium.  

Также весьма эффективно будет соорудить что-нибудь :-), обдувающее верхнюю (или обратную) сторону платы. Делается это так: из комплекта крепежа сетевого оборудования берется "площадка со стяжкой" (так называется эта вещь в некоторых прайс-листах). Она состоит из самой площадки и липучки, которой эта площадка приклеивается. Липучка отрывается и режется на 4 части. Четыре получившиеся квадратика наклеиваются на "верхнюю" сторону видеокарты, а на них наклеивается вентилятор (лучше от процессора Pentium). После того, как нормальная система охлаждения будет введена в действие, видеопроцессор Creative TNT2 можно будет разогнать примерно до частоты 150-160 MHz. (Кстати, система охлаждения "верхней стороны видеокарты" будет также эффективна и для плат других производителей :-))

Diamond имеет в своем ассортименте три модели: Viper V770 Ultra (32Mb, 150/183 MHz)

Плата комплектуется таким же убогим радиатором, как и CreativeTNT2Ultra. Странные люди, эти разработчики плат - ставят дорогие Ultra варианты чипов и экономят центы на радиаторах. Из-за этого большинство чипсетов плат V770 Ultra работают лишь на частотах 175-185 MHz максимум.

Эта плата комплектуется отлично разгоняемыми процессорами, и, что очень удобно и практично, большими игольчатыми радиаторами. Площадь этого радиатора такова, что на него можно поставить вентилятор от PII, не используя специальный дополнительный крепеж. После установки такого вентилятора большинство чипсетов карт V770 устойчиво работают на частотах 160-170 MHz. Эта дешевая TNT2 модель комплектуется менее разгоняемыми ядрами и памятью, что вполне закономерно. Ситуацию, правда, несколько исправляет хороший радиатор, такой же, как и на 32Mb версии V770. Процессоры этих плат разгоняются до частоты 160 MHz, но не больше. ASUS имеет самый большой модельный ряд: V3800 UltraDeluxe (32Mb, 150/183 MHz, стереоочки, TV in/out)

V3800 Ultra (32Mb, 150/183 MHz) V3800 TVR Deluxe (32Mb, 125/150 MHz, стереоочки, TV in/out) V3800 TVR (32Mb, 125/150 MHz, TV in/out) V3800 32 (32Mb, 125/150 MHz) V3800 16 (16Mb, 125/150 MHz)

Система охлаждения видеопроцессора у всех карт от ASUS одна и характеризуется как средняя - очень низкий радиатор обдувается небольшим вентилятором. Кстати, в отличие от карт Creative и Diamond радиатор не приклеен к чипу, а прижат с помощью специального крепежа. Также между радиатором и чипом находится тонкая прослойка пасты, намазанной весьма аккуратно, а не засохшей, чем грешили "просто" TNT платы от ASUS. Все платы от ASUS довольно стабильны в своей разгоняемости - 160 MHz для TNT2 чипсетов и 175 MHz для чипсетов TNT2 Ultra. Нельзя однозначно сказать, чем обусловлена более низкая разгоняемость этих плат по сравнению с конкурентами, но можно с уверенностью сказать одно - для разгона это не самый лучший выбор.

Таким образом видно, что из всех карт на базе чипов TNT2 лучшая с точки зрения разгона чипсетов - V770, из карт на базе чипсетов TNT2 Ultra - Сreative 3D Blaster TNT2 Ultra.

Типы чипов локальной видеопамяти на TNT2 картах Так как карты на базе чипов TNT2 комплектуются различными типами локальной видеопамяти (SDRAM и SGRAM) выясним, различаются ли по скорости разные типы чипов памяти. Заметим, что современные видеокарты можно разгонять за счет оптимизации временных задержек работы локальной памяти. Чтобы положить конец слухам о разнице в скорости между платами разных производителей за счет различных временных задержек я просмотрел несколько плат на базе чипсетов TNT2 с локальной видеопамятью типа SDRAM:

Creative TNT2 Ultra c чипами памяти 5ns от ESMT

Creative TNT2 c чипами памяти 6ns от Hyundai

Diamond Viper 770 Ultra c чипами памяти 5.5ns от Hyundai

С помощью утилиты TNTСlk (90 Kb) выяснилось, что задержки памяти для всех этих плат одинаковы (левая колонка). Максимум (или минимум), чего мне удалось добиться - это показатели в правой колонке (для удобства сравнения я вырезал и добавил правую колонку с минимальными значениями таймингов).

Скорость карты на баз