Radeon 9500. Переделка в Radeon 9700

Компания ATI, канадский разработчик и в прошлом производитель видеокарт, впервые стала лидером в гонке 3D-ускорителей. Летом 2002 года была выпущена новая производительная видеокарта — Radeon 9700 Pro, которая по результатам тестирований оказалась быстрее, чем предыдущий рекордсмен — GeForce4 Ti4600. Обогнать NVIDIA удалось потому, что ATI пошла на компромисс в технологическом плане — не стала дожидаться готовности техпроцесса 0.13 мкм как конкурент, а вместо этого использовала немного устаревший техпроцесс 0.15 мкм.

Конечно, в тот момент о победе говорить было рано, так как одна дорогостоящая видеокарта не может оказать сколько-нибудь заметного влияния на рынок. Поэтому ATI понадобилось выпустить более доступные модели, которые могли бы себе позволить не только обеспеченные фанаты 3D-игр. Было решено особенно не напрягаться — выпустить упрощенные версии на том же чипе, но с отключенными возможностями. Так и появилось семейство Radeon 9500.
Народные умельцы быстро разузнали, что именно и как было отключено, и рассказали всем о том, как это можно обратно включить. Об одном из способов превращения Radeon 9500 в полноценный Radeon 9700 и пойдет речь в этой статье.

Немного теории. R300
Для начала разберемся, почему новая видеокарта ATI оказалась такой быстрой. Архитектура чипа R300, который лег в основу Radeon 9700/9500, содержит множество нововведений. Начнем с того, что в новом 3D-ускорителе все основные блоки обрабатывают числа с плавающей запятой. Тем самым обеспечивается совместимость с играми, "заточенными" под новые возможности интерфейса DirectX 9. С плавающей запятой работают вершинные конвейеры, которых у нового чипа ATI четыре, а не два, как у GF4. Причем теперь выполняемые ими геометрические программы могут иметь циклы, переходы и вызовы подпрограмм, что делает их похожими на конвейеры центрального процессора. Блок преобразования координат у R300 имеет производительность около 300 млн треугольников в секунду, то есть вдвое больше, чем у GF4. У R300 — восемь пиксельных конвейеров, опять же, двое больше, чем у GF4, но на каждом есть только один блок текстурирования, поэтому по количеству текстурных модулей они сравниваются. В общей сложности конвейеры чипа ATI могут за такт накладывать 16 текстур и выполнять 160 инструкций шейдера.
Во время прохождения описанных стадий в работу конвейеров вмешивается блок экономии пропускной способности памяти — HyperZ-III. Как и у предшественников R300, он включает в себя Hierarchical Z (анализ Z-буфера до начала закраски), Z-Compression (сжатие Z-буфера) и Fast Z-Clear (быстрая очистка), но все эти алгоритмы работают еще эффективнее. А когда сцена готова, она поступает в блок антиалиасинга SmoothVision 2. В отличие от предшественников, R300 проводит сглаживание не только трудоемким методом суперсэмплинга (построение сцены в более высоком разрешении), но и более эффективным методом мультисэмплинга, который вовсю используется GeForce3/4.
Еще один ключевой момент архитектуры — поддержка 256-разрядной шины памяти. Все видеокарты до Radeon 9700 использовали максимум 128-разрядную шину (Matrox Parhelia не в счет). Увеличение разрядности шины позволяет и дальше наращивать скорость закраски треугольников — fillrate, основной фактор, сдерживающий быстродействие 3D-ускорителя.
Высокой тактовой частотой новый Radeon похвастаться не может: 300 МГц — уже давно пройденный этап для NVIDIA, однако широкая шина данных и множество "хитрых" технологий позволяют видеокарте показывать отличную скорость в 3D.

Radeon 9500
Первоначально к видеокарте Radeon 9700 Pro была добавлена удешевленная версия Radeon 9700, которая отличалась только более низкими тактовыми частотами — 275 МГц для чипа и 270 МГц для памяти. Конечно, такая видеокарта получилась ненамного дешевле. Потребовались более радикальные шаги. ATI силами своих партнеров выпустила еще три видеокарты:
• Radeon 9500 с памятью 64 Мб: частоты 275/270 МГц, шина памяти 128 бит, отключена половина конвейеров рендеринга;
• Radeon 9500 с памятью 128 Мб: частоты те же, шина памяти — 256 бит, отключены конвейеры;
• Radeon 9500 Pro с памятью 128 Мб: частоты те же, шина памяти — 128 бит, конвейеры не отключены.
Фактически Radeon 9500 Pro является версией Radeon 9700 с урезанной шиной, а Radeon 9500/128 — тот же Radeon 9700, но с отключенными конвейерами.
Понятно, что добавить пропущенные 128 линий шины памяти нереально, а вот включить конвейеры рендеринга можно. Выяснилось, что ATI не отключала конвейеры аппаратно — это делают драйверы после определения модификации R300. Если драйверы считают, что видеокарта относится к классу Radeon 9500, они выключают конвейеры. Следовательно, Radeon 9500 с 128 Мб памяти можно превратить в настоящий Radeon 9700 двумя способами:
• "заставить" чип сообщать о себе, что он на самом деле Radeon 9700, а не 9500;
• "заставить" драйверы не разбираться в вариантах видеокарт (обычный взлом программы).
Первый способ требует навыков владения паяльником. А второй — только доступа к Интернет для скачивания патча. Он называется SoftR9x00, входит в состав популярной утилиты RivaTuner начиная с версии 12.2 и разработан ее автором — Алексеем Николайчуком. О патче и о тестовой видеокарте пойдет речь дальше.

Sapphire Atlantis Radeon 9500
Фирма Sapphire — один из основных партнеров ATI, выпускающий видеокарты как для самого канадского разработчика, так и для продажи под своим именем. Sapphire предлагает самый широкий ассортимент видеокарт на чипах ATI, среди которых, конечно, есть и Radeon 9500 с 128 Мб видеопамяти. По дизайну эта видеокарта практически не отличается от Radeon 9700 Pro: красная печатная плата, восемь чипов памяти в корпусах FBGA с обеих сторон, видео- и цифровой выходы, небольшой радиатор с небольшим вентилятором, дополнительный разъем питания. Отличия — только в компонентах: так, на Atlantis Radeon 9500 установлены микросхемы памяти Infineon со временем цикла 3.3 нс (рабочая частота — до 300 МГц), а на Radeon 9700 Pro той же фирмы стояла память с циклом 2.86 нс. Память не обеспечивается охлаждением, зато радиатор установлен на обратной стороне платы, на стабилизаторе питания.

В комплекте с видеокартой поставляется:
• мануалка;
• компакт-диск с драйверами;
• адаптер для дополнительного разъема питания (далеко не у каждого блока питания есть второй маленький разъем);
• переходник DVI-DSub для подключения второго аналогового монитора;
• переходник S-Video-RCA для подключения телевизора с композитным входом;
• два кабеля — S-Video и RCA ("тюльпан").
Очевидно, что вопросов с установкой и подключением периферии к этой видеокарте не возникнет, и визит на радиорынок можно будет отложить.

Производительность в штатном режиме
Сначала оставим видеокарту как она есть — не будем ничего модифицировать. Я использовал тестовую систему в составе процессора Intel Pentium 4 2.20, платы Intel D845GBV, 256 Мб памяти PC2100, винчестера Quantum Fireball Plus AS. Была установлена ОС Windows XP, драйверы Catalyst 3.1. Сравнивать будем с GeForce4 Ti4200 (частоты 250/250 МГц, объем памяти — 64 Мб, 128-битная шина памяти, четыре конвейера по два текстурника на каждом). Напоминаю: у Radeon 9500 отключена половина конвейеров — их тоже четыре, но по одному текстурнику.
Начнем со старых игр. В Max Payne обе видеокарты показали примерно одинаковую скорость. В Wolfenstein немного быстрее оказался Radeon 9500, хотя в Quake3 лидировал (с приличным отрывом) GeForce4 Ti4200. И в Giants, и в Black&White явное преимущество на стороне GeForce4 Ti4200. Зато в Serious Sam впереди Radeon 9500 (позднее выяснилось, что при тестировании GeForce4 Ti4200 в Serious Sam была включена анизотропная фильтрация, поэтому эта видеокарта и проиграла).

Как видим, в большинстве игр Radeon 9500 не может обойти GeForce4 Ti4200. Особенно в новейшей Unreal Tournament 2003. Разберемся, в чем дело, с помощью синтетических тестов 3DMark2001.
По скорости закраски сцены Radeon 9500 и GeForce4 Ti4200 полностью идентичны в режиме одной текстуры, так как у них равное количество работающих конвейеров. А если начинается мультитекстурирование, то оказывается, что Radeon 9500 проигрывает почти вдвое из-за того, что у него конвейеров четыре, а текстурников — вдвое меньше. В других тестах, напротив, чаще лидирует Radeon 9500. Исключение составляет наложение рельефных текстур и точечные спрайты — в этих тестах GeForce4 традиционно силен. Шейдеры — и пиксельные, и вершинные — намного лучше даются видеокарте ATI.
Однако шейдеры — удел игр будущего, а нынешние игры, а точнее, их имитация в тесте 3DMark2001, не могут указать, кто явный лидер: в классической аркаде Game1 быстрее GeForce4, в шейдерной Game4 — Radeon 9500.

Производительность после разблокировки
Включение всех конвейеров у Radeon 9500 выполняется несложно:
1) запускаем дистрибутив драйверов, который сам распаковывается в папку c:\ati\support;
2) запускаем скачанный из Интернета патч (он должен подходить к версии драйверов);
3) указываем папку с драйверами;
4) проверяем, не было ли в процессе выполнения патча ошибок;
5) если все в порядке, переустанавливаем драйверы;
6) чтобы проверить правильность патча, нужно посмотреть, какую видеокарту показывает OpenGL-драйвер — это делается в игре Serious Sam, Quake3 или в утилите Sandra.

После выполнения этих действий видеокарта превратилась в Radeon 9700. Были ли отмечены какие-либо отрицательные последствия? Пожалуй, глюки появились только в интерфейсе игры Quake3 (мелькающие квадратики в правом нижнем углу), в остальных играх аномалии не замечены.
Тестирование показало резкий рост fps во всех без исключения играх:
• Max Payne — от 7% до 43% в зависимости от разрешения;
• Wolfenstein — 4-53%;
• Quake3 — 24-73%;
• Giants — 4-54%;
• Black&White — 31-67%;
• Serious Sam — 62% в режиме DirectX, 1-40% в режиме OpenGL;
• UT2003 — 54-118%.
В среднем скорость возросла от десятков процентов в 1024х768 до 60-70% в 1600х1200, а кое-где наблюдается двукратный прирост производительности. И все это — совершенно бесплатно. А GeForce4 Ti4200 только в редких случаях может показать аналогичную производительность.

Итог
Видеокарта Radeon 9500 по результатам тестов оказалась вполне современным и производительным решением для игрового компьютера. Но я бы не рискнул назвать ее лидером по соотношению цена/скорость. Дело в том, что она заметно дороже GeForce4 Ti4200, а выигрыш в скорости редко превышает единицы процентов, если он вообще есть (чаще бывает наоборот). Конечно, при работе с шейдерами новому Radeon нет равных, но проблема в том, что подходящих игр пока мало. Допускаю, что полноэкранное сглаживание и анизотропию Radeon 9500 обрабатывает очень быстро, но насколько вам нужны эти режимы?
А вот если разблокировать все конвейеры, Radeon 9500 действительно показывает свой потенциал. К сожалению, этот трюк будет работать не всегда: появились сведения, что новые серии Radeon 9500 выполнены по дизайну Radeon 9500 Pro, то есть имеют 128-, а не 256-разрядную шину. Спешите, количество первых серий видеокарт ограничено.

Макс Курмаз
"Компьютерная газета"