Gamen op topniveau

Er lijkt geen einde te komen aan de wedloop in de grafische kaartenwereld. De kaarten zijn letterlijk opnieuw geschud, nu de eeuwige kemphanen ATI en NVIDIA hun nieuwe serie hebben gepresenteerd. AMD dochter ATI komt met twee nieuwe kaarten in de HD 4000-serie en NVIDIA met twee stuks uit de 200-serie. Welke kaart is het snelst? Welke fabrikant heeft de kaart met de beste prijs/prestatie-verhouding? Eén ding kunnen we u nu al vertellen: de grote winnaar van deze strijd zijn wij, de consument…
NVIDIA betreedt het strijdperk met de GeForce GTX260 en de GTX280. Opvallend is de naamgeving: de GeForce 9-serie wordt niet opgevolgd door de 10-serie, maar door de 200-serie. NVIDIA wil meer duidelijkheid. Aan de versie moet makkelijker te zien zijn of het om een high-end product gaat of om een middenklasse product. De twee gelanceerde kaarten beginnen met GTX en zijn bedoeld voor de high-end markt. Later dit jaar zullen er meer kaarten volgen in de 200-serie voor lagere markt-segmenten.

Ontwerp

De manier waarop NVIDIA gpu’s ontwerpt is klassiek: eerst wordt er een grote monolithische gpu ontwikkeld en van daaruit wordt er verder gewerkt. Na verloop van tijd brengt NVIDIA eenvoudigere, afgeslankte modellen op de markt, die zijn gebaseerd op de grote gpu. De GT200-gpu vormt de basis van de 200-serie. Deze kolossale gpu bestaat uit maar liefst 1,4 miljard transistors. Ter vergelijking: de Intel QX9770 in ons testsysteem heeft met zijn quadcores 820 miljoen transistors en de G92-core in de GeForce 9800GTX 754 miljoen. Omdat NVIDIA zijn gpu op 65nm heeft gemaakt, is het een behoorlijk forse chip geworden van 576 mm².

AMD’s nieuwe RV770 gpu, gemaakt met het 55nmproductieproces, is met 260 mm² beduidend kleiner. AMD’s nieuwe HD 4000serie begint met twee modellen, de Radeon HD4850 en HD4870. Beide kaarten zijn voorzien van de RV770-gpu. AMD heeft ervoor gekozen om een middenklasse gpu te maken en van daaruit verder te werken. Dit betekent afgeslankte gpu’s voor het lagere marktsegment, terwijl voor high-end kaarten twee gpu’s op een grafische kaart worden geplaatst. Dit laatste kennen we nog van de Radeon HD3870 X2 en deze truc wordt herhaald voor de HD4870 X2.

De MSI Radeon HD3870.

Shader processing units

De GT200 van NVIDIA en de RV770 van AMD zijn gebaseerd op hun voorlopers. Als we naar de GT200 kijken, zien we dat de architectuur overeenkomt met die van de G92- en de G80-gpu. Het aantal shader proccesing units is omhoog gegaan naar 240 stuks. De shader processing units doen het voornaamste werk en zorgen voor het verwerken van alle pixel, vertex en geometrische shaders die moeten worden berekend.

De shader units zijn in blokken van 24 geplaatst met een totaal van 10 blokken. Elk blok is voorzien van acht tmu ’s (texture mapping units). Deze tmu’s brengen de ‘texture’ aan nadat de shader units hun werk hebben gedaan. In totaal beschikt de GT200 over 80 tmu’s, terwijl de G92 het moet doen met 64 stuks. Aan het einde van het renderproces vinden we de rop’s (raster operation unit of render back-end). De rop’s zorgen voor de ‘finishing touch’ van de gerenderde objecten (zoals het berekenen van de anti-aliasing). Het aantal rop’s op de GT200 is met 32 een verdubbeling ten opzichte van de G92.

Shaders

De toename in shader procesing units, mtu’s en rop’s is niet het enige wat de GT200 onderscheid van de G92. Intern is de architectuur op een aantal gebieden sterk verbeterd. Zo kan de GT200-gpu een stuk beter omgaan met geometrische shaders. De nieuwe gpu van AMD kunnen en mogen we niet één-op-één met de G200-gpu van NVIDIA vergelijken.

De architectuur van de RV770-gpu is heel anders dan die van de GT200. De RV770 heeft maar liefst 800 shader processing units aan boord. Voorloper RV670 moest het doen met slechts 320 shader units. De RV770 heeft verder 160 SP’s (Streaming Processor) die elk bestaan uit vijf shader processing units. Deze 160 SP’s zijn in tien groepen van zestien geplaatst.

Een groep SP’s noemt AMD een SIMD. Elke SIMD beschikt over vier tmu’s, wat het totaal op 40 brengt. Ter vergelijking: deRV670 had er 16. Aan het einde van het traject vinden we ook hier weer de rop’s. In de RV770 is het aantal rop’s gelijk gebleven, maar intern zijn deze behoorlijk veranderd. AMD heeft er voor gezorgd dat ze veel beter om kunnen gaan met anti-aliasing, iets waar de Radeon HD 2000- en 3000-serie nogal moeite mee heeft. De RV770-gpu kan met de verbeterde rop’s zonder al te veel prestatieverlies nu 4x anti-aliasing (AA)weergeven. Ook met 8x AA zijn de prestaties een stuk beter.

Gebruikte apparatuur

Inhoudsopgave:
Intro, ontwerp, shader processing units, Shaders, gebruikte apparatuur;
klaar voor de toekomst, teraflops rekenkracht, andere taken, physics, twee kampen;
GDDR5, overzicht grafische GPU, HDMI, test en resultaten, benchmarks en instellingen, de kaarten;
CrossFire en SLI, conclusie, tabel met testresultaten.