Сегодня компания ATI объявила выход линейки продуктов семейства CrossFire, которая включает чипсеты ATI Xpress 200 CrossFire Edition Intel/AMD и трех видеокарт - X850 XT CrossFire/X800 XL CrossFire/X800 CrossFire. Что чему противостоит из конкурирующей линейки NVIDIA SLI, хорошо демонстрирует эта таблица:
| Product | Price USD | Product | Price USD |
| R520 (ожидается) | - | GeForce 7800 GTX SLI | 2 x $499 |
| Radeon X850 XT CrossFire | 2 x $349 | GeForce 6800 Ultra SLI | 2 x $399 |
| Radeon X800 XL CrossFire | 2 x $299 | GeForce 6800 GT SLI | 2 x $299 |
| Radeon X800 CrossFire | 2 x $199 | GeForce 6800 SLI | 2 x $199 |
Нашего сегодняшнего запоздалого пациента сама ATI и в ценовой категории и в плане производительности позиционирует как соперника 6800 Ultra SLI.
GeForce 6800 Ultra был, конечно же, провалом NVIDIA и получил ограниченное распространение. И по причине дефицита, и по цене, и температурным характеристикам, а какого он требовал питания! А уж в режиме SLI его решится использовать в рабочем режиме только законченный маньяк. Наш стенд с мощностью 500W подобную катастрофу не потянул. Так что и тестов не будет. Будет сравнение процентного повышения производительности между X850 XT PE и X850 XT CrossFire. А также будет попытка понять - для чего требуются решения уровня SLI и CrossFire.
Конкурента для 7800GTX SLI пока нет, но ожидается на днях. Сама по себе карта GeForce 7800GTX - это уверенное и безусловное возвращение компании NVIDIA на роль Царя Горы. Фантастически удачный и абсолютно неожиданный продукт. Карта стартовала в конце июня и мгновенно появилась на прилавках магазинов. 24 конвеера, однослотовая, тихая, в одночасье побившая все рекорды производительности. Цены в разумные сроки пришли к своим рекомендуемым значениям, что тоже в немалой степени удивило общественность, привыкшую ждать сего факта по полгода. В лице GeForce 7800GTX компания ATI получила серьезный оперкот и теперь R520 по определению должен быть лучше продукта конкурента. Это такая особенность бизнеса - если продукт продул все сроки, то он ОБЯЗАН быть лучше того, что есть у конкурента.
Ведь, сжав зубы, NVIDIA смогла проигнорировать выход X850 XT, бросив все силы на новый G70 и не выпустив 6850 Ultra, как было в прошлом году. Выдержала, стерпела и выиграла.
Вы бы видели нынешние лица представителей Leadtek, которые на вопрос "Как бизнес?" ничего другого как "Супер!" просто не имеют сказать... а в прошлом году, в это же самое время, имели весьма кислые выражения лиц, жалуясь на маржу, упавшую ниже уровня моря и конкуренцию со стороны производителей ATI. (Ребятам типа ASUS и Gigabyte - вообще эта возня слабо интересна, они выпускают то, что пользуется спросом и не залеживается на складах, не сильно обращая внимание на внутриполитические дрязги).
На сегодня у ATI нет другого варианта, как с выходом X1800 (R520) перемахнуть планку, заданную 7800GTX (G70). Это их основная задача, тогда как выход CrossFire больше дело престижа и имиджа.
Получат ли SLI и CrossFire хоть какое-то распространение? В этом вопросе многое зависит от Intel. Если Intel захочет использовать уверенно продвигаемые AMD сотоварищи технологии и выпустит чипсет с одновременной поддержкой как CrossFire так и SLI, то мультикорные графические решения навсегда войдут в нашу с вами жизнь, заняв нишу Hi-End (сейчас они сидят в нише "никомунесдавшаясяэкзотика"). Соответственно, одинарные высшие карты перейдут в разряд "Hi-End начального уровня". В конце-концов, для ATI и NVIDIA куда важнее продавать по два дорогих графических чипа на один, хоть и чужой чипсет, чем вставать в позу лотоса. Посмотрим, чем дело кончится. Но пока мультикорная графика удел богатых энтузиастов, игровых девелоуперов, экспериментаторов и лабораторий. Сколько бы NVIDIA ни говорила о миллионных продажах чипсета nForce 4 SLI - в режиме SLI его никто не использует. Это примерно из той же оперы, как Intel считается безусловным лидером по продажам встроенных графических решений. Все так, но рядом всегда стоит внешняя видеокарта :-)
Подробно о технологии CrossFire можно ознакомиться в нашем обзоре "ATI CrossFire: "перекрестный огонь" с двух платформ", в данном материале мы лишь повторим изюминку - новые режимы рендеринга.
Режимы рендеринга в ATI CrossFire
Чтобы добиться максимальной скорости в системе с графической многопроцессорностью, необходимо максимально эффективно распределять нагрузку при обсчете каждого кадра для каждой видеокарты. Например, NVIDIA в режиме SLI использует динамическое перераспределение нагрузки, деля каждый кадр по горизонтали примерно на две одинаковые половинки. Драйвер пытается на лету перераспределить площадь обрабатываемых частей кадра для уравновешивания нагрузки между картами. Например, в играх с большими открытыми пространствами верхняя часть кадра куда менее насыщена объектами и эффектами, требующими обработки, и "линия обреза" автоматически смещается вниз. Подобный подход к распараллеливанию нагрузки требует разработки очень интеллектуального драйвера, что весьма нетривиально. Плюс - постоянной доработки драйвера под все выходящие и планирующиеся игры, обеспечивая узнавание и совместимость с максимально возможным спектром приложений.
ATI пошла другим путем - технология CrossFire решает эту задачу с помощью набора из трех методов распределения нагрузки при обсчете кадров:
1. Alternate Frame Rendering
В этом режиме все четные кадры обсчитываются первым графическим процессором, а нечетные - вторым. Обсчитанные кадры с двух графических процессоров передаются в блок суммирования (Compositing Engine) графической карты CrossFire Edition. Благодаря автономной работе каждого графического процессора метод AFR способен обеспечивать наивысший потенциальный прирост производительности всех доступных режимах. Это также единственный режим, использующий все ресурсы вершинных конвейеров совмещенных графических процессоров. 
Единственным ограничением этого режима является то, что он не работает в тех приложениях, где вывод текущего кадра зависит от поступления данных, сформированных в предыдущих кадрах, так как в режиме AFR предусматривается последовательный вывод кадров одновременно на разных графических процессорах.
2. SuperTiling Mode
Самый интересный метод, в простонародье - "шахматы". В этом режиме каждый обсчитываемый кадр делится на квадратные сектора, чередующиеся в шахматном порядке, при этом каждый видеопроцессор обрабатывает свою половину этих квадратов. Каждый квадрат занимает относительно малую площадь (32x32 пикселя), чем обеспечивается эффективное распределение нагрузки обсчета между графическими процессорами независимо от того, что в данный момент обрабатывается в кадре, без дополнительной программной обработки. По теории вероятности, каждой видеокарте достанется абсолютная одинаковая нагрузка. 
Преимущество метода SuperTiling в том, что он работает практически с любым 3D-приложением. Тем не менее, есть небольшое число приложений, где распределение рабочей нагрузки методом SuperTiling не обеспечивает оптимальной производительности. В таких случая применяется метод Scissor.
3. Режим Scissor
Так называемые "ножницы". Метод очень похож на NVIDIA SLI. В этом режиме каждый кадр делится на две области, каждая из которых обрабатывается отдельным графическим процессором. Кадр может делиться как по горизонтали, таки по вертикали, причем как в равном (50/50) так и неравном соотношении, напр., 60/40 или 70/30. Идеальная конфигурация выбирается автоматически для каждого приложения. 
Хотя метод Scissor в целом менее эффективен для распределения рабочей нагрузки, чем SuperTiling, в некоторых случаях он более предпочтителен.
Каждый из разработанных методов имеет свои ограничения. Оптимальный режим обработки 3D-приложения выбирается механизмом CATALYST A.I встроенным в графический драйвер ATI. Добавить могу только одно, если CATALYST A.I отключить, то приложения OpenGL будут обрабатываться методом Scissor (ножницы), а D3D методом Supertile (шахматы). Но лучше довериться CATALYST, ему видней.
Есть еще один режим рендеринга, четвертый, но в отличии от предыдущих трёх, режим CrossFire Super AA ориентирован не на скорость, а на качество.
CrossFire Super Anti-aliasing
Производительность современных видеокарт Hi-End сектора очень высока и, зачастую, потолок FPS обусловлен уже не видеокартой, а мощностью центрального процессора. В случае использования CrossFire Super AA удвоенная мощность примеяется не для повышения потолка FPS, а для улучшения качества сглаживания.
Режим антиалиасинга (AA) применяется для сглаживания эффектов шероховатых контуров графических объектов, эффектов дрожания или пикселизации, типичных для обрабатываемых 3D-изображений.
Вместо обсчета цвета каждого пикселя на экране посредством выборки центральной точки пикселя, метод антиалиасинга выполняет выборку из нескольких точек в каждом пикселе, затем смешивает полученные результаты и обсчитывает результирующее значение цвета.
В графических процессорах Radeon последнего поколения, где реализована технология SmoothVision™ HD, применяется метод антиалиасинга с множественной выборкой пикселей (Multi-sample Anti-aliasing). Этот метод выполняет выборку из 2, 4 или 6 программируемых точек каждого пикселя и для высококачественного сглаживания контуров полигонов использует смешивание посредством гамма-коррекции выбираемых точек (gamma correct sample blending). Новый режим CrossFire Super Anti-aliasing позволяет добиться более высокого качества сглаживания графических объектов в CrossFire-системах благодаря преимуществам технологии программируемой выборки (SmoothVision HD).
Он посылает инструкции каждому графическому процессору на обсчет одного и того же кадра при включенном антиалиасинге, но каждый процессор использует разные координаты точек. Затем обе версии одного кадра смешиваются в блоке суммирования (CrossFire Compositing engine). В итоге у результирующего изображения вдвое больше семплов, поэтому режимы антиалиасинга 4x и 6x фактически преобразуются в Super Anti-aliasing 8x и 12x. 
Для некоторых типов текстур, например, имеющих прозрачные участки, метод MS AA не работает. В таких случаях применяется метод супер-антиалиасинга (Super-sample Anti-aliasing), обрабатывающий каждый пиксель изображения. Хотя он работает значительно медленнее, чем обычный MSAA, ресурсов совмещенных графических процессоров достаточно для его реализации. Метод SSAA сначала обсчитывает сцену с более высоким разрешением, чем то, что выводится на экран, которое затем уменьшается до разрешения изображения, выводимого на экран. У этот подхода два недостатка: для обсчета требуется значительно большее число пикселей, что существенно замедляет производительность и обсчет кадров выполняется по упорядоченному решетчатому шаблону, в результате чего некоторые типы шероховатых контуров плохо обрабатываются. Метод CrossFire Super Antialiasing позволяет устранить эти проблемы. При обсчете дополнительных пикселей, необходимых каждому кадру, он использует ресурсы второго графического процессора, что оказывает незначительное влияние на производительность. Он также использует более эффективный шаблон выборки семплов, что позволяет лучше сглаживать контуры, искаженные по горизонтали или вертикали, и, в конечном итоге, обеспечивает более высокое качество изображения.
В двух из рассматриваемых режимах Super Anti-aliasing реализовано сочетание методов MSAA и SSAA, что дает наивысшее качество изображения. Они не только используют разные координаты мультисамплинга каждого графического процессора, но и незначительно смещают центры пикселей. Фактически, каждый графический процессор обсчитывает кадр с разных ракурсов, разнесенных один от другого на пол-пикселя. Новые режимы сглаживания 10х и 14x (Super Anti-aliasing) получены путем комбинирования режимов 2x SSAA с 4x и 6x MSAA.
В обоих этих режимах используется механизм анизотропной фильтрации SmoothVision HD Anisotropic Filtering (AF). Благодаря смешиванию нескольких текстурных семплов (2,4, 8 или 16), этот метод фильтрации выдает более четкие и контрастные текстуры. Так как Super Anti-aliasing обсчитывает каждый пиксель с двух ракурсов и комбинирует их, то выполняется комбинирование текстурных семплов с каждого ракурса. Это означает, что число текстурных семплов на каждый пиксель фактически удваивается, благодаря чему возможен режим анизотропной фильтрации 32x.
Собираем систему CrossFire
Платформа CrossFire сразу будет выпущена в двух версиях - как под процессор Intel Socket LGA775, так и под AMD Athlon 64 Socket939. В нашу тестовую лабораторию попал стенд на базе чипсета Xpress 200 CrossFire Edition AMD. Отличия:
| ATI Xpress 200 CrossFire Edition Intel | ATI Xpress 200 CrossFire Edition AMD | |
| CPU Interface | Socket LGA775 | Socket 939 |
| BUS Speeds | 533 and 800MHz FSB | 800MHz/1GHz HyperTransport |
| PCI Express | 2 x8 - Graphics 4 x1 - General Purpose ie. SATA II, Gigabit Ethernet, etc. | 2 x8 - Graphics 4 x1 - General Purpose ie. SATA II, Gigabit Ethernet, etc. |
| Integrated Graphics | Radeon® X300 Core | - |
| Memory | DDR2 533Mhz | DDR1 400Mhz |
| SATA/USB Support | 4 x SATA, 2 x PATA, 8 x USB 2.0 | 4 x SATA, 2 x PATA, 8 x USB 2.0 |
В двух присланных коробках находились (Kit #14):
- Материнская плата ATI Xpress 200 CrossFire Edition AMD;
- Стандартная видеокарта ATI Radeon X850 XT;
- Видеокарта ATI Radeon X850 XT CrossFire Edition.
Сразу обратил на себя внимание, тот факт, что материнская плата изначально разработана исключительно для изучения и препарирования тестовыми лабораториями производителей и прессы. Уж больно она удобна именно для этих целей и слабо годится для установки в корпус. 
Обратите внимание на многочисленные массивные резиновые ножки (12 штук). Очень удобная опция для установки стенда на столе и частой смены комплектующих, но нормальный компьютер на этой плате уже не собрать :-) Но если кто-то думает, что в тестлабах материнские платы тестируются в корпусах - тот заблуждается. Даже для их производителей - это самая последняя тестовая операция, да и то на стадии проектирования. 
Старт и перегрузка системы системы производится двумя кнопочками. Сразу скажу, перегружать не потребовались, система вела себя очень стабильно. Индикатор POST кодов тоже говорит о большей инженерной направленности платы. 
Традиционно для ATI, в биосе открыто множество самых экзотических настроек (особо порадовал раздел работы памяти). Рай для оверклокера, но, как это обычно бывает, что уже наблюдалось на примере RS480, производители закрывают эти возможности от греха подальше. Так что не буду заранее расстраивать продвинутого читателя и лучше посмотрим их впоследствии на примере реальных плат. Лидеры уже озвучили свои производственные планы на CrossFire, компании уровня Biostar и Albatron пока отмалчиваются. По крайней мере, при их посещении они предпочли не отвечать на этот вопрос. Если учесть тот факт, что они еще и производители видеокарт на чипах NVIDIA, то, скорее всего их "CrossFire" мы не увидим.
Во второй коробке находилось две видеокарты, первая - ATI Radeon X850 XT CrossFire Edition, вторая - абсолютно стандартная ATI Radeon X850 XT. 
ATI Radeon X850 XT CrossFire Edition (слева) и ATI Radeon X850 XT (справа)
Внешне отличить их очень просто, на версии ATI Radeon X850 XT CrossFire Edition не установлен чип VIVO и соответственно, нет видеовыхода и стоит новый разъём DMS-59.
Никаких трудностей сборка стенда не вызвала. Не требуется выставлять никаких перемычек, плашек, "золотых пальцев" тоже нет. В первое гнездо PCI-Ex (ближайшее к CPU) устанавливается стандартная карта, во второе "CrossFire Edition" и соединяются специальным кабелем. 
Стенд ATI Xpress 200 CrossFire Edition AMD
Видеокарты, по крайней мере на версии материнской платы CrossFire Edition AMD, стоят очень близко. Зазор между ними около 5 милиметров, что не лучшим образом влияет на температурный режим. Пришлось заранее организовать дополнительное охлаждение. В версии CrossFire Edition Intel, судя по фотографиям, зазор достигает нескольких сантиметров.
После установки идущих в комплекте драйверов (специальная версия Catalyst 5.8 Control Center), необходимо проставить галочку в новом пункте "CrossFire" во вкладке Advanced View и перегрузить систему. На этом сборка закончена. После многомесячных мучений с запуском и отладкой SLI, сильно поразил тот факт, что система работает в нормальном режиме с первой попытки.
Драйвер повел себя странно только один раз. При проверке совместимости работы двух разных видеокарт в режиме CrossFire - X850XT PE и X850XT CrossFire Edition, система затребовала диск, пошелестела приводом, сама установила драйвер и сказала что всё готово. Заветной строчки в меню где напротив "CrossFire" необходимо проставить галочку - не появилось. Первый же тест показал, что система работает в режиме одиночной карты. После перегрузки системы, всё пришло в норму. Просто мелкая недоработка, которая, надеюсь будет поправлена в финальной версии драйвера (попросить перегрузить систему).
Тест, по которому сразу же был проставлен плюсик - тестирование "семейства X850 XT". Вместо присланной стандартной карты были последовательно установлены ASUS X850 XT PE и GeCube X850 XT (однослотовое исполнение). Как и было обещано производителем, никаких проблем совместимости нет. Один интересный момент - изначально хотелось привести результаты тестирования обеих конфигураций и с XT и XT Platinum, но разница производительности оказалась так незначительна, что графики практически сливались в одну линию. От этой затеи пришлось отказаться.
Еще пара важных замечаний - если одна из установленных карт имеет объем набортной памяти 128Mb, то и вся система будет оперировать именно с этим объемом. Так же, если одна из карт имеет только 12 конвееров (например X850 Pro), то и обе видеокарты будут функционировать как карты с 12 конвейерами.
Бояться модификаций карт от разных производителей не стоит - если установить видеокарты с разными тактовыми частотами, то обе карты будут работать на своих тактовых частотах - ни у одной из них тактовая частота не будет понижена. Блок суммирования (compositing engine) на видеокарте CrossFire Edition комбинирует результирующие изображения независимо от тактовой частоты любой из видеокарт.
Тесты: синтетика
В тестировании приняли участие два стенда, отличающиеся только материнской платой:
| Тестовое оборудование | |
| MoBo | ATI Xpress 200 CrossFire Edition AMD Gigabyte K8NXP-SLI (nForce4 SLI) |
| CPU | AMD Athlon 64 4000+ (2,4Ghz) |
| Memory | PC3200 DDR SDRAM производства Kingston 2x512 Мбайт (dual) Тайминги - 2:2:2:5 |
| VGA | ATI X850 XT CrossFire ATI X850 XT PE Gigabyte GeForce 7800 GTX ASUS GeForce 6800 Ultra |
| HDD | WD 800BB 80Gb |
| PowerS | 500W |
| OS | Windows XP SP2, DX9.0c, Catalyst 5.8(?), ForceWare 77.77 |
3DMark 2005
Единственный тест, где для примера мы дали график результатов 7800GTX SLI. Опять подчеркну, что конкурентом этого решения будет ожидаемый на днях R520 от ATI в режиме CrossFire. Но график хорош в плане демонстрации, насколько мультикорные графические решения рвут своих одиноких собратьев. 
Процент прироста с точностью соотвествут теории - чем выше нагрузка, тем выше эффективность. В разрешении 1600х1200 разница результатов между X850 XT Platinum и двумя X850 XT достигает 76%. Отличный результат. 
В случае включения AA и AF на верхнем разрешении уже сказывается недостаток 256Mb памяти и только версии с исполнением 512Mb будут продолжать свой процентный рост.
GL Excess
Синтетический тест производительности OpenGL приложений. 
Тот самый случай, когда програмисты ATI "не знали" о существовании этого приложения и не оптимизировали исполнение в Catalyst A.I. Из просмотренных во время тестирования приложений - случай единственный. По-любому, в OpenGL карты NVIDIA сильнее.
Aquamark 3
Полу-синтетический тест на основе движка реальной игры. 
Подбираемся к 100000. Как для 3DMark 2005 психологически важной цифрой была когда-то невероятная 10000, так для Aqamark3 все ждут преодоления сотни :) Рост производительности на 14%.
Старые игры: UT2004, HALO
Unreal Tournament 2004
Игра не такая уж старая, движок устарелый. 
Прирост 8%, вроде несущественно, но попробуем улучшить качество картинки: 
Сразу рост на 15%, что соответствует всем канонам - "разница растет согласно увеличению разрешения и настроек качества".
HALO
Как и предыдущая, игра из программы поддержки NVIDIA "Вот как надо играть". Смотрим результаты: 
Прирост 63%, что-то запредельное. Видимо на эту игру ATI обратило очень пристальное внимание при разработке CrossFire :-) 
Прирост 64%. 
При повышении разрешения до 1600х1200 видим уже 80% рост производительности X850 XT CrossFire по сравнению с X850 XT Platinum. А добавив 4xAA и 8xAF - все 82%.
Новые игры: DOOM3, FarCry, RIDDICK и выводы
DOOM3
Прирост 34% 
Прирост 56% 
Прирост 40% 
Прирост 60%
Far Cry
Последняя версия имеет номер 1,33. Сначала необходимо поставить патч 1,3 (вносит все предыдущие исправления), потом на него 1,31 и только на него ставится 1,33. Все просьбы и пожелания производителей, будь то AMD, Intel, NVIDIA и ATI тут же находят отклик в сердцах разработчиков FarCry. Оптимизировано и учтено практически всё, разработчики на равных работают со всеми желающими. Игру можно считать "нейтральной". 
The Chronicles of RIDDICK
"NVIDIA ориентированная игра" как и большинство, представленных в этом обзоре. Но ведь это и есть самое интересное, как поведут себя игры участники программы поддержки NVIDIA на абсолютно новой платформе от ATI. Ведут себя хорошо.
К сожалению, времени на полноценное тестирование "The Chronicles of RIDDICK" уже не хватало, как и на Half-Life2. По "Хроникам" успелось снять только процентную разницу между одиночной картой и CrossFire. 
Отличный результат! Прирост от 46% до 58%.
Выводы
Для удобства просмотра приведем сравнительную диаграмму разницы производительности ATI Radeon X850 XT CrossFire и ATI Radeon X850 XT Platinum. Внимательный читатель спросит - "почему не использовать стандартную ATI Radeon X850 XT" и будет прав, но, согласитесь, разница между ними не так уж серьезна. Хотелось посмотреть, чего можно достигнуть при использовании CrossFire и самой мощной одинарной видеокарты ATI на настоящий момент. Стоит ли игра свеч? 
Как видим, стOит. Реализация, предложенная ATI, подкупает прежде всего своей простотой и стабильностью. После мучений с SLI от NVIDIA - это просто праздник жизни. Воткнул, проставил галочку в драйвере - работает. Попробуем свести достоинства и недостатки предлагаемых решений:
| NVIDIA SLI | ATI CrossFire | |
| Производительность | Отличная | Отличная |
| Стабильность | Слабая | Отличная |
| Совместимость разных карт | Нет | Полная внутри одного семейства |
| Line PCI-Ex | 8+8 12+4 (зависит от исполнения и чипсета*) | 8+8 |
| Режимы рендеринга | -Alternate Frame Rendering -Split Frame Rendering | -Alternate Frame Rendering -Scissor -SuperTiling |
За минувшие 9 месяцев после своего возрождения мультикорная графика стремительно прогрессировала. На сегодня доступны любые исполнения AMD, Intel, NVIDIA, ATI в любых сочетаниях. Своему переходу на мультикорность графическая индустрия прежде всего обязана новой шине PCI-Express, и не важно какая циферка стоит после этой аббревиатуры, она может быть любой. В этом и красота PCI, построенной на лайнах - масштабируемость, недоступная AGP.
Последний вопрос - цена. Удовольствие это не для бедных, и использовать его желательно изощренно. Это вам не жена на кухне, а эксклюзивная супермодель, так включите свою фантазию - раз уж поимели, то не бойтесь ставить её в самые неудобные положения. Только в этом случае будет заметна разница.