TechSavvyZone

Для создания реалистичной графики в играх используется огромное количество различных сложных технологий. Одной из них является фотограмметрия, призванная сделать виртуальный мир реалистичнее за счет переноса в него реальных объектов с помощью фотографии. В чем суть технологии, как она работает и где применяется?

Немного истории

Фотограмметрия — это наука и технология получения надежной информации о физических объектах и окружающей среде через процессы записи, измерения и интерпретации фотографических изображений. Этот метод используется в различных областях, таких как картография, архитектура, геодезия и даже криминалистика. Основная идея фотограмметрии заключается в том, чтобы использовать фотографии для создания точных моделей и карт.

Фотограмметрия позволяет получать данные о форме, размере и положении объектов, что делает ее незаменимой в различных научных и практических областях. Например, в геодезии фотограмметрия используется для создания топографических карт, в архитектуре — для документирования исторических зданий, а в криминалистике — для реконструкции мест преступлений. Благодаря своей универсальности и точности, фотограмметрия нашла широкое применение и продолжает развиваться с появлением новых технологий.

Ранние этапы развития фотограмметрии

Фотограмметрия начала развиваться в середине 19 века, вскоре после изобретения фотографии. Первые попытки использовать фотографии для измерений и картографирования были сделаны в 1850-х годах.

В 1851 году французский инженер Доминик Франсуа Араго предложил использовать фотографии для топографических съемок. В 1858 году французский фотограф и картограф Aimé Laussedat впервые применил фотограмметрию для создания карт.

Примеры ранних применений

• 1858 год: Aimé Laussedat использовал фотографии для создания топографических карт Парижа. Этот метод позволил значительно ускорить процесс картографирования и повысить точность получаемых данных.

• 1867 год: немецкий ученый Albrecht Meydenbauer разработал метод фотограмметрии для архитектурных съемок. Его работа стала основой для дальнейшего развития архитектурной фотограмметрии, которая используется для документирования и реставрации исторических зданий.

Эти ранние примеры показывают, как фотограмметрия начала находить свое применение в различных областях. Несмотря на ограниченные технические возможности того времени, исследователи смогли заложить основы для дальнейшего развития этой науки.

Эволюция технологий и методов в 20 веке

С развитием технологий в 20 веке фотограмметрия претерпела значительные изменения. Появление авиации и спутниковых технологий открыло новые возможности для фотограмметрии. Эти инновации позволили значительно расширить область применения фотограмметрии и повысить точность получаемых данных.

Авиасъемка и спутниковая фотограмметрия

• 1920-е годы: Появление авиасъемки позволило создавать более точные и детализированные карты. Фотограмметрия стала важным инструментом в военной разведке и картографии. Авиасъемка позволила получать данные о больших территориях за короткое время, что было особенно важно в условиях военных действий.

• 1960-е годы: С запуском первых спутников началась эра спутниковой фотограмметрии. Спутниковые снимки предоставили возможность получать данные о больших территориях с высокой точностью. Это открыло новые возможности для мониторинга природных катастроф, изучения климата и других научных исследований.

Программное обеспечение и цифровая фотограмметрия

С развитием компьютерных технологий фотограмметрия стала цифровой. Появление специализированного программного обеспечения позволило автоматизировать многие процессы, делая их более точными и эффективными.

• 1980-е годы: Разработка первых программ для цифровой фотограмметрии. Эти программы позволили значительно упростить процесс обработки фотографий и получения данных.

• 1990-е годы: Широкое распространение цифровых камер и развитие компьютерных технологий способствовали дальнейшему развитию фотограмметрии. Цифровые камеры позволили получать изображения с высокой разрешающей способностью, что повысило точность фотограмметрических измерений.

Эти технологические достижения позволили значительно расширить область применения фотограмметрии и повысить точность получаемых данных. Сегодня фотограмметрия используется в самых различных областях, от создания 3D моделей городов до мониторинга природных катастроф.

Современные достижения и инновации

Сегодня фотограмметрия используется в самых различных областях, от создания 3D моделей городов до мониторинга природных катастроф. Современные технологии, такие как дроны и лазерное сканирование, значительно расширили возможности фотограмметрии.

Примеры современных применений

• Архитектура и строительство: Создание точных 3D моделей зданий и сооружений. Фотограмметрия позволяет документировать исторические здания, проводить их реставрацию и создавать виртуальные туры.

• Геодезия и картография: Создание высокоточных карт и моделей местности. Фотограмметрия используется для создания топографических карт, мониторинга изменений ландшафта и других геодезических задач.

• Криминалистика: Использование фотограмметрии для реконструкции мест преступлений. Фотограмметрия позволяет создавать точные 3D модели мест преступлений, что помогает в расследовании и анализе доказательств.

Инновации и новые технологии

• Дроны: Использование дронов для аэрофотосъемки позволяет получать данные с высокой точностью и детализацией. Дроны могут использоваться для мониторинга строительных площадок, сельскохозяйственных угодий и других объектов.

• Лазерное сканирование: Совмещение фотограмметрии с лазерным сканированием позволяет создавать более точные и детализированные модели. Лазерное сканирование используется для создания 3D моделей зданий, ландшафтов и других объектов.

Эти современные достижения и инновации позволяют значительно расширить возможности фотограмметрии и повысить точность получаемых данных. Фотограмметрия продолжает развиваться и находить новые применения в различных областях.

Будущее фотограмметрии

Фотограмметрия продолжает развиваться, и будущее этой науки выглядит многообещающе. Новые технологии, такие как искусственный интеллект и машинное обучение, открывают новые возможности для автоматизации и повышения точности фотограмметрических методов.

Перспективы развития

• Искусственный интеллект: Использование ИИ для автоматической обработки и анализа фотограмметрических данных. ИИ может использоваться для распознавания объектов на фотографиях, автоматической коррекции ошибок и других задач.

• Машинное обучение: Применение машинного обучения для улучшения точности и эффективности фотограмметрических методов. Машинное обучение позволяет создавать модели, которые могут адаптироваться к изменениям и улучшать свою точность со временем.

• Виртуальная и дополненная реальность: Интеграция фотограмметрии с VR и AR для создания интерактивных моделей и симуляций. VR и AR позволяют создавать виртуальные туры, обучающие симуляции и другие интерактивные приложения.

Фотограмметрия, начавшаяся как простая идея использования фотографий для измерений, превратилась в мощный инструмент, который продолжает развиваться и находить новые применения. Будущее этой науки обещает быть еще более захватывающим и инновационным.

С развитием новых технологий фотограмметрия будет продолжать находить новые применения и улучшать свою точность. Это позволит создавать более точные и детализированные модели, что будет полезно в различных научных и практических областях.

Но давайте вернемся к основному вопросу, "Что такое фотограмметрия?" и как она применяется в играх...

Фотограмметрия в 3D-графике

Для создания 3D-моделей используются снимки объекта с разных сторон. Специальное программное обеспечение сначала определяет положение камеры во время снимков, а затем «сшивает» их для создания единого графического пространства.

После этой процедуры программа переносит полученные данные в 3D-модель, используя полигоны — те самые треугольники, которые стоят в основе компьютерной 3D-графики реального времени. Так как поверхности реальных объектов очень сложные, изначальное количество полигонов на модель может достигать сотен тысяч.

Для использования в кинематографии детальные модели только в плюс, ведь каждая мелочь только придает реалистичности. А вот для использования в играх модели упрощаются в десятки или даже сотни раз, так как в режиме реального времени графические процессоры компьютеров не в состоянии справиться с изначальной громадной детализацией.

При этом находится некий баланс между изначальным количеством деталей и количеством полигонов, которые могут «переварить» видеокарты. В результате графические ресурсы такие модели в играх потребляют аналогично вручную нарисованным, а вот выглядят гораздо более достоверно.

Оборудование для создания моделей

Для создания исходного материала используются фотокамеры. После череды снимков с разных сторон фотографии загружаются в программу, которая обрабатывает их и превращает в 3D-объект.

Чем больше снимков и чем качественнее камера, тем более точной получается итоговая модель.

Многое зависит и от освещения — оно должно быть с определенной цветовой температурой, качественное и однородное. При неправильном освещении перенесенный в 3D-сцену объект может выглядеть неестественно. По той же причине на объекте переноса должны отсутствовать посторонние тени и блики. У моделей, которые можно разделить на части, например, оружия, каждую деталь для более высокой точности сканируют отдельно, затем «склеивая» их воедино в программе-редакторе.

Для качественной фотограмметрии используются все атрибуты фотостудии — камеры с достойной оптикой, студийное освещение, окружение белого цвета. Более того, крупные игровые компании создают специальные комнаты с массивом камер, закрепленных вокруг предмета съемки с точным позиционированием. Такая конструкция позволяет наиболее корректно сделать снимки с определенных координат и максимально точно перенести объект в цифровой вид.

К сожалению, не все объекты сканирования можно транспортировать в студию, особенно крупные и природные. В таких случаях снимки делаются на местах расположения объектов, но не забывая при этом про корректное освещение, отсутствие теней и бликов. Имеющиеся изъяны дорабатывают на компьютере — разница в том, что ручного труда для точного переноса объекта в таком случае требуется больше.

В виду ограничения фотоматериалов

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ...

От первых моделей с универсальными шейдерами до появления видеокарт с поддержкой современного DirectX 12.

Radeon HD2000: DirectX 10 и суперскалярная TeraScale

Компания AMD завершает сделку по приобретению ATI в конце 2006 года. Тогда же NVIDIA запускает первые карты новой линейки GeForce 8000 с поддержкой DirectX 10, которые бьют все рекорды производительности. Ответа пришлось ждать до мая 2007 года: именно тогда ATI выпускают первую карту, разработка которой частично протекала под крылом AMD — Radeon HD2900 XT.

В основе модели чип R600 на новой графической архитектуре TeraScale. Она разработана с учетом API DirectX 10 и шейдеров версии 4.0. К тому же TeraScale поддерживает неграфические вычисления с помощью API под названием ATI Stream. ГП имеет 64 суперскалярных шейдерных кластера, в каждом из которых пять универсальных скалярных потоковых процессоров (SP). Четыре SP могут выполнять только простые инструкции, а пятый — более сложные. Управляет вычислительными блоками Ultra-Threaded Dispatch Processor второго поколения.

Таким образом, полный чип имеет 320 SP. Компанию им составляют 16 блоков ROP и столько же TMU, а также программируемый блок аппаратной тесселяции, который не входил в стандарт DirectX 10. Контроллер памяти имеет кольцевую шину, которую расширили до 1024 бит. Внешняя шина памяти достигла небывалых 512 бит. Чип производился по технологии 80 нм, достигнув частоты в 743 МГц. HD2900 XT могла оснащаться 512 МБ или 1 ГБ как GDDR3, так и более быстрой GDDR4, обладающей пропускной способностью в 128 ГБ/c.

R600 получил улучшения анизотропной фильтрации и режимов сглаживания: к последним добавились MSAA 8x и CFAA. Но, несмотря на 320 SP и 512-битную память, HD2900 XT не удалось догнать конкурентную GeForce 8800GTX, поэтому она позиционировалась как конкурент стоящей на ступеньку ниже 8800GTS. При этом потребление модели было очень высоким по меркам того времени — целых 215 Вт. Для организации питания карте впервые потребовалось два разъема: 6-pin и 8-pin.

Спустя месяц после старшей карты на сцену вышли средние и младшие представители линейки: модели серии HD2600 и HD2400. Карты оснащались 256 или 512 МБ памяти GDDR3 или DDR2, а старшая HD 2600 XT вдобавок получила вариант с GDDR4. Линейка HD2600 получила чип RV630 со 120 SP и 128-битной шиной памяти, а HD2400 — RV610 с 40 SP и 64-битной шиной. Производились оба ГП по технологии 65 нм. Весь ассортимент карт обеспечили три чипа: после десятка моделей ГП и трех десятков моделей видеокарт в прошлых поколениях наконец воцарился порядок.

Осенью 2007 года на базе R600 были выпущены еще две карты: HD2900 PRO и HD2900 GT. Pro-версия отличалась от флагмана сниженными частотами и выпускалась в двух версиях: с 512-битной и урезанной 256-битной шиной памяти. GT была ограничена существеннее: активными остались только 240 SP из 320, а память представляли 256 или 512 МБ 256-битной GDDR3.

Radeon HD3000: DirectX 10.1 и оптимизация

В ноябре 2007 года, спустя всего полгода после выхода первой карты серии HD2000, AMD выпускает старшие карты следующего поколения — HD3870 и HD3850.

Смекнув, что за топами NVIDIA в данный момент не угнаться, компания решила оптимизировать и перенести на 55 нм техпроцесс свои прошлые творения. Первым стал наследник чипа R600, получивший название RV670. Он обладает аналогичной конфигурацией блоков, но получил несколько нововведений. В их числе поддержка DirectX 10.1 и шейдерной модели 4.1, а также интерфейс PCI-E 2.0, который вдвое ускоряет скорость обмена данными между картой и системой.

Единственным минусом чипа стала более узкая шина памяти: теперь она стала 256-битной, а внутренняя кольцевая шина вернулась к 512-битной организации. Однако это позволило значительно упростить ГП при минимальном падении производительности, ведь 320 SP нагрузить 512-битную шину памяти в большинстве случаев были не в состоянии. За счет более тонкого техпроцесса размеры ГП удалось уменьшить вдвое, поэтому он стал обходиться намного дешевле. К тому же значительно упало энергопотребление: старшая модель потребляла всего 106 Вт.

Карты серии HD3800 показывали производительность уровня прошлой линейки HD2900, но отставали от конкурентной серии GeForce 8800 на чипе G92. Тем не менее, они стали намного популярнее предшественников благодаря более низкой цене и сниженному энергопотреблению. Последний факт позволил AMD создать свою первую двухчиповую карту — HD3870 X2. Она была запущена через два месяца после первых карт линейки и представляла собой две платы с чипами RV670, объединенные в одном корпусе. Несмотря на это, TDP карты достигало всего 165 Вт. Спустя несколько месяцев была выпущенная еще одна двухчиповая модель — HD3850 X2. Благодаря CrossFire стало возможным объединить две таких платы, тем самым получив в одной системе четыре ГП.

В январе 2008 года было представлено еще два 55 нм чипа: RV635 и RV620. Первый повторял конфигурацию RV630 из прошлой линейки и лег в основу Radeon HD3650. Карта, как и предшественник, могла оснащаться одним из трех типов памяти: GDDR4, GDDR3 или DDR2. К концу года на базе RV630 появились еще две карты — HD3730 и HD3750, отличающиеся от первой модели частотами. Младший RV620 был аналогичен RV610, и стал основой бюджетных карт серий HD3400 и HD3500.

Radeon HD4000: больше — лучше

В июне 2008 года NVIDIA представляет «тяжелую артиллерию»: карты GTX280 и GTX260 на чипе GT200. Спустя неделю AMD отвечает двумя картами новой серии — HD4870 и HD4850 на чипе RV770.

В основе RV770 все та же архитектура TeraScale, но баланс блоков изменен. ГП имеет 160 шейдерных кластеров, объединенных в 10 крупных массивов, называемых SIMD-блоками. Таким образом, полный чип содержит 800 SP — в целых 2,5 раза больше, чем в прошлом поколении. Вдобавок к этому ускорена работа с геометрическими шейдерами. Кратно возросло и количество TMU, слабое место прошлого чипа — с 16 до 40. А вот блоков ROP все также 16, хотя они подверглись улучшениям и стали работать эффективнее предшественников.

Много изменений в подсистеме обмена данными: переработана система кэширования, кольцевую шину сменила схема с центральным хабом, а контроллер памяти получил поддержку быстрой GDDR5. Несмотря на 256-битную шину, это позволяет достичь пропускной способности в 115 ГБ/c — лишь немногим меньше, чем 512-битная шина вместе с GDDR4. Памятью GDDR5 оснащалась топовая HD4870, а младшая 4850 получила привычную GDDR3 и пониженную частоту ядра. При всех улучшениях, карты вышли довольно экономичными — TDP старшей модели не превышал 160 Вт.

Как и в прошлой линейке, AMD придерживалась правила «дешево и сердито». HD4850 была на уровне конкурентной 9800GTX, а HD4870 приближалась к GTX260, намного более дорогой и сложной карте — и все это при более низкой цене. Для конкуренции с топовой GTX280 в августе была выпущена двухчиповая HD4870 X2. Она не давала и шанса топовой GeForce в играх, оптимизированных под CrossFire, но потребляла прилично — до 286 Вт. В ноябре появилась и ее двухголовая «сестра» — HD4850 X2.

Сентябрь 2008 года принес младшие серии Radeon HD4600, HD4500 и HD4300. Эти карты стали последними моделями, у которых имелась разновидность с AGP-интерфейсом. Старшая серия базируется на чипе RV730. Он получил 320SP и 128-битную шину, с которой могли использоваться три типа памяти: GDDR4, GDDR3 и DDR2. Две младшие серии получили RV710 — чип с 120 SP и 64-битной шиной памяти, оснащавшейся DDR2 или DDR3. В этом поколении только у младших карт остались версии с 256 МБ памяти. Средние и старшие модели выпускались в двух вариантах: с 512 МБ или 1 ГБ.

В октябре появляется первая видеокарта на базе урезанного RV770 — HD4830. Карта обладает 640 SP и 256-битной памятью GDDR3. В 2009 году к ней добавятся еще две модели с таким же чипом, но 128-битной памятью GDDR5 — HD4810 и HD4730.

В апреле 2009 года серия Radeon HD4700 пополнится еще одной моделью — HD4770. Она обладает новым чипом RV740, который изначально имеет 640 SP и 128-битную шину GDDR5, и производится по техпроцессу 40 нм. Так компания решила «обкатать» техпроцесс перед запуском новой линейки видеокарт. Одновременно был выпущен обновленный топ HD4890 на чипе RV790. Он представляет собой RV770, оптимизированный для достижения более высоких частот — 850 МГц и выше. Новая модель составила достойную конкуренцию GTX275.

Сентябрь 2009 года принес неожиданное расширение серии Radeon HD4000. HD4750 стала второй картой на основе RV740, а HD4860 — второй моделью на RV790. При этом последний чип был урезан до 640 SP, чего хватило для борьбы на равных с главным «врагом» GTS250.

Radeon HD5000: первые с DirectX 11

В конце сентября 2009 года AMD запускает новую линейку видеокарт Radeon HD5000. Ее первые представители: HD5870 и HD5850. В отличие от прошлых линеек, это топовые решения, предназначенные для борьбы с флагманами конкурента. Карты получили поддержку DirectX 11, принесшего шейдеры версии 5.0, аппаратную тесселяцию и вычисления DirectCompute. Это заслуга обновленной архитектуры TeraScale 2.

Чип, используемый в картах серии, получил кодовое имя Cypress. Он производился по техпроцессу 40 нм. Внутреннее строение довольно схоже с RV770, но всех блоков стало вдвое больше: 20 SIMD, 320 шейдерных кластеров, 1600 SP, 32 ROP и 80 TMU.

Блок тесселяции, присутствующий во всех чипах еще с R600, был доработан для поддержки стандартной тесселяции DirectX 11. Шейдерные процессоры получили поддержку новых видов инструкций, а кэши ГП ускорились. Шина осталась 256-битной, но контроллер получил поддержку более высокочастотной памяти, за счет чего полосу пропускания удалось увеличить до 153.6 ГБ/c.

Такие характеристики получила старшая HD5870. Младшая HD5850 отличалась сниженными частотами и урезанным до 1440 SP чипом. Тем не менее, обе модели обгоняли карты серии GTX200. Ответ от NVIDIA последовал лишь полгода спустя — топовые GTX480 и GTX470 опережали продукцию AMD при использовании тесселяции, но без нее были на одном уровне. К тому же HD5870 потребляла значительно меньше энергии, чем конкурентная GTX480 — 188 Вт против 250 Вт. Раннее появление на рынке и более скромное энергопотребление склонило чашу весов пользователей в сторону карт AMD.

Спустя месяц после старших карт были выпущены HD5770 и HD5750 на базе более скромного чипа Juniper, являющегося «половинкой» Cypress. ГП обладает 128-битным интерфейсом памяти, но использует такую же быструю память GDDR5, как и старшие карты. Карты стали популярными за счет производительности уровня HD4870 и HD4850 при гораздо меньшем энергопотреблении. GTS450 от конкурента выйдет годом позже и будет медленнее старшей HD5770.

Вслед за этими картами последовал новый двухчиповый король графики — HD5970. Карта представляет две HD5870 на одной плате и почти на полтора года станет самым быстрым двухчиповым ускорителем на рынке. При этом потребление по сравнению с 4870 X2 увеличилось несильно — до 294 Вт.

Февраль 2010 года принес еще одну вариацию Cypress — HD5830 с активными 1120 SP, а также новинки на двух бюджетных чипах. ГП Redwood имеет 400 SP и 128-битную шину, которая поддерживает память GDDR5, GDDR3 и DDR2. Он лег в основу моделей серий HD5600 и HD5500, среди которых только младшая HD5550 получила урезанный чип. Чип Cedar — самый младший в линейке. Имея всего 80 SP и 64-битную шину памяти, он нашел приют в единственной модели — HD5450.

Radeon HD6000: последние представители TeraScale

В октябре 2010 года AMD выпускает две видеокарты, относящиеся к новой линейке — HD6870 и HD6850. В них используется чип Barts на архитектуре TeraScale 2, который по сравнению с Cypress получил меньшее количество вычислительных блоков, но обзавелся ускоренным блоком тесселяции. В ГП 14 SIMD, 224 шейдерных кластера, 1120 SP, 32 ROP и 56 TMU. Шина памяти, как и у Cypress, 256-битная с поддержкой GDDR5.

HD6870 получила полный чип, HD6850 — урезанный до 960 SP. Карты предназначались для замены HD5870 и HD5850 и были немного медленнее своих предшественников, но и стоили при этом дешевле. В апреле 2011 года появилась еще одна карта на ГП Barts, HD6790. Она растеряла почти треть SP — активными остались только 800 штук.

В ноябре 2010 года NVIDIA выпускает первого представителя серии GTX500: топовую GTX580. Карта унаследовала от предшественницы архитектуру Fermi, но лишилась ее основных недостатков — урезанного чипа и пониженной частоты. В ответ на это спустя месяц AMD представляет топовые карты нового поколения: Radeon HD6970 и HD6950.

Модели построены на чипе Cayman, который использует обновленную архитектуру TeraScale 3. Основу чипа составляют все те же суперскалярные шейдерные кластеры. Но теперь в каждом из них не пять, а четыре SP, что позволяет более эффективно загружать их. Поэтому, несмотря на то, что в Cayman оказалось чуть меньше SP, он стал немного быстрее Cypress.

Полный чип содержит 24 SIMD, 384 суперскалярных блока и 1536 SP. Вычислительные блоки разделены на две части, каждой из которой управляет отдельный Ultra-Threading Dispatch Processor. Блоков геометрии и тесселяции теперь тоже по два. Каждый из них до полутора раз быстрее, чем у предшественника. Полный чип обладает 32 блоками ROP и 96 TMU. Шина памяти осталась 256-битной, но пропускная способность за счет более быстрых чипов GDDR5 возросла до 176 ГБ/c. Среди новых технологий — поддержка сглаживания EQAA.

Флагманская HD6970 получила полный чип, а субфлагман HD6950 — урезанный до 1408 SP. Стандартный объем памяти карт был увеличен до 2 ГБ. Несмотря на это, конкуренции с GTX580 не получилось — старшая карта была на уровне GTX570, а младшая — немного медленнее ее, хотя потребляли карты довольно много: до 250 Вт. Спустя год чип Cayman ляжет в основу еще одной модели — HD6930, в чипе которой оставили 1280 активных SP.

В марте 2011 года оба производителя карт выпускают свои топовые двухчиповые ускорители: NVIDIA — GTX590, а AMD — HD6990. И тут компания отыгралась: решение конкурента было немного медленнее. Однако HD6990 поставила рекорд по энергопотреблению — целых 375 Вт.

Спустя месяц на сцену выходят HD6770 и HD6750. AMD не стала разрабатывать для карт новые чипы: обе модели представляют из себя переименованные HD5770 и HD5750 на ГП Juniper. То же относится и к HD 6350 — это переименованная HD5450 на ядре Cedar. А вот промежуток между средним производительным сегментом и откровенно бюджетным компания заполнила новыми чипами: Turks и Caicos.

Несмотря на новизну, в основе пары чипов старая архитектура TeraScale 2. Turks имеет 480 SP и 128-битную шину памяти, поддерживающую как GDDR5, так и более медленную GDDR3. Он лег в основу моделей HD 6670 и 6570. Caicos, имеющий всего 160 SP и 64-битную шину памяти DDR3, использовался в единственной модели — HD 6450.

Radeon HD7000: DirectX 11.1 и скалярная GCN

В январе 2012 года начинается новая глава в истории графики AMD. Тогда были выпущены первые карты на основе совершенно новой графической архитектуры — Graphics Core Next (GCN). В отличие от суперскалярной TeraScale, GCN является скалярной архитектурой. Это значит, что ее блоки можно нагрузить гораздо эффективнее, чем блоки предшественницы. К тому же и для неграфических вычислений такая архитектура подходит куда больше.

Основой новых ГП являются вычислительные блоки (CU). В одном блоке содержатся 4 TMU и 64 SP, поделенных на четыре группы. Каждая из них работает со своим потоком команд, которые задает планировщик исполнения, имеющийся внутри CU.

Первыми картами на основе GCN стали HD7970 и HD7950 на базе ГП Tahiti. Чип имеет 32 CU, которые образуют 2048 SP и 128 TMU. Управляют ими процессор графических команд и два движка асинхронных вычислений (ACE). Благодаря этому ГП поддерживает одновременно три потока команд — один графический и два вычислительных, каждым из которых могут заниматься произвольное число CU.

Как и предшественник, Tahiti имеет два блока обработки геометрии и тесселяции. Они были переработаны и значительно оптимизированы, благодаря чему стали от трех до четырех раз быстрее, чем у чипа прошлого поколения. Таким образом, в этом поколении один из главных недостатков карт AMD по сравнению с конкурентом — медленная работа тесселяции — был устранен.

В прочее оснащение чипа входят 32 блока ROP. Память представляет 384-битная шина, которая вкупе с GDDR5 обеспечивает полосу пропускания 264 ГБ/c. ГП получил интерфейс PCI-E 3.0, который в очередной раз удваивает скорость «общения» карты с системой. Вдобавок к этому имеется полная поддержка DirectX 11.1, частичная — DirectX 11.2. Хотя для производства используется 28 нм техпроцесс, максимальный TDP такой же, как у предшественников — 250 Вт.

Топовая HD7970 получила полный чип, HD7950 — урезанный до 1792 SP. Обе карты имели 3 ГБ памяти и обгоняли GTX580, но реальный противник для них был представлен лишь спустя два месяца. GTX680 на старте была немного быстрее HD7970, как и вышедшая позже GTX670 по сравнению с HD7950.

Однако карты AMD могли работать на более высоких частотах, и уже летом 2012 года компания представила две обновленные модели — HD7950 Boost и HD7970 GHz Edition. Эти модели первыми получили поддержку динамического увеличения частоты ядра, аналогично технологии GPU Boost конкурирующей NVIDIA. Обновленные карты сравнялись с конкурентами, а спустя некоторое время стали обгонять их в новых играх — сказывалась оптимизация архитектуры, более высокая пропускная способность памяти и ее больший объем.

Февраль 2012 года принесет бюджетный чип архитектуры GCN — Cape Verde. Он содержит 640 SP и комплектуется 128-битной шиной памяти. Одновременно будут выпущены две карты на его основе: старшая HD7770 с полным чипом и младшая HD7750 — с урезанным до 512 SP. Cтаршая модель стала первой картой компании, частота ядра которой достигла 1 ГГц. Обе модели имеют варианты с 1 и 2 ГБ памяти GDDR5. В апреле 2013 года на базе этого чипа выйдет еще одна модель — HD7730. В ней останутся активными только 384 SP, а к варианту с GDDR5 добавится более бюджетный с DDR3.

В марте 2012 года были представлены карты серии HD7800 на чипе Pitcairn. Он получил 1280 SP и 256-битную шину памяти. Старшая HD7870 получила полный чип и 2 ГБ памяти. В младшей HD7850 осталось активными 1024 SP, а к 2 ГБ варианту добавился более бюджетный с 1 ГБ памяти. В ноябре 2012 года была представлена HD7870 XT. В ее основе старший чип Tahiti, в котором остались активными 1536 SP. Помимо этого, карта получила урезанную до 256 бит шину, вследствие чего ей достались лишь 2 ГБ памяти.

Младшие линейки новой серии представляют собой переименованные карты прошлого поколения на архитектуре TeraScale 2. Все модели линеек HD7600, HD7500, HD7400 и HD7300 обладают аналогичными характеристиками с картами серий HD6600, HD6500, HD6400 и HD6300.

В апреле 2013 года выходит двухчиповая HD7990, представляющая собой пару HD7970 на одной плате. Несмотря на то, что карта вышла на год позже конкурентной GTX690, она показывала сравнимую с ней производительность и была быстрее имиджевой GTX Titan.

С выходом ОС Windows 10 карты серии HD7000 на архитектуре GCN получили частичную поддержку DirectX 12. Но полной совместимостью с новым API обзаведётся только следующее поколение карт — Radeon R200, с которого начнется значительная часть современной истории графики AMD.

AMD. Второй по величине производитель дискретных графических процессоров, давний и бессменный противник NVIDIA. Как появились и развивались видеокарты AMD/ATI.

Wonder и Mach: 2D, ничего более

Компания ATI была основана задолго до NVIDIA — в 1985 году. О 3D-ускорителях графики тогда речи не шло, под «графической картой» понималась плата для вывода 2D-изображения.

Дебютной серией карт ATI стала линейка, позже получившая название Wonder. Первая модель, выпущенная в 1986 году, имела 64 КБ памяти и могла выводить как монохромное, так и цветное изображение. В первом случае поддерживалось разрешение до 720x348 точек, во втором — 320×200 при четырех цветах или вдвое меньше при 16 цветах.

Последняя модель серии под названием Wonder XL24 была выпущена в 1992 году. Она имела до 1 МБ памяти и поддерживала изображение разрешением 800x600 при 16-битной глубине цвета. Для подключения карт Wonder к системе использовалась шина ISA.

С начала 90-х линейку Wonder постепенно сменила серия 2D-ускорителей Mach, которые были призваны разгрузить ЦП системы от «рисования» интерфейса системы и программ. Новые модели Mach выпускались вплоть до 1996 года. Последняя модель Mach 64 имела от 1 до 4 МБ видеопамяти и поддерживала вывод картинки с разрешением до 1280x1024. Ранние модели использовали шину ISA, более поздние перешли на PCI.

3D Rage: переход в 3D

Первая карта с поддержкой 3D-ускорения была выпущена ATI в апреле 1996 года под именем 3D Rage. Чип карты производился по техпроцессу 500 нм и работал на частоте 40 МГц. Он сочетал в себе блок работы с 2D-графикой от Mach 64 с 3D-ускорителем, в составе которого один пиксельный конвейер, растровый блок (ROP) и текстурный модуль (TMU). По 64-битной шине чип соединялся с 2 МБ памяти EDO RAM, обладавшей пропускной способностью чуть больше 500 МБ/c.

Как и поздние Mach 64, карта имела исполнение PCI. В отличие от NVIDIA STG-2000, модель работала с треугольными полигонами. 3D Rage стала одной из первых карт с поддержкой DirectX 5, но OpenGL для игровых приложений был недоступен. Для демонстрации способностей карты была разработана специальная версия игры MechWarrior 2: 31st Century Combat, использующая ускорение Direct3D.

Спустя пять месяцев была выпущена обновленная 3D Rage II. Частоту ядра увеличили в полтора раза, а в качестве памяти могла использоваться как EDO RAM, так и более быстрые SGRAM/SDRAM объемом от 2 до 8 МБ. Благодаря этим изменениям и обновленным драйверам под новую (на тот момент) Windows 95, модель до двух раз опережала предшественника. Наряду с PCI карте добавили поддержку шины AGP 1x. К тому же графический чип 3D Rage II распаивался и на материнские платы — это был первый прообраз встроенной графики ATI.

3D Rage Pro: эпоха DirectX 6

В марте 1997 года ATI представила новую модель — 3D Rage Pro. Чип, лежавший в основе карты, получил новый движок полигонального рендеринга, поддержку прозрачности, тумана и бликов, таким образом став одним из первых с поддержкой DirectX 6. Он производился по техпроцессу 350 нм, что позволило достичь частоты в 75 МГц. Как и предшественник, карта могла использовать один из трех типов памяти, объем которой варьировался от 4 до 16 МБ.

Хотя 3D Rage Pro поддерживала шину PCI, она проектировалась в первую очередь для нового интерфейса AGP. Первые модели работали в режиме AGP 1x, но с выходом RIVA 128 от NVIDIA компания решила задействовать режим AGP 2x, чтобы лучше противостоять сопернику.

По производительности 3D Rage Pro был на уровне конкурента, однако сырые драйвера досаждали просадками производительности в Direct3D, а поддержка OpenGL для игр все также отсутствовала. Доработанные драйвера вышли позже, когда RIVA 128 и другая конкурирующая карта Voodoo Graphics от 3dfx стали массовыми. В итоге 3D Rage Pro не удалось завоевать популярность, хотя технически модель была достаточно продвинутой для своего времени.

В августе 1998 года была выпущена Rage XL, представляющая собой недорогую карту на базе 3D Rage Pro с памятью SDRAM.

3D Rage 128: упор на 32-битный цвет

К началу 1998 года карты Voodoo пользовались огромной популярностью. В феврале была выпущена Voodoo 2, продолжившая дело первой модели. В июне NVIDIA ответила на нее своей RIVA TNT. Конкурент от ATI вышел на рынок последним — это была пара моделей Rage 128.

В чипе Rage 128 было удвоено количество конвейеров, ROP и TMU — точно так же, как и в RIVA TNT. Благодаря новой технологии SuperScalar Rendering чип обрабатывает два пикселя в двух конвейерах одновременно. Rage 128 имеет два отдельных кэша для текстур и пикселей, повышающих эффективность работы подсистемы памяти.

За счет техпроцесса 250 нм частота ядра достигла 100 МГц. Шину памяти расширили до 128 бит, вследствие чего полоса пропускания возросла до 1.6 ГБ/c у старшей модели Rage 128 GL. Младшая Rage 128 VR получила урезанную до 64 бит шину. Карты оснащались от 8 до 32 МБ памяти SGRAM или SDRAM. Помимо дискретных карт, чип Rage 128 VR распаивался на материнские платы в качестве встроенной графики.

Rage 128 показывала сравнимую с RIVA TNT производительность, а при использовании 32-битного цвета даже опережала ее. К тому же поддержка OpenGL в этот раз имелась уже со старта. Погубило модель слишком позднее появление: выйди карта на полгода раньше, ей удалось бы отвоевать гораздо большую часть рынка.

В начале 1999 года появились более быстрые RIVA TNT2 и Voodoo 3, на что ATI ответила новыми моделями Rage 128 с приставками Pro и Ultra — но опять с опозданием в полгода. Картам добавили поддержку шины AGP 4x, ускорили ядро и память на четверть, что помогло приблизиться к оппоненту. Однако на носу была гораздо быстрая GeForce 256, и ATI нужно было чем-то ответить прямо здесь и сейчас…

Этим ответом стала первая двухчиповая карта компании — Rage Fury MAXX, выпущенная в октябре 1999 года. Два чипа от Rage 128 Pro рендерили кадры по очереди, что позволяло практически вдвое повысить производительность. Каждый из чипов имел 32 МБ памяти SDRAM.

Производительность карты приближалась к GeForce 256, но последняя все же была быстрее и выглядела предпочтительнее за счет поддержки аппаратной трансформации и освещения (T&L) и DirectX 7, которого у ATI еще не было.

Первый Radeon: DirectX 7, и даже немного больше

Битва с GeForce 256 была проиграна, но ATI не собиралась сдаваться. В ее недрах кипела разработка нового графического ядра, которое было быстрее GeForce 256 и с успехом соревновалось бы со следующим поколением конкурента. Встречайте, первый чип для карт нового семейства Radeon — R100.

R100 получил новый геометрический движок Charisma Engine, имеющий некоторые возможности более поздних вершинных шейдеров, что позволяло ATI заявлять о поддержке шейдерных эффектов. В Charisma Engine входит аппаратный блок T&L, движки смешения вершин и интерполяции по ключевым кадрам. У чипа два пиксельных конвейера, на каждый из которых приходится один блок ROP и три TMU.

Чип производился по техпроцессу 180 нм и работал на частоте до 183 МГц. ГП обладал полной совместимостью с DirectX 7, но также поддерживал некоторые функции DirectX 8: глубину резкости, размытие в движении и полноэкранное сглаживание. Шина памяти 128-битная, возможно использование как SDRAM, так и вдвое более быстрой DDR c пропускной способностью до 5.8 ГБ/c. Она используется более эффективно благодаря технологии сжатия Z-буфера под названием Hyper-Z. Radeon с памятью DDR была выпущена в апреле 2000 года, одновременно с первыми GeForce 2. Карта обладала 32 или 64 МБ памяти и чаще всего была наравне с продуктами NVIDIA при использовании 32-битного цвета, но отставала при 16-битном. Спустя два месяца была выпущена более медленная модель с памятью SDR, которая превосходила GeForce 2 MX. Позже для того, чтобы отличить карты от более новых моделей, обе Radeon вдобавок к имени получили цифровой индекс 7200.

Voodoo 4 и 5 в этот раз появились позже конкурентов. К тому времени многие игры научились использовать аппаратный T&L, которого у карт от 3dfx не было. В итоге новые модели от 3dfx чаще всего были медленнее конкурирующих решений при более высокой цене. NVIDIA воспользовалась упадком компании и в конце 2000 года купила 3dfx. С того момента на рынке остались только два серьезных конкурента — NVIDIA и ATI.

В феврале 2001 года была выпущена бюджетная Radeon VE, позже получившая номер 7000. В ее основе упрощенный чип RV100 c 64-битной шиной памяти, который является «половинкой» R100 без движка Charisma Engine и блока T&L.

Radeon 8500: продвинутый DirectX 8

В феврале 2001 года NVIDIA выпускает первую карту с поддержкой DirectX 8 — GeForce 3. В ответ на это спустя полгода ATI выпускает две новые модели: Radeon 7500 и 8500.

В составе Radeon 7500 обновленный чип RV200. Он представляет из себя R100, перенесенный на техпроцесс 150 нм, за счет чего удалось в полтора раза повысить частоту ядра. Использование памяти более быстрой DDR позволило увеличить полосу пропускания до 7.3 ГБ/c.

А вот основой Radeon 8500 стала действительно новая разработка. Чип R200 получил движок Charisma Engine II, в котором нестандартные средства для работы с геометрией сменили два вершинных шейдера. На каждый из четырех конвейеров приходится по одному блоку ROP и пиксельному шейдеру версии 1.4, которые позволяют заявлять о полной поддержке DirectX 8.1. Таким образом, R200 обладает более совершенной программируемой шейдерной архитектурой, чем его конкурент NV20.

ГП получил поддержку TruForm — технологии, позволяющей увеличивать геометрическую сложность сцены посредством разбиения существующих полигонов на более мелкие. По сути, TruForm является собственной реализацией N-патчей DirectX 8 и предком современной тесселяции. Чип обзавелся поддержкой адаптивного сглаживания SmoothVision. А 128-битная шина памяти с быстрыми чипами DDR позволили достигнуть пропускной способности в 8.8 ГБ/c. Благодаря обновленной технологии Hyper-Z II чип более эффективно распоряжается ей по сравнению с предшественниками.

Radeon 8500 и его слегка замедленная версия 8500LE навязали соперничество семейству GeForce 3, хотя топовая модель Ti 500 была немного быстрее. Обе карты выпускались в двух версиях — с 64 и 128 МБ памяти.

Radeon 9700: первый DirectX 9

Следующих новинок ATI пришлось ждать целый год. К августу 2002 года семейство GeForce 4 уже распространилось, и пара новых моделей Radeon 9000 как раз противопоставлялась младшим GeForce 4 MX.

ATI не стала повторять ошибки NVIDIA с отсутствием шейдеров в бюджетной видеокарте. Чип RV250 получил вдвое меньше вершинных блоков и TMU по сравнению с R200, но сохранил 128-битную шину памяти, а также четыре пиксельных конвейера с ROP и пиксельным шейдером на каждом. Это позволяло ему быть быстрее конкурента при сохранении поддержки новых игр, использующих DirectX 8. А вот прямого конкурента GeForce 4 Ti компания разрабатывать не стала. Эпоха DirectX 8 подходила к закату, и ATI решила сосредоточить силы на новом чипе с поддержкой DirectX 9, который превосходил бы текущий топ NVIDIA и составил конкуренцию следующему. Встречайте, первая карта с поддержкой DirectX 9: Radeon 9700 Pro на базе чипа R300.

R300 получил восемь пиксельных и четыре вершинных шейдера, которые значительно переработаны для поддержки шейдерной модели 2.0. Компанию им составляют восемь блоков ROP, столько же TMU и 256-битная шина памяти DDR с пропускной способностью 17.3 ГБ/c. Чип получил более качественную анизотропную фильтрацию и поддержку шины AGP 8x. Теперь доступно адаптивное сглаживание SmoothVision 2.0 на базе MSAA, которое работает значительно быстрее более ранних методов. Из-за энергопотребления, превысившего возможности шины AGP, карте впервые понадобилось дополнительное питание с помощью разъема MOLEX.

В октябре 2002 года линейка карт на чипе расширяется обычным Radeon 9700 и парой Radeon 9500/9500 Pro. Первая модель отличается от 9700 более низкими частотами, а 9500 Pro — еще и урезанной до 128 бит шиной. Radeon 9500 без приставки Pro «пострадал» больше всего: количество пиксельных шейдеров, ROP и TMU ему урезали вдвое. Впрочем, карты этого поколения славились возможностью разблокировки нерабочих блоков: программно или с помощью перепаивания резисторов. Таким образом, благодаря ловкости рук младшую карту можно было превратить в аналог старшей.

Ответ NVIDIA последовал лишь в начале 2003 года. Линейка GeForce FX5000 также поддерживала DirectX 9 и технически даже в чем-то превосходила оппонента из-за усовершенствованной шейдерной модели 2.0a. Однако перегнать топовые Radeon 9700 в новом API первые карты серии не смогли. Лишь в мае 2003 года с выходом FX5900 на чипе NV35 картам на базе R300 пришлось «подвинуться». Однако за два месяца до этого на рынке уже появился его преемник R350 с более высокими частотами.

R350 представляет собой оптимизированную и разогнанную версию R300. На нем основан обновленный флагман компании — Radeon 9800 Pro. Помимо более высоких частот чипа и памяти, карты отличаются объемом памяти: модели с 64 МБ теперь нет, зато доступна новая с 256 МБ. Старшая версия встречается с как с памятью DDR, так и с новой GDDR2. Вместе с топом был выпущен и Radeon 9800SE, повторяющий конфигурацию Radeon 9500. Чуть позже появились модели Radeon 9800 и 9800XL с полным чипом, но сниженными относительно флагмана частотами.

За средний сегмент «отдувался» упрощенный чип RV350, представляющий собой «половинку» от R300/350 по всем блокам. Память у него 128-битная. На RV350 основаны Radeon 9600 Pro, 9600 и 9550. Radeon 9550 SE и 9600 SE также используют RV350, но с урезанной до 64 бит шиной памяти. Бюджетные модели серии Radeon 9200 базируются на RV280, который поддерживает лишь DirectX 8.1 — это реинкарнация чипа RV250, использовавшегося в Radeon 9000.

В сентябре 2003 года выходит Radeon 9800XT на чипе R360, который отличается от R350 только частотой. Ядро достигает 412 МГц, а память — пропускной способности в 23.2 ГБ/c, что помешало стать лидером выпущенной спустя месяц GeForce FX 5950 Ultra. Со сниженной частотой R360 нашел применение и в поздних Radeon 9800 Pro.

Radeon X: появление CrossFire

Карты следующего поколения вышли у конкурентов почти одновременно. В конце апреля 2004 года NVIDIA выпускает первых представителей топовой линейки GeForce 6800, на что ATI в начале мая отвечает новинками серии Radeon X800. В отличие от NVIDIA, которая использовала чип-мост HSI для реализации карт с новомодным интерфейсом PCI-E, ATI создала две версии одного чипа с разными интерфейсами — R420 (AGP 8x) и R423 (PCI-E x16). Отличались и способы подвода дополнительного питания: для AGP-карт — пара MOLEX, для PCI-E карт — один разъем 6-pin.

Внутреннее устройство новых ГП ATI достаточно схоже с конкурирующим NV40 от NVIDIA. Пиксельные шейдеры имеют по два вычислительных векторных ALU. Четыре таких шейдера и четыре TMU сгруппированы в пулы квадов, которые работают с фрагментами картинки размером 2х2 пикселя. В чипе четыре пула, что дает 16 пиксельных шейдеров и 16 TMU. Компанию им составляют шесть вершинных шейдеров и 16 блоков ROP — точно так же, как и в NV40.

Интерфейс памяти 256-битный. Используется GDDR3, пропускная способность которой у топовой модели достигает 35.8 ГБ/c. Чип получил поддержку шейдеров версии 2.0b, временного сглаживания на базе MSAA и метода компрессии текстур 3Dc, предназначенного для сжатия карт нормалей. Благодаря 130 нм техпроцессу потолок частот ГП удалось увеличить до 520 МГц, что вкупе с увеличенным количеством блоков ускорило новые карты до двух раз по сравнению с прошлым поколением.

Старшие модели X800 XT и X800 XT PE были наравне с конкурентной GeForce 6800 Ultra в большинстве новых игр, но иногда уступали в старых проектах. Для обеспечения превосходства по производительности в сентябре 2004 года ATI выпускает линейку Radeon X850 на чипе R480 (а через полгода — на его AGP-клоне R481), который является оптимизированным и разогнанным вариантом R420/R423. Модели серии X850 первыми получили поддержку технологии CrossFire, которая позволяла объединить две карты для увеличения графической производительности. Для этого требовалась особая карта CrossFire Edition, которая соединялась с обычной картой посредством специального кабеля.

Одновременно был выпущен чип R430, представляющий еще одну вариацию R420/R423, перенесенную на 110 нм техпроцесс. Он стал основой обычной X800, а также X800XL — первой карты компании, получившей разновидность с 512 МБ памяти. ГП обладает нативной поддержкой интерфейса PCI-E, а для реализации AGP-вариантов используется чип-мост Rialto.

Таким образом, линейка Radeon X800 стала довольно обширной: различные модели основывались на четырех разных чипах R4xx, отличаясь между собой частотами и количеством активных блоков. Основная масса карт оснащалась 256 МБ памяти, хотя встречались и модели со 128 МБ.

Вместе с серией X850 ATI запускает бюджетные линейки карт X600 и X300. В их основе чипы RV380 и RV370, которые являются слегка улучшенным вариантом RV350, применявшимся в прошлых сериях Radeon 9600 и 9500. В отличие от предшественника, оба чипа обладают интерфейсом PCI-E, а RV370 вдобавок производится по более тонкой 110 нм технологии. Интересной особенностью RV370 была поддержка технологии HyperMemory, позволяющей использовать для нужд ГП часть системной оперативной памяти. В середине 2005 года на базе RV370 была выпущена пара бюджетных карт Radeon X550 c интерфейсом AGP.

В декабре 2004 года компания анонсирует первые модели линейки X700 на базе нового чипа RV410. Он является «половинкой» R430 по всем блокам, за исключением вершинных шейдеров — их, как и в старшем чипе, шесть штук. Шина памяти 128-битная. Основная масса карт X700 получила полный чип, упрощению подверглись лишь модели с приставками LE и SE: обе получили 64-битную шину, а вторая — еще и урезанный по блокам чип. В январе 2007 года на базе X700 SE были выпушены две бюджетные модели серии Radeon X550 с интерфейсом PCI-E.

Radeon X1000: запоздалый DirectX 9.0c

Большинство карт прошлой серии были немного быстрее GeForce 6000, но в козырях последней была поддержка шейдеров версии 3.0, которые спустя год после выхода конкурирующих линеек понемногу станут появляться в играх. В июле 2005 NVIDIA выпустила следующее поколение карт GeForce 7000. Тогда ATI стало окончательно ясно, что пора прекращать делать ставку на шейдеры 2.x и начинать ориентироваться на третьи шейдеры.

ATI запустила новую линейку карт с поддержкой DirectX 9.0c и шейдеров версии 3.0 в октябре 2005 года, представив сразу семь видеокарт линеек X1800, X1600 и X1300. В их основе три разных чипа: бюджетный RV515, средний RV530 и старший RV520. Все ГП получили поддержку адаптивного сглаживания прозрачных текстур.

Строение чипов подобно предшественникам, хотя есть и несколько важных отличий. У топового чипа R520 все также четыре пула квадов. В каждом из которых четверка TMU и пиксельных шейдеров, которые стали сложнее: теперь в каждом из них, помимо пары векторных ALU, имеется еще два скалярных ALU для простых операций. Используются пулы более эффективно благодаря новому блоку Ultra-Threading Dispatch Processor, который распределяет работу между ними.

Число вершинных шейдеров в чипе возросло до восьми, хотя блоков ROP 16. Контроллер памяти получил внутреннюю двунаправленную кольцевую 512-битную шину, позволившую передавать данные с меньшими задержками, но внешняя шина памяти осталась 256-битной. Применение более быстрых чипов GDDR3 увеличило полосу пропускания до 48 ГБ/c. Чипы производились по 90 нм техпроцессу, что позволило достичь 625 МГц ядру топовой модели.

R520 лег в основу топовой линейки Radeon X1800. Карты на его основе оснащались 256 или 512 МБ памяти и полным чипом, за исключением вышедшей позднее X1800 GTO с одним отключенным пулом квадов. В отличие от прошлой линейки, в этот раз топовые модели обоих производителей получились примерно равными по силам: 7800GTX и X1800 XT опережали друг друга с переменным успехом.

Средний чип RV530 получил 12 пиксельных и 5 вершинных шейдеров, 4 ROP и 4 TMU. Шина памяти у него 128-битная, возможно использование как GDDR3, так и DDR2. ГП стал основой пары моделей серии Radeon X1600. Младший RV515 имел аналогичную шину памяти и столько же блоков ROP и TMU, но намного меньше шейдеров: 4 пиксельных и 2 вершинных. Чип применялся в линейке карт Radeon X1300, младшая из которых получила урезанную до 64 бит шину. Карты линейки использовали память DDR или DDR2.

В январе 2006 года компания решает усилить свои позиции запуском карт новой серии Radeon X1900. Они базируются на новом чипе R580, основное отличие которого от R520 — увеличение количества пиксельных шейдеров с 16 до 48. Это обеспечило рост производительности в новых играх со сложной графикой. Спустя два месяца последовал ответ от NVIDIA в лице 7900 GTX, который вновь уравнял обоих конкурентов.

В конце августа ATI выпускает первую модель серии Radeon X1950 на чипе R580+. Главное отличие от обычного R580 — новая память GDDR4, которая позволила увеличить полосу пропускания до 64 ГБ/c. В октябре выходят еще две карты серии на этом чипе, а также модели на новых 80 нм чипах.

RV570 и RV560 представляют собой упрощенный R580 на новом техпроцессе 80 нм с меньшим количеством активных блоков — 36 пиксельных шейдеров и 12 ROP/TMU у старшей модели и 24 пиксельных шейдера вкупе с 8 ROP/TMU у младшей. Новые чипы получили отдельный интерфейс для CrossFire, благодаря которому отпала необходимость в главной карте и стало возможным объединить любые модели с поддержкой технологии и одинаковым ГП специальными мостиками.

RV570 стал основой карт X1950 с приставками PRO и GT, RV560 — моделей X1650 с суффиксами GT и XT, а также X1700 SE.

Бюджетные чипы также получили обновления по 80 нм технологии. RV530 превратился в RV535, а RV515 — в RV516. На базе первого была выпущена X1650 PRO, второй нашел применение в X1550 и X1650SE.

Линейка Radeon X1000 стала последней с раздельными пиксельными и вершинными шейдерами. Следующая линейка карт получила суффикс HD, и обзавелась универсальной шейдерной архитектурой.

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ...

HBM (память с высокой пропускной способностью) — это особый тип быстрой памяти, используемой в современных высокопроизводительных устройствах — видеокартах, AI ускорителях, DPU. За счет того, что HBM-память расположена на одной подложке с чипом GPU, она обеспечивает огромную скорость передачи данных.

История

HBM-память была разработана в 2013 году компанией AMD в сотрудничестве с Hynix и TSMC. Она предназначалась для использования в графических процессорах, предлагая гораздо большую пропускную способность по сравнению с традиционной DRAM. С тех пор последовательные поколения HBM многократно увеличили скорость передачи данных, с 128 Гбит/с в HBM1 до 819 Гбит/с в HBM3, что позволило современным GPU и другим высокопроизводительным устройствам получать значительные вычислительные возможности. HBM-память стала ключевым фактором развития суперкомпьютеров и передового оборудования для искусственного интеллекта.

Смысл HBM-памяти

Архитектурно HBM-память, в отличии от GDDR-памяти, встраивается непосредственно в чип GPU, а не вынесена за его пределы. Она построена на использовании вертикально расположенных слоев памяти и вместо традиционной горизонтальной компоновки, в HBM применяют несколько (обычно от 4 до 8) отдельных кристаллов памяти, размещенных друг на друге. Важно отметить, что это позволяет сократить расстояние между графическим процессором и VRAM, уменьшая задержки и увеличивая пропускную способность.
Кристаллы памяти соединены между собой высокоскоростными связями, позволяющими передавать данные с очень высокой скоростью и в большом объеме. В сочетании с высокой плотностью размещения ячеек памяти, это дает HBM колоссальную пропускную способность — до 819 Гбит/с на один чиплет.

Такая архитектура, с ее встроенной в GPU памятью, идеально подходит для высокопроизводительных устройств, таких как мощные видеокарты, ускорители ИИ и суперкомпьютеры, нуждающиеся в огромных вычислительных возможностях.

Ключевые отличия HBM от GDDR

Ключевые отличия HBM от традиционной GDDR-памяти заключаются в архитектуре:
1. Компоновка памяти:

• GDDR состоит из отдельных BGA чипов, распаянных на общем текстолите.

• В HBM чиплеты памяти распаяны на одной кремниевой подложке с GPU.

2. Способ подключения к процессору:

• GDDR соединяется с процессором через металлизированные дорожки в текстолите.

• HBM напрямую подключается к процессору через короткие межсоединения в рамках одной кремниевой подложки, сокращая расстояние.

3. Пропускная способность:

• GDDR уступает в скоростных показателях HBM-решениям.

• HBM за счет 3D-компоновки обеспечивает гораздо более высокую пропускную способность. Это связано с тем, что у HBM гораздо большая шина памяти, поскольку она состоит из множества параллельных каналов, что позволяет передавать большие объемы данных одновременно. Именно благодаря этой широкой шине памяти HBM обеспечивает выдающуюся производительность.

Таким образом, архитектура HBM позволяет добиться существенно более высокой производительности по сравнению с GDDR, что делает ее незаменимой для современных высокопроизводительных устройств.

HBM в ускорителях для обучения ИИ

HBM это действительно прорывная технология, без которой решение современных задач было бы невозможно. Так высокоскоростная память используется в таких продуктах, как Nvidia Tesla и AMD Radeon Instinct, предназначенных для обучения искусственного интеллекта и нейронных сетей. Связанно это с тем, что HBM память способна дать ни с чем не сравнимый уровень производительности, так необходимый для развития AI-технологий. Одним из флагманских продуктов является AMD Instinct MI300X оснащен 192GB HBM3 памяти с пропускной способностью в 5.2TB/s. Такие скоростные показатели важны для эффективного обучения искусственного интеллекта.

Преимущества HBM

Основные преимущества:

1. Высокая пропускная способность: HBM обеспечивает беспрецедентные скорости передачи данных, достигающие до 819 Гбит/с на один чиплет в последних поколениях. Это существенно превосходит возможности традиционной GDDR-памяти.

2. Низкие задержки: Благодаря короткому пути передачи данных, HBM демонстрирует очень низкую латентность доступа к памяти, что важно для высокопроизводительных приложений.

3. Энергоэффективность: HBM потребляет значительно меньше энергии по сравнению с GDDR-памятью, что важно для решений с ограниченным тепловым бюджетом.

4. Масштабируемость: поколения HBM постоянно эволюционируют, увеличивая объем доступной памяти и пропускную способность, обеспечивая высокую масштабируемость.

5. Надежность: специальная архитектура и технология производства HBM гарантируют повышенную надежность и стабильность работы. Также HBM имеет поддержку ECC — технологии аппаратного исправления ошибок.

Эти ключевые преимущества HBM-памяти в области производительности, энергоэффективности и компактности делают ее идеальным выбором для широкого спектра высокопроизводительных вычислительных систем, от графических ускорителей до суперкомпьютеров.

Недостатки HBM

Также у HBM-памяти есть ряд недостатков:

1. Высокая стоимость: HBM-модули являются более дорогими по сравнению с традиционной GDDR-памятью. Это связано со сложностью производства и упаковки 3D-чипов.

2. Сложность интеграции: интеграция HBM-памяти в системные решения является более сложной по сравнению с GDDR. Это требует специальной компоновки подложки кристалла GPU и более тщательной разводки сигналов.

3. Меньший ассортимент продуктов: в отличие от GDDR, ассортимент продуктов с HBM-памятью пока более ограничен, особенно для конечных потребителей.

4. Невозможность ремонта: из-за сложной 3D-компоновки, ремонт и замена вышедших из строя HBM-модулей невозможны — HBM нельзя выпаять, можно только заменить сам чип, а его цена составляет до 95% от стоимости ускорителя.

HBM на потребительском рынке

Не многие знают, что память HBM применялась в ряде десктопных графических адаптеров. Давайте совместно проследим за развитием сверхскоростной памяти на игровом рынке.

1. AMD Radeon R9 FURY — адаптер имел на борту 4Gb HBM памяти первого поколения. Память имела пропускную способность 512.0 GB/s, что в почти в 1,5 раза опережало показатели GDDR5 в 2015 году(GTX980ti - 336.6 GB/s).

2. AMD Radeon RX Vega 64 — ускоритель, дебютировавший в 2017 году на базе второго поколения сверхбыстрой памяти. 8GB HBM2 не могли похвастаться рекордными скоростями и ограничивались 483.8 GB/s. Отсутствие кратного роста производительности связано с применением лишь двух кристаллов HBM2, пока в R9 Fury использовалось 4. Тем не менее, эта планка производительности превосходила достижения конкурентов — GTX1080 могла похвастаться лишь 320.3 GB/s на базе GDDR5X памяти.

3. AMD Radeon VII — GPU с 16GB на базе четырех чиплетов HBM2 памяти предоставлял пропускную способность в 1.02 TB/s! На момент 2019 года ближайший конкурент в лице RTX 2080 Ti имел лишь ПП 616.0 GB/s — это еще раз доказывает превосходство HBM памяти над GDDR.

Период с 2015-2020 год можно смело назвать “экспериментом от AMD”. Красный гигант путем адаптации собственных профессиональных чипов для потребительского рынка пытался повысить серийность HBM, что должно было повлечь снижение стоимости конечных продуктов. Однако потребители не были готовы переплачивать за привычные объемы памяти, а игровые издатели не адаптировали релизы под производительную память. Эти факторы сделали HBM память в потребительском сегменте практически бессмысленной, в результате чего она была вытеснена с десктопного рынка. Наглядная разница строения чипов AMD с HBM памятью. Чип Fiji в R9 Fury имеет самые малые чиплеты HBM. Чип Vega 64 имеет два модуля HBM для оптимизации стоимости видеокарты. Radeon VII спроектирован без компромиссов, но в свою очередь имел стоимость в 700$ на старте продаж.

Таким образом, сочетание высокой пропускной способности, энергоэффективности и масштабируемости делает HBM ключевым компонентом в разработке высокопроизводительных систем для широкого спектра приложений, включая обработку графики, обучение нейронных сетей, научные вычисления и другие ресурсоемкие задачи. HBM позволяет достигать значительных улучшений в производительности и сокращать энергопотребление, что является критически важным для современных высокопроизводительных вычислительных систем.
Развитие HBM открывает перспективы значительного повышения производительности и энергоэффективности высокопроизводительных вычислительных систем.

3D V-Cache — новая ступень развития кэша центральных процессоров. Технология призвана увеличить производительность без внесения изменений в саму архитектуру ЦП. Как она работает?

Что такое кэш процессора

Кэш у центральных процессоров — небольшой объем быстрой памяти, призванный смягчить разницу между скоростью работы ЦП и оперативной памяти, а также сократить задержки. Последняя работает намного медленнее и не успевает своевременно подавать данные, необходимые для работы, процессору напрямую. Именно поэтому еще с далекого 1985 года, у массовых процессоров Intel появилась кэш-память. Уже через четыре года была добавлена возможность работы со вторым уровнем кэша — L2. Он был менее быстрым, чем первый уровень — L1, но большего объема. В совокупности два уровня кэша имели более высокую вероятность того, что нужные данные окажутся в них при запросе центрального процессора. Соответственно ситуаций, когда в кэше нет нужных данных («промах»), стало меньше и средняя производительность с применением двухуровнего кэша значительно возрастала.

Двухуровневая система кэшей использовалась процессорами Intel и AMD достаточно долгое время, пережив много архитектур и значительный рост производительности самих ЦП. Но уже в 2007 году AMD представила первые процессоры с кэшем третьего уровня – Phenom. Из-за активного внедрения многоядерности, кэш уровня L3 стал просто необходим для быстрого обмена данными между ядрами. В следующем году его внедрила и Intel в процессорах Core i7 первого поколения, и с тех пор он стал использоваться во всех новых ЦП поголовно.

В чем отличия 3D V-Cache и как он работает

Идея 3D V-Cache не нова и берет истоки у конкурента AMD — Intel. А точнее — у серии процессоров 2015 года под кодовым названием Broadwell. Да, еще семь лет назад Intel решила внедрить в свои процессоры большой кэш четвертого уровня — 128 Мб памяти eDRAM. Для сравнения — кэш L3 у массовых процессоров Intel не превышал объема в 8 Мб, а в Broadwell был сокращен до 6 Мб.

Кэш представлял собой отдельный кристалл под крышкой процессора рядом с вычислительным. Благодаря столь огромному объему процессоры Broadwell с eDRAM превосходили в производительности своих предшественников Haswell даже на более низких тактовых частотах и при практически неизменной процессорной архитектуре. Особенно этот разрыв был велик в 3D-играх. Объем в 128 Мб для четырехъядерного процессора перекрывал практически все возможные промахи и позволял полностью раскрыться и без того производительной архитектуре тех лет.

Однако в последующих поколениях процессоров Intel отказалась от eDRAM в силу его дороговизны, оставив дополнительный кристалл только для редких ноутбучных процессоров с производительной встроенной графикой, которая так же могла пользоваться кэшем, как и процессорные ядра. Из десктопного сегмента такие процессоры из ассортимента Intel после 2015 года ушли окончательно.

3D V-Cache не является кэшем четвертого уровня — вместо этого AMD решили увеличить объем кэша третьего уровня в три раза. К тому же, eDRAM медленнее L3, и простое расширение скоростного L3 даст даже больший эффект. Но общий принцип увеличения производительности у технологий схож: больше кэша = меньше промахов = меньше задержек = выше производительность.

Что даст 3D V-Cache процессорам

Как и любой кэш, 3D V-Cache уменьшает количество промахов при запросе нужных данных и снижает задержки обращения к ОЗУ. А благодаря большому объему это количество должно уменьшиться кратно, да и задержки сократятся существенно. Это позволит раскрыть весь потенциал процессоров архитектуры Zen 3+ и последующих, убирая узкие места. Особенно эффективен он в играх — рост производительности может достигать десятков процентов, но и многие другие приложения к нему чувствительны.

Однако скорости целочисленным операциям кэш не добавит, что следует учитывать для тех приложений, которые используют процессор исключительно как «числодробилку». К тому же, дополнительный кэш вносит свой вклад в нагрев процессора. В результате чего аналогичные процессоры с 3D V-Cache и без него могут отличаться базовыми частотами. У моделей с кэшем частота будет ниже, но само ускорение от применения технологии во многих сценариях позволит это нивелировать.

Особенности и перспективы технологии

3D V-Cache уже используется в серверных процессорах AMD EPYC 3 поколения. В смешанных серверных нагрузках одно только внедрение этого кэша способно увеличить производительность задач до полутора раз, а в некоторых задачах — и того больше. Поэтому неудивительно, что первые процессоры с данной технологией выпущены не среди массовых десктопных. Однако, AMD уже заявила и о массовых процессорах с 3D V-Cache. Первым из них будет Ryzen 7 5800X3D, который должен увидеть свет в этом году. В будущих процессорах на архитектуре Zen 4 моделей с поддержкой данной технологии будет больше.

Однако 3D V-Cache на данном этапе — далеко не массовая технология. При изготовлении такого процессора дополнительный многослойный кристалл памяти устанавливается на чиплет с ядрами и соединяется с ним по технологии сквозных соединений. Мало того, что производство таких чипов обходится недешево, так еще и сама кэш-память большого объема в производстве дорога. Количество транзисторов, используемых в ней, достигает нескольких миллиардов, что сравнимо с их количеством в самих чиплетах с ядрами ЦП.

Именно поэтому реальное использование технологии 3D V-Cache в ближайшие годы стоит ожидать только в топовых процессорах. В бюджетных моделях ее применение лишено экономического смысла, так как цена процессора с малым количеством ядер и этой технологией будет совсем не гуманна по сравнению с конкурентами.

Современная графическая оболочка драйвера видеокарт AMD обладает большим количеством функций: от дополнительных настроек графики отдельно под каждую игру до встроенного игрового оверлея со множеством настраиваемых параметров. Как не «заблудиться» в огромном количестве возможностей AMD Radeon Software Adrenalin Edition.

Первоначальная графическая оболочка драйверов видеокарт ATI/AMD под названием Catalyst в свое время славилась достаточно медленной работой и запутанными настройками. Вышедший ей на смену конце 2015 года Radeon Software Crimson Edition сменил курс на увеличение скорости работы и удобное взаимодействие с пользователем, но все еще не был до конца доведен до ума в плане расположения настроек и стабильности.

На смену ему в 2017 году пришел современный Radeon Software Adrenalin Edition. Помимо редизайна и очередного ускорения работы, новая версия принесла порядок в настройки, которые получили множество дополнительных графических опций. Драйвер графики AMD все эти годы не стоял на месте, развиваясь и дополняясь новыми функциями. Какие же возможности на сегодняшний день имеет панель управления графики AMD?

Встречает пользователя при запуске домашняя страница. На ней можно увидеть данные о последних играх, в которые вы играли: такие, как общее время нахождения в игре и среднее количество кадров в секунду. Щелкнув на игру, можно настроить графические опции индивидуально для нее.

В левом нижнем углу находятся кнопки быстрого доступа к записи экранного видео. С правой стороны — информация о версии драйвера, кнопка проверки обновлений, а также быстрый доступ к AMD Link — технологии трансляции экранного изображения с компьютера на смартфон.

Общие настройки графики

При первом запуске графическая оболочка предлагает выбрать один из четырех профилей настроек: игры, киберспорт, энергосбережение и стандартное.

Впрочем, при необходимости его можно сменить в настройках позже. Для этого в интерфейсе панели нужно выбрать вкладку «Игры», затем щелкнуть на надпись «Общая графика» для изменения глобальных настроек, применяющихся ко всем играм. Или выбрать отдельную игру из списка ниже для регулировки настроек индивидуально для нее.

Профиль «Игры» отличается включенным по умолчанию Radeon Anti-Lag и коррекцией изображения с параметром резкости, установленным на 80 %. Профиль «Киберспорт» обладает такими же настройками, за исключением максимального уровня тесселяции — здесь она ограничена параметром 8x. В профиле «Энергосбережение» вышеописанные технологии отключены, зато активен Radeon Chill. Профиль «Стандартный» предлагает настройки по умолчанию. Помимо готовых профилей, можно менять настройки и вручную — профиль при этом автоматически сменится на «Пользовательский».

Radeon Anti-Lag уменьшает задержки ввода в играх. При его включении драйвер оптимизирует работу процессора и видеокарты по собственному алгоритму, который пытается нивелировать разницу в скорости обработки графики между ними. В итоге задержка ввода в играх уменьшается на несколько миллисекунд.

Radeon Chill призвана ограничить максимальную частоту кадров для экономии энергии. У настройки имеется две опции для раздельной регулировки частоты при низкой и высокой активности в игре: при первой она понижается, при второй — повышается. Диапазон обеих варьируется от 30 до 300 кадров в секунду, при этом первая опция иметь значение выше второй не может. За счет ограничения частота кадров становится более ровной, а также снижается энергопотребление графического процессора.

Radeon Boost пригодится при нехватке производительности. Во время движения в игре он снижает разрешение рендеринга для повышения частоты кадров. Уровень снижения регулируется пользователем — доступны значения от 50 % внутриигрового разрешения.

Включение коррекции изображения позволяет настраивать уровень повышения резкости графики. Диапазон регулировки начинается от условных 10 %, позволяя установить значение на свой вкус.

Radeon Enhanced Sync включает альтернативный режим для вертикальной синхронизации, в результате работы которого задержка кадра уменьшается на несколько миллисекунд, а само время кадра становится более ровным.

Параметр «Ждать вертикального обновления» позволяет управлять работой вертикальной синхронизации. По умолчанию его работой управляет сама игра, но можно выбрать как режим принудительной работы синхронизации, так и отключить ее совсем. При активном Enhanced Sync настройка становится недоступной.

Помимо «Общей графики», рядом находится кнопка «Общие настройки дисплея». Именно там можно активировать технологию адаптивной синхронизации FreeSync, если ее поддерживает ваш монитор. Рядом находится регулировка цвета, а также переключатель режимов масштабирования и VSR — виртуального сверхвысокого разрешения. С его помощью можно запускать игры в разрешении выше нативного разрешения монитора, что дает эффект сглаживания, аналогичный избыточной выборке, подробнее о которой расскажем далее.

Дополнительные настройки графики

Расширенные настройки находятся в меню «Дополнительно». Открывает их «Управление целевой частотой кадров». В отличии от «умного» Chill, этот параметр просто ограничивает верхнюю планку частоты кадров в любых ситуациях. Может пригодится в старых играх, частота кадров в которых слишком высока. Доступны значения от 15 до 1000 кадров в секунду. Параметр «Сглаживание» по умолчанию отдает управление классическими типами сглаживания MSAA и SSAA самим играм. Выбрав «Переопределить настройки приложения», драйвер передаёт управление уровнем сглаживания в руки пользователя — становятся доступны как стандартные уровни 2x, 4x, и 8x, так и более продвинутые 2xEQ, 4xEQ, и 8xEQ на основе метода EQAA с дополнительными выборками. При наличии избыточной производительности в игре для улучшения картинки можно форсировать верхние значения.

Следующая строчка «Метод сглаживания» позволяет выбрать между множественной (MSAA) и избыточной выборкой (SSAA), а также их адаптивной комбинацией (AAA). MSAA обеспечивает высокую производительность, но имеет недостатки — отсутствие сглаживания прозрачных текстур и мерцание объектов при движении. SSAA является самым качественным методом сглаживания, но очень сильно влияет на производительность. AAA объединяет оба типа сглаживания, представляя более качественную картинку, чем MSAA, при небольшом ухудшении производительности относительно последней.

Для улучшения картинки в старых играх рекомендуется использовать SSAA — благодаря ему устраняются все виды искажений, а также улучшается чёткость изображения. Если производительности на SSAA не хватает, можно воспользоваться AAA, гибридный подход которого сгладит «лесенки» и облагородит края прозрачных текстур. В относительно новых проектах оба подхода будут значительно просаживать производительность, поэтому рекомендуется использовать MSAA, который является выбором по умолчанию. На работу других типов сглаживания — таких, как современные TAA и SMAA, настройка не влияет.

Настройка «Морфологическое сглаживание» позволяет принудительно задействовать быстрое сглаживание на основе постобработки. При нехватке производительности для других видов сглаживания такой вариант является неплохим компромиссом, так как практически не влияет на количество кадров в секунду. Побочным эффектом его применения является небольшая размытость изображения.

Параметр «Анизотропная фильтрация» позволяет форсировать ее в игровых приложениях, не имеющих собственной настройки. А в некоторых играх форсированная фильтрация более качественна, чем уже имеющаяся внутриигровая реализация.

Анизотропная фильтрация повышает качество текстур при взгляде под углом, а производительность современных карт позволяет получить даже высокие ее значения практически бесплатно. Именно поэтому можно выставлять 16x для любых игровых приложений.

Аналогично и с «Качеством фильтрации текстур», параметр которого по умолчанию установлен на «Стандартное». Значение «Высокое» не оказывает какого-либо заметного влияния на производительность современных видеокарт, поэтому смело можно воспользоваться им. Хотя реальные отличия в кадре между двумя значениями в большинстве случаев нужно будет искать с лупой.

Настройка «Оптимизация формата поверхности» включена по умолчанию, и позволяет драйверу переопределять формат текстур при необходимости для достижения более высокой производительности ценой небольшой потери качества. На современные проекты какого-то видимого влияния не оказывает, а вот для старых игр ее отключение может дать небольшое улучшение качества текстур.

Опция «Режим тесселяции» позволяет передать управление параметром пользователю или оставить его на усмотрение игры или драйвера (по умолчанию). В первом случае пользователю становятся доступны значения от 2x до 64x, а также полное отключение тесселяции. Уменьшение параметра или отключение технологии может положительно повлиять на производительность в некоторых играх, использующих DirectX 11 и 12.

«Тройная буферизация OpenGL» задействует альтернативный метод вертикальной синхронизации для игр, улучшая плавность. Работает настройка только с игровыми проектами, использующими API OpenGL, основная масса которых приходится на старые игры.

Мониторинг и внутриигровой оверлей

Помимо расширенных настроек графики, в AMD Radeon Software Adrenalin Edition присутствует встроенный мониторинг и оверлей для вывода его показателей непосредственно в интерфейсе игр. Для включения оверлея нужно перейти на вкладку «Производительность», после чего вы окажетесь в меню «Показатели». Внутри него в режиме реального времени мониторится нагрузка на «железо», тактовые частоты и прочие аппаратные показатели. С правой стороны находятся две дополнительные вкладки настроек — «Отслеживание» и «Наложение». В первой можно выбрать нужные показатели оверлея, во второй — активировать его и настроить внешний вид на свой вкус.

Так выглядит встроенный оверлей в игре:

Управление частотами видеокарты

Вторым подменю во вкладке «Производительность» идет «Настройка». Здесь можно отрегулировать тактовые частоты графического процессора и памяти. Это можно сделать как вручную, так и отдать на откуп автоматике с помощью вшитых предустановок, кнопки которых находятся сверху. Помимо разгона, можно и «остудить» пыл видеокарты с помощью понижения частот и лимита энергопотребления. Также можно создать собственную кривую для управления вентилятором видеокарты в зависимости от температуры графического процессора.

Чтобы не переживать за сохранность сделанных настроек, можно экспортировать их в файл, а позже импортировать сохраненные настройки из файла — для этого есть специальные кнопки в правом верхнем углу.

Третье подменю называется «Консультанты». В нем можно увидеть графики времени и длительности кадра в последней игре, которая запускалась, а также увидеть рекомендации по повышению производительности в ней. Чуть ниже в окне можно переключиться между профилями настроек, как и во вкладке «Игры».

Запись видео и прямая трансляция

Графическая оболочка драйвера AMD обладает функциями записи экранного видео и ведения прямой трансляции. Для начала работы с ними нужно перейти во вкладку «Запись и трансляция», которая в свою очередь начинается с вкладки «Запись». Здесь находятся опции выбора области записи, задействования веб-камеры и микрофона, а также непосредственно сама кнопка начала записи экрана. В окне справа можно быстро проиграть последний записанный ролик.

В следующей вкладке «Прямая трансляция» предлагаются аналогичные инструменты для ведения прямой трансляции на стриминговых площадках. Чтобы начать ее, необходимо выбрать из выпадающего списка тип учетной записи и ввести свои данные.

Вкладка «Редактор сцены» позволит настроить положение изображения с веб-камеры и текстового чата в видео, а также добавить на кадр таймер и индикатор записи. Во вкладке «Файлы мультимедиа» показываются все сохраненные записи, созданные с помощью инструмента ранее.

В расширенные настройки записи можно попасть с первых двух вкладок, щелкнув на одноименную кнопку. В доступных опциях можно выбрать разрешение, количество кадров в секунду, битрейт и кодек видео. Помимо этого, доступен еще десяток опций, позволяющих настроить запись «под себя».

Рекомендации по улучшению графики и производительности в играх

Если ваша видеокарта имеет избыточную производительность для определенных игровых проектов, за счет нее можно улучшить качество картинки.

1. Форсировать анизотропную фильтрацию 16x и установить качество фильтрации на высокое.

2. Установить более высокий уровень сглаживания — 8x или 8xEQ.

3. Воспользоваться более качественным методом сглаживания — избыточной или адаптивной выборкой.

4. Отключить оптимизацию формата поверхности.

5. Задействовать тройную буферизацию OpenGL для проектов на этом API.

6. Для меньшего количества рывков нужно ограничить частоту кадров. Сделать это можно несколькими способами: форсировать вертикальную синхронизацию, воспользоваться Radeon Chill или Управлением целевой частотой кадров.

Если же ваша видеокарта наоборот испытывает недостаток производительности в современных играх, то помимо понижения настроек в игре можно провести ряд оптимизаций для более плавного геймплея.

1. Включить Radeon Anti-Lag для улучшения отклика.

2. Задействовать динамическое разрешение Radeon Boost.

3. Активировать FreeSync. При отсутствии у монитора его поддержки — альтернативный Enhanced Sync.

4. Чтобы совсем не отказываться от сглаживания, форсировать морфологическое сглаживание.

5. Снизить максимальный уровень тесселяции или отключить ее.

Однако, стоит помнить, что не все форсированные настройки будут применяться в любой игре. Например, форсированный мультисэмплинг не заработает в игровом проекте на каком-нибудь движке с отложенным рендерингом, который не поддерживает такой тип сглаживания. Некоторые игры игнорируют и форсированное морфологическое сглаживание, другие — анизотропную фильтрацию, и т.д. Именно поэтому работу принудительных настроек нужно проверять с каждой игрой «вживую».

Как видите, современная графическая оболочка драйверов AMD Radeon обладает большим количеством возможностей для игр. Помимо расширенных графических настроек и технологий, Radeon Software Adrenalin Edition умеет разгонять видеокарту, записывать и транслировать видеоролики, а также выводить оверлей с показателями в играх. Для всего этого еще несколько лет назад в обязательном порядке требовались сторонние программы.

Программное обеспечение для «красных» видеокарт совершенствуется, обзаводясь все новыми и новыми технологиями — как непосредственно графическими, так и не относящимися к ним. Вне зависимости от классификации, новые функции призваны создать комфорт и удобство в пользовании современными видеокартами от AMD.

Пользователи, которым нужен производительный графический процессор в ноутбуке, часто встают перед дилеммой. Выбрать тонкую и легкую модель лэптопа, но при этом лишиться производительной графики? Или купить игровой ноутбук, но из-за массы и габаритов потерять в портативности? Для тех, кто хочет совместить и то, и другое, существует специальная категория устройств.

Большая внешняя видеокарта

В ограниченное пространство ноутбука непросто вместить мощную видеокарту. Главная проблема, которая всплывает — это охлаждение. Производительные модели могут потреблять далеко за сотню ватт. Охладить такой пыл в маленьком объеме непросто. Именно поэтому топовые игровые ноутбуки получаются габаритными и тяжелыми.

Внешний графический процессор для ноутбука — это обычная десктопная видеокарта, помещенная в специальную док-станцию. Станция обладает собственным блоком питания для подключения к розетке. К ноутбуку такие устройства подключается посредством Thunderbolt 3 — специального интерфейса с высокой пропускной способностью. Понятное дело, внешний графический процессор лишает ноутбук портативности.

Повышение графической производительности зависит от используемой видеокарты. В случае с флагманами можно добиться кратного роста. Это позволяет играть в требовательные игры и с комфортом работать с «тяжелыми» программами.

Как работают внешние графические процессоры

Внешняя видеокарта работает в системе точно так же, как внутренняя. Достаточно подключить ее и установить драйверы. Обычно драйвер сам переключает вычисления и 3D-нагрузку на внешнюю видеокарту. В некоторых случаях — например, при наличии у ноутбука дискретной видеокарты — придется немного повозиться. Придется вручную указывать предпочитаемый графический процессор в панели управления драйвера.

В продаже есть не только готовые продукты с уже установленными внутри видеокартами. Можно приобрести док-станцию с блоком питания и необходимой «начинкой», к которой видеокарту нужно докупать. В последнем случае нужно обратить внимание на две характеристики. Это мощность блока питания и максимальная длина карты, которую вмещает корпус. Если забыть про характеристики, либо карта не влезет физически, либо станции не хватит мощности.

Док-станции для внешних ГП могут иметь дополнительные разъемы для подключения внешних устройств. Например, USB, LAN, HDMI, DVI или Display Port. Большинство станций также передают энергию через Thunderbolt. Если ваша модель ноутбука способна питаться через данный разъем, собственное зарядное устройство при работе от сети не потребуется.

Производительность ГП

Ноутбучные видеокарты, несмотря на схожесть названий моделей с десктопными, обладают пониженной производительностью. Например, десктопная RTX3080 по характеристикам на голову опережает мобильную версию. В чем причина? Ноутбучные модели имеют более низкий тепловой пакет, и за счет этого — ощутимое ограничение мощности при нагрузке. Кроме того, некоторые модели имеют меньше исполнительных блоков, чем в десктопных аналогах.

Внешние видеокарты этих минусов лишены. Используются обычные десктопные модели, теплопакет которых искусственно не ограничен дополнительными факторами, количество блоков не урезано. Именно поэтому они показывают более высокую производительность.

Впрочем, есть ряд факторов, который ограничивают производительность внешних ГП. Главный из них — интерфейс подключения. Thunderbolt 3 предоставляет пропускную способность до 40 Гбит/c. При этом современные массовые графические ускорители используют PCI-E 3.0 x16 с пропускной способностью 128 Гбит/c. Флагманские модели  используют PCI-E 4.0 x16 с 256 Гбит/c. Это ограничивает производительность видеокарт — причем, чем мощнее карта, тем больше влияние на производительность. Вдобавок из-за узкого интерфейса при использовании в играх возможны подвисания и микрофризы. В некоторых игровых сценах данные просто не успевают вовремя поступать к ГП через упомянутое «бутылочное горлышко».

Вторым фактором, влияющим на производительность, становится центральный процессор ноутбука. Ноутбучные модели обладают более низкой частотой, в первую очередь — при длительных нагрузках. Так что игровая производительность в некоторых сценах будет упираться в ЦП.

Пара ложек дегтя

У внешних графических процессоров есть и свои недостатки. Прежде всего, из-за него ноутбук перестает быть портативным: для ГП требуется розетка. Следующий недостаток — большой вес и серьезные габариты. Док-станция должна вместить в себя полноценную видеокарту и блок питания на несколько сотен ватт. Такая «коробка» получается достаточно большой и тяжелой.

Третий недостаток — разъем.  Порт Thunderbolt есть далеко не на всех ноутбуках. Им оснащаются, как правило, дорогие модели. Так что к любому ноутбуку такую видеокарту не подключить.  А приобретать к недешевой внешней видеокарте еще и дорогой ноутбук — решение неочевидное. Сэкономить, покупая компоненты внешнего ГП по отдельности, тоже не получится. Док-станции сами по себе стоят немалых денег.

И, наконец, последний недостаток — описанные выше ограничения производительности.

Все это вкупе привело к тому, что ассортимент внешних графических процессоров невелик. Пользователей подобных девайсов тоже не очень много.

Кому пригодятся внешние ГП

Внешние видеокарты пригодятся:

●   Для игр. Десктопные модели быстрее ноутбучных. Итоговая производительность такой связки с топовым ГП будет чаще всего выше, чем у обычного игрового ноутбука.

●   Для работы с «тяжелыми программами», использующими ГП. Расчеты, 3D, рендер и работа с видео — при использовании внешнего графического процессора все это намного ускорится.

Главный плюс тандема ГП с ноутбуком — портативность последнего. Легкий и тонкий ноутбук с интерфейсом Thunderbolt можно носить с собой. А когда понадобится повышенная графическая производительность — сделать его стационарным, подключив к док-станции.

Несмотря на все недостатки, другого варианта получить максимум графической производительности для небольших ноутбуков не существует. Именно поэтому внешние графические процессоры все же заняли свою нишу на рынке.