Графические технологии: единство и борьба противоположностей

Чего мы хотим от своей видеокарты? С одной стороны – высокой производительности. С другой – минимального энергопотребления и шума при работе. Но ведь эти две стороны – взаимоисключающие. Современные топовые чипы имеют высокие тактовые частоты, рассеивают большую мощность и, соответственно, требуют шумных и габаритных систем охлаждения. Во время игровых сражений шум, издаваемый кулером видеокарты, теряется на общем фоне, на него не обращаешь особого внимания. Совершенно другая ситуация наблюдается при работе с обычными офисными приложениями – иногда так хочется посидеть, подумать о чем-то в тишине.

Можно попробовать найти компромисс между мощностью и производительностью, с одной стороны, и энергопотреблением и уровнем издаваемого шума – с другой. Но ведь компромисс – это только «половинчатое» решение, поиск взаимных уступок. Куда более эффективными кажутся технологии, позволяющие динамически изменять мощность графической подсистемы в зависимости от нужд пользователя, т.е. решаемых им задач. Выполняется ресурсоемкое 3D-приложение – пожалуйста, получите максимальную мощность, набирается текст в Word’е – мощность снижается до минимума.

 Идея динамического регулирования мощности графической подсистемы компьютера реализована на сегодняшний день двумя способами. Первый – регулирование питающего напряжения и частоты графического чипа, в результате чего изменяется энергопотребление и, соответственно, скорость вращения вентилятора охлаждения. Данная технология пришла из сегмента мобильных решений, где снижение частоты процессора и видеочипа способствуют снижению расхода энергии, что увеличивает время автономной работы ноутбука. Компания ATI (AMD) логично решила, что данная технология актуальна и для видеокарт настольных ПК, и впервые применила ее в серии графических чипов Radeon HD 3000, назвав PowerPlay. Естественно, следующая, четвертая серия чипов от ATI (Radeon HD 4850/4870) также поддерживает данную технологию.

Несколько позже идею динамического регулирования мощности реализовал конкурент ATI – компания NVIDIA Corporation. Соответсвующая технология HybridPower поддерживается всеми топовыми чипами компании: GeForce 9800 GT, GeForce 9800 GTX/ GTX+, GeForce 9800 GX2, GeForce GTX 260/280. Помимо этого, данная технология реализована в чипсетах, предназначенных для работы с процессорами AMD: nForce 750a/780а SLI и GeForce 8200/8300.

Несмотря на очевидные преимущества технологий ATI PowerPlay и NVIDIA HybridPower, их все же нельзя назвать пределом совершенства. Даже минимальная производительность, развиваемая современными мощными чипами в экономичном режиме работы, является избыточной и не используется на все 100%. В результате избыток энергии идет на повышение температуры чипа, снизить которую старается кулер, который хотя и снижает свои обороты, но все же продолжает работать.

Что же делать? Есть второй способ регулирования мощности, который состоит в использовании сразу двух видеокарт. Первая из них работает на минимальных частотах, потребляет минимум энергии, и обладает малой производительностью. Эта видеокарта берет на себя работу с двухмерной графикой и несложной трехмерной. Параметры такой видеокарты позволяют использовать для ее охлаждения пассивную систему, а это значит — никакого шума в работе! Если же пользователю необходимо «выжать» максимум из графической подсистемы, в работу вступает вторая видеокарта, превосходящая по мощности первую в десятки раз. Конечно, при этом значительно увеличивается энергопотребление, а также шум, связанный с работой активной системы охлаждения. Но, как известно, за все приходится платить.

Системы, сочетающие в себе два графических ядра, получили название гибридных. У ATI это Hybrid Graphics, у NVIDIA — Hybrid SLI Boost. В обоих случаях роль «слабого звена» выполняет графическое ядро, встроенное в чипсет материнской платы. На сегодняшний день поддержкой технологии ATI Hybrid Graphics обладают интегрированные чипсеты AMD 780G/790GХ. А технологию NVIDIA Hybrid SLI Boost поддерживают уже упомянутые чипсеты nForce 750a/780а SLI и GeForce 8200/8300 для процессоров AMD, а также nForce 730i, GeForce 9300/9400 для процессоров Intel.

Казалось бы, «гибридная» графика решает все проблемы. Но не все так просто. Как ATI, так и NVIDIA вдруг решили, что высокопроизводительные решения среднего и верхнего ценовых диапазонов не должны работать в паре с интегрированной графикой чипсета. Мол, в этом нет совершенно никакого смысла. Дело в том, что ATI Hybrid Graphics и NVIDIA Hybrid SLI Boost разрабатывались не столько для оптимизации энергозатрат, сколько для повышения производительности встроенного графического ядра. Схема работы такая. При малой нагрузке работает только встроенная графика чипсета. При повышении нагрузки к работе подключается дискретная видеокарта. Работая в паре, два ядра способны значительно увеличить производительность. Но максимальная эффективность подобного решения наблюдается только тогда, когда оба ядра примерно соответствуют друг другу по своим характеристикам. Иными словами, внешняя видеокарта должна быть достаточно посредственной в плане производительности. Такими в настоящий момент являются ATI Radeon HD 2400 Pro/XT, Radeon HD 3450 /3470 и GeForce 8400 GS и GeForce 8500 GT. Все перечисленные видеочипы относятся к нижней ценовой группе. Как показывают проведенные тестирования, использование гибридной графики из комбинации перечисленных интегрированных чипсетов и дискретных видеокарт позволяет существенно (до 60%) повысить производительность графической подсистемы. Но этого все равно оказывается недостаточно для современных игр. Так что в сложных 3D-приложениях все равно придется использовать внешнюю видеокарту среднего или верхнего уровня, отключив гибридную технологию.

В итоге получается следующая картина. Если необходима максимальная производительность, выбор один – мощная дискретная видеокарта, которая при поддержке технологий ATI PowerPlay или NVIDIA HybridPower способна несколько снизить энергопотребление и шум в режиме минимальной загрузки. Если нужна максимальная эффективность графической подсистемы в плане энергопотребления, предпочтителен вариант с гибридной графикой. Правда, в последнем случае в силу существующих ограничений поиграть в современные игры не удастся. Опять компромиссы. Может, это пока? Ждем GeForce GTX 260/280 и Radeon 4850/4870, способные в 2D-режиме полностью отключаться и передавать «бразды управления» встроенной графике чипсета.