Перспективы рынка графических устройств

Практически подошел к своему логическому концу год две тысячи третий от Рождества Христова. Самое время приостановиться под сенью новогоднего древа и, остерегаясь дятлов, приглядеться к тому, что готовит нам год грядущий. За короткие осенние месяцы были анонсированы десятки (!) новых видеоакселераторов, новый стандарт графического интерфейса и несколько новых технологий визуализации информации. А это значит — снова затрепещут на виртуальном ветру виртуальные флаги виртуальной реальности, еще более реалистичные и проникновенные, чем когда-либо. И снова зашуршат наличностью фанаты прогресса, бросившись в погоню за очередной наживкой. Естественно, “Железный цех” не может пройти мимо грядущей рыбалки и представляет на ваш взыскательный взгляд свой календарь рыболова-любителя. Логово зверя __ “За двумя зайцами погонишься — таких … поймаешь” — эту русскую народную истину, видимо, усвоила и компьютерная индустрия, начав плавный переход с параллельных интерфейсов на последовательные.

Первой ласточкой стал стандарт Serial ATA , постепенно вытесняющий своего непоследовательного предка ATA/133. Пришел почтальон с косой и в графическую вотчину. Intel Developers Forum 2003 принес весть о том, что Intel сотоварищи начинают всеобщее внедрение нового графического интерфейса PCI Express x16, пришедшего на смену разъему AGP. Причем поставки систем с новым интерфейсом планируется начать уже в первом полугодии 2004 года. Новость на первый взгляд достаточно неожиданная, ведь AGP 3.0 появился на свет только в прошлом году и еще не успел прочно обосноваться в системных блоках. Но все сомнения отпадают при взгляде на спецификации нового интерфейса. За недолгое время существования интерфейса AGP третьей ревизии его несовершенство стало очевидно большинству специалистов. Первым недостатком AGP является недостаточная мощность , подаваемая на разъем, — ее не хватает для питания современных видеокарт, и производителям приходится устанавливать дополнительные разъемы питания. Вторым недочетом является неудачное расположение разъема на материнской плате, приводящее к нагреву платы и как следствие — влекущее за собой необходимость в монструозных системах охлаждения. &nbspPCI; Express в свою очередь представляет собой последовательный двунаправленный графический интерфейс со скоростью передачи данных до 4 Гбайт/сек в каждом (!) направлении. Совокупная скорость передачи, таким образом, достигает 8 Гбайт/сек . Интерфейс является легко модернизируемым и при необходимости может передавать данные со скоростью от 10 Гбайт/сек и выше. Разъем PCI Express содержит 164 контакта и простирается на 89 миллиметров системного пространства. На контакты питания подается стандартное напряжение 12 вольт. В систему можно устанавливать видеокарты с потребляемой мощностью до 75 ватт (против 25 ватт у AGP 3.0). При этом необходимо отметить, что уже на данный момент существуют видеокарты, потребляющие до 200 ватт, но для акселераторов среднего и начального уровня мощности, поставляемой PCI Express, должно хватить с запасом.

Так как разъем PCI Express является составляющей нового форм-фактора BTX , пришедшего на замену старичку ATX, то стандартом, помимо всего прочего, предусмотрено дополнительное охлаждение видеокарты вентилятором системного блока и кулером на боковой стенке корпуса. __ Немаловажным преимуществом нового стандарта является его полная программная совместимость с существующими драйверами видеокарт. “Железная” часть акселераторов также не требует основательной переделки, ведь размеры печатных плат и требования к высоте их компонентов не изменились. Это позволяет сделать переход на новый стандарт достаточно быстрым и безболезненным. Что уже не преминула сделать ATI , представившая все на том же IDF 2003 сэмпл графического акселератора для PCI Express. Представители компании заявили, что новый стандарт с широким каналом обратной связи позволяет увеличить общую производительность приложений минимум на 10%. Смеем предположить, что NVIDIA в долгу не останется и в скором времени следует ждать ответного анонса. Кроме того, учитывая, что себестоимость Express x16 не выше, чем AGP 3.0, в следующем году мы станем свидетелями своеобразной революции на рынке графических решений. По авторитетному мнению независимых экспертов, старичок AGP протянет еще год-полтора, но дни его уже сочтены, и приговор зачитан. Мы бы всех их победили… __ Под шум и грохот, издаваемый левиафанами ATI и NVIDIA, в графическом море DirectX9-решений скромно всплыла на глубину перископа субмарина S3 Graphics. Со времен не совсем удачной Savage2000 имя S3 постепенно стерлось из памяти аналитиков рынка видеокарт. Тем временем компания VIA подобрала скитальца, выходила и теперь пытается подарить его нашему железному зоопарку. Бурный поток финансовых вливаний сделал свое плодотворное дело, и цветок расцвел, распуская вокруг аромат сладких обещаний и анонсов. На данный момент анонсирована целая линейка видеокарт DeltaChrome на графическом ядре Columbia с полной поддержкой функций DX9 (при этом OpenGL поддерживается только до версии 1.3). Несомненным плюсом является то, что все видеокарты будут работать на шине PCI Express. По мнению компании, анонсированные видеоакселераторы покрывают все сектора графического рынка — от желанного, но не всегда доступного hi-end до доступного, но не всегда желанного low-end. Линейка DeltaChrome будет состоять из шести видеокарт, разбитых на пары — обычная+форсированная версия: * массовые карты DeltaChrome S4 и S4 Nitro ; * середнячки DeltaChrome S8 и S8 Nitro ; * и hi-end карточки DeltaChrome F1 и F1 Nitro. В картах среднего и производительного сегментов применяется графическое ядро с восемью графическими конвейерами и одним текстурным блоком на конвейер, что полностью удовлетворяет требованиям спецификации DirectX 9.

В массовых DeltaChrome S4 число графических конвейеров урезано вдвое. Более подробно смотрите таблицу " С емейство DeltaChrome в цифрах ". Если F1 по заявленным характеристикам ничем не выделяется среди своих конкурентов, то S8 и S4 могут потеснить таковых за счет вдвое увеличенного числа конвейеров. Рабочая частота ядра DeltaChrome F1 составит 315 МГц, ядро S8 будет работать на частоте 275 МГц. Для обмена с памятью используется 128-битная шина, не исключено и применение 64-битной памяти в бюджетных моделях. Графические процессоры будут выпускаться по прогрессивной технологии 0,13 мкм. Сами платы планируется изготавливать из шестислойного текстолита для чипов среднего и высокого ценового сегмента и из четырехслойного — для массовых чипов. Судя по используемым в производстве технологиям, цены на новое семейство явно не смогут быть демпинговыми и, вероятно, будут держаться на одном уровне с ближайшими конкурентами. Также из интересностей можно отметить шестнадцатикратную анизотропную фильтрацию и режим 16x Super Sampling AA. Для оптимизации работы с памятью используется собственный алгоритм Advanced Deferred Rendering и иерархический Z-буфер. Во всех картах линейки применяется собственная разработка S3 — технология обработки потокового видео Chromotion. Она ускоряет наложение фильтров на видеопоток и позволяет снизить время оцифровки файлов. Также обещается ускорение двухмерной графики (да-да, ее еще пытаются ускорить) в сфере работы с интерфейсом Windows XP (аппаратное сглаживание экранных шрифтов, альфа-канал и прочее). Эти технологии, в случае их реальной работоспособности (обещания всегда аппетитны), могут сделать всю линейку DeltaChrome неплохим выбором для людей, занимающихся цифровым видеомонтажом. А пока остается только ждать второй половины 2004 года, когда чудесное семейство увидит свет, и надеяться, что за это время оно не успеет безнадежно устареть. Ведь в этом случае никакой PCI Express ее уже не спасет… DeltaChrome S4 DeltaChrome S8 DeltaChrome F1
Число конвейеров &nbsp4; &nbsp8; &nbsp8;
Число текстурных блоков &nbsp1; &nbsp1; &nbsp1;
Скорость заполнения, гигапиксели/сек &nbsp1;,6 &nbsp2;,4 &nbsp2;,4
Пропускная способность, Гб/сек &nbsp9;,6 &nbsp9;,6 &nbsp11;
Две __ сорванные __ башни А между тем графическое подразделение компании Silicon Integrated Systems , опробовав свои силы на чипах линейки Xabre , выделилось в отдельную фирму XGI и приготовилось к очередному штурму рынка. Стенобитным орудием избрана новая линейка графических чипов Volary с поддержкой DirectX 9, грозящая разрушить до основания бастионы конкурентов.

Семейство Volary ориентировано на все сегменты рынка — от сверхпроизводительных решений до корпоративных массовиков-затейников. Характеристики видеоакселераторов потрясают неокрепшую психику геймеров (см. таблицу " Графические процессоры XGI Volary "). После долгого затишья в бой снова вступают “двухголовые” видеомонстры. Целых два (!) графических процессора (GPU — graphical processor unit) Volary Duo V8 Ultra вкупе с шестнадцатью графическими конвейерами и памятью DDR2 500 МГц позволят новичку на равных конкурировать даже с GeForce FX5900 Ultra и Radeon 9800 Pro. По первым тестам на платформе Pentium 4 3.0 ГГц карта выдает на-гора 5600 очков в тесте FutureMark 3DMark2003. Так как тестирование происходило на еще сырых, неоптимизированных драйверах, то, думается, результат этот может еще увеличиться. Volary Duo V5 Ultra позиционируется как прямой конкурент лидерам рынка middle-end Radeon 9600 Pro и GeForce FX5600 Ultra. Детище XGI превосходит их по количеству конвейеров вдвое, а использование 450 МГц памяти DDR2 увеличивает теоретический отрыв от конкурентов до солидного значения в 10-15%. Первые тестирования показывают, что Duo V5 Ultra выдает более 4000 очков в 3DMark2003 (для справки: Radeon 9600 Pro и GeForce FX5600 Ultra дают порядка 3600 очков). “Одноголовые” V8 Ultra и V5 Ultra занимают следующие две рыночные позиции за “двухголовыми” собратьями и являют собой компромисс между ценой и производительностью. Если V8 Ultra является конкурентом Radeon 9600 и GeForce FX5600, то V5 Ultra попадает лишь в верхнюю часть сегмента бюджетных решений, где по голове будут получать Radeon 9500 / Radeon 9500Pro и GeForce FX5200. Volari Duo V8 Ultra Volari Duo V5 Ultra Volari V8 Ultra Volari V5 Ultra Volari V3
Количество графических процессоров &nbsp2; &nbsp2; &nbsp1; &nbsp1; &nbsp1;
Частота работы ядра, МГц &nbsp350; &nbsp350; &nbsp350; &nbsp350; Информация отсутствует
Память До 512 Мбайт DDR2 До 512 Мбайт DDR2/DDR До 256 Мбайт DDR2 До 256 Мбайт DDR2/DDR Информация отсутствует
Число конвейеров &nbsp16; &nbsp8; &nbsp8; &nbsp4; Информация отсутствует
Число текстурных блоков &nbsp4; &nbsp2; &nbsp1; &nbsp1; Информация отсутствует
Самую нижнюю ступеньку пьедестала занимает мифический V3 Ultra , про который еще абсолютно ничего не известно. Подытоживая, хотелось бы сказать, что семейство Volary представляется аналитикам высокоперспективным — заявленные возможности чипов заставляют обратить на них самое пристальное внимание. В то же время, похожая ситуация была и перед выходом SiS Xabre. Те же сверкающие строчки анонсов и сладкие обещания “уделать всех”. В итоге покупатели получили корявейшие драйвера, нехватку чипов на рынке и явно с потолка взятые цены. Будем надеяться, что XGI учтет опыт былых поражений и в этот раз “ответит за качество”. В продаже новые карты появятся в первом квартале следующего года. УсладаXTремала Мы живем в эпоху экстремализма — экстремальные скорости, экстремальные технологии и экстремальные события. Само собой, такая яркая тенденция не может не отразиться на рынке высоких технологий. К примеру, решила отметиться на экстремальной ниве и компания ATI, анонсировавшая два новых графических чипа Radeon 9800XT и Radeon 9600XT (см. таблицу " Новые графические процессоры Radeon серии XT "). Увеличение частоты работы памяти в Radeon 9800XT дает прирост по скорости + 1,6 Гбайт/сек. Частота ядра увеличена всего на + 32 МГц. Чип будет по-прежнему выпускаться по 0,15 мкм технологии, что, надо отметить, не модно и несколько ограничивает максимально возможную частоту работы графического ядра. “Младшенький” Radeon 9600XT вообще отличается от своего предшественника только увеличенной частотой работы чипа (память тактуется по-старому). Этот GPU планируется выпускать по 0,13 мкм технологии, что означает пониженное тепловыделение и энергопотребление, а также должно избавить плату от дополнительного разъема питания. Radeon 9800 XT Radeon 9800 Pro Radeon 9600 XT Radeon 9600 Pro
Частота работы ядра, МГц &nbsp412; &nbsp380; &nbsp500; &nbsp400;
Память До 256 Мбайт DDR2 До 256 Мбайт DDR До 128 Мбайт DDR До 128 Мбайт DDR
Частота работы памяти, МГц &nbsp365; &nbsp340; &nbsp300; &nbsp300;
Шина памяти &nbsp256; бит &nbsp256; бит &nbsp128; бит &nbsp128; бит
Помимо увеличенных частот работы ядра и видеопамяти, новая линейка графических чипов отличается применением патентованной технологии Overdrive. Графические чипы оснащены термодатчиками, соизмеряясь с показаниями которых, плата способна автоматически повышать или понижать частоту работы ядра и памяти.

Теоретически технология должна обеспечивать безопасный автоматический разгон видеоподсистемы и при хорошем охлаждении способна повысить производительность акселератора на 15-20%, по словам представителей ATI. В деле продвижения новой линейки на рынок ATI активно сотрудничает c легендарной компанией-разработчиком Valve. К примеру, по условиям одной из промо-акций, заказав два новых акселератора, покупатель получает в комплекте Half-Life 2. Сама же ATI уже получила от Valve статус "preferred graphics partner" , что гарантирует ей повышенное внимание падких на слова геймеров. Первые карты появятся на рынке уже к концу 2003 года при цене порядка 450 долларов за Radeon 9800XT и 200 долларов за Radeon 9600XT. Детимегадрайва Компания NVIDIA в очередной раз решила не изобретать велосипед, а усовершенствовать уже существующие модели, немного повысив их рабочие частоты. В итоге на свет божий явились графические решения NV38 и NV36 — в образе видеоплат наименованные GeForce FX5950 Ultra и FX5700 Ultra соответственно. Информации об этих чипах пока очень мало. К тому же, видимо, у NVIDIA есть некоторые проблемы с FX5950, так как в роадмэпах производителей видеоакселераторов этот чип пока не значится. &nbspGeForce; FX5700 представляет собой модификацию старшей модели семейства с урезанной вдвое шиной обмена с памятью. Помимо увеличенных частот работы, новое семейство графических чипов отличается применением технологии охлаждения FXFlow , обеспечивающей пониженное “шумовыделение”. Ориентировочные цены на карты на основе новых чипов: 499 долларов за FX5950 Ultra и порядка 230 долларов за FX5700. GeForce FX5950 Ultra GeForce FX5700 Ultra
Частота работы ядра, МГц &nbsp500; &nbsp475;
Память До 256 Мбайт DDR До 128 Мбайт DDR
Частота работы памяти, МГц &nbsp500; &nbsp475;
Шина памяти &nbsp256; бит &nbsp128; бит
Третий __ глаз __ Если с видеокартами ближайшего будущего мы вроде бы определились, то по поводу средств отображения обработанной акселераторами информации существует много разночтений. Традиционные ЭЛТ- и ЖК-мониторы уже достаточно приелись обыкновенному пользователю, и на их место норовят попасть новые, революционные устройства, стремящиеся внести в изображение еще одно измерение — третье. Принцип создания 3D-изображений пришел к нам из далеких времен “объемных” открыток.

Чтобы у работающего за компьютером субъекта родилось ощущение “выпуклости” происходящего, нужно подавать на левый и правый глаз наблюдателя две различные картинки. Проблема в способе подачи этих изображений на сетчатку. Для разделения изображения применяются либо светофильтры, пропускающие только определенный спектр излучений для каждого глаза в отдельности, либо разделение “левой” и “правой” картинки по времени. К примеру, левый глаз получает изображение с задержкой в 50 мс относительно правого. Это позволяет обмануть наш вездесущий мозг и заставить его сложить из двух картинок цельное трехмерное изображение. Не так давно интернет потрясли появившиеся слухи о разработке компанией Sharp трехмерного ЖК-монитора, позволяющего погрузиться в “виртуальную реальность”, не отходя от рабочего места. Данная технология заключается в применении таинственного “параллаксного барьера”, разделяющего изображение монитора на фрагменты для левого и правого глаза. Весь дисплей поделен на вертикальные участки, из которых мозг пользователя формирует трехмерную картинку. При этом для получения полноценной иллюзии трехмерности пользователь должен занять строго определенное положение перед монитором, что достигается при помощи специального датчика, помогающего юзеру “устроиться поудобнее”. Режим трехмерности может быть и отключен — тогда монитор переходит в стандартное “2D” с разрешением в 1600х1200 пикселей. Идея, по утверждению людей знающих, проста как мир, но достаточно недешева в реализации.

Усложнившаяся конструкция обладает значительно меньшим сроком службы и пониженной надежностью. Также из-за разделения экрана на два “экранчика” разрешение изображения понижается вдвое — то есть итоговое разрешение в трехмерном режиме составляет всего 800х600 точек. А __ еще __ я __ в __ нее __ кушаю! Самыми древними представителями “трехмерных окуляров” являются очки и шлемы виртуальной реальности. Именно в такого рода устройствах применяется уже упомянутая технология разделения изображения по времени. Несомненно, самыми интересными приборами данного класса являются шлемы, позволяющие воздействовать на игровой процесс движениями головы. Закрепленное на голове устройство посредством гироскопов чутко отслеживает повороты и наклоны вашего центрального мыслительного устройства. Изображение для каждого глаза в отдельности подается на два миниатюрных LCD-дисплея. Максимальное разрешение, достигнутое технологией на данный момент, составляет 1280х1024 пикселей. Основным недостатком всех без исключения шлемов виртуальной реальности является то, что человек, работающий с ними, устает за считанные минуты. Глаза не могут привыкнуть к тому, что на расстоянии пяти-десяти сантиметров от них что-то постоянно происходит, и жестоко протестуют. Не менее трепетно относятся к процессу погружения в ВР и шейные мышцы — постоянное шевеление головой с нелегкой ношей в 1-1,5 килограмма сводит на нет все конструктивные изыски дизайнеров и инженеров. Хочется сбросить все это великолепие и бежать, пока глаза глядят. К тому же шлемы виртуальной реальности — удовольствие далеко не дешевое, и их стоимость надежно отпугивает рядового розничного покупателя.

Говорит __ ипоказывает __ воздух! __ Одной из самых интересных технологий, представленных в этом году, является технология сенсорных голографических экранов. Суть технологии заключается в проецировании изображения прямо на воздух. Гениальное устройство состоит из компактной подставки, содержащей проектор и сенсоры. При помощи нее в пространстве формируется полупрозрачное изображение практически любого размера (все зависит лишь от мощности оптических излучателей); причем изображение можно всячески вращать в трех измерениях. Ранее подобное можно было увидеть только в фантастических фильмах. Также несомненным преимуществом голографии является интерактивность картинки. Пользователь может управлять рукотворным миражом мановением шаловливых ручонок, не применяя никаких дополнительных устройств — вроде перчаток или штативов-манипуляторов. После того как рука или любой другой орган попадают в область изображения, они незамедлительно фиксируются сенсорами, расположенными в подставке, и в систему передаются координаты рукотворного “курсора”. Первой продемонстрированной изумленной общественности ласточкой стал экран HelioDisplay. На сегодняшний день прототип умеет формировать изображение с диагональю в 21 дюйм и углом обзора в 75 градусов. Это, конечно, немного для традиционного ЭЛТ и ЖК, но, учитывая то, что изображение можно вращать, проблема небольшая. Разрешение составляет 640х480 точек с отображением 16,7 миллионов цветов. В перспективе разработчики обещают расширить угол обзора до приемлемых показателей. Из прочих интересных фактов стало известно, что, в целях сохранения конфиденциальности, с обратной стороны изображение невидимо. Перспективы данной технологии просто огромны — ее можно применять как в профессиональных приложениях, так и в играх, не говоря уже про телевещание и цифровое видео. Известными минусами технологии является относительная сложность технической реализации и высокая стоимость системы приемников-передатчиков.

Это означает, что в рознице первые бытовые голопроекторы мы с вами увидим еще не скоро, и пока рассматривать данный способ отображения можно только в будущей перспективе. Искра прогресса Постепенно приходит в потребительский сектор и технология плазменных экранов. Суть ее подобна работе простых ламп дневного света. Изображение формируется триадными группами (красный-синий-зеленый) газоразрядных элементов. При прохождении электрического разряда элементы экрана начинают светиться, формируя изображение. Цвет, излучаемый элементами, зависит от типа газа, наполняющего “микроколбочки”. Преимуществом “плазмы” является низкое время отклика экрана, яркое (контрастность 1500:1 ) и равномерное цветовое поле, широкий угол обзора (до 160 градусов) и возможность получения мониторов абсолютно любого размера (вплоть до десятков метров в диагонали). На данный момент в природе существуют 61 -дюймовые плазменные дисплеи, и это не предел. Стоимость традиционной ЖК-матрицы растет по мере увеличения ее диагонали скачкообразно. Производство, к примеру, тридцатидюймовой матрицы на существующих технических решениях очень проблематично, к тому же возникают про блемы с лампами подсветки и с равномерным освещением всей видимой области. При получении плазменного экрана большого размера проблема состоит только в том, чтобы создать соответствующую сетку инициирующих электродов для питания световых элементов. Полученный экран обладает еще одним несомненным преимуществом по сравнению с ЖК — он очень тонок и легок (не требуются достаточно громоздкие лампы подсветки). В итоге плазменный монитор можно легко повесить на стену, потолок или другие ровные вертикальные поверхности, что очень удобно как в быту, так и для проведения масштабных презентаций.

Преимущества “плазмы” таковы, что сейчас в мире мониторы (и телевизоры) с диагональю от 30 дюймов и выше выпускаются в большинстве своем по плазменной технологии. И цены на эти изделия постепенно опускаются до разумных пределов. Сейчас основная сфера применения “плазмы” — телевизоры, мониторы в телевизионных студиях и рекламные уличные щиты. К примеру, на Нью-йоркской фондовой бирже установлен монитор с диагональю в несколько десятков метров, составленный из нескольких плазменных панелей. В будущем снижение цен может привести к тому, что во многих квартирах традиционные настенные ковры будут целиком заменены трех-четырехметровыми светящимися экранами, и выражение “растянуть обои на весь экран” обретет практический смысл. Вашмонитортак __ исветится __ радостью… На смену традиционным ЖК-матрицам спешит и окрепшая технология LED -матриц ( Light Emission Display ). Суть ее заключается в том, что для отображения информации используются триадные группы, составленные светоизлучающими диодами. Разные цвета получаются путем применения диодов с разной излучаемой длиной волны. Преимущества технологии перед ЖК-матрицами заключаются в повышенной яркости изображения, отсутствии ламп подсветки и низком энергопотреблении. Именно технология LED представляется явной альтернативой жидким кристаллам в секторе мониторов от 15 до 21 дюйма. Ее применение позволит увеличить срок службы компьютерных мониторов, уменьшить их габариты и сохранить столь ценную в эпоху грядущего энергетического кризиса энергию. К сожалению, сложность изготовления светодиодной матрицы большого размера сильно замедляет развитие этой перспективной технологии — процент выхода годных матриц очень низок. На данный момент диагональ существующих LED-панелей не превышает 5-6 дюймов, и применяются они только в карманных ПК и мобильных телефонах. Само собой, разработчики не отчаиваются и уверенно обещают решить все проблемы в две тысячи каком-то году. Точно знаю, что не в две тысячи четвертом. Прекрасное недалеко Пока наши звездолеты бороздят просторы Большого Театра, а великие визуализационные технологии переживают период раннего отрочества, “Железный цех” рекомендует вам, дорогие читатели, насладиться наступлением нового года. Выйдите на улицу, ощутите истинную трехмерную реальность и, глядя на темное зимнее небо, попробуйте помечтать о столь близком и осязаемом будущем. С Наступающим!