Muropaketti.com

ATI CrossFire

30.9.2005

ATIn pian julkaistavan R520-koodinimellisen näytönohjaimen ohella kanadalaisyritykseltä on pitkään odotettu CrossFire-tuotteiden saapumista markkinoille, sillä CrossFire lanseerattiin jo kesäkuun 1. päivä Taiwanissa pidetyn Computex-tapahtuman yhteydessä. ATI vitsaili vielä vuosi sitten NVIDIAn SLI-tekniikalle, mutta sittemmin tekniikka onkin osoittanut vahvuutensa ja on painostanut ATIn kehittelemään vastaavanlaista tekniikkaa. Muropaketin teettämässä haastattelussa ATIn toimitusjohtaja Dave Orton lähettää kiitokset NVIDIAlle SLI-tekniikan tuomisesta markkinoille ja luodessaan kiinnostusta useamman näytönohjaimen kokoonpanoihin. Orton kuitenkin mainitsee samaan hengenvetoon ATIn vastineen viivästymiselle teknisen yliotteen varsinkin ulkoisen linkkikaapelin kanssa, ja hehkuttaa CrossFiren tähtäävän jopa 100 prosentin suorituskykyparannukseen yhteen näytönohjaimeen verrattuna.

Pelkäksi paperijulkaisuksi reilun kolmen kuukauden aikana kehittyneen CrossFire-tekniikan mukaisia CrossFire Edition -näytönohjaimia ATI lupailee sivuillaan elokuun puolivälissä, mutta toistaiseksi niiden saaminen edes lehdistölle on ollut kiven alla. ATI mainosti viime vuonna rehvakkaasti tuovansa julkaisemansa tuotteet kuluttajien saataville 30 päivän kuluessa, mutta tämän Orton sivuttaa CrossFiren osalta sillä, ettei yritys mainostanut vastaavanlaista saatavuutta CrossFirelle sen julkaisun yhteydessä. Sen sijaan Orton kertoi CrossFire-emolevyjen saapuvan markkinoille ennen seuraavan sukupolven näytönohjainten julkaisua, viitaten siis 5. lokakuuta julkaistavaan R520:een.

Emolevyjen tilanne R520:n julkaisun alla näyttää kuluttajien silmistä edelleen todella heikolta, eikä edes japanilaiset tietotekniikkaputiikit ole onnistuneet saamaan yksittäisiä eriä myyntiin. Muropaketti onnistui kuitenkin saamaan testiin CrossFire-laitteiston, joka käsittää ATIn Xpress 200 CrossFire Edition -referenssiemolevyn sekä Radeon X850 XT -näytönohjaimen normaalin ja CrossFire Edition -version. Artikkelissa perehdytään Xpress 200 CrossFire Edition -piirisarjaan ja siihen perustuvaan referenssiemolevyyn, CrossFire-tekniikkaan, CrossFire Edition -näytönohjaimeen ja sen vertailuun normaaliin Radeon X850 XT:hen. Lisäksi loppupuolella paneudutaan pikaisen ylikellotuskatsauksen lisäksi laitteiston suorituskykyyn, jossa vertailuksi asetetaan NVIDIAn GeForce 6800 Ultra -näytönohjaimet SLI-laitteistossa.

ATI Radeon Xpress 200 CrossFire Edition -piirisarja

ATI Xpress 200 CrossFire Edition -piirisarja käsittää AMD-alustalla RD480- ja Intel-alustalla RD400-koodinimellisen northbridgen. Intel-puolella prosessorituki kattaa 533 ja 800 MHz:n väylätaajuudella toimivat prosessorit, kun taas AMD:n osalta tuki rajoittuu 800 MHz:n ja 1 GHz:n kellotaajuuksilla toimivaan HyperTransport-väylään. Käytännössä tämä tarkoittaa tukea RD400-emolevyillä Socket 775 -prosessoreille ja RD480-emolevyillä Socket 939 -prosessoreille. RD480 tukee AMD Athlon 64 -prosessoreiden kaksikanvaista DDR400-muistiohjainta ja RD400 sisältää kaksikanvaisen DDR400-tuen lisäksi DDR2-667-tuen. ATIn mukaan piirisarja tukee epävirallisesti Intelin osalta myös 1066 MHz:n väylätaajuudellisia prosessoreita ja DDR2-866-muisteja.

PCI Express -tuki on toteutettu näytönohjaimille vastaavalla tavalla kuin NVIDIAn ensimmäisen sukupolven nForce4 SLI -piirisarjassa. Käytössä on siis PCI Express x16 -väylä, joka voidaan käyttää joko yhteen näytönohjaimeen tai jakaa CrossFire-tekniikkaa käyttäessä kahdeksi PCIe x8 -väyläksi. Lisäksi käytössä on vapaasti valjastettavissa neljä PCI Express -linjaa esimerkiksi PCIe x1/x2/x4-liittimiin tai vaikkapa verkkopiiriin.

RD400- ja RD480-northbridgejen parina on SB450-southbridge, joka tukee 7.1-kanavaista Azalia-koodinimellistä HD-Audio-ääniominaisuutta, kahta ATA133-väylää, PCIe-väylän kautta toimivaa gigabitin verkko-ohjainta ja muun muassa kahdeksaa USB 2.0 -porttia. Serial ATA -tuki rajoittuu neljään vanhempaan, ainoastaan 1,5 gigabitin siirtonopeuteen sekunnissa kykenevään, liittimeen ja mahdollinen SATA2-tuki kolmen Gb/s:n nopeudella jää ulkoisen piirin harteille.

ATI CrossFire -tekniikka

ATI CrossFire on perusperiaatteeltaan hyvin samanlainen tekniikka kuin NVIDIAn SLI, mutta eroavaisuuksia on silti paljon. Yksi merkittävimmistä eroista on näytönohjaimet, joista toinen voi olla normaali X850- tai X800-sarjalainen näytönohjain (kuvassa alempi). Tämän pariksi kuitenkin vaaditaan ATIn CrossFire Edition -kortti (kuvassa ylempi), jossa on Compositing Engine -piiri. Toinen näkyvä ero NVIDIAn SLIhin on siltapiirilevyn uupuminen ATIn ratkaisusta. Näytönohjaimia ei siis yhdistetä toisiinsa millään näkyvällä tavalla kotelon sisällä, vaan Voodoo II -henkisesti kolmiliittimellisellä DVI-linkkikaapelilla.

Compositing Engine -piiri siis toimii kahden näytönohjaimen yhteyspiirinä ja mahdollistaa eri renderöintitavoilla näytönohjaimien renderöityjen ruutujen tai osittaisten alojen yhdistämisen. CrossFire-kokoonpanolla on käytössä kolme erilaista renderöintitapaa, AFR (Alternate Frame Rendering), SuperTiling ja Scissor, sekä yksi tehostettu reunojenpehmennystila, Super-AA. Kolmea ensimmäisenä mainittua renderöintitapaa käyttäjä ei pysty itse valitsemaan, vaan kun Catalyst Control Centeristä on asetettu A.I-ominaisuus päälle, ajurit päättävät itse mitä tilaa 3D-sovelluksessa käytetään. Sen sijaan Super-AA-tilan pystyy itse asettamaan ajureista päälle, mutta tällöin AFR:ää, SuperTilingia tai Scissoria ei ole mahdollista käyttää.

Tyypillisesti ajurit valitsevat joko SuperTiling- tai Scissor-tilan ja valinta perustuu sekä laitteiston että 3D-sovelluksen perusteella. Jos A.I-ominaisuus on kytketty pois päältä, ajurit valitsevat aina Direct 3D -sovellukseen SuperTiling-tilan, jos käytössä olevissa näytönohjaimissa on vähintään 16 renderöintiliukuhihnaa.

AFR- eli Alternate Frame Rendering -tilassa kumpikin näytönohjain, siis normaali Radeon X800- tai X850-sarjalainen ja CrossFire Edition, renderöi vuoroittaiset ruudut. Normaali Radeon renderöi jaolliset ruudut ja lähettää kuvat sen jälkeen DVI-kaapelin kautta CrossFire Editionin Compositing Enginelle, jossa ne yhdistetään CrossFire Editionin renderöimiin parittomiin ruutuihin. AFR:n suurin heikkous on kuitenkin se, ettei sitä pystytä käyttämään sovelluksissa, joissa renderöitävä ruutu on riippuvainen edellisessä ruudussa muodostetusta datasta. Tällaisissa tapauksissa ajurit valitsevat käyttöön joko SuperTiling- tai Scissor-tilan. AFR:ää käyttävät tuetut Direct 3D- ja OpenGL-ohjelmat onkin määritelty erikseen ajureihin, joten Catalyst A.I-ominaisuus on jälleen kerran syytä olla asetettuna päälle.

Scissor-tilassa ruutu jaetaan kahteen osaan joko horisontaalisessa tai vertikaalisessa suunnassa, joista näytönohjaimet renderöivät eri puolet. Suhde ei välttämättä ole aina 50/50, vaan ajurit voivat asettaa suhteen ruudusta riippuen esimerkiksi 60/40 tai 70/30. Renderöidyt puoliskot yhdistetään AFR:n tapaan Compositing Enginessä, josta näytölle saadaan aikaiseksi yksi kokonainen ruutu. ATIn mukaan Scissor-tila on yleensä SuperTilingia tehottomampi, mutta on olemassa tilanteita, joissa se vetää pidemmän korren. ATI mainitsee tilan olevan tuetta yhteensopivuuden, joka käsittää Direct 3D:n lisäksi myös OpenGL:n, ja suorituskyvyn maksimoimiseksi.

Kolmas ja viimeinen renderöintitila on SuperTiling, jossa ruutu jaetaan 32x32-pikselin kokoisiin neliöihin. Normaali ja CrossFire Edition-näytönohjain renderöivät paloitellusta ruudukosta aina joka toisen neliön muodostaen shakkiruudukon. ATI hehkuttaakin SuperTilingin olevan renderöititiloista tehokkain, sillä koska ruutu jaetaan hyvin pieniin osiin, jakautuu molempien näytönohjaimien renderöintitaakka tasan. AFR:n ja Scissorin tapaan neliöiden yhdistäminen tapahtuu Compositing Enginessä. SuperTilingin etu AFR:ään nähden on sen tuki käytännössä kaikkiin Direct 3D -sovelluksiin, mutta on olemassa muutamia tapauksia, joissa SuperTiling ei tuota optimaalisinta suorituskykyä. Näissä tilanteissa käytetään lähes poikkeuksetta Scissor-tilaa.

Reunojenpehmennys on varmasti kaikille Muropaketin lukijoille tuttu käsite ja sitä voidaan käyttää AFR:n, SuperTilingin ja Scissorin ohella parantamassa kuvanlaatua. ATI on kehitellyt AA-friikeille lisäksi erillisen Super Anti-Aliasing -tilan, joka nimensä mukaan tuo mukaan entistä tehokkaampaa reunojenpehmennystä. Super-AA:n perustuu siihen, että molemmat näytönohjaimen renderöivät saman ruudun, mutta käyttävät reunojenpehmennyksessä eri näytepisteitä. Kun molemmat näytönohjaimet ovat saaneet eri reunojenpehmennyspisteillä renderöidyn ruudun valmiiksi, siirretään se Compositing Engineen yhdistettäväksi. Näin alkujaan nelinkertaisesta reunojenpehmennyksestä saadaan kahdeksankertainen ja vastaavasti kuusinkertaisesta 12-kertainen.

Normaalisti reunojenpehmennys on valittavissa korkeintaan kuusinkertaisena, mutta SuperAA:lla mukana on jo edellä mainitut 8- ja 12-kertaiset vaihtoehdot. Näiden lisäksi valittavana on myös 10- ja 14-kertaiset reunojenpehmennystilat, jotka yhdistävät kaksinkertaisen Super-Sample Anti-Aliasingin nelinkertaiseen Multi-Sample Anti-Aliasingiin (10x SuperAA) tai kuusinkertaiseen Multi-Sample Anti-Aliasingiin (14x SuperAA).

ATI Radeon Xpress 200 CrossFire Edition -referenssiemolevy

ATIn referenssimallia edustavan Xpress 200 CrossFire Edition -emolevyn piirilevy on musta ja suuri osa komponenteista on kirkkaan punaisia, joka miellyttää ainakin allekirjoittaneen silmää. Komponenttisijoittelun puolesta emolevyssä nähdään varsin perinteisiä ratkaisuja ja kahden PCI Express x16 -liittimen alapuolella on kaksi PCI-liitintä, kun taas oikeaa puolelta peittää southbridgen ympäröimänä muun muassa kaksi IDE-liitintä. Vastaavasti emolevyn yläosassa on neljä muistiliitintä, prosessorikanta ja northbridge.

Oikeassa alakulmassa pienen siilin alla on SB450-southbridge ja sen vieressä on neljä Serial ATA -liitintä, jotka eivät tue SATA2-tekniikkaa, vaan kykenevät operoimaan ainoastaan 1,5 gigabitin sekuntivauhdilla. Vastaavasti aivan emolevyn reunassa on kaksi IDE-liitintä ja BIOS-kantaa, joista tosin ainoastaan ylemmässä on itse piiri paikoillaan. Vastaavasti alemman kannan vasemmalla puolella on Silicon Imagen SATALink Sil31320 -piiri, joka tuo mukanaan kaksi Serial ATA -liitintä. Silicon Imagen piiri kuitenkin tukee southbridgeen nähden toisen sukupolven SATA-tekniikkaa ja mahdollistaa kolmen gigabitin siirtonopeuden sekunnissa. Piiri on kytköksissä southbridgeen PCI Express -väylällä. Kotelon ulkopuolella emolevyä käyttävälle alakulmassa on lisäksi reset- ja virtanapit vapauttamassa perinteisen ruuvimeisselin käynnistys- ja resetointioperaatioista.

Muistiliittimiä on neljä kappaletta ja kaksikanavaista muistiohjainta hyödyntäessä muistikampapari tulee asettaa paikoilleen kahteen prosessorikannan viereiseen liittimeen. Muistiliittimien ja emolevyn reunaan jäävään väliin ATI on päättänyt sijoittaa diskettiasemaliittimen sekä 24-pinnisen ATX-virtaliittimen. Muistiliittimien ja emolevyn yläreunan välissä on myös alareunan tapaan virta- ja reset-napit, vaikkeivät ne ylemmässä kuvassa kunnolla näykään.

Socket 939 -prosessorikanta on perinteisellä paikalla ja sen vieressä on kaksi siiliä, joista toinen on lisäksi varustettu pienellä tuulettimella. Punainen siili ATI Radeon Xpress -tekstillä jäähdyttää alla kuumina käyviä mosfetteja, jotka neljän kelan kanssa muodostavat yhdessä nelivaiheisen virransyötön. Vastaavasti pienen tuulettimen ja mustan siilin alla on Xpress 200 CrossFire Edition -northbridge.

I/O-liitinrivistössä ei mitään kovin mielenkiintoista ole ja PS/2-liittimien vieressä on iso tyhjä aukko ennen neljää USB 2.0-, FireWire-, RJ-45-, ja kuutta ääniliitintä. Äänipuolesta vastaa northbridgeen integroitu tasokas 7.1-kanavainen Azalia-ääniominaisuus, joka ohjaa etu-, taka- ja sivukaiuttimia, keskikaiutinta/subwooferia, mikrofonia sekä äänen tuomista sisäänpäin.

Paholaisenpunaisista liittimistä kaksi ylintä on PCI Express x16- ja kaksi alinta normaaleita PCI-liittimiä, mutta ainoatakaan PCIe x1- tai x2-liitintä ei emolevyssä ole. Huomattavaa kuitenkin on, ettei NVIDIAn SLI-ratkaisua tukeviin emolevyihin nähden PCIe x16 -liittimien välissä ei ole erillistä korttia tai piirejä, joiden avulla PCIe x16 -väylä jaetaan kahden näytönohjaimen kokoonpanoissa kahdeksi PCIe x8 -väyläksi. CrossFire-ominaisuutta hyödyntäessä Radeon X850 -näytönohjaimilla kahden korttipaikan jäähdytysjärjestelmä peittää toisen PCI-liittimen, joten käyttöön jää ainoastaan yksi PCI-liitin.

Vastaavasti yhdellä näytönohjaimella asennus tapahtuu alempaan liittimeen, joka on käytännön kannalta erittäin huono ratkaisu, koska tämä peittää jälleen toisen PCI-liittimistä jättäen yläpuolelle paljon joutilasta tilaa. Kannattaa kuitenkin pitää mielessä, että testissä oleva emolevy on ATIn valmistama referenssimalli, ja myyntiin saapuvissa malleissa kyseisen kaltaiset ongelmat ovat todennäköisesti korjattu.

Vasemmassa alakulmassa on lisäksi diagnostiikkanäyttö ja tämän yläpuolella VIAn valmistama VT6307-piiri, joka ohjaa I/O-liitinrivistön FireWire-liitintä. Vasemmassa reunassa näkyy myös alimman PCIe x16 -liittimen tasolla Realtekin ALC880-koodekkipiiri ja vastaavasti ylemmän PCIe x16 -liittimen tasolla Marvelin 88E8052-piiri gigabitin verkko-ominaisuutta varten.

Emolevyn alapuolella virransyötön kohdalla on muun muassa Abitin emolevyjen tapaan vahvistettu signaaleja leveillä tina- ja kuparijohtimilla. Pohjassa on myös tasaisin välein kumisia puolipallon muotoisia korokkeita, joiden tarkoitus on suojata ja estää emolevyn pohjan oikosulkuja, kun emolevy on asetettu esimerkiksi pöydälle.

BIOS

ATIn referenssiemolevyn ylikellotusmahdollisuudet ovat hyvät ja Overclocking Configuration -sivulla on mahdollista säätää prosessorin kerrointa ja käyttöjännitettä, joka on jaettu kahteen eri valintaan. Processor Voltagella käyttöjännite on mahdollista nostaa 1,45 volttiin ja vastaavasti erillisellä Offset-valinnnalla ylimääräiset 0,6 volttia eli yhteensä 2,05 volttia. Samaiselta sivulta pystyy luonnollisesti säätämään myös HyperTransport-väylän kerrointa, väylätaajuutta sekä northbridgen, HyperTransport-väylän ja PCIe-väylien jännitettä.

NorthBridge Chipset Configuration -sivulla on listattu muistien kellotaajuus ja muistiasetuksia sekä lisäksi sivulta on mahdollisuus jatkaa Memory ja ECC Configuration -alasivuille.

Memory Configuration -sivu antaa mahdollisuuden asettaa muutamia muistiasetuksia sekä ylikellottamisen kannalta tärkeän muistijännitteen. Muisteille käyttöjännitevara ei pitäisi loppua kesken, sillä säätövaraa löytyy aina neljään volttiin asti.

Viimeisenä käsiteltävä sivu ei pidä sisällään kuin yhden, mutta sitäkin tärkeämmän valinnan: mahdollisuudet kytkeä kahden näytönohjaimen ratkaisu päälle.

ATI Radeon X850 XT Master & Slave

NVIDIAn tapauksessa SLI-kokoonpanon komponenttien valinta on suhteellisen helppoa, kun kiinnittää huomiota vain oikeanlaiseen emolevyyn ja kahteen uuteen PCI Express -näytönohjaimeen. ATIn tapaus ei ole aivan näin yksinkertainen, sillä myös näytönohjaimilla on väliä ja niistä on valittava Slave-malli, joka on täysin normaali tällä hetkellä markkinoilla oleva Radeon X800- tai X850-sarjalainen näytönohjain, ja Master- eli CrossFire Edition -malli. CrossFire Edition poikkeaa normaalista näytönohjaimesta liittimien ja muutamien piirien, joista tärkein on Compositing Engine, kautta.

CrossFire Edition -kortteja on siis tällä hetkellä, ennen R520-näytönohjaimien saapumista, kahta eri tyyppiä, joista ensimmäinen Radeon X800 XT CrossFire Edition soveltuu Radeon X800-sarjalaisten näytönohjainten pariksi ja vastaavasti Radeon X850 XT CrossFire Edition Radeon X850 -sarjalaisten pariksi. Radeon X800 XT CrossFire Editionissa on 256 megatavua muistia ja sen kellotaajuudet on säädetty Radeon X800 XL:n tasolle, kun taas Radeon X850 XT CrossFire Editionin kellotaajuudet vastaavat Radeon X850 XT:tä. Halvemmalle mallille ATI povaa 299 dollarin hintaa, kun taas kalliimpi malli kustantaa 50 dollaria enemmän.

Mielenkiintoiseksi tilanteen tekee se, että Radeon X850 -sarjan näytönohjaimet eroavat kellotaajuuksien lisäksi myös pikseliliukuhihnojen määrällä. Esimerkiksi Radeon X850 XT:ssä niitä on 16 kappaletta, kun taas Radeon X850 Pro on varustettu ainoastaan 12 pikseliliukuhihnalla. Tällaisessa tapauksessa Radeon X850 XT:n suhteen ei synny vielä ongelmia, koska vastaavassa CrossFire Edition -näytönohjaimessa on myös 16 pikseliliukuhihnaa, mutta Pro-mallin kanssa CrossFire Editionin pikseliliukuhihnojen määrä laskee 12 kappaleeseen. Eri kellotaajuuksilla toimivilla näytönohjaimille ei sentään vastaavanlaisia tipautuksia tapahdu, vaan molemmat mallit raksuttavat omilla yksilöllisillä kellotaajuuksilla.

Päältäpäin normaalin ja CrossFire Edition Radeon X850 -korttien välillä ei ole oikeastaan kuin kaksi eroavaisuutta: CrossFire Editionissa takapuolella oleva musta liitin ja etupaneelien eri liittimet. Ylemmässä Radeon X850 XT:ssä on D-SUB-, S-Video- ja DVI-liittimet, kun taas alempi Radeon X850 XT CrossFire Edition on varustettu DVI-liittimen lisäksi erikoisella DMS-59-liittimellä. DMS-59-liittimen kautta kulkee molempien näytönohjaimien dataa, eli normaalissa versiosssa kolmiliittimellinen linkkikaapeli liitetään ainoaan DVI-liittimeen ja vedetään tästä DMS-59-liittimeen, jolloin kaapelista jää vapaaksi vielä yksi naaraspuolinen DVI-liitin näytölle.

Kuvassa ylempänä on ATIlle paljon päänvaivaa ja myöhästymistä tuottanut linkkikaapeli, joka NVIDIAn siltapiiriratkaisuun nähden vaikuttaa viime vuosikymmenellä valmistetulta muinaisjäänteeltä. Yhtä näytönohjainta käyttäessä kuvan alempana oleva kortti kiinnitetään toiseen PCI Express x16 -liittimeen, jolloin PCIe x16 -väylän jakaminen estyy ja näytönohjaimelle on pyhitetty koko väylä.

Radeon X850 XT CrossFire Edition -näytönohjain on uskollinen ATIn aiemmille näytönohjaimille ja kirkkaan punaisella piirilevyllä koreilee R480-grafiikkapiiri ja kahdeksan 32 megatavun Samsungin 1,6 nanosekunnin GDDR3-muistipiiriä, joista neljä on näytönohjaimen etupuolella ja loput neljä takapuolella.

Coolerin poiston jälkeen alta paljastui varsin mielenkiintoinen ratkaisu Compositing Engine -piirin päältä, sillä piitahnamaista ainetta oli kyseisen piirin päälle pursutettu järjettömän paljon. Tahnan avulla oli mitä ilmeisimmin tarkoitus johtaa lämpö cooleriin, mutta usean millimetrin kerros lämpöäjohtavaa tahnaa ei ole aivan tehokkaimmasta päästä oleva ratkaisu. Lisäksi coolerin pohjasta oli jyrsitty noin millimetrin kolo juuri Compositing Engine -piirin kohdalle, joka sekin tuntui järjettömältä ratkaisulta.

Master- eli CrossFire Edition -näytönohjaimen etuosassa on viisi tärkeää piiriä, joista suurikokoisin on jo useaan otteeseen artikkelissa mainittu Compositing Engine -piiri, joka tarkemmalta mallimerkinnältään on Xilinxin valmistama Spartan XC3S400. Kyseinen ohjelmoitava FPGA-logiikkapiiri (Field Programmable Gate Array) koostuu 400 000 transistorista ja on varustettu 43 kilotavulla integroitua muistia.

Tämän oikealla puolella oleva toiseksi suurin piiri on Texas Instrumentsin TFP401A-PZP-mallinen 165 MHz:n TMDS-piiri, joka vastaanottaa Slave-kortilta tulevan DVI-signaalin. Kuvan ylälaitaan jäävä pieni piiri on Flash-ROM-piiri, joka pitää tallessa FPGA:n tiedot. Vastaavasti kuvan ulosviennistä analogisiin näyttöihin vastaa Analog Devicesen kolmikanavainen 330 MHz:n 10-bittinen AD7123-mallinen RAMDAC-piiri. DVI-liittimellä varustettuihin LCD-näyttöihin kuva hoidetaan TMDS-lähettimellä, jota Radeon X850 XT CrossFire Editionissa edustaa Silicon Imagen Sil1162-piiri.

Käytännössä tämä tarkoittaa siis sitä, että kun Slave-näytönohjain on saanut renderöityä framen, se siirtyy ulkoista DVI-kaapelia pitkin ensin Master-näytönohjaimen TMDS-vastaanottimeen. Tämän jälkeen matka jatkuu Xilixin Compositing Engine -piiriin, jossa kuva yhdistetään Masterin renderöimään frameen. Yhdistettynä haarautumisvaihtoehtoja on kaksi: analogisena Analog Devicen tai digitaalisena Silicon Imagen piirin kautta.

Master- ja Slave-näytönohjaimien yhdistäminen tapahtuu DVI-linkkikaapelilla, jonka keskimmäinen liitin kiinnitetään Master-näytönohjaimen ylimpään liittimeen ja vastaavasti normaali DVI-liitin Slave-näytönohjaimeen. Kun CrossFire on kytketty päälle, käytössä voi olla ainoastaan linkkikaapelin päässä olevaan liittimeen kiinnitetty näyttö. Tällöin siis vapaaksi jääviä Slaven S-Video- ja VGA- sekä Masterin DVI-liittimiä ei kyetä hyödyntämään. Huomioimisen arvoinen seikka on myös, ettei Master-kortissa ole lainkaan S-Video-ulostuloliitintä. Toisaalta NVIDIAn SLI-tekniikkaan verrattuna ATIn CrossFire voidaan kytkeä päälle ja pois päältä ajureista ilman tietokoneen uudelleenkäynnistämistä.

CrossFire-tekniikkaa kytkettynä pois päältä näyttöjen määrä voidaan kasvattaa neljään. Tällöin DMS-59-kaapeli tulee olla irtikytkettynä Slave-näytönohjaimesta, jolloin Masterista saadaan käyttöön kaksi DVI-liitintä ja Slavesta esimerkkitapauksessa yksi DVI- ja VGA-liitin. Tämän lisäksi on luonnollisesti mahdollista myös käyttää TV-ulostuloa. Harvat kuitenkaan haluavat kontata joka kerta tietokoneen taakse irrottamaan DVI-kaapelia, joten tällöin joutuu luopumaan yhdestä näytöstä ja käyttöön jää kaksi DVI- ja yksi VGA-liitin.

CrossFire-tekniikan myötä pelejä on mahdollista pelata entistä korkeammilla resoluutioilla, mitä NVIDIAn SLI-tekniikka on jo viitoittanut omalta osaltaan. CrossFiressä on kuitenkin muutamia hyvin haitallisia rajoitteita, jotka tulevat vastaan varsinkin kuvaputkinäytöillä. Radeon X800- ja Radeon X850 -sarjan näytönohjaimet on varustettu yksilinkkisellä DVI-lähettimellä, jonka alhaisen kaistanleveyden takia 1600x1200-resoluutiolla virkistystaajuus rajoittuu 60 hertsiin ja 1900x1200-resoluutiolla 54 hertsiin. Edellä mainituissa näytönohjaimissa käytettävän 165 MHz:n TMDS-piirin resoluutio / virkistystaajuussuhteen voi laske helpolla kaavalla (1,4*x*y*v)/1000000, jossa x merkitsee horisontaalista ja y vertikaalista resoluutiota. Vastaavasti v merkitsee virkistystaajuutta. Näin ollen 1600x1200-resoluutiolla ja 60 hertsin virkistystaajuudella laskutoimituksesta syntyy reilut 161 MHz:iä, johon TMDS-piiri vielä kykenee. 85 hertsillä tulos olisi reilut 228 MHz, joka on selvästi 165 MHz:n yli.

CrossFire-emolevyissä on oletuksena PCI Express x16 -väylän jaettu kahdeksi PCI Express x8 -väyläksi, mikä yhtä näytönohjainta käyttäessä haittaa menoa. Väylien yhdistäminen kuitenkin luonnistuu pienellä kakkosnäytönohjainliittimeen kiinnitettävällä kortilla, joka ATIn Xpress 200 CrossFire Edition -referenssiemolevyssä asetettiin ylempään liittimeen. Näytönohjaimen sijoittelu alempaan liittimen on huono ratkaisu, koska Radeon X850 XT (CrossFire Edition) -näytönohjaimen kahden korttipaikan jäähdytysratkaisu peittää alemman PCI-liittimen.

Kun sekä normaali että CrossFire Edition -versio Radeon X850 XT:stä on asetettu paikoilleen ja BIOS:sta on valittu Dual Slot GFX Configuration -asetus päälle, pitää Windowsista vielä olla asennettuna ATI Catalyst Control Center. Ohjelman alimpana on CrossFire-valinta, jonka alta paljastuu sivu, josta asetetaan CrossFire-tekniikka päälle ja pois päältä. Perinteisellä Control Panelilla tämä ei luonnistu, mikä varmasti saa aikaan kuluttajien keskuudessa ristiriitaisen vastaanoton.

Testikokoonpano

ATI CrossFire- sekä NVIDIA SLI -kokoonpanoissa prosessoriksi emolevyihin iskettiin AMD Athlon 64 FX-57 ja muisteiksi valittiin Kingstonin 512 megatavun KHX3200 ULL -kammat. ATIn Xpress 200 CrossFire Edition -referenssiemolevyssä näytönohjaimina toimi normaali Radeon X850 XT ja Radeon X850 XT CrossFire Edition. Vastaavasti NVIDIAn puolella emolevyvalinta napsahti DFI LanParty nF4 SLI-DR:hin ja näytönohjaimiksi valittiin Radeon X850 XT:n sukupolvea edustavat GeForce 6800 Ultrat.

ATI CrossFire

  • ATI Xpress 200 CrossFire Edition
  • ATI Radeon X850 XT CrossFire Edition
  • ATI Radeon X850 XT
  • AMD Athlon 64 FX-57
  • 2x Kingston KHX3200 ULL 512 MB
  • Seagate 120 GB SATA
  • Tagan 480 W

NVIDIA SLI

  • DFI LanParty nF4 SLI-DR
  • 2x GeForce 6800 Ultra
  • AMD Athlon 64 FX-57
  • 2x Kingston KHX3200 ULL 512 MB
  • Seagate 120 GB SATA
  • Tagan 480 W

Käyttöjärjestelmä & ajurit

  • Windows XP SP2
  • ATI Catalyst 5.9
  • NVIDIA ForceWare 78.01

Testitulokset

3DMark05 testattiin vakioresoluutiolla, 1024x768:lla, ja ilman kuvanlaatua parantavia tekijöitä. Kahden ATI Radeon X850 XT:n ja NVIDIA GeForce 6800 Ultran kokoonpanot iskevät tauluun hyvin samanlaiset tulokset ja ATIn 10879 pisteen tuloksesta NVIDIA jää jälkeen vain 402 pistettä.

3DMark05:ssä kirjattiin lisäksi ylös erikseen Game Test 1:n, 2:n ja 3:n keskimääräiset ruudunpäivitysnopeudet, joista kahdessa ensimmäisessä ATI on edellä reilut kaksi fps:ää. Kolmannessa testissä tilanne kääntyy ympäri ja NVIDIA-kokoonpano kirii kärkeen 0,7 fps:llä.

Peleissä perinteisen keskimääräisen ruudunpäivitysnopeuden lisäksi testattiin maksimi- ja minimiarvot, joista minimiarvo pyrittiin pitämään 35 fps:n yläpuolella pelinautinnon säilyttämiseksi. Mittausohjelmana käytettiin Frapsia. Doom 3:ssa pelikentäksi valittiin CPU, jota saatiin pyöritettyä sulavasti 1600x1200-resoluutiolla nelinkertaisella reunojenpehmennyksellä ja 16-kertaisella anisotrooppisella suodatuksella High Quality -asetusten kera. Lisäksi konsolista asetettiin fps-rajoitus pois päältä Com_fixedtic -1 -komennolla.

Keskimääräiseksi ruudunpäivitysnopeudeksi CrossFire-alustalla syntyy 102,5 fps:n tulos, josta SLI-alusta jää jonkin verran 89,9 fps:n tuloksella. Maksimi-fps:t ovat hyvin lähellä samoja, CrossFirellä 191 ja SLI:llä 193, kun taas minimiarvot pomppivat ensimmäisenä alustalla 48 fps:ssä ja jälkimmäisellä 39 fps:ssä.

Battlefield 2:ssa kentäksi valittiin Dragon Valley ja kuvanlaatuasetukset pysyivät tapissa nelinkertaisen reunojenpehmennyksen ja 16-kertaisen anisotrooppisen suodatuksen kera. Battlefield 2:ta ei kuitenkaan saatu Doom 3:n tavoin pyöritettyä sulavasti 1600x1200-resoluutiolla, vaan tökkimisistä päästiin eroon vasta, kun resoluutio laskettiin 1024x768:aan.

Battlefield 2:ssa erot kasvavat suuriksi ja NVIDIA SLI -kokoonpano päihittää ATI CrossFiren tasan 20 fps:llä. Maksimiarvot ovat suurin piirtein samat pelin 100 fps:n rajoituksen takia, mutta minimiarvoissa on eroa 6,7 fps:ää.

Uutena pelinä mukaan otettiin Serious Sam II:n vasta hiljattain julkaisu demo-versio, jossa on mahdollista käyttää HDR- eli High Dynamic Range -valaistusta, mutta jota ei kuitenkaan vielä tässä testissä otettu käyttöön. Sen sijaan kuvanlaatuasetukset olivat jälleen maksimissa ja pelinautinnon säilyttämiseksi resoluutio asetettiin 1280x960:een.

Serious Sam II:ssa NVIDIAn ja ATIn kädenvääntö on tasaista, mutta jälkimmäinen jää keskimääräisessä ruudunpäivitysnopeudessa 2,6 fps:n päähän NVIDIAsta. Minimiarvot eivät anna oikeaa kuvaa Serious Sam II:sta, sillä peli tökkäsi pahasti Frapsin aloitettua mittaus, mutta tämän jälkeen kummallakaan alustalla ei havaittu minkäänlaista nykimistä. Maksimiarvot ovat niin ikään hyvin samanlaiset ja ero on vain 1,3 fps:ää.

Perinteisempää laitteistosuorituskykyä testattiin PCMark05:llä, jolla kokonaispistemäärässä on yllättävän suuri ero johtuen lähinnä Graphics-testiosion 350 pisteen erosta. CPU-testissä eroa on CrossFiren eduksi vain kahdeksan pistettä, kun taas Memory-testissä tulee takkiin viitisenkymmentä pistettä. HDD-testissä NVIDIA-alusta saa niin ikään vedettyä pidemmän korren reilulla 150 pisteellä.

Muistien nopeutta mitattiin Everest 2.00 -ohjelmalla, jolla erot ovat käytännön tasolla minimaalisen pienet. ATI CrossFire -alusta on lukunopeudessa kärjessä 15 MB/s:lla ja kirjoitusnopeudessa 8 MB/s:lla, kun taas viiveissä ei ole kuin 0,1 millisekunnin ero CrossFiren hyväksi.

USB 2.0:n nopeutta testattiin HD Tach -ohjelmalla pikaisesti SimpleTechin USB-muistitikulla. Lukunopeudessa CrossFire-alusta jää 0,1 MB/s:lla, kun taas viiveessä syntyy isompi ero, kun pienempi tulos on parempi, ja SLI-kokoonpano voittaa 0,8 millisekunnilla.

Kiintolevyn osalta ATI CrossFire -kokoonpanolla ilmeni vakavia ongelmia southbridgen SATA-ohjaimen nopeuden suhteen, kun Windowsin käynnistyminen kesti monta minuuttia ja esimerkiksi 3DMark05:n kenttien latailu kesti kauemmin kuin itse testin ajaminen. Ongelmista päästiin eroon, kun kiintolevy kiinnitettiin Silicon Imagen SATA2-ohjaimen liittimeen. HD Tachilla erot ovat jälleen pienet ja lukunopeudessa on 0,2 MB/s:n ero CrossFiren eduksi, mutta viiveessä tulee vastaavasti takkiin 0,1 millisekunnilla.

Viimeisenä ohjelmana mukaan otettiin SuperPI, joka ajettiin läpi kahdeksan miljoonan desimaalin tarkkuudella. Testissä ATI CrossFire näyttää vahvuutensa ja pääsee NVIDIA SLI:stä eroon kuudella sekunnilla.

Tehonkulutusmittaukset

ATI CrossFire- ja NVIDIA SLI -laitteistojen koko tehonkulutus mitattiin vielä lopuksi Etechin PM300-energiamittarilla. Tehonkulutuksissa on todella selvät erot, sillä levossa CrossFire kuluttaa vain 141 wattia, kun SLI:llä vastaava kulutus on 52 wattia enemmän. Rasituksessa CrossFiren tehonkulutus nousee 283 wattiin ja SLI:n 330 wattiin.

Ylikellotus

Todella kiireellisen aikataulun takia ylikellotustesteissä ei ehditty viilaamaan laitteista viimeisiä megahertsejä irti, mutta tulokset antavat kuitenkin suuntaa CrossFiren ylikellottamisesta. Prosessorina käytettiin AMD Athlon FX-57:ää (2,8 GHz), joka ylikellotettiin Vapochill LS -kompressorijäähdytyksen ja 1,64 voltin käyttöjännitteen turvin 3357 MHz:iin (209,8 MHz x 16). Muistit toimivat 1:1-kertoimella, joten muistiväylän testaaminen jätettiin tulevaan CrossFire-emolevyartikkeliin. Prosessorin ylikellotuksessa ei päästy aivan odotettuun tulokseen, sillä DFI LanParty nF4 SLI-DR -emolevyllä samaisesta prosessorista on saatu revittyä irti 3,45 GHz:n kellotaajuus.

Prosessorin jälkeen päästiin itse asiaan eli näytönohjaimien ylikellottamiseen, jossa apuna käytettiin ATIToolin uusinta 0.25 Beta 8 -versiota. ATIToolilla on mahdollista ylikellottaa molempia näytönohjaimia erikseen, mutta tiukan aikataulun takia ylikellottaminen suoritettiin nostamalla molempien näytönohjaimien kellotaajuudet samoihin lukemiin. Ongelmilta ei vältytty ja alussa tuntemattomasta syystä ruutu muun muassa looppasi ympäri horisontaalisessa suunnassa. Lopulta 3DMark05 kuitenkin saatiin ajettua läpi ajureiden High Performance -asetuksella 12649 pisteen tuloksella. Näytönohjainten grafiikkapiiri toimi tällöin 579 ja muistit 594 megahertsin kellotaajuudella.

Klikkaa linkkiä suurentaaksesi kuvan

Loppusanat

ATI CrossFire -laitteisto kävi Muropaketin testipenkissä todella kiireellisellä aikataululla, mutta jo tänä aikana kanadalaisyrityksen kauan odotetusta uutuustekniikasta saatiin muodostettua hyvä kuva tulevasta. Selvää on, että ATIn olisi pitänyt tuoda CrossFire-tekniikka markkinoille vuosi sitten, mutta sen sijaan yrityksen pääpainona tuntui olevan NVIDIAn SLI-tekniikan mustamaalaaminen. Mustamaalaaminen napsahti kuitenkin omaan nilkkaan ja ATIn viimein tajuttua SLI-tekniikan vahvuus ja kehitystyön alettua, CrossFiren kanssa syntyi paljon erilaisia ongelmia. ATIn toimitusjohtaja Dave Orton mainitsi yhdeksi näistä Muropaketin teettämässä haastattelussa linkkikaapelin, joka NVIDIAn siltapiiriratkaisuun nähden on lähinnä huvittavan vanhanaikainen ja karski ratkaisu.

Yksi suuri ero NVIDIAn SLI-tekniikkaan nähden on ATIn erilliset Master- ja Slave-näytönohjaimet, joista Slave-malliksi käy normaali PCI Express -väyläinen Radeon X800- tai Radeon X850 -sarjan näytönohjain, mutta se vaatii pariksi erillisen CrossFire Edition -mallin. Soppaa sekoittaa entisestään se, että Radeon X800-ja X850-sarjat vaativat oman CrossFire Edition -näytönohjaimen ja esimerkiksi Radeon X850 XT CrossFire Editionia on mahdoton käyttää Radeon X800 -sarjan näytönohjaimien kanssa.

ATI CrossFire -tekniikan heikkous nykyisillä näytönohjaimilla on myös resoluutio/hertsirajoitukset ja esimerkiksi 1600x1200-resoluutiolla virkistystaajuus on mahdollista nostaa ainoastaan 60 hertsiin. Tilanne tulevien R520-näytönohjaimien kanssa saattaa olla toinen, mutta tällä hetkellä tekniikan rajoittavat tekijät ovat hyvin näkyviä. CrossFirestä on hyvääkin sanottavaa ja peleissä suorituskyky on kohdillaan NVIDIAn aiemman sukupolven GeForce 6800 Ultra -näytönohjaimiin verrattuna. Vertailu GeForce 7800 GTX -näytönohjaimiin on tässä vaiheessa turhaa ylivertaisuuden takia ja vastusta NVIDIA saa Muropaketin tulevassa artikkelissa ATIn seuraavan sukupolven R520-näytönohjaimien kera.

Lisäksi ATI CrossFire -tekniikka toimi kaikin puolin ongelmitta ja SLI:hin verrattuna yksi vahva puoli on mahdollisuus kytkeä CrossFire-tekniikka päälle ja pois päältä ilman tietokoneen uudelleenkäynnistystä. Tästä on merkittävä hyöty useampaa monitoria käyttäessä, sillä CrossFire ei tue päällekytkettynä kuin linkkikaapelin jatkoksi liitettyä yhtä näyttöä. Poiskytkettynä kaikkiin VGA- ja DVI-liittimiin kiinnitettyjä näyttöjä on mahdollista käyttää ja esimerkkitapauksessa näyttöjen määrä olisi voitu nostaa neljään.

Kaiken kaikkiaan ATI CrossFire -tekniikkaa on enemmän kuin hyvä yritys kilpailla NVIDIA SLI -tekniikan kanssa, mutta tulee auttamatta myöhässä ja keskeneräisenä. CrossFire-tekniikka julkaistiin jo kesällä, mutta myyntiin tuotteita ei ole saapunut lainkaan. Emolevyjä on kuitenkin odotettavissa myyntiin lähiaikoina, mutta vanhempien sukupolvien CrossFire Edition -näytönohjaimien saatavuus tulee varmasti olemaan heikkoa. CrossFire-tekniikan tarkoitus on kuitenkin kiriä SLI:n etumatka kiinni ja CrossFire Edition -näytönohjaimia tullaan aikanaan näkemään varmasti enemmän tulevista R520-näytönohjaimista.

>> Etusivulle

Ville Suvanto & Sampsa Kurri, 30. Syyskuuta 2005

 

 

 

Takaisin ylös