часть 2 - лабораторные испытания

Сверхбыстродействующие графические платы для профессионалов
Лабораторные испытания

Джефф Мейс

Стабильная работа и оптимизированные драйверы, а не первые места, занятые по результатам лабораторных испытаний, - вот что характеризует лучшие изделия из рассматриваемых в данном обзоре: Diamond Stealth 64 Video VRAM и #9 Imagine128 Pro 8MB.

ЧТО ОЗНАЧАЮТ ЦИФРЫ

На диаграммах Raster Rotate (Поворот растрового изображения), Vector File Open (Открывание векторного файла), AutoCAD 3-D Pan (Пространственное панорамирование AutoCAD) и AutoCAD Redraw All (Полное обновление экрана AutoCAD) результаты приведены в секундах; меньшее время означает более высокую производительность. Сравнительно малый разброс результатов выполнения растровых и векторных тестов объясняется существенными затратами времени на операции ЦП, обращения к памяти и дисковым накопителям, характерными для всех продуктов. Измеренная разница результатов тем не менее существенна.

На диаграмме Winstone 95 приведены результаты, полученные при разрешении 1024x768 и 24-бит представлении цвета. Результаты теста Winstone - хороший индикатор производительности платы с разнообразными прикладными программами Windows.

Диаграммы графического теста WinMark 95 (составной части набора контрольных тестов WinBench 95) начинаютс с результатов, показанных при разрешении 1200x1024 и 24-бит представлении цвета. Это, пожалуй, минимальное разрешение, применяемое на 17-дюйм или более крупных мониторах для задач САПР и графики. Мы также привели результаты графического теста Graphics Winstone, полученные при разрешении 1600x1200 и 16-бит представлении цвета.

При столь малой глубине цвета различия между платами стираются. Это происходит потому, что изображения с 16-бит цветами могут занимать в памяти фактически в два раза меньший объем, чем изображения с реалистическим цветом. Большинство изображений с реалистичной цветопередачей, обычно называемые 24-бит изображениями, требуют 32 бит для хранения одного пиксела. Оставшиес 8 бит используются для альфа-канала, который может содержать информацию о состоянии 24-бит изображения - такую, как маски слоев прозрачности или выбранные объекты.

Спецификация TIFF 6 определяет признаки информации альфа-канала, делая таким образом фирменные форматы файлов доступными для общего пользования. Драйверы графических плат должны проверять состояние альфа-канала и отключать режимы оптимизации, подобные режиму упаковки пикселов, чтобы воспроизвести изображение. Альфа-канал удваивает требования к пропускной способности при переходе с 16-бит на 24-бит цвета, давая более мощным платам шанс проявить свое превосходство над слабыми изделиями. Для теста Winstone и графического теста Graphics WinMark более высокие взвешенные оценки говорят о лучшей производительности.

Плата MGA Millennium получила высшие оценки во всех стандартных контрольных тестах, но не показала удовлетворительных результатов при выполнении практических тестов Raster Rotate и Vector File Open. Плата Millennium особенно успешно проявила себя в тестах WinBench 95, предусматривающих запись растрового изображения в память с цветовым кодированием. Это удалось ей благодаря тому, что она помещает растр в неиспользуемые участки буфера изображения и применяет аппаратные акселераторы для достижения высокой пропускной способности при передаче информации о пикселах. Использование в плате Millennium Windows-ОЗУ (WRAM) способствует успешному выполнению подобных операций. Набор тестов WinBench 95 построен как имитатор типичных прикладных программ Windows, и как таковой использует весьма ограниченное число внеэкранных растров, которые не очень велики и сложны. 8-Мбайт буфер изображения платы Millennium предоставляет более чем достаточное пространство для их хранения. Однако в кэш-памяти платы не удалось разместить TIFF-изображение размером 16,5 Мбайт, использовавшееся в нашем тесте Raster Rotate; в этом случае производительность Millennium упала до средней. Когда мы отключили модули кэш-памяти для хранени растра, предусмотренные на плате Millennium, ее оценки в тесте Graphics WinMark упали более чем на 16%. Мы считаем, что необходимо продолжить работу по оптимизации драйверов этой платы, чтобы улучшить ее показатели при обработке крупных цветных изображений.

Плата #9 Imagine128 Pro 8MB без каких-либо осложнений продемонстрировала высокие результаты во многих наших тестах благодаря 128-разрядной магистрали данных, связывающей ее с видеопамятью и быстродействующим RAMDAC. Контроллер имеет 128 внешних выводов, и все они использованы для физической реализации канала данных. Это позволяет осуществить беспрепятственную передачу четырех 32-бит блоков цветовых данных в каждом такте. Дополнительный анализ отдельных тестов WinBench показал, что драйвер платы очень хорошо оптимизирован для выполнения некоторых сложных растровых операций. Это предопределило отличные результаты, показанные устройством в наших тестах Raster Rotate и Winstone.

Платы FireStorm 192 фирмы rPC и Maxmedia CX/Pro фирмы UMAX, в которых используются три микросхемы S3 Vision 864, совместно образующие 192-разрядную магистраль данных, продемонстрировали одни из лучших результатов в нескольких тестах пересылки блоков (BitBlt transfer) из набора тестов WinBench. В тесте Color Bitmap Screen-to-Screen BitBlt SRCCOPY (копирует исходный прямоугольник непосредственно в прямоугольник назначения) эти платы вдвое превзошли по производительности платы MGA Millennium (данные об этом тесте не приведены). Обе платы хорошо проявили себя в наших тестах Raster Rotate и Vector File Open, которые, видимо, наиболее точно из всех тестов набора отражают реальную производительность графической рабочей станции.

Изделие Stealth 64 Video VRAM фирмы Diamond Multimedia Systems показало в целом лучшие результаты, чем другие платы, построенные на основе микросхем S3 Vision 968. Отчасти это можно объяснить работой S3 Vision 968 и RAMDAC в электрическом режиме, выходящем за рамки, установленные в спецификациях изготовителя, хотя мы не заметили никаких признаков аппаратной перегрузки в ходе нашего 72-ч прогона на надежность. Высокие оценки, полученные 4-Мбайт платой во многих тестах, можно объяснить также прекрасной оптимизацией драйверов и применением схемы упаковки пикселов фирмы S3.

Платы Winner2000Pro/X фирмы ELSA, MGA Millennium и #9GXE64 Pro 1600 PCI показали великолепные результаты в тестах AutoCAD. Различия между платами, построенными на одних и тех же микросхемах, объясняются качеством драйверов DLD AutoCAD.

КАК ПРОВОДИЛИСЬ ИСПЫТАНИЯ

Наш испытательный стенд представлял собой систему HP Vectra XU 5/90C Pentium, оснащенную 16-Мбайт ОЗУ и 256-Кбайт кэш-памятью второго уровня. Конфигурация всех тестовых систем была настроена для выполнения работы под управлением MS-DOS 6.2 и Windows 3.1 с использованием постоянного файла подкачки размером 42-Мбайт и включенным режимом 32-разрядного доступа к дискам. Каждая система содержала также жесткий диск Quantum емкостью 540 Мбайт с интерфейсом Enhanced-IDE, накопителем CD-ROM Toshiba XM-4103 и монитором Mag Innovision 17 MXP-17F. Для тестирования плат на очень высоких частотах регенерации, мы использовали следующие 21-дюйм мониторы: Radius SuperMatch 21 TXL, NSA Hitachi SuperScan Supreme 21 и Nanao FX2-21. Мы использовали прибор Extron SRI для определения действительных частот вертикальной и горизонтальной развертки.

В число испытательных прикладных программ были включены Adobe Photoshop for Windows 3.0, AutoCAD for DOS, редакции 12, CorelDRAW 5.0, Microsoft Excel 5.0, Microsoft Word for Windows 6.0, Paradox for Windows 5.0 и Visio 3.0 фирмы Shapeware Corp. Мы также инсталлировали GoldMine 2.5 for DOS фирмы ELAN Software Corp. и ориентированную на DOS программу Omodem 5.0 фирмы Mustang Software. Мы использовали программу Boot Commander фирмы V Communications для того, чтобы задавать различный порядок загрузки для AutoCAD и Windows.

Мы использовали контрольные тесты Winstone 95 и WinBench 95 лаборатории PC Labs для проверки базовых функций при работе под управлением Windows с несколькими различными значениями разрешающей способности. Контрольные тесты имеют 3-процентную погрешность результатов.

Для проверки производительности на задачах САПР мы использовали заказную версию контрольных задач AutoCAD Группы пользователей AutoCAD из Сан-Диего, разработанную Крисом Делуччи. Эта версия была подготовлена специально для журнала PC Magazine в целях тестирования только тех графических операций, которые имеют отношение к оценке производительности графических плат в среде AutoCAD. Мы тестировали только платы, снабженные драйверами дисплейных файлов (DLD). Данные драйверы и любые предусмотренные в них собственные командные функции использовались для выполнения таких распространенных функций, как панорамирование, масштабирование и перечерчивание изображения на экране. Сначала мы установили разрешение 1024x768 в 256-цветном режиме; тест визуализации объекта выполнялся при разрешении 1024x768 и 24-бит представлении цвета. Контрольные задачи включали такие обычные операции AutoCAD, как пространственное панорамирование и масштабирование, отображение меню с пиктограммами, изменение размеров текста, перечерчивание и регенераци изображений. Результаты измерялись в секундах.

В нашем тесте Vector File Open использовался пакет CorelDRAW в режиме с разрешением 1024x768 и 24-бит представлением цвета. Мы открывали сложный тестовый файл и измеряли время, необходимое для его отображени на экране. Файл содержал сотни 24-бит градаций цветов и более 750 графических рисованных элементов со сложными последовательностями монтажа. Тест содержит обычные и малоизвестные вызовы интерфейса графических устройств (GDI) Windows и благодаря графическому контроллеру интерпретирует векторную графику в виде операций рисования многоугольников, линий и закрашивания областей цветом. Мы прогоняли этот тест трижды и для каждого изделия приводим среднее значение времени выполнения.

При выполнении теста Raster Rotate мы использовали программу Adobe Photoshop 3.0, работающую с разрешением 1024x768 и 24-бит представлением цвета, для пересылки фрагментов растра нашего файла объемом 16,5 Мбайт. Этот 32-бит файл формата TIFF содержит 8-разрядный альфа-канал, находящийся над 24-бит каналами RGB. Мы измеряли время, затрачиваемое на поворот нашего контрольного изображения на 153' против часовой стрелки. Поскольку в настоящее время спецификация TIFF 6 предусматривает наличие тегов-признаков текстовых данных, мы оценивали, какое влияние этот канал оказывает на драйверы, использующие схемы уплотнени элементов изображения в режимах с 32-бит данными, и проверяли влияние на производительность при 24-бит режимах.

Наши тесты устойчивости драйверов предусматривали одновременное выполнение нескольких прикладных программ Windows и одной прикладной программы DOS (в окне DOS); мы производили переключение между ними при различных сочетаниях глубины цвета и разрешающей способности. Такой режим работы позволяет сократить требуемые ресурсы Windows до менее чем 26%. Эти тесты дали нам возможность проверить степень устойчивости драйверов в самых суровых реальных условиях.