Quando un produttore presenta una versione di una scheda video dotata di un maggior quantitativo di memoria, le frequenze di quest’ultima vengono abbassate in maniera da controbilanciare il costo dei moduli aggiuntivi utilizzando chip meno veloci. Tuttavia, la volontà di NVIDIA con questa GeForce 7800 GTX 512 MB non è quella di offrire un prodotto di pari prezzo rispetto alla versione dotata di 256 MB, ma di recuperare la leadership velocistica in parte persa nello scontro tra la propria architettura G70 e quella R520 di ATI, utilizzata nelle schede Radeon X1800XT.

Ecco, quindi, che la GeForce 7800 GTX 512 MB arriva al nostro cospetto con una frequenza incrementata per il core, da 430 Mhz a 550 Mhz, e per le memorie da 1200 Mhz a 1700 Mhz. Si tratta di incrementi notevoli che dimostrano come la società californiana con la sua GeForce 7800 GTX 256 MB non avesse scoperto tutte le carte in attesa della nuova generazione di prodotti Radeon.

La tabella seguente riassume le caratteristiche tecniche delle due sched e7800 GTX di NVIDIA, a confronto con quella Radeon X1800XT di ATI.

L’architettura resta la medesima così come le funzionalità in quanto il processore grafico alla base di questa GeForce 7800 GTX 512 MB è lo stesso G70 visto fino a questo nelle schede GeForce 7800 GTX e GT. NVIDIA ha confermato come a livello di chip sussistano alcune differenze, che di fatto rendono questo GeForce 7800 GTX non semplicemente una versione del precedente chip G70 con clock leggermente aumentato; le innovazioni sono sicuramente state necessarie per NVIDIA in modo da garantire un funzionamento stabile del chip alla frequenza di 550 MHz.

In virtù degli aumenti delle frequenze, le specifiche tecniche subiscono un deciso balzo in avanti ed il fill rate arriva a ben 13200 Mpixel/s e 13200 Mtexel/s, mentre la banda passante è pari a 54,4 GB/s. Prima di procedere nell’analisi di questo prodotto è necessario effettuare una piccola considerazione a livello di fill rate: G70 possiede 24 pipeline lavoranti in parallelo, ma solo 16 ROPS, unità dedicate alla scrittura dei valori nel frame buffer. Ciò significa che in single texturing, G70, benché possa elaborare fino a 24 pixel per ciclo di clock, non potrà mai scriverne più di 16 nel frame buffer, la porzione della memoria video che conserva l’immagine della scena tridimensionale prima della sua visualizzazione a schermo.

Questa limitazione in realtà non rappresenta una reale problematica: la possibilità di renderizzare una scena tridimensionale elaborando un pixel per ciclo di clock per pipelin, infatti, è estremamente remota, specie nei videogames di ultima generazione caratterizzati da avanzati effetti ottenuti mediante pixel shaders e l’ausilio del filtro anisotropico. Tuttavia, se vogliamo riferirci al fill rate in quanto capacità di scrivere (e non di elaborare) un determinato numero di pixel nel frame buffer, allora per la scheda GeForce 7800 GTX 512 MB tale valore è pari a 8800 Mpixel/s.

Per una maggiore trattazione relativa all’architettura alla base delle schede GeForce 7800 GTX ed alle loro funzionalità, vi rimandiamo all’articolo pubblicato in occasione del lancio di G70.

Dal punto di vista estetico la GeForce 7800 GTX 512 MB è molto diversa dalla GeForce 7800 GTX 256 MB. In realtà, andando con lo sguardo oltre il dissipatore ci accorgiamo che le dimensioni del PCB, così come il disegno elettronico e la disposizione delle componenti discrete, sono le medesime. Evidentemente, la necessità di incrementare le frequenze non ha comportato l’adozione di un gruppo di alimentazione differente, mentre non possiamo dire lo stesso per quanto concerne il sistema di raffreddamento.

Il sistema di raffreddamento adottato da NVIDIA per la GeForce 7800 GTX 512 MB è lo stesso visto con le schede Quadro Fx 4500: possiede un design simmetrico ed è di tipo a doppio slot, occupa cioè lo slot adiacente a quello PCI Express 16x in cui è montata la scheda video. La parte centrale è caratterizzata da una ventola dall’ampio diametro a basso regime, mentre sui lati destro e sinistro, simmetricamente, troviamo due corposi dissipatori in alluminio. La ventola assorbe l’aria dall’interno del case e una parte di questa, quella che viene spinta attraverso il canale sinistro, è espulsa all’esterno del personal computer. La placca di dissipazione montata sul processore grafico e sui moduli di memoria (presenti solo sul lato frontale della scheda) è collegata ai due dissipatori in alluminio attraverso un complesso sistema ad heat-pipe che garantisce un’ottima distribuzione del calore su tutta la superficie dissipante.

Il lato posteriore della scheda è completamente sgombro a parte qualche elemento discreto presente in corrispondenza del molex a sei pin per l’alimentazione supplementare.

La staffa di fissaggio a doppio slot presenta due uscite di tipo DVI-I ed un’uscita TV di tipo S-Video, oltre naturalmente ad una grata che permette la fuoriuscita di aria calda.

Di seguito i componenti utilizzati nei test:

Pacchetto benchmark

3DMark 05

Si tratta del famoso e diffuso benchmark sintetico sviluppato da FutureMark. Nonostante il suo obbiettivo sia quello di valutare le prestazioni di una scheda video in ambito DirectX 9, in questo articolo non verrà utilizzato per questa finalità bensì per raccogliere alcune informazioni utili riguardo l’architettura di un chip grafico. Abbiamo pertanto fatto partire solo i test relativi al Fill Rate, ai Vertex Shader ed ai Pixel Shader 2.0. I risultati che abbiamo ottenuto sono quindi da intendere solo come elementi di studio e non di valutazione.

Far Cry

Far Cry fa uso dell'innovativo motore grafico CryENGINE dei Crytek Studios. Massiccio è l'uso dei Vertex e Pixel Shader, in parte anche in versione 2.0b e 3.0, per realizzare effetti grafici come il riflesso sull'acqua, il bump mapping e le soft shadows. Due sono le mappe utilizzate: Training e Volcano. La prima è caratterizzata da ampi spazi aperti e effetti atmosferici, mentre la seconda è al chiuso e mette meglio in evidenza il bump mapping e la tecnologia Polybump per il rendering dei personaggi. Il gioco è stato aggiornato con la patch in versione 1.3.

Splinter Cell: Chaos Theory

Realizzato dalla UbiSoft e dotato di una versione pesantemente revisionata dell’Unreal Engine, questo videogames è utilizzato in modalità timedemo per valutare le prestazioni di una scheda video. Per le schede supportanti lo shader model 3 è stato selezionato tale supporto senza abilitare l’high dynamic range, le soft shadows enhaced ed il parallax mapping. Per le altre schede è stato selezionato lo shader model 1. La demo utilizzata è stata registrata nella mappa Light House. Il gioco è stato aggiornato con la patch in versione 1.3.

The Chronicles Of Riddick

Sviluppato dai Starbreeze Studios e basato sul Starbreeze Engine, The Chronicles of Riddick: Escape from Butcher Bay fa uso dell’API OpenGL per l’accelerazione della grafica tridimensionale. Tra le sue caratteristiche più interessanti riportiamo il massiccio uso di stencil shadows e del normal mapping. Lo shader model impostato è il 2.0 per tutti i benchmark. La demo utilizzata è disponibile a questo indirizzo:

Doom 3

Uno dei titoli più attesi del 2004, seguito del principe di tutti gli shooter in tre dimensioni, Doom 3 è l’ultima fatica di John Carmak. Tra le caratteristiche principali che questo motore grafico mette in mostra troviamo un pensante uso di stencil shadows. Sono presenti anche alcuni vertex e pixel shaders, anche se non in misura così avanzata come in Far Cry. Doom 3 è sviluppato, come vuole la tradizione Id Software, rigorosamente in OpenGL.

Half Life 2

Assieme a Doom 3 è stato uno dei titoli più attesi del 2004, sequel del famosissimo Half-Life lanciato nel lontano1998. L'engine grafico si caratterizza principalmente per l'utilizzo massiccio di shaders 2.0, alcuni dei quali tra i più complessi attualmente integrati in un titolo 3D.

Half-Life 2 Lost Coast

Questa piccola espansione di Half-Life 2 rappresenta per lo più una demo tecnologica che mostra le potenzialità del Source Engine e della nuova tecnica di High Dynamic Range introdotta da Valve. I benchmark sono stati eseguiti nella mappa introduttiva in una scena all’aperto ed in una al chiuso (all’interno della chiesa).

Call Of Duty 2 Demo

Sparatutto 3D targato Activision, Call Of Duty 2 è il sequel di Call Of Duty un titolo incentrato sulla guerra, di particolare successo e rinomanza nel panorama videoludico mondiale. La grafica tridimensionale proposta è contraddistinta da ampi spazi aperti, oggetti e modelli ricchi di poligoni ed alcuni interessati effetti particellari e di shading. Il titolo sfrutta l’API Direct 3D ed è protagonista del lancio di XBOX 360. La versione da noi utilizzata è la demo e, in particolare, per eseguire i benchmark abbiamo registrato una piccola sequenza di gioco.

Serious Sam 2

Seguito del famigerato Serious Sam, titolo sviluppato dalla Croteam e che negli anni scorsi ha trovato il consenso di un’ampia schiera di videogiocatori, la sua colorata grafica, generata dal Serious Engine, è caratterizzata dall’uso di pixel shaders in versione 2.0 e 3.0 per la realizzazione di effetti avanzati come il parallax mapping, le rifrazioni e le soft shadows. Serious Sam 2 supporta anche l’High Dynamic Range e può funzionare sia in modalità Direct 3D, che OpenGL, benché l’API Microsoft sia quella selezionata di default. La demo utilizzata nel corso dei nostri benchmark è quella The Shielf Generator.

Fear

Fear è uno sparatutto 3D particolarmente atteso grazie alla interessante trama ed all’ottima resa grafica di cui dispone. Basato sul motore grafico Jupiter EX, Fear fa uso di funzionalità avanzate per il rendering attraverso il Direct 3D ed è caratterizzato anche dall’uso del motore Havok per la gestione della fisica. Tra le funzionalità più significative rileviamo un uso piuttosto corposo di pixel shaders 2.0 e 3.0 e di un sistema di illuminazione dinamico basato sulle stencil shadows.

La nuova GeForce 7800 GTX 512 MB inizia la sua scalata velocistica già a partire dal test del fill rate del 3DMark05 dove sia in single texturing che in multitexturing risulta essere sensibilmente più veloce la Radeon X1800 XT 512 MB.

Per quanto concerne i calcoli poligonali, il chip R520 montato sulla scheda Radeon X1800XT dimostra di essere ancora la soluzione più veloce, anche se il distacco rispetto a quanto visto con la GeForce 7800 GTX 256 MB, si è ridotto.

Eccellenti performance nel calcolo dei pixel shaders proposti dal 3DMark05, dove la Radeon X1800 XT 512 MB è in coda, mentre la GeForce 7800 GTX 512 MB è saldamente in prima posizione con un marcato vantaggio anche rispetto alla versione a 430 Mhz del chip G70.

Con il titolo di Crytek la GeForce 7800 GTX 512 MB è sempre la più veloce del lotto nel rendering tradizionale e nel rendering con antialiasing 4x e filtro anisotropico 8x. Il vantaggio rispetto alle altre schede considerate è variabile a seconda della risoluzione e della mappa prese in considerazione, ma risulta essere sempre ben visibile.

Abilitando la modalità di antialiasing e del filtro anisotropico qualitativamente più elevata sia per G70 che per R520, le prestazioni delle schede GeForce 7800 GTX crollano letteralmente e la Radeon X1800 XT 512 MB arriva ad ottenere a 1920x1440 quasi il doppio delle prestazioni della GeForce 7800 GTX 512 MB. Questo risultato è dovuto alla natura dell’antialiasing 8xS delle schede GeForce che, essendo di tipo misto multisampling/supersampling, comporta un elevato degrado delle performance.

Nonostante gli incrementi apportati in ambito OpenGL con i Catalyst 5.11 abbiano permesso alla Radeon X1800 XT 512 MB di superare la GeForce 7800 GTX 256 MB con il titolo ID Software, ciò non è sufficiente per mantenere la testa anche rispetto alla GeForce 7800 GTX 512 MB. Quest’ultima, grazie ai suoi eccezionali valori di fill rate e banda passante è sempre saldamente al vertice, sia in Doom 3 che in The Chronicles Of riddick.

Anche con Splinter Cell Chaos Theory e Battlefield 2 i grafici si commentano da soli: la GeForce 7800 GTX 512 MB non perde mai la prima posizione, indipendentemente dalla situazione presa in considerazione (rendering semplice, con filtri abilitati o con High Dynamic Range). Il margine di vantaggio della scheda NVIDIA è sempre piuttosto evidente e solo con Battlefield 2 registriamo, con antialiasing 4x e filtro anisotropico, una situazione quasi paritaria tra la GeForce 7800 GTX 512 MB e la Radeon X1800 XT alla risoluzione di 1920x1440.

La demo di Call Of Duty 2 presenta per la prima volta in questa analisi velocistica un vantaggio, seppur lieve, della Radeon X1800 XT 512 MB sulla GeForce 7800 GTX 512 MB nel rendering con antialiasing e filtro anisotropico abilitato. Senza queste opzioni abilitate, la GeForce 7800 GTX 512 MB, invece, conferma la propria leadership velocistica.

Questo articolo vede la reintroduzione di Half-Life 2 nel nostro pacchetto benchmark dopo una piccola assenza dovuta ad un aggiornamento di Steam che ci impediva di eseguire test. Per l’occasione sono state registrare due nuove demo nelle mappe canals e prison, con risultati che quindi non sono confrontabili con quanto pubblicato in precedenti articoli. La prima è contraddistinta da ambientazioni all’aperto, mentre la seconda da spazi chiusi.

Come vuole la tradizione per il titolo Valve, anche in questo caso la scheda video Radeon X1800XT risulta essere complessivamente più veloce. Solo nella mappa prison la GeForce 7800 GTX 512 MB riesce ad imporsi al primo posto, ma tale situazione si ribalta nella mappa canals. Inoltre, abilitando l’antialiasing al massimo livello ed il filtro anisotropico 16x, R520 ritrova il gradino più alto del podio.

Half-Life 2 Lost Coast è una piccola espansione di Half-Life 2 atta a mostrare le potenzialità del Source Engine e, in particolare, della tecnica di High Dynamic Range messa a punto dai programmatori di Valve. Questa tecnica, contrariamente a quella vista in Splinter Cell Chaos Theory, Serious Sam 2 e Far Cry, consente di abilitare l’antialiasing in presenza dell’High Dynamic Range su tutte le schede video GeForce e Radeon compatibili con lo shader model 2 o successivo. In occasione di questo articolo abbiamo registrato due piccole sequenze di gioco della mappa introduttiva, una in spazi aperti ed una al chiuso, utilizzate per eseguire questi benchmark.

Rispetto ai risultati ottenuti in Half-Life 2, la GeForce 7800 GTX 512 MB ha senza ombra di dubbio guadagnato terreno, imponendosi nuovamente come la più veloce scheda video del lotto. La Radeon X1800 XT 512 MB deve cedere il passo ad entrambe le schede nel rendering semplice, mentre in quello complesso riesce a portarsi al secondo posto.

Fera e Serious Sam 2 sono altre due new entry in questo pacchetto benchmark, titoli molto attesi dai videogiocatori di tutto il mondo. In entrambi i casi si tratta di due sparatutto che dal punto di vista tecnico risultano essere molto diversi tra loro.

Fear propone un rendering molto simile a quello di Doom 3 a causa del sistema di illuminazione dinamico basato su stencil shadows, anche se fa uso di materiali più complessi, oltre ad effetti avanzati come il parallax mapping o le stencil soft shadows.

Serious Sam 2 è un titolo, invece, più incentrato su ampi spazi aperti ed utilizza un sistema di illuminazione basato su soft shadow maps.

E’ sorprendente vedere nel rendering con antialiasing e filtro anisotropico come la Radeon X1800 XT 512 MB riesca a sopravanzare la GeForce 7800 GTX 512 MB nonostante l’uso delle stencil shadows abbia da sempre favorito l’architettura dei processori grafici NVIDIA. Nel rendering semplice e abilitando le soft shadows, invece, la nuova scheda video GeForce resta la più veloce.

Segnaliamo che i test con soft shadows sono stati eseguiti senza antialiasing in quanto sia la scheda ATI che quelle NVIDIA presentano artefatti grafici con questa configurazione.

Per eseguire l’overclock della scheda GeForce 7800 GTX 512 MB abbiamo abilitato i coolbits attraverso il registro di configurazione di Windows. Fatto ciò, abbiamo provveduto ad innalzare le frequenze di core e memorie ricercandone il limite.

La GeForce 7800 GTX 512 MB ha dimostrato di possedere buone capacità di overclock per quanto concerne il core che è passato da 550 Mhz a 600 Mhz. Più modesto in percentuale l’incremento delle memorie GDDR3 che non hanno superato i 1750 Mhz.

Gli incrementi nelle prestazioni non sono particolarmente evidenti e superano raramente un +5%.

Il rilevamento della potenza necessaria al corretto funzionamento del sistema è stato eseguito con una pinza amperometrica Lafayette PA-33 sulla corrente alternata utilizzata dall'alimentatore del sistema di test. Attraverso questo strumento abbiamo provveduto sia a misurare la tensione (pari a 230 Volt) che la corrente (in Ampere). In un circuito elettrico attraversato da corrente continua la potenza, che si misura in Watt, è data da tensione*corrente. Sfortunatamente, avendo una misurazione della corrente alternata, dobbiamo tenere conto di un terzo fattore denominato fattore di potenza. La formula pertanto risulta essere la seguente:

potenza = tensione*corrente*cos(Phi)

dove Phi è l'angolo di sfasamento e cos(Phi) è il fattore di potenza. L'angolo di sfasamento dipende dal tipo di carico: resistivo, induttivo o capacitivo. Gli alimentatori dei personal computer di fascia alta hanno solitamente un tipo di carico che rende l'angolo di sfasamento vicino allo zero e, conseguentemente, il fattore di potenza può essere approssimato con l'unità. Per correttezza, tuttavia, non indicheremo i risultati ottenuti in Watt, ma in VA (Volt per Ampere). Coloro che vogliono effettuare un confronto tra i risultati ottenuti e la potenza massima erogabile dall'alimentatore devono tenere a mente che nel migliore dei casi (cioè quando cos(Phi) è approssimabile con l'unità) il valore in VA può essere tradotto in Watt senza alcuna operazione, mentre in tutti gli altri casi la potenza in Watt sarà inferiore.

Il rilevamento della potenza assorbita dall’intero sistema porta a risultati interessanti. La scheda video Radeon X1800 XT 512 MB resta il prodotto che richiede più energia in idle poiché ne non è stato ottimizzato il funzionamento in ambito 2D. Le schede GeForce 7800 GTX, al contrario, subiscono una decisa diminuzione delle frequenze di lavoro, specie per il core, durante le normali operazioni sotto Windows e ciò le porta ad essere poco onerose in questa circostanza.

Nel momento in cui avviamo un’applicazione tridimensionale la GeForce 7800 GTX 512 MB diventa la scheda che richiede più energia: l’intero sistema arriva a richiedere ben 243,8 VA. La seguono poco distanti la Radeon X1800 XT e la GeForce 7800 GTX 256 MB.

Le misurazioni della rumorosità sono state effettuate su un sistema di test privo di case con un fonometro posto ad una distanza di circa 10 cm dal sistema di dissipazione della scheda video. Bisogna, pertanto, interpretare questi valori non come misure assolute, ma limitatamente alla comparazione tra i vari prodotti, cioè solo per la valutazione di quale è la scheda più rumorosa del lotto. E' evidente, infatti, che la maggioranza degli utenti monta il proprio personal computer in un case chiuso dal quale si trova normalmente ad una distanza superiore a 10 cm.

Il sistema di raffreddamento adottato da NVIDIA per la reference board della GeForce 7800 GTX 512 MB, nonostante ingombri lo slot adiacente a quello PCI Express 16x in cui è installa la scheda video, ha il pregio di mantenere anche sotto sforzo una rumorosità particolarmente bassa. La ventola dall’ampio raggio che lo caratterizza, infatti, non necessita di raggiungere elevate velocità di rotazione per muovere l’aria necessaria al raffreddamento dei dissipatori e, conseguentemente, risulta silenziosa anche durante l’esecuzione di applicazioni tridimensionali, più silenziosa di quanto visto nel sistema di raffreddamento della GeForce 7800 GTX 256 MB.

Venuti a conoscenza delle specifiche tecniche di questa nuova GeForce 7800 GTX 512 MB, una delle prime riflessioni che possono essere fatte è il constatare quanto furiosa sia diventata la competitività di ATI e NVIDIA, con una ricerca che porta alla presentazione di prodotti nuovi dedicati a tutte le fasce di mercato senza ormai seguire più una tempistica prevedibile. Un tempo avremmo potuto scandire l’immissione sul mercato di nuovi prodotti e nuove generazioni annualmente oppure ogni due trimestri. Negli ultimi mesi, invece, osserviamo come le uniche tempistiche seguite, sono quelle scandite dalla competizione (o al più da problemi interni), competizione divenuta oramai così forte da portare l’utente finale ad assistere ad un continuo batti e ribatti.

Ecco, quindi, che, nell’ottica appena descritta, a soli pochi giorni dalla primissima disponibilità della nuova Radeon X1800 XT 512 MB in Italia (a non meno di € 600, iva inclusa), arriva la GeForce 7800 GTX 512 MB, disponibile da subito sul territorio nazionale e caratterizzata da un prezzo consigliato di € 649, iva inclusa. NVIDIA continua con la propria politica degli "Hard Launch", consistente nella presentazione di una nuova scheda video con disponibilità immediata presso i rivenditori.

Notevole è stato lo sforzo effettuato da NVIDIA per realizzare un prodotto dalle frequenze così elevate. Ricordiamo, infatti, che G70 è costruito con un processo produttivo a 0.11 micron e che nella sua implementazione da 256 MB di memoria video, lavora a 430 Mhz. La produzione in quantità di G70 già a partire da diversi mesi ha consentito a TSMC di affinarne la creazione, processo grazie al quale è stato possibile raggiungere buone rese di chip lavoranti a 550 Mhz e, secondo le prove da noi effettuate, con un margine di overclock pari a 50 Mhz.

I nostri rilevamenti velocistici hanno mostrato come la nuova GeForce 7800 GTX 512 MB sia assolutamente inattaccabile dalla Radeon X1800 XT 512 MB nel rendering privo di filtri. Solo abilitando l’antialiasing ed il filtro anisotropico assistiamo ad uno scontro più equilibrato: utilizzando quattro samples per l’antialiasing ed otto per il filtro anisotropico, la nuova versione di scheda GeForce 7800 GTX riesce ad essere nella maggioranza dei casi su un gradino sensibilmente più elevato della soluzione Radeon X1800XT. Abilitando il filtro anisotropico 16x e l’antialiasing alle massime impostazioni consentite (8xS per NVIDIA e 6x per ATI), il quadro sorride in misura decisamente maggiore al prodotto canadese grazie all’implementazione di un antialiasing multisampling, contro l’ibrido supersampling/multisampling delle GPU GeForce.

Dal punto di vista tecnologico il confronto tra G70 e R520 vede quest’ultimo leggermente in vantaggio grazie al supporto dell’antialiasing insieme all’High Dynamic Range, al filtro anisotropico ad alta qualità ed all’accelerazione video H.264. Quest’ultima funzionalità, tuttavia, anche se attualmente non è disponibile con le schede GeForce 7800, sarà implementata in futuro anche nelle schede NVIDIA attraverso nuove versioni dei drivers; al momento attuale, inoltre, l'accelerazione video H.264 di ATI richiede driver che non sono ancora pubblicamente disponibili.

La differenza di prezzo tra la GeForce 7800 GTX 512 MB e la Radeon X1800 XT 512 MB non riteniamo che sia significativa a questi livelli prestazionali: stando ai dati più recenti la differenza tra i prezzi retail è di 50€, e con questi livelli di costo la disponibilitò effettiva sul mercato assume un ruolo ancor più importante. Per questo motivo classifichiamo la nuova scheda NVIDIA come la più veloce soluzione di fascia alta attualmente disponibile e la consigliamo particolarmente a tutti coloro che pretendono i più elevati livelli velocistici nei titoli di vecchia e nuova generazione. La Radeon X1800 XT 512 MB viene, invece, da noi consigliata solo verso quella cerchia di utenti che antepongono fortemente la qualità alle prestazioni ed hanno intenzione di andare oltre l’uso di quattro samples per l’antialiasing.