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NVIDIA GeForce 7900 GS: novità in fascia media
Raffaele Fanizzi - 06 Settembre 2006
"Nell’ultimo quadrimestre che ci separa dalla fine dell’anno e da Windows Vista, NVIDIA aggiorna la sua offerta nel mercato di fascia media presentando la nuova scheda video GeForce 7900 GS: è una soluzione basata sul processore grafico G71 in una configurazione un poco depotenziata, ma dal prezzo di fascia media del mercato"
Pagina 1 - Caratteristiche tecniche

Ad ogni nuova generazione sia ATI che NVIDIA presentano un determinato numero di processori grafici che vengono immessi sul mercato in varie configurazioni in termini di frequenze di funzionamento, unità di calcolo abilitate e dotazione di memoria. Grazie a questo approccio si dà vita ad un vero e proprio ventaglio d’offerta che consente di coprire ogni segmento economico con una scheda video dalle prestazioni proporzionate al prezzo d’acquisto.

Nel corso della vita commerciale dei processori grafici appartenenti a questa generazione ATI ha più volte fatto uscire dal cilindro svariate schede video proponendo configurazioni differenti delle GPU R520 e R580. Basti pensare alle schede Radeon X1800 GTO, Radeon X1800 GTO2 e Radeon X1900 GT. NVIDIA, invece, dal lancio della GPU G71 ha mantenuto una linea produttiva più costante caratterizzata dalle schede video GeForce 7900 GTX, GeForce 7900 GT e, successivamente, GeForce 7950 GX2.

Oggi NVIDIA presenta una nuova scheda video basata su una versione depotenziata dell processore grafico G71 e denominata GeForce 7900 GS. E’ noto che la GPU G71 sia dotata di 8 motori di vertex shading e di 24 pipeline di rendering ognuna delle quali è composta da un’unità di pixel shading ed un’unità di texture mapping. L’elemento di distinzione principale di questa GeForce 7900 GS rispetto alle altre schede GeForce 7900 è la disabilitazione di 4 pipeline ed un’unità di vertex shading.

Tutte le unità di calcolo sono pienamente compatibili con lo shader model 3.0 delle DirectX 9.0c e dell’OpenGL 2.0. A queste specifiche aggiungiamo 16 ROPs con pieno supporto al blending in formato floating point il che consente di realizzare effetti grafici come l’High Dynamic Range, anche se non è supportato l’antialiasing in contemporanea alla sua applicazione.

Naturalmente non può mancare all’appello delle tecnologie supportate il PureVideo, grazie alla quale le schede video GeForce riescono ad accelerare in hardware la riproduzione dei contenuti video nei formati Mpeg2, WMV9 e H264.

 

ATI Radeon X1800 GTO2

ATI Radeon X1800 GTO

ATI Radeon X850 XT

NVIDIA GeForce 7900 GS

NVIDIA GeForce 7600 GT

NVIDIA GeForce 6800 Ultra

Bus di memoria

256 bit

256 bit

256 bit

256 bit

128 bit

256 bit

Processo produttivo

0,09 micron

0,09 micron

0.13 micron

0.09 micron

0.09 micron

0.13 micron

Frequenza chip e memoria

500/1000

500/1000

520/1080

450/1320

560/1400

400/1100

Bus

PCI Express 16x

Unità di Vertex Shading

8

8

6

7

5

6

Unità di Pixel Shading

16

12

16

20

12

16

Numero di TMU

16

12

16

20

12

16

Numero di Rops

16

12

16

16

8

16

Pixel Rate

8000 Mpixel

6000 Mpixel

8320 Mpixel

7200 Mpixel

4480 Mpixel

6400 Mpixel

Texel Rate

8000 Mpixel

6000 Mpixel

8320 Mtexel

9000 Mtexel

6720 Mtexel

6400 Mpixel

Z-Stencil Fill Rate

8000 Mpixel

6000 Mpixel

8320 Mpixel

14400 Mpixel

8960 Mpixel

12800 Mpixel

Banda Passante

32 GB

32 GB

34,5 GB

42,2 GB

22,4 GB

35,2 GB

Versione Vertex Shader

3.0

3.0

2.0

3.0

3.0

3.0

Versione Pixel Shader

3.0

3.0

2.0b

3.0

3.0

3.0

Full Scene Anti-Aliasing

Adaptive AA e Multisampling

Adaptive AA e Multisampling

Smoothvision HD

Intellisample 4.0

Intellisample 4.0

Intellisample 3.0

Altre caratteristiche

Ring Bus Memory Controller,
Ultra-Threaded Shader Engine,
AVIVO

Ring Bus Memory Controller,
Ultra-Threaded Shader Engine,
AVIVO

Smartshader HD, Videoshader HD, Hyper-Z HD

CineFX 4.0, UltraShadow II, PureVideo

CineFX 4.0, UltraShadow II, PureVideo

CineFX 3.0, UltraShadow II, PureVideo

Le frequenze di funzionamento di questo prodotto sono pari a 450 MHz per il core e 1.320 MHz per le memorie il che porta i valori di fill rate a 9.000 Mtexel/s, 7.200 Mpixel/s come color rate e 14.400 Mpixel/s di z-stencil rate. La banda passante è, invece, pari a 42,2 GB/s grazie al bus verso la memoria ampio 256 bit.

Pagina 2 - Layout

La scheda video GeForce 7900 GS è basato sullo stesso layout della refence board della scheda GeForce 7900 GT. Il PCB è lungo 20 cm e possiede una vistosa sezione dedicata all’alimentazione che conta almeno tre filtri passa basso e numerose componenti discrete.

scheda_2_s.jpg (41929 bytes)

G71 è il processore grafico più potente e complesso costruito da NVIDIA, ma nonostante le sue non indifferenti capacità computazionali, risulta essere relativamente piccolo nelle dimensioni e parco nelle richieste energetiche e termiche. Per questo motivo NVIDIA ha adottato per questo prodotto lo stesso compatto sistema di raffreddamento visto sulle schede video GeForce 7900 GT e GeForce 7600 GT. Si tratta di un dissipatore di medie dimensioni con alette in rame, dotato di una piccola ventola e adibito al raffreddamento del solo processore grafico. I moduli di memoria, come è possibile osservare nelle immagini proposte, sono sprovvisti di alcun sistema di raffreddamento. Grazie alla compattezza dell’elemento principale di dissipazione, questa scheda video risulta essere di tipo single slot, cioè occupa il solo slot PCI Express 16x in cui è montata. Sfortunatamente, come già osservato in altre occasioni e come mostreranno anche le misurazioni effettuate in questa analisi, la rumorosità di questa soluzione è superiore alla norma.

scheda_1_s.jpg (51752 bytes)

Come tutte le schede video basate sul chip G71, anche questa GeForce 7900 GS richiede il collegamento del connettore a sei pin per l’alimentazione supplementare che possiamo osservare nella sua consueta posizione in alto a destra. E’ presente, inoltre, in alto a sinistra il connettore SLI attraverso il quale è possibile collegare una seconda scheda video GeForce 7900 GS il che, unito ad una scheda madre compatibile con la tecnologia SLI di NVIDIA, consente di raddoppiare la potenza di calcolo.

La staffa di fissaggio presenta due uscite DVI-I ed un’uscita TV di tipo S-Video.

Pagina 3 - Configurazione di test

Configurazione di test

Processore

AMD Athlon 64 4800+ X2
(2,6 GHz di clock, 1 Mbyte cache L2, Socket 939)

Scheda Madre

ASUS A8N32-SLI Deluxe - NFORCE 4 SLI x16

Ram

2x1 GB Geil PC3200 (2-3-2-5)

Sistema Operativo

Windows XP Professional SP2

Versione dei drivers

ATI Catalyst 6.6
NVIDIA ForceWare 91.31

NVIDIA ForceWare 91.47 per la GeForce 7900 GS

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 1.32.

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 tutte le schede video sono stati abilitati tutti gli effetti ad eccezione dell'High Dynamic Range in quanto con quest'ultimo non è possibile abilitare l'antialiasing. 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 cliccando qui.

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).

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 Branchester.

Call Of Duty 2

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. Per eseguire i benchmark abbiamo registrato una piccola sequenza di gioco multiplayer.

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.

The Elder Scrolls IV: Oblivion

Uno dei più bei giochi del 2006, The Elder Scrolls IV: Oblivion è un RPG dotato di un motore grafico particolarmente avanzato. Tra le sue funzionalità segnaliamo la gestione di ampi spazi aperti, Parallax Mapping, soft shadows e High Dynamic Range. The Elder Scrolls IV: Oblivion sfrutta appieno le capacità delle schede video compatibili con i vertex e pixel shaders 3.0.

Tomb Raider Legend

Ennesimo capitolo della eroina più famosa nel mondo dei videogames, Tomb Raider Legend è un gioco d'azione dotato di una resa grafica sorprendente che trae un enorme beneficio dal supporto dello shader model 3.0. Bump mapping, soft shadows, depth of field e High Dynamic Range sono le funzionalità grafiche di cui fa uso nella modalità Next Generation.

Pagina 4 - Test sintetici

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Il test relativo al fill rate mette immediatamente in evidenza le superiori specifiche tecniche della scheda GeForce 7900 GS rispetto agli altri prodotti presi in considerazione. Le sue 20 pipeline unite alla frequenza di 450 MHz riescono ad ottenere i migliori risultati sia in single che in multitexturing.

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Molto competitiva la scheda GeForce 7900 GS di NVIDIA anche nel calcolo dei vertex shader, nel complesso simile alla scheda Radeon X850 XT ed alla Radeon X1800 GTO2.

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Decisamente superiore a tutte le altre schede video considerate è questa GeForce 7900 GS nel calcolo dei pixel shader sia i meno complessi che quelli più avanzati come il Perlin Noise 3.0 del 3DMark06. Questo risultato è stato conseguito grazie al maggior numero di unità di calcolo presenti nel chip grafico G71 rispetto al concorrente R520.

Pagina 5 - Far Cry

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Far Cry è uno dei titoli più rappresentativi del nostro pacchetto benchmark in quanto spesso quanto emerge con i suoi test è successivamente riconfermato dagli altri titoli Direct3D. In questo caso possiamo affermare che la scheda video GeForce 7900 GS è sensibilmente più veloce della scheda Radeon X1800 GTO2 nel rendering standard, mentre abilitando l’antialiasing ed il filtro anisotropico osserviamo una sostanziale parità.

Pagina 6 - Doom 3 e The Chronicles Of Riddick

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Doom 3 e The Chronicles Of Riddick, titoli tradizionalmente favorevoli ai chip grafici GeForce a causa dell’uso dell’OpenGL e delle stencil shadows come tecnica per la generazione dinamica delle ombre, vede una GeForce 7900 GS semplicemente imprendibile per la Radeon X1800 GTO2 in tutti i tipi di rendering e a tutte le risoluzioni.

Pagina 7 - Splinter Cell Chaos Theory

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Splinter Cell Chaos Theory riconferma quanto visto con Far Cry: la scheda video GeForce 7900 GS è sempre più veloce della Radeon X1800 GTO2 nel rendering standard e allo stesso livello in quello con antialiasing e filtro anisotropico. Molto competitive anche le prestazioni ottenute con High Dynamic Range abilitato: in questo caso il confronto vede la nuova scheda NVIDIA leggermente avanti la concorrenza.

Pagina 8 - Half-Life 2 e Half-Life 2 Lost Coast

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I due videogame di Valve basati sul Source Engine rompono il filone positivo della scheda GeForce 7900 GS ponendola in una posizione subordinata alla Radeon X1800 GTO2 nella maggioranza dei casi. Questo risultato è dovuto all’architettura di questo motore grafico che in maniera analoga, ma opposta a quanto accade con quello di Doom 3, favorisce tradizionalmente i chip grafici Radeon.

Pagina 9 - Call Of Duty 2 e Fear

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Questi due titoli mostrano quadri completamente differenti. Call Of Duty 2 premia l’architettura del processore grafico R520, mentre Fear ha una grafica meglio gestita dal chip G71.

Pagina 10 - Serious Sam 2

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Serious Sam 2 mostra una situazione variabile a seconda della tipologia di rendering considerato. Utilizzando le impostazioni standard o l’antialiasing ed il filtro anisotropico le schede video GeForce 7900 GS e Radeon X1800 GTO2 sono essenzialmente in parità. Con l’High Dynamic Range attivo, invece, l’ago della bilancia si sposta verso la soluzione canadese.

Pagina 11 - Oblivion e Tomb Raider Legend

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Oblivion ripropone un grafico simile a quello visto con Serious Sam 2: il confronto tra le schede video GeForce 7900 GS e Radeon X1800 GTO2 non vede un vincitore in quanto i distacchi sono molto contenuti.

Tomb Raider Legend, invece, posiziona la scheda GeForce 7900 GS nuovamente in prima posizione sia nel rendering standard, che in quello con filtri abilitati.

Pagina 12 - Overclock, consumi e rumorosità

Trattandosi di una scheda video basata su un processore grafico al quale sono state disabilitate alcune unità di calcolo, la prima operazione che viene in mente è di trovare il modo per abilitarle. Attraverso Rivaturner, noto software di tweaking per schede video, è possibile abilitare o disabilitare unità di molti processori grafici GeForce e questo ha permesso in passato di eseguire interessanti modifiche a prodotti come la scheda GeForce 6800. Sfortunatamente questo tipo di modifica non ha avuto successo con la GeForce 7900 GS: nonostante Rivaturner abbia consentito di abilitare le unità disattivate, dopo il consueto riavvio non abbiamo rivelato alcun cambiamento.

Abbiamo quindi proceduto con la classica pratica dell’overclock innalzando gradualmente le frequenze di funzionamento del core e delle memorie fino a trovarne il limite. Nel complesso possiamo affermare che la scheda GeForce 7900 GS ha raggiunto risultati molto soddisfacenti: 560 MHz per il core e 1730 MHz per le memorie.

L’incremento delle prestazioni a seguito dell’overclock è ben visibile raggiugendo spesso un +20% in grado di fare la differenza in termini di giocabilità.

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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.

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Questo grafico non è altro che la riprova delle ottime qualità dei processori grafico GeForce Serie 7 in termini di richieste energetiche. I consumi, infatti, sono contenuti paragonati con quelli fatti registrare dai concorrenti chip canadesi.

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.

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Come già predetto in fase di analisi del layout, il sistema di raffreddamento di questa scheda GeForce 7900 GS, essendo il medesimo di quello della GeForce 7600 GT, fa registrare gli stessi non esaltanti risultati. Infatti, i valori misurati sono i peggiori del lotto e aggiungiamo che la rumorosità non solo è ben udibile in termini di intensità, ma anche di tonalità in quanto la ventola di questi prodotti emette un suono acuto.

Pagina 13 - Conclusioni

Il primo elemento che intendiamo portare all’attenzione in queste conclusioni è il prezzo. Le schede video GeForce 7900 GS presentate quest’oggi saranno da subito disponibili sul territorio nazionale ad un prezzo pari a € 219,00 iva inclusa. NVIDIA riconferma, quindi, la sua serietà proponendo nuovi prodotti con disponibilità immediata, una politica particolarmente apprezzata dai potenziali acquirenti che, pertanto, dopo essersi informati, potranno acquistare da subito questa scheda video, senza essere costretti ad estenuanti prenotazioni e successive attese. Naturalmente è possibile che alcuni rivenditori tendano ad effettuare una quotazione al rialzo i primi giorni, mentre non si esclude che successivamente a questo periodo alcuni partner di NVIDIA possano ridurre il prezzo delle schede GeForce 7900 GS anche a meno di € 219,00.

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Il nostro pacchetto benchmark ha evidenziato come questa nuova scheda GeForce 7900 GS sia pienamente competitiva nei confronti della Radeon X1800 GTO2 risultando essere spesso superiore, soprattutto nel rendering standard. Considerando, inoltre, che il prodotto canadese è complessivamente disponibile ad un prezzo leggermente maggiore di € 219,00, è indubbio che il rapporto prezzo/prestazioni della scheda GeForce 7900 GS sia migliore.

Decisamente più marcata, inoltre, la superiorità della nuova soluzione NVIDIA rispetto alla Radeon X1800 GTO, nei confronti della quale non solo nella maggioranza dei casi è nettamente più veloce, ma anche paragonabile dal punto di vista economico.

Nel complesso NVIDIA si affaccia, quindi, al mercato autunnale con una fascia media rinnovata nella competitività in grado di garantire il miglior rapporto prezzo/prestazioni.