artykuły

Rzecz o procesorach ARM, ich pojedynku z procesorami x86 oraz ich przyszłości

Anatomia ARM

82 6 sierpnia 2016, 09:00 Mieszko Krzykowski, Mateusz Brzostek

Nvidia Shield TV kontra... Xbox 360

Spróbujmy przenieść znajdujące się na poprzedniej stronie wyniki z próżni w miejsce, w którym powiedzą nam coś więcej. Jak te wszystkie słupki i punkty mają się do tego, co mogą osiągnąć desktopowe układy graficzne i... konsole? Najłatwiejszym sposobem, by to ocenić, będzie analiza wyników Tegry X1, której układ graficzny jest pochodną architektury GeForce'ów z serii 700 i 900.

 Tegra X1GeForce GTX 750
Jednostki cieniujące 256 512
ROP 16 16
Jednostki teksturujące 16 32
Taktowanie rdzenia ~1000 MHz 1020-1085 MHz
Moc obliczeniowa ~512 gigaflopów ~1095 gigaflopów
Szyna pamięci 64 b 128 b
Przepustowość pamięci 25,6 GB/s 80 GB/s

Jak widać w powyższej tabeli, GPU Tegry to – z pewnymi wyjątkami – połowa układu z GTX-a 750. Ten GPU nie ma bezpośredniego odpowiednika wśród układów wykorzystywanych w tanich kartach graficznych Nvidii, ale można się pokusić o oszacowanie jego wydajności. Zapewne wynosi ona mniej więcej 30–40% wydajności wspomnianego GTX-a (w zależności od tego, na ile dany test zależy od efektywności podsystemu pamięci, który w Tegrze jest bardzo ograniczony). To oznacza, że Nvidia Shield TV ma wydajność graficzną zbliżoną do osiągów GeForce'a GT 740 DDR3 lub mobilnego GeForce'a GT 740M. Szybki rzut oka na bazę wyników w 3D Marku i GFXBenchu potwierdza, że te karty osiągają rezultaty zbliżone do wyników GPU Tegry X1. Przy okazji oznacza to wydajność zbliżoną do możliwości Radeona HD 4670, który przecież pozwalał niegdyś pograć w pierwszego Crysisa w rozdzielczości HD w średnich ustawieniach jakości obrazu.

Co jednak ważniejsze, oznacza to, że GPU Tegry X1 ma większą moc obliczeniową niż GPU konsol poprzedniej generacji. PlayStation 3 ma zaprojektowany przez Nvidię układ graficzny RSX, będący pochodną GPU montowanego w GeForsie 7800GTX, a Xenos Xboksa 360 to projekt ATI, który ma dużo wspólnego z architekturą Radeonów X1800. Oczywiście, należy pamiętać – co za chwilę wykażemy – o tym, że wydajność nie zależy jedynie od czystej mocy obliczeniowej i że w grę wchodzi wiele innych czynników. Trudno też ocenić wydajność procesora Tegry na tle procesorów montowanych w Xboksach 360 i PS3. Jednak w teorii najwydajniejsze urządzenia przenośne powinny zapewniać jakość grafiki zbliżoną do tego, do czego kilka lat temu byli przyzwyczajeni konsolowi gracze siadający wieczorem przed swoimi kilkudziesięciocalowymi telewizorami. Czy tak faktycznie jest? Sprawdziliśmy to.

Nvidia zadbała o to, by na konsolę Shield TV przeniesiono kilka tytułów gier znanych z pecetów i standardowych konsol. Wybraliśmy cztery z nich: Doom 3 BFG, Half-Life 2: Episode 2, Metal Gear Rising: Revengeance i Borderlands: The Pre-Sequel. Sprawdziliśmy, jak wyglądają i działają na konsoli Nvidii i na Xboksie 360. Do oceny płynności animacji na tych dwóch konsolach wykorzystaliśmy te same metody, którymi się posługujemy, tworząc cykl artykułów „Konsole kontra PC”. Swoją drogą, jest to bardzo ciekawy temat w kontekście niedawnych informacji o tym, że procesor Nvidii ma trafić do najnowszej konsoli Nintendo.

Doom 3 BFG

Doom 3 to już dość leciwa gra i czasy, gdy uruchomienie jej na pececie było wyzwaniem, są już dawno za nami. Gra ta pokazuje jednak, ile można wyciągnąć z Tegry X1, jeśli ktoś się przyłoży do optymalizacji kodu. Co prawda obie wersje gry działają niemal idealnie płynnie (60 kl./sek.), ale Doom 3 na Xboksie 360 jest renderowany w rozdzielczości 720p, natomiast na Shield TV – w rozdzielczości Full HD. Wersja Shield TV cechuje się też wyższym stopniem filtrowania anizotropowego tekstur. Reszta efektów zdaje się wyglądać bardzo podobnie. Krótko mówiąc, Doom 3 lepiej wygląda i działa na konsoli Nvidii niż na konsoli Microsoftu.

 

Half-Life 2: Episode 2

W Half-Life 2: The Cliffhanger Episode 2 Shield TV wypada jeszcze lepiej – przewaga tej konsoli nad Xboxem jest niepodważalna. Gra nie tylko jest renderowana w wyższej rozdzielczości (1080p zamiast 720p), ale ma też znacznie lepszej jakości tekstury. Wersja xboksowa wręcz wygląda, jakby cały jej świat był spowity w mgle. Także płynność animacji jest różna, ale tutaj już trudno ocenić, czy można mówić o przewadze Shielda. Wersja xboksowa jest zablokowana na 30 kl./sek. i rzadko schodzi poniżej tego poziomu. Natomiast wersja na Tegrę X1 może działać z szybkością 60 kl./sek., ale w czasie walki i ogólnie na bardziej otwartych poziomach nie udaje się jej utrzymać, co w połączeniu z zawsze aktywną synchronizacją pionową przyczynia się do niezbyt przyjemnych wrażeń płynących z gry i mniejszej precyzji sterowania. Mimo to porównanie w Half-Life 2: Episode 2 przynosi kolejną wygraną Shield TV. 

 

 

Borderlands: The Pre-Sequel

Borderlands: The Pre-Sequel to jedna z bardziej wymagających i nowszych gier działających na Shieldzie. Obie testowane przez nas wersje wyglądają podobnie i są renderowane w rozdzielczości HD, ale wersja na Shielda ma jedną zasadniczą przewagę: włączone wygładzanie krawędzi. W tej grze, w której wszystkie kontury są grube, wyraźne i odcinają się od tła, robi to ogromną różnicę. Tak samo jak w przypadku Half-Life'a płynność animacji na Xboksie jest zablokowana na poziomie 30 kl./sek., a Shield pozwala liczyć na 60 kl./sek., ale tylko wtedy, gdy... patrzy się prosto w ścianę, bo w każdej innej sytuacji bliżej jest do 40 kl./sek. Po tej grze jednak znowu widać, że konsolowa jakość grafiki na tablecie to nie oksymoron.

 

 

Metal Gear Rising: Revengeance

Metal Gear Rising: Revengeance przypomina jednak, że teoretyczna moc obliczeniowa to nie wszystko. Gra ta jest również sporym wyzwaniem dla podsystemu pamięci i procesora, które to nie są mocnymi stronami SoC-a Nvidii. Jakość obrazu w przypadku obu konsol jest właściwie taka sama, obie renderują tę grę w rozdzielczości 720p, ale Shield zapewnia znacznie, ale to znacznie gorszą płynność animacji. Gdy na ekranie dzieje się trochę więcej (a właściwie ciągle coś się dzieje, na przykład wybucha), zaczynają się pojawiać spadki do około 20 kl./sek., co w grze tego typu jest bardzo dużym problemem. Co prawda Xboksowi nie udaje się utrzymać stałych 60 kl./sek., ale i tak gra się o wiele przyjemniej.

 

Wnioski

Dwa wyraźne zwycięstwa Shield TV, jedno mniejsze i jedna duża przegrana. Dowiedzieliśmy się stąd, że układy graficzne najwydajniejszych ARM-owych SoC-ów faktycznie pozwalają osiągnąć lepszą jakość grafiki niż GPU konsol poprzedniej generacji. Dowiedzieliśmy się też, że na mocy obliczeniowej historia się nie kończy, bo jednak ograniczona wydajność procesora, przepustowość pamięci współdzielona przez CPU i GPU, a także typowe problemy z „portowaniem” gier jeszcze przez jakiś czas nie pozwolą zagrać w pełnowartościowe wersje Uncharted i Halo na smartfonie lub tablecie. Do niedawna pewnym problemem były też niedostatki API dostępnych na mobilne platformy. Tak naprawdę Shield TV i konsole Nvidia Shield to jedne z niewielu urządzeń z Androidem z pełną obsługą pełnej wersji OpenGL, a nie OpenGL ES, to zaś zniechęca do przenoszenia „prawdziwych” gier na platformę Google. Na szczęście Android Nugat przynosi obsługę Vulcana, więc jeśli tylko producenci mobilnych GPU przyłożą się do pisania sterowników, będzie szansa na poprawę tej sytuacji. API to powinno także pomóc w ukryciu niedoborów wydajności procesorów ARM. Przyszłość mobilnego grania wygląda więc bardzo interesująco.

9