Placa de Vídeo GeForce 6800 Ultra

Introdução

O GeForce 6800 Ultra é o mais novo chip gráfico topo de linha da NVIDIA, sendo conhecido anteriormente pelo nome-código NV40. Este chip entra no mercado com a tarefa de ser ainda mais rápido e apresentar melhor qualidade de imagem que o GeForce FX 5950 Ultra, até então o chip topo de linha da NVIDIA.

O GeForce 6800 Ultra é um dos chips mais esperados de todos os tempos. Só para você ter uma idéia, a NVIDIA gastou 400 milhões de dólares no projeto do GeForce 6800 e 1.000 engenheiros trabalharam em seu projeto, ao longo de dois anos.

Nós tivemos o privilégio de receber uma amostra de referência desta placa para testes, onde pudemos conferir o desempenho da criança. Uma amostra de referência é uma amostra produzida pelo fabricante do chip para ser enviada aos fabricantes de placas de vídeo. Baseada nesta amostra, os fabricantes de placas têm duas opções: fabricarem uma placa simplesmente igual ou modificarem a amostra de referência com pequenos ajustes para obter um melhor desempenho e/ou ter uma cara "única", isto é, não ter uma placa com a mesma aparência das placas de vídeo das empresas concorrentes.

Como se trata de uma amostra de referência, os nossos testes não são definitivos. Como explicamos, a amostra que recebemos foi fabricada pela NVIDIA, sendo que esta empresa não fabrica placas de vídeo. Produtos comerciais podem chegar com pequenas modificações em relação à amostra de referência que aumentam o desempenho. Segundo, os drivers ainda não estão otimizados para a linha GeForce 6800, ou seja, versões mais novas de drivers que estarão disponíveis a partir do momento que as primeiras placas baseadas no GeForce 6800 Ultra chegarem ao mercado podem apresentar um desempenho superior em relação aos drivers que usamos em nossos testes.

Antes de você se empolgar com os resultados dos nossos testes, um lembrete: este chip não é para qualquer bico, ou melhor, micro. Com um preço sugerido para o mercado norte-americano de US$ 499, é pouco provável que placas cheguem ao Brasil custando menos de R$ 2.000. Para aqueles que não querem gastar uma fortuna neste novo lançamento, a NVIDIA lançou também o GeForce 6800 ("não-Ultra"), que tem o preço sugerido de US$ 299, apresentando, obviamente, um desempenho inferior ao do seu irmão "Ultra". Infelizmente ainda não recebemos este modelo mais simples para testes.

O GeForce 6800 por dentro

O novo chip GeForce 6800 usa uma nova arquitetura interna, que deverá ser usada pelos novos chips da NVIDIA a serem lançados neste ano. Esta nova arquitetura aumenta tanto a qualidade de imagem quanto o desempenho dos jogos 3D.

A principal novidade é o uso do modelo de programação Shader 3.0, que aumenta a qualidade de imagem e também o desempenho dos jogos. O GeForce 6800 é primeiro chip gráfico a ser lançado usando este novo modelo. Este novo modelo de programação traz várias novidades, como 65.535 instruções de Vertex Shader (contra 256 do modelo Shader 2.0, que é usado na série GeForce FX), 65.535 instruções de Pixel Shader (contra 96 do modelo Shader 2.0), precisão matemática de 32 bits (contra 24 bits no modelo Shader 2.0) e vários novos recursos não presentes no modelo anterior, como, por exemplo, o Geometry Instancing, que em vez do programa enviar a geometria dos objetos presentes na tela uma-a-uma, envia todas as geometrias de todos os objetos de uma só vez, aumentando o desempenho. Vários jogos já estão sendo programados usando este novo modelo, entre eles Lord of the Rings - Battle For Middle-Earth, STALKER: Shadows of Chernobyl, Vampire: Bloodlines, Splinter Cell X, Driver 3, Grafan, Painkiller, FarCry e Unreal 3, entre outros.

Além disso, segundo a NVIDIA, o jogo não precisa ser programado usando o modelo Shader 3.0 para tirar proveito das vantagens desta nova tecnologia tanto em qualidade de imagem quanto em desempenho.

A segunda grande novidade do GeForce 6800 é uma maior quantidade de canalizações de processamento, o que aumenta consideravelmente o desempenho 3D. Os chips gráficos já há algum tempo permitem o processamento de várias instruções ao mesmo tempo. No caso do GeForce 6800 Ultra, o chip gráfico possui 16 canalizações, enquanto o GeForce 6800 tem 12 canalizações. Para você ter uma idéia, os chips gráficos topo de linha existentes até agora (GeForce FX série 5900 e Radeon série 9800) tinham "apenas" 8 canalizações.

Em princípio, isto significa que o GeForce 6800 Ultra seria capaz de processar 16 pixels (pontos da tela) simultaneamente, só que este novo chip apresenta como novidade a existência de duas unidades de processamento Shader e uma unidade de processamento de texturas por canalização, sendo capaz de processar oito operações por pixel por clock. Multiplicando-se isto pela quantidade de canalizações, temos uma capacidade total de 128 operações por pulso de clock. Realmente impressionante.

Para que você entenda isto melhor, observe a Figura 1, onde mostramos uma canalização tradicional, usada por outros chips gráficos. Nesta arquitetura cada canalização só é capaz de executar quatro operações por pulso de clock. Em chips como os da série GeForce FX 5900, que têm oito canalizações, temos uma capacidade de processamento total de 32 operações por pulso de clock (4 operações por canalização x 8 canalizações).

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Figura 1: Canalização usada tradicionalmente em outros chips gráficos.

Já no GeForce 6800, a arquitetura usada é a que mostramos na Figura 2. Cada canalização é superescalar, isto é, consegue processar mais de uma instrução simultaneamente, por ter mais de uma unidade de Shader. Por ter duas unidades de Shader, a capacidade de processamento é dobrada, passando a ser de oito operações por pulso de clock por canalização. Como esta arquitetura tem 16 canalizações, chegamos ao total de 128 operações por pulso de clock, ou seja, uma capacidade de processamento quatro vezes maior do que os chips da série GeForce FX 5900.

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Figura 2: Canalização usada pelo GeForce 6800.

Mais Caracteristicas do GeForce 6800

Outros detalhes da arquitetura incluem suporte nativo a precisão matemática de 128 bits, filtro anisotrópico de 16x, interface de memória de 256 bits, suporte a memórias DDR3, fabricação em processo de 0,13 mícron e suporte ao barramento AGP 8x e PCI Express (neste caso, usando o chip conversor da NVIDIA, chamado HSI, High-Speed Interconnect).

Para conhecer mais detalhes sobre as novas características de aumento de qualidade de imagem da GeForce 6800, como a tecnologia Ultra Shadow II (que acelera o processamento de sombras) e a tecnologia High-Precision Dynamic-Range (HPDR, tecnologia baseada na OpenEXR criada pela Industrial Light & Magic, responsável por maior suavidade e qualidade nas animações), sugerimos que você acesse o site da NVIDIA em http://www.nvidia.com/page/geforce_6800.html. Em http://www.openexr.com você acessa o site da tecnologia OpenEXR, na qual a HPDR é baseada.

O modelo GeForce 6800 Ultra vem com 256 MB de memória DDR3. Já o modelo GeForce 6800 virá com 128 MB de memória DDR “comum”. Além disso, a NVIDIA prometeu para o verão norte-americano (inverno no Brasil) um modelo de GeForce 6800 Ultra com 512 MB de memória DDR3.

Outra novidade é a existência de um circuito de codificação e decodificação de formatos de vídeo dentro do próprio chip, sendo o primeiro chip gráfico do mercado a incorporar funções de codificação de vídeo tais como MPEG4 e MPEG2. Desta forma, os chips da série GeForce 6800 são considerados dois chips em um, já que incorporam funções antes disponíveis em um chip à parte. O circuito de codificação de vídeo é totalmente programável, fazendo com que seja possível “ensinar” o chip sobre um novo padrão de codificação de vídeo que seja lançado no futuro, através da simples instalação de um novo driver de vídeo.

Para que você entenda melhor as diferenças entre os dois novos chips lançados – GeForce 6800 e GeForce 6800 Ultra – e os chips gráficos topo de linha existentes hoje no mercado, compilamos a tabela abaixo. Todos os chips listados na tabela acessam a memória a 256 bits por vez.

Chip Gráfico	Clock	Clock da Memória	Taxa de Transferência da Memória	Canalizações
GeForce 6800	375 MHz	700 MHz	22,4 GB/s	12
GeForce 6800 Ultra	400 MHz	1,1 GHz, GDDR3	35,2 GB/s	16
GeForce FX 5900	400 MHz	850 MHz	27,2 GB/s	8
GeForce FX 5900 Ultra	450 MHz	850 MHz	27,2 GB/s	8
GeForce FX 5900 XT	390 MHz	680 MHz	21,7 GB/s	8
GeForce FX 5950 Ultra	475 MHz	950 MHz	30,4 GB/s	8
Radeon 9800	325 MHz	680 MHz	21,7 GB/s	8
Radeon 9800 Pro	380 MHz	680 MHz	21,7 GB/s	8
Radeon 9800 XT	412 MHz	730 MHz	23,3 GB/s	8
Radeon X800 Pro	475 MHz	900 MHz, GDDR3	28,8 GB/s	12
Radeon X800 XT	520 MHz	1,12 GHz, GDDR3	35,8 GB/s	16

O Concorrente da ATI Vem Aí

A ATI está lançando nesta semana o concorrente do GeForce 6800: o Radeon X800, conhecido anteriormente pelo nome-código R420. Assim como o GeForce 6800, o Radeon X800 será uma série. O primeiro modelo lançado é o X800 Pro, que tem doze canalizações, clock de 475 MHz e memória GDDR3 rodando a 900 MHz. Já o modelo topo de linha, Radeon X800 XT, deve ser lançado somente em maio, e terá 16 canalizações, clock de 560 MHz e memória GDDR3 rodando a 1,12 GHz. Teremos de esperar a ATI enviar um modelo para testes para verificarmos qual chip merecerá o título de mais rápido do mercado, o GeForce 6800 ou o Radeon X800.

O GeForce 6800 por fora

As fotos a seguir são da amostra de referência que recebemos da NVIDIA. Como explicamos, placas baseadas no GeForce 6800 Ultra podem ou não seguir o modelo de referência da NVIDIA, portanto tome cuidado para não achar que todas as placas baseadas neste chip têm de obrigatoriamente seguir o layout mostrado a seguir.

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Figura 3: Amostra de referência para o GeForce 6800 Ultra, vista de frente.

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Figura 4: Amostra de referência para o GeForce 6800 Ultra, vista de costas.

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Figura 5: Detalhe dos conectores da amostra de referência para o GeForce 6800 Ultra.

Se você olhar atentamente as fotos reparará que as placas baseadas no GeForce 6800 Ultra têm dois conectores de alimentação extras. Estes conectores devem ser ligados à fonte de alimentação do PC usando cabos independentes, isto é, cada conector deve ser ligado à fonte usando um conjunto de fios exclusivo, sem compartilhar a conexão com nenhum outro periférico. Também não pode ser usado um único cabo com conector "Y" na ponta para alimentar esta placa. Já a GeForce 6800 tem apenas um conector de alimentação extra.

Para funcionar, a GeForce 6800 Ultra exige que o PC tenha uma fonte de alimentação de, pelo menos, 480 W, pois ela sozinha consome 110 W. Isto significa que é muito provável que você tenha de trocar a fonte de alimentação do seu PC ao fazer o upgrade da sua placa de vídeo atual para a nova GeForce 6800 Ultra.

Os pequenos transistores do regulador de voltagem existentes na GeForce 6800 Ultra têm um dissipador de calor sobre eles, como você confere na Figura 6. Nesta mesma figura você vê um close dos conectores de alimentação extras.

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Figura 6: Dissipador dos transistores e conectores extras de alimentação.

Outro detalhe que podemos observar na Figura 5 é que o modelo de referência não tem saída VGA, somente saídas DVI. Com isto, para usar um monitor CRT é necessário usar um plugue adaptador para convertar a saída DVI em VGA. Bem, pelo menos na amostra que recebemos.

Por causa do tamanho do seu dissipador de calor, a GeForce 6800 Ultra ocupa tanto o slot AGP quando o slot PCI imediatamente ao seu lado, como você confere na Figura 7.

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Figura 7: A GeForce 6800 Ultra ocupa um slot AGP e o espaço do slot PCI imediatamente ao seu lado.

Mais algumas Características

Nós, como de praxe, desmontamos o enorme dissipador de calor desta placa de vídeo. Ela usa uma ventoinha tipo centrífuga, que apresenta uma melhor distribuição do ar. Ela usa um dissipador de calor para o processador de vídeo e outro para os chips de memória, que estão todos soldadas do mesmo lado da placa (lado dos componentes).

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Figura 8: Dissipadores da GeForce 6800 Ultra, após a remoção da sua ventoinha.

Na Figura 9 você confere o dissipador de calor dos chips de memória. A NVIDIA usou, pelo menos em sua amostra, uma fita térmica de boa qualidade como composto térmico.

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Figura 9: Dissipador dos chips de memória.

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Figura 10: Visão da GeForce 6800 Ultra sem os seus dissipadores de calor.

A amostra que testamos usava 8 chips de memória GDDR3 Samsung K4J55323QF-GC16, de 600 MHz (1,2 GHz DDR). Clique aqui para mais detalhes sobre esta memória.

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Figura 11: Detalhe de um dos chips de memória GDDR3 usada na amostra da GeForce 6800 Ultra.

Como Testamos

Em nossos testes de desempenho usamos a configuração listada abaixo. Entre as nossas sessões de teste o único dispositivo diferente era a placa de vídeo que estava sendo testada.

Configuração de Hardware

Placa-mãe: Chaintech ZNF3-150 (nForce 3-150)
Processador: Athlon 64 3200+
Memória: Dois módulos PC3200 TwinMOS com 256 MB cada
Disco rígido: Maxtor DiamondMax 9 Plus (60 GB, ATA-133)
Resolução de vídeo (2D): 800x600x32

Configuração de Software

Windows XP Professional em português, instalado em NTFS
Service Pack 1A
Direct X 9.0B
Versão do driver de vídeo ATI: 7.95 (6.14.10.6396)
Versão do driver de vídeo NVIDIA: 60.72 (6.0.7.2)

Programas Usados

Adotamos uma margem de erro de 3%. Com isso, diferenças de desempenho inferiores a 3% não podem ser consideradas significativas. Em outras palavras, produtos onde a diferença de desempenho seja inferior a 3% deverão ser considerados como tendo desempenhos similares.

Nós comparamos a GeForce 6800 Ultra com suas duas concorrentes diretas: a GeForce FX 5950 Ultra (testamos o modelo da MSI) e a Radeon 9800 XT (testamos o modelo da PowerColor), todas as três placas com 256 MB de memória. Infelizmente nós já tínhamos retornado a Radeon 9800 XT ao fabricante e não tivemos como efetuar alguns dos testes com esta placa de vídeo. Não incluímos em nossos testes com a GeForce 6800 Ultra resultados de outras placas de vídeo mais baratas por não serem concorrentes diretas, tanto por conta da faixa de desempenho quanto por conta da faixa de preço.

3dmark2001 SE

Nós fizemos os testes neste programa em três resoluções: 1024x768, 1280x1024 e 1600x1200. Repetimos os testes aumentando a qualidade de imagem, pois normalmente quando aumentamos a qualidade de imagem, o desempenho cai. O aumento de qualidade consistiu em configurar o anti-aliasing em 4x e o frame buffer em triplo. Esta condição está marcada como A.Q. (Alta Qualidade) nos gráficos.

Lembramos que o 3DMark01 SE é um programa antigo e usamos ele apenas para verificarmos como a GeForce 6800 Ultra se comportava na execução de programas antigos (DirectX 8).

Na configuração padrão do 3DMark2001 SE (1024x768), a GeForce 6800 Ultra foi 7,85% mais rápida do que a Radeon 9800 XT e 21,77% mais rápida do que a GeForce FX 5950 Ultra. Na medida em que aumentamos a resolução de vídeo, a diferença de desempenho entre a GeForce 6800 Ultra e a GeForce FX 5950 Ultra também aumentou: 31,99% mais rápida em 1280x1024 e 40,10% mais rápida em 1600x1200. Comparando os resultados quando aumentamos a qualidade de imagem, a diferença foi maior. Em 1024x768 a GeForce 6800 Ultra foi 20,85% mais rápida do que a Radeon 9800 XT e 22,75% mais rápida do que a GeForce FX 5950 Ultra, em 1280x1024 ela foi 36,04% mais rápida e em 1600x1200 ela foi 50,82% mais rápida.

3DMark03

Nós fizemos os testes neste programa em três resoluções: 1024x768, 1280x1024 e 1600x1200. Repetimos os testes aumentando a qualidade de imagem, pois normalmente quando aumentamos a qualidade de imagem, o desempenho cai. O aumento de qualidade consistiu em configurar o anti-aliasing em 4x e o filtro anisotrópico em 4x. Esta condição está marcada como A.Q. (Alta Qualidade) nos gráficos.

Na configuração padrão do 3DMark03 (1024x768), a GeForce 6800 Ultra foi 91,86% mais rápida do que a GeForce FX 5950 Ultra e 77,22% mais rápida do que a Radeon 9800 XT. À medida em que aumentamos a resolução de vídeo, a diferença de desempenho entre a GeForce 6800 Ultra e a GeForce FX 5950 Ultra também aumentou: 103,45% mais rápida em 1280x1024 e 121,38% mais rápida em 1600x1200. Comparando os resultados quando aumentamos a qualidade de imagem, a diferença foi ainda maior. Em 1024x768 a GeForce 6800 Ultra foi 116,10% mais rápida do que a GeForce FX 5950 Ultra, em 1280x1024 ela foi 143,90% mais rápida e em 1600x1200 ela foi 165,24% mais rápida.

Ou seja, de acordo com o 3DMark03, a GeForce 6800 Ultra tem, no mínimo, o dobro do desempenho da GeForce FX 5950 Ultra, podendo obter um desempenho até 2,5 vezes maior do que a GeForce FX 5950 Ultra quando aumentamos a qualidade de imagem e a resolução de vídeo.

Aquamark 3

O Aquamark 3 é um programa de teste de desempenho 3D baseado no engine do jogo Aquanox, um jogo que é extremamente "pesado". Rodamos o programa em sua configuração padrão (1024x768). Neste programa a GeForce 6800 Ultra obteve um desempenho 30,26% maior que o Radeon 9800 XT e 36,43% maior que o GeForce FX 5950 Ultra.

X2 - The Threat

Rodamos o demo do jogo X2 - The Threat, que é um jogo extremamente "pesado" e representa a complexidade gráfica dos jogos de última geração. Ele roda várias fases do jogo e apresenta ao final a média de quadros por segundo gerados. Nós fizemos os testes neste programa em três resoluções: 1024x768, 1280x1024 e 1600x1200. Repetimos os testes aumentando a qualidade de imagem, pois normalmente quando aumentamos a qualidade de imagem, o desempenho cai. O aumento de qualidade consistiu em ativar o anti-aliasing e o sombreamento. Esta condição está marcada como A.Q. (Alta Qualidade) nos gráficos.

Neste jogo em 1024x768, a GeForce 6800 Ultra foi 16,49% mais rápida do que a GeForce FX 5950 Ultra. Quando aumentamos a resolução, a diferença aumentou: a GeForce 6800 Ultra foi 28,18% mais rápida em 1280x1024 e 41,34% em 1600x1200. Quando aumentamos a qualidade de imagem, a diferença entre as duas placas foi ainda maior: em 1024x768 a GeForce 6800 Ultra foi 42,92% mais rápida do que a GeForce FX 5950 Ultra, em 1280x1024 ela foi 56,17% mais rápida e em 1600x1200 ela foi 65,17% mais rápida.

Code Creatures

Nós medimos a quantidade de quadros por segundo gerada pelo programa Code Creatures em 1024x768, 1280x1024 e 1600x1200. Repetimos os testes aumentando a qualidade de imagem. O aumento de qualidade consistiu em ativar o anti-aliasing em 4x. Esta condição está marcada como A.Q. (Alta Qualidade) nos gráficos.

Em 1024x768, o GeForce 6800 Ultra foi 13,23% mais rápido do que o Radeon 9800 XT e 11% mais rápido do que o GeForce FX 5950 Ultra. Quando aumentamos a resolução, a diferença também aumentou. Em 1280x1024 o GeForce 6800 Ultra foi 39,80% mais rápido do que o GeForce FX 5950 Ultra e em 1600x1200 o GeForce 6800 Ultra foi 62,74% mais rápido do que o GeForce FX 5950 Ultra.

Quando aumentamos a qualidade de imagem, a diferença de desempenho aumentou bastante. Em 1024x768 com o anti-aliasing ativado, o GeForce 6800 Ultra foi 25,73% mais rápido do que o GeForce FX 5950 Ultra e 45,92% mais rápido do que o Radeon 9800 XT. Em 1280x1024 o GeForce 6800 Ultra foi 60,07% mais rápido do que o GeForce FX 5950 Ultra e em 1600x1200 o novo chip da NVIDIA foi 77,62% mais rápido do que o seu antecessor.

Conclusões

Todos os nossos testes apontaram uma única tendência: o GeForce 6800 Ultra é muito mais rápido do que o seu antecessor, o GeForce FX 5950 Ultra e o concorrente da ATI, Radeon 9800 XT, para jogos de última geração, com diferenças que podem chegar a até 2,5 vezes, o que é realmente um absurdo. Realmente impressionante. É claro que para um teste ainda mais completo teremos de esperar o lançamento do Radeon X800 XT da ATI.

Só que este novo chip não é para qualquer um. Além das placas baseadas neste chip terem um preço sugerido de US$ 499 no mercado norte-americano, há outras questões envolvidas. Para tirar o máximo de proveito deste chip, você tem que usá-lo em resoluções acima de 1024x768, de preferência 1600x1200, com o máximo de qualidade de imagem ativada. Isto significa que você precisa ter um monitor de vídeo de pelo menos 17 polegadas.

Esta placa é tão rápida que o processador do micro torna-se um gargalo na execução de jogos. Ou seja, você precisa ter um processador de última geração (a partir de 3 GHz no caso da Intel ou 3200+ no caso da AMD) para poder tirar o máximo de desempenho que esta placa de vídeo proporciona. E com uma máquina destas você não poderá ter menos do que 512 MB de memória RAM e um disco rígido de alto desempenho (7.200 rpm). Outra questão é a fonte de alimentação do PC, que precisa ser de pelo menos 480 W.

Ou seja, você precisa ter um super micro para poder usufruir dos benefícios desta placa. Ela é claramente voltada para o mercado dos usuários fanáticos – e com muito dinheiro no bolso, é claro. Se não tem grana para ter uma super máquina, chips como o GeForce FX 5950 Ultra e o Radeon 9800 XT continuam sendo excelentes opções. Inclusive se você não rodar jogos em resoluções acima de 1024x768, até mesmo chips intermediários como o GeForce FX 5700 Ultra e o Radeon 9600 XT continuam sendo ótimas opções para o mercado brasileiro.

Resumo: compre somente se você tiver dinheiro e rodar jogos de última geração em resoluções a partir de 1280x1024 com o máximo de qualidade de imagem ativada.

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