ورود

توجه ! این یک نسخه آرشیو شده میباشد و در این حالت شما عکسی را مشاهده نمیکنید برای مشاهده کامل متن و عکسها بر روی لینک مقابل کلیک کنید : مقاله عملکرد درایورهای جدید در افزایش کارآیی کارت‌های گرافیک



MAHDIAR
3rd January 2010, 09:00 PM
mahdiar

13.10.88
ساعت :21.30]
بررسی تاثیرات به‌روزسازی درایورهای کارت‌های گرافیک در عملکرد نهایی آنها
با پیشرفت چشم‌گیری که در سال‌های اخیر در صنعت ساخت بازی‌های کامپیوتری و پردازش تصاویر سه‌بعدی صورت گرفته، طراحان و سازندگان پردازنده‌های گرافیکی (GPU) به شدت در تلاشند تا از قافله عقب نمانند. به همین دلیل همواره در سال‌های اخیر شاهدیم که مدل‌های جدید کارت‌های گرافیک به سرعت وارد بازار شده و خیلی زود مدل‌های جدیدتر جای آنها را می‌گیرند.
همانطور که می‌دانید، نوع پردازش در پردازنده‌های گرافیکی بر اساس پردازش موازی یا همان Parallel Processing است و به همین دلیل طراحان پردازنده‌های گرافیکی در معماری‌های جدید، با افزایش تعداد پردازنده‌های جریانی (Stream Processor) و بهره‌گیری هر چه بیشتر از پردازش موازی، سعی در افزایش عملکرد کارت گرافیک دارند. گسترش هر چه بیشتر پردازش موازی توسط سخت‌افزار، باید توسط نرم‌افزار نیز پشتیبانی شود. در واقع برنامه‌نویسان نرم‌افزارهایی نظیر موتور گرافیکی بازی کامپیوتری، باید با بهینه‌سازی‌های لازم، بستر مناسبی را برای بهره‌گیری از تمامی ‌کارآیی پردازنده گرافیکی مدرن فراهم کنند. فراهم کردن چنین بستری، معمولا فرآیندی بسیار پیچیده و زمان‌بر است. درایور کارت گرافیک یکی از عواملی است که به صورت غیر مستقیم به شکل‌گیری چنین فرآیندی کمک می‌کند.
از طرفی با افزایش هر چه بیشتر جلوه‌های واقع‌گرایانه در پردازش تصاویر سه‌بعدی، حجم بافت‌هایی(Textures) که صرف پدید آمدن و شکل‌دهی اشیای موجود در صحنه سه‌بعدی می‌شوند نیز افزایش می‌یابد. بنابراین حافظه گرافیکی که در واقع انباره این بافت‌هاست، باید با ظرفیت‌های بالاتر ساخته شود. از طرفی افزایش حجم حافظه گرافیکی روی کارت‌های گرافیک (Local Video Memory) به شدت باعث افزایش قیمت تمام شده کارت گرافیک می‌شود؛ به همین دلیل سازندگان کارت‌های گرافیکی با همکاری کمپانی‌های نرم‌افزاری نظیر مایکروسافت و دیگر سازندگان موتورهای گرافیکی بازی‌ و نرم‌افزارهای ویرایش تصاویر سه‌بعدی، تصمیم گرفتند با ایجاد ارتباط مستقیم بین GPU و RAM (حافظه اصلی سیستم) تا حدودی بر این مشکل غلبه کنند.
این ارتباط در سیستم‌های برخوردار از کارت‌ گرافیک مجزای PCI Express ، مطابق شکل ۱ است.
http://www.cnreview.ir/image/VGADriver/VGADriver01.jpg
شکل۱
همانطور که در شکل ۱ مشاهده می‌کنید، این ارتباط به واسطه چیپست پل شمالی و از طریق اسلات PCI Express صورت می‌گیرد و توسط سامانه مدیریت حافظه به نام GART (Graphics Address Remapping Table) کنترل می‌شود.
در حقیقت در سیستم‌ عامل‌های جدید مایکروسافت، نظیر ویستا و ویندوز ۷ دو نوع حافظه به Video Memory تخصیص داده می‌شود:
یکی حافظه موجود در کارت‌های گرافیک که اصطلاحا Local Video Memory یا Dedicated Video Memory نامیده می‌شود و دیگری حافظه Shared System Memory که به صورت موقتی از حافظه اصلی سیستم به اشتراک گذاشته می‌شود.
توجه داشته باشید که این حافظه اشتراکی فقط در صورت تشخیص سیستم‌ عامل و در صورت نیاز، به حافظه کلی گرافیکی سیستم Video Memory) (Total Available اضافه می‌شود. این حافظه به طور کلی با حافظه اشتراک گذارده شده توسط سیستم‌های مبتنی بر پردازنده‌های گرافیکی یکپارچه که به صورت دایمی‌ مقداری از حافظه اصلی سیستم را به حافظه گرافیکی اختصاص می‌دهد، متفاوت است.
همانطور که اشاره شد، وظیفه کنترل دسترسی پردازنده گرافیکی به حافظه اصلی سیستم بر عهده GART است. این سامانه کنترل حافظه به صورت مستقیم توسط سیستم‌عامل به واسطه درایورهای کارت‌های گرافیک هدایت می‌شود. در واقع به دلیل کمتر بودن پهنای باند حافظه سیستم نسبت به حافظه گرافیکی موجود در بورد کارت‌های گرافیک، اگر ارتباط مورد نظر بدون بهره‌گیری از بهینه‌سازی‌های لازم انجام گیرد، نه تنها باعث افزایش کارآیی نهایی گرافیکی نمی‌شود، بلکه کاهش کارآیی را نیز در پی دارد. نقش مهم درایور کارت گرافیک در تنظیم و بهینه‌سازی این ارتباط بسیار مهم است.
http://www.cnreview.ir/image/VGADriver/VGADriver02.jpg
شکل ۲ : در این تصویر، مقدار حافظه اختصاصی کارت گرافیک و همچنین مقدار حافظه به اشتراک گذاشته شده، کاملا مشخص است
در واقع هدف از تشریح موارد بالا فراهم ساختن بستر این موضوع بود که درایور کارت‌ گرافیک فقط برای شناساندن قطعه به سیستم عامل به کار نمی‌رود، بلکه نقش محوری در تنظیم و بهینه‌سازی کارت گرافیک و ارتباطات حافظه‌های گرافیکی در یک سیستم امروزی را بر عهده دارد.
از این گذشته اگر بحث افزایش کارآیی را کنار بگذاریم، در درایور کارت گرافیک، قسمت‌هایی برای تنظیم رنگ، کیفیت پخش فایل‌های ویدیویی، تنظیمات تلویزیون، تنظیمات حرفه‌ای قابلیت‌های سه‌بعدی و تنظیمات حرفه‌ای مربوط به اورکلاک و مدیریت مصرف انرژی وجود دارد که با عرضه نسخه جدید، معمولا به قابلیت‌های آنها اضافه شده یا ایرادهای نسخه‌‌های قبلی رفع می‌شود.
همچنین با پیشرفت‌های اخیر فناوری (General-Purpose computing on Graphics Processing Units) GPGPU که به معنای «پردازش همه منظوره توسط واحد پردازش گرافیکی» است، بسیاری از نرم‌افزارهایی که قابلیت پردازش موازی دارند را می‌توان به جای CPU ،توسط GPU و با سرعت‌های بسیار بیشتر از قبل اجرا کرد. برای مثال یک کارت گرافیک رده متوسط ۲۵۰ هزار تومانی، در بعضی از نرم‌افزارهای تبدیل فرمت‌های ویدیویی قادر است حتی بیشتر از ۱۵۰% سریع‌تر نسبت به پردازنده یک میلیون تومانی، در تبدیل فرمت فایل‌های ویدیویی عمل کند.
فناوری GPGPU در کارت‌های گرافیک کمپانی ATI با نام تجاری ATI Stream و در کارت‌های گرافیک کمپانی nVIDIA با نام تجاری CUDA شناخته می‌شود(در شماره بعد به طور عملی فناوری GPGPU را مورد بررسی قرار خواهیم داد).
فناوری GPGPU فقط توسط درایورهای جدید کارت‌های گرافیکی قابل استفاده است و با گذشت زمان و عرضه درایور‌های جدید کامل‌تر شده و به قابلیت‌های آن اضافه می‌شود. برای مثال از قابلیت‌های جدیدی که توسط این فناوری پشتیبانی می‌شود و مورد استفاده عموم کاربران است، پشتیبانی نرم‌افزار Adobe Photoshop CS4 از پردازش موازی توسط GPU‌های کمپانی nVIDIA را می‌توان نام برد.
در این مقاله سعی داریم با استفاده از تست‌های علمی ‌و استاندارد در لابراتوار سخت‌افزار رایانه‌خبر، تاثیرات عملکرد درایورهای به‌روز را در افزایش کارآیی کارت گرافیک بررسی کنیم.

معرفی
در حال حاضر دو کمپانی nVIDIA و AMD/ATI بزرگ‌ترین تولیدکنندگان کارت‌های گرافیک در جهان هستند.
نام تجاری درایور کارت‌ گرافیک کمپانی nVIDIA در گذشته Forceware نام داشت که اخیرا بهGeforce تغییر نام داده است. نرم‌افزار تنظیم قابلیت‌های این درایور نیز nVIDIA Control panel نام دارد.
نام تجاری درایور کارت‌ گرافیک کمپانی ATI/AMD نیز ATI Catalyst است و نرم‌افزار تنظیم قابلیت‌های این درایور نیز Catalyst Control Centre نام دارد.
چندین سال است که این درایور‌ها به صورت یکپارچه عرضه می‌شوند. در واقع یک نسخه از این درایور‌ها خیل عظیمی ‌از مدل‌های مختلف کارت گرافیک کمپانی مورد نظر را پشتیبانی می‌کنند. برای مثال آخرین نسخه درایور Geforce تمامی‌ مدل‌های سری ۶، ۷، ۸، ۹ و GT را پشتیبانی می‌کند. همچنین آخرین نسخه Catalyst تمامی‌ مدل‌های سری HD 2000، HD 3000 و HD 4000 را پشتیبانی می‌کند.
تست و بررسی
در بررسی عملی تاثیر درایور در عملکرد کارت گرافیک، از دو کارت گرافیک متفاوت استفاده کردیم.
Geforce GTX260 ( 216core) 896MB GDDR3 – 448Bit
Radeon HD 4870- 1GB GDDR5 – 256Bit
علت انتخاب این دو مدل، تشابه نتایج عملکردشان در تست‌های مختلف بود.

http://www.cnreview.ir/image/VGADriver/VGADriver03.jpg
شکل ۳ : مشخصات کارت گرافیک Geforce GTX260
http://www.cnreview.ir/image/VGADriver/VGADriver04.jpg
شکل ۴ : مشخصات کارت گرافیک Radeon HD 4870
همچنین در تست‌ها از سه نسخه درایور مختلف که تاریخ عرضه هر یک بین ۴ تا ۶ ماه با قبلی اختلاف داشت، استفاده شد. لازم به ذکر است که تمامی ‌درایورها به اصطلاح WHQL و دارای تاییدیه مایکروسافت بودند و به هیچ وجه از درایورهای Beta در تست‌ها استفاده نشده است.
ضمنا تمامی ‌تست‌ها روی سیستم AMD لابراتوار رایانه ‌خبر انجام شده است. فهرست سخت‌افزار و درایور‌های استفاده شده در این تست مطابق جدول ۱ و ۲ است.
http://www.cnreview.ir/image/VGADriver/VGADriverj1.jpg
جدول ۱
http://www.cnreview.ir/image/VGADriver/VGADriverj2.jpg
جدول ۲
تست( ۳DMARK Vantage ، ۳DMARK 06 (DX 9.0
تست ۳DMARK Vantage
این تست بدون شک یکی از سنگین‌ترین و در عین حال معتبر‌ترین تست‌های DirectX 10.0 محسوب می‌شود. این تست از زوایای مختلف نظیر استفاده از آخرین فناوری‌های سایه‌زنی (Shader model 4.0) و نور پردازی، GPU را مورد آزمایش قرار می‌دهد. همچنین اگر حین تست، کمی ‌موشکافانه CPU Usage را مشاهده کنید، متوجه می‌شوید که تست‌های GPU این نرم‌افزار به شدت نسبت به پردازنده ایزوله هستند. به بیان دیگر، پردازنده در تست ۳DMARK Vantage دخالتی ندارد یا تاثیر آن بسیار ناچیز است و فقط کارت گرافیک است که مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. این خصیصه، نرم‌افزار یاد شده را در زمره نرم‌افزار‌های کاملا تخصصی تست کارت‌های گرافیک قرار می‌دهد.
http://www.cnreview.ir/image/VGADriver/VGADriver05.jpg
شکل ۵
آنچه از نگاه اول متوجه می‌شویم این است که برخلاف مدل Radeon که افزایش کارآیی محسوسی در این تست از خود نشان نداد، مدل Geforce با افزایش کارآیی بسیار محسوس ۱۲% درصدی همراه بود. لازم به ذکر است اختلاف ۱۰۰۰ امتیازی این نرم‌افزار حاکی از افزایش کارآیی بسیار محسوس است.
تست(۳DMARK 06 (DX 9.0
این تست نیز همواره یکی از بهترین تست‌ها برای محک کارت‌های گرفیکی بوده است. این نرم‌افزار طی تست‌های مجزای تکنیک‌های سایه‌زنی رنگ Shader Model 2.0 و Shader Model 3.0، کارت‌های گرافیک را با تست‌های نسبتا سنگین محک می‌زند.
http://www.cnreview.ir/image/VGADriver/VGADriver06.jpg
شکل ۶
در این تست برخلاف تست ۳DMARK Vantage، مدل Geforce افزایش کارآیی محسوسی از خود نشان نداده اما مدل Radeon با افزایش کارایی ۴% درصدی همراه است.
(Call of Juarez (DX 10.0
این بازی یکی از بازی‌های پرفروش مدرن است که در بسیاری از منابع معتبر تست و بررسی سخت افزار، مرجع معتبری برای تست کارت‌های گرافیکی به شمار می‌رود. این تست در کیفیت گرافیکی Maximum اجرا شده است.
http://www.cnreview.ir/image/VGADriver/VGADriver07.jpg
شکل ۷
دراین تست هر دو مدل با اختلاف ۵ تا ۸ درصد همراه بودند.
تست(Crysis (DX 10.0
بدون شک شاهکار کمپانی Crytek با بهره‌گیری از موتور گرافیکی قدرتمند Cry Engine، تا به امروز بهترین بازی از لحاظ گرافیکی بوده است. در این بازی از آخرین فناوری‌های سایه‌پردازی، سایه‌زنی رنگ‌ها و همینطور جلوه‌های واقع‌گرایانه تصویر برای داشتن طبیعی‌ترین صحنه‌ها، استفاده شده است.
این تست در کیفیت جزییات گرافیکی High اجرا شده است.
http://www.cnreview.ir/image/VGADriver/VGADriver08.jpg
شکل ۸
در این تست نیز برخلاف مدل Geforce که اختلاف کارآیی محسوسی نداشت، در مدل Radeon افزایش کارآیی ۱۱ درصدی محسوسی مشاهده ‌شد.
تست( DEVIL MAY CRY 4 (DX 10.0) ، Far Cry 2 (DX 10.0
تست( DEVIL MAY CRY 4 (DX 10.0
این تست نیز به دلیل استفاده از جلوه‌های واقع‌گرایانه بسیار مهیج و طرفداران کثیر این بازی، در بسیاری از منابع تست و بررسی قطعات سخت‌افزاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. این تست در کیفیت جزییات گرافیکی Ultra اجرا شده است.
http://www.cnreview.ir/image/VGADriver/VGADriver09.jpg
شکل ۹

همانطور که از نتایج پیداست، در هر دو مدل افزایش ۸ تا ۱۰ درصدی کارآیی مشهود است.
تست( Far Cry 2 (DX 10.0
Far Cry 2 نیز با برخورداری از موتور گرافیکی مدرن Dunia از آخرین فناوری‌های گرافیکی به کار رفته در گیم‌های مدرن، پشتیبانی می‌کند. در این بازی شما می‌توانید دورنمایی چند کیلومتری از جنگل‌های آفریقا را به همراه نورپردازی مثال زدنی مشاهده کنید. این تست نیز در کیفیت جزییات گرافیکی Maximum اجرا شده است.
http://www.cnreview.ir/image/VGADriver/VGADriver10.jpg
شکل ۱۰
در این تست برخلاف تست‌های قبل، هیچ‌گونه تاثیر محسوسی در عملکرد نهایی هر دو مدل دیده نشد!
نتیجه‌گیری و سخن پایانی
همانطور که مشاهده کردید، نتایج کلی حاکی از افزایش کارآیی ۵ تا ۱۲ درصدی در تست‌های مختلف است. این افزایش کارآیی گاهی برابر با میزان افزایش کارآیی است که مدل‌های جدیدتر از مدل‌های یاد شده با قیمت‌های بیشتر ارایه می‌دهند. در واقع اگر جزو کسانی باشید که مدت‌های طولانی فقط از درایور‌های موجود همراه کارت گرافیک استفاده می‌کنند، در این مورد ضرر خواهید کرد. چون علاوه بر از دست دادن بسیاری از امکاناتی که در ابتدای مقاله به آنها اشاره شد، بهینه‌سازی‌هایی که اجرای بهتر بازی‌ها را در پی دارد نیز از دست خواهید داد.
برای دانلود آخرین نسخه درایور کارت گرافیک خود می‌توانید به این سایت‌ها مراجعه کنید:
http://support.amd.com (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fsupport.amd.com)
http://www.nvidia.com (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fwww.nvidia.com)
در پایان یادآور می‌شویم که در حال حاضر درایور کارت گرافیک فقط برای شناساندن قطعه مورد نظر به ویندوز کاربرد ندارد، بلکه وظیفه بهینه‌سازی تنظیمات گرافیکی، کنترل توان مصرفی و … را نیز بر عهده دارد. بنابراین مجددا پیشنهاد می‌کنیم حداقل هر چند ماه یک بار نسبت به به‌روزسازی درایور کارت گرافیک خود اقدام کنید.

استفاده از تمامی مطالب سایت تنها با ذکر منبع آن به نام سایت علمی نخبگان جوان و ذکر آدرس سایت مجاز است

استفاده از نام و برند نخبگان جوان به هر نحو توسط سایر سایت ها ممنوع بوده و پیگرد قانونی دارد