Průvodce koupí cenově výhodného PC pro říjen

Než začnete číst: Menší povídání o grafikách a spotřebě elektrické energie

Protože se občas vyskytnou různé názory nebo je také někdy dobré něco předem vysvětlit, dokázat nebo uvést na pravou míru, připravil jsem tuto stránku. Začneme o volbě grafických karet.

Problém č.1: Grafická karta

Dříve než se pustíme podrobněji do jednotlivých grafických karet v rámci jednotlivých cenových kategorií, se pokusím o nastínění problematiky těchto karet. V případě, že stavíte herní PC, je právě grafická karta nejdůležitějším "železem" v počítači. Naproti tomu procesor až tak důležitý není, tady vám tisícikoruna vražená do procesoru pomůže určitě méně než tisícikoruna investovaná do grafické karty.

Mám s tím své jisté zkušenosti. Před mnoha lety jsem si koupil Celeron 466MHz s integrovanou grafikou i810. Nečekal jsem závratný výkon, ale i tak jsem byl zklamán. Mé občasné hraní, to se fps daly počítat na prstech obou rukou, nohy jsem už k počítání nepotřeboval. Integrovaná grafika, to je skvělá cesta jak začít vnímat cokoli nad 15fps jako naprosto plynulý pohyb. Dnes jsou na tom integrované čipy o něco lépe, ale stále se prostě jedná o to, jak ušetřit co nejvíce peněz, takže nečekejte zázraky.

Jednoho dne se mi odporoučela deska, takže jsem si narychlo sehnal náhradu s chipsetem i815 a konečně s AGP slotem. Protože jsem měl v plánu upgrade, koupil jsem si GeForce 4 Ti4200 64MB od Gainwardu (viz obrázek). A nastala poměrně zajímavá situace, kdy jsem měl dosti šílenou sestavu Celeron 466MHz, 256MB SDRAM (propustnost jen 533MB/s!) a GeForce 4 Ti4200. A mohu vám říct, že byste se divili, co všechno lze rozjet na stařičkém Celeronu s tragickou 66MHz sběrnicí za nové hry, pokud disponujete slušnou grafikou. Ovšem jen do okamžiku než se objeví nějaká složitější scéna. Pokud se ale dobře pamatuju, 466MHz procesor utáhl Call Of Duty až na větší přestřelky, kde se to začalo cukat.

Později se mi naskytla levná možnost upgradu na Celeron 950MHz, tak jsem po tom skočil. Čekal jsem na dostatečné zlevnění Athlonů 64, ke kterému mělo dojít asi o necelý půlrok později. S tímto procesorem už hraní bylo prakticky v pohodě, téměř 1GHz a konečně 100MHz sběrnice dovolily hraní na docela slušné úrovni. Již zmiňované Call Of Duty nemělo nejmenší problém. Jen bych chtěl připomenout, že FSAA vyhlazování a rozlišení přes 1024×768 se u nás doma obvykle moc nenosí.

Po dlouho očekávaném upgradu na Athlon 64 3000+ došlo k tomu, že všechny starší hry běžely naprosto plynule, výpočetní výkon procesoru dovoloval pořádně si vychutnat i nejnovější tituly, jenže tam zas byla brzdou grafická karta, která nepodporovala DirectX 9.0, takže jsem sice měl docela rychlé železo, avšak jeho znalosti problematiky DirectX 9.0 byly žalostné a podle toho to také v nových hrách vypadalo.

Touto zkušeností jsem tehdy získal základní představu o tom, kde se co projevuje. Budete-li mít slabý procesor (v mém případě Celeron 466), pak mu ani GeForce 6800Ultra nepomůže, grafika sice vyžene průměrný framerate výš, ale hodně scén si přesto budete užívat se šíleným trháním. Pokud budete mít pouze slabší procesor (Celeron 950), dokáže toho silnější grafika hodně a hry pojedou slušně. Když budete mít rychlý procesor a pomalejší grafiku (Athlon 64 3000+), situace bude podobná. Hry sice poběží, ale spousta počítačů, které na první pohled vypadají hůř, vás strčí do kapsy. Jako příklad uvedu známého, jenž má Radeon 9550 se Sempronem 2400+, který je na tom třeba v NFS Underground 2 lépe.

Nyní disponuji ATi Radeonem 9800Pro od Sapphire a opět nutno říct, že s lepší grafickou kartou je znatelný krok kupředu. V tomto případě především v možnosti nastavení detailů daným podporou DirectX 9.0. Jen tak se můžete podívat na výsledky testů v 3DMarcích, které sice nemají 100% vypovídající hodnotu, ale přece jen něco je lepší než nic. Možná budete překvapeni. Bohužel nemám přesné výsledky Athlonu 64 3000+ s GeForce ve Windows XP, kde jsou výsledky znatelně nižší, přibližně 11500 proti 13000 bodům.

Vím, tyto výsledky příliš realitě neodpovídají, 3DMarky jsou totiž dělány s větším důrazem na grafiku. Docela mě překvapilo, že GF4 Ti4200 má s Celeronem 466 přes 3500 bodů v 3DMarku 2001. Když uvážíte, že AMD Athlon XP 1600+ s GeForce 2 MX400 má asi 2100-2400 bodů, je to velmi slušný výsledek. V praxi na tom byly oba počítače v průměrném framerate podobně, jen Athlon podával mnohem vyrovnanější výkony. Při jednoduchých scénách vítězila výpočetní síla GeForce 4 Ti4200, ovšem při složitějších scénách výkon velmi drasticky srážel dolů pomalý procesor. Takže zatímco například Athlon s GeForce 2 MX400 by dosahoval ve hře 30-40fps, Celeron s GeForce 4 Ti4200 by se pak spokojil s 15-70fps, což není ideální.

V dnešní době ale na trhu v podstatě není procesor, který by nebyl pro hry dostatečně výkonný. I Celeron D na 2,53GHz či AMD Sempron 2500+ s 1,4GHz jsou procesory dostatečné k rozhýbání všech her, pokud to s detaily nebudete přehánět. Ovšem i tak bych doporučil sáhnout po výkonnějších kouscích, v případě Sempronu po modelu 2800+ a výše.

Pixel/Vertex Shadery

Takže nyní víte, že je lepší ušetřit třeba 300Kč na 200MHz procesoru a raději ty tři stovky investovat do lepší grafiky, například koupě GeForce 6600 místo 6200. Nyní se ale pojďme podívat na to, co pro nás výrobci grafických karet přichystali za různé údaje a co v praxi znamenají. Asi každému dojde, že čím více, tím lépe.

Začněme u grafického čipu. Pro základní představu o výkonu čipu jsou důležité především dvě veličiny. Je jím takt čipu a počet pixel pipelines. Když tyto dvě hodnoty mezi sebou vynásobíte, získáte fillrate, který vám dodá základní představu o tom, jak je grafická karta výkonná. Toto se hodí třeba při porovnání grafických karet ATi Radeon X800, kterých existuje mnoho typů. Tak třeba, myslíte že je výkonnější 475MHz X800GT než 400MHz X800GTO? Nebo obdobně u Radeonu 475MHz X800Pro a 400MHz X800XL.

Počítejte se mnou, X800GT má pouze 8 pipelines při 475MHz, kdežto X800GTO má 12 pipelines, ale při nižších 400MHz. Jednoduchými počty 8 × 475 = 3,8GPixel/s a 12 × 400 = 4,8GPixel/s snadno zjistíme, že GTO by mělo být rychlejší. Obdobně X800Pro má pouze 12 pipelines, ale při 475MHz, X800XL jich má 16, ale zase jen na 400MHz. Matematika mluví jasně, 12 × 475 = 5,7GPixel/s a 16 × 400 = 6,4GPixel/s, takže X800XL by měla být výkonnější. Ovšem matematika také není všechno a tak v praxi jsou si X800Pro a X800XL výkonem prakticky rovny, u GT versus GTO je rozdíl výkonu podstatně více patrný (ale to lze vyčíst už z dosti vysokého poměru jednotlivých fillrate).

Pozn.: Dnešní grafické karty mají obvykle pouze jednu texturovací jednotku na jednu pixel pipeline, takže pixel i texel fillrate jsou shodné. Ovšem v minulosti, např. GeForce 4 Ti měla čtyři pixel pipeline, ale každá z nich dvě texturovací jednotky. Takže pixel fillrate dosahoval hodnoty kolem 1GPixel/s (tedy jako 4-pipe řešení), kdežto texel fillrate dosahoval hodnoty dvojnásobné, kolem 2GTexel/s (tedy jako 8-pipe řešení). Dnes tímto disponují pouze karty Matrox.

Trochu ošemetné je to při srovnávání jiných řad karet, například Radeon X700 proti GeForce 6600 a Radeon X700Pro proti GeForce 6600GT. Všechny karty mají osm pixel pipelines. Radeon X700 má takt 400MHz (3,2GPixel/s), Radeon X700Pro 420MHz (3,36GPixel/s), GeForce 6600 jen 300MHz (2,4GPixel/s) a GeForce 6600GT 500MHz (4GPixel/s). Pokud tyto karty proženete 3DMarky, opravdu dostanete výsledky dosti podobné poměru jejich fillrate. Ovšem ve hrách vás možná překvapí.

Zjistíte, že v DirectX hrách má občas navrch teoreticky pomalejší Radeon X700Pro, ale pouze v nižších rozlišeních, ve větších ho GeForce 6600GT tradičně docela drtí, takže zde vyšší fillrate GeForce 6600GT skutečně znamená i vyšší výkon. S podivem však stejná situace co se týče ATi - nVidia nastává i u Radeonu X700 a GeForce 6600. Jejich výkon v nižších rozlišeních je poměrně vyrovnaný, jednou vyhrává Radeon, podruhé GeForce. Ovšem ve vyšších rozlišeních získává bodíky k dobru GeForce. Takže je i přes značně nižší fillrate o pár chlupů výkonnějším řešením.

O mnoho zajímavější je situace v OpenGL, kde je GeForce 6600 zdatným soupeřem dokonce verzi X700Pro, zde GeForce paradoxně začíná ztrácet při vyšších rozlišeních.

Vertex Shadery pro grafický výkon nejsou příliš důležité, geometrie scény není ani zdaleka tak náročná na výkon jako "plácání" pixelů a textur. Což vysvětluje, že Radeon X700/X700Pro nejsou výkonnější konkurencí kartám GeForce 6600/6600GT, přestože disponují šesti vertex pipelines oproti pouhým třem u karet GeForce 6600/6600GT. Těm to očividně vůbec nevadí.

Jako příklad můžu uvést měření u karty GeForce 6800LE uveřejněného na SHW v listopadu 2004. Měli jsme verzi s 12 funkčními pixel pipelines a všemi šesti vertex jednotkami. Zatímco zvýšení počtu aktivních vertex jednotek ze základních čtyř na šest se projevilo nárůstem výkonu jen 3-5%, zvýšení počtu pixel pipelines z osmi na dvanáct už dělalo rozdíl slušných 20-21%.

Paměti

Význam šíře paměťové sběrnice na grafické kartě pro výkon je značně diskutabilní. Zatímco rozdíl 64bit proti 128bit pamětem u Low-End karet je přímo drastický, poloviční sběrnice = takřka poloviční výkon, rozdíl mezi 128bit a 256bit pamětmi už tak výrazný není. Jako příklad mohou posloužit již dlouho nevyráběné Radeony 9500 a 9700, konkrétně Radeon 9500Pro a 9700. Oba mají 275MHz jádro s osmi pixel pipelines a čtyřmi vertex jednotkami a paměti běžící na 540MHz. V případě Radeonu 9500Pro jsou 128bit, 9700 má pak 256bit. Zatímco rozdíl v nízkých rozlišeních je takřka nulový (obyčejně tak do 5%), s rostoucími rozlišeními roste až asi k 30%.

Propustnost paměti si snadno spočítáte vzorečkem takt (efektivní!) × šířka sběrnice v bitech / 8 (protože 8bitů = 1byte). Např. 128 bitové 1000MHz paměti karty GeForce 6600GT mají propustnost 16GB/s, 256 bitové 980MHz paměti Radeonu X800GT pak mají 31,36GB/s.

Potíž nastává u karet s technologiemi HyperMemory či TurboCache. Tyto karty jsou sice vybaveny svou vlastní pamětí, ale zbytek si berou z paměti RAM. Takže vás o část z ní okradou. Dalším problémem je propustnost tohoto řešení. PCIe x16 sběrnice, přes níž jsou karty zapojeny nabízí maximálně 4GB/s v jednom směru, celkem tedy 8GB/s. Když si spočítáte, jakou paměťovou propustnost mají výchozí řešení, bude vám hned jasné, že s výkonem to nebude kdovíjak slavné. ATi Radeon X300SE má 64 bitové 400MHz paměti, tedy 3,2GB/s. Což je jen o trochu méně, než je teoretická maximální propustnost sběrnice PCIe v jednom směru a nesmíte zapomínat na to, že sběrnice tu není jen pro tu paměť. Takže lze oprávněně očekávat nižší výkon, než u již tak slabého 64 bitového řešení.

Závěr ke grafickým kartám

Tato část se týkala zvláště nákupu grafických karet na pomezí výrobních řad, nejvýkonnějších ze slabší řady, nejpomalejších z výkonnější řady, které se často liší v šířkách sběrnic, počtech pipelines a taktech, takže je těžké určit, které budou výkonnější.

Naprosto nejlepší je podívat se na testy, na internetu jich najdete hodně. Orientačně si ale lze výkon zjistit také. Naprosto největší váhu dávejte pixel a texel fillrate. Dnes je velmi v módě zamykání pipelines, které lze obvykle odemknout a pokud nejsou vadné, lze zvýšit výkon karet. Takže je dobré zvážit, zda podstoupit to riziko a zkusit koupit mnohem levnější kartu se zamčenými pipelines a doufat v jejich odemčení. Koupíte-li si Radeon X800GT s osmi pipelines za 5000Kč nebo X800GTO s dvanácti pipelines, s trochou štěstí byste mohli odemknout další čtyři deaktivovaných pipelines, trochu to přetaktovat a rázem máte Radeon X850XT za 13000Kč!

Dále se podívejte na paměti, pamatujte, že čím vyšší propustnost, tím vyšší výkon ve vysokých rozlišeních a při vyhlazování. Bez vyhlazování a v nízkých rozlišeních se výraznějšího rozdílu nedočkáte.

Problém č.2: Spotřeba elektrické energie

V poslední době se často omílá téma spotřeby elektrické energie. Tento problém lze rozdělit na dva menší. Častěji se setkáte s ohlížením na vyzařované teplo stále náročnějšími čipy a z toho plynoucí náročnější chlazení a vzrůstající hluk, podstatně méně se pak ohlíží na hledisko cenové, kterým se právě dnes budu zabývat.

Možná se vám zdá, že koupí počítače všechny výdaje končí. Chyba. Počítač je jako auto, taktéž potřebuje odněkud získávat energii (občas také nějaký ten tuning, opravy,..). Auto jí získává z benzinu nebo dnes stále častěji z nafty, počítač potřebuje elektřinu. A elektřina něco stojí. Dnes se cena za 1kWh pohybuje asi kolem 3,30Kč. K výpočtu spotřebované energie stačí jednoduchý vzorec, spotřeba ve wattech krát doba. Budete-li odebírat 200W po dobu 5 hodin, spotřebujete právě jednu kilowatthodinu.

Začněme počítat. Jako příklad můžu uvést systémy osazené Athlonem 64 3500+ (90nm) a procesorem Intel Pentium 4 (90nm Prescott) s grafickou kartou GeForce 6800GT. Ačkoli na celkové spotřebě se projevují všechny komponenty, tyto dva zdaleka nejvíce.

V klidu spotřebuje takovýto počítač (bez monitoru) 110W (AMD) až 150W (Intel). Při zátěži to už je 150W (AMD) a 230W (Intel). CRT monitor vám přidá dalších 80-120W, LCD monitor asi 20-40W. Nyní dejme tomu, že máte systém s AMD a úsporným LCD monitorem a systém s Intelem a žravým CRT monitorem. Jak se to asi projeví na ceně? Počítejme, že systémy budou průměrně vytíženy takže u AMD vezměme průměrně 120W, u Intelu 180W.

Pozn.: Nic proti Intelu, jen pro tento případ potřebuji dva extrémy, a Intel Pentium 4 s jádrem Prescott splňuje negativní extrém skvěle. A to nemluvím o dvoujádrových procesorech.

Jak už jsem řekl, není nic jednoduššího než vypočítat spotřebu, vynásobit ji počtem hodin a to si pak ještě vynásobit cenou za kilowatthodinu. Dejme tomu, že počítač běží 12 hodin denně, 365 dní v roce.

• Sestava 1 (s AMD a LCD): 120W+20W = 140W, 140×12 = 1,68kWh/den = 5,54Kč/den = 2024Kč/rok
• Sestava 2 (s Intel a CRT): 180W+120W = 300W, 300×12 = 3,6kWh/den = 11,88Kč/den = 4336Kč/rok

A hle, řekli byste, že provoz neúsporného počítače vás stojí přes 4000Kč ročně? A že jen volbou úspornějších komponent můžete dva tisíce ročně ušetřit? Asi ne. Jenže to není všechno. Pokud si koupíte kvalitní zdroj s aktivním PFC (nejlevnější už od 1400Kč, ale obyčejně přes 3000Kč), můžete dosáhnout účinnosti asi 80%. U těch nejobyčejnějších zdrojů s aktivním PFC se pohybuje kolem slabých 70%, u těch nejlepších se velmi blíží hranici 90%. Takže, bude-li počítač potřebovat 100W, stejně si vezme ze sítě nějakých 125W. Okamžitě si to přepočítáme a zjistíme, že provoz první sestavy nás vyjde na 2530Kč/rok (2249Kč/rok při 90% účinnosti), druhé na 5420Kč/rok (4818Kč/rok při 90% účinnosti zdroje). Zvýšená spotřeba o těch 10-20% se týká pouze počítače, nikoliv monitoru, který je do sítě obvykle napojen přímo.

Naprostá většina zdrojů má však pasivní PFC a účinnost kolem 65%, což je mizerně málo. Znovu příklad se 100W počítačem. Ten, aby mohl pracovat a odebírat 100W, musí si přes zdroj ze sítě vzít 155W!! (155*0,65 = cca 101W). Nyní si to přepočtěte, první sestava nás už bude stát 2957Kč/rok, druhá dokonce 5737Kč/rok.

Vidíte, koupí zdroje s účinností 80% až 90% ušetříte ročně kolem 500-1000Kč což je příplatek za takový zdroj, ten se tedy zaplatí už po roce či spíše po dvou letech provozu.

Nyní se pojďme podívat jak celkovou spotřebu (kWh) snížit. Buď koupí lepšího zdroje, strávením kratšího času na počítači nebo snížením spotřeby zařízení (W). Zaměřme se na poslední údaj. Dnes se často dozvídáte údaje o TDP (Thermal Design Power). To je maximální spotřeba, kterou jsou procesory schopny dosáhnout (AMD) resp. typické spotřeby při zatížení (Intel). Z čehož vyplývá, že hodnotu procesorů AMD v praxi ani nemáte šanci dosáhnout, naproti tomu hodnotu udávanou Intelem lze za určitých podmínek dokonce překročit.

Aktuální spotřeba ve wattech se spočítá velice snadno, proud × napětí = výkon (zbytkový, nežádoucí teplo). Aby se snížil tepelný výkon, je potřeba snížit proud a napětí. S každou novou generací procesorů (obecně ale všech čipů, my se nyní bavíme konkrétně o procesorech) se hodnota napětí snižuje, bohužel hodnota dodávaného proudu jde obvykle strměji nahoru a spotřeba tak roste.

Jako příklad poslouží můj Athlon 64 3000+ (130nm). Ten má podle výrobce TDP 89W (57,8A×1,5V). Při zapnutém Cool'n'Quiet se hodnota sníží až na 22W (18A×1,1V). Jak je to možné? Dodávaný proud závisí především na frekvenci, takže čím vyšší takt, tím vyšší spotřeba. Při přetaktování tak musíte počítat s vyšší spotřebou ať chcete nebo ne (a vyšší spotřeba se rovná více tepla). Při zapnutém Cool'n'Quiet se Athlon 64 z 2GHz podtaktuje na 1GHz a tím pádem není potřeba ani tolik proudu, jen 18A.

RightMark CPU Utility dokonce dokáže tento procesor podtaktovat dokonce na 800MHz při napětí 0,8V, což by bylo odhadem asi 15A × 0,8V = 12 až 13W. To je na 130nm procesor úžasná hodnota, problém je však v tom, že 0,8V je na tento procesor opravdu málo a bude tak značně nestabilní.

S napětím je to obdobné, když není potřeba vyšších frekvencí, může napětí klesnout při zachování té samé stability. Ovšem, pokud taktujete, vyšší proudový odběr si s vyšší frekvencí nezřídka vyžádá i vyšší napětí a tím velmi výrazně opět spotřeba vzroste. Z toho plyne jediné, při overclockingu se snažte s napětím nahoru moc nepospíchat a hledat rozumný kompromis tak, abyste měli napětí co nejnižší při zachování požadované stability. Pokud počítač stabilní nebude, nezbude vám nic jiného než jej zvýšit, ale dokud nemusíte, nedělejte to. Bude navíc snazší procesor uchladit.

Zkusil jsem zjistit spotřeby grafických karet, spotřeby procesorů se válí na každém kroku a jsou všem notoricky známé. Samozřejmě se mi nepodařilo sehnat všechny typy, u některých se mi nepovedlo zjistit spotřeby v klidu, které jsou zobrazeny modře, červeně pak spotřeby při zatížení.