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Le Matrox G400
Cartes Graphiques
Publié le Lundi 27 Septembre 1999 par Marc Prieur

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Page 1 - Introduction

chip.gif (14719 octets)Un an après le G200, c´est au tour du G400 d´arriver dans nos boutiques préférées. Seulement maintenant ? Et oui … en effet, si les cartes bêtas à bases de G400 Max sont disponibles depuis Mai pour les tests dans les magasines et les sites Web, ce n´est que maintenant, soit 4 mois plus tard, qu´on peut les acheter en magasin. L´occasion de faire un point complet sur la gamme G400, que ce soit au niveau des fonctionnalités ou des performances.

 

Tout d´abord, sachez que le G400 est un processeur graphique issue de la même génération que le Rage 128, le Rage 128 Pro, le TNT, le TNT 2, le Savage4. Il arrive plus tard que ses concurrents directs donc (exception faite du Rage 128 Pro qui n´est toujours pas disponible), mais apporte de nouvelles fonctionnalisées comme nous le verrons un peu plus tard. Néanmoins, il sera vite obsolète en 3D avec l´arrivée du GeForce 256 de nVidia puis du Savage2000 de S3.

En effet, il ne gère pas le Transformation & Lighting, ni les derniers effets apportés par DirectX 7 comme le Cube Environment Bump Mapping ou le Vertex Skinning. Reste que la plupart des autres effets majeurs sont supportés. Ainsi, le G400 supporte le mode 32 bits, que ce soit au niveau des couleurs ou du Z-Buffer. Il peut également utiliser un Stencil Buffer pouvant atteindre les 8 bits, afin de créer facilement des effets tels que des ombres volumétriques. Niveau filtrage, le trilinear est bien entendu géré, tout comme l´anisotropic, bien que ce dernier ne soit pas encore utilisé dans les applications du fait de son extrême gourmandise en puissance (2x plus que le trilinear et 4x plus que le bilinear). Le S3TC n´est pas géré, mais le chip gère jusqu´à 32 Mo de mémoire vidéo et l´AGP Texturing : de quoi voir venir, même si la présence de cette algorithme de compression aurait été préférable. Le Bump Mapping est bien entendu géré, que ce l´Emboss Bump Mapping ou l´Environment Map Bump Mapping. C´est d´ailleurs à l´heure actuelle le seul chip disponible capable de gérer cette fonction. Coté DVD, sachez que le chip ne gère ni le motion compensation ni l´iDCT : il faudra donc disposer d´un processeur puissant (Pentium II 350) pour lire les DVD sans problèmes.

carte.gif (12283 octets)Il existe deux versions du G400, standard et Max. La différence ce situe uniquement au niveau des fréquences. Matrox ne communique pas sur cette donnée, néanmoins j´ai pu mesurer sur les cartes standards une fréquence de 125 Mhz pour le chip et 166 Mhz pour la mémoire, contre 150 Mhz pour le chip et 200 Mhz pour la mémoire sur la Millennium G400 Max. Impact direct de ces deux augmentations de fréquence ? D´une part le fillrate du chip est augmenté, et sera donc plus rapide en hautes résolutions, et d´autres part la bande passante mémoire est plus importante.



Page 2 - L´architecture du G400

L´architecture du G400

architecture3bis.gif (8886 octets)Intéressons nous tout d´abord à la partie 3D du G400. Cette partie est en fait semblable à celle d´un TNT ou d´un Rage 128. Ainsi, le G400 dispose de deux Pixels Pipeline distinctes, chacun doté d´un Pixel Engine et d´un Texel Engine. Toutefois, les deux Texels Engine du G400 sont capable de lire 8 Texels par cycle d´horloge, ce qui permet au G400 d´effectuer le Trilinear sans perte de performances, tout comme le G200. Le G400 peut donc calculer, par cycle d´horloge :

  • 2 single bilinear textured pixel ou
  • 2 single trilinear textured pixel ou
  • 1 dual bilinear textured pixel ou
  • 1 dual trilinear textured pixel …

La communication entre le G400 et la mémoire vidéo se fait via un bus 128 bits, comme sur la plupart des derniers chips graphiques, exception faite du Savage4 qui utilise un bus 64 bits. Toutefois, Matrox a doté le G400, d´une architecture appelée DualBus. Le G400 dispose en interne de deux bus 128 bits travaillant en parallèle (l´un pour les entrées et l´autre pour les sorties), au lieu d´un seul bus sur les autres chips. Ceci permet d´optimiser les échanges mémoires et les timings, sans que les performances soit doublées.

singlebus.gif (7825 octets)

dualbus.gif (10751 octets)

La communication avec le reste du système peut se faire en AGP 2x ou 4x selon les caractéristiques techniques du chip. Toutefois, les cartes actuellement en vente ne fonctionnent apparament qu´en AGP 2x.

pcilistg400.gif (16023 octets)



Page 3 - Le Dual Head

DualHead

Jusqu´à présent, s´il ont voulait utiliser deux moniteurs sur un même PC, il fallait deux cartes vidéos … logique me direz vous. Matrox change la donne, le G400 gérant une fonction innovante : le DualHead. Cette fonction permet tout simplement au cartes à base de G400 de gérer deux sorties vidéos. A noter qu´il est possible de brancher sur la deuxième sortie un cable fournis qui permet d´afficher le signal sur une TV, que ce soit via une connection Composite ou SVHS.

Plusieurs modes sont disponibles pour le DualHead :

  • DualHead Clone : La même image est affichée sur les deux sorties

slaveclone.jpg (15881 octets)

  • DualHead Zoom : Zoom sur la deuxième sortie d’une partie de l´image de la 1ère.

leopards.jpg (8308 octets)

  • DualHead DVDMax : Vidéo en plein écran sur la 2ème sortie, et en fenêtré sur la 1ère

velo.jpg (10199 octets)

  • DualHead Multi-display : Mode multi-moniteur standard

word_ptshp.jpg (8239 octets)

A l´heure actuelle peu de jeux tirent partie du DualHead. Toutefois, avec Combat Flight Simulator, on peut utiliser chacun des deux moniteurs pour avoir deux vues différentes, en même temps. Renegade Racers , actuellement en cours de développement, permet quand on joue à deux joueurs d´utiliser un écran par joueur. Néanmoins, ce mode s´avère assez gourmand tant au niveau du processeur que de la carte graphique. Wild Metal Country  permettra d´avoir en permanence sur le deuxième écran la carte. Pratique sans être indispensable.



Page 4 - Bump, Config de test, Qualité d´image

Environment Map Bump Mapping

Le G400 est le premier chip graphique disponible à supporter l´Environment Map Bump Mapping (EMBM). En effet, jusqu´à présent les chips graphiques supportaient un autre type de bump map appelé Emboss Bump Mapping (EBM). Obtenu grâce à l´utilisation de l´Alpha Blending, ce type de bump s´avère peu précis. L´EMBM permet pour sa part de définir un Bump Mapping au Pixel prêt, via l´utilisation de deux Textures supplémentaires (environment map et bump map) définissant le niveau de bump au pixel près. Ceci permet de créer de nouveaux effets comme des vagues ou des effets thermiques, sans demander au processeur central de créer de nouveaux polygones. Bien entendu, l´utilisation de l´EMBM à un impact sur les performances. Il faudrait donc 3 textures pour effectuer l´EBMB, ce qui ralentie le rendu ! Il serait donc suicidaire d´utiliser l´EMBM sur tout une scène 3D. C´est pourquoi les développeurs se contentent de l´appliquer à certains endroit, sur les personnages par exemple.

Près d´une trentaine de jeux supportant l´EMBM devraient être disponibles prochainement.

Configuration de test

Voici le système sur lequel tout les tests ont été effectués :

  • Carte mère MSI 6163 Pro
  • Processeur Intel Celeron 500
  • 256 Mo de SDRAM
  • Disque dur Quantum Fireball KA
  • Windows 98 US, Windows NT4 + SP5

Cartes utilisées :

  • Matrox Millennium G400 16 Mo SingleHead
  • Matrox Millennium G400 32 Mo DualHead
  • Matrox Millennium G400 Max 32 Mo DualHead
  • Guillemot Maxi Gamer Xentor
  • Guillemot Maxi Gamer Xentor 32

Drivers utilisés :

  • G400 : Drivers Windows 9x 5.25 et NT 4.22
  • TNT 2 : Drivers Windows 9x & NT 2.08

Qualité d´image

Le G400 offre une qualité d´image pour le moins exceptionnelle, et ce que ce soit en 2D ou en 3D. En 2D, on garde une netteté parfaite même en haute résolution. Le taux de rafraîchissement ne pose quand à lui pas de problème, les cartes à bases de G400 disposant d´un RAMDAC de 300 Mhz, et même 360 Mhz pour la version Max. En 3D, la qualité d´affichage s´avère un peu au dessus de ce qu´on obtient avec un TNT 2 lorsqu´on utilise le trilinear filtering : ce dernier effectue en effet un trilinear filtering de faible qualité afin de le faire plus vite. Au contraire, le G400 effectue comme la plupart des autres chips un vrai trilinear filtering. Sinon, c´est identique, sauf bien sur lorsqu´on utilise l´Environment Map Bump Mapping.

La qualité de la sortie TV est également de très bon niveau, au même niveau que le Brooktree BT869 utilisé sur la plupart des autres chips graphique. Toutefois, pour la lecture des DVD on arrive toujours pas au niveau de qualité offert par la sortie d´une carte de décompression MPEG-2.



Page 5 - Benchs 2D & Direct 3D

Performances - 2D

Même si les performances 2D sont maintenant secondaires, un petit bench ne fait pas de mal ...
Comme vous pouvez le voir, les deux cartes offrent des performances très proches en 2D sous Windows 98, mais le TNT 2 Ultra s´avère plus rapide sous NT4, du fait du manque d´optimisation des drivers du G400 sous NT. A noter également que le DualHead ne fonctionne pas encore sous totalement sous Windows NT : seul les modes Clone et Multi écran "standard" sont disponibles ... et seul le mode Clone marche chez moi !

2d.gif (7218 octets)

Windows 98 - Direct 3D

dethkarz.gif (11799 octets)
expendable.gif (12273 octets)

Que ce soit sous Dethkarz ou sous Expendable, le G400 Max et le TNT 2 Ultra offrent d´excellentes performances. Jusqu´au 1024*768 32 bits, c´est le TNTN 2 Ultra qui s´avère plus performant, pour laisser ensuite la place au G400 Max. Mais autant vous le dire tout de suite ... n´esperez pas jouer en 1600*1200 sur un G400 Max !



Page 6 - Benchs OpenGL - Windows 98

Windows 98 - OpenGL

q2w98.gif (11468 octets)

https://www.hardware.fr/images/articles/matrox_g400/q3w98.gif (10847 octets)

Dans les jeux OpenGL, ici Quake II (demo1) et Quake III (demo1), c´est encore une fois le TNT 2 Ultra qui domine dans les résolutions en dessous du 1600*1200. En basse résolution, le G400 ne parvient pas a atteindre des performances très élevées, dommage car lorsqu´on joue à un Quake Like en réseau on a tendance a baisser la résolution afin d´obtenir un framerate optimum. Ainsi, pour jouer aussi presque aussi confortablement que sur ma TNT 2 Ultra en 800*600 32 bits, je dois bien dire qu´il faut passer en 640*480 32 bits sur G400 Max. Toutefois, sachez que Matrox devrait sortir le 8 Octobre un driver TurboGL qui booste les performances dans les jeux OpenGL sous Windows 98 … a condition de posséder un Pentium III ou un Athlon.

Il est a noter que lorsque l´on passe en mode 32 bits, le Z-Buffer reste par défaut en 16 Bits sur G400 alors qu´il passe en 24 bits sur TNT, d´ou un avantage en terme de performances au G400.
Il est néanmoins possible de forcer l´utilisation d´un Z-Buffer 32 bits, ce qui réduit les performances indiquées ci dessus de 10% environ (en 1024 et 1600, l´impact en 640 est mineur).



Page 7 - Benchs OpenGL NT

Windows NT - OpenGL Jeu

q2nt.gif (9461 octets)
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Alors que le TNT 2 Ultra maintient ses performances dans les jeux OpenGL lorsque l´on passe sous NT, le G400 Max s´éffondre littéralement, preuve du manque d´optimisation des drivers NT actuels.

Windows NT - OpenGL Pro

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C´est la première fois que j´inclus ce type de bench dans une review de chip graphique sur HardWare.fr ... des explications sont donc nécessaires. Sous Windows NT, en plus des performances OpenGL dans les jeux, j´ai donc fait le choix de mesurer les performances en OpenGL "Pro". Pour se faire, j´ai utilisé un bench, Viewperf 6.1.1, et une application, 3D Studio Max 3.

Viewperf, c´est en fait le bench de référence en OpenGL. Développé par Spec, ce bench est découpé en 5 parties distinctes, toutes représentatives d´une application :

  • CDRS de Icem Technologies pour le ProCDRS-02 
  • Lightscape Visualization System de Discreet Logic pour le Light-03 
  • IBM Visualization Data Explorer pour le DX-05 
  • DesignReview pour le DRV-06 
  • Advanced Visualizer de Alias/Wavefront pour le Awadvs-03 

Comme vous pouvez le voir, le TNT 2 est encore une fois largement au dessus du G400 Max en terme de performances.J´ai ensuite effectué quelques tests sous 3D Studio Max 3, grâces aux animations fournies avec le logiciel dans le repertoire scenesenchmark. La encore c´est le TNT 2 qui s´avère être le plus rapide, sans que ce soit aussi marqué que sous Viewperf. A noter que la scène Texture1.max utilise beaucoup de texture. Les faibles performances du G400 Max proviennent du fait que l´AGP Texturing ne fonctionne pas avec le driver OpenGL NT du G400.



Page 8 - Les différentes G400

Les différentes G400

expendableg400.gif (16778 octets)
q3g400.gif (14832 octets)

Comme vous pouvez le voir, dans les jeux actuels la différence entre une simple G400 16 Mo et une G400 Max 32 Mo est minime. En fait, les différences se font surtout en hautes résolutions, lorsque le fillrate de la carte graphique est le plus mis à parti. Néanmoins, comme je l´ai déjà dis un peu avant, il est impossible de jouer confortablement en 1600*1200 sur une G400 (même Max). Bref, le prix de la Millennium G400 Max semble disproportionné par rapport à ce qu´elle apporte concrètement en terme de performances en plus d´une Millennium G400.



Page 9 - Conclusion

Conclusion

chip.gif (14719 octets)A l´heure ou j´écris ses lignes, il ne fait pas de doute que le G400 est l´un des meilleurs chips graphiques disponible. Ses performances en Direct 3D sont de très haut niveau, et s´avèrent suffisante en OpenGL si vous n´êtes pas un Quakeur fou … comme moi. Si c´est votre cas, ne perdez pas de vue que Matrox va sortir dans quelques jours un driver TurboGL qui boostera les performances du G400 dans les Quake Like, mais seulement sur les processeurs Pentium III et Athlon. Sous Windows NT, les drivers manque encore d´optimisation, et le Dual Head n´est que partiellement supporté. De nouveaux drivers venant à bout de ces problèmes sont en cours développement. Mieux vaut tard que jamais me direz vous.

Mais je chipote (quoique). Le G400 est vraiment un très bon chip, tant au niveau de ses performances que des fonctions qu´il supporte. Certes, l´Environment Map Bump Mapping n´est pas une révolution en soit, mais il apporte un plus non négligeable lorsqu´il est supporté. Le Dual Head est également très sympa, encore plus que l´EMBM. Le fait de pouvoir utiliser deux écran avec une seule carte est vraiment très pratique.

boite.gif (28616 octets)Tout irait donc bien dans le meilleur des mondes possible si Matrox n´arrivait pas un peu tard. En effet, les fous de performances 3D préférons attendre des chips comme le GeForce 256, prévu pour octobre, et le Savage 2000, prévu pour novembre, et on peut les comprendre. Mais en informatique, a force d´attendre … on achète jamais rien. Si vous voulez acheter en ce moment une carte graphique, le choix se porte donc entre les cartes à base de G400 et de TNT 2. Le G400 à pour lui la gestion de l´EMBM, du DualHead, et un trilinear filtering de qualité, alors que le TNT 2 se distingue par ses performances bien plus élevées en OpenGL, sous Windows 98 et surtout sous NT. A vous de choisir donc. Si vous optez pour le G400, je vous conseille plutôt la Millennium G400 32 Mo Dualhead. La version Max est en effet trop chère pour ce qu´elle apporte, et 32 Mo vous permettront de voir venir.

Vivement le G800 ! ;-)

Millennium G400 16 Mo (single & dual head) : 8 / 10
Millennium G400 32 Mo (single & dual head) : 8 / 10
Millennium G400 Max 32 Mo (dual head only) : 7 / 10

Conclusion

+-
  • Performances en Direct3D
  • DualHead
  • Environment Bump Mapping
  • Stabilité
  • Performances en OpenGL
  • Pas de S3TC
  • Pas de DVD Semi Hardware
  • Prix de la version Max
  • La prochaine génération arrive
Fiche technique :
Nom : Chip Matrox G400 & Cartes Matrox Millennium G400
Type : Chip & Carte Graphique
Site Internet : http://www.matrox.com 
Prix Approximatif sur Paris :
Millennium G400 16 Mo SingleHead : 900 Frs
Millennium G400 16 Mo DualHead : 1000 Frs
Millennium G400 32 Mo SingleHead : 1200 Frs
Millennium G400 32 Mo DualHead : 1400 Frs
Millennium G400 Max 32 Mo DualHead : 1900 Frs
Bundle : Picture Publisher, Simply 3D, Pointcast, Expendable, Matrox Software DVD Player.


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