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2D performance in reverse? A Comprehensive Analysis | Retro Part 2 of 2

The symptoms

We noticed that the direct, unbuffered output of some GDI primitives (i.e. the basic geometric shapes) via an HD 5870 or an HD 5750 was very slow compared to other cards under Windows 7. However, before we try to approach the causes, we should first look at the symptoms, because this is where the relevance for one or the other user group is first decided, and thus the question of whether one is affected or not. After all, it is by no means a problem that affects every user equally, but those whose software struggles with the consequences of the limitations become, in extreme cases, virtually spectators of an annoying slideshow.

Markierte Auswahl mehrerer Objekte. Das Verschieben dieser Auswahl in Echtzeit kann zur Geduldsprobe werdenMarked selection of multiple objects: Moving this selection in real time can become a test of patience

Problems with direct drawing

In principle, as we already measured in the first part of the article, the output of lines, curves, ellipses and polygons is especially sick. Also the fills are not really implemented quickly. For example, we could only measure about 4000 curves per second for the HD 5870 when drawing directly to the output device under Windows 7 without its own buffer. If we move only a single curve in real time with the help of the ROP, the total number of curves to be drawn already adds up to 50 with only 25 single steps per second (we remember the “make disappear” by drawing twice). Let’s just do the math. A simple object consists of 100 lines. To move this object smoothly for the eye, 25 motion steps per second would have to be drawn. Since we need already 2 drawing operations per step for the ROP, this results in a sum of 5000 operations per second. A value that would then already be over the HD 5870’s limit. Ornaments and cliparts, however, consist for the most part of considerably more objects, so that a smooth moving of these objects (“float”) is no longer possible. Placing them becomes a real game of chance, and this has a considerable negative impact on productivity and functionality.

Furthermore, many applications are kept so simple that the use of a buffer is actually not considered expedient as long as one can assume that the direct output also happens within the scope of the usual performance. Especially these programs suffer visibly from speed losses.

Problems when drawing to a buffer

Even if programs use their own buffer and the number of certain geometry shapes gets out of hand, there can be a visible loss of performance and thus slow output. Especially since the blitting of the buffer contents is not very fast.

What kind of programs are affected exactly?

All 2D programs that realize a drawing output via the GDI (and thus also run under Windows XP), if many drawing objects are to be output and if there is an editing option for graphical content (drawing programs, cover designers, planning programs, office programs)

With which programs did we specifically encounter problems?

  • Corel Draw, Adobe Illustrator, Adobe Freehand MX, Nemetschek Allplan (2D area)
  • Adobe Photoshop CS3/CS4 (more extensive vector objects on different layers)
  • MS Publisher, MS Powerpoint, various house planners in 2D design mode
  • MS-Excel when outputting larger charts and editing large tables with fills
  • Various tradesman solutions, such as string planning (electrical), plumbing and heating planning
  • Industry solutions in the industrial sector (wall element planning, floor plan planning, saw plans, etc.)

We would like to note that all listed programs already ran satisfactorily on conventional graphics cards and there are no arguments for buying an expensive Ati FireGL or Nvidia Quadro graphics card, when so far also LowCost cards in the range up to 50 Euro delivered good results. Craftsmen do not buy special cards, nor do real estate agencies.

Which programs are generally not affected?

  • All 2D programs that realize a drawing output via Direct2D (and do not run under XP)
  • All 3D programs that use Direct3D and do not output 2D content
  • All programs that use OpenGL for 2D output


Conclusion and summary

You have to wait emotionlessly for the driver development and then decide whether the problems we described could be relevant for you personally. It mainly concerns the 2D performance under Windows 7 and is also only acute if the 2D output is done via the GDI or GDI. 2D software that also runs under Windows XP is therefore almost always affected by this problem. The performance is certainly sufficient for designing a small greeting card, but one should rather not want to move elaborate ornaments. In the end, it’s the amount of character content that decides.

However, since the ATI HD 5750 is also affected, we also fear an analogous restriction in the smaller 5 series cards, which will follow in the foreseeable future. These graphics cards will then be bought less for gaming, but rather in combination with PCs for everyday work. And what that can mean in some cases is what we have tried to describe in this chapter. Even though it is probably not a design flaw of the new cards, it can become a disaster for a user, at least in extreme cases. The drivers definitely need to be improved here, we’ll stay tuned.

Kommentar

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MechUnit

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70 Kommentare 40 Likes

Interessanter Hintergundbericht.

Damals (Windows 1.0-3.00) war eben das Amiga OS aufgrund des Systems mit seinen Co-Prozessoren (für 2D hauptsächlich Blitter) und echten überlappenden Fenstern besser, von der schon damals unerschütterlichen Stabilität einmal abgesehen.

Das Mac OS setzte nochmal einen drauf. Auch da gab es ja fast von Anfang an quasi integrierte Hardwarebschleunigung für 2D-Anwendungen.

Dann gab es ja noch SGI-OS - ein Traum.

Präemptives Multitasking und schnelles, flüssiges Arbeiten war man also hier auf den 3 o.g. Systemen schon gewohnt. Ok, auf A500 & A1000 war aufgrund des langsameren Motorola 68000-Prozessors und 512kb-, bzw. 1 MB Chip-RAM und ohne HDD mit Diskettenzugriff die Lade- und Arbeitsgeschwindigkeit etwas langsamer. Dennoch war das ein besseres Gefühl und komfortabler als noch mit Windows 1.0, geschweige denn DOS - dank Blitter und Copper mit nicht 100 dazwischenfunkenden Treibern und Schnittstellen. Die im System fest integrierte Hardware war eben fest im OS integriert. Angebundene Hardware und deren Treiber wurden "hinten dran" geschoben. Reflections, Video Toaster, Cinema 4D oder Lightwave (die beiden letztgenannten dann schon auf AGA-Maschinen aka A4000, später mit Power PC u.a. in Verbindung mit Silicon Graphics) liefen wie Butter. 2,5D-Layer und deren Beschleunigung spielten da aber auch noch keine Rolle.

Das war aber auch ein Vorteil der damaligen geschlossenen Systeme mit aufs Leib zugeschnittenen Betriebssystemen. Der PC war ja offen und es musste ja schon damals auf unterschiedlichen Systemen das OS möglichst performant und stabil laufen. Damit war (und ist) ein PC nicht nur von der dedizierten, modularen Hardware abhängig, sondern auch über seine Schnittstellen und Treiber. Wenn dann noch die 2D-Unterstützung schlecht oder gar nicht integriert ist (schlimmstenfalls noch auf Hardware-, OS-, Schnittstellen- und Treiberebene) fehlt, ist das für flüssiges Arbeiten im Betriebssystem ein Desaster. Das merkte man sogar später tw. in Windows NT oder 2000 auf professionellen Maschinen. Es stockte halt mal oder es gab "Denkpausen".

Ein gutes Beispiel hierfür waren damals auch Emulatoren. Man merkte direkt, wenn auf Hardwareebene einfach die 2D-Beschleunigung fehlte und die CPU dann mehr schuften musste.

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Lagavulin

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Vielen Dank für den interessanten Blick zurück in die 2010er Jahre. Habe ich mit großem Interesse gelesen, weil ich mich damals noch gar nicht mit PC-Technik beschäftigt habe. Spannt man einen zeitlichen Bogen von ATI bis zum 12VHPWR, dann ist Igor‘sLab für mich wirklich so etwas wie „CSI Chemnitz“ im PC-Bereich.

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F
Furda

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663 Kommentare 371 Likes

Irgendwo in dieser Zeit da, wohl noch unter WinXP, hatte ich noch einer der letzten Karten von ATI mit AGP Schnittstelle in Betrieb, als der endgültige Wechsel zu PCI vollzogen geworden war.

Der Artikel hat einige Trigger, bin mal auf den 2. Teil gespannt.

Auf alle Fälle, die Einleitung hier birgt für mich schon jetzt das grösste Ausrufezeichen, nämlich, dass man den Finger in die Wunde drücken muss, um eine Änderung/Verbesserung zu erwirken. Damals schon so und heute immer noch brandaktuell. Da hatte ATI offenbar, wie auch alle anderen immer, negativ darauf reagiert, anstatt einsichtig und konstruktiv sein zu wollen. Von ATIs Treiber-Kultur hat wohl bis heute ein Teil bei AMD überlebt.

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Igor Wallossek

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Das missgünstige Treiber Team firmiert heute immer noch unter ATI in Toronto und es sind die gleichen Leute, die heute alles verdongelt haben, weil sie das MorePowerTool nicht wollen. Das geht schon seit Jahren so :D

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Derfnam

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Toronto Trittchen - guten Feinden gibt man ein Trittchen. Oder 2.
Wobei ich Ati & the Vandalers mit 'Nowhere Toronto' bevorzuge.

Die damaligen Kommentare unter bzw zu den Artikeln läs ich zu gern nochmal.

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Derfnam

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7,517 Kommentare 2,029 Likes

Alles gut und schön, @Igor Wallossek, aber ich wollte schon ein wenig Wehmut fühlen wegen der alten Köppe.

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C
ChaosKopp

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Ich erinnere mich noch gut an die zugrunde liegenden Artikel und die Emsigkeit, die Du damals ausgelöst hast

Auch wenn die Treiber-Truppe Dich damals hasste, hast Du das Produkt selbst massiv vorangetrieben.

Eigentlich wäre Dankbarkeit angemessen gewesen.

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eastcoast_pete

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Ja, wenn man darauf hinweist, daß der König nackt dasteht oder der tolle GPU Treiber für die neueste Karte kaum 2D packt, macht man sich schnell unbeliebt. Auch wenn man damit, so wie hier @Igor Wallossek , ATI einen großen Gefallen hattest, denn die Käufer finden solch unterirdische Leistung gar nicht gut. Wie heißt es so schön im Englischen: " No good deed goes unpunished". ATI, anstatt sich zu schämen und für den Hinweis zu danken, wurde ärgerlich und nachtragend.

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eastcoast_pete

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Der Toaster auf den großen Amigas waren ja aus gutem Grund jahrelang das Kit der Wahl bei frühen CGI Geschichten. SGI Workstations waren klar besser, aber wer hatte schon soviel Geld? Die waren nämlich richtig teuer, für das Geld konnte man schon ein sehr schönes Auto (Oberklasse, keinen Golf 😀) kaufen .

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MechUnit

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Allerdings - das waren Preise jenseits von gut und böse :D

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eastcoast_pete

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Waren (und sind) sehr gute Hintergrund Artikel, danke @Igor Wallossek für das Encore! Und jetzt ein paar Fragen zum Stand der Dinge 2023: wie sieht es denn heutzutage mit Unterstützung von 2D und 2.5D Grafik aus? Sind die iGPUs hier eigentlich immer noch gleichauf (oder besser?) als viele dGPUs, und gibt's hier Unterschiede zwischen Intel iGPUs und den AMD APUs?

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Igor Wallossek

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AMD vor NV und Intel :)

APUs gehen, iGP bei Intel eher meh

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e
eastcoast_pete

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Danke! Auch und gerade wenn man doch einiges machen will, das nach wie vor 2 bzw 2.5D ist; vor allem wenn mehrere UHD Monitore befeuert werden sollen. Interessant, daß AMD aus dem Debakel damals gelernt hat, auch wenn Toronto immer noch schmollt 😁

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P
Postguru

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39 Kommentare 7 Likes

Und heute mit einer 6900XT unter Win10
Direct drawing to visible device:
BENCHMARK: DIB-BUFFER AND BLIT

Text: 23245 chars/sec
Line: 28631 lines/sec
Polygon: 12435 polygons/sec
Rectangle: 3229 rects/sec
Arc/Ellipse: 15193 ellipses/sec
Blitting: 14961 operations/sec
Stretching: 1107 operations/sec
Splines/Bézier: 17800 splines/sec
Score: 201

DIB Buffering:
BENCHMARK: DIB-BUFFER AND BLIT

Text: 60096 chars/sec
Line: 151668 lines/sec
Polygon: 631579 polygons/sec
Rectangle: 5491 rects/sec
Arc/Ellipse: 347222 ellipses/sec
Blitting: 58207 operations/sec
Stretching: 7123 operations/sec
Splines/Bézier: 70822 splines/sec
Score: 4510

scheint einiges besser zu laufen .. jedenfalls gepuffert ;)

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Igor Wallossek

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10,272 Kommentare 19,011 Likes

DIB geht direkt in den Speicher, Direct Draw jeder einzelne Pups durch die Renderpipeline.

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Danke für die Spende



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About the author

Igor Wallossek

Editor-in-chief and name-giver of igor'sLAB as the content successor of Tom's Hardware Germany, whose license was returned in June 2019 in order to better meet the qualitative demands of web content and challenges of new media such as YouTube with its own channel.

Computer nerd since 1983, audio freak since 1979 and pretty much open to anything with a plug or battery for over 50 years.

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