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categoria : hardwares | 08.10.2009 / 13h50

XFX Radeon HD 5870

autor: diola e subzero

Introdução
A AMD, através da ATi, deu o pontapé inicial no dia 23 de setembro para o lançamento da nova geração de chips gráficos, chamada Evergreen, com o advento de sua mais nova GPU voltada ao segmento intermediário de alta performance: a RV870, também conhecida como Cypress.

Comercialmente falando, a GPU chegou ao mercado com o nome de Radeon HD série 5800, sendo nitidamente centrada em dois pilares: novas tecnologias e desempenho. Assim como nas gerações passadas, a série está subdividida em duas versões: a 5870, voltada à performance; e a 5850, voltada ao custo X benefício.

A ATi fez questão de enfatizar que a Cypress é a primeira placa 3D compatível com a nova API gráfica da Microsoft, o DirectX 11, que promete trazer grandes vantagens ao mundo dos jogos eletrônicos, tais como: DirectCompute, multi-threading, Tessellation via hardware, além, é claro, das novas extensões 5.0 do Pixel Shader.

Modelo de referência da ATi

Outro grande trunfo presente na geração Evergreen está na tecnologia Eyefinity, permitindo que o usuário utilize vários monitores simultaneamente (a RV870 está limitada a 6), ampliando assim a área do desktop e criando uma imensa tela wide screen, com resolução teórica máxima em 8192x8192 pixels (resolução de 67,1 megapixels).

Além das novidades tecnológicas, as Radeons HD 5870 e 5850 elevaram a outro patamar o chamado segmento intermediário de alta performance, disponibilizando um grande “poder de fogo” para o mesmo, chegando a alcançar 2,7 Tera FLOPS.

O segredo está nos números por trás do novo chip gráfico. A ATi praticamente dobrou todos os índices em relação à geração anterior (Radeon série 4800), como foi o caso dos transistores, que saltaram de 956 milhões para 2,15 bilhões, além da quantidade de Stream Processors, que passou de 800 para 1.600.

Após um período “em baixa”, a ATi definitivamente “voltou ao jogo” com o advento da RV770 (Radeon série 4800) e parece mesmo ter amadurecido a sua política de custo x benefício com a chegada das novas HD 5870 e 5850.

O segredo por trás da Radeon 5870

A ATi optou por seguir a linha de raciocínio mais lógica com a nova Radeon HD 5870, ao fazer melhorias evolutivas na sua arquitetura, ao invés de desenvolver uma completamente nova. Afinal, em time que está vencendo não se mexe, não é verdade?!

A mudança mais notória na RV870 está na disposição dos shaders/stream processors (SPs), que foram agrupados em dois grandes blocos, cada um com 800 SPs.

Conforme pode ser visto na imagem abaixo, a Radeon HD 5870 possui 20 clusters do tipo SIMD, cada um com 16 thread processors. Por sua vez, cada thread processor conta com 5 stream cores, resultando assim em 1.600 shader cores (20x16x5). Vale destacar que do total de 80 unidades de texturas (TMUs), 4 estão presentes por cluster SIMD.

Assim como na RV770, a Cypress conta com 5 unidades de stream processors por Thread Processor (segmento), onde um deles pode ser considerado como unidade central, que fica responsável por lidar com instruções de shaders complexos.

Obviamente que os SPs receberam melhorias necessárias para lidar com o DirectX 11 e toda uma gama de novas instruções.

Embora a RV770 já utilize as novas e ultra rápidas memórias GDDR5, a ATi equipou a Radeon série 5800 com uma espécie de “segunda geração” de GDDR5, na qual as mudanças de clocks agora acontecem de forma muito mais rápida e eficiente, sem qualquer cintilação. Como resultado, as velocidades das memórias podem diminuir quando a placa não estiver sendo utilizada a “pleno vapor”, economizando assim uma significativa quantidade de energia e, consequentemente, reduzindo o calor.

Outra novidade é o código para detecção de erro presente dentro da controladora de memória (de 256 bits), que passa agora a procurar e corrigir qualquer discrepância de dados da memória, automaticamente corrigindo-o. O maior beneficiário é sem dúvida o overclocker. Enquanto as VGAs das gerações passadas apresentavam altas taxas de erros na renderização dos dados (como o aparecimento de “fantasmas” na tela), quando se aumentava a velocidade das memórias, na RV870 agora isso praticamente não ocorre mais, pois o novo algoritmo de detecção de erro faz a correção do dado na controladora, disponibilizando assim a informação precisa.

Os recursos da Radeon 5870

Confiram abaixo os principais recursos presentes na Radeon HD 5870:

- 2,15 bilhões de transistores;
- Litografia em 40nm;
- 1.600 Stream Processors;
- 32 ROPs;
- 40 TMUs;
- 1GB de memória GDDR5;
- Bus de 256 bits;
- Suporte às tecnologias: Eyefinity; ATI Stream Technology; e Accelerated Video Transcoding (AVT);
- Compatível com o DirectX 11 e Windows 7;
- Suporte ao OpenGL 3.1;
- Suporte ao CrossFireX;
- ATI Avivo HD vídeo; e
- Gerenciamento dinâmico de energia ATI PowerPlay technology

Embora a quantidade de transistores não seja um bom parâmetro para se utilizar como instrumento de medição de performance (principalmente para chips de fabricantes distintas), é inegável que a imensa quantidade extra de transistores na RV870 (mais do que o dobro presente na RV770 – 2,15 bilhões contra 956 milhões), é, no mínimo, um forte indicativo do quão poderosa é a nova geração da ATi.

O processo de fabricação em 40nm trouxe benefícios significativos para as novas GPUs. O primeiro foi na área do die do chip, com 334 mm², valor esse que é 27% maior do que a RV770. Outro benefício foi no clock do processador gráfico, que, apesar da grande quantidade de transistores, manteve-se inalterado em relação à Radeon HD 4890, a 850Mhz. A litografia mais refinada, bem como a tecnologia PowerPlay, possibilitaram um gerenciamento mais eficiente e racional no consumo de energia, tornando a placa mais econômica do que a RV790.

Somando isso ao fato de que a placa possui o dobro de Stream Processors, ROPs e TMUs em relação a 4890, podemos perceber que a Radeon HD 5870 realmente é uma VGA que promete se tornar um ícone na indústria das GPUs.

Maiores detalhes das especificações das últimas placas 3D da ATi podem ser conferidos abaixo:

	Radeon HD 4870	Radeon HD 4890	Radeon HD 5850	Radeon HD 5870
Codinome	RV770	RV790	RV870	RV870
Litografia	55nm	55nm	40nm	40nm
Transistores	956M	959M	2.15B	2.15B
Tamanho die	263 mm²	282 mm²	334 mm²	334 mm²
Clock GPU	750 MHz	850 MHz	725 MHz	850 MHz
Qtde. Shader Processors	800	800	1440	1600
Poder computacional	1.2 TFLOPs	1.36 TFLOPs	2.09 TFLOPs	2.72 TFLOPs
Qtde. TMUs	40	40	72	80
Texture Fillrate	30 GTexels/s	34 GTexels/s	52.2 GTexels/s	68.0 GTexels/s
Qtde. ROPs	16	16	32	32
Pixel Fillrate	12.0 GPixels/s	13.6 GPixels/s	23.2 GPixels/s	27.2 GPixels/s
Z/Stencil	48.0 GSamples/s	54.4 GSamples/s	92.8 GSamples/s	108.8 GSamples/s
Tipo Memória	GDDR5	GDDR5	GDDR5	GDDR5
Clock Memória	3.6Ghz	3.9Ghz	4.0Ghz	4.8Ghz
Bus	256 bits	256 bits	256 bits	256 bits
Largura de banda memória	115.2 GB/s	124.8 GB/s	128.0 GB/s	153.6GB/s
TDP máximo	160W	190W	170W	188W
TDP inativo	90W	60W	27W	27W

Eyefinity

Embora a tecnologia de uso simultâneo de múltiplos monitores seja algo para poucos, é inegável que o Eyefinity trouxe uma verdadeira revolução para o mercado, ao permitir o uso de até 6 telas formando um gigantesco painel com resolução teórica máxima de 8192x8192.

Conforme pode ser visto abaixo, as possibilidades para a tecnologia são inúmeras, permitindo o uso de imagens independentes, simultâneas ou um misto das duas. É possível, por exemplo, o uso de três monitores para formar uma única imagem panorâmica, com o quarto independente; quatro telas simultâneas formando um grande painel e mais duas independes da primeira e entre si; e por aí vai.

Para tanto, faz-se necessário o uso de até duas saídas DVI, HDMI ou VGA combinadas com saídas DisplayPort, para se conseguir os seis monitores compartilhados. Contudo, inicialmente a Radeon HD 5870 ficará “restrita” a três telas.

Para quem não se convenceu do poder do Eyefinity, a ATi demonstrou durante o lançamento da tecnologia no mês passado, uma configuração composta por quatro placas Radeons de nova geração, em que estavam conectados 24 monitores de LCD!

Os benefícios da tecnologia não serão apenas no campo dos jogos. Profissionais de artes gráficas, designers, arquitetos, analistas financeiros, dentre uma imensa gama de áreas poderão tirar proveito do Eyefinity como forma de aumentar a sua produtividade no trabalho.

As novidades presentes no DX11 são:

- DirectCompute 11
- Hardware Tessellation
- High Definition Ambient Occlusion
- Shader Model 5.0
- Depth of Field
- Renderização Multi-threaded (Multi-threading)

DirectCompute 11
O DirectCompute é um dos grandes trunfos do DX11, pois possibilita que os desenvolvedores utilizem a GPU para o processamento de outras tarefas alheias à renderização 3D. Trata-se do conceito por trás do termo GPGPU (onde transforma a placa de vídeo em um processador).

Os benefícios não ficam restritos às aplicações gerais. Nos games, por exemplo, é possível programar para que a GPU cuide de tarefas como o processamento e filtro das imagens (conceito de post processing); Order Independent Transparency - OIT (técnica de sobreposição de objetos, aperfeiçoando o efeito de semitransparência – como, por exemplo, na criação de efeito de fogo, fumaça, cabelo, vidro); renderização de sombras, da física e da inteligência artificial.

Hardware Tessellation
Trata-se de um dos benefícios mais aguardados pela indústria dos jogos eletrônicos.

Embora a ATi tenha implementado a tecnologia Tessellation já nas Radeons HD série 2000, somente agora tal funcionalidade será utilizada em sua plenitude.

De forma simplista, trata-se da tecnologia que adiciona em tempo real mais detalhes aos objetos 3D. Para tanto, subdividi-se um objeto/supefície em pedaços menores, acrescentando-se polígonos mais simples (de fácil execução).

Em outras palavras, ao invés da GPU gastar um grande tempo para o processamento de um objeto único (ou parte de um grande objeto) e complexo de uma única vez, o Tessellation “quebra” o mesmo em partes menores de forma a tornar a tarefa mais simples e rápida.

Assim, os desenvolvedores estão “impedidos” de acrescentarem mais objetos e detalhes aos games. Com o Tessellation, o processamento dos terrenos/solos, será muito mais simples e rápido, sem contar que permitirá que os programadores criem texturas e maiores detalhes aos mesmos (como a deformação dinâmica), resultando em um maior realismo ao jogo.

High Definition Ambient Occlusion
Trata-se de outra técnica de efeito de pós-processamento de imagem que melhora as sombras e luzes, além de aumentar a sensação de profundidade dos objetos (3D).
Para isso, a Microsoft disponibilizou dois novos métodos de compressão de texturas: os filtros BC6 e BC7. O primeiro oferece uma taxa de compressão de 6:1 com 16 bits por canal e sem perdas, sendo uma texturização eficiente e de alta qualidade para a iluminação HDR. Já a BC7 oferece compressões de 3:1 com o padrão de cores RGB ou ou 4:1 para Alpha.

Shader model 5.0
O DX11 introduz a versão 5.0 do Shader Model para a linguagem de programação HLSL, na qual adiciona precisão dupla para o processo, permitindo o uso específico dos shaders com polimorfismo, objetos e interfaces.

Na verdade, diferentemente das versões anteriores, o SM 5.0 não traz grandes avanços em termos de capacidades, mas promete facilitar o trabalho dos desenvolvedores, ao introduzir certos conceitos de programação orientada a objetos.

Depth of Field
O método adiciona efeitos bem interessantes envolvendo o foco da imagem (primeiro plano) e o plano de fundo para dar um aspecto cinemático às imagens.

O Depth of Field utiliza um filtro de núcleo nos pixels da imagem processada como um efeito de pós-processamento. Este utiliza os dados dos pixels adjacentes para criar efeitos como borrado de movimentos, mapeamento de tom, detecção de bordas, suavização e nitidez.

Renderização Multi-threaded
É a técnica pela qual as GPUs processam os dados de forma simultânea, e não mais em sequência como em uma fila. O ganho, claro, está na eficiência no processamento, resultando em uma melhor performance.

Por enquanto, apenas um punhado de games estão sendo desenvolvidos (ou ganhando atualizações) para o DirectX 11. São eles:

- Aliens vs. Predator 
- BattleForge 
- DiRT 2
- S.T.A.L.K.E.R: Call of Pripyat
- Lord of the Rings Online

Fotos

Abaixo temos uma série de fotos, inclusive uma contendo todas as placas testadas, sendo elas XFX Radeon HD 5870, HiS Radeon HD 4870 e PowerColor HD 4870x2, Nvidia GeForce GTX 285 e Asus GeForce GTX 260 Matrix.

Máquina/Softwares utilizados

Conseguimos fazer testes muito interessantes que mostrarão todo o potencial da Radeon HD 5870, mostrando como esse novo modelo da ATI se sai frente a alguns dos principais modelos do mercado, como Radeon HD 4870 e 4870x2, GeForce GTX 285 e GTX 260.

Outro ponto interessante é o fato de utilizarmos uma Radeon 4870 no comparativo. Com isso, conseguimos mensurar a real vantagem da nova geração para com a anterior se tratando de lançamento em placas de mesmo segmento.

Abaixo, detalhes da máquina, sistema operacional, drivers, configurações de drivers e softwares/games utilizados nos testes.

Máquina utilizada nos testes:
- Mainboard ECS X58B-A
- Processador Intel Core i7 920 @ 3.8GHz
- Memórias 6 GB DDR3-1600MHz G.Skill Trident
- HD 1TB Sata2 Wester Digital Black
- Fonte SevenTeam 750W

Sistema Operacional e Drivers:
- Windows Seven 64 Bits
- Intel INF 9.1.1.1019
- Nvidia ForceWare 190.62: Nvidia GeForce GTX 285 e Asus GeForce GTX 260 Matrix
- ATI Catalyst 9.10b: XFX Radeon HD 5870, HiS Radeon HD 4870, PowerColor Radeon HD 4870x2

Configurações de Drivers:
3DMark
- Anisotropic filtering: OFF
- Antialiasing – mode: OFF
- Texture filtering: Quality
- Vertical sync: Always OFF / Force OFF
- Demais opções em Default

Games
- Anisotropic filtering: 8x
- Antialiasing – mode: 4x
- Texture filtering: Quality
- Vertical sync: Always OFF / Force OFF
- Demais opções em Default

Aplicativos/Games:
- 3DMark06 build 1.1.0 (DX9)
- 3DMarl Vantage 1.0.1 (DX10)
- Crysis v1.21 (Cry Engine – DX10)
- FarCry 2 v1.01 (Dunia Engine – DX10)
- F.E.A.R. v1.08 (Jupiter EX Engine – DX9)
- World in Conflict v1.0009 (Masstech Game Engine – DX10)
- Tom Clancys H.A.W.X 1.01 (Engine própria – DX10/10.1)
- Street Fighter IV v1.0 (Engine própria – DX9)
- Batman Arkham Asylum (Unreal Engine 3 – DX10)

3DMark06, 3DMark Vantage

Começamos os testes com o 3DMark06. O resultado já mostra que poderemos ter não apenas uma ótima placa em performance, mas um lançamento como poucos se tratando dessa característica.

Reparem que o ganho de performance da 5870 sobre a 4870 é superior a 30%, um número bem interessante, ainda mais por essa 4870 ser um modelo diferenciado com overclock de fábrica.

Outro destaque é que a placa quase alcança uma 4870x2, que possui dois chips 4870 trabalhando juntos.

Sobre a GTX 285 vemos uma diferença significativa, mostrando que a Nvidia vai precisar "correr atrás".

3DMark Vantage
Como aconteceu com a versão 06 do 3DMark, tivemos uma melhora significativa na performance da 5870 sobre a 4870. Como se já não fosse o suficiente, a 5870 conseguiu superar a 4870x2 -resultado impressionante, isso porque estamos falando do primeiro modelo da série.

Crysis

Agora os testes que mais me atraem, em cima de games, novamente mostrando que a AMD acertou em cheio com essa nova placa. Reparem na resolução de 1024x768. Ela é nada menos que 33 FPS superior a 4870, mais de 40%. Ultrapassa a 4870x2 por uma diferença muito alta também, 20FPS. Algo incrível, mesmo se tratando de uma resolução considerada baixa para os dias de hoje.

E quem pensava que a performance poderia cair consideravelmente na medida que as resoluções aumentam terá mais uma surpresa: a placa se comporta como poucas, bate a 4870x2 em todas as resoluções, e conseqüentemente todas as demais placas testadas.

Em alguns dos testes ela quase dobra a performance alcançada pela 4870, mostrando o ótimo trabalho da AMD com essa geração.

Far Cry 2

Muda o teste, mas os bons resultados da 5870 continuam. Com o Far Cry 2 a 4870x2 mostra todo seu poder. A placa alcança um resultado bem alto e bate a 5870 nas duas primeiras resoluções, já nas duas mais altas acontece uma empate técnico com a 5870.

A diferença para com as demais placas é muito grande a favor da nova placa da AMD. A GTX 285 fica nada menos que 39 FPS atrás na resolução de 1024x768. À medida em que as resoluções aumentam, essa diferença cai, mas continua em uma porcentagem muito favorável a 5870. Reparem que na resolução de 1920 a diferença é de nada menos que 19 FPS a favor da 5870, o que representa cerca de 25%.

Como aconteceu nos testes anteriores, a diferença para com a 4870 é considerável. Na resolução de 1024 chega a incríveis 50 FPS. Já na resolução mais alta testada a diferença entre essas gerações é de 31 FPS.

F.E.A.R.

Em cima do F.E.A.R., game que utiliza uma engine relativamente antiga em comparação aos demais games testados, a 5870 não decepciona e novamente só perde para a 4870x2. Ganha de todas as demais com boa margem, apesar de ter como principal concorrente a GTX 285.

A diferença para com a 4870 é bem alta novamente, cada vez mais comprovando o ótimo trabalho feito pela AMD.

Tom Clancy´s H.A.W.X.

No simulador aéreo H.A.W.X. da UbiSoft, onde a Nvidia sempre leva larga vantagem, a GeForce continuou ganhando. Aqui temos até o momento o único teste onde a GTX 285 se deu melhor, conseguindo superar a 5870 nas duas resoluções mais baixas. Em 1680 temos um empate técnico, e na resolução mais alta vemos a 5870 conseguir uma pequena vantagem.

Reparem que a melhoria da 5870 em cima da 4870 também foi muito boa, seguindo a média de outros testes.

World in Conflict

Com o World in Conflict a briga sempre foi bem acirrada entre as duas empresas, mas agora a AMD conseguiu tomar a vantagem e colocou a 5870 alguns passos à frente.

Novamente, a melhora da 5870 sobre sua irmã mais velha, a 4870, é relativamente alta, situação que vem acontecendo em todos os testes quando comparamos as duas.

Street Fighter IV

O game Street Fighter IV deu um dos resultados mais favoráveis à Radeon HD 5870. A placa consegue quase dobrar a performance da 4870, o que é um feito incrível se analisarmos todos os últimos lançamentos de novas gerações. Muitas prometeram isso antes de seu lançamento, mas a verdade é que não é uma coisa tão simples de ser feita, e nesse caso a AMD quase consegue.

Na comparação com as placas da Nvidia, em especial com a GTX 285, a vantagem da 5870 é muito alta, mostrando novamente que o Fermi terá que ser o que se espera dele.

Batman Arkham Asylum

}Estreando em nossas reviews temos os testes com Batman Arkham Asylum, um dos maiores sucessos desse ano, baseado na Unreal Engine 3.

Os testes foram feitos com PhysX desativado para não comprometer as placas da ATI que não possuem suporte a essa tecnologia. Mas apenas para você ter uma noção do quanto fica complicado para a ATI com PhysX ativado, quando testei a 5870 na resolução de 1024x768 ela conseguiu meros 20 FPS, já a GTX 285 alcançou nada menos que 85 FPS.

Tentamos utilizar uma placa extra da Nvidia para rodar o PhysX e deixar o resto por conta da 5870, mas não funcionou e, como tínhamos urgência na review, acabamos deixando de fora esse teste no momento. Quem sabe tentamos novamente em outra oportunidade. O fato é que nesse game especialmente os efeitos da tecnologia PhysX são incríveis, mostrando que ela pode ajudar em muito na melhoria total de tudo que envolve um projeto desse tipo.

Em se tratando dos testes sem PhysX, como já comentamos, a 5870 fica empatada tecnicamente com a GTX 285, onde a placa da Nvidia ganha sempre por poucos FPS.

Já na comparação entre 5870 e 4870 temos uma média de vantagem para a placa mais nova, assim como em outros testes, novamente.

Conclusão

A AMD, leia-se ATI, “arrancou” na frente da concorrência com o lançamento da Radeon HD 5870. Seguindo os passos da gigante das GPUs, a XFX foi uma das primeiras fabricantes a trazer para o mercado a sua solução baseada na RV870, com a Radeon HD 5870 1024 MB DDR5 DisplayPort (HD-587A-ZNF9).

Diferentemente dos anos anteriores - em que disponibilizava um bom produto, aliando bom desempenho e baixo custo - desta vez a ATi surpreendeu ao apresentar uma VGA com um patamar de performance acima do comum em seu segmento, mas com preço relativamente elevado para os seus padrões, embora se mostrando bastante competitiva e mantendo uma ótima relação custo x benefício.

Pelo visto, a AMD/ATi não pretende repetir o mesmo tipo de disputa que vem travando com a Intel no mundo dos processadores, onde não consegue competir à altura em termos de performance bruta. Com a geração Radeon HD 5800, a empresa se mostra muito forte e com boa perspectiva na disputa pelos melhores produtos disponíveis no mercado. Claro que estou falando de brigar com a Nvidia, sua principal, e por enquanto única, rival neste segmento de produto.

Essa nova geração trouxe vários benefícios em relação à anterior, não apenas em performance, que, como demonstramos, varia de 30 a 50% de aumento da 5870 sobre a 4870 (em alguns casos até mais). Tratam-se de números impressionantes, até porque junto com esse aumento de performance vieram várias novidades em tecnologias, como o suporte ao DirectX 11, que ainda gera muitas dúvidas se vai ou não trazer benefícios na prática. O fato é que se trata de uma nova versão da API gráfica e pelo que foi apresentado até o momento pode surpreender em alguns pontos.

Outra tecnologia muito promissora é a Eyefinity, que torna possível conectar vários monitores, TV´s, etc em uma placa de vídeo, situação muito interessante para diversos segmentos com falamos na review, seja em games, ou para uso profissional.

A ATi parece ter conseguido o “pulo do gato” em se tratando de consumo de energia, tema bastante importante nos tempos atuais de preocupação com o meio ambiente. Apesar de trazer maior performance, a Radeon HD 5870 mantém o mesmo nível de consumo que a 4890. O segredo não está apenas na litografia mais refinada em 40nm. A RV870 possui um novo sistema de gerenciamento de energia, chamado PowerPlay Technology, que torna o sistema mais eficiente, principalmente quando a placa não está em um regime de  “stress” (mais conhecida como “idle”). Ou seja, quando a VGA não está tendo grande demanda de processamento. Falando em números, em tal situação o consumo caiu para a metade em relação a 4890 e a um terço se comparado a 4870!

O fato de ter aumentado o preço entre $80-100 dólares com relação à 4870 quando ela foi lançada não torna o preço abusivo. Isso porque, como destacamos, a placa vale cada centavo que está sendo cobrado por ela. A estratégia da AMD foi lançar a 5850 com o preço da geração anterior, prometendo ser outro grande sucesso. Mas isso é outra história sobre a qual falaremos em outro review.

Não poderíamos finalizar o texto sem mencionar um grande atrativo presente na Radeon HD 5870 da XFX, que é o fato de ela vir acompanha do aguardado DiRT 2 - game que será lançado oficialmente no dia 11 de dezembro. Trata-se de um dos primeiros do mercado com suporte ao DirectX 11, com promessa de rodar muito bem em cima da RV870. Em breve iremos ver e informar se realmente tal expectativa será correspondida. Alguém duvida? :)