nVidia GeForce 256 pod lupou

Podívejme se blíže na zoubek čipu GeForce 256 společnosti nVidia, která se mezi výrobci grafických karet staví posled...


Podívejme se blíže na zoubek čipu GeForce 256 společnosti nVidia, která se mezi
výrobci grafických karet staví poslední dobou výrazně do čela. Vzhledem k tomu,
že zmíněný čip je obecně považován za zásadní krok kupředu ve své kategorii,
nebude takový detailnější pohled jistě na škodu.
Hned první novinku jste mohli zaznamenat v CW 43/99 kdy jsme si v Hardwarovém
tipu představili grafickou kartu od Creative Labs. Ta byla prvním výrobkem
tento čip obsahujícím a další na sebe jistě nenechají dlouho čekat. Základní
charakteristika
V čem bychom měli podle výrobce samotného spatřit ten nejzásadnější rozdíl, je,
že se nejedná o "lecjaký" 3D grafický čip, nýbrž o (také viz CW 43/99) GPU,
Graphics Processing Unit. Obsahuje čtyři nezávislé jednotky schopné zpracovávat
instrukce pro transformaci, osvětlení, nastavení a renderování.
Konkrétněji, GeForce 256 je 0,22mikronový 2D/3D grafický čip a je tvořen
přibližně 23 miliony tranzistorů, což je srovnatelné s procesorem Athlon nebo s
novinkou Coppermine společnosti Intel. Má maximální rozlišení 2 048 x 1 536,
maximální 2D/3D barevnou přesnost 32 bitů na pixel. Z názvu lze vyčíst
následující: Ge je odvozeno od slova geometry a 256 pak naznačuje, že máme co
do činění s 256bitovou grafickou architekturou. Toto číslo nemá nic společného
se šířkou rozhraní, týká se 256bitové renderovací jednotky QuadPipe.
QuadPipe se skládá ze čtyř 64bitových kanálů a takto je schopna paralelně
zpracovávat čtyři různé řetězce pixelů. Tím zajišťuje datový tok 480 megapixelů
za sekundu při taktu jádra 120 MHz. Takt jádra je tedy nižší než u TNT2 a TNT2
Ultra, u jiných současných akcelerátorů to je dokonce až 180 MHz (3dfx). Tato
čísla není nicméně možné jednoduše porovnávat, protože díky paralelnímu
zpracování je výkon dvěstěpadesátšestky oproti nim větší.
Paměťové rozhraní Paměťové rozhraní je stále 128bitové se standardně nastaveným
taktem 166 MHz. Výsledkem je šířka pásma lokální paměti 2,6 GB/s (opět méně než
u TNT2 Ultra).
Většina výrobců videokaret tvrdí, že ve svých akcelerátorech použije 5ns
paměťové čipy, což vede k maximálnímu teoretickému taktu paměti 200 MHz. Jiní
mají v úmyslu použít 5,5ns čipy (183 MHz) a výsledkem bude přinejmenším šířka
pásma rovnající se pásmu TNT2 Ultra. Proč tedy nVidia nastavila takt paměti tak
nízký?
Můžeme se domnívat, že důvodem je snaha o maximální stlačení ceny karet GPU. U
tak složitého procesoru je nejobvyklejším způsobem ušetřit na paměti. Tím bude
umožněno výrobcům karet udržet minimální ceny použitím pomalých 6ns paměťových
čipů.
Teprve nedávno se objevila myšlenka použití Double Data Rate SDRAM nebo SGRAM,
když Creative Labs, Guillemot a Leadtek oznámily uvedení DDR GeForce 256 karet.
DDR SDRAM/ /SGRAM je inteligentní řešení snižující čekací dobu a zvyšující
šířku pásma paměti dvojnásobně. (Pracuje tím způsobem, že přenáší data jak na
náběžné, tak na sestupné hraně impulsu.)
Výsledkem je výkon srovnatelný s 256bitovým paměťovým rozhraním. Použitím DDR
SDRAM je teoreticky možné zvýšit šířku pásma až na 5,2 GB/s při běžné rychlosti
paměti, eventuálně 6,4 GB/s na 200 MHz (tj. s 5ns čipy). To je užitečné u
32bitových barevných renderovacích módů a při vysokém rozlišení. To vše má
ovšem i své stinné stránky. DDR SDRAM/SGRAM je toho času ojedinělý způsob
řešení a tím po nějakou dobu ještě zůstane. V důsledku toho budou ve větším
měřítku DDR modely dostupné teprve v příštím roce.
Hardwarová transformace a osvětlení
Nyní se dostáváme k tomu, abychom objasnili důvod k označení čipu jako GPU. Věc
se má tak, že zatímco výroky o světovém prvenství v konstrukci GPU jsou
pravdivé, samotná technologie žádnou novinkou není. Jde o myšlenku přesunutí
hardwarové transformace a osvětlení z CPU do GPU.
Takový krok by se ovšem dal označit jako nevyhnutelný. Bez ohledu na to, jakým
výkonem disponují dnešní moderní CPU, neexistuje způsob, jak zvládnout všechny
kalkulace a operace 3D renderovacího procesu.
Transformační a osvětlovací operace 3D renderování jsou pro samotnou CPU časově
velmi náročné, a to platí i pro nejrychlejší stolní počítače. Ani ty nemusejí
být schopny zvládnout počet polygonů potřebný pro vytvoření realistického
prostředí. GeForce 256 je schopen zvládnout až 15 milionů polygonů za sekundu,
to je samo o sobě úctyhodné číslo.
Trend přesunu transformační a osvětlovací jednotky do GPU se zdá být
jednoznačný. S3 už oznámila, že v její novince Savage 2000 se toto řešení také
objeví, a další na sebe jistě nenechají dlouho čekat.
Základním požadavkem pro hru, chcete-li využít této výhody, je, že musí
používat některé z rozhraní DirectX 7 nebo OpenGL API. Dalším je, že hra nesmí
používat své vlastní tranformační a osvětlovací jednotky. Tak je tomu např. u
Unreal Tournament. Většina ostatních her pak často má svoji vlastní osvětlovací
jednotku, ale můžete využít alespoň transformaci "dvěstěpadesátšestky". V
současnosti můžete očekávat zlepšení výkonu oproti TNT2 Ultra o pouhé 2-3 %.
Plně novinku využijete teprve tehdy, až bude na trhu dostatek her schopných
vytěžit maximum z jejích předností.
Další charakteristikou GeForce 256 je krychlové mapování prostředí (Cube
Envorinment Maping). Spočívá v použití šesti stěn krychle pro zobrazení mapy
prostředí do objektu. Tím je získána velká přesnost zobrazení s minimální
odchylkou. V současnosti je tato vlastnost také nevyužitelná, neboť žádná hra
dosud CEM nepoužívá a nějakou dobu potrvá, než se tak stane. Bezpochyby je to
však výrazný krok kupředu.
GeForce 256 je plně kompatibilní pro sběrnice AGP 2X a 4X. V módu 4X se může
navíc pochlubit rychlým zápisem. Rychlý zápis je metoda umožňující CPU posílat
data přímo do AGP bez nutnosti použití hlavní systémové paměti.
Podtrženo & sečteno
Závěrem lze tedy říci, že novým čipem udělala nVidia skutečný krok kupředu, a
to i přes výše zmíněný fakt, že nepřináší novou technologii jako takovou.
Myšlenka GPU se dá skutečně považovat za řešení, které má budoucnost. Otázkou
zůstává, jestli má pro vás, potenciální zákazníky, skutečně smysl investovat do
zařízení, jehož výhod není schopna prozatím žádná dostupná hra plně využít. V
době, kdy bude na trhu takových her tolik, že se již bez GPU neobejdeme, bude
na trhu také povícero grafických karet od různých výrobců s charakteristikami
přinejmenším srovnatelnými s GeForce 256. Jedno ale nVidii nikdo vzít nemůže
byla první.
9 3112 / wep









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.