Bez ograniczeń prędkości


Zastanówmy się nad następującym przykładem. Pierwsze kości GeForce 256 taktowane były z częstotliwością zaledwie 120 MHz. Przy czterech potokach renderujących daje to teoretyczny współczynnik wypełniania na poziomie 480 megapikseli. Układy GeForce 2 GTS taktowane są z częstotliwością 200 MHz, dzięki czemu ich współczynnik wypełniania wynosi 800 megapikseli, a więc niemal dwukrotnie więcej niż układu GeForce 256. Jakby tego było mało, GeForce 2 w każdym potoku ma dwie jednostki teksturujące, podczas gdy GeForce 256 zaledwie jedną. Oznacza to, że GeForce 2 w jednym cyklu zegara może na każdy piksel nałożyć dwa razy więcej tekstur. Istnieje nawet jednostka wydajności nakładania tekstur - teksele/s. W przypadku GeForce 256 wydajność w teksturowaniu wynosi 480 megatekseli/s, czyli odpowiada pod względem wartości współczynnikowi wypełniania. W przypadku GeForce 2 współczynnik wydajności teksturowania - ze względu na podwójne jednostki teksturujące w każdym potoku - jest dwa razy wyższy niż współczynnik wypełniania i wynosi 1,6 gigateksela/s.

Cały ten matematyczny wywód był konieczny, aby udowodnić, że teoretycznie wydajność układu GeForce 2 GTS powinna być co najmniej dwukrotnie wyższa niż GeForce'a 256. Tymczasem takiego przypuszczenia nie potwierdzają żadne praktycznie testy, wykazując zaledwie kilkunastoprocentowy przyrost wydajności. W czym tkwi haczyk? Oczywiście w zastosowanych układach pamięci.

Podczas gdy wzrost prędkości układów graficznych jest faktycznie znaczący, w przypadku pamięci nastąpił relatywnie niewielki przyrost prędkości. Karty z procesorem GeForce 256 mają pamięci taktowane z częstotliwością150 MHz, co w przypadku układów DDR daje efektywną wydajność 300 MHz. Pamięci zastosowane w kartach z układem GeForce 2 pracują z częstotliwością 166 MHz, co oznacza zaledwie 10-procentowy przyrost wydajności. Oczywiste jest, że jeśli już w kartach z procesorem GeForce 256 występowały problemy z przepustowością pamięci, to tym bardziej pojawiać się będą teraz, gdy wydajność procesora graficznego zwiększyła się nieproporcjonalnie w stosunku do wzrostu wydajności zastosowanych pamięci. Zwłaszcza że w procesorze GeForce 2 nie zastosowano żadnych nowych technologii optymalizujących dostęp do lokalnej pamięci wideo.

Bez ograniczeń prędkości
Interesujące podejście do rozwiązania tego problemu zaprezentowała firma ATI, która w układzie Radeon wprowadziła kilka interesujących technologii, ograniczających liczbę niezbędnych odwołań do pamięci karty graficznej, zwiększając za to efektywność wykorzystania rzeczywistej mocy procesora graficznego. Efekt jest taki, że Radeon, którego współczynnik wypełniania wynosi zaledwie 333 lub 366 megapikseli (w zależności od częstotliwości taktowania procesora graficznego - 166 lub 183 MHz) osiąga w niektórych trybach - zwłaszcza w wysokich rozdzielczościach w 32-bitowym kolorze - wyniki lepsze niż GeForce 2.

W niskich rozdzielczościach i w 16-bitowym kolorze przepustowość pamięci nie odgrywa większej roli - decydująca jest wydajność procesora graficznego. Tutaj GeForce 2 zwycięża bezapelacyjnie. Gdy jednak wraz ze wzrostem rozdzielczości i przejściem do trybu 32-bitowego koloru zwiększają się wymagania wobec pamięci, decydująca staje się optymalizacja dostępu do niej.

Pamięć karty graficznej szczególnie obciążają nieustanne odwołania do bufora Z, który przechowuje informacje o wzajemnym położeniu obiektów wzdłuż współrzędnej Z obrazu. Odwołania te są niezbędne, aby karta graficzna nie rysowała obiektów, które i tak są całkowicie zasłonięte przez inne.

Niezależnie od wszystkich opisanych problemów producenci obiecują podwojenie wydajności kart graficznych w najbliższych miesiącach. Przyjrzyjmy się dokładniej ich planom.

Walka nie ustanie

Nie trzeba udowadniać, że karty graficzne to segment, w którym postęp technologiczny jest zadziwiająco szybki. Przeskok od Voodoo 1 do GeForce 2 Ultra jest tak olbrzymi, że aż trudno uwierzyć, że dokonał się na przestrzeni zaledwie kilku lat. Moc układów graficznych wzrasta jeszcze szybciej niż w procesorach komputerów. Nic zatem dziwnego, że plany i zapowiedzi producentów kart graficznych śledzone są niezwykle dokładnie. Sami producenci dbają natomiast, aby nie zanikało zainteresowanie planowanymi przez nich technologiami i rozwiązaniami. Warto te wszystkie zapowiedzi nieco uporządkować, aby wiedzieć, czego się spodziewać jeszcze pod koniec tego i w przyszłym roku.

3dfx - ranny, ale walczy dalej

Bez ograniczeń prędkości

Porównanie możliwości układów graficznych

3dfx - niegdyś niekwestionowany król na rynku akceleratorów 3D do pecetów, ostatnio przeżywa ciężkie chwile. Firma ponosi straty i oddaje coraz większe pole konkurentom. Być może jednak już wkrótce będziemy świadkami mocnego uderzenia, które pozwoli jej odzyskać utraconą pozycję lidera.

Ponieważ architektura Voodoo zbliża się do kresu swoich możliwości, firma intensywnie pracuje nad nowymi rozwiązaniami. Wszystkie wysiłki skupiają się na układzie znanym pod kodową nazwą Rampage. Na razie jest niewiele pewnych informacji o tym projekcie. Wiadomo, że układ będzie wyposażony w jednostkę T&L, podobną do stosowanej przez firmę 3DLabs w profesjonalnych procesorach Glint. Architektura pozwoli również łączyć kilka jednostek T&L w celu zwiększenia wydajności. Procesor wykonany zostanie najprawdopodobniej w technologii 0,18 mikrona, co pozwoli na taktowanie z częstotliwością rzędu 200-250 MHz.

Niezwykle imponująco zapowiadają się możliwości teksturowania - karta ma umożliwiać nakładanie maksymalnie 8 tekstur w jednym cyklu zegara.

Pojawiły się również informacje o układzie, który zostanie wprowadzony po premierze procesora Rampage. Znany jest na razie pod kodową nazwą Fear i wiadomo o nim tyle, że będzie wykorzystywał technologię opracowane przez firmę Gigapixel, którą 3dfx wykupił. Najważniejszą innowacją ma być wysoki stopień optymalizacji dostępu do lokalnej pamięci wideo, co pozwoli efektywniej wykorzystywać moc procesora graficznego przy jednoczesnym obniżeniu kosztów produkcji kart graficznych.

Miejmy nadzieję, że premiery nowych kart graficznych opartych na kościach 3dfx nie będą tak opóźnione jak premiery kart z serii Voodoo 4 i 5.