Nvidia GeForce 7800GTX - technologie a výkon | Kapitola 2

Nvidia proklamovala zcela novou architekturu pro své nově narozené dítko, a tak je načase posoudit jak se věci mají. Samotný čip má úctyhodných 302 miliónů tranzistorů, což s přehledem nejvíce z dostupných čipů (snad krom R500). S velkým počtem tranzistorů, který je mimochodem asi o třetinu vyšší než dual-core procesorů AMD či Intel, jde v v ruku v ruce i opravdu velká náročnost výroby a s tím spojená výtěžnost jader. Můžeme jen doufat, že nVidia uvedením GeForce 7800GTX smetla ze stolu dohady o malé výtěžnosti, která by mohla mít za následek to, že bychom se s rozumným množstvím těchto grafických karet setkali až po pár měsících.

i Zdroj: PCTuning.cz

Architektura čipu G70 je na první pohled velmi podobná té, kterou známe z čipů rodiny GeForce 6x00. Kdo čekal, že se nVidia jako průkopník nových technologií vydá cestou unifikované architektury shaderů (Xenos - ATi R500) bude nejspíše zklamán, protože společnost zvolila opět klasickou paralelní architekturu, ale zato využila možnosti oddělených vertex shaderů a pixel shaderů, což je hlavní a jediný podstatný rozdíl v architektuře mezi G70 a starší NV45.

i Zdroj: PCTuning.cz

- architektura čipu G70 -

Protože proces tvorby výsledného framu je poměrně složitý, tak si rozeberme jen základní části čipu, které nám dovolují vidět grafické hody přímo na obrazovce vašeho monitoru. Vertex shadery jsou první v pořadí a starají se o výpočet geometrie scény, což zahrnuje výpočet souřadnic pixelů a jejich následné zpracovaní a vytvoření trojúhelníků (z pixelových čtveřic, což vyplývá z

"quad"

architektury samotného čipu).

Počet pixel pipelines byl zvednut o rov

n

ých 8 a počet vertex shaderů o 2, což se dá považovat za slušný pokrok, který je podpořen trošku odlišnou strukturou pixel shadrů, které mají oproti minulé generaci až dvojnásobný výkon. Počet ROP jednotek (16) zůstal nezměněn, čili by tady vyvstalo jisté omezení fillrate při použití bilineárního texturingu, což už v dnešní době není příliš podstatné.

Vertex shadery zůstaly v podstatě nezměněny, jen jejich počet se změnil o 2 na rovných 8, což dnes i v budoucnu bohatě postačí, jelikož vývoj 3D herní grafiky sází spíše na výkon pixel shaderů. Počet polygonů tedy radikálně neporoste a vývojáři sází na technologie jako normal mapping či parallax mapping, které omezí nutnost použití mnoha polygonů pro vytvoření dojmu plasticity na modelech a površích ve hře.

Je známo, že vertex shadery na NV45 umožňovaly dynamické větvení, což způsobovalo jisté zpomalení při složitých vertexových operacích. Nvidia se pyšní tím, že vertex shadery mohou provozovat dynamické větvení bez výkonového schodku, což zní velmi pěkně, ale zatím není jasné jak toho dosáhla. Je pravděpodobné, že jedná pouze o urychlení a proklamované

"penalty free"

je pouze marketingový slogan..

Velmi podstatnou věcí je možnost vykonání Multiply ADD v jediném cyklu (na principu současného vynásobení a přičtení v jediném cyklu - 10x10+20=120). Nvidia tuto instrukci po prozkoumání mnoha stovek shaderů u současných a přicházejících her označila jako velmi zásadní k dosažení vyššího výkonu (lineární algebra, matrix manipulation a vector calculus). Stejně jako u staršího čipu N40 mají vertex shadery plnou podporu standardu Shader Model 3.0.

Po zpracování souřadnic jednotlivých vrcholů trojúhelníku data putují do tzv. Triangle Setupu, kde se vypočítají ty pixely, které náleží jednotlivému polygonu (hrany se rovněž vypočítávají v triangle setupu). Dále už data putují do pixel pipelines, což si popíšeme v této části.

U pixel shader jednotek jsou možnosti velmi podobné těm z NV40, což znamená možnost zpracování dvou různých instrukcí a FP32 výpočty. Přítomnost mini-ALU jednotek byla indikována už v architektuře NV40, ale díky problémům s funkčností byly pravděpodobně odpojeny. Historie mini-ALU sahá až k architektuře NV35. Tyto jednotky mají podpůrnou funkci k hlavním ALU a vylepšují matematický výkon těchto jednotek a zároveň i výkon pixel shaderů.

Každá z 24 pixelových jednotek může v jednom cyklu zpracovat až 8 MADD (Multiply Add) instrukcí v jednom cyklu. Když vezme v úvahu počet pixel pipelines, tak se dostaneme k celkovému výpočetnímu výkonu 165GFlops (PS), což je více než trojnásobek předcházejícího high-endu v podobě GeForce 6800Ultra potažmo čipu NV45. Je nutné podotknout, že se jedná jen o výkon pixel shaderů a v případě, že bychom započítali i ostatní výpočetní jednotky, ať už se jendá o plně programovatelné či ne (VS,cull, cliping, aplha blending a atd.), tak by výkon vzrostl až přes 400GFlops.