R420 a NV40 - další generace VPU | Kapitola 4
Seznam kapitol
Poté, co v roce 2002 společnost ATi Technologies vydala Radeon 9700 PRO a stvrdila tak svoji pozici v čele grafického průmyslu, se objevily první zmínky a náznaky dalšího vizuálního procesoru. O několik měsíců později, po vydání kontroverzní nVidia GeForce 5800 Ultra, se začaly rýsovat poněkud přesnější informace. Stejně jako o projektu R400, jak byl tehdy nazýván, přišly i první zmínky o konkurující NV40. Oba procesory se zdály být spíše přirozeným evolučním krokem, než nějakým skokem. To potvrzovaly i předběžné a neoficiální specifikace, které nechávaly většinu uživatelů chladnými. Co taky lze čekat od čipů, které budou mít 8 pipelines - stejně jako tehdy nové R300 a NV30?
Pipelines a Pixel Shadery
Paralelizace, paralelizace a znovu paralelizace. Tak lze ve zkratce shrnout trend vývoje architektury všech nových VPU. Ta totiž umožňuje zacházet s určitými částmi procesoru, jako by šlo o samostatné celky. Ty potom lze podle aktuálních potřeb trhu deaktivovat.
Na první pohled zaujme skupina šestnácti pipeline, které jsou znázorněny ve skupinkách po čtyřech. Každá skupinka dokáže fungovat jako samostatný celek a nebyl by problém prodávat čipy, které by měly aktivovanou jen jednu čtveřici (dobrá pojistka pro případ vysoké zmetkovosti). Podívejme se ale trochu hlouběji:
Kliknutím se obrázek zvětší
Na obrázku je znázorněna jedna čtveřice (z celkových čtyř) pixel pipeline. Jak už je u ATi zvykem, na jednu pipeline přísluší jedna texturovací jednotka. Toto řešení je velice ekonomické a nemůže dojít k situaci, kdy by nějaká část zůstala nevytížena (můžeme vzpomenout straší grafické karty, jako např. GeForce 256, nebo Radeon 256, které měly na jednu pipeline více texturovacích jednotek. To mělo tu výhodu, že ve scénách, kde byl použit multitexturing /více vrstev textur na sobě/ se každá texturovací jednotka starala o jednu vrstvu a pokud nebylo více vrstev textur, než kolik měla pipeline texturovacích jednotek, nedocházelo v podobných scénách k poklesu FPS. V běžných scénách (single-texturing) pak ale byla využita jen jedna texturovací jednotka (na pipeline) a ostatní zahálely. To je značný luxus (ne-li neekonomické provedení). Doplatil na to např. Matrox se svojí Parhelií, která má sice 4 texturovací jednotky na pipeline (což se setsakramentsky prodraží), ale ty se naplno uplatní pouze při 4-vrstvém multitexturingu. Pokud naopak každá texturovací jednotka bude mít vlastní pipeline, bude moci být využita i při single-texturingu a tím velice vzroste výkon. ATi se tato architektura opravdu osvědčila, takže se jí drží dál (po srovnání: dovolte mi ještě se vrátit k Parhelii. Ta nese 4 pipelines a na každé 4 TMU. To je celkem 16 texturovacích jednotek! Stejně jako na Radeonu X800 XT!!!)
Dalším prvkem architektury je (už poněkud méně ekonomické) použití Pixel Shaderů. Jeden Pixel Shader na jednu pipeline (celkem 16). To je jedním z důvodů, proč podávají grafické karty společnosti ATi tak dobrý výkon v aplikacích, které Pixel Shader používají. Toto řešení je sice nákladné, ale pokud vzpomenu cenově orientované čipy, jako např. Volari V8, které z důvody úspor nemají Pixel Shader na každé pipeline, pak určitě sami uznáte, kde se šetřit nevyplácí.
I když barevná preciznost zůstala na 96 bitech (24 bitů na každý barevný kanál), vzrostl počet podporovaných funkcí a schopností (o tom dále). Ještě bych chtěl uvést na pravou míru jakýsi nesmysl, který po internetu koluje. Mám na mysli ono tvrzení typu: "R420 umí jen 24 bitový rendering, nepodporuje ani 32 bitové barvy a je proto strašně zastaralá." To je omyl :-) Rendering je 96-bitový, těch 24 bitů slouží pro popis jednoho barevného kanálu (24 bitů pro červenou, 24 bitů pro zelenou, 24 pro modrou a 24 pro průhlednost). Pro názornost: Riva TNT: 32 bitů (8 pro každou barevnou složku), Radeon 8500: 48 bitů (12 na složku, DX8.1), Rampage: 52 bitů (13 na kanál), Radeon X800: 96 bitů (24 na kanál DX9.0), GeForce 6800: 128 bitů (32 na kanál DX9.0c).
Vertex Shadery a paměťový řadič
VPU R420 implementuje oproti předchozí generaci o 50% více Vertex Shaderů. Počet tedy vzrostl na 6. Samotné Vertex Shadery se ale nijak drasticky nezměnily; podobně jako Pixel Shadery zůstaly ve verzi 2.
Řadič procesoru R420 je 256 bitový rozdělený na čtyři 64 bitové kanály, které mohou nezávisle (a zároveň i najednou) číst a zapisovat z/do paměti.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
