Architektura čipu je velmi podobná Radeonu 9700 a plně odpovídá specifikacím DirectX 9. Jádro má 8 pixelových pipeline po dvou texturovacích jednotkách a 3 vertexové pipeline. Podle nVidie dokáže grafická karta v jednom cyklu aplikovat 16 textur současně a za jednu sekundu vytvořit scénu čítající 375 miliónů trojúhelníků. Karta bude mít pochopitelně podporu AGP 8x, i když většinou říkám, že u dnešních karet nemá toto rozhraní opodstatnění, věřím, že právě GeForce FX (a možná i Radeony 9700) je karta, ke kterou AGP 8x prostě patří.

NVidia se nejvíce chlubí technologií CineFX, díky níž dokáže grafická karta vytvořit scény, které jsou podobné těm z předrenderovaných sekvencí her či rovnou celovečerních renderovaných snímků (zde je NVidií nejvíce zmiňována Final Fantasy). V ruku v ruce s touto technologií jde interní práce se 128 bit barevnou informací. Z praktického hlediska má však nová karta stejné možnosti jako Radeon 9700 nebo 9500, i když si GeForce FX s danou DirectX 9 scénou poradí lépe a rychleji. Škoda, že na plnohodnotné DirectX 9 hry si budeme muset přinejmenším ještě nejméně rok nebo dva počkat :-(

Vertex Shadery

Architektura čipu je vesměs podobná Radeonu 9700, i když nalezneme několik zásadních rozdílů. Nejvíce vás asi trknou pouze tři vertex pipeline, což je méně než má Radeon 9700 i Matrox Parhelia. Na druhou stranu jsou při vyšší frekvenci jádra tři pipeline efektivnější než čtyři na nižší frekvenci - to je typický příklad GeForce FX.

Původní TnL jednotka se nyní stává čím dál tím více programovatelná a přidávají se nové a nové funkce. Vertex Shadery slouží k veškerým deformacím či animacím povrchu, jako je třeba slavné Displacment Mapping z Parhelie nebo různé dynamické prohýbání materiálů. Vertex shadery dávají programátorovi volnou ruku, aby mohl obyčejný mesh objekt oživnout. Vše pracuje na principu podobném procesoru, kdy do vertexové pipeline jsou vháněny instrukce, které transformují daný objekt.

Vertex Shadery ve specifikaci DirectX 9 mohou pracovat s 256 instrukcemi v řadě a poté je opakovat nebo mezi nimi skákat. Dohromady jde udělat Vertex Shader program, který bude mít až délku 65536 instrukcí. Prakticky ale je zbytečné tak velké množství instrukcí na jeden objekt aplikovat. Vertex Shadery ATi i NVidie mají podobné možnosti, až na to, že nVidia přichází s dynamickým ovládaním každé vertexové pipeline současně. Z praktického hlediska uživatele či hráče počítačových her nemusí zajímat, protože na povrchu bude mít z hlediska vertex shaderů GeForce FX stejné možnosti jako u Radeona 9700 Pro. Dynamické programování vertex shaderů se hodí zejména programátorům, které jim ulehčuje práci, protože například u Radeona 9700 při aplikaci separátních efektů na "mesh" se musí objekt jakoby "rozřezat", u GeForce FX si programátor může přesně definovat, co má která pipelina na konkrétních místech objektu dělat. V praxi to určitě vypadá zajímavě, ale nic nemusí být jisté, protože programátorům může stačit bohatě klasické programování dle specifikace DirectX 9. Přeci jen optimalizace her na jeden akcelerátor nedělá dobrotu.

O GeForce FX můžeme říct, že podporuje Vertex Shadery 2.0+.

Stejně jako v případě Vertex Shaderů se programovatelnost a možnosti nanášení textur zvětšují. Nová specifikace kromě práce se 128-bit barevnou FP informací dovoluje i snadnější programování Pixel Shaderů. Pokud se Pixel Shader program vytvoří přesně na míru GeForce FX, tak ho bude rychleji zpracovávat než Radeon 9700 Pro (zlepšil se např. fetching textur). Zvětšil se počet registrů a na daný objekt lze aplikovat až 1024 instrukcí spojených Pixel Shadery (např. barevné proměny, změny bumpmappingu). NVidia upravila pixelové pipeline, aby uměly co nejlépe zvládat anisotropické (i 128 tap) a trilieaniearní filtrování bez dopadu na výkon.

Nyní se před programátory otevírají mnohem větší možnosti než doposud. Objekty od DirectX 9 generace opravdu "oživnou", ono to vlastně šlo i u DirectX 8 akcelerátorů, ale byl tady problém, že programátoři byli hodně svázáni limity Pixel a Vertex Shaderů. I nyní nemůžou programátoři dělat úplně co si vzpomenou a dovolit si ve hrách to co v CGI obrázcích - na to si budeme muset počkat na DirectX 10 nebo 11. Stále je co zlepšovat.

Přesto je ale DirectX 9 dalším krůčkem, z dnešního pohledu těžko posuzovat jak zásadním, ale minimálně tak velkým, který udělala GeForce 3 před dvěma lety.

Kolem a kolem - GeForce FX z hlediska programovatelné grafiky jde dál a zejména zvětšuje možnosti programátorů, ulehčuje a optimalizuje práci se shadery. Největší posun jak už bylo všude skloňováno je větší preciznost a FP práce s barvami. Musím ale upozornit, že se jedná o práci s barvami uvnitř grafického procesoru a ne v RAMDACích (ale i tam je pokrok). Díky větší barevné preciznosti budou obrázky podobné těm, které vygeneruje procesor a renderovací program softwarově (s rychlostí 1frame za minutu). Přesto je cesta k CGI obrázkům ještě dlouhá, nyní jsme zatím jen na půli cesty, protože tady sice potřebné technologie jsou, ale stále existují omezení k plné programovatelnosti jádra. Především raytracing, radiozita a další renderovací techniky jsou natolik výkonově náročné, že si na ně budeme muset počkat do NV50 či NV60.

Dále upozorňuji, že nová GeForce FX nepodporuje OpenGL 2.0, to je standard budoucnosti, který by měl v OpenGL segmentu konkurovat novým grafickým rozhraním DirectX 9/10 od Microsoftu. Nové OpenGL 2.0 se v grafických kartách objeví v následujících letech (pravděpodobně NV40).

Anti-Aliasing: IntelliSample

Co už nVidia nevymyslí za podivné názvy anti-aliasingu? :) Nyní jsou přidány dva nové módy - 6xS a 8x. Oba dva názvy hovoří za všechno. Kvalita anti-aliasingu je maximalizována, zapomeňte na zoubkované hrany i na 640x480. Dopad na výkon GeForce FX by neměl být velký, protože propustnost pamětí je natolik velká, že výkonnostní propad na 8x by neměl být více než 50 %, což při 150 fps v některých hrách znamená zpomalení na 75 fps, což sami uznáte, je stále hratelné.

NVidia pořád používá multisampling (nVidia si naexperimentovala fragment anti-aliasngem po vzoru Matroxu, byť je dokonalejší), na druhou stranu je daný algoritmus už vypilovaný k dokonalosti.

K dispozici jsou dva nové módy vyhlazování:

• 8x anti-aliasing, který je nejnáročnější a nejpreciznější. Lze použít jak v DirectX, tak OpenGL hrách.

• 6xS anti-aliasing, který je o stupínek kvalitnější než 4xS anti-aliasng. Lze použít jen v Direct3D.

Anti-aliasing už jako technologie vyspěl, protože při vyšších rozlišení (1280x1024 a více) a vysokých stupní AA (4x a více) jsou obrázky už téměř 100 % vyhlazené a bez zoubkovaných hran. Dopad výkonu se pohybuje jen v řádu 10 - 20 %, což je akceptovatelné i pro hraní náročných her se stále zapnutým AA.

NVidia má ráda obří rozměry a ani v případe GeForce FX nezmenšila kartu na úroveň Radeona 9700. Důvodů může být několik, díky větším rozměrům se karta vyrábí levněji, protože není potřeba tolik vrstev a hlavně na kartu vměstnáte více kondenzátorů, které slouží jako spolehlivější regulátor napětí a díky tomu se prodlužuje životnost.

Největší šílenost, kterou nVidia u GeForce FX mohla udělat, je externí 5V napájení. Karta tak opravdu bude "žrát" hodně energie. Mimochodem, nepřipadá vám, že se brzy váš počítač stane malou elektrárnou, když už výrobci desek začínají dělat desky, které zvládnou 150 A? U grafických karet bude situace obdobná. Možná do budoucnosti se to ještě zhorší, protože počet tranzistorů se zvětšuje do nebeských výšin.

Aby celou tu "horkou" záležitost GeForce FX uchladila, musela nVidia zvolit nový druh chlazení, který už používá ABIT ve svých GeForce 4 Ti 4200 (chladič OTES). NVidia chlazení karty pojmenovala zvučně - FX Flow. Chladič je celý z mědi, kde části chladiče jsou propojeny pomocí heat pipe. Chladič má speciální nasávací systém (otáčí se rychlostí 7200 ot/m), který vytahuje vzduch z počítače, chladí s ním čip a poté jej přímo vyfukuje ven. Toto řešení je zajímavé také tím, že je velmi tiché. Bohužel nevýhodou je velikost chladiče - zabírá dvě záslepky.

2D kvalita

Dle specifikací nVidie má karta 2 integrované 400 MHz RAMDACy s 10 bity na kanál (1024 odstínů na barevný kanál). Co to znamená? 2D kvalita je na úrovni Radeona 9700 Pro nebo Perhelie. Ono se už na nových grafických karetách ve 2D nedá jít o moc dál. Prakticky rozdíl ve kvalitě obrazu mezi danými kartami nepoznáte.

Zde bych se zastavil. Právě 10 bit na kanál je posun, který uvidíme přímo na obrazovkách monitorů, byť se o této novince nVidia příliš nerozepisuje (u konkurence je běžná). V budoucnu přibude ve Windows i položka 48-bit barvy. Nyní 10 bit na kanál potažmo 48-bit barvy normálně nevyužijeme a naše karty Radeon 9700 Pro či GeForce FX provozujeme v 32-bit módu. (pozn.red.: Vůbec do 2D nemíchejte 128-bit barevnou preciznost, ta s barevnou hloubkou nemá nic společného a žádné 128-bit ve 2D neexistují).

GeForce FX bude používat klasický TV-out značky Phillips - SAA7114, který je vylepšenou verzi SAA7108 a měl by zvládat rozlišení 1280x1024.

GeForce FX podporuje stejnou technologií, kterou se chlubí ATI - Fulstream - pomocí Pixel Shaderů je sníženo kostičkování při horší kvalitě streamovaného videa.

O programátorském využití nových pixel shaderů jsem se již rozepsal. Z pohledu běžného uživatele je situace jiná, ale také dozná změn, protože grafické karty už skutečně budou moci renderovat "skoro" CGI obrázky (100 % to bude až s NV50 či NV60 :). Opět upozorňuji, že podobné možnosti má i Radeon 9700 Pro. GeForce FX přes svou halasnou technologii CineFX (založenou na Cg) se zas tak neliší. V každém případě se bude na co koukat. Ukážeme si několik příkladů v praxi. Na tomto místě upozorňuji, že obrázky byly renderovány realtime.

NVidia razí cestu svému programovacímu jazyku C pro grafiku (Cg), která má usnadnit programování pixel a vertex shaderů. Je to posun, protože první pixel shery se ve specifikaci DirectX 8 musely programovat podle nešikovného asambleru a byl to taky jeden z důvod, proč se Pxiel Shadery masově nerozšířily.

Přesto ale nový grafický jazyk nVidie nemá takový ohlas, jak by nVidia chtěla. Největší překážkou je ATI, která razí cestu programování s pomocí programu Rendermonkey a nechce na standard nVidie přistoupit, byť by to možná usnadnilo programování, ale zase na druhou stranu by to zvýhodnilo nVidii jako tvůrce standardu.

Cg má nejenom ulehčit, ale i rozšířit možnosti Pixel a Vertex Shaderů. Nvidia chce první verzí tohoto jazyka položit základní kámen cesty k CGI grafice. Pomocí Cg jsou vytvořeny dema pro GeForce FX, která vidíte.

Poznámka: Všechny obrázky, které jsem v preview použil, vyrenderovala (jak jinak :) GeForce FX.

Sice nepřízeň ATI není pro nVidii příjemná, ale všechno rozhodnou programátoři, které se nVidia snaží popohnat několika soutěžemi a programy, které mají zpopularizovat Cg. Viz. adresa www.cgshaders.org.

Mimochodem teď nVidia slavila malý úspěch, protože se jí povedlo s Discreetem vytvořit CgFX plug-in pro 3D Studio Max 5, což je jeden z nejpoužívanějších modelovacích a renderovacích programů. Nyní můžete využít pixel i vertex shadery i v tomto programu (je to posun pro nVidii, protože Matrox plug-in pro 3DS Max měl již dávno).

Ještě než napíši jaké skýtá nVidia hodnoty, musím řící, že abychom výkon GeForce FX využili, potřebovali bychom to nejrychlejší co dnes existuje, tedy spíše to... co příští rok vznikne - procesor: buď Athlon s jádrem ClawHammer nebo Intel Pentium 4 s jádrem Prescott. Dnešní procesory (i nové Pentium 4 3.06GHz) by GeForce FX nejspíše brzdily. Předpokládám, že výkonnostně by byla hodně podobná přetaktované GeForce 4 Ti 4600.

Jaké výsledky nVidia naměřila?

GeForce FX s procesorem Pentium 4 3GHz dokáže:

• v 3DMarku 2001 SE dosáhnout skóre 20000 - 22000 bodů

• 2,5 x rychlejší v Quake III než Ti 4600

• 3,5 x rychlejší v Doom III než Ti 4600

Radeon 9700 kontra GeForce FX

Nalijme si čistého vína - GeForce FX je sice po hardwarové stránce lepší než Radeon 9700, ale na dnešních procesorech (a možná i na těch, které přijdou v Q1 2003) bude výkon v normálních rozlišeních a v běžných hrách u obou karet téměř stejný. Výkonnostní rozdíly se objeví pokud zapneme anti-aliasing (4x s anisotropickým filtrováním) ale i tam by měla být nová GeForce FX jen o 20 - 30 % výkonnější než Radeon 9700 Pro.

Výkon v Doom III

NVidia nám připravila jeden krásný graf, který byl sestaven z naměřených výsledků v laboratořích nVidie. Vypadá to nádherně. GeForce FX 5800 Ultra je na 3 GHz Pentiu 4 o 40 % rychlejší než Radeon 9700 (rozlišení 1280x1024). Je tady ale jeden háček (pokud nepočítáme závislost benchmarku). Nejvýkonnější GeForce FX bude o 100 USD dražší než Radeon 9700 Pro.

Přesto ale musím říci, že právě ve hře Doom III bude GeForce FX rychlejší než Radeon 9700. Myslím si, že daných 40 % je přehnaných. Reálný rozdíl výkonu bude pravděpodobně 10 - 20%  ve vyšších rozlišeních pak 20 - 30 % se zapnutým anti-aliasingem. U starších her budou výsledky totožné.

Sice jsem vám vylíčil většinu novinek, které přináší nová GeForce FX, a které z ní dělají úžasnou grafickou kartu - takových novinek jako Pixel a Vertexy Shadery 2.0+, apod. Nicméně musím zdůraznit, že všechny zmíněné technologie se ve hrách naplno využijí až za dlouhou dobu (odhaduji do dvou let) - tedy zhruba v době, kdy nVidia přijde s podobným hytem jako dnes - s NV40. Ta bude bezpochyby také revoluční, nicméně se obávám, že v té době budeme rádi, když si vývojáři zvyknout na DirectX 8 a při troše štěstí začnou do her implementovat funkce z DirectX 9.

Má z hlediska implementace DirectX 9 navrch Radeon 9700 nebo GeForce FX? Upřímně, trochu lépe si vede GeForce FX, protože přišla o něco později než Radeon 9700 Pro. Přesto z praktického hlediska budou obě karty zvládat hry či grafické programy stejně (nebo velmi podobně) a je úplně jedno zvolíte-li nVidi nebo ATI. Nelze tedy suveréně prohlásit, že GeForce FX je nejlepší. Nabízí určitě několik zajímavých technologií navíc, ale to co zvládne ona, dokáže i konkurence v podobě Radeona 9700. V době, kdy někdo dané výhody těchto akcelerátorů využije, budou k dispozici R350 nebo NV35, které vystoupí opět o malý stupínek výše a nabídnou určitě opět zajímavé technologické libůstky (i když se bude jednat zejména o výkonnostní dopping a lehké změny v architektuře).

Po výkonnostní stránce bude mít GeForce FX začátkem roku lehce navrch. Díky tomu, že procesory jsou stále poměrně pomalé, projeví se výkonnostní rozdíly oproti Radeonu 9700 Pro jen v anti-aliasingu. GeForce FX bude pravděpodobně o 20 - 30 % výkonnější v AA. Přesto to ale nic neznamená, protože nesmíme zapomenout, že cena karty bude hodně vysoká (oficiálně bude stát 18 000 Kč s DPH). Očekává se, že cena prvních kousků bude silně závislá na cenách DDR II pamětí. Zde tedy nevylučuji cenu ve výši až 20 000 Kč. Konkurence nabízí grafickou kartu srovnatelného výkonu i parametrů. Je tedy na vás, zda zvolíte Radeon 9700 za cenu okolo 8 000 Kč bez DPH a výkonnostně na tom nebudete hůř než - 40 % v anti-aliasingu a - 10 % ve standardních rozlišeních (na 3 GHz procesoru) oproti GeForce FX.

Co se týká generace karet založených na DirectX 9, je situace velmi zajímavá. Rozhodně není pravda, že GeForce FX přichází a Radeon 9700 je mrtev. Nový král přišel, ale nemá na to, aby starého krále zasadil. Naopak starý král nemá už dostatek sil, aby novému králi odolal. Proto začíná dvojvládí. ATI i nVidia nabízejí velmi zajímavé řešení a záleží jen na vás, ke kterému táboru se připojíte.

Jinak dobrá zpráva pro všechny příznivce ATI - monopol nVidie neexistuje a už prakticky existovat nebude. Máme tady dva vyrovnané hráče, kteří se budou navzájem konkurenčně "drtit".

Na závěr musím zmínit situaci na grafickém poli. Síly jsou velmi vyrovnané - ATI i nVidia jsou bohaté firmy se stejnými možnostmi a konkurenceschopnými produkty. Pokud budete volit Radeon 9700 Pro nebo GeForce FX, tak určitě nezvolíte špatně. Přesto bych ale doporučil počkat na odlehčené verze jako je Radeon 9500 či NV34, už jen proto, že cena novinek bývá a je velmi vysoká.