Karty graficzne
Artykuł
Sebastian Stolarczyk, Wtorek, 24 stycznia 2006, 15:00
Dzisiaj ATI wprowadza na rynek nowy układ graficzny, znany dotychczas pod kryptonimem R580. Radeon X1900, bo taką nazwę handlową otrzymał chip, debiutuje w dwóch odmianach - szybszej, oznaczonej X1900 XTX i wolniejszej, X1900 XT. Nowy układ niesie ze sobą nie tylko kolejne zwiększenie zegarów taktujących, ale także pokaźne zmiany w architekturze. Radeon X1900 XTX udostępnia aż 48 jednostek Pixel Shader. To dwukrotnie więcej, niż jest w stanie zaoferować jakikolwiek inny obecny na rynku układ graficzny dla pecetów! Przekonajmy się, jak sprawdzi się w starciu z najsilniejszą konkurencją i jakie nadzieje rokuje na przyszłość.

Od chwili zdefiniowania w DirectX 8 programowalnych jednostek przetwarzających piksele i wierzchołki, użycie shaderów stało się wszechobecne, a złożoność i poziom skomplikowania ich instrukcji – większy. Obecnie każdy niemalże tytuł w mniejszym lub większym stopniu korzysta z dobrodziejstw jednostek Pixel i Vertex Shader. Skąd tak duża ich popularność? Jednostki cieniowania pikseli i werteksów potrafią wykonywać znacznie więcej operacji, aniżeli tylko cieniowanie. To tak naprawdę wyspecjalizowane procesory, które pozwalają programistom na stosowanie specjalnych programów dla każdego wierzchołka renderowanej wewnątrz układu graficznego sceny.

Szczypta historii

Do czasu wprowadzenia DirectX 8 i przedstawienia przez NVIDIĘ układu GeForce 3, przekształcaniem i oświetlaniem wszystkich przedmiotów sceny 3D zajmowała się jednostka T&L (Transform and Lighting). Każda klatka animacji składa się z różnych obiektów, usytuowanych w określonych miejscach i oświetlanych najczęściej przez wiele rodzajów świateł. Wszystkie obiekty składają się z określonej liczby trójkątów. Werteksy z kolei są wierzchołkami tych trójkątów, tworzącymi jakby wirtualną siatkę. Werteks niesie ze sobą masę informacji, jak współrzędne wierzchołka, kolor czy wreszcie współrzędne nakładanej na niego tekstury (lub kilku tekstur). Wszystkich danych dostarcza silnik gry, a następnie są one poddawane transformacji, czyli przekształceniu. Obiekty oglądane są bowiem pod różnym kątem, czy z innego kierunku. Jednostka przekształcająca zamienia zatem parametry werteksów tworzących obiekt trójwymiarowy na takie, które będą odpowiadać punktowi widzenia gracza. Następnie dla każdego wierzchołka obliczane jest oświetlenie. Tak w skrócie przedstawia się działanie jednostki T&L, którą wprowadzono wraz z premierą układu GeForce 256.

Klasyczna jednostka T&L stanowiła ogromne ograniczenie dla programisty. Ten miał bowiem kontrolę tylko nad tym, co dzieje się przed wysłaniem danych do potoku renderującego. Mógł przygotować odpowiednio dane dla układu graficznego, ale w zasadzie nie miał żadnej kontroli nad tym, co dzieje się wewnątrz chipu. Tutaj właśnie w akcję wkracza jednostka Vertex Shader. Pozwala ona na zmianę informacji o współrzędnych i kolorze za pomocą niewielkich instrukcji (programów). Jak wspomnieliśmy, jednostki cieniujące to właściwie procesory, a zatem wszystkie polecenia programisty są przez nie wykonywane wewnętrznie i nie wymagają żadnych obliczeń ze strony procesora komputera. Dzięki temu, że możliwe jest pisanie dedykowanych programów dla modułów Vertex Shader, mówi się, że są one w pełni programowalne. Udostępniają programistom ogromny potencjał. Napisana instrukcja może w każdej chwili zmienić, na przykład, współrzędne werteksu, co zaowocuje zmianą kształtu obiektu. Może też zastąpić wartość koloru inną, zmieniając wygląd powierzchni obiektu.

Toy Shop Demo
ATI Toy Shop Demo

Przekształcone i oświetlone przez Vertex Shader wierzchołki trójkątów są następnie pozycjonowane, a same trójkąty wypełniane pikselami. Przygotowany na tym etapie trójkąt jest wysyłany do kolejnej jednostki, Pixel Shader. Najprościej rzecz biorąc, Pixel Shader konwertuje zestaw współrzędnych tekstury w kolor, wykorzystując w tym celu program shadera. Korzysta przy tym z obliczeń poprzednich jednostek cieniujących. Można zatem powiedzieć, że wybiera ostateczny kolor piksela, na podstawie informacji o kolorze, oświetleniu i danych tekstury. Ponownie, potrafi wykonywać właściwie dowolnie zaprogramowane operacje adresowania tekstur. Wykonuje też wiele innych obliczeń, jak sprawdzanie, które piksele będą widoczne, a które zasłaniane przez inne. Nakłada również cienie i mapuje wypukłości.

Jak widać, jednostki cieniowania pikseli i wierzchołków udostępniają programistom całe morze możliwości kontroli nad każdym pojedynczym pikselem. To właśnie główny powód tak dużego ich upowszechnienia.

Dzisiejsze trendy

Stosowanie do obliczeń jednostek Pixel Shader rośnie w ogromnym tempie. Obliczono, że każdego roku liczba gier wykorzystujących jednostki cieniujące piksele wzrasta dwukrotnie. Operacje przeprowadzane za pomocą shaderów można podzielić na dwa typy: operacje na teksturach, które przechwytują dane z pamięci, i operacje arytmetyczne, które dokonują obliczeń matematycznych na pikselach. Wczesne shadery były podzielone równo na oba typy wykonywanych instrukcji, lecz dzisiejsze jednostki przeprowadzają znacznie więcej operacji arytmetycznych. W najnowszych grach stosunek operacji arytmetycznych do tych związanych z teksturami wynosi 5:1, a przewiduje się, że ten trend będzie się nadal powiększał. Dwa lata temu duże znaczenie miało, jak wiele karta ma potoków renderujących. Dzisiaj powoli odsuwamy się od tego paradygmatu. Twórcy gier nie używają już sztywno ustalonych potoków, ale tworzą potężne i bardzo zaawansowane programy dla jednostek Pixel i Vertex Shader. To spowodowało, iż najwięksi producenci układów graficznych, NVIDIA i ATI, stosują w swoich rozwiązaniach znacznie większą liczbę jednostek cieniujących piksele, niż jakichkolwiek innych modułów. W połowie ubiegłego roku NVIDIA wprowadziła układ GeForce 7800 GTX, który dysponował aż 24 jednostkami Pixel Shader, dziś ATI idzie o krok do przodu – najnowsza propozycja firmy udostępnia zawrotną liczbę 48 jednostek Pixel Shader!

Ocena artykułu:
Ocen: 2
Zaloguj się, by móc oceniać
Muminek (2006.01.24, 15:03)
Ocena: 0

0%
Nie ma co smilies/smile.gif

Piekna recka smilies/smile.gif
*Konto usunięte* (2006.01.24, 15:06)
Ocena: 0
Z lektury na innych serwisach wiem, że faktycznie jest to "walka gigantów" - w jednym teście lepsze jest Ati, w drugim NVidia. Generalnie im trudniejsze warunki (wyższa rozdzielczość, więcej "upiększaczy") tym Ati bardziej zyskuje.

Zobaczymy jak będzie tutaj smilies/bigsmile.gif .

Przeczytałem do końca (straszne lagi, widać, że ludzie się napalili na reckę), to teraz mogę do końca skomentować.
Dzięki Bogu, jest dobrze. Ostatnimi czasy zaczynałem odnosic wrażenie, że Ati trochę dostaje zadyszki (marna wydajność X1600, dostępność i ceny kart X1800). X1900XT(X) przywraca Ati nadzieję. Dzięki temu obie firmy będą się nadal ścigać, a to może nam (czyli klientom) wyjść tylko na zdrowie. Co do samej karty, najbardziej znaczące są wyniki F.E.A.R. - w grze bardzo wymagającej, Radeon rozmazał konkurencję po ścianach. Co ważne "tania" wersja jest tylko ciut wolniejsza od XTX i też kopie tyłek 7800GTX 512MB (a kosztować powinna ~700-800zł mniej od NVidii 512MB). To bardzo istotna informacja. Programiści od FPSów za cel stawiają sobie teraz grafikę na poziomie F.E.A.R. lub wyższym (kiedyś ideałem był Far Cry) i jeśli różnica jest tak duża, to znaczy, że w przyszłych tytułach powinno być podobnie. A przecież FPSy to właśnie gatunek gier dla których tworzy się takie karty. Natomiast w grach dedykowanych NVidii, Radeon właściwie dogonił 7800GTX. Wszystko to jeszcze bez driverów specjalnie do X1900. Dotychczas moim faworytem (do faktycznego zakupu) był 7800GT - stosunek cena/wydajność jest bardzo dobry, ale teraz uważam, że warto dołożyć ~500zł i kupić X1900XT. Ati wykonało kawał dobrej roboty smilies/smile.gif.

P.S. Byłbym zapomniał - recka bardzo dobra. W uzupełnieniu mogę powiedzieć, że X1900 niestety słabo się kręci (pytanie tylko PO CO? kręcić takiego potwora).
Hamil_Hamster (2006.01.24, 15:06)
Ocena: 0

0%
CYTAT(Muminek @ 24 Styczeń 2006, 15:03) <{POST_SNAPBACK}>
pierwszy smilies/bigsmile.gif

Co za spamer smilies/mad2.gif
Marxter (2006.01.24, 15:13)
Ocena: 0

0%
No cóż, myślę, że najciekawszą obecnie kartą high-end na rynku jest X1900XT... Cena podobna do X1800XT, wydajność z reguły lepsza niż GTX512MB, no i dostępność... Ciekawa karta, zobaczymy co pokaże w przyszłych grach. X1900XTX jest zbyt drogi jak na tak małe różnice, prawie tak drogi jak GTX512MB, a to nie jest dobry znak...
*Konto usunięte* (2006.01.24, 15:18)
Ocena: 0
Rotfl !

Zwiększyli 3 krotnie liczbę jednostek PS, a wzrost wydajności wynosi około 20 %

Tylko 16 TMU - to jest największe ograniczenie X1900. Powinni ich dać 24.
Robbol (2006.01.24, 15:19)
Ocena: 0

0%
Zaproponowałem zakład http://forum.pclab.pl/index.php?showtopic=...33;entry1961709 , że Radek wygra z GF i wygrałem smilies/whee.gif (Chętnie przyjmę od sponsora tego radka w nagrodę smilies/tongue.gif )
Marxter (2006.01.24, 15:19)
Ocena: 0

0%
CYTAT(Shark19 @ 24 Styczeń 2006, 15:18) <{POST_SNAPBACK}>
Rotfl !

Zwiększyli 3 krotnie liczbę jednostek PS, a wzrost wydajności wynosi około 20 %

Tylko 16 TMU - to jest największe ograniczenie X1900. Powinni ich dać 24.

A czy to ważne? Dostajesz najmocniejszą na rynku kartę, praktycznie za cenę X1800XT/GTX256MB (na początku sklepy mogą trochę przyciąć)... smilies/Up_to_something.gif
*Konto usunięte* (2006.01.24, 15:22)
Ocena: 0
CYTAT(Shark19 @ 24 Styczeń 2006, 15:18) <{POST_SNAPBACK}>
Rotfl !

Zwiększyli 3 krotnie liczbę jednostek PS, a wzrost wydajności wynosi około 20 %

Tylko 16 TMU - to jest największe ograniczenie X1900. Powinni ich dać 24.


Jakie 20%? Czytałeś podsumowanie? Jest o 25-30% szybsza od X1800 XT.

A z tymi TMU chyba sobie żartujesz. W dzisiejszych grach - owszem. Ale ta karta jest przede wszystkim zaprojektowana z myślą o przyszłości, a wtedy będzie się liczyła przede wszystkim duża liczba jednostek Pixel Shader.

Zresztą, czas pokaże. Moim skromnym zdaniem w nadchodzących tytułach X1900 XT jeszcze powiększy swoją przewagę. Już w kilku demkach intensywnie korzystających z jednostek cieniowania pikseli X1900 XT wypada nawet dwukrotnie lepiej od poprzednika!
LeeLoo_T (2006.01.24, 15:26)
Ocena: 0

0%
No tak ale prawo głosu mają wszyscy nawet ci nie znajacy na temacie. Świetna przyszlosciowa karta, imponuje wydajnoscią w obecnych grach i daje perspektywy na przyszlosciowe granie, gdzie moc shaderów bedzie dominujacym czynnikiem.
*Konto usunięte* (2006.01.24, 15:28)
Ocena: 0
Eh ciekawe jaka to będzie mieć wydajność w nadchodzącym enemyterritory qw i ut 2007 smilies/scratchhead.gif smilies/szczerbaty.gif
Zaloguj się, by móc komentować
Artykuły spokrewnione
Aktualności spokrewnione
Facebook
Ostatnio komentowane