Technologie: nVidia GeForce 7800 GTX
22.6.2005, Zdeněk Kabát, článek
Další evoluce v grafickém je světě je na pořadu dne. Nová rodina GeForce 7 je uvedena představením hi-endového čipu GeForce 7800GTX, který kromě masivního paralelismu vyniká i pokročilou architekturou.
Kapitoly článku:
Pokud bych měl z mého pohledu vybrat v současnosti nejkomplexnější čip v hi-endové sestavě, jednalo by se o čip grafický, tedy GPU (Graphics Processing Unit). Přestože se i vývoj procesorů řítí stále kupředu a byly představeny první dvoujádrové procesory, na "složitou uspořádanost" grafického čipu tyto technologie nemají. Vývoj GPU je v posledních letech stěžejním úkolem, protože hlavně herní vývojáři tlačí na ATi a nVidii a chtějí co nejvíce možností pro zprostředkování skutečných zážitků na monitorech.
Nové logo grafických karet GeForce
Za první vlaštovku v rozvoji 3D akcelerátorů lze považovat T&L engine, nebo-li Transform & Lighting. Úkol byl jasný, manipulovat s pixely a zvládnout jejich osvětlování a jiné barevné operace. S T&L přišla jako první nVidia v podobě GeForce256 (NV10) ve třetím kvartále roku 1999, což znamenalo poměrně velký technologický zvrat. Začaly se např. používat i DDR paměti, což bylo nadále považováno za samozřejmost. V té době konkurovaly nVidii grafické čipy VSA-100 od 3dfx - základy karet Voodoo4 a Voodoo5, které byly začátkem konce tohoto grafického giganta. První čip od ATi, tenkrát malé nevýznamné firmy, s podporou T&L byla R100 - Radeon LE.
Když už mluvíme o 3dfx, je třeba zmínit i jeho jiný přínos, který se ve své době zdál vcelku zbytečný, ale v současnosti zažívá znovuoživení v podobě rodiny GeForce 6. Mluvím o technologii SLI, dříve Scan Line Interleave, dnes Scalable Link Interface (princip SLI si objasníme dále). Ve své podstatě jde o zapojení dvou grafických karet tak, že se o vykreslování obrazu starají obě zároveň. SLI se objevilo již u Voodoo2 v roce 1997.
Dále následoval velký rozkvět technologií pro programování grafických čipů, který nazýváme shadery. V principu jde o pokročilou možnost manipulace s geometrií (vertex shader) nebo osvětlením (pixel shader) scény. nVidia NV20 (GeForce3) přišla v roce 2001 s jediným vertex shaderem na bázi VS1.1 a hned čtyřmi pixel pipelines s podporou PS1.1. Odezvou od ATi byl Radeon 8500, který již podporoval Pixel Shader 1.4. Prvním GPU s podporou DirectX 9.0 (Shader Model 2.0) byla R300 od ATi - Radeon 9700Pro znamenal pro kanadskou společnost asi největší vzestup v historii.
Efekty dosahované pomocí shaderů
Shader Model 2.0 byl velmi dlouho setrvávající kapitolou, která přinesla zajímavé zvraty. Zatímco ATi na něm spustilo svou "kariéru", nVidia se s ním velmi trápila. Radeon 9700Pro ve své době v podstatě převálcoval GeForce FX 5800 Ultra a dá se říct, že celá rodina GeForce FX měla shader engine tak neobratně navržený, že v nových hrách neměla proti Radeonům šanci.
Rok 2003 znamenal jen upevňování SM2, v případě ATi se nezměnila podpora ani u nové generace GPU - R420, tedy Radeonů série X800. Přestože byl výkon tohoto čipu stavícího stále na bázi R300 velmi slušný, nVidia se sebrala a přišla s novou architekturou GeForce 6. Ta nejen že konečně skvěle zvládá operace se shadery, ale navíc přidala podporou Shader Modelu 3.0 a HDR. Pravda, zatím se SM3 tolik nepoužívá, ale před vydáním je velká řada titulů.
Úspěšnost stávajících grafických karet je velmi různá, ale dá se říct jedno - nVidia je na tom lépe. Když se budeme bavit o mainstreamu, zde je jasnou volbou pro AGP i PCI Express GeForce 6600 a 6600GT. Tato pouhá dvě řešení dokázala tak zatočit s trhem v segmentu 3000-6000 Kč, že Radeon 9800Pro zapadl do šedého průměru a Radeon X700Pro také nedostal šanci.
Poslední novinka ATi - Radeon X800XL s 512MB paměti
V hi-endovém trhu je situace zajímavější. GeForce 6800LE a 6800GT byly velice zajímavými nabídkami ve svých cenových relacích, dokud ATi nepřišlo s 0,11mikronovým hi-endem v podobě Radeonu X800 a X800XL. Tyto karty mají jeden z nejlepších poměrů cena/výkon a staly se poměrně úspěšnými. V nejvyšších cenových relacích pak převládá Radeon X850XT, ale hlavně GeForce 6800GT/Ultra SLI.
Ještě než se podíváme na novinku v podobě GeForce 7, bylo by dobré říct pár slov ke grafické sběrnici. V historii byla PCI velmi rychle nahrazena sběrnicí AGP (Accelerated Graphics Port), která běží na 66MHz a nabízí díky více přenosům za takt mnohem vyšší propustnost. Poslední verze AGP 3.0 zvládá celkem 66MHz x 8 x 32-bit = 2,1 GB/s, což je pro současné hry dostačující.
Ovšem jak PCI, tak AGP je v současné době nahrazována novou mnohem univerzálnější sběrnicí PCI Express. Výhodou jsou sériové přenosy (AGP používala paralelní) a velká škálovatelnost pomocí linek. PCIe x1 obsahuje jednu linku pro upload a jednu pro download, PCIe x16, která se používá pro grafické karty (název také PCI Express Graphics - PEG) jich má logicky šestnáct. Nabízí propustnost 4 GB/s každým směrem, což je oproti AGP 8x čtyřikrát více.
Navíc lze PCI Express použít pro flexibilní propojení grafické karty se systémem, čehož využívají technologie HyperMemory a TurboCache u levných grafických karet. Jde o možnost využít systémovou paměť pro ukládání dat z grafiky, a to nejen pro textury, jako tomu bylo u AGP, ale pro všechna data. Výkon tohoto řešení je ovšem velmi slabý.
Nyní se již pojďme podívat na specifikace a architekturu nového řešení GeForce 7, jejíž detailní popis naleznete na dalších stranách.
Nové logo grafických karet GeForce
Od T&L k Shader Modelu 3.0
Za první vlaštovku v rozvoji 3D akcelerátorů lze považovat T&L engine, nebo-li Transform & Lighting. Úkol byl jasný, manipulovat s pixely a zvládnout jejich osvětlování a jiné barevné operace. S T&L přišla jako první nVidia v podobě GeForce256 (NV10) ve třetím kvartále roku 1999, což znamenalo poměrně velký technologický zvrat. Začaly se např. používat i DDR paměti, což bylo nadále považováno za samozřejmost. V té době konkurovaly nVidii grafické čipy VSA-100 od 3dfx - základy karet Voodoo4 a Voodoo5, které byly začátkem konce tohoto grafického giganta. První čip od ATi, tenkrát malé nevýznamné firmy, s podporou T&L byla R100 - Radeon LE.
Když už mluvíme o 3dfx, je třeba zmínit i jeho jiný přínos, který se ve své době zdál vcelku zbytečný, ale v současnosti zažívá znovuoživení v podobě rodiny GeForce 6. Mluvím o technologii SLI, dříve Scan Line Interleave, dnes Scalable Link Interface (princip SLI si objasníme dále). Ve své podstatě jde o zapojení dvou grafických karet tak, že se o vykreslování obrazu starají obě zároveň. SLI se objevilo již u Voodoo2 v roce 1997.
Dále následoval velký rozkvět technologií pro programování grafických čipů, který nazýváme shadery. V principu jde o pokročilou možnost manipulace s geometrií (vertex shader) nebo osvětlením (pixel shader) scény. nVidia NV20 (GeForce3) přišla v roce 2001 s jediným vertex shaderem na bázi VS1.1 a hned čtyřmi pixel pipelines s podporou PS1.1. Odezvou od ATi byl Radeon 8500, který již podporoval Pixel Shader 1.4. Prvním GPU s podporou DirectX 9.0 (Shader Model 2.0) byla R300 od ATi - Radeon 9700Pro znamenal pro kanadskou společnost asi největší vzestup v historii.
Efekty dosahované pomocí shaderů
Shader Model 2.0 byl velmi dlouho setrvávající kapitolou, která přinesla zajímavé zvraty. Zatímco ATi na něm spustilo svou "kariéru", nVidia se s ním velmi trápila. Radeon 9700Pro ve své době v podstatě převálcoval GeForce FX 5800 Ultra a dá se říct, že celá rodina GeForce FX měla shader engine tak neobratně navržený, že v nových hrách neměla proti Radeonům šanci.
Rok 2003 znamenal jen upevňování SM2, v případě ATi se nezměnila podpora ani u nové generace GPU - R420, tedy Radeonů série X800. Přestože byl výkon tohoto čipu stavícího stále na bázi R300 velmi slušný, nVidia se sebrala a přišla s novou architekturou GeForce 6. Ta nejen že konečně skvěle zvládá operace se shadery, ale navíc přidala podporou Shader Modelu 3.0 a HDR. Pravda, zatím se SM3 tolik nepoužívá, ale před vydáním je velká řada titulů.
Grafické karty: Radeon X vs. GeForce 6
Úspěšnost stávajících grafických karet je velmi různá, ale dá se říct jedno - nVidia je na tom lépe. Když se budeme bavit o mainstreamu, zde je jasnou volbou pro AGP i PCI Express GeForce 6600 a 6600GT. Tato pouhá dvě řešení dokázala tak zatočit s trhem v segmentu 3000-6000 Kč, že Radeon 9800Pro zapadl do šedého průměru a Radeon X700Pro také nedostal šanci.
Poslední novinka ATi - Radeon X800XL s 512MB paměti
V hi-endovém trhu je situace zajímavější. GeForce 6800LE a 6800GT byly velice zajímavými nabídkami ve svých cenových relacích, dokud ATi nepřišlo s 0,11mikronovým hi-endem v podobě Radeonu X800 a X800XL. Tyto karty mají jeden z nejlepších poměrů cena/výkon a staly se poměrně úspěšnými. V nejvyšších cenových relacích pak převládá Radeon X850XT, ale hlavně GeForce 6800GT/Ultra SLI.
AGP umírá, PCI Express na vzestupu
Ještě než se podíváme na novinku v podobě GeForce 7, bylo by dobré říct pár slov ke grafické sběrnici. V historii byla PCI velmi rychle nahrazena sběrnicí AGP (Accelerated Graphics Port), která běží na 66MHz a nabízí díky více přenosům za takt mnohem vyšší propustnost. Poslední verze AGP 3.0 zvládá celkem 66MHz x 8 x 32-bit = 2,1 GB/s, což je pro současné hry dostačující.
Ovšem jak PCI, tak AGP je v současné době nahrazována novou mnohem univerzálnější sběrnicí PCI Express. Výhodou jsou sériové přenosy (AGP používala paralelní) a velká škálovatelnost pomocí linek. PCIe x1 obsahuje jednu linku pro upload a jednu pro download, PCIe x16, která se používá pro grafické karty (název také PCI Express Graphics - PEG) jich má logicky šestnáct. Nabízí propustnost 4 GB/s každým směrem, což je oproti AGP 8x čtyřikrát více.
Navíc lze PCI Express použít pro flexibilní propojení grafické karty se systémem, čehož využívají technologie HyperMemory a TurboCache u levných grafických karet. Jde o možnost využít systémovou paměť pro ukládání dat z grafiky, a to nejen pro textury, jako tomu bylo u AGP, ale pro všechna data. Výkon tohoto řešení je ovšem velmi slabý.
Nyní se již pojďme podívat na specifikace a architekturu nového řešení GeForce 7, jejíž detailní popis naleznete na dalších stranách.
