nVidia GeForce 6200 s TurboCache
7.1.2005, Zdeněk Kabát, článek
S menším zpožděním bychom Vám rádi trochu přiblížili novinku, se kterou přišla nedávno nVidia, a to technologii TurboCache. Je implementována v grafických kartách GeForce 6200 a zajišťuje, podobně jako ATi HyperMemory, sdílení systémové paměti přes rychlou sběrnici PCI Express. Chcete znát detaily?
Kapitoly článku:
- nVidia GeForce 6200 s TurboCache
- TurboCache detailně
- Hlouběji do pipeline a závěr
Memory Management Unit (MMU)
Podívejme se ještě jednou na schéma grafické pipelines GeForce 6200 TC:
Obr. 6 - Ještě jednou grafická pipeline
Jednotka MMU, což je zkratka názvu Memory Management Unit, je klíčovou změnou, bez které by TurboCache nepracovala. Jde o jakési rozhraní mezi GPU a systémovou pamětí, které má za úkol co nejvíce zefektivnit zápis do RAM. Jak vidíte, existuje přímé spojení MMU—pixel pipeline (načítání a zápis textur) a MMU—ROP (např. zápis stencil bufferů).
Co všechno je tedy úkolem MMU. Tak na příklad toto rozhraní optimalizuje tok dat tak, aby respektovalo latenci, která vzniká přenosem mezi GPU a systémovou pamětí. K tomu slouží i spolupráce s ovladači, konkrétně se součástí ForceWare nazvanou TurboCache Manager. Softwarová část zajišťuje např. vyváženost lokální paměti a alokované systémové.
TurboCache Manager také slouží k tomu, že určuje, které data budou zapsána do systémové paměti a která do lokální. Ve většině případů je to málo podstatné, ale v jednom případě musí být všechna data uložena na kartě - a to ve chvíli, kdy jsou již připravena k výstupu na monitor (tzv. front buffer).
Efektivita závisí i na čipsetu
nVidia se netají ani tím, že výkon TurboCache bude na různých platformách odlišný. Jak jsem již zmínil výše, maximální teoretická paměťová propustnost je 6,4 GB/s u naprosto nevytížené paměti. V reálu ovšem klesá a latence vzrůstá. Podle nVidie je skutečná propustnost na čipsetech Intel 9xx 1 GB/s GPU->RAM, resp. 3 GB/s RAM->GPU, což je polovina, než uvádí specifikace.
Obr. 7 - Reálná propustnost na čipsetu i9xx
Zajímavé také je, že ačkoliv platforma AMD64 má vyšší latence (o jeden skok delší dráha), tak podle nVidie by měly být čipsety rychlejší. Vše je ale otázkou reálného provozu.
Proč vlastně TurboCache?
Jednoduše řečeno - aby se ušetřilo. Výroba grafické karty samozřejmě není nejlevnější záležitost, kromě jádra samotného jsou použité paměťové čipy, napájecí prvky, tištěný spoj atd., což vše zvyšuje cenu. Jádro NV44 je pro nVidii levnou záležitostí - 75 milionů tranzistorů 0,11mikronovým procesem se vcelku vyplatí. Zbytek omezuje právě TurboCache.
Tak na příklad počet paměťových čipů je jeden či dva a paměťová sběrnice vedoucí k nim je jen 32-bitová. Dále je nepochybně použito PCB s menším počtem vrstev. Ovšem nic se nesmí přehánět, protože dnešní hry mají poměrně vysoké požadavky na velikost paměti a 128MB je opravdu minimum. Na druhou stranu, GeForce 6200 TC je low-endová karta a od toho by se měly odvíjet i požadavky.
Obr. 8 - Grafická karta GeForce 6200 TC
Klikněte pro zvětšení
Závěr
nVidia GeForce 6200 TurboCache je nepochybně krok správným směrem. Lze ho sice vnímat jen jako marketingový tah, ovšem za cenu, za kterou se bude prodávat (tedy $80-$120), je to vynikající grafická karta. Jádro je postavené na architektuře GeForce 6, jsou osekané pipelines a ROP jednotky, omezené kompresní technologie, ale stále tu máme GPU s podporou Shader Modelu 3.0 a solidním výkonem.
Již nyní je jasné, že při prodeji bude nVidia trochu mást a na krabice bude uvádět nejspíše "GeForce 6200 Supporting 128MB" apod. Přestože se malým písmem objeví na krabici i požadavek 512MB paměti, bude to trochu nefér. Nicméně jako grafická karta do kanceláře bude GeForce 6200 TC ideální.
Recenze na internetu: AnandTech, Tech Report
Podívejme se ještě jednou na schéma grafické pipelines GeForce 6200 TC:
Obr. 6 - Ještě jednou grafická pipeline
Jednotka MMU, což je zkratka názvu Memory Management Unit, je klíčovou změnou, bez které by TurboCache nepracovala. Jde o jakési rozhraní mezi GPU a systémovou pamětí, které má za úkol co nejvíce zefektivnit zápis do RAM. Jak vidíte, existuje přímé spojení MMU—pixel pipeline (načítání a zápis textur) a MMU—ROP (např. zápis stencil bufferů).
Co všechno je tedy úkolem MMU. Tak na příklad toto rozhraní optimalizuje tok dat tak, aby respektovalo latenci, která vzniká přenosem mezi GPU a systémovou pamětí. K tomu slouží i spolupráce s ovladači, konkrétně se součástí ForceWare nazvanou TurboCache Manager. Softwarová část zajišťuje např. vyváženost lokální paměti a alokované systémové.
TurboCache Manager také slouží k tomu, že určuje, které data budou zapsána do systémové paměti a která do lokální. Ve většině případů je to málo podstatné, ale v jednom případě musí být všechna data uložena na kartě - a to ve chvíli, kdy jsou již připravena k výstupu na monitor (tzv. front buffer).
Efektivita závisí i na čipsetu
nVidia se netají ani tím, že výkon TurboCache bude na různých platformách odlišný. Jak jsem již zmínil výše, maximální teoretická paměťová propustnost je 6,4 GB/s u naprosto nevytížené paměti. V reálu ovšem klesá a latence vzrůstá. Podle nVidie je skutečná propustnost na čipsetech Intel 9xx 1 GB/s GPU->RAM, resp. 3 GB/s RAM->GPU, což je polovina, než uvádí specifikace.
Obr. 7 - Reálná propustnost na čipsetu i9xx
Zajímavé také je, že ačkoliv platforma AMD64 má vyšší latence (o jeden skok delší dráha), tak podle nVidie by měly být čipsety rychlejší. Vše je ale otázkou reálného provozu.
Proč vlastně TurboCache?
Jednoduše řečeno - aby se ušetřilo. Výroba grafické karty samozřejmě není nejlevnější záležitost, kromě jádra samotného jsou použité paměťové čipy, napájecí prvky, tištěný spoj atd., což vše zvyšuje cenu. Jádro NV44 je pro nVidii levnou záležitostí - 75 milionů tranzistorů 0,11mikronovým procesem se vcelku vyplatí. Zbytek omezuje právě TurboCache.
Tak na příklad počet paměťových čipů je jeden či dva a paměťová sběrnice vedoucí k nim je jen 32-bitová. Dále je nepochybně použito PCB s menším počtem vrstev. Ovšem nic se nesmí přehánět, protože dnešní hry mají poměrně vysoké požadavky na velikost paměti a 128MB je opravdu minimum. Na druhou stranu, GeForce 6200 TC je low-endová karta a od toho by se měly odvíjet i požadavky.
Obr. 8 - Grafická karta GeForce 6200 TC
Klikněte pro zvětšení
Závěr
nVidia GeForce 6200 TurboCache je nepochybně krok správným směrem. Lze ho sice vnímat jen jako marketingový tah, ovšem za cenu, za kterou se bude prodávat (tedy $80-$120), je to vynikající grafická karta. Jádro je postavené na architektuře GeForce 6, jsou osekané pipelines a ROP jednotky, omezené kompresní technologie, ale stále tu máme GPU s podporou Shader Modelu 3.0 a solidním výkonem.
Již nyní je jasné, že při prodeji bude nVidia trochu mást a na krabice bude uvádět nejspíše "GeForce 6200 Supporting 128MB" apod. Přestože se malým písmem objeví na krabici i požadavek 512MB paměti, bude to trochu nefér. Nicméně jako grafická karta do kanceláře bude GeForce 6200 TC ideální.
Recenze na internetu: AnandTech, Tech Report
