nVidia GeForce 6800 - šestá generace GPU realitou
15.4.2004, Zdeněk Kabát, článek
Den se s dnem sešel a po dlouhém očekávání byl konečně oficiálně ohlášen grafický čip šesté generace od nVidie, GeForce 6800. Teprve minulý týden se podařilo odhalit oficiální název pro NV40, tento týden ve středu, tedy 14. dubna, skončila všechna NDA a mohu nyní říct, že víme téměř vše. Připravte se na to, že GeForce 6800 je opravdový technologický skvost a její výkon je drtivý.
Kapitoly článku:
Pixel Shader
Součástí pixel pipeline jsou samozřejmě i pixel shadery (lze popsat také jako ALU), které se v každé pipeline vyskytují po dvojicích a jsou postaveny na architektuře SIMD (Single Instruction – Multiple Data). Podívejme se na stručné schéma:
Zde je přerušovaným obdélníkem naznačeno, že jedna shader jednotka je potřebná pro operace s texturami. Konkrétně jde o to, že první pixel shader lze použít mimo jiné pro výpočet souřadnic nanášené textury. Pokud není třeba využívat tento shader pro texturu, je možné provádět zároveň dvě nezávislé instrukce.
Další obrázek nám znázorňuje operace na jednotlivých komponentech zpracovávaných pixelů:
Zde se nám právě projevuje superskalární architektura NV4x. Oba pixel shadery jsou schopny spolupracovat a rozdělit si jednotlivé operace podle „místa“. Pokud jedna instrukce nevyužije všechny komponenty jednoho shaderu (Red, Green, Blue, Alpha), tak může být na zbylých komponentech provedena další instrukce. Znamená to, že v jednom cyklu mohou být provedeny 4 instrukce v jedné pipeline, tedy max. 8 komponent.
Jednotky pro rastrové operace (ROP)
Poté, co v pixel pipeline proběhnou operace s texturami (hlavně filtrování) a pixel shadery provedou svůj program, nastává fáze třetí, a to renderovací operace (ROP = Raster Outputs). Zde vidíte dvě základní jednotky – Z ROP se stará právě o zapisování Z-hodnoty do frame bufferu a C ROP, což je kombinace Z-hodnoty a barvy daného pixelu. To je také důvod, proč dokáže NV3x a NV4x vyrenderovat v případech absence barevné hodnoty vyrenderovat dvakrát více pixelů (Z/stencil operace).
Další součástí ROP je jednotka zajišťující Anti-Aliasing (technologie IntelliSample 3.0). Již od dob čipu NV20 jsou čipy nVidia schopné zpracovat jen 2 vzorky při Multisamplingu v jednom cyklu, a tak k provedení 4x MS FSAA je třeba dvou cyklů. Vynikající zprávou je, že nVidia navazuje u GeForce 6800 na dědictví po 3dfx a implementuje v něm Rotated Grid Multisampling FSAA, což je anti-aliasing s pootočenou mřížkou.
Znamená to, že subpixely nejsou uspořádány ve stejné mřížce jako u OGMS a obraz je o něco kvalitnější obraz (resp. jsou posunuty kritické úhly). Podporován je samozřejmě i RGSS. Maximální FSAA, který GeForce 6800 Ultra podporuje je stále 8xS, což je kombinace 4x RGMS a 2x RGSS. Dopad na výkon tohoto módu je poměrně výrazný.
Součástí pixel pipeline jsou samozřejmě i pixel shadery (lze popsat také jako ALU), které se v každé pipeline vyskytují po dvojicích a jsou postaveny na architektuře SIMD (Single Instruction – Multiple Data). Podívejme se na stručné schéma:
Zde je přerušovaným obdélníkem naznačeno, že jedna shader jednotka je potřebná pro operace s texturami. Konkrétně jde o to, že první pixel shader lze použít mimo jiné pro výpočet souřadnic nanášené textury. Pokud není třeba využívat tento shader pro texturu, je možné provádět zároveň dvě nezávislé instrukce.
Další obrázek nám znázorňuje operace na jednotlivých komponentech zpracovávaných pixelů:
Zde se nám právě projevuje superskalární architektura NV4x. Oba pixel shadery jsou schopny spolupracovat a rozdělit si jednotlivé operace podle „místa“. Pokud jedna instrukce nevyužije všechny komponenty jednoho shaderu (Red, Green, Blue, Alpha), tak může být na zbylých komponentech provedena další instrukce. Znamená to, že v jednom cyklu mohou být provedeny 4 instrukce v jedné pipeline, tedy max. 8 komponent.
Jednotky pro rastrové operace (ROP)
Poté, co v pixel pipeline proběhnou operace s texturami (hlavně filtrování) a pixel shadery provedou svůj program, nastává fáze třetí, a to renderovací operace (ROP = Raster Outputs). Zde vidíte dvě základní jednotky – Z ROP se stará právě o zapisování Z-hodnoty do frame bufferu a C ROP, což je kombinace Z-hodnoty a barvy daného pixelu. To je také důvod, proč dokáže NV3x a NV4x vyrenderovat v případech absence barevné hodnoty vyrenderovat dvakrát více pixelů (Z/stencil operace).
Další součástí ROP je jednotka zajišťující Anti-Aliasing (technologie IntelliSample 3.0). Již od dob čipu NV20 jsou čipy nVidia schopné zpracovat jen 2 vzorky při Multisamplingu v jednom cyklu, a tak k provedení 4x MS FSAA je třeba dvou cyklů. Vynikající zprávou je, že nVidia navazuje u GeForce 6800 na dědictví po 3dfx a implementuje v něm Rotated Grid Multisampling FSAA, což je anti-aliasing s pootočenou mřížkou.
Znamená to, že subpixely nejsou uspořádány ve stejné mřížce jako u OGMS a obraz je o něco kvalitnější obraz (resp. jsou posunuty kritické úhly). Podporován je samozřejmě i RGSS. Maximální FSAA, který GeForce 6800 Ultra podporuje je stále 8xS, což je kombinace 4x RGMS a 2x RGSS. Dopad na výkon tohoto módu je poměrně výrazný.
.webp)
