Broj računalnih (shader) jedinica ili procesora. Frekvencija jedinice za shadere video kartica

Osnovne komponente video kartice:

izlazi;
sučelja;
sustav hlađenja;
GPU;
video memorija.

Grafičke tehnologije:

rječnik;
GPU arhitektura: značajke
verteks/piksel jedinice, shaderi, brzina popunjavanja, teksture/raster jedinice, cjevovodi;
GPU arhitektura: tehnologija
tehnički proces, GPU frekvencija, lokalna video memorija (volumen, sabirnica, vrsta, frekvencija), rješenja s više video kartica;
vidne funkcije
DirectX, visoki dinamički raspon (HDR), anti-aliasing preko cijelog zaslona, filtriranje teksture, teksture visoke razlučivosti.

Rječnik osnovnih grafičkih pojmova

Brzina osvježavanja

Baš kao u kinu ili TV-u, vaše računalo simulira kretanje na monitoru prikazujući niz sličica. Brzina osvježavanja monitora pokazuje koliko će se puta u sekundi slika na ekranu ažurirati. Na primjer, frekvencija od 75 Hz odgovara 75 ažuriranja u sekundi.

Ako računalo obrađuje okvire brže nego što monitor može prikazati, tada se mogu pojaviti problemi u igrama. Na primjer, ako računalo renderira 100 sličica u sekundi, a brzina osvježavanja monitora je 75 Hz, tada zbog preklapanja monitor može prikazati samo dio slike tijekom perioda osvježavanja. Kao rezultat toga, pojavljuju se vizualni artefakti.

Kao rješenje možete omogućiti V-Sync (vertikalna sinkronizacija). Ograničava broj okvira koje računalo može prikazati na brzinu osvježavanja monitora, sprječavajući artefakte. Ako omogućite V-Sync, broj okvira izračunat u igri nikada neće premašiti brzinu osvježavanja. To jest, na 75 Hz računalo neće isporučiti više od 75 sličica u sekundi.

Pixel

Riječ "Pixel" označava " slika tura el ement" - element slike. To je sićušna točkica na zaslonu koja može svijetliti u određenoj boji (u većini slučajeva nijansa se prikazuje kombinacijom triju osnovnih boja: crvene, zelene i plave). Ako je razlučivost zaslona 1024x768, tada možete vidjeti matricu od 1024 piksela u širinu i 768 piksela u visinu. Svi pikseli zajedno čine sliku. Slika na zaslonu se ažurira od 60 do 120 puta u sekundi, ovisno o vrsti zaslona i izlazu podataka iz video kartice. CRT monitori osvježavaju prikaz red po red, dok ravni LCD monitori mogu osvježiti svaki piksel pojedinačno.

Vertex

Svi objekti u 3D sceni sastoje se od vrhova. Verteks je točka u trodimenzionalnom prostoru s koordinatama X, Y i Z. Više vrhova može se grupirati u poligon: najčešće je to trokut, ali mogući su i složeniji oblici. Zatim se na poligon primjenjuje tekstura, zbog čega objekt izgleda realistično. 3D kocka prikazana na gornjoj ilustraciji sastoji se od osam vrhova. Složeniji objekti imaju zakrivljene površine koje se zapravo sastoje od vrlo velikog broja vrhova.

Tekstura

Tekstura je jednostavno 2D slika proizvoljne veličine koja se preslikava na 3D objekt kako bi simulirala njegovu površinu. Na primjer, naša 3D kocka sastoji se od osam vrhova. Prije nanošenja teksture, izgleda kao jednostavna kutija. Ali kada nanesemo teksturu, kutija postaje obojena.

Shader

Programi za osjenčavanje piksela omogućuju videokarti da proizvodi impresivne efekte, na primjer, poput ove vode Elder Scrolls: Zaborav.

Danas postoje dvije vrste shadera: vertex i pixel. Vertex shader programi mogu modificirati ili transformirati 3D objekte. Programi za sjenčanje piksela omogućuju vam promjenu boja piksela na temelju nekih podataka. Zamislite izvor svjetla u 3D sceni koji uzrokuje da osvijetljeni objekti jače svijetle, dok u isto vrijeme uzrokuje bacanje sjena na druge objekte. Sve se to postiže promjenom informacija o boji piksela.

Pixel shaderi koriste se za stvaranje složenih efekata u vašim omiljenim igrama. Na primjer, shader kod može učiniti da pikseli koji okružuju 3D mač svjetlije svjetle. Drugi shader može obraditi sve vrhove složenog 3D objekta i simulirati eksploziju. Programeri igara sve se više okreću složenim programima za osjenčavanje za stvaranje realna grafika. Gotovo svaka moderna igra s bogatom grafikom koristi shadere.

S izdavanjem sljedećeg aplikacijskog programskog sučelja (API), Microsoft DirectX 10, bit će objavljena treća vrsta shadera, nazvanih geometrijski shaderi. Uz njihovu pomoć bit će moguće razbijati predmete, modificirati ih čak i uništavati, ovisno o željenom rezultatu. Treći tip shadera može se programirati na potpuno isti način kao i prva dva, ali će njegova uloga biti drugačija.

Brzina punjenja

Vrlo često na kutiji s video karticom možete pronaći vrijednost stope punjenja. U osnovi, stopa punjenja pokazuje koliko brzo GPU može ispisati piksele. Starije video kartice imale su trokutastu stopu punjenja. Ali danas postoje dvije vrste stope popunjavanja: stopa popunjavanja piksela i stopa popunjavanja teksture. Kao što je već spomenuto, brzina popunjavanja piksela odgovara brzini izlaza piksela. Izračunava se kao broj rasterskih operacija (ROP) pomnožen s frekvencijom takta.

ATi i nVidia različito izračunavaju stopu popunjavanja teksture. Nvidia vjeruje da se brzina dobiva množenjem broja cjevovoda piksela s frekvencijom takta. A ATi množi broj teksturnih jedinica s brzinom takta. U principu, obje su metode točne, budući da nVidia koristi jednu jedinicu teksture po jedinici shadera piksela (to jest, jednu po cjevovodu piksela).

S ovim definicijama na umu, krenimo dalje i razgovarajmo o najvažnijim funkcijama GPU-a, čemu one služe i zašto su toliko važne.

GPU arhitektura: značajke

Realističnost 3D grafike uvelike ovisi o performansama video kartice. Što više blokova za sjenčanje piksela sadrži procesor i što je veća frekvencija, to se više efekata može primijeniti na 3D scenu kako bi se poboljšala njezina vizualna percepcija.

GPU sadrži mnogo različitih funkcionalnih blokova. Po broju nekih komponenti možete procijeniti koliko je GPU moćan. Prije nego krenemo dalje, pregledajmo najvažnije funkcionalne blokove.

Vertex procesori (vertex shader jedinice)

Poput jedinica za sjenčanje piksela, procesori vrhova izvršavaju kod za sjenčanje koji dodiruje vrhove. Budući da veći proračun verteksa omogućuje stvaranje složenijih 3D objekata, performanse verteks procesora vrlo su važne u 3D scenama s složeni objekti ili s velikim brojem njih. Međutim, vertex shader jedinice još uvijek nemaju tako očit utjecaj na performanse kao pikselni procesori.

Pixel procesori (pixel shader jedinice)

Procesor piksela je komponenta grafičkog čipa namijenjena obradi programa za sjenčanje piksela. Ovi procesori izvode izračune koji se tiču samo piksela. Budući da pikseli sadrže informacije o boji, sjenčanici piksela omogućuju postizanje impresivnih grafičkih učinaka. Na primjer, većina vodenih efekata koje vidite u igrama stvorena je pomoću sjenčanika piksela. Obično se broj procesora piksela koristi za usporedbu performansi piksela video kartica. Ako jedna kartica ima osam jedinica shadera piksela, a druga 16 jedinica, onda je logično pretpostaviti da će video kartica sa 16 jedinica biti brža u obradi složenih programa shadera piksela. Treba uzeti u obzir i brzinu takta, no danas je udvostručenje broja procesora piksela energetski učinkovitije od udvostručavanja frekvencije grafičkog čipa.

Unificirani shaderi

Unificirani shaderi još nisu stigli u svijet računala, ali nadolazeći standard DirectX 10 temelji se na sličnoj arhitekturi. To jest, struktura koda vrhova, geometrije i programa piksela bit će ista, iako će shaderi obavljati drugačiji posao. Nova specifikacija se može vidjeti na Xboxu 360, gdje je GPU posebno dizajnirao ATi za Microsoft. Bit će vrlo zanimljivo vidjeti kakav potencijal donosi novi DirectX 10.

Jedinice mapiranja teksture (TMU)

Teksture treba odabrati i filtrirati. Ovaj posao obavljaju jedinice za mapiranje teksture, koje rade u sprezi s jedinicama za sjenčanje piksela i vrhova. Posao TMU-a je primijeniti operacije teksture na piksele. Broj jedinica teksture u GPU-u često se koristi za usporedbu performansi tekstura video kartica. Razumno je pretpostaviti da će grafička kartica s više TMU-ova dati bolje performanse teksture.

Raster Operator Units (ROP)

Raster procesori odgovorni su za zapisivanje podataka o pikselima u memoriju. Brzina kojom se ova operacija izvodi je brzina punjenja. U ranim danima 3D akceleratora, ROP i brzina punjenja bile su vrlo važne karakteristike video kartica. Danas je rad s ROP-om još uvijek važan, ali performanse video kartice više nisu ograničene ovim blokovima kao nekada. Stoga se izvedba (i broj) ROP-ova rijetko koristi za procjenu brzine video kartice.

Transportne trake

Cjevovodi se koriste za opisivanje arhitekture video kartica i daju vrlo jasnu ideju o performansama GPU-a.

Konvejer se ne može smatrati strogim tehničkim pojmom. GPU koristi različite cjevovode koji obavljaju različite funkcije. Povijesno gledano, cjevovod je značio procesor piksela koji je bio povezan sa svojom jedinicom za mapiranje teksture (TMU). Na primjer, video kartica Radeon 9700 koristi osam procesora piksela, od kojih je svaki povezan na svoj TMU, pa se smatra da kartica ima osam cjevovoda.

Ali moderni procesori To je vrlo teško opisati brojem transportera. U usporedbi s prethodnim dizajnom, novi procesori koriste modularnu, fragmentiranu strukturu. Inovatorom na ovom području može se smatrati ATi koji je s X1000 linijom video kartica prešao na modularnu strukturu, što je omogućilo povećanje performansi kroz internu optimizaciju. Neki CPU blokovi koriste se više od drugih, a kako bi poboljšao performanse GPU-a, ATi je pokušao pronaći kompromis između broja potrebnih blokova i površine matrice (koja se ne može previše povećati). U ovoj arhitekturi, izraz "pikselski cjevovod" već je izgubio svoje značenje, budući da procesori piksela više nisu povezani sa svojim vlastitim TMU-ovima. Na primjer, ATi Radeon X1600 GPU ima 12 jedinica za shadere piksela i samo četiri jedinice za mapiranje teksture TMU. Stoga je nemoguće reći da arhitektura ovog procesora ima 12 pixel pipelinea, kao što je nemoguće reći da ih ima samo četiri. Međutim, po tradiciji, cjevovodi piksela se još uvijek spominju.

Uzimajući u obzir gornje pretpostavke, broj cjevovoda piksela u GPU-u često se koristi za usporedbu video kartica (s iznimkom linije ATi X1x00). Na primjer, ako uzmete video kartice s 24 i 16 cjevovoda, onda je sasvim razumno pretpostaviti da će kartica s 24 cjevovoda biti brža.

GPU arhitektura: tehnologija

Tehnički proces

Ovaj pojam odnosi se na veličinu jednog elementa (tranzistora) čipa i točnost procesa proizvodnje. Poboljšanja tehničkih procesa omogućuju dobivanje elemenata manjih dimenzija. Na primjer, proces od 0,18 mikrona proizvodi veće značajke od procesa od 0,13 mikrona, pa nije tako učinkovit. Manji tranzistori rade na nižem naponu. Zauzvrat, smanjenje napona dovodi do smanjenja toplinskog otpora, što rezultira smanjenjem količine proizvedene topline. Poboljšanja u tehničkom procesu omogućuju smanjenje udaljenosti između funkcionalnih blokova čipa, a prijenos podataka traje manje vremena. Kraće udaljenosti, niži naponi i druga poboljšanja omogućuju postizanje viših brzina takta.

Ono što donekle komplicira razumijevanje jest da se danas za označavanje tehničkog procesa koriste i mikrometri (μm) i nanometri (nm). Zapravo, sve je vrlo jednostavno: 1 nanometar je jednak 0,001 mikrometar, tako da su 0,09-μm i 90-nm procesi isti. Kao što je gore navedeno, manja procesna tehnologija omogućuje veće brzine takta. Na primjer, ako usporedimo video kartice s čipovima od 0,18 mikrona i 0,09 mikrona (90 nm), onda je sasvim razumno očekivati veću frekvenciju od 90 nm kartice.

Radni takt GPU-a

Radni takt GPU-a mjeri se u megahercima (MHz), što je milijun ciklusa takta u sekundi.

Brzina takta izravno utječe na performanse GPU-a. Što je viši, to više posla može se završiti u sekundi. Za prvi primjer, uzmimo video kartice nVidia GeForce 6600 i 6600 GT: grafički procesor 6600 GT radi na 500 MHz, a obična kartica 6600 - na 400 MHz. Budući da su procesori tehnički identični, 6600 GT povećanje takta od 20% rezultira većim performansama.

Ali brzina sata nije sve. Imajte na umu da na performanse uvelike utječe arhitektura. Za drugi primjer, uzmimo GeForce 6600 GT i GeForce 6800 GT video kartice. 6600 GT GPU radi na 500 MHz, ali 6800 GT radi na samo 350 MHz. Uzmimo sada u obzir da 6800 GT koristi 16 pixel pipelinea, dok 6600 GT koristi samo osam. Stoga će 6800 GT sa 16 cjevovoda na 350 MHz dati približno iste performanse kao procesor s osam cjevovoda i duplo većom brzinom takta (700 MHz). Uz to rečeno, radni takt se lako može koristiti za usporedbu performansi.

Lokalna video memorija

Memorija video kartice uvelike utječe na performanse. Ali različite parametre pamćenje utječe na različite načine.

Veličina video memorije

Količina video memorije vjerojatno se može nazvati najviše precijenjenim parametrom video kartice. Neiskusni korisnici često koriste kapacitet video memorije za međusobnu usporedbu različitih kartica, ali u stvarnosti kapacitet ima mali učinak na performanse u usporedbi s parametrima kao što su frekvencija memorijske sabirnice i sučelje (širina sabirnice).

U većini slučajeva, kartica sa 128 MB video memorije će raditi gotovo isto kao i kartica sa 256 MB. Naravno, postoje situacije u kojima će više memorije poboljšati performanse, ali imajte na umu da više memorije neće automatski dovesti do većih brzina igranja.

Ono gdje glasnoća može biti korisna su igre s teksturama visoke razlučivosti. Programeri igara pružaju nekoliko skupova tekstura za igru. A što više memorije ima video kartica, učitane teksture mogu imati veću razlučivost. Teksture visoke rezolucije pružaju više visoka definicija i detalj u igri. Stoga je sasvim razumno uzeti karticu s velikom količinom memorije, ako svi ostali kriteriji odgovaraju. Podsjetimo još jednom da širina memorijske sabirnice i njezina frekvencija puno jače utječu na performanse nego količina fizičke memorije na kartici.

Širina memorijske sabirnice

Širina memorijske sabirnice jedan je od najvažnijih aspekata izvedbe memorije. Moderne sabirnice imaju širinu od 64 do 256 bita, au nekim slučajevima čak i 512 bita. Što je memorijska sabirnica šira, to više informacija može prenijeti po taktu. A to izravno utječe na produktivnost. Na primjer, ako uzmete dvije sabirnice s jednakim frekvencijama, tada će teoretski 128-bitna sabirnica prenijeti dvostruko više podataka po taktu nego 64-bitna sabirnica. A 256-bitna sabirnica dvostruko je veća.

Veća propusnost sabirnice (izražena u bitovima ili bajtovima po sekundi, 1 bajt = 8 bita) daje bolje performanse memorije. Zbog toga je memorijska sabirnica puno važnija od njezine veličine. Na jednakim frekvencijama, 64-bitna memorijska sabirnica radi brzinom od samo 25% od 256-bitne!

Uzmimo sljedeći primjer. Video kartica sa 128 MB video memorije, ali s 256-bitnom sabirnicom, daje puno bolje performanse memorije nego model od 512 MB sa 64-bitnom sabirnicom. Važno je napomenuti da za neke kartice iz linije ATi X1x00 proizvođači navode specifikacije sabirnice interne memorije, ali nas zanimaju parametri vanjske sabirnice. Na primjer, X1600 ima unutarnju prstenastu sabirnicu široku 256 bita, ali vanjsku koja je široka samo 128 bita. A u stvarnosti, memorijska sabirnica radi na 128-bitnoj izvedbi.

Vrste memorije

Memorija se može podijeliti u dvije glavne kategorije: SDR (jednostruki prijenos podataka) i DDR (dvostruki prijenos podataka), u kojima se podaci prenose dvostruko brže po taktu. Danas je SDR tehnologija s jednim prijenosom zastarjela. Od DDR memorija podaci se prenose dvostruko brže od SDR-a, važno je zapamtiti da video kartice s DDR memorijom najčešće označavaju dvostruku frekvenciju, a ne fizičku. Na primjer, ako je DDR memorija navedena na 1000 MHz, onda je to efektivna frekvencija na kojoj bi trebala raditi normalno pamćenje SDR za isti protok. Ali zapravo je fizička frekvencija 500 MHz.

Iz tog razloga, mnogi su iznenađeni kada je frekvencija od 1200 MHz DDR naznačena za memoriju njihove video kartice, a komunalije prijavljuju 600 MHz. Tako da ćete se morati naviknuti. DDR2 i GDDR3/GDDR4 memorija radi na istom principu, odnosno s dvostrukim prijenosom podataka. Razlika između DDR, DDR2, GDDR3 i GDDR4 memorije leži u proizvodnoj tehnologiji i nekim detaljima. DDR2 može raditi na višim frekvencijama od DDR memorije, a DDR3 može raditi na čak višim frekvencijama od DDR2.

Frekvencija memorijske sabirnice

Kao i procesor, memorija (točnije, memorijska sabirnica) radi na određenim brzine takta, mjereno u megahercima. Ovdje povećanje brzine takta izravno utječe na rad memorije. A frekvencija memorijske sabirnice jedan je od parametara koji se koristi za usporedbu performansi video kartica. Na primjer, ako su sve druge karakteristike (širina memorijske sabirnice i sl.) iste, onda je sasvim logično reći da je video kartica s memorijom od 700 MHz brža od one s memorijom od 500 MHz.

Opet, brzina sata nije sve. Memorija od 700 MHz sa 64-bitnom sabirnicom bit će sporija od memorije od 400 MHz sa 128-bitnom sabirnicom. Rad memorije od 400 MHz na 128-bitnoj sabirnici približno je ekvivalentan memoriji od 800 MHz na 64-bitnoj sabirnici. Također biste trebali zapamtiti da su frekvencije GPU-a i memorije potpuno različiti parametri i obično se razlikuju.

Sučelje video kartice

Svi podaci koji se prenose između video kartice i procesora prolaze kroz sučelje video kartice. Danas se za video kartice koriste tri vrste sučelja: PCI, AGP i PCI Express. Razlikuju se po propusnosti i drugim karakteristikama. Jasno je da što je veća propusnost, to je veća brzina razmjene. Međutim, samo najmodernije kartice mogu koristiti visoku propusnost, i to samo djelomično. Brzina sučelja u nekom je trenutku prestala biti usko grlo, danas je jednostavno dovoljna.

Najsporija sabirnica za koju su proizvedene video kartice je PCI (Peripheral Components Interconnect). Ne ulazeći u povijest, naravno. PCI je stvarno degradirao performanse video kartica, pa su prešli na AGP (Accelerated Graphics Port) sučelje. Ali čak su i AGP 1.0 i 2x specifikacije ograničavale performanse. Kada je standard povećao brzine na razine AGP 4x, počeli smo se približavati praktičnoj granici propusnosti koju video kartice mogu podnijeti. Specifikacija AGP 8x još je jednom udvostručila protok u usporedbi s AGP 4x (2,16 GB/s), ali nije bilo zamjetnog povećanja grafičke performanse još ga nismo dobili.

Najnovija i najbrža sabirnica je PCI Express. Nove grafičke kartice obično koriste PCI Express x16 sučelje, koje kombinira 16 PCI Express traka za ukupnu propusnost od 4 GB/s (jedan smjer). To je dvostruko veća propusnost od AGP 8x. PCI Express sabirnica omogućuje spomenutu propusnost u oba smjera (prijenos podataka na i s video kartice). Ali brzina standarda AGP 8x već je bila dovoljna, tako da još nismo naišli na situaciju u kojoj je prelazak na PCI Express dao povećanje performansi u usporedbi s AGP 8x (ako su ostali hardverski parametri isti). Na primjer, AGP verzija GeForce 6800 Ultra radit će identično kao 6800 Ultra za PCI Express.

Danas je najbolje kupiti karticu s PCI Express sučeljem, ona će na tržištu ostati još nekoliko godina. Najjače kartice više se ne proizvode s AGP 8x sučeljem, a PCI Express rješenja u pravilu je lakše pronaći od AGP analoga i jeftinija su.

Rješenja na više video kartica

Korištenje više video kartica za povećanje performansi grafike nije nova ideja. U ranim danima 3D grafike, 3dfx je ušao na tržište s dvije grafičke kartice koje rade paralelno. No s nestankom 3dfxa, tehnologija za zajednički rad više potrošačkih video kartica prepuštena je zaboravu, iako je ATI objavio sličnih sustava za profesionalne simulatore od izlaska Radeona 9700. Prije nekoliko godina tehnologija se vratila na tržište: dolaskom nVidia SLI rješenja i, nešto kasnije, ATi Crossfire.

Dijeljenje više video kartica pruža dovoljno performansi za pokretanje igre na postavkama visoke kvalitete. visoka rezolucija. Ali odabrati jedno ili drugo rješenje nije tako jednostavno.

Počnimo s činjenicom da rješenja temeljena na više video kartica zahtijevaju veliku količinu energije, stoga napajanje mora biti dovoljno snažno. Svu tu toplinu morat ćete odvesti s video kartice, pa morate obratiti pozornost na kućište računala i hlađenje kako se sustav ne bi pregrijao.

Također zapamtite da SLI/CrossFire zahtijeva odgovarajuću matičnu ploču (bilo za jednu ili drugu tehnologiju), koja obično košta više od standardnih modela. nVidia konfiguracija SLI će raditi samo na određenim nForce4 pločama, a ATi CrossFire kartice samo na matične ploče s CrossFire čipsetom ili na nekim Intelovim modelima. Da stvari budu komplicirane, neke CrossFire konfiguracije zahtijevaju da jedna od kartica bude posebna: CrossFire Edition. Nakon izlaska CrossFirea, ATi je za neke modele video kartica omogućio uključivanje kolaboracijske tehnologije putem PCI Express sabirnice, a izlaskom novih verzija drajvera povećava se broj mogućih kombinacija. No ipak, hardverski CrossFire s pripadajućom CrossFire Edition karticom pruža veće performanse. Ali CrossFire Edition kartice su također skuplje od običnih modela. Na ovaj trenutak Možete omogućiti softverski način CrossFire (bez CrossFire Edition kartice) na Radeon X1300, X1600 i X1800 GTO grafičkim karticama.

Treba uzeti u obzir i druge faktore. Iako dvije grafičke kartice koje rade zajedno pružaju povećanje performansi, ono je daleko od dvostrukog. Ali platit ćete dvostruko više novca. Najčešće je povećanje produktivnosti 20-60%. A u nekim slučajevima, zbog dodatnih računalnih troškova za usklađivanje, uopće nema povećanja. Iz tog razloga konfiguracije s više kartica vjerojatno se neće isplatiti s jeftinijim modelima, budući da će skuplja grafička kartica obično uvijek nadmašiti nekoliko jeftinijih kartica. Općenito, za većinu potrošača kupnja SLI/CrossFire rješenja nema smisla. Ali ako želite omogućiti sve mogućnosti poboljšanja kvalitete ili igrati na ekstremnim razlučivostima, na primjer, 2560x1600, kada trebate izračunati više od 4 milijuna piksela po okviru, onda ne možete bez dvije ili četiri uparene video kartice.

Vizualne značajke

Uz čisto hardverske specifikacije, različite generacije i GPU modeli mogu se razlikovati u skupu funkcija. Na primjer, često se kaže da su kartice generacije ATi Radeon X800 XT kompatibilne sa Shader Model 2.0b (SM), dok je nVidia GeForce 6800 Ultra kompatibilna sa SM 3.0, iako su njihove hardverske specifikacije bliske jedna drugoj (16 cjevovoda ). Stoga se mnogi potrošači odlučuju za jedno ili drugo rješenje, a da uopće ne znaju što razlika znači.

Verzije modela Microsoft DirectX i Shader

Ova imena se najčešće koriste u sporovima, ali malo ljudi zna što oni zapravo znače. Da bismo razumjeli, počnimo s poviješću grafičkih API-ja. DirectX i OpenGL su grafički API-ji, odnosno Application Programming Interfaces - standardi otvorenog koda dostupni svima.

Prije pojave grafičkih API-ja, svaki proizvođač GPU-a koristio je vlastiti mehanizam za komunikaciju s igrama. Programeri su morali napisati zaseban kod za svaki GPU koji su htjeli podržati. Vrlo skup i neučinkovit pristup. Kako bi se riješio ovaj problem, razvijeni su API-ji za 3D grafiku tako da programeri pišu kod za određeni API, a ne za određenu video karticu. Nakon toga, problemi s kompatibilnošću su pali na pleća proizvođača video kartica, koji su morali osigurati da upravljački programi budu kompatibilni s API-jem.

Jedina poteškoća ostaje to što se danas koriste dva različita API-ja, naime Microsoft DirectX i OpenGL, gdje GL označava grafičku biblioteku. Budući da je DirectX API danas popularniji u igrama, fokusirat ćemo se na njega. I ovaj je standard imao jači utjecaj na razvoj igara.

DirectX je stvaranje Microsofta. Zapravo, DirectX uključuje nekoliko API-ja, od kojih se samo jedan koristi za 3D grafiku. DirectX uključuje API-je za zvuk, glazbu, ulazne uređaje itd. Direct3D API odgovoran je za 3D grafiku u DirectX-u. Kada govore o video karticama, to je ono što misle, tako da su u tom pogledu pojmovi DirectX i Direct3D međusobno zamjenjivi.

DirectX se povremeno ažurira kako grafička tehnologija napreduje, a programeri igara implementiraju nove tehnike programiranja igara. Kako je DirectX brzo postajao sve popularniji, proizvođači GPU-a počeli su krojiti nova izdanja proizvoda kako bi se prilagodili mogućnostima DirectX-a. Zbog toga su video kartice često vezane uz hardversku podršku za jednu ili drugu generaciju DirectX-a (DirectX 8, 9.0 ili 9.0c).

Da stvar bude kompliciranija, dijelovi Direct3D API-ja mogu se mijenjati tijekom vremena bez promjene generacija DirectX-a. Na primjer, specifikacija DirectX 9.0 navodi podršku za Pixel Shader 2.0. Ali DirectX ažuriranje 9.0c uključuje Pixel Shader 3.0. Dakle, iako su kartice klase DirectX 9, mogu podržavati različite skupove značajki. Na primjer, Radeon 9700 podržava Shader Model 2.0, a Radeon X1800 podržava Shader Model 3.0, iako se obje kartice mogu klasificirati kao DirectX 9 generacija.

Imajte na umu da pri izradi novih igara programeri uzimaju u obzir vlasnike starih strojeva i video kartica, jer ako zanemarite ovaj segment korisnika, razina prodaje bit će niža. Iz tog razloga, u igre je ugrađeno više putanja koda. DirectX 9 igra vjerojatno ima put DirectX 8, pa čak i put DirectX 7 radi kompatibilnosti. Obično, ako se odabere stari put, neki od virtualnih efekata koji su prisutni na novim video karticama nestaju iz igre. Ali na barem, možete igrati čak i na starom hardveru.

Mnoge nove igre zahtijevaju instaliranje najnovije verzije DirectX-a, čak i ako je video kartica iz prethodne generacije. To jest, nova igra koja će koristiti DirectX 8 stazu i dalje će zahtijevati instaliranje najnovije verzije DirectX 9 za video karticu klase DirectX 8.

Koje su razlike između različite verzije Direct3D API u DirectX-u? Rane verzije DirectX-a - 3, 5, 6 i 7 - bile su relativno jednostavne u pogledu mogućnosti Direct3D API-ja. Programeri su mogli odabrati vizualne efekte s popisa i zatim testirati kako rade u igri. Sljedeći veliki korak u programiranju grafike bio je DirectX 8. Uveo je mogućnost programiranja video kartice pomoću shadera, tako da su programeri po prvi put imali slobodu programiranja efekata onako kako su trebali. DirectX 8 podržane verzije Pixel Shadera 1.0 do 1.3 i Vertex Shadera 1.0. DirectX 8.1, ažurirana verzija DirectX-a 8, dobio je Pixel Shader 1.4 i Vertex Shader 1.1.

U DirectX 9 možete stvoriti još složenije programe za sjenčanje. DirectX 9 podržava Pixel Shader 2.0 i Vertex Shader 2.0. DirectX 9c, ažurirana verzija DirectX-a 9, uključivala je specifikaciju Pixel Shader 3.0.

DirectX 10, nadolazeća API verzija, pratit će novu Windows verzija Vidik. Ne možete instalirati DirectX 10 na Windows XP.

HDR osvjetljenje i OpenEXR HDR

HDR je kratica za "High Dynamic Range". Igra s HDR osvjetljenjem može proizvesti mnogo realističniju sliku nego igra bez njega, a ne podržavaju sve video kartice HDR osvjetljenje.

Prije pojave DirectX 9 grafičkih kartica, GPU-ovi su bili ozbiljno ograničeni točnošću proračuna osvjetljenja. Do sada se osvjetljenje moglo izračunati samo s 256 (8 bita) unutarnjih razina.

Kad su se pojavile DirectX 9 video kartice, mogle su proizvesti osvjetljenje s visokom preciznošću - punih 24 bita ili 16,7 milijuna razina.

Sa 16,7 milijuna razina i sljedećim korakom u performansama video kartica DirectX 9/Shader Model 2.0, HDR osvjetljenje postalo je moguće na računalima. Ovo je prilično složena tehnologija i morate je promatrati u dinamici. Ako razgovaramo jednostavnim riječima, zatim HDR osvjetljenje povećava kontrast (tamne nijanse izgledaju tamnije, svijetle nijanse svjetlije), dok povećava količinu detalja osvjetljenja u tamnim i svijetlim područjima. Igra s HDR osvjetljenjem djeluje življe i realističnije nego bez njega.

GPU-ovi usklađeni s najnovijom specifikacijom Pixel Shader 3.0 omogućuju izračune osvjetljenja veće 32-bitne preciznosti i miješanje s pomičnim zarezom. Stoga video kartice klase SM 3.0 mogu podržati posebnu OpenEXR HDR metodu osvjetljenja posebno dizajniranu za filmsku industriju.

Neke igre koje podržavaju samo OpenEXR HDR osvjetljenje neće raditi s HDR osvjetljenjem na grafičkim karticama Shader Model 2.0. Međutim, igre koje se ne oslanjaju na metodu OpenEXR izvodit će se na bilo kojoj grafičkoj kartici DirectX 9. Na primjer, Oblivion koristi metodu OpenEXR HDR i dopušta samo HDR osvjetljenje na najnovijim grafičkim karticama koje podržavaju specifikaciju Shader Model 3.0. Na primjer, nVidia GeForce 6800 ili ATi Radeon X1800. Igre koje koriste 3D pogon Half-Life 2, uključujući Counter-Strike: Source i nadolazeći Half-Life 2: Aftermath, omogućuju HDR renderiranje na starijim DirectX 9 grafičkim karticama koje podržavaju samo Pixel Shader 2.0. Primjeri uključuju liniju GeForce 5 ili ATi Radeon 9500.

Konačno, imajte na umu da svi oblici HDR renderiranja zahtijevaju ozbiljnost računalna snaga i može baciti na koljena čak i najjače grafičke procesore. Ako se želite igrati najnovije igre S HDR osvjetljenjem ne možete bez grafike visokih performansi.

Anti-aliasing preko cijelog zaslona

Anti-aliasing preko cijelog zaslona (skraćeno AA) omogućuje uklanjanje karakterističnih "ljestvi" na granicama poligona. Ali treba uzeti u obzir da anti-aliasing na cijelom zaslonu troši puno računalnih resursa, što dovodi do pada broja sličica u sekundi.

Anti-aliasing uvelike ovisi o performansama video memorije, tako da će brza video kartica s brzom memorijom moći izračunati anti-aliasing na cijelom zaslonu s manjim utjecajem na performanse nego jeftina video kartica. Antialiasing se može omogućiti u različitim načinima rada. Na primjer, 4x antialiasing će proizvesti bolju sliku od 2x antialiasinga, ali će biti veliki udarac za performanse. Dok 2x antialiasing udvostručuje vodoravnu i okomitu razlučivost, 4x način je učetverostručuje.

Filtriranje teksture

Teksture se primjenjuju na sve 3D objekte u igri, a što je veći kut prikazane površine, to će tekstura izgledati iskrivljenije. Kako bi uklonili ovaj učinak, GPU-i koriste filtriranje teksture.

Prva metoda filtriranja zvala se bilinearna i proizvodila je karakteristične pruge koje nisu bile baš ugodne oku. Situacija se popravila uvođenjem trilinearnog filtriranja. Obje opcije rade na modernim video karticama gotovo bez ikakvog smanjenja performansi.

Danas najviše najbolji način Filtriranje teksture je anizotropno filtriranje (AF). Poput antialiasinga na cijelom zaslonu, anizotropno filtriranje može se omogućiti na različitim razinama. Na primjer, 8x AF daje više visoka kvaliteta filtriranje od 4x AF. Kao i antialiasing preko cijelog zaslona, anizotropno filtriranje zahtijeva određenu količinu procesorske snage, koja se povećava kako se povećava razina AF-a.

Teksture visoke rezolucije

Sve 3D igre stvorene su imajući na umu specifične specifikacije, a jedan od tih zahtjeva određuje memoriju teksture koju će igra trebati. Sve potrebne teksture moraju stati u memoriju video kartice tijekom igre, inače će performanse značajno pasti, budući da pristup teksturi u radna memorija daje značajno kašnjenje, a da ne spominjemo straničnu datoteku na tvrdom disku. Stoga, ako programer igara računa na 128 MB video memorije kao minimalni zahtjev, tada skup aktivnih tekstura ne smije premašiti 128 MB u bilo kojem trenutku.

Moderne igre imaju nekoliko skupova tekstura, tako da će igra bez problema raditi na starijim video karticama s manje video memorije, kao i na novim karticama s više video memorije. Na primjer, igra može sadržavati tri skupa tekstura: za 128 MB, 256 MB i 512 MB. Rijetke su igre koje danas podržavaju 512 MB video memorije, ali su i dalje najobjektivniji razlog za kupnju video kartice s ovom količinom memorije. Dok povećanje memorije ima mali ili nikakav utjecaj na performanse, imat ćete koristi od poboljšane vizualne kvalitete ako igra podržava odgovarajući skup tekstura.

Što trebate znati o video karticama?

U kontaktu s

diplomski rad

Radne jedinice rasterizacije (ROP-ovi)

Jedinice za rasterizaciju provode operacije upisivanja piksela koje je izračunala video kartica u međuspremnike i operacije njihovog miješanja (blending). Kao što je gore navedeno, izvedba ROP blokova utječe na stopu punjenja i to je jedna od glavnih karakteristika video kartica. I premda u U zadnje vrijeme njegova se vrijednost donekle smanjila, a još uvijek postoje slučajevi u kojima performanse aplikacije snažno ovise o brzini i broju ROP blokova. Najčešće je to zbog aktivne upotrebe filtara za naknadnu obradu i anti-aliasinga omogućenih pri visokim postavkama slike.

Automatizacija računovodstva za bankovne transakcije i njegova implementacija u programu 1C Računovodstvo

Ako se sve aktivnosti poduzeća mogu podijeliti na poslovne procese, onda se i procesi mogu podijeliti na manje komponente. U metodologiji izgradnje poslovnih procesa to se zove dekompozicija...

Unutarnji i periferije PC

Proučavanje diskretnog populacijskog modela pomoću programa Model Vision Studio

Glavni "građevinski blok" opisa u MVS-u je blok. Blok je nešto aktivni objekt, koji rade paralelno i neovisno o drugim objektima u kontinuiranom vremenu. Blok je orijentirani blok...

Korištenje LMS Moodle u obrazovnom procesu

Svaki tečaj mora imati središnje područje. Možda neće postojati lijevi ili desni stupac s blokovima. Ali različiti blokovi uključeni u sustav upravljanja učenjem Moodle povećavaju funkcionalnost...

Proučavanje sposobnosti nastavnika u sustavu učenje na daljinu Moodle

Da biste dodali nove resurse, elemente, blokove ili uredili postojeće u svom tečaju, kliknite gumb Uredi koji se nalazi u kontrolnom bloku. Opći obrazac Prozor tečaja u načinu uređivanja prikazan je na slici 2.5: Slika 2...

Simulacija tijekom razvoja softver

Rječnik UML jezik uključuje tri vrste sastavnih dijelova: entitete; odnos; dijagrami. Entiteti su apstrakcije koje su osnovni elementi modela...

Simulacija rada u knjižnici

Operatori – blokovi čine logiku modela. GPSS/PC ima oko 50 različitih vrsta blokova, od kojih svaki obavlja određenu funkciju. Iza svakog od ovih blokova nalazi se odgovarajuća subrutina prevoditelja...

Ključne značajke CSS3

Možete dizajnirati tekst na originalan način koristeći razne razgovorne blokove, koji su, opet, izrađeni na temelju CSS3 tehnologija. (Sl. 5.) Sl. 5...

Ključne značajke CSS3

Učinak prozirnosti elementa jasno je vidljiv na pozadinskoj slici i postao je raširen u različitim operativni sustavi jer izgleda stilski i lijepo...

Priprema tekstualni dokument u skladu sa STP 01-01

Blokovi proširenja (kartice) ili kartice (kartice), kako se ponekad nazivaju, mogu se koristiti za servisiranje uređaja spojenih na IBM PC. Mogu se koristiti za povezivanje dodatni uređaji(adapteri zaslona, kontroler diska itd.)...

Kvar i popravak video kartice

Ovi blokovi rade u sprezi sa shader procesorima svih navedenih vrsta; oni odabiru i filtriraju podatke o teksturi koji su potrebni za izgradnju scene...

Program registracije proizvodnog procesa za automatizirani sustav upravljanje poduzećem elektroničke industrije

Postoji 11 vrsta blokova od kojih se može napraviti određeni MES sustav za pojedinu proizvodnju...

Izrada programskog paketa za izračun naknade za velike popravke

Na najnižoj razini granularnosti, podaci Oracle baze podataka pohranjuju se u blokovima podataka. Jedan blok podataka odgovara određenom broju bajtova fizičkog diskovnog prostora...

Razvoj sustava upravljanja hardverom i softverom za transportne platforme u Simatic Step-7

Sistemske jedinice su komponente operativnog sustava. Mogu se pohraniti programima (funkcije sustava, SFC) ili podacima (blokovi podataka sustava, SDB). Jedinice sustava omogućuju pristup važnim funkcijama sustava...

Uređaji uključeni u računalo

Blokovi proširenja (kartice) ili kartice (kartice), kako se ponekad nazivaju, mogu se koristiti za servisiranje uređaja spojenih na IBM PC. Mogu se koristiti za spajanje dodatnih uređaja (display adapteri, disk kontroler, itd.)...

GPU arhitektura: značajke

GPU sadrži mnogo različitih funkcionalnih blokova. Po broju nekih komponenti možete procijeniti koliko je GPU moćan. Prije nego krenemo dalje, pregledajmo najvažnije funkcionalne blokove.

Vertex procesori (vertex shader jedinice)

Poput jedinica za sjenčanje piksela, procesori vrhova izvršavaju kod za sjenčanje koji dodiruje vrhove. Budući da veći proračun verteksa omogućuje stvaranje složenijih 3D objekata, izvedba procesora verteksa vrlo je važna u 3D scenama sa složenim ili velikim brojem objekata. Međutim, vertex shader jedinice još uvijek nemaju tako očit utjecaj na performanse kao pikselni procesori.

Pixel procesori (pixel shader jedinice)

Unificirani shaderi

Jedinice mapiranja teksture (TMU)

Raster Operator Units (ROP)

Transportne trake

Cjevovodi se koriste za opisivanje arhitekture video kartica i daju vrlo jasnu ideju o performansama GPU-a.

Ali moderne procesore je vrlo teško opisati brojem cjevovoda. U usporedbi s prethodnim dizajnom, novi procesori koriste modularnu, fragmentiranu strukturu. Inovatorom na ovom području može se smatrati ATi koji je s X1000 linijom video kartica prešao na modularnu strukturu, što je omogućilo povećanje performansi kroz internu optimizaciju. Neki CPU blokovi koriste se više od drugih, a kako bi poboljšao performanse GPU-a, ATi je pokušao pronaći kompromis između broja potrebnih blokova i površine matrice (koja se ne može previše povećati). U ovoj arhitekturi, pojam "pikselski cjevovod" već je izgubio svoje značenje, jer procesori piksela više nisu povezani sa svojim vlastitim TMU-ovima. Na primjer, ATi Radeon X1600 GPU ima 12 jedinica za shadere piksela i samo četiri jedinice za mapiranje teksture TMU. Stoga je nemoguće reći da arhitektura ovog procesora ima 12 pixel pipelinea, kao što je nemoguće reći da ih ima samo četiri. Međutim, po tradiciji, cjevovodi piksela se još uvijek spominju.

SADRŽAJ

Moderni grafički procesori sadrže mnoge funkcionalne blokove, čiji broj i karakteristike određuju konačnu brzinu renderiranja, što utječe na udobnost igre. Na temelju usporednog broja ovih blokova u različitim video čipovima, možete grubo procijeniti koliko je brz određeni GPU. Video čipovi imaju dosta karakteristika; u ovom odjeljku razmotrit ćemo samo najvažnije od njih.

Radni takt video čipa

Radna frekvencija GPU-a obično se mjeri u megahercima, tj. milijunima ciklusa u sekundi. Ova karakteristika izravno utječe na performanse video čipa - što je veća, GPU može izvršiti više posla po jedinici vremena, procesa velika količina vrhova i piksela. Primjer iz stvarnog života: frekvencija video čipa instaliranog na ploči Radeon HD 6670 je 840 MHz, a potpuno isti čip u modelu Radeon HD 6570 radi na frekvenciji od 650 MHz. Sukladno tome, sve glavne karakteristike performansi će se razlikovati. Ali nije samo radna frekvencija čipa ta koja određuje performanse; na njegovu brzinu uvelike utječe sama grafička arhitektura: dizajn i broj izvršnih jedinica, njihove karakteristike itd.

U nekim slučajevima, radni takt pojedinačnih GPU blokova razlikuje se od radne frekvencije ostatka čipa. Odnosno, različiti dijelovi GPU-a rade na različitim frekvencijama, a to je učinjeno kako bi se povećala učinkovitost, jer neki blokovi mogu raditi na višim frekvencijama, dok drugi nisu. Većina grafičkih procesora opremljena je takvim grafičkim procesorima. GeForce video kartice od NVIDIA. Kao nedavni primjer, pogledajmo video čip u modelu GTX 580, od kojih većina radi na frekvenciji od 772 MHz, a univerzalne računalne jedinice čipa imaju udvostručenu frekvenciju - 1544 MHz.

Brzina punjenja

Brzina punjenja pokazuje koliko je brzo video čip sposoban crtati piksele. Postoje dvije vrste stope popunjavanja: stopa popunjavanja piksela i popunjenosti teksture. Pixel fill rate pokazuje brzinu iscrtavanja piksela na ekranu i ovisi o radnoj frekvenciji i broju jedinica ROP-a (operacijske jedinice rasterizacije i miješanja), a texture fill rate je brzina uzorkovanja podataka o teksturi, koja ovisi o radnoj frekvenciji. i broj jedinica teksture.

Na primjer, vršna brzina popunjavanja piksela GeForce GTX 560 Ti je 822 (frekvencija čipa) × 32 (broj ROP jedinica) = 26304 megapiksela u sekundi, a brzina popunjavanja teksture je 822 × 64 (broj jedinica za teksturiranje) = 52608 megateksela /s. Pojednostavljeno, situacija je ovakva - što je veći prvi broj, to video kartica brže može iscrtati gotove piksele, a što je drugi veći, to se podaci o teksturi brže uzorkuju.

Iako je važnost "čiste" stope popunjavanja nedavno znatno smanjena, ustupivši mjesto brzini računanja, ti su parametri još uvijek vrlo važni, posebno za igre s jednostavnom geometrijom i relativno jednostavnim izračunima piksela i vrhova. Dakle, oba parametra ostaju važna za moderne igre, ali moraju biti uravnotežena. Stoga je broj jedinica ROP-a u modernim video čipovima obično manji od broja jedinica teksture.

Broj računalnih (shader) jedinica ili procesora

Možda su sada ti blokovi glavni dijelovi video čipa. Oni izvode posebni programi, poznate kao shaderi. Štoviše, ako su raniji pixel shaderi izvodili blokove pixel shadera, a vertex shaderi izvodili vertex blokove, onda su neko vrijeme grafičke arhitekture bile unificirane, a ove univerzalne računalne jedinice počele su se baviti raznim izračunima: vertex, pixel, geometrijskim, pa čak i univerzalnim izračunima.

Po prvi put je unificirana arhitektura korištena u video čipu igraća konzola Microsoft Xbox 360, ovaj GPU je razvio ATI (kasnije kupio AMD). I u video čipovima za osobnih računala na ploči su se pojavile unificirane shader jedinice NVIDIA GeForce 8800. I od tada, svi novi video čipovi temelje se na jedinstvenoj arhitekturi, koja ima univerzalni kod za različite shader programe (vrh, piksel, geometrija, itd.), a odgovarajući unificirani procesori mogu izvršiti bilo koji program.

Na temelju broja računalnih jedinica i njihove učestalosti možete usporediti matematičke performanse različitih video kartica. Većina igara sada je ograničena izvedbom shadera piksela, tako da je broj tih blokova vrlo važan. Na primjer, ako se jedan model video kartice temelji na GPU-u s 384 računalna procesora u svom sastavu, a drugi iz iste linije ima GPU sa 192 računalne jedinice, tada će pri istoj frekvenciji drugi biti dvostruko sporiji za obradu bilo kojeg vrstu shadera, i općenito će biti isti produktivniji.

Iako je nemoguće donijeti jednoznačne zaključke o performansama samo na temelju broja računalnih jedinica, potrebno je uzeti u obzir frekvenciju takta i različitu arhitekturu jedinica različitih generacija i proizvođača čipova. Samo na temelju ovih brojeva možete usporediti čipove samo unutar iste linije jednog proizvođača: AMD ili NVIDIA. U drugim slučajevima morate obratiti pozornost na testove performansi u igrama ili aplikacijama koje vas zanimaju.

Jedinice teksturiranja (TMU)

Ove GPU jedinice rade u sprezi s računalnim procesorima; odabiru i filtriraju teksturu i druge podatke potrebne za konstrukciju scene i izračune opće namjene. Broj jedinica teksture u video čipu određuje performanse teksture—to jest, brzinu dohvaćanja teksela iz tekstura.

Iako je u posljednje vrijeme veći naglasak stavljen na matematičke izračune, a neke se teksture zamjenjuju proceduralnim, opterećenje TMU blokova je još uvijek prilično veliko, budući da se osim glavnih tekstura, odabir mora izvršiti i iz normalnih mapa i mapa pomaka, kao i međuspremnike za renderiranje izvan zaslona.

Uzimajući u obzir naglasak mnogih igara, uključujući izvedbu jedinica za teksturiranje, možemo reći da su broj TMU jedinica i odgovarajuća visoka izvedba teksture također jedan od najvažnijih parametara za video čipove. Ovaj parametar ima poseban utjecaj na brzinu renderiranja slike kada se koristi anizotropno filtriranje, koje zahtijeva dodatne uzorke teksture, kao i sa složenim algoritmima meke sjene i novonastalim algoritmima kao što je Screen Space Ambient Occlusion.

Radne jedinice rasterizacije (ROP-ovi)

Jedinice za rasterizaciju provode operacije upisivanja piksela koje je izračunala video kartica u međuspremnike i operacije njihovog miješanja (blending). Kao što smo gore napomenuli, izvedba ROP blokova utječe na stopu punjenja i to je jedna od glavnih karakteristika video kartica svih vremena. I premda se njegova važnost u posljednje vrijeme također donekle smanjila, još uvijek postoje slučajevi u kojima performanse aplikacije ovise o brzini i broju ROP blokova. Najčešće je to zbog aktivne upotrebe filtara za naknadnu obradu i anti-aliasinga omogućenih na visokim postavkama igre.

Napomenimo još jednom da se moderni video čipovi ne mogu procijeniti samo prema broju različitih blokova i njihovoj frekvenciji. Svaka GPU serija koristi novu arhitekturu, u kojoj se izvršne jedinice jako razlikuju od starih, a omjer broja različitih jedinica može se razlikovati. Stoga AMD ROP blokovi u nekim rješenjima mogu obaviti više posla po ciklusu takta nego blokovi u njemu NVIDIA rješenja, i obrnuto. Isto se odnosi i na mogućnosti TMU teksturnih jedinica - one su različite u različitim generacijama GPU-a različitih proizvođača, i to se mora uzeti u obzir prilikom usporedbi.

Geometrijski blokovi

Sve donedavno broj jedinica za obradu geometrije nije bio osobito važan. Jedan blok na GPU-u bio je dovoljan za većinu zadataka, budući da je geometrija u igrama bila prilično jednostavna, a glavni fokus performansi bili su matematički izračuni. Važnost obrade paralelne geometrije i broja odgovarajućih blokova dramatično je porastao s dolaskom podrške za teselaciju geometrije u DirectX 11. NVIDIA je bila prva koja je paralelizirala obradu geometrijskih podataka kada se nekoliko odgovarajućih blokova pojavilo u njezinim čipovima obitelji GF1xx. Zatim je AMD izdao slično rješenje (samo u vrhunskim rješenjima linije Radeon HD 6700 baziranih na Cayman čipovima).

U ovom materijalu nećemo ulaziti u detalje; oni se mogu pročitati u osnovnim materijalima na našoj web stranici posvećenim grafičkim procesorima kompatibilnim s DirectX 11. Ono što nam je ovdje važno jest da broj jedinica za obradu geometrije ima ogroman utjecaj na ukupnu izvedbu u najnovijim igrama koje koriste teselaciju, kao što su Metro 2033, HAWX 2 i Crysis 2 (s najnovijim zakrpama). A pri odabiru moderne video kartice za igranje vrlo je važno obratiti pozornost na geometrijske performanse.

Veličina video memorije

Video čipovi koriste vlastitu memoriju za pohranjivanje potrebnih podataka: tekstura, vrhova, podataka međuspremnika, itd. Čini se da što je više, to bolje. Ali nije tako jednostavno, procjena snage video kartice na temelju količine video memorije najčešća je pogreška! Neiskusni korisnici najčešće precjenjuju vrijednost video memorije, pa je ipak koriste za usporedbu različitih modela video kartica. To je razumljivo - ovaj je parametar jedan od prvih koji je naveden na popisima karakteristika gotovih sustava, a također je napisan na kutijama video kartica velikim slovima. Stoga se neiskusnom kupcu čini da bi, budući da ima dvostruko više memorije, brzina takvog rješenja trebala biti dvostruko veća. Stvarnost se razlikuje od ovog mita po tome što sjećanje može biti različiti tipovi i karakteristika, a rast produktivnosti raste samo do određenog volumena, a nakon njegovog dostizanja jednostavno prestaje.

Dakle, u svakoj igri i uz određene postavke i scene igre postoji određena količina video memorije koja je dovoljna za sve podatke. Pa čak i ako tamo stavite 4 GB video memorije, neće biti razloga da ubrza renderiranje, brzina će biti ograničena izvršnim jedinicama o kojima smo govorili gore, a memorije će jednostavno biti dovoljno. Zbog toga u mnogim slučajevima video kartica s 1,5 GB video memorije radi istom brzinom kao i kartica s 3 GB (ako su sve ostale stvari jednake).

Postoje situacije u kojima više memorije dovodi do vidljivog povećanja performansi - to su vrlo zahtjevne igre, posebno na ultravisokim rezolucijama i maksimalnim postavkama kvalitete. Ali takvi se slučajevi ne događaju uvijek i potrebno je uzeti u obzir količinu memorije, ne zaboravljajući da se performanse jednostavno neće povećati iznad određene količine. Memorijski čipovi imaju više važni parametri, poput širine memorijske sabirnice i njene radne frekvencije. Ova je tema toliko opsežna da ćemo detaljnije govoriti o odabiru količine video memorije šesti dio naš materijal.

Širina memorijske sabirnice

Širina memorijske sabirnice je najvažnija karakteristika, što utječe na propusnost memorije (MBB). Veća širina omogućuje prijenos više informacija iz video memorije u GPU i natrag po jedinici vremena, što u većini slučajeva ima pozitivan učinak na performanse. Teoretski, 256-bitna sabirnica može prenijeti dvostruko više podataka po taktu od 128-bitne sabirnice. U praksi, razlika u brzini renderiranja, iako ne doseže dva puta, vrlo je blizu ove u mnogim slučajevima s naglaskom na propusnost video memorije.

Moderne grafičke kartice za igranje koriste različite širine sabirnice: od 64 do 384 bita (prije su postojali čipovi s 512-bitnom sabirnicom), ovisno o rasponu cijena i vremenu izdavanja specifični model GPU Za najjeftinije low-end video kartice najčešće se koriste 64 i rjeđe 128 bita, za srednju razinu od 128 do 256 bita, a video kartice iz višeg cjenovnog ranga koriste sabirnice širine od 256 do 384 bita. Širina sabirnice više ne može rasti samo zbog fizičkih ograničenja - veličina GPU-a je nedovoljna da primi više od 512-bitne sabirnice, a to je preskupo. Stoga se propusnost memorije sada povećava korištenjem novih vrsta memorije (vidi dolje).

Frekvencija video memorije

Još jedan parametar koji utječe na propusnost memorije je njezina frekvencija takta. A povećanje propusnosti često izravno utječe na performanse video kartice u 3D aplikacijama. Frekvencija memorijske sabirnice na modernim video karticama kreće se od 533 (1066, uzimajući u obzir udvostručenje) MHz do 1375 (5500, uzimajući u obzir učetverostrukost) MHz, odnosno može se razlikovati više od pet puta! Budući da propusnost ovisi i o frekvenciji memorije i širini njezine sabirnice, memorija s 256-bitnom sabirnicom koja radi na frekvenciji od 800 (3200) MHz imat će veću propusnost u usporedbi s memorijom koja radi na 1000 (4000) MHz sa 128 -bitna sabirnica.

Posebnu pozornost treba obratiti na parametre širine memorijske sabirnice, njenu vrstu i radnu frekvenciju pri kupnji relativno jeftinih video kartica, od kojih mnoge imaju samo 128-bitna ili čak 64-bitna sučelja, što ima izrazito negativan utjecaj na njihovu izvedbu . Općenito, ne preporučamo kupnju video kartice koja koristi 64-bitnu video memorijsku sabirnicu za računalo za igre. Preporučljivo je dati prednost barem srednjoj razini s najmanje 128- ili 192-bitnom sabirnicom.

Vrste memorije

Moderne video kartice opremljene su s nekoliko različitih vrsta memorije. Staru single-speed SDR memoriju više nećete naći nigdje, ali moderne vrste DDR i GDDR memorije imaju bitno drugačije karakteristike. Različite vrste DDR i GDDR vam omogućuju prijenos dva ili četiri puta više podataka na istoj taktnoj frekvenciji po jedinici vremena, pa se stoga radna frekvencija često udvostručuje ili učetverostručuje, pomnoži s 2 ili 4. Dakle, ako je navedena frekvencija od 1400 MHz za DDR memoriju, tada ta memorija radi na fizičkoj frekvenciji od 700 MHz, ali oni označavaju takozvanu “efektivnu” frekvenciju, odnosno onu na kojoj SDR memorija mora raditi kako bi osigurala istu propusnost. Ista stvar s GDDR5, ali je frekvencija čak četiri puta veća.

Glavna prednost novih vrsta memorije je mogućnost rada na višim brzinama takta, a time i povećanje propusnosti u usporedbi s prethodnim tehnologijama. To se postiže na račun povećanih latencija, koje, međutim, nisu toliko važne za video kartice. Prva ploča koja je koristila DDR2 memoriju bila je NVIDIA GeForce FX 5800 Ultra. Od tada je tehnologija grafičke memorije značajno napredovala, a razvijen je i GDDR3 standard, koji je blizak DDR2 specifikacijama, uz neke izmjene posebno za video kartice.

GDDR3 je memorija posebno dizajnirana za video kartice, s istim tehnologijama kao DDR2, ali s poboljšanom potrošnjom i karakteristikama rasipanja topline, što je omogućilo stvaranje čipova koji rade na višim taktovima. Unatoč činjenici da je standard razvio ATI, prva video kartica koja ga je koristila bila je druga modifikacija NVIDIA GeForce FX 5700 Ultra, a sljedeća je bila GeForce 6800 Ultra.

GDDR4 je daljnji razvoj "grafičke" memorije, radi gotovo dvostruko brže od GDDR3. Glavne razlike između GDDR4 i GDDR3, koje su značajne za korisnike, ponovno su povećane radne frekvencije i smanjena potrošnja energije. Tehnički, GDDR4 memorija se ne razlikuje mnogo od GDDR3; to je daljnji razvoj istih ideja. Prve video kartice s GDDR4 čipovima bile su ATI Radeon X1950 XTX, a NVIDIA uopće nije izdala proizvode temeljene na ovoj vrsti memorije. Prednosti novih memorijskih čipova u odnosu na GDDR3 su u tome što potrošnja energije modula može biti oko trećinu niža. To se postiže nižim naponom za GDDR4.

Međutim, GDDR4 nije široko korišten čak ni u AMD rješenjima. Počevši od obitelji GPU-a RV7x0, kontroleri memorije video kartice podržavaju novu vrstu GDDR5 memorije koja radi na efektivnoj četverostrukoj frekvenciji do 5,5 GHz i višoj (teoretski su moguće frekvencije do 7 GHz), što daje propusnost do do 176 GB/s korištenjem 256-bitnog sučelja. Ako je za povećanje propusnosti GDDR3/GDDR4 memorije bilo potrebno koristiti 512-bitnu sabirnicu, tada je prijelaz na korištenje GDDR5 omogućio udvostručenje performansi na manje veličine kristala i manje potrošnje energije.

Najsuvremenije vrste video memorije su GDDR3 i GDDR5, razlikuju se od DDR-a u nekim detaljima i također rade s dvostrukim/četverostrukim prijenosom podataka. Ove vrste memorije koriste neke posebne tehnologije za povećanje radne frekvencije. Tako GDDR2 memorija obično radi na višim frekvencijama u odnosu na DDR, GDDR3 na još višim frekvencijama, a GDDR5 trenutno pruža maksimalnu frekvenciju i propusnost. Ali jeftini modeli još uvijek su opremljeni "ne-grafičkom" DDR3 memorijom sa znatno nižom frekvencijom, pa morate pažljivije odabrati video karticu.