Število računalniških (senčilnih) enot ali procesorjev. Frekvenca enote shaderja za video kartice

Osnovne komponente video kartice:

izhodi;
vmesniki;
hladilni sistem;
GPU;
video pomnilnik.

Grafične tehnologije:

slovar;
Arhitektura GPU: značilnosti
enote oglišč/pikslov, senčniki, hitrost polnjenja, teksturne/rastrske enote, cevovodi;
Arhitektura GPU: tehnologija
tehnični proces, frekvenca GPE, lokalni video pomnilnik (volumen, vodilo, vrsta, frekvenca), rešitve z več video karticami;
vizualne funkcije
DirectX, visok dinamični razpon (HDR), celozaslonsko izravnavanje, filtriranje teksture, teksture visoke ločljivosti.

Slovarček osnovnih grafičnih pojmov

Hitrost osveževanja

Tako kot v kinu ali TV, vaš računalnik simulira gibanje na monitorju s prikazom zaporedja sličic. Hitrost osveževanja monitorja pove, kolikokrat na sekundo se bo slika na zaslonu posodobila. Na primer, frekvenca 75 Hz ustreza 75 posodobitvam na sekundo.

Če računalnik obdeluje sličice hitreje, kot jih lahko prikaže monitor, lahko pride do težav v igrah. Na primer, če računalnik upodablja 100 sličic na sekundo in je frekvenca osveževanja monitorja 75 Hz, potem lahko monitor zaradi prekrivanja med časom osveževanja prikaže le del slike. Posledično se pojavijo vizualni artefakti.

Kot rešitev lahko omogočite V-Sync (navpična sinhronizacija). Omejuje število sličic, ki jih lahko računalnik prikaže na hitrost osveževanja monitorja, in preprečuje artefakte. Če omogočite V-Sync, število sličic, izračunanih v igri, ne bo nikoli preseglo hitrosti osveževanja. To pomeni, da pri 75 Hz računalnik ne odda več kot 75 sličic na sekundo.

Pixel

Beseda "Pixel" pomeni " pic ture el ement" - slikovni element. Je drobna pikica na zaslonu, ki lahko sveti v določeni barvi (največkrat se odtenek prikaže s kombinacijo treh osnovnih barv: rdeče, zelene in modre). Če je ločljivost zaslona 1024x768, potem lahko vidite matriko 1024 slikovnih pik v širino in 768 slikovnih pik v višino. Vse slikovne pike skupaj sestavljajo sliko. Slika na zaslonu se posodobi od 60-krat do 120-krat na sekundo, odvisno od vrste zaslona in izhodnih podatkov iz video kartice. Monitorji CRT osvežujejo prikaz vrstico za vrstico, medtem ko lahko LCD monitorji z ravnim zaslonom osvežijo vsako slikovno piko posebej.

Vertex

Vsi objekti v 3D sceni so sestavljeni iz oglišč. Oglišče je točka v tridimenzionalnem prostoru s koordinatami X, Y in Z. Več oglišč lahko združimo v mnogokotnik: največkrat je to trikotnik, možne pa so tudi bolj zapletene oblike. Nato se na mnogokotnik uporabi tekstura, zaradi česar je predmet videti realističen. 3D kocka, prikazana na zgornji ilustraciji, je sestavljena iz osmih oglišč. Kompleksnejši objekti imajo ukrivljene površine, ki so dejansko sestavljene iz zelo velikega števila vozlišč.

Tekstura

Tekstura je preprosto 2D slika poljubne velikosti, ki je preslikana na 3D predmet, da simulira njegovo površino. Na primer, naša 3D kocka je sestavljena iz osmih oglišč. Pred nanosom teksture je videti kot preprosta škatla. Ko pa nanesemo teksturo, se škatla obarva.

Shader

Programi za senčenje slikovnih pik omogočajo grafični kartici ustvarjanje impresivnih učinkov, kot je na primer ta voda Elder Scrolls: Pozaba.

Danes obstajata dve vrsti senčil: vertex in pixel. Programi Vertex shader lahko spreminjajo ali preoblikujejo 3D-predmete. Programi za senčenje slikovnih pik omogočajo spreminjanje barv slikovnih pik na podlagi nekaterih podatkov. Predstavljajte si vir svetlobe v 3D-prizoru, ki povzroči, da osvetljeni predmeti zasijejo močneje, hkrati pa povzroči sence na druge predmete. Vse to dosežemo s spreminjanjem barvnih informacij slikovnih pik.

Pixel shaderji se uporabljajo za ustvarjanje kompleksnih učinkov v vaših najljubših igrah. Na primer, s kodo senčila lahko piksli, ki obkrožajo 3D meč, svetijo svetlejše. Drugi senčnik lahko obdela vsa oglišča kompleksnega 3D predmeta in simulira eksplozijo. Razvijalci iger se pri ustvarjanju vse pogosteje obračajo na zapletene programe za senčenje realistična grafika. Skoraj vsaka sodobna igra z bogato grafiko uporablja senčnike.

Z izdajo naslednjega aplikacijskega programskega vmesnika (API), Microsoft DirectX 10, bo izdana tretja vrsta senčil, imenovana geometrijski senčniki. Z njihovo pomočjo bo mogoče predmete razbijati, spreminjati in celo uničevati, odvisno od želenega rezultata. Tretjo vrsto senčil lahko programiramo popolnoma enako kot prva dva, le da bo njena vloga drugačna.

Hitrost polnjenja

Zelo pogosto na škatli z video kartico najdete vrednost stopnje polnjenja. V bistvu stopnja polnjenja označuje, kako hitro lahko GPE oddaja slikovne pike. Starejše grafične kartice so imele trikotno stopnjo polnjenja. Toda danes obstajata dve vrsti stopenj polnjenja: stopnja polnjenja slikovnih pik in stopnja polnjenja teksture. Kot že omenjeno, stopnja polnjenja slikovnih pik ustreza hitrosti izpisa slikovnih pik. Izračuna se kot število rastrskih operacij (ROP), pomnoženo s frekvenco ure.

ATi in nVidia različno izračunata stopnjo polnjenja teksture. Nvidia meni, da je hitrost dosežena z množenjem števila cevovodov slikovnih pik s frekvenco ure. In ATi pomnoži število teksturnih enot s taktom. Načeloma sta obe metodi pravilni, saj nVidia uporablja eno teksturno enoto na enoto senčila pikslov (to je eno na cevovod pikslov).

S temi definicijami v mislih pojdimo naprej in razpravljajmo o najpomembnejših funkcijah grafičnega procesorja, kaj počnejo in zakaj so tako pomembne.

Arhitektura GPE: funkcije

Realističnost 3D grafike je močno odvisna od zmogljivosti video kartice. Več blokov senčil slikovnih pik vsebuje procesor in višja kot je frekvenca, več učinkov je mogoče uporabiti za 3D-sceno za izboljšanje njene vizualne percepcije.

GPE vsebuje veliko različnih funkcijskih blokov. Po številu nekaterih komponent lahko ocenite, kako močna je GPU. Preden nadaljujemo, si oglejmo najpomembnejše funkcionalne bloke.

Vertex procesorji (enote vertex shader)

Tako kot enote za senčenje slikovnih pik tudi procesorji oglišč izvajajo kodo senčil, ki se dotika oglišč. Ker večji proračun za vozlišča omogoča ustvarjanje kompleksnejših 3D objektov, je zmogljivost procesorjev za vozlišča zelo pomembna v 3D prizorih z kompleksne predmete ali z velikim številom le-teh. Vendar enote vertex shader še vedno nimajo tako očitnega vpliva na zmogljivost kot procesorji slikovnih pik.

Pixel procesorji (pixel shader enote)

Procesor slikovnih pik je komponenta grafičnega čipa, ki je namenjen obdelavi programov za senčenje slikovnih pik. Ti procesorji izvajajo izračune, ki zadevajo samo slikovne pike. Ker piksli vsebujejo barvne informacije, vam senčniki pikslov omogočajo doseganje impresivnih grafičnih učinkov. Na primer, večina vodnih učinkov, ki jih vidite v igrah, je ustvarjenih z uporabo senčil slikovnih pik. Običajno se število slikovnih procesorjev uporablja za primerjavo zmogljivosti slikovnih pik video kartic. Če ima ena kartica osem enot za senčenje slikovnih pik, druga pa 16 enot, potem je logično domnevati, da bo video kartica s 16 enotami hitrejša pri obdelavi kompleksnih programov za senčenje slikovnih pik. Upoštevati je treba tudi takt, vendar je danes podvojitev števila slikovnih procesorjev energetsko učinkovitejša od podvojitve frekvence grafičnega čipa.

Poenoteni senčniki

Poenoteni senčniki še niso prispeli v svet osebnih računalnikov, vendar prihajajoči standard DirectX 10 temelji na podobni arhitekturi. To pomeni, da bo struktura kode programov za vozlišča, geometrijo in slikovne pike enaka, čeprav bodo senčniki opravljali drugačno delo. Novo specifikacijo je mogoče videti v Xbox 360, kjer je grafični procesor posebej oblikoval ATi za Microsoft. Zelo zanimivo bo videti, kakšen potencial prinaša novi DirectX 10.

Enote za preslikavo teksture (TMU)

Teksture je treba izbrati in filtrirati. To delo opravljajo enote za preslikavo teksture, ki delujejo v povezavi z enotami za senčenje slikovnih pik in vozlišč. Naloga TMU je uporaba teksturnih operacij za slikovne pike. Število teksturnih enot v GPE se pogosto uporablja za primerjavo teksturne zmogljivosti video kartic. Razumno je domnevati, da bo grafična kartica z več TMU zagotovila boljšo zmogljivost teksture.

Raster Operator Units (ROP)

Raster procesorji so odgovorni za zapisovanje slikovnih pik v pomnilnik. Hitrost, s katero se izvaja ta operacija, je stopnja polnjenja. V zgodnjih dneh 3D pospeševalnikov sta bili ROP in hitrost polnjenja zelo pomembni značilnosti video kartic. Danes je delo ROP še vedno pomembno, vendar zmogljivost video kartice ni več omejena s temi bloki, kot je bila nekoč. Zato se zmogljivost (in število) ROP-jev redko uporablja za oceno hitrosti video kartice.

Transporterji

Cevovodi se uporabljajo za opis arhitekture video kartic in dajejo zelo jasno predstavo o zmogljivosti GPE.

Transportnega traku ni mogoče šteti za strog tehnični izraz. GPU uporablja različne cevovode, ki opravljajo različne funkcije. V preteklosti je cevovod pomenil procesor slikovnih pik, ki je bil povezan z enoto za preslikavo teksture (TMU). Na primer, grafična kartica Radeon 9700 uporablja osem slikovnih procesorjev, od katerih je vsak povezan s svojim TMU, zato velja, da ima kartica osem cevovodov.

Ampak sodobni procesorji Zelo težko ga je opisati s številom transporterjev. V primerjavi s prejšnjimi zasnovami novi procesorji uporabljajo modularno, razdrobljeno strukturo. Za inovatorja na tem področju lahko štejemo ATi, ki je z linijo grafičnih kartic X1000 prešel na modularno strukturo, kar je omogočilo doseganje povečanja zmogljivosti z notranjo optimizacijo. Nekateri bloki CPE se uporabljajo bolj kot drugi in za izboljšanje zmogljivosti GPU je ATi poskušal najti kompromis med številom potrebnih blokov in površino matrice (ki je ni mogoče zelo povečati). V tej arhitekturi je izraz "pixel pipeline" že izgubil svoj pomen, saj procesorji pixel niso več povezani s svojimi TMU-ji. Na primer, GPU ATi Radeon X1600 ima 12 enot za senčenje slikovnih pik in samo štiri enote za preslikavo teksture TMU. Zato je nemogoče reči, da ima arhitektura tega procesorja 12 slikovnih cevovodov, tako kot ni mogoče reči, da so samo štirje. Vendar se po tradiciji še vedno omenjajo cevovodi slikovnih pik.

Ob upoštevanju zgornjih predpostavk se število cevovodov slikovnih pik v GPU pogosto uporablja za primerjavo video kartic (z izjemo linije ATi X1x00). Na primer, če vzamete video kartice s 24 in 16 cevovodi, potem je povsem razumno domnevati, da bo kartica s 24 cevovodi hitrejša.

Arhitektura GPU: Tehnologija

Tehnični proces

Ta izraz se nanaša na velikost enega elementa (tranzistorja) čipa in natančnost proizvodnega procesa. Izboljšave tehničnih procesov omogočajo pridobivanje elementov manjših dimenzij. Na primer, 0,18-mikronski postopek proizvaja večje značilnosti kot 0,13-mikronski postopek, zato ni tako učinkovit. Manjši tranzistorji delujejo pri nižji napetosti. Po drugi strani pa zmanjšanje napetosti vodi do zmanjšanja toplotnega upora, kar ima za posledico zmanjšanje količine proizvedene toplote. Izboljšave v tehničnem procesu omogočajo zmanjšanje razdalje med funkcionalnimi bloki čipa, prenos podatkov pa traja manj časa. Krajše razdalje, nižje napetosti in druge izboljšave omogočajo doseganje višjih taktov.

Razumevanje nekoliko otežuje dejstvo, da se danes za označevanje tehničnega procesa uporabljajo mikrometri (μm) in nanometri (nm). Pravzaprav je vse zelo preprosto: 1 nanometer je enak 0,001 mikrometra, torej sta 0,09-μm in 90-nm procesa ista stvar. Kot je navedeno zgoraj, manjša procesna tehnologija omogoča višje takte. Na primer, če primerjamo grafične kartice s čipi 0,18 mikrona in 0,09 mikrona (90 nm), potem je povsem razumno pričakovati višjo frekvenco od kartice 90 nm.

Takt GPU

Takt GPU se meri v megahercih (MHz), kar je milijon taktov na sekundo.

Hitrost ure neposredno vpliva na zmogljivost GPE. Višje kot je, tem več dela lahko dokončate v sekundi. Za prvi primer vzemimo grafični kartici nVidia GeForce 6600 in 6600 GT: grafični procesor 6600 GT deluje pri 500 MHz in običajna kartica 6600 - pri 400 MHz. Ker sta procesorja tehnično enaka, ima 20-odstotno povečanje takta 6600 GT večjo zmogljivost.

Toda takt ni vse. Ne pozabite, da na zmogljivost močno vpliva arhitektura. Za drugi primer vzemimo grafični kartici GeForce 6600 GT in GeForce 6800 GT. GPU 6600 GT deluje pri 500 MHz, 6800 GT pa deluje pri samo 350 MHz. Zdaj pa upoštevajmo, da 6800 GT uporablja cevovode s 16 slikovnimi pikami, medtem ko jih 6600 GT uporablja le osem. Zato bo 6800 GT s 16 cevovodi pri 350 MHz zagotavljal približno enako zmogljivost kot procesor z osmimi cevovodi in dvojno hitrostjo (700 MHz). Glede na to lahko hitrost ure enostavno uporabite za primerjavo zmogljivosti.

Lokalni video pomnilnik

Pomnilnik video kartice močno vpliva na zmogljivost. Ampak različne parametre spomin je prizadet na različne načine.

Velikost video pomnilnika

Količina video pomnilnika se verjetno lahko imenuje najbolj precenjen parameter video kartice. Neizkušeni uporabniki pogosto uporabljajo zmogljivost video pomnilnika za medsebojno primerjavo različnih kartic, toda v resnici ima zmogljivost malo vpliva na zmogljivost v primerjavi s parametri, kot sta frekvenca pomnilniškega vodila in vmesnik (širina vodila).

V večini primerov bo kartica s 128 MB video pomnilnika delovala skoraj enako kot kartica z 256 MB. Seveda obstajajo situacije, ko bo več pomnilnika izboljšalo zmogljivost, vendar ne pozabite, da več pomnilnika ne bo samodejno povzročilo hitrejših hitrosti igranja.

Kjer je lahko glasnost uporabna, so igre s teksturami visoke ločljivosti. Razvijalci iger ponujajo več sklopov tekstur za igro. In več pomnilnika kot je na grafični kartici, višjo ločljivost imajo lahko naložene teksture. Teksture visoke ločljivosti zagotavljajo več visoka ločljivost in podrobnosti v igri. Zato je povsem razumno vzeti kartico z veliko količino pomnilnika, če vsi drugi kriteriji ustrezajo. Naj vas še enkrat spomnimo, da širina pomnilniškega vodila in njegova frekvenca veliko močneje vplivata na zmogljivost kot količina fizičnega pomnilnika na kartici.

Širina pomnilniškega vodila

Širina pomnilniškega vodila je eden najpomembnejših vidikov zmogljivosti pomnilnika. Sodobna vodila so široka od 64 do 256 bitov, v nekaterih primerih celo 512 bitov. Širše kot je pomnilniško vodilo, več informacij lahko prenese na takt. In to neposredno vpliva na produktivnost. Na primer, če vzamete dve vodili z enakimi frekvencami, bo teoretično 128-bitno vodilo preneslo dvakrat več podatkov na takt kot 64-bitno vodilo. In 256-bitno vodilo je dvakrat večje.

Večja pasovna širina vodila (izražena v bitih ali bajtih na sekundo, 1 bajt = 8 bitov) zagotavlja večjo zmogljivost pomnilnika. Zato je pomnilniško vodilo veliko pomembnejše od njegove velikosti. Pri enakih frekvencah 64-bitno pomnilniško vodilo deluje s hitrostjo le 25% 256-bitnega!

Vzemimo naslednji primer. Grafična kartica s 128 MB video pomnilnika, vendar z 256-bitnim vodilom, zagotavlja veliko večjo zmogljivost pomnilnika kot model s 512 MB s 64-bitnim vodilom. Pomembno je omeniti, da pri nekaterih karticah iz linije ATi X1x00 proizvajalci navedejo specifikacije notranjega pomnilniškega vodila, nas pa zanimajo parametri zunanjega vodila. Na primer, X1600 ima notranje obročno vodilo, ki je široko 256 bitov, zunanje pa le 128 bitov. In v resnici pomnilniško vodilo deluje pri 128-bitni zmogljivosti.

Vrste pomnilnika

Pomnilnik lahko razdelimo v dve glavni kategoriji: SDR (enojni prenos podatkov) in DDR (dvojni prenos podatkov), pri katerih se podatki prenašajo dvakrat hitreje na takt. Danes je tehnologija SDR z enim prenosom zastarela. Od DDR pomnilnik podatki se prenašajo dvakrat hitreje kot SDR; pomembno je vedeti, da grafične kartice z DDR pomnilnikom največkrat označujejo dvojno frekvenco, ne fizične. Na primer, če je pomnilnik DDR določen na 1000 MHz, potem je to efektivna frekvenca, pri kateri naj deluje normalen spomin SDR za enako prepustnost. Toda v resnici je fizična frekvenca 500 MHz.

Zaradi tega so mnogi presenečeni, ko je za pomnilnik njihove grafične kartice navedena frekvenca 1200 MHz DDR, pripomočki pa poročajo o 600 MHz. Torej se boste morali navaditi. Pomnilnik DDR2 in GDDR3/GDDR4 deluje po enakem principu, torej z dvojnim prenosom podatkov. Razlika med pomnilniki DDR, DDR2, GDDR3 in GDDR4 je v proizvodni tehnologiji in nekaterih podrobnostih. DDR2 lahko deluje pri višjih frekvencah kot pomnilnik DDR, DDR3 pa lahko deluje pri še višjih frekvencah kot DDR2.

Frekvenca pomnilniškega vodila

Tako kot procesor tudi pomnilnik (ali natančneje pomnilniško vodilo) deluje na določenih hitrosti ure, merjeno v megahercih. Tukaj povečanje takta neposredno vpliva na zmogljivost pomnilnika. In frekvenca pomnilniškega vodila je eden od parametrov, ki se uporablja za primerjavo zmogljivosti video kartic. Na primer, če so vse druge lastnosti (širina pomnilniškega vodila itd.) enake, je povsem logično trditi, da je grafična kartica s pomnilnikom 700 MHz hitrejša od kartice s pomnilnikom 500 MHz.

Še enkrat, takt ni vse. Pomnilnik 700 MHz s 64-bitnim vodilom bo počasnejši od pomnilnika 400 MHz s 128-bitnim vodilom. Zmogljivost 400 MHz pomnilnika na 128-bitnem vodilu je približno enakovredna 800 MHz pomnilniku na 64-bitnem vodilu. Ne pozabite tudi, da sta frekvenci GPU in pomnilnika popolnoma različna parametra in se običajno razlikujeta.

Vmesnik video kartice

Vsi podatki, ki se prenašajo med video kartico in procesorjem, gredo skozi vmesnik video kartice. Danes se za video kartice uporabljajo tri vrste vmesnikov: PCI, AGP in PCI Express. Razlikujejo se po pasovni širini in drugih značilnostih. Jasno je, da večja kot je prepustnost, večja je hitrost izmenjave. Visoko pasovno širino pa lahko uporabljajo le najsodobnejše kartice, pa še to le delno. V nekem trenutku hitrost vmesnika ni več bila ozko grlo, danes preprosto zadostuje.

Najpočasnejše vodilo, za katerega so bile izdelane video kartice, je PCI (Peripheral Components Interconnect). Brez spuščanja v zgodovino, seveda. PCI je res poslabšal zmogljivost grafičnih kartic, zato so prešli na vmesnik AGP (Accelerated Graphics Port). Toda tudi specifikaciji AGP 1.0 in 2x sta omejili zmogljivost. Ko je standard povečal hitrost na raven AGP 4x, smo se začeli približevati praktični meji pasovne širine, ki jo zmorejo video kartice. Specifikacija AGP 8x je ponovno podvojila prepustnost v primerjavi z AGP 4x (2,16 GB/s), vendar opaznega povečanja ni bilo grafična zmogljivostše nismo prejeli.

Najnovejše in najhitrejše vodilo je PCI Express. Nove grafične kartice običajno uporabljajo vmesnik PCI Express x16, ki združuje 16 pasov PCI Express za skupno prepustnost 4 GB/s (v eno smer). To je dvakrat večja prepustnost kot AGP 8x. Vodilo PCI Express zagotavlja omenjeno pasovno širino v obe smeri (prenos podatkov na in iz video kartice). Toda hitrost standarda AGP 8x je bila že zadostna, tako da še nismo naleteli na situacijo, ko bi prehod na PCI Express povečal zmogljivost v primerjavi z AGP 8x (če so ostali parametri strojne opreme enaki). Na primer, različica AGP GeForce 6800 Ultra bo delovala enako kot 6800 Ultra za PCI Express.

Danes je najbolje kupiti kartico z vmesnikom PCI Express, ki bo na trgu ostala še nekaj let. Najmočnejše kartice se ne proizvajajo več z vmesnikom AGP 8x, rešitve PCI Express pa je praviloma lažje najti kot analoge AGP in so cenejše.

Rešitve na več video karticah

Uporaba več video kartic za povečanje grafične zmogljivosti ni nova ideja. V zgodnjih dneh 3D grafike je 3dfx vstopil na trg z dvema vzporedno delujočima grafičnima karticama. Toda z izginotjem 3dfx je bila tehnologija za skupno delovanje več uporabniških grafičnih kartic predana pozabi, čeprav je ATI izdal podobni sistemi za profesionalne simulatorje od izdaje Radeon 9700. Pred nekaj leti se je tehnologija vrnila na trg: s prihodom rešitev nVidia SLI in malo kasneje ATi Crossfire.

Skupna raba več video kartic zagotavlja dovolj zmogljivosti za izvajanje igre pri nastavitvah visoke kakovosti. visoka ločljivost. Toda izbira ene ali druge rešitve ni tako preprosta.

Začnimo z dejstvom, da rešitve, ki temeljijo na več video karticah, zahtevajo veliko energije, zato mora biti napajalnik dovolj zmogljiv. Vso to toploto bo treba odstraniti iz video kartice, zato morate biti pozorni na ohišje računalnika in hlajenje, da se sistem ne pregreje.

Ne pozabite tudi, da SLI/CrossFire zahteva ustrezno matično ploščo (bodisi za eno ali drugo tehnologijo), ki običajno stane več kot standardni modeli. konfiguracija nVidia SLI bo deloval samo na določenih ploščah nForce4, kartice ATi CrossFire pa samo na matične plošče z naborom čipov CrossFire ali pri nekaterih modelih Intel. Da bi stvari zapletli, nekatere konfiguracije CrossFire zahtevajo, da je ena od kartic posebna: CrossFire Edition. Po izdaji CrossFire je ATi za nekatere modele grafičnih kartic omogočil vključitev tehnologije sodelovanja prek vodila PCI Express, z izdajo novih različic gonilnikov pa se število možnih kombinacij povečuje. Kljub temu strojna oprema CrossFire z ustrezno kartico CrossFire Edition zagotavlja večjo zmogljivost. Toda kartice CrossFire Edition so tudi dražje od navadnih modelov. Vklopljeno ta trenutek Programski način CrossFire (brez kartice CrossFire Edition) lahko omogočite na grafičnih karticah Radeon X1300, X1600 in X1800 GTO.

Upoštevati je treba tudi druge dejavnike. Čeprav dve grafični kartici, ki delujeta skupaj, zagotavljata povečanje zmogljivosti, še zdaleč ni dvojno. Vendar boste plačali dvakrat več denarja. Najpogosteje je povečanje produktivnosti 20-60%. In v nekaterih primerih zaradi dodatnih računskih stroškov za ujemanje sploh ni povečanja. Iz tega razloga se konfiguracije z več karticami verjetno ne bodo izplačale pri cenejših modelih, saj bo dražja grafična kartica običajno vedno prekašala nekaj cenejših kartic. Na splošno za večino potrošnikov nakup rešitve SLI/CrossFire ni smiseln. Če pa želite omogočiti vse možnosti za izboljšanje kakovosti ali igrati v ekstremnih ločljivostih, na primer 2560x1600, ko morate izračunati več kot 4 milijone slikovnih pik na okvir, potem ne morete brez dveh ali štirih parnih video kartic.

Vizualne značilnosti

Poleg čisto strojnih specifikacij, različne generacije in modeli GPU se lahko razlikujejo po naboru funkcij. Na primer, pogosto se govori, da so kartice generacije ATi Radeon X800 XT združljive s Shader Model 2.0b (SM), medtem ko je nVidia GeForce 6800 Ultra združljiva s SM 3.0, čeprav so njune specifikacije strojne opreme blizu druga drugi (16 cevovodov). ). Zato se mnogi potrošniki odločijo za eno ali drugo rešitev, ne da bi sploh vedeli, kaj razlika pomeni.

Različice modela Microsoft DirectX in Shader

Ta imena se najpogosteje uporabljajo v sporih, vendar malo ljudi ve, kaj v resnici pomenijo. Da bi razumeli, začnimo z zgodovino grafičnih API-jev. DirectX in OpenGL sta grafična API-ja, to je vmesnik za programiranje aplikacij – standarda odprte kode, ki sta na voljo vsem.

Pred pojavom grafičnih API-jev je vsak proizvajalec grafičnih procesorjev uporabljal svoj mehanizem za komunikacijo z igrami. Razvijalci so morali napisati ločeno kodo za vsako GPU, ki so jo želeli podpirati. Zelo drag in neučinkovit pristop. Za rešitev te težave so bili razviti API-ji za 3D-grafiko, tako da razvijalci pišejo kodo za določen API in ne za določeno video kartico. Po tem so težave z združljivostjo padle na ramena proizvajalcev video kartic, ki so morali zagotoviti, da bodo gonilniki združljivi z API-jem.

Edina težava ostaja, da se danes uporabljata dva različna API-ja, in sicer Microsoft DirectX in OpenGL, kjer GL pomeni grafično knjižnico. Ker je DirectX API danes bolj priljubljen v igrah, se bomo osredotočili nanj. In ta standard je imel močnejši vpliv na razvoj iger.

DirectX je ustvarjanje Microsofta. Pravzaprav DirectX vključuje več API-jev, od katerih se samo eden uporablja za 3D-grafiko. DirectX vključuje API-je za zvok, glasbo, vhodne naprave itd. Direct3D API je odgovoren za 3D grafiko v DirectX. Ko govorijo o grafičnih karticah, to mislijo, zato sta v tem pogledu koncepta DirectX in Direct3D zamenljiva.

DirectX se redno posodablja, ko grafična tehnologija napreduje in razvijalci iger uvajajo nove tehnike programiranja iger. Ko je DirectX hitro postajal priljubljen, so proizvajalci grafičnih procesorjev začeli prilagajati nove izdaje izdelkov, da bi se prilagodili zmogljivostim DirectX. Zaradi tega so grafične kartice pogosto vezane na strojno podporo za eno ali drugo generacijo DirectX (DirectX 8, 9.0 ali 9.0c).

Da se stvari zapletejo, se lahko deli API-ja Direct3D sčasoma spremenijo, ne da bi spremenili generacije DirectX. Na primer, specifikacija DirectX 9.0 določa podporo za Pixel Shader 2.0. Ampak Posodobitev DirectX 9.0c vključuje Pixel Shader 3.0. Torej, čeprav so kartice razreda DirectX 9, lahko podpirajo različne nabore funkcij. Na primer, Radeon 9700 podpira Shader Model 2.0, Radeon X1800 pa podpira Shader Model 3.0, čeprav lahko obe kartici uvrstimo v generacijo DirectX 9.

Ne pozabite, da pri ustvarjanju novih iger razvijalci upoštevajo lastnike starih strojev in video kartic, saj bo stopnja prodaje nižja, če zanemarite ta segment uporabnikov. Iz tega razloga je v igre vgrajenih več kodnih poti. Igra DirectX 9 ima zaradi združljivosti verjetno pot DirectX 8 in celo pot DirectX 7. Običajno, če je izbrana stara pot, nekateri virtualni učinki, ki so prisotni na novih video karticah, izginejo iz igre. Ampak naprej vsaj, lahko igrate tudi na stari strojni opremi.

Številne nove igre zahtevajo namestitev najnovejše različice DirectX, tudi če je video kartica prejšnje generacije. To pomeni, da bo nova igra, ki bo uporabljala pot DirectX 8, še vedno zahtevala namestitev najnovejše različice DirectX 9 za grafično kartico razreda DirectX 8.

Kakšne so razlike med različne različice Direct3D API v DirectX? Zgodnje različice DirectX - 3, 5, 6 in 7 - so bile razmeroma preproste glede zmogljivosti Direct3D API. Razvijalci so lahko izbrali vizualne učinke s seznama in nato preizkusili, kako delujejo v igri. Naslednji večji korak v grafičnem programiranju je bil DirectX 8. Predstavil je možnost programiranja grafične kartice z uporabo senčil, tako da so imeli razvijalci prvič svobodo programiranja učinkov, kot so jih potrebovali. DirectX 8 podpira različice Pixel Shader 1.0 do 1.3 in Vertex Shader 1.0. DirectX 8.1, posodobljena različica DirectX 8, je prejela Pixel Shader 1.4 in Vertex Shader 1.1.

V DirectX 9 lahko ustvarite še bolj zapletene programe za senčenje. DirectX 9 podpira Pixel Shader 2.0 in Vertex Shader 2.0. DirectX 9c, posodobljena različica DirectX 9, je vključevala specifikacijo Pixel Shader 3.0.

DirectX 10, prihajajoča različica API-ja, bo spremljala novo Različica sistema Windows Vista. Ne morete namestiti DirectX 10 v sistem Windows XP.

HDR osvetlitev in OpenEXR HDR

HDR pomeni "visok dinamični razpon". Igra z osvetlitvijo HDR lahko ustvari veliko bolj realistično sliko kot igra brez nje in vse grafične kartice ne podpirajo osvetlitve HDR.

Pred pojavom grafičnih kartic DirectX 9 so bili grafični procesorji močno omejeni z natančnostjo svojih izračunov osvetlitve. Do sedaj je bilo mogoče osvetlitev izračunati samo z 256 (8 bitov) notranjimi nivoji.

Ko so se pojavile grafične kartice DirectX 9, so bile sposobne ustvariti osvetlitev z visoko natančnostjo - polnih 24 bitov ali 16,7 milijona ravni.

S 16,7 milijona stopnjami in naslednjim korakom v zmogljivosti grafičnih kartic DirectX 9/Shader Model 2.0 je osvetlitev HDR postala mogoča na računalnikih. To je precej zapletena tehnologija in jo morate gledati v dinamiki. Če govorimo s preprostimi besedami, potem osvetlitev HDR poveča kontrast (temni odtenki so videti temnejši, svetli odtenki svetlejši), hkrati pa poveča količino podrobnosti osvetlitve v temnih in svetlih območjih. Igra s HDR osvetlitvijo se zdi bolj živahna in realistična kot brez nje.

Grafični procesorji, skladni z najnovejšo specifikacijo Pixel Shader 3.0, omogočajo 32-bitne natančnejše izračune osvetlitve in mešanje s plavajočo vejico. Tako lahko grafične kartice razreda SM 3.0 podpirajo posebno metodo osvetlitve OpenEXR HDR, posebej zasnovano za filmsko industrijo.

Nekatere igre, ki podpirajo samo osvetlitev OpenEXR HDR, ne bodo delovale z osvetlitvijo HDR na grafičnih karticah Shader Model 2.0. Vendar bodo igre, ki se ne zanašajo na metodo OpenEXR, delovale na kateri koli grafični kartici DirectX 9. Oblivion na primer uporablja metodo OpenEXR HDR in dovoljuje samo osvetlitev HDR na najnovejših grafičnih karticah, ki podpirajo specifikacijo Shader Model 3.0. Na primer, nVidia GeForce 6800 ali ATi Radeon X1800. Igre, ki uporabljajo 3D-motor Half-Life 2, vključno s Counter-Strike: Source in prihajajočim Half-Life 2: Aftermath, omogočajo omogočanje upodabljanja HDR na starejših grafičnih karticah DirectX 9, ki podpirajo samo Pixel Shader 2.0. Primeri vključujejo linijo GeForce 5 ali ATi Radeon 9500.

Na koncu ne pozabite, da vse oblike upodabljanja HDR zahtevajo resno računalniška moč in lahko spravi na kolena celo najmočnejše grafične procesorje. Če hočeš igrati najnovejše igre Z osvetlitvijo HDR ne morete brez visoko zmogljive grafike.

Celozaslonski anti-aliasing

Celozaslonsko izravnavanje (na kratko AA) vam omogoča, da odpravite značilne "lestve" na mejah poligonov. Vendar je treba upoštevati, da celozaslonski anti-aliasing porabi veliko računalniških virov, kar vodi do padca hitrosti sličic.

Anti-aliasing je zelo odvisen od zmogljivosti video pomnilnika, zato bo hitra video kartica s hitrim pomnilnikom lahko izračunala celozaslonsko izravnavanje z manjšim vplivom na zmogljivost kot poceni video kartica. Antialiasing je mogoče omogočiti v različnih načinih. Na primer, 4x antialiasing bo ustvaril boljšo sliko kot 2x antialiasing, vendar bo velik udarec za zmogljivost. Medtem ko 2x antialiasing podvoji vodoravno in navpično ločljivost, jo 4x način početveri.

Filtriranje teksture

Teksture se uporabljajo za vse 3D-predmete v igri in večji kot je kot prikazane površine, bolj popačena bo videti tekstura. Za odpravo tega učinka GPE uporabljajo filtriranje teksture.

Prva metoda filtriranja se je imenovala bilinearna in je proizvedla značilne črte, ki niso bile preveč prijetne za oko. Stanje se je izboljšalo z uvedbo trilinearnega filtriranja. Obe možnosti delujeta na sodobnih grafičnih karticah tako rekoč brez zmanjšanja zmogljivosti.

Danes največ najboljši način Filtriranje teksture je anizotropno filtriranje (AF). Tako kot celozaslonsko izravnavanje lahko tudi anizotropno filtriranje omogočite na različnih ravneh. Na primer, 8x AF daje več visoka kvaliteta filtriranje kot 4x AF. Tako kot celozaslonsko izravnavanje zahteva anizotropno filtriranje določeno količino procesorske moči, ki se poveča, ko se poveča raven samodejnega ostrenja.

Teksture visoke ločljivosti

Vse 3D igre so ustvarjene z upoštevanjem posebnih specifikacij in ena od teh zahtev določa teksturni pomnilnik, ki ga igra potrebuje. Vse potrebne teksture se morajo med igro prilegati pomnilniku video kartice, sicer bo zmogljivost znatno padla, saj dostop do teksture v Oven povzroči precejšnjo zamudo, da ne omenjam ostranjevalne datoteke na trdem disku. Torej, če razvijalec iger računa na 128 MB video pomnilnika kot minimalna zahteva, potem nabor aktivnih tekstur ne sme v nobenem trenutku preseči 128 MB.

Sodobne igre imajo več sklopov tekstur, tako da bo igra brez težav delovala tako na starejših video karticah z manj video pomnilnika kot tudi na novih karticah z več video pomnilnika. Na primer, igra lahko vsebuje tri sklope tekstur: za 128 MB, 256 MB in 512 MB. Danes je zelo malo iger, ki podpirajo 512 MB video pomnilnika, a so še vedno najbolj objektiven razlog za nakup video kartice s to količino pomnilnika. Medtem ko povečanje pomnilnika malo ali nič vpliva na zmogljivost, boste imeli koristi od izboljšane vizualne kakovosti, če igra podpira ustrezen nabor tekstur.

Kaj morate vedeti o video karticah?

V stiku z

diplomsko delo

Enote za rastriranje (ROP)

Enote za rastriranje izvajajo operacije zapisovanja pikslov, ki jih izračuna video kartica, v medpomnilnike in operacije njihovega mešanja (mešanje). Kot je navedeno zgoraj, zmogljivost blokov ROP vpliva na stopnjo polnjenja in to je ena od glavnih značilnosti video kartic. In čeprav v Zadnje čase njegova vrednost se je nekoliko zmanjšala in še vedno obstajajo primeri, ko je delovanje aplikacije močno odvisno od hitrosti in števila blokov ROP. Najpogosteje je to posledica aktivne uporabe filtrov za naknadno obdelavo in anti-aliasing, omogočenih pri visokih nastavitvah slike.

Avtomatizacija računovodstva za bančne transakcije in njena implementacija v računovodski program 1C

Če lahko vse dejavnosti podjetja razdelimo na poslovne procese, potem lahko procese razdelimo na manjše komponente. V metodologiji gradnje poslovnih procesov se temu reče dekompozicija...

Notranji in periferne naprave PC

Preučevanje diskretnega populacijskega modela s programom Model Vision Studio

Glavni "gradnik" opisa v MVS je blok. Blok je nekaj aktivni predmet, ki delujejo vzporedno in neodvisno od drugih objektov v neprekinjenem času. Blok je usmerjen blok...

Uporaba LMS Moodle v izobraževalnem procesu

Vsako igrišče mora imeti osrednje območje. Morda ne bo levega ali desnega stolpca z bloki. Toda različni bloki, vključeni v sistem za upravljanje učenja Moodle, povečajo funkcionalnost ...

Študija učiteljevih sposobnosti v sistemu učenje na daljavo Moodle

Če želite dodati nove vire, elemente, bloke ali urediti obstoječe v svojem tečaju, kliknite gumb Uredi v nadzornem bloku. Splošni obrazec Okno predmeta v načinu urejanja je prikazano na sliki 2.5: Slika 2...

Simulacija med razvojem programsko opremo

Slovar jezik UML vključuje tri vrste gradnikov: entitete; odnos; diagrami. Entitete so abstrakcije, ki so osnovni elementi modela...

Simulacija dela v knjižnici

Operatorji - bloki tvorijo logiko modela. GPSS/PC ima približno 50 različnih vrst blokov, od katerih vsak opravlja določeno funkcijo. Za vsakim od teh blokov je ustrezen podprogram prevajalnika ...

Ključne lastnosti CSS3

Besedilo lahko oblikujete na izviren način z uporabo različnih pogovornih blokov, ki so spet narejeni na podlagi tehnologij CSS3. (Slika 5.) Slika 5...

Ključne lastnosti CSS3

Učinek prosojnosti elementa je jasno viden na sliki ozadja in je postal zelo razširjen v različnih operacijski sistemi ker izgleda elegantno in lepo...

Priprava besedilni dokument v skladu s STP 01-01

Razširitvene bloke (kartice) ali kartice (kartice), kot jih včasih imenujemo, se lahko uporabljajo za servisiranje naprav, povezanih z IBM PC. Uporabljajo se lahko za povezavo dodatne naprave(zaslonski adapterji, krmilnik diska itd.)...

Okvara in popravilo video kartice

Ti bloki delujejo v povezavi s procesorji senčil vseh navedenih vrst; izberejo in filtrirajo podatke o teksturi, ki so potrebni za gradnjo scene ...

Program za registracijo proizvodnega procesa za avtomatiziran sistem upravljanje podjetij v elektronski industriji

Obstaja 11 vrst blokov, iz katerih je mogoče izdelati določen MES sistem za določeno proizvodnjo...

Razvoj programskega paketa za izračun nadomestil za večja popravila

Na najnižji stopnji razdrobljenosti so podatki baze podatkov Oracle shranjeni v podatkovnih blokih. En blok podatkov ustreza določenemu številu bajtov fizičnega prostora na disku ...

Razvoj sistema za upravljanje strojne in programske opreme za transportne platforme v Simatic Step-7

Sistemske enote so komponente operacijskega sistema. Shranjujejo jih lahko programi (sistemske funkcije, SFC) ali podatki (sistemski podatkovni bloki, SDB). Sistemske enote omogočajo dostop do pomembnih sistemskih funkcij...

Naprave, vključene v računalnik

Razširitvene bloke (kartice) ali kartice (kartice), kot jih včasih imenujemo, se lahko uporabljajo za servisiranje naprav, povezanih z IBM PC. Uporabljajo se lahko za priklop dodatnih naprav (zaslonski adapterji, krmilnik diska itd.)...

Arhitektura GPE: funkcije

GPE vsebuje veliko različnih funkcijskih blokov. Po številu nekaterih komponent lahko ocenite, kako močna je GPU. Preden nadaljujemo, si oglejmo najpomembnejše funkcionalne bloke.

Vertex procesorji (enote vertex shader)

Tako kot enote za senčenje slikovnih pik tudi procesorji oglišč izvajajo kodo senčil, ki se dotika oglišč. Ker večji proračun za vozlišča omogoča ustvarjanje kompleksnejših 3D objektov, je zmogljivost procesorjev za vozlišča zelo pomembna v 3D prizorih s kompleksnimi ali velikim številom objektov. Vendar enote vertex shader še vedno nimajo tako očitnega vpliva na zmogljivost kot procesorji slikovnih pik.

Pixel procesorji (pixel shader enote)

Poenoteni senčniki

Enote za preslikavo teksture (TMU)

Raster Operator Units (ROP)

Transporterji

Cevovodi se uporabljajo za opis arhitekture video kartic in dajejo zelo jasno predstavo o zmogljivosti GPE.

Toda sodobne procesorje je zelo težko opisati s številom cevovodov. V primerjavi s prejšnjimi zasnovami novi procesorji uporabljajo modularno, razdrobljeno strukturo. Za inovatorja na tem področju lahko štejemo ATi, ki je z linijo grafičnih kartic X1000 prešel na modularno strukturo, kar je omogočilo doseganje povečanja zmogljivosti z notranjo optimizacijo. Nekateri bloki CPE se uporabljajo bolj kot drugi in za izboljšanje zmogljivosti GPU je ATi poskušal najti kompromis med številom potrebnih blokov in površino matrice (ki je ni mogoče zelo povečati). V tej arhitekturi je izraz "pixel pipeline" že izgubil svoj pomen, saj procesorji pixel niso več povezani s svojimi TMU-ji. Na primer, GPU ATi Radeon X1600 ima 12 enot za senčenje slikovnih pik in samo štiri enote za preslikavo teksture TMU. Zato je nemogoče reči, da ima arhitektura tega procesorja 12 slikovnih cevovodov, tako kot ni mogoče reči, da so samo štirje. Vendar se po tradiciji še vedno omenjajo cevovodi slikovnih pik.

VSEBINA

Sodobni grafični procesorji vsebujejo veliko funkcionalnih blokov, katerih število in značilnosti določajo končno hitrost upodabljanja, kar vpliva na udobje igre. Na podlagi primerjalnega števila teh blokov v različnih video čipih lahko približno ocenite, kako hiter je določen GPE. Video čipi imajo precej značilnosti, v tem razdelku bomo obravnavali le najpomembnejše od njih.

Urna hitrost video čipa

Delovna frekvenca GPE se običajno meri v megahercih, to je v milijonih ciklov na sekundo. Ta lastnost neposredno vpliva na zmogljivost video čipa - višja kot je, več dela lahko GPE opravi na časovno enoto, proces velika količina oglišča in slikovne pike. Primer iz resničnega življenja: frekvenca video čipa, nameščenega na plošči Radeon HD 6670, je 840 MHz, popolnoma enak čip v modelu Radeon HD 6570 pa deluje na frekvenci 650 MHz. V skladu s tem se bodo vse glavne značilnosti delovanja razlikovale. A ni samo frekvenca delovanja čipa tista, ki določa zmogljivost, na njegovo hitrost močno vpliva sama grafična arhitektura: zasnova in število izvršilnih enot, njihove značilnosti itd.

V nekaterih primerih se takt posameznih blokov GPE razlikuje od delovne frekvence preostalega čipa. To pomeni, da različni deli GPU delujejo na različnih frekvencah, kar je storjeno za povečanje učinkovitosti, saj nekateri bloki lahko delujejo na višjih frekvencah, drugi pa ne. Večina grafičnih procesorjev je opremljena s takimi grafičnimi procesorji. GeForce video kartice od NVIDIA. Kot nedavni primer si poglejmo video čip v modelu GTX 580, ki večinoma deluje na frekvenci 772 MHz, univerzalne računalniške enote čipa pa imajo podvojeno frekvenco - 1544 MHz.

Hitrost polnjenja

Stopnja polnjenja kaže, kako hitro je video čip sposoben risati slikovne pike. Obstajata dve vrsti stopnje polnjenja: stopnja polnjenja pikslov in stopnja polnjenja teksture. Pixel fill rate prikazuje hitrost risanja slikovnih pik na zaslonu in je odvisna od delovne frekvence in števila enot ROP (operacijske enote rasterizacije in mešanja), texture fill rate pa je hitrost vzorčenja teksturnih podatkov, ki je odvisna od delovne frekvence. in število teksturnih enot.

Na primer, najvišja hitrost polnjenja slikovnih pik GeForce GTX 560 Ti je 822 (frekvenca čipa) × 32 (število enot ROP) = 26304 megapikslov na sekundo, hitrost polnjenja teksture pa je 822 × 64 (število teksturnih enot) = 52608 megatekselov. /s. Na poenostavljen način je situacija taka - večja kot je prva številka, hitreje lahko grafična kartica nariše končne slikovne pike in večja kot je druga, hitreje se vzorčijo podatki o teksturi.

Čeprav se je pomembnost "čiste" stopnje polnjenja nedavno opazno zmanjšala in se umaknila računski hitrosti, so ti parametri še vedno zelo pomembni, zlasti za igre s preprosto geometrijo in relativno preprostimi izračuni slikovnih pik in vozlišč. Oba parametra torej ostajata pomembna za sodobne igre, vendar morata biti uravnotežena. Zato je število enot ROP v sodobnih video čipih običajno manjše od števila teksturnih enot.

Število računalniških (shader) enot ali procesorjev

Morda so zdaj ti bloki glavni deli video čipa. Nastopajo posebni programi, znani kot senčniki. Še več, če so prejšnji senčniki slikovnih pik izvajali bloke senčil pikslov, senčniki vozlišč pa bloke vozlišč, so bile grafične arhitekture nekaj časa poenotene in te univerzalne računalniške enote so se začele ukvarjati z različnimi izračuni: izračuni vozlišč, pikslov, geometrijskimi in celo univerzalnimi izračuni.

Prvič je bila poenotena arhitektura uporabljena v video čipu igralna konzola Microsoft Xbox 360, ta grafični procesor je razvil ATI (kasneje ga je kupil AMD). In v video čipih za osebni računalniki na plošči so se pojavile enotne senčilne enote NVIDIA GeForce 8800. In od takrat vsi novi video čipi temeljijo na poenoteni arhitekturi, ki ima univerzalno kodo za različne programe za senčenje (vozlišča, slikovne pike, geometrijo itd.), ustrezni poenoteni procesorji pa lahko izvajajo kateri koli program.

Na podlagi števila računskih enot in njihove frekvence lahko primerjate matematično zmogljivost različnih video kartic. Večina iger je zdaj omejena z zmogljivostjo senčil pikslov, zato je število teh blokov zelo pomembno. Na primer, če en model grafične kartice temelji na GPE s 384 računalniškimi procesorji v svoji sestavi, drugi iz iste linije pa ima GPE s 192 računalniškimi enotami, potem bo pri isti frekvenci drugi dvakrat počasnejši za obdelavo katerega koli vrsto senčil in na splošno bo enako bolj produktivno.

Čeprav zgolj na podlagi števila računalniških enot ni mogoče nedvoumno sklepati o zmogljivosti, je treba upoštevati frekvenco takta in različno arhitekturo enot različnih generacij in proizvajalcev čipov. Samo na podlagi teh številk lahko primerjate čipe samo znotraj iste linije enega proizvajalca: AMD ali NVIDIA. V drugih primerih morate biti pozorni na preizkuse zmogljivosti v igrah ali aplikacijah, ki vas zanimajo.

Teksturne enote (TMU)

Te enote GPU delujejo v povezavi z računalniškimi procesorji; izbirajo in filtrirajo teksturo in druge podatke, potrebne za gradnjo scene in izračune za splošne namene. Število teksturnih enot v video čipu določa zmogljivost teksture – to je hitrost pridobivanja tekselov iz tekstur.

Čeprav je v zadnjem času večji poudarek na matematičnih izračunih in se nekatere teksture nadomeščajo s proceduralnimi, je obremenitev TMU blokov še vedno precej velika, saj je treba poleg glavnih tekstur izbirati tudi iz normalnih in displacement map, kot tudi medpomnilniki upodabljanja ciljnega upodabljanja zunaj zaslona.

Ob upoštevanju poudarka številnih iger, vključno z zmogljivostjo teksturnih enot, lahko rečemo, da sta število enot TMU in ustrezna visoka teksturna zmogljivost tudi eden najpomembnejših parametrov za video čipe. Ta parameter še posebej vpliva na hitrost upodabljanja slike pri uporabi anizotropnega filtriranja, ki zahteva dodatne vzorce teksture, pa tudi pri kompleksnih algoritmih mehkih senc in novodobnih algoritmih, kot je Screen Space Ambient Occlusion.

Enote za rastriranje (ROP)

Enote za rastriranje izvajajo operacije zapisovanja pikslov, ki jih izračuna video kartica, v medpomnilnike in operacije njihovega mešanja (mešanje). Kot smo že omenili, zmogljivost blokov ROP vpliva na stopnjo polnjenja in to je ena glavnih značilnosti grafičnih kartic vseh časov. In čeprav se je v zadnjem času tudi njegov pomen nekoliko zmanjšal, še vedno obstajajo primeri, ko je delovanje aplikacije odvisno od hitrosti in števila blokov ROP. Najpogosteje je to posledica aktivne uporabe filtrov za naknadno obdelavo in anti-aliasing, omogočenih pri visokih nastavitvah igre.

Še enkrat opozorimo, da sodobnih video čipov ni mogoče oceniti samo s številom različnih blokov in njihovo frekvenco. Vsaka serija GPE uporablja novo arhitekturo, v kateri se izvršilne enote zelo razlikujejo od starih, razmerje med številom različnih enot pa se lahko razlikuje. Tako lahko bloki AMD ROP v nekaterih rešitvah opravijo več dela na takt kot bloki v Rešitve NVIDIA, in obratno. Enako velja za zmožnosti teksturnih enot TMU - v različnih generacijah GPE so različne različnih proizvajalcev, kar je treba upoštevati pri primerjavi.

Geometrijski bloki

Do nedavnega število enot za obdelavo geometrije ni bilo posebej pomembno. En blok na GPU je bil dovolj za večino nalog, saj je bila geometrija v igrah precej preprosta, glavni poudarek zmogljivosti pa so bili matematični izračuni. Pomen vzporedne geometrijske obdelave in števila ustreznih blokov sta se močno povečala s prihodom podpore za geometrijsko teselacijo v DirectX 11. NVIDIA je bila prva, ki je paralelizirala obdelavo geometrijskih podatkov, ko se je v čipih družine GF1xx pojavilo več ustreznih blokov. Nato je AMD izdal podobno rešitev (samo v vrhunskih rešitvah linije Radeon HD 6700, ki temelji na čipih Cayman).

V tem gradivu se ne bomo spuščali v podrobnosti, preberete jih lahko v osnovnih materialih na naši spletni strani, namenjenih grafičnim procesorjem, združljivim z DirectX 11. Za nas je tukaj pomembno, da ima število enot za obdelavo geometrije velik vpliv na splošno zmogljivost v najnovejših igrah, ki uporabljajo teselacijo, kot so Metro 2033, HAWX 2 in Crysis 2 (z najnovejšimi popravki). In pri izbiri sodobne igralne grafične kartice je zelo pomembno biti pozoren na geometrijsko zmogljivost.

Velikost video pomnilnika

Lastni pomnilnik uporabljajo video čipi za shranjevanje potrebnih podatkov: teksture, vozlišča, podatki medpomnilnika itd. Zdi se, da več kot je, bolje je. Vendar ni tako preprosto, ocenjevanje moči video kartice glede na količino video pomnilnika je najpogostejša napaka! Neizkušeni uporabniki najpogosteje precenijo vrednost video pomnilnika in ga še vedno uporabljajo za primerjavo različnih modelov video kartic. To je razumljivo - ta parameter je eden prvih, ki je naveden na seznamih značilnosti končnih sistemov, napisan pa je tudi na škatlah video kartic. velik tisk. Zato se neizkušenemu kupcu zdi, da ker je dvakrat več pomnilnika, bi morala biti hitrost takšne rešitve dvakrat večja. Resničnost se od tega mita razlikuje po tem, da je spomin lahko različni tipi in značilnosti, rast produktivnosti pa raste le do določenega obsega, ko ga doseže, pa se preprosto ustavi.

Torej, v vsaki igri in z določenimi nastavitvami in igralnimi prizori obstaja določena količina video pomnilnika, ki zadostuje za vse podatke. In tudi če tam postavite 4 GB video pomnilnika, ne bo razloga, da bi pospešil upodabljanje, hitrost bo omejena z zgoraj obravnavanimi izvršilnimi enotami in preprosto bo dovolj pomnilnika. Zato v mnogih primerih grafična kartica z 1,5 GB video pomnilnika deluje z enako hitrostjo kot kartica s 3 GB (pri vseh drugih pogojih).

Obstajajo situacije, ko več pomnilnika povzroči vidno povečanje zmogljivosti - to so zelo zahtevne igre, zlasti pri ultravisokih ločljivostih in pri najvišjih nastavitvah kakovosti. Vendar se takšni primeri ne zgodijo vedno in treba je upoštevati količino pomnilnika, ne da bi pozabili, da se zmogljivost preprosto ne bo povečala nad določeno količino. Pomnilniški čipi imajo več pomembne parametre, kot sta širina pomnilniškega vodila in njegova delovna frekvenca. Ta tema je tako obsežna, da se bomo podrobneje posvetili izbiri količine video pomnilnika šesti del naš material.

Širina pomnilniškega vodila

Širina pomnilniškega vodila je najpomembnejša lastnost, kar vpliva na pasovno širino pomnilnika (MBB). Večja širina omogoča prenos več informacij iz video pomnilnika v GPE in nazaj na časovno enoto, kar v večini primerov pozitivno vpliva na zmogljivost. Teoretično lahko 256-bitno vodilo prenese dvakrat več podatkov na takt kot 128-bitno vodilo. V praksi je razlika v hitrosti upodabljanja, čeprav ne doseže dvakratnika, v mnogih primerih zelo blizu tej s poudarkom na pasovni širini video pomnilnika.

Sodobne igralne grafične kartice uporabljajo različne širine vodil: od 64 do 384 bitov (prej so bili čipi s 512-bitnim vodilom), odvisno od cenovnega razreda in časa izdaje določen model GPU Za najcenejše grafične kartice nižjega cenovnega razreda se najpogosteje uporablja 64 in redkeje 128 bitov, za srednji nivo od 128 do 256 bitov, grafične kartice višjega cenovnega razreda pa uporabljajo vodila širine od 256 do 384 bitov. Širina vodila ne more več rasti samo zaradi fizičnih omejitev - velikost matrice GPE ne zadostuje za več kot 512-bitno vodilo, to pa je predrago. Zato se pasovna širina pomnilnika zdaj povečuje z uporabo novih vrst pomnilnika (glejte spodaj).

Frekvenca video pomnilnika

Drug parameter, ki vpliva na pasovno širino pomnilnika, je njegova urna frekvenca. In povečanje pasovne širine pogosto neposredno vpliva na zmogljivost grafične kartice v aplikacijah 3D. Frekvenca pomnilniškega vodila na sodobnih video karticah se giblje od 533 (1066, ob upoštevanju podvojitve) MHz do 1375 (5500, ob upoštevanju štirikratnosti) MHz, kar pomeni, da se lahko razlikuje za več kot petkrat! In ker je pasovna širina odvisna od frekvence pomnilnika in širine njegovega vodila, bo imel pomnilnik z 256-bitnim vodilom, ki deluje pri frekvenci 800 (3200) MHz, večjo pasovno širino v primerjavi s pomnilnikom, ki deluje pri 1000 (4000) MHz s 128 -bitno vodilo.

Posebno pozornost je treba posvetiti parametrom širine pomnilniškega vodila, njegovi vrsti in delovni frekvenci pri nakupu relativno poceni video kartic, od katerih imajo mnoge le 128-bitne ali celo 64-bitne vmesnike, kar izjemno negativno vpliva na njihovo zmogljivost . Na splošno ne priporočamo nakupa grafične kartice, ki uporablja 64-bitno video pomnilniško vodilo za igralni računalnik. Priporočljivo je dati prednost vsaj srednjemu nivoju z vsaj 128- ali 192-bitnim vodilom.

Vrste pomnilnika

Sodobne video kartice so opremljene z več različnimi vrstami pomnilnika. Starega enohitrostnega pomnilnika SDR ne boste našli nikjer več, vendar imata sodobni tipi pomnilnika DDR in GDDR bistveno drugačne lastnosti. Različne vrste DDR in GDDR vam omogočata, da prenesete dvakrat ali štirikrat več podatkov pri isti taktni frekvenci na časovno enoto, zato je številka delovne frekvence pogosto podvojena ali početverjena, pomnožena z 2 ali 4. Torej, če je določena frekvenca 1400 MHz za DDR pomnilnik, potem ta pomnilnik deluje na fizični frekvenci 700 MHz, vendar označujejo tako imenovano “efektivno” frekvenco, to je tisto, pri kateri mora SDR pomnilnik delovati, da zagotavlja enako pasovno širino. Enako je z GDDR5, le da je frekvenca celo početverjena.

Glavna prednost novih vrst pomnilnika je zmožnost delovanja pri višjih taktih in s tem povečanje pasovne širine v primerjavi s prejšnjimi tehnologijami. To dosežemo na račun povečanih zakasnitev, ki pa za video kartice niso tako pomembne. Prva plošča, ki je uporabljala pomnilnik DDR2, je bila NVIDIA GeForce FX 5800 Ultra. Od takrat je tehnologija grafičnega pomnilnika močno napredovala in razvit je bil standard GDDR3, ki je blizu specifikacijam DDR2, z nekaj spremembami posebej za video kartice.

GDDR3 je pomnilnik, posebej zasnovan za video kartice, z enakimi tehnologijami kot DDR2, vendar z izboljšano porabo in karakteristikami odvajanja toplote, kar je omogočilo ustvarjanje čipov, ki delujejo pri višjih taktih. Kljub dejstvu, da je standard razvil ATI, je bila prva grafična kartica, ki ga je uporabila, druga modifikacija NVIDIA GeForce FX 5700 Ultra, naslednja pa GeForce 6800 Ultra.

GDDR4 je nadaljnji razvoj "grafičnega" pomnilnika, ki deluje skoraj dvakrat hitreje kot GDDR3. Glavne razlike med GDDR4 in GDDR3, ki so za uporabnike pomembne, so ponovno povečane delovne frekvence in zmanjšana poraba energije. Tehnično se pomnilnik GDDR4 ne razlikuje veliko od GDDR3; je nadaljnji razvoj istih idej. Prve grafične kartice s čipi GDDR4 na krovu so bile ATI Radeon X1950 XTX, NVIDIA pa sploh ni izdala izdelkov, ki temeljijo na tej vrsti pomnilnika. Prednosti novih pomnilniških čipov pred GDDR3 so v tem, da je poraba energije modulov lahko za približno tretjino manjša. To je doseženo z nižjo nazivno napetostjo za GDDR4.

Vendar se GDDR4 ne uporablja veliko niti v rešitvah AMD. Začenši z družino grafičnih procesorjev RV7x0, pomnilniški krmilniki video kartic podpirajo novo vrsto pomnilnika GDDR5, ki deluje pri efektivni štirikratni frekvenci do 5,5 GHz in višje (teoretično so možne frekvence do 7 GHz), kar daje prepustnost do do 176 GB/s z uporabo 256-bitnega vmesnika. Če je bilo za povečanje pasovne širine pomnilnika GDDR3/GDDR4 potrebno uporabiti 512-bitno vodilo, potem je prehod na uporabo GDDR5 omogočil podvojitev zmogljivosti pri manjše velikosti kristalov in manjšo porabo energije.

Najsodobnejši vrsti video pomnilnika sta GDDR3 in GDDR5, od DDR se razlikujeta v nekaterih podrobnostih in delujeta tudi z dvojnim/četvernim prenosom podatkov. Te vrste pomnilnika uporabljajo nekatere posebne tehnologije za povečanje delovne frekvence. Tako pomnilnik GDDR2 običajno deluje na višjih frekvencah v primerjavi z DDR, GDDR3 na še višjih frekvencah, GDDR5 pa zagotavlja trenutno največjo frekvenco in pasovno širino. Toda poceni modeli so še vedno opremljeni z "negrafičnim" pomnilnikom DDR3 z bistveno nižjo frekvenco, zato morate grafično kartico izbrati bolj previdno.