Ο αριθμός των υπολογιστικών (shader) μονάδων ή επεξεργαστών. Χαρακτηριστικά εθνικού εκσυγχρονισμού ή τι δεν πρέπει να αποθηκεύσετε στους επεξεργαστές Shader

Αρχιτεκτονική GPU: Χαρακτηριστικά

Ο ρεαλισμός των τρισδιάστατων γραφικών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την απόδοση της κάρτας βίντεο. Όσο περισσότερα μπλοκ σκίασης εικονοστοιχείων περιέχει ο επεξεργαστής και όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα, τόσο περισσότερα εφέ μπορούν να εφαρμοστούν στην τρισδιάστατη σκηνή για τη βελτίωση της οπτικής της αντίληψης.

Η GPU περιέχει πολλά διαφορετικά λειτουργικά μπλοκ. Με τον αριθμό ορισμένων στοιχείων, μπορείτε να υπολογίσετε πόσο ισχυρή είναι η GPU. Πριν προχωρήσουμε περαιτέρω, ας δούμε τα πιο σημαντικά λειτουργικά μπλοκ.

Επεξεργαστές Vertex (μονάδες σκίασης κορυφής)

Όπως οι μονάδες σκίασης pixel, οι επεξεργαστές κορυφής εκτελούν κώδικα σκίασης που αγγίζει κορυφές. Επειδή ένας μεγαλύτερος προϋπολογισμός κορυφής επιτρέπει τη δημιουργία πιο περίπλοκων τρισδιάστατων αντικειμένων, η απόδοση των επεξεργαστών κορυφής είναι πολύ σημαντική σε τρισδιάστατες σκηνές με πολύπλοκους ή μεγάλους αριθμούς αντικειμένων. Ωστόσο, οι μονάδες σκίασης κορυφής εξακολουθούν να μην έχουν τόσο προφανή επίδραση στην απόδοση όσο οι επεξεργαστές pixel.

Επεξεργαστές pixel (μονάδες σκίασης pixel)

Ένας επεξεργαστής pixel είναι ένα στοιχείο ενός τσιπ γραφικών που είναι αφιερωμένο στην επεξεργασία προγραμμάτων σκίασης εικονοστοιχείων. Αυτοί οι επεξεργαστές εκτελούν υπολογισμούς που αφορούν μόνο pixel. Επειδή τα εικονοστοιχεία περιέχουν πληροφορίες χρώματος, οι σκιαστήρες pixel σάς επιτρέπουν να επιτύχετε εντυπωσιακά γραφικά εφέ. Για παράδειγμα, τα περισσότερα από τα εφέ νερού που βλέπετε στα παιχνίδια δημιουργούνται χρησιμοποιώντας σκίαστρες pixel. Συνήθως, ο αριθμός των επεξεργαστών pixel χρησιμοποιείται για τη σύγκριση της απόδοσης των pixel των καρτών βίντεο. Εάν μια κάρτα έχει οκτώ μονάδες σκίασης pixel και μια άλλη έχει 16 μονάδες, τότε είναι λογικό να υποθέσουμε ότι μια κάρτα βίντεο με 16 μονάδες θα είναι πιο γρήγορη στην επεξεργασία σύνθετων προγραμμάτων σκίασης εικονοστοιχείων. Η ταχύτητα του ρολογιού θα πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη, αλλά σήμερα ο διπλασιασμός του αριθμού των επεξεργαστών pixel είναι πιο ενεργειακά αποδοτικός από τον διπλασιασμό της συχνότητας του τσιπ γραφικών.

Ενοποιημένα shaders

Τα Unified shaders δεν έχουν φτάσει ακόμη στον κόσμο των υπολογιστών, αλλά το επερχόμενο πρότυπο DirectX 10 βασίζεται σε παρόμοια αρχιτεκτονική. Δηλαδή, η δομή κώδικα των προγραμμάτων κορυφής, γεωμετρίας και εικονοστοιχείων θα είναι η ίδια, αν και οι σκιαστήρες θα εκτελούν διαφορετική εργασία. Η νέα προδιαγραφή μπορεί να δει στο Xbox 360, όπου η GPU σχεδιάστηκε ειδικά από την ATi για τη Microsoft. Θα είναι πολύ ενδιαφέρον να δούμε τι δυνατότητες φέρνει το νέο DirectX 10.

Μονάδες χαρτογράφησης υφής (TMU)

Οι υφές πρέπει να επιλέγονται και να φιλτράρονται. Αυτή η εργασία γίνεται από μονάδες χαρτογράφησης υφής, οι οποίες λειτουργούν σε συνδυασμό με μονάδες σκίασης pixel και vertex. Η δουλειά του TMU είναι να εφαρμόζει λειτουργίες υφής σε pixel. Ο αριθμός των μονάδων υφής σε μια GPU χρησιμοποιείται συχνά για τη σύγκριση της απόδοσης υφής των καρτών βίντεο. Δεν είναι παράλογο να υποθέσουμε ότι μια κάρτα γραφικών με περισσότερα TMU θα προσφέρει καλύτερη απόδοση υφής.

Μονάδες χειριστή Raster (ROP)

Οι επεξεργαστές ράστερ είναι υπεύθυνοι για την εγγραφή δεδομένων pixel στη μνήμη. Η ταχύτητα με την οποία εκτελείται αυτή η λειτουργία είναι ο ρυθμός πλήρωσης. Στις πρώτες μέρες των τρισδιάστατων επιταχυντών, το ROP και ο ρυθμός πλήρωσης ήταν πολύ σημαντικά χαρακτηριστικά των καρτών βίντεο. Σήμερα, η εργασία ROP εξακολουθεί να είναι σημαντική, αλλά η απόδοση της κάρτας βίντεο δεν περιορίζεται πλέον από αυτά τα μπλοκ όπως παλιά. Επομένως, η απόδοση (και ο αριθμός) των ROP σπάνια χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση της ταχύτητας μιας κάρτας βίντεο.

Μεταφορείς

Οι σωληνώσεις χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν την αρχιτεκτονική των καρτών βίντεο και να δώσουν μια πολύ σαφή ιδέα για την απόδοση της GPU.

Ο μεταφορέας δεν μπορεί να θεωρηθεί αυστηρός τεχνικός όρος. Η GPU χρησιμοποιεί διαφορετικούς αγωγούς που εκτελούν διαφορετικές λειτουργίες. Ιστορικά, ένας αγωγός σήμαινε έναν επεξεργαστή pixel που ήταν συνδεδεμένος στη μονάδα χαρτογράφησης υφής του (TMU). Για παράδειγμα, η κάρτα γραφικών Radeon 9700 χρησιμοποιεί οκτώ επεξεργαστές pixel, καθένας από τους οποίους είναι συνδεδεμένος στο δικό του TMU, επομένως η κάρτα θεωρείται ότι έχει οκτώ αγωγούς.

Αλλά οι σύγχρονοι επεξεργαστές είναι πολύ δύσκολο να περιγραφούν από τον αριθμό των αγωγών. Σε σύγκριση με τα προηγούμενα σχέδια, οι νέοι επεξεργαστές χρησιμοποιούν μια αρθρωτή, κατακερματισμένη δομή. Η ATi μπορεί να θεωρηθεί καινοτόμος σε αυτόν τον τομέα, η οποία, με τη σειρά καρτών γραφικών X1000, άλλαξε σε μια αρθρωτή δομή, η οποία κατέστησε δυνατή την επίτευξη κερδών απόδοσης μέσω εσωτερικής βελτιστοποίησης. Ορισμένα μπλοκ CPU χρησιμοποιούνται περισσότερο από άλλα και για να βελτιώσει την απόδοση της GPU, η ATi προσπάθησε να βρει έναν συμβιβασμό μεταξύ του αριθμού των μπλοκ που απαιτούνται και της περιοχής μήτρας (η οποία δεν μπορεί να αυξηθεί πολύ). Σε αυτήν την αρχιτεκτονική, ο όρος "pixel pipeline" έχει ήδη χάσει το νόημά του, αφού οι επεξεργαστές pixel δεν είναι πλέον συνδεδεμένοι με τα δικά τους TMU. Για παράδειγμα, η GPU ATi Radeon X1600 έχει 12 μονάδες σκίασης pixel και μόνο τέσσερις μονάδες χαρτογράφησης υφής TMU. Επομένως, είναι αδύνατο να πούμε ότι η αρχιτεκτονική αυτού του επεξεργαστή έχει αγωγούς 12 pixel, όπως είναι αδύνατο να πούμε ότι υπάρχουν μόνο τέσσερα από αυτά. Ωστόσο, κατά παράδοση, οι αγωγοί pixel εξακολουθούν να αναφέρονται.

Λαμβάνοντας υπόψη τις παραπάνω υποθέσεις, ο αριθμός των αγωγών pixel σε μια GPU χρησιμοποιείται συχνά για τη σύγκριση καρτών βίντεο (με εξαίρεση τη γραμμή ATi X1x00). Για παράδειγμα, εάν παίρνετε κάρτες βίντεο με 24 και 16 αγωγούς, τότε είναι πολύ λογικό να υποθέσουμε ότι η κάρτα με 24 αγωγούς θα είναι ταχύτερη.


ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ

Στο πρώτο μέρος του οδηγού μας για κάρτες γραφικών για αρχάριους, εξετάσαμε τα βασικά στοιχεία: διεπαφές, εξόδους, σύστημα ψύξης, GPU και μνήμη βίντεο. Στο δεύτερο μέρος θα μιλήσουμε για τις λειτουργίες και τις τεχνολογίες των καρτών γραφικών.

Βασικά στοιχεία μιας κάρτας βίντεο:

  • εξόδους?
  • διεπαφές?
  • σύστημα ψύξης;
  • GPU;
  • μνήμη βίντεο.

Μέρος 2 (αυτό το άρθρο): τεχνολογίες γραφικών:

  • λεξικό;
  • Αρχιτεκτονική GPU: χαρακτηριστικά
    μονάδες κορυφής/pixel, shaders, ποσοστό πλήρωσης, υφή/μονάδες ράστερ, αγωγοί.
  • Αρχιτεκτονική GPU: τεχνολογία
    τεχνική διαδικασία, συχνότητα GPU, τοπική μνήμη βίντεο (ένταση, δίαυλος, τύπος, συχνότητα), λύσεις με πολλαπλές κάρτες βίντεο.
  • οπτικές λειτουργίες
    DirectX, υψηλό δυναμικό εύρος (HDR), anti-aliasing πλήρους οθόνης, φιλτράρισμα υφής, υφές υψηλής ανάλυσης.

Γλωσσάρι βασικών γραφικών όρων

Ρυθμός ανανέωσης

Ακριβώς όπως σε κινηματογράφο ή τηλεόραση, ο υπολογιστής σας προσομοιώνει την κίνηση στην οθόνη εμφανίζοντας μια ακολουθία καρέ. Ο ρυθμός ανανέωσης της οθόνης υποδεικνύει πόσες φορές το δευτερόλεπτο θα ενημερώνεται η εικόνα στην οθόνη. Για παράδειγμα, μια συχνότητα 75 Hz αντιστοιχεί σε 75 ενημερώσεις ανά δευτερόλεπτο.

Εάν ο υπολογιστής επεξεργάζεται καρέ γρηγορότερα από ό,τι μπορεί να εξάγει η οθόνη, τότε ενδέχεται να προκύψουν προβλήματα στα παιχνίδια. Για παράδειγμα, εάν ο υπολογιστής αποδίδει 100 καρέ ανά δευτερόλεπτο και ο ρυθμός ανανέωσης της οθόνης είναι 75 Hz, τότε λόγω επικαλύψεων, η οθόνη μπορεί να εμφανίσει μόνο μέρος της εικόνας κατά τη διάρκεια της περιόδου ανανέωσής της. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζονται οπτικά τεχνουργήματα.

Ως λύση, μπορείτε να ενεργοποιήσετε το V-Sync (κάθετος συγχρονισμός). Περιορίζει τον αριθμό των καρέ που μπορεί να εξάγει ο υπολογιστής στον ρυθμό ανανέωσης της οθόνης, αποτρέποντας τα τεχνουργήματα. Εάν ενεργοποιήσετε το V-Sync, ο αριθμός των καρέ που υπολογίζεται στο παιχνίδι δεν θα υπερβαίνει ποτέ τον ρυθμό ανανέωσης. Δηλαδή, στα 75 Hz ο υπολογιστής δεν θα παράγει περισσότερα από 75 καρέ ανά δευτερόλεπτο.

Η λέξη "Pixel" σημαίνει " εικτούρα ελ ement" είναι ένα στοιχείο εικόνας. Είναι μια μικροσκοπική κουκκίδα στην οθόνη που μπορεί να λάμψει σε ένα συγκεκριμένο χρώμα (στις περισσότερες περιπτώσεις, η απόχρωση εμφανίζεται με συνδυασμό τριών βασικών χρωμάτων: κόκκινο, πράσινο και μπλε). Εάν η ανάλυση της οθόνης είναι 1024x768, τότε μπορείτε να δείτε μια μήτρα 1024 pixel σε πλάτος και 768 pixels σε ύψος Όλα τα pixel μαζί συνθέτουν την εικόνα. Η εικόνα στην οθόνη ενημερώνεται από 60 έως 120 φορές ανά δευτερόλεπτο και την έξοδο δεδομένων από την κάρτα βίντεο, οι οθόνες CRT ενημερώνουν την οθόνη γραμμή προς γραμμή και οι οθόνες LCD με επίπεδη οθόνη μπορούν να ανανεώσουν κάθε pixel ξεχωριστά.

Όλα τα αντικείμενα σε μια τρισδιάστατη σκηνή αποτελούνται από κορυφές. Μια κορυφή είναι ένα σημείο σε τρισδιάστατο χώρο με συντεταγμένες X, Y και Z. Πολλές κορυφές μπορούν να ομαδοποιηθούν σε ένα πολύγωνο: τις περισσότερες φορές είναι ένα τρίγωνο, αλλά είναι δυνατά πιο περίπλοκα σχήματα. Στη συνέχεια εφαρμόζεται μια υφή στο πολύγωνο, η οποία κάνει το αντικείμενο να φαίνεται ρεαλιστικό. Ο τρισδιάστατος κύβος που φαίνεται στην παραπάνω εικόνα αποτελείται από οκτώ κορυφές. Πιο πολύπλοκα αντικείμενα έχουν καμπύλες επιφάνειες που στην πραγματικότητα αποτελούνται από πολύ μεγάλο αριθμό κορυφών.

Μια υφή είναι απλώς μια δισδιάστατη εικόνα αυθαίρετου μεγέθους που χαρτογραφείται σε ένα τρισδιάστατο αντικείμενο για να προσομοιώσει την επιφάνειά του. Για παράδειγμα, ο τρισδιάστατος κύβος μας αποτελείται από οκτώ κορυφές. Πριν εφαρμόσετε την υφή, μοιάζει με ένα απλό κουτί. Όταν όμως εφαρμόζουμε την υφή, το κουτί γίνεται χρωματιστό.


Τα προγράμματα σκίασης pixel επιτρέπουν στην κάρτα βίντεο να παράγει εντυπωσιακά εφέ, για παράδειγμα, όπως αυτό το νερό στο Elder Scrolls: Oblivion.

Σήμερα υπάρχουν δύο τύποι shader: vertex και pixel. Τα προγράμματα σκίασης Vertex μπορούν να τροποποιήσουν ή να μεταμορφώσουν τρισδιάστατα αντικείμενα. Τα προγράμματα σκίασης pixel σάς επιτρέπουν να αλλάζετε τα χρώματα των pixel με βάση ορισμένα δεδομένα. Φανταστείτε μια πηγή φωτός σε μια τρισδιάστατη σκηνή που κάνει τα φωτισμένα αντικείμενα να λάμπουν πιο φωτεινά, ενώ ταυτόχρονα προκαλεί τη δημιουργία σκιών σε άλλα αντικείμενα. Όλα αυτά επιτυγχάνονται αλλάζοντας τις πληροφορίες χρώματος των pixel.

Τα pixel shaders χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία πολύπλοκων εφέ στα αγαπημένα σας παιχνίδια. Για παράδειγμα, ο κώδικας shader μπορεί να κάνει τα pixel που περιβάλλουν ένα 3D σπαθί να λάμπουν πιο φωτεινά. Ένα άλλο shader μπορεί να επεξεργαστεί όλες τις κορυφές ενός πολύπλοκου τρισδιάστατου αντικειμένου και να προσομοιώσει μια έκρηξη. Οι προγραμματιστές παιχνιδιών στρέφονται όλο και περισσότερο σε εξελιγμένα προγράμματα shader για να δημιουργήσουν ρεαλιστικά γραφικά. Σχεδόν κάθε σύγχρονο παιχνίδι με πλούσια γραφικά χρησιμοποιεί shaders.

Με την κυκλοφορία του επόμενου Application Programming Interface (API), του Microsoft DirectX 10, θα κυκλοφορήσει ένας τρίτος τύπος shader, που ονομάζεται geometry shaders. Με τη βοήθειά τους, θα είναι δυνατό να σπάσετε αντικείμενα, να τα τροποποιήσετε, ακόμη και να τα καταστρέψετε, ανάλογα με το επιθυμητό αποτέλεσμα. Ο τρίτος τύπος shaders μπορεί να προγραμματιστεί με τον ίδιο ακριβώς τρόπο όπως και τα δύο πρώτα, αλλά ο ρόλος του θα είναι διαφορετικός.

Ποσοστό πλήρωσης

Πολύ συχνά στο κουτί με μια κάρτα βίντεο μπορείτε να βρείτε την τιμή του ποσοστού πλήρωσης. Βασικά, ο ρυθμός πλήρωσης υποδεικνύει πόσο γρήγορα η GPU μπορεί να εξάγει pixel. Οι παλαιότερες κάρτες γραφικών είχαν ρυθμό πλήρωσης τριγώνου. Αλλά σήμερα υπάρχουν δύο τύποι ρυθμών πλήρωσης: ρυθμός πλήρωσης εικονοστοιχείων και ρυθμός πλήρωσης υφής. Όπως ήδη αναφέρθηκε, ο ρυθμός πλήρωσης εικονοστοιχείων αντιστοιχεί στον ρυθμό εξόδου των εικονοστοιχείων. Υπολογίζεται ως ο αριθμός των λειτουργιών ράστερ (ROP) πολλαπλασιασμένος με την ταχύτητα του ρολογιού.

Ο ρυθμός πλήρωσης υφής υπολογίζεται διαφορετικά από τα ATi και nVidia. Η Nvidia πιστεύει ότι η ταχύτητα προκύπτει πολλαπλασιάζοντας τον αριθμό των αγωγών pixel με τη συχνότητα ρολογιού. Και το ATi πολλαπλασιάζει τον αριθμό των μονάδων υφής με την ταχύτητα του ρολογιού. Κατ' αρχήν, και οι δύο μέθοδοι είναι σωστές, καθώς το nVidia χρησιμοποιεί μία μονάδα υφής ανά μονάδα σκίασης εικονοστοιχείων (δηλαδή, μία μονάδα ανά pixel pipeline).

Έχοντας υπόψη αυτούς τους ορισμούς, ας προχωρήσουμε και ας συζητήσουμε τις πιο σημαντικές λειτουργίες της GPU, τι κάνουν και γιατί είναι τόσο σημαντικές.

Αρχιτεκτονική GPU: Χαρακτηριστικά

Ο ρεαλισμός των τρισδιάστατων γραφικών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την απόδοση της κάρτας βίντεο. Όσο περισσότερα μπλοκ σκίασης εικονοστοιχείων περιέχει ο επεξεργαστής και όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα, τόσο περισσότερα εφέ μπορούν να εφαρμοστούν στην τρισδιάστατη σκηνή για τη βελτίωση της οπτικής της αντίληψης.

Η GPU περιέχει πολλά διαφορετικά λειτουργικά μπλοκ. Με τον αριθμό ορισμένων στοιχείων, μπορείτε να υπολογίσετε πόσο ισχυρή είναι η GPU. Πριν προχωρήσουμε περαιτέρω, ας δούμε τα πιο σημαντικά λειτουργικά μπλοκ.

Επεξεργαστές Vertex (μονάδες σκίασης κορυφής)

Όπως οι μονάδες σκίασης pixel, οι επεξεργαστές κορυφής εκτελούν κώδικα σκίασης που αγγίζει κορυφές. Επειδή ένας μεγαλύτερος προϋπολογισμός κορυφής επιτρέπει τη δημιουργία πιο περίπλοκων τρισδιάστατων αντικειμένων, η απόδοση των επεξεργαστών κορυφής είναι πολύ σημαντική σε τρισδιάστατες σκηνές με πολύπλοκους ή μεγάλους αριθμούς αντικειμένων. Ωστόσο, οι μονάδες σκίασης κορυφής εξακολουθούν να μην έχουν τόσο προφανή επίδραση στην απόδοση όσο οι επεξεργαστές pixel.

Επεξεργαστές pixel (μονάδες σκίασης pixel)

Ένας επεξεργαστής pixel είναι ένα στοιχείο ενός τσιπ γραφικών που είναι αφιερωμένο στην επεξεργασία προγραμμάτων σκίασης εικονοστοιχείων. Αυτοί οι επεξεργαστές εκτελούν υπολογισμούς που αφορούν μόνο pixel. Επειδή τα εικονοστοιχεία περιέχουν πληροφορίες χρώματος, οι σκιαστήρες pixel σάς επιτρέπουν να επιτύχετε εντυπωσιακά γραφικά εφέ. Για παράδειγμα, τα περισσότερα από τα εφέ νερού που βλέπετε στα παιχνίδια δημιουργούνται χρησιμοποιώντας σκίαστρες pixel. Συνήθως, ο αριθμός των επεξεργαστών pixel χρησιμοποιείται για τη σύγκριση της απόδοσης των pixel των καρτών βίντεο. Εάν μια κάρτα έχει οκτώ μονάδες σκίασης pixel και μια άλλη έχει 16 μονάδες, τότε είναι λογικό να υποθέσουμε ότι μια κάρτα βίντεο με 16 μονάδες θα είναι πιο γρήγορη στην επεξεργασία σύνθετων προγραμμάτων σκίασης εικονοστοιχείων. Η ταχύτητα του ρολογιού θα πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη, αλλά σήμερα ο διπλασιασμός του αριθμού των επεξεργαστών pixel είναι πιο ενεργειακά αποδοτικός από τον διπλασιασμό της συχνότητας του τσιπ γραφικών.

Ενοποιημένα shaders

Τα Unified shaders δεν έχουν φτάσει ακόμη στον κόσμο των υπολογιστών, αλλά το επερχόμενο πρότυπο DirectX 10 βασίζεται σε παρόμοια αρχιτεκτονική. Δηλαδή, η δομή κώδικα των προγραμμάτων κορυφής, γεωμετρίας και εικονοστοιχείων θα είναι η ίδια, αν και οι σκιαστήρες θα εκτελούν διαφορετική εργασία. Η νέα προδιαγραφή μπορεί να δει στο Xbox 360, όπου η GPU σχεδιάστηκε ειδικά από την ATi για τη Microsoft. Θα είναι πολύ ενδιαφέρον να δούμε τι δυνατότητες φέρνει το νέο DirectX 10.

Μονάδες χαρτογράφησης υφής (TMU)

Οι υφές πρέπει να επιλέγονται και να φιλτράρονται. Αυτή η εργασία γίνεται από μονάδες χαρτογράφησης υφής, οι οποίες λειτουργούν σε συνδυασμό με μονάδες σκίασης pixel και vertex. Η δουλειά του TMU είναι να εφαρμόζει λειτουργίες υφής σε pixel. Ο αριθμός των μονάδων υφής σε μια GPU χρησιμοποιείται συχνά για τη σύγκριση της απόδοσης υφής των καρτών βίντεο. Δεν είναι παράλογο να υποθέσουμε ότι μια κάρτα γραφικών με περισσότερα TMU θα προσφέρει καλύτερη απόδοση υφής.

Μονάδες χειριστή Raster (ROP)

Οι επεξεργαστές ράστερ είναι υπεύθυνοι για την εγγραφή δεδομένων pixel στη μνήμη. Η ταχύτητα με την οποία εκτελείται αυτή η λειτουργία είναι ο ρυθμός πλήρωσης. Στις πρώτες μέρες των τρισδιάστατων επιταχυντών, το ROP και ο ρυθμός πλήρωσης ήταν πολύ σημαντικά χαρακτηριστικά των καρτών βίντεο. Σήμερα, η εργασία ROP εξακολουθεί να είναι σημαντική, αλλά η απόδοση της κάρτας βίντεο δεν περιορίζεται πλέον από αυτά τα μπλοκ όπως παλιά. Επομένως, η απόδοση (και ο αριθμός) των ROP σπάνια χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση της ταχύτητας μιας κάρτας βίντεο.

Μεταφορείς

Οι σωληνώσεις χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν την αρχιτεκτονική των καρτών βίντεο και να δώσουν μια πολύ σαφή ιδέα για την απόδοση της GPU.

Ο μεταφορέας δεν μπορεί να θεωρηθεί αυστηρός τεχνικός όρος. Η GPU χρησιμοποιεί διαφορετικούς αγωγούς που εκτελούν διαφορετικές λειτουργίες. Ιστορικά, ένας αγωγός σήμαινε έναν επεξεργαστή pixel που ήταν συνδεδεμένος στη μονάδα χαρτογράφησης υφής του (TMU). Για παράδειγμα, η κάρτα γραφικών Radeon 9700 χρησιμοποιεί οκτώ επεξεργαστές pixel, καθένας από τους οποίους είναι συνδεδεμένος στο δικό του TMU, επομένως η κάρτα θεωρείται ότι έχει οκτώ αγωγούς.

Αλλά οι σύγχρονοι επεξεργαστές είναι πολύ δύσκολο να περιγραφούν από τον αριθμό των αγωγών. Σε σύγκριση με τα προηγούμενα σχέδια, οι νέοι επεξεργαστές χρησιμοποιούν μια αρθρωτή, κατακερματισμένη δομή. Η ATi μπορεί να θεωρηθεί καινοτόμος σε αυτόν τον τομέα, η οποία, με τη σειρά καρτών γραφικών X1000, άλλαξε σε μια αρθρωτή δομή, η οποία κατέστησε δυνατή την επίτευξη κερδών απόδοσης μέσω εσωτερικής βελτιστοποίησης. Ορισμένα μπλοκ CPU χρησιμοποιούνται περισσότερο από άλλα και για να βελτιώσει την απόδοση της GPU, η ATi προσπάθησε να βρει έναν συμβιβασμό μεταξύ του αριθμού των μπλοκ που απαιτούνται και της περιοχής μήτρας (η οποία δεν μπορεί να αυξηθεί πολύ). Σε αυτήν την αρχιτεκτονική, ο όρος "pixel pipeline" έχει ήδη χάσει το νόημά του, αφού οι επεξεργαστές pixel δεν είναι πλέον συνδεδεμένοι με τα δικά τους TMU. Για παράδειγμα, η GPU ATi Radeon X1600 έχει 12 μονάδες σκίασης pixel και μόνο τέσσερις μονάδες χαρτογράφησης υφής TMU. Επομένως, είναι αδύνατο να πούμε ότι η αρχιτεκτονική αυτού του επεξεργαστή έχει αγωγούς 12 pixel, όπως είναι αδύνατο να πούμε ότι υπάρχουν μόνο τέσσερα από αυτά. Ωστόσο, κατά παράδοση, οι αγωγοί pixel εξακολουθούν να αναφέρονται.

Λαμβάνοντας υπόψη τις παραπάνω υποθέσεις, ο αριθμός των αγωγών pixel σε μια GPU χρησιμοποιείται συχνά για τη σύγκριση καρτών βίντεο (με εξαίρεση τη γραμμή ATi X1x00). Για παράδειγμα, εάν παίρνετε κάρτες βίντεο με 24 και 16 αγωγούς, τότε είναι πολύ λογικό να υποθέσουμε ότι η κάρτα με 24 αγωγούς θα είναι ταχύτερη.

Αρχιτεκτονική GPU: Τεχνολογία

Τεχνική διαδικασία

Αυτός ο όρος αναφέρεται στο μέγεθος ενός στοιχείου (τρανζίστορ) του τσιπ και στην ακρίβεια της διαδικασίας κατασκευής. Οι βελτιώσεις στις τεχνικές διαδικασίες καθιστούν δυνατή την απόκτηση στοιχείων μικρότερου μεγέθους. Για παράδειγμα, η διαδικασία των 0,18 micron παράγει μεγαλύτερα χαρακτηριστικά από τη διαδικασία των 0,13 micron, επομένως δεν είναι τόσο αποτελεσματική. Τα μικρότερα τρανζίστορ λειτουργούν σε χαμηλότερη τάση. Με τη σειρά του, μια μείωση της τάσης οδηγεί σε μείωση της θερμικής αντίστασης, η οποία οδηγεί σε μείωση της ποσότητας της θερμότητας που παράγεται. Οι βελτιώσεις στην τεχνική διαδικασία καθιστούν δυνατή τη μείωση της απόστασης μεταξύ των λειτουργικών μπλοκ του τσιπ και η μεταφορά δεδομένων απαιτεί λιγότερο χρόνο. Μικρότερες αποστάσεις, χαμηλότερες τάσεις και άλλες βελτιώσεις επιτρέπουν την επίτευξη υψηλότερων ταχυτήτων ρολογιού.

Αυτό που περιπλέκει κάπως την κατανόηση είναι ότι σήμερα τόσο τα μικρόμετρα (μm) όσο και τα νανόμετρα (nm) χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό μιας τεχνικής διαδικασίας. Στην πραγματικότητα, όλα είναι πολύ απλά: 1 νανόμετρο ισούται με 0,001 μικρόμετρο, επομένως οι διαδικασίες 0,09 μm και 90 nm είναι το ίδιο πράγμα. Όπως σημειώθηκε παραπάνω, μια μικρότερη τεχνολογία διεργασιών επιτρέπει υψηλότερες ταχύτητες ρολογιού. Για παράδειγμα, εάν συγκρίνουμε κάρτες βίντεο με τσιπ 0,18 micron και 0,09 micron (90 nm), τότε είναι λογικό να περιμένουμε υψηλότερη συχνότητα από μια κάρτα 90 nm.

Ταχύτητα ρολογιού GPU

Η ταχύτητα του ρολογιού της GPU μετριέται σε megahertz (MHz), που είναι εκατομμύρια κύκλοι ρολογιού ανά δευτερόλεπτο.

Η ταχύτητα ρολογιού επηρεάζει άμεσα την απόδοση της GPU. Όσο υψηλότερο είναι, τόσο περισσότερη δουλειά μπορεί να γίνει σε ένα δευτερόλεπτο. Για το πρώτο παράδειγμα, ας πάρουμε τις κάρτες γραφικών nVidia GeForce 6600 και 6600 GT: ο επεξεργαστής γραφικών 6600 GT τρέχει στα 500 MHz, ενώ η κανονική κάρτα 6600 τρέχει στα 400 MHz. Δεδομένου ότι οι επεξεργαστές είναι τεχνικά πανομοιότυποι, η αύξηση της ταχύτητας ρολογιού κατά 20% του 6600 GT έχει ως αποτέλεσμα υψηλότερες επιδόσεις.

Αλλά η ταχύτητα του ρολογιού δεν είναι το παν. Λάβετε υπόψη ότι η απόδοση επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από την αρχιτεκτονική. Για το δεύτερο παράδειγμα, ας πάρουμε τις κάρτες γραφικών GeForce 6600 GT και GeForce 6800 GT. Η GPU 6600 GT είναι ρολόι στα 500 MHz, αλλά η 6800 GT τρέχει σε μόλις 350 MHz. Τώρα ας λάβουμε υπόψη ότι το 6800 GT χρησιμοποιεί αγωγούς 16 pixel, ενώ το 6600 GT χρησιμοποιεί μόνο οκτώ. Επομένως, ένας 6800 GT με 16 αγωγούς στα 350 MHz θα δώσει περίπου την ίδια απόδοση με έναν επεξεργαστή με οκτώ αγωγούς και διπλάσια ταχύτητα ρολογιού (700 MHz). Με αυτό, η ταχύτητα ρολογιού μπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθεί για να συγκρίνει την απόδοση.

Τοπική μνήμη βίντεο

Η μνήμη της κάρτας βίντεο επηρεάζει σημαντικά την απόδοση. Αλλά διαφορετικές παράμετροι μνήμης έχουν διαφορετικά αποτελέσματα.

Μέγεθος μνήμης βίντεο

Η ποσότητα της μνήμης βίντεο μπορεί πιθανώς να ονομαστεί η πιο υπερεκτιμημένη παράμετρος μιας κάρτας βίντεο. Οι άπειροι καταναλωτές χρησιμοποιούν συχνά τη χωρητικότητα της μνήμης βίντεο για να συγκρίνουν διαφορετικές κάρτες μεταξύ τους, αλλά στην πραγματικότητα, η χωρητικότητα έχει μικρή επίδραση στην απόδοση σε σύγκριση με παραμέτρους όπως η συχνότητα διαύλου μνήμης και η διεπαφή (πλάτος διαύλου).

Στις περισσότερες περιπτώσεις, μια κάρτα με 128 MB μνήμης βίντεο θα έχει σχεδόν την ίδια απόδοση με μια κάρτα με 256 MB. Φυσικά, υπάρχουν περιπτώσεις όπου περισσότερη μνήμη θα βελτιώσει την απόδοση, αλλά έχετε κατά νου ότι περισσότερη μνήμη δεν θα οδηγήσει αυτόματα σε μεγαλύτερες ταχύτητες παιχνιδιού.

Εκεί που η ένταση μπορεί να είναι χρήσιμη είναι σε παιχνίδια με υφές υψηλής ανάλυσης. Οι προγραμματιστές παιχνιδιών παρέχουν διάφορα σύνολα textures για το παιχνίδι. Και όσο περισσότερη μνήμη υπάρχει στην κάρτα γραφικών, τόσο μεγαλύτερη ανάλυση μπορούν να έχουν οι φορτωμένες υφές. Οι υφές υψηλής ανάλυσης παρέχουν μεγαλύτερη διαύγεια και λεπτομέρεια στο παιχνίδι. Επομένως, είναι πολύ λογικό να πάρετε μια κάρτα με μεγάλη ποσότητα μνήμης, εάν όλα τα άλλα κριτήρια ταιριάζουν. Ας σας υπενθυμίσουμε για άλλη μια φορά ότι το πλάτος του διαύλου μνήμης και η συχνότητά του έχουν πολύ ισχυρότερο αντίκτυπο στην απόδοση από την ποσότητα της φυσικής μνήμης στην κάρτα.

Πλάτος διαύλου μνήμης

Το πλάτος του διαύλου μνήμης είναι μία από τις πιο σημαντικές πτυχές της απόδοσης της μνήμης. Τα σύγχρονα λεωφορεία έχουν πλάτος από 64 έως 256 bit και σε ορισμένες περιπτώσεις ακόμη και 512 bit. Όσο ευρύτερος είναι ο δίαυλος μνήμης, τόσο περισσότερες πληροφορίες μπορεί να μεταφέρει ανά κύκλο ρολογιού. Και αυτό επηρεάζει άμεσα την παραγωγικότητα. Για παράδειγμα, εάν πάρετε δύο διαύλους με ίσες συχνότητες, τότε θεωρητικά ένας δίαυλος 128 bit θα μεταφέρει διπλάσια δεδομένα ανά κύκλο ρολογιού από έναν δίαυλο 64 bit. Και ο δίαυλος 256-bit είναι διπλάσιος.

Μεγαλύτερο εύρος ζώνης διαύλου (εκφρασμένο σε bit ή byte ανά δευτερόλεπτο, 1 byte = 8 bit) παρέχει υψηλότερη απόδοση μνήμης. Γι' αυτό ο δίαυλος μνήμης είναι πολύ πιο σημαντικός από το μέγεθός του. Σε ίσες συχνότητες, ο δίαυλος μνήμης 64 bit λειτουργεί με ταχύτητα μόνο 25% από εκείνη των 256 bit!

Ας πάρουμε το παρακάτω παράδειγμα. Μια κάρτα γραφικών με μνήμη βίντεο 128 MB, αλλά με δίαυλο 256 bit, παρέχει πολύ υψηλότερη απόδοση μνήμης από ένα μοντέλο 512 MB με δίαυλο 64 bit. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι για ορισμένες κάρτες από τη γραμμή ATi X1x00, οι κατασκευαστές υποδεικνύουν τις προδιαγραφές του διαύλου εσωτερικής μνήμης, αλλά μας ενδιαφέρουν οι παράμετροι του εξωτερικού διαύλου. Για παράδειγμα, το X1600 έχει έναν εσωτερικό δακτύλιο πλάτους 256 bit, αλλά έναν εξωτερικό που έχει πλάτος μόνο 128 bit. Και στην πραγματικότητα, ο δίαυλος μνήμης λειτουργεί με απόδοση 128 bit.

Τύποι μνήμης

Η μνήμη μπορεί να χωριστεί σε δύο κύριες κατηγορίες: SDR (μονή μεταφορά δεδομένων) και DDR (διπλή μεταφορά δεδομένων), όπου τα δεδομένα μεταφέρονται δύο φορές πιο γρήγορα ανά κύκλο ρολογιού. Σήμερα, η τεχνολογία SDR μιας μετάδοσης είναι ξεπερασμένη. Δεδομένου ότι η μνήμη DDR μεταφέρει δεδομένα δύο φορές πιο γρήγορα από το SDR, είναι σημαντικό να θυμάστε ότι οι κάρτες βίντεο με μνήμη DDR συχνά υποδεικνύουν τη διπλάσια συχνότητα, όχι τη φυσική συχνότητα. Για παράδειγμα, εάν η μνήμη DDR έχει καθοριστεί στα 1000 MHz, τότε αυτή είναι η πραγματική συχνότητα στην οποία πρέπει να λειτουργεί η κανονική μνήμη SDR για να παρέχει την ίδια απόδοση. Αλλά στην πραγματικότητα, η φυσική συχνότητα είναι 500 MHz.

Για το λόγο αυτό, πολλοί εκπλήσσονται όταν η συχνότητα των 1200 MHz DDR υποδεικνύεται για τη μνήμη της κάρτας γραφικών τους και τα βοηθητικά προγράμματα αναφέρουν 600 MHz. Οπότε θα πρέπει να το συνηθίσεις. Η μνήμη DDR2 και GDDR3/GDDR4 λειτουργεί με την ίδια αρχή, δηλαδή με διπλή μεταφορά δεδομένων. Η διαφορά μεταξύ της μνήμης DDR, DDR2, GDDR3 και GDDR4 έγκειται στην τεχνολογία παραγωγής και σε ορισμένες λεπτομέρειες. Το DDR2 μπορεί να λειτουργεί σε υψηλότερες συχνότητες από τη μνήμη DDR και το DDR3 μπορεί να λειτουργεί σε ακόμη υψηλότερες συχνότητες από το DDR2.

Συχνότητα διαύλου μνήμης

Όπως ένας επεξεργαστής, η μνήμη (ή ακριβέστερα, ο δίαυλος μνήμης) λειτουργεί σε συγκεκριμένες ταχύτητες ρολογιού, μετρημένες σε megahertz. Εδώ, η αύξηση των ταχυτήτων ρολογιού επηρεάζει άμεσα την απόδοση της μνήμης. Και η συχνότητα του διαύλου μνήμης είναι μία από τις παραμέτρους που χρησιμοποιούνται για τη σύγκριση της απόδοσης των καρτών βίντεο. Για παράδειγμα, εάν όλα τα άλλα χαρακτηριστικά (πλάτος διαύλου μνήμης κ.λπ.) είναι τα ίδια, τότε είναι πολύ λογικό να πούμε ότι μια κάρτα βίντεο με μνήμη 700 MHz είναι ταχύτερη από μια κάρτα με μνήμη 500 MHz.

Και πάλι, η ταχύτητα του ρολογιού δεν είναι το παν. Η μνήμη 700 MHz με δίαυλο 64 bit θα είναι πιο αργή από τη μνήμη 400 MHz με δίαυλο 128 bit. Η απόδοση μνήμης 400 MHz σε δίαυλο 128 bit είναι περίπου ισοδύναμη με μνήμη 800 MHz σε δίαυλο 64 bit. Θα πρέπει επίσης να θυμάστε ότι η GPU και οι συχνότητες μνήμης είναι εντελώς διαφορετικές παράμετροι και συνήθως διαφέρουν.

Διεπαφή κάρτας βίντεο

Όλα τα δεδομένα που μεταφέρονται μεταξύ της κάρτας βίντεο και του επεξεργαστή περνούν μέσω της διεπαφής της κάρτας βίντεο. Σήμερα, τρεις τύποι διεπαφών χρησιμοποιούνται για κάρτες γραφικών: PCI, AGP και PCI Express. Διαφέρουν ως προς το εύρος ζώνης και άλλα χαρακτηριστικά. Είναι σαφές ότι όσο υψηλότερη είναι η απόδοση, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα ανταλλαγής. Ωστόσο, μόνο οι πιο σύγχρονες κάρτες μπορούν να χρησιμοποιούν υψηλό εύρος ζώνης, και μάλιστα μόνο εν μέρει. Σε κάποιο σημείο, η ταχύτητα διασύνδεσης έπαψε να αποτελεί εμπόδιο σήμερα είναι απλώς επαρκής.

Ο πιο αργός δίαυλος για τον οποίο κατασκευάστηκαν κάρτες βίντεο είναι το PCI (Peripheral Components Interconnect). Χωρίς να μπω στην ιστορία, φυσικά. Το PCI υποβάθμισε πραγματικά την απόδοση των καρτών γραφικών, και έτσι άλλαξαν στη διεπαφή AGP (Accelerated Graphics Port). Αλλά ακόμη και οι προδιαγραφές AGP 1.0 και 2x περιόρισαν την απόδοση. Όταν το πρότυπο αύξησε τις ταχύτητες σε επίπεδα AGP 4x, αρχίσαμε να προσεγγίζουμε το πρακτικό όριο του εύρους ζώνης που μπορούν να χειριστούν οι κάρτες βίντεο. Η προδιαγραφή AGP 8x διπλασίασε για άλλη μια φορά την απόδοση σε σύγκριση με το AGP 4x (2,16 GB/s), αλλά δεν λάβαμε πλέον αξιοσημείωτη αύξηση στην απόδοση γραφικών.

Το νεότερο και ταχύτερο λεωφορείο είναι το PCI Express. Οι νέες κάρτες γραφικών χρησιμοποιούν συνήθως τη διεπαφή PCI Express x16, η οποία συνδυάζει 16 λωρίδες PCI Express για συνολική απόδοση 4 GB/s (μία κατεύθυνση). Αυτή είναι η διπλάσια απόδοση του AGP 8x. Ο δίαυλος PCI Express παρέχει το αναφερόμενο εύρος ζώνης και προς τις δύο κατευθύνσεις (μεταφορά δεδομένων από και προς την κάρτα βίντεο). Αλλά η ταχύτητα του προτύπου AGP 8x ήταν ήδη επαρκής, επομένως δεν έχουμε ακόμη αντιμετωπίσει μια κατάσταση όπου η μετάβαση στο PCI Express έδωσε αύξηση απόδοσης σε σύγκριση με το AGP 8x (αν οι άλλες παράμετροι υλικού είναι οι ίδιες). Για παράδειγμα, η έκδοση AGP του GeForce 6800 Ultra θα λειτουργεί πανομοιότυπα με την έκδοση 6800 Ultra για PCI Express.

Σήμερα είναι καλύτερο να αγοράσετε μια κάρτα με διασύνδεση PCI Express, η οποία θα παραμείνει στην αγορά για αρκετά χρόνια. Οι πιο ισχυρές κάρτες δεν παράγονται πλέον με τη διεπαφή AGP 8x και οι λύσεις PCI Express, κατά κανόνα, είναι πιο εύκολο να βρεθούν από τις αναλογικές AGP και είναι φθηνότερες.

Λύσεις σε πολλές κάρτες γραφικών

Η χρήση πολλαπλών καρτών βίντεο για την αύξηση της απόδοσης των γραφικών δεν είναι μια νέα ιδέα. Στις πρώτες μέρες των τρισδιάστατων γραφικών, το 3dfx εισήλθε στην αγορά με δύο κάρτες γραφικών να λειτουργούν παράλληλα. Αλλά με την εξαφάνιση του 3dfx, η τεχνολογία για πολλαπλές κάρτες γραφικών καταναλωτών για να λειτουργούν μαζί παραδόθηκε στη λήθη, αν και η ATI παρήγαγε παρόμοια συστήματα για επαγγελματίες προσομοιωτές από την κυκλοφορία του Radeon 9700. Πριν από μερικά χρόνια, η τεχνολογία επέστρεψε στο η αγορά: με την έλευση των λύσεων nVidia SLIκαι λίγο αργότερα, ATi Crossfire .

Η χρήση πολλών καρτών γραφικών μαζί παρέχει αρκετή απόδοση για να τρέξει το παιχνίδι σε ρυθμίσεις υψηλής ποιότητας σε υψηλή ανάλυση. Αλλά η επιλογή μιας ή άλλης λύσης δεν είναι τόσο απλή.

Ας ξεκινήσουμε με το γεγονός ότι οι λύσεις που βασίζονται σε πολλαπλές κάρτες βίντεο απαιτούν μεγάλη ποσότητα ενέργειας, επομένως το τροφοδοτικό πρέπει να είναι αρκετά ισχυρό. Όλη αυτή η θερμότητα θα πρέπει να αφαιρεθεί από την κάρτα γραφικών, επομένως πρέπει να δώσετε προσοχή στην θήκη του υπολογιστή και στην ψύξη, ώστε το σύστημα να μην υπερθερμανθεί.

Επίσης, να θυμάστε ότι το SLI/CrossFire απαιτεί μια κατάλληλη μητρική πλακέτα (είτε για τη μία είτε την άλλη τεχνολογία), η οποία συνήθως κοστίζει περισσότερο από τα τυπικά μοντέλα. Η διαμόρφωση nVidia SLI θα λειτουργεί μόνο σε ορισμένες πλακέτες nForce4 και οι κάρτες ATi CrossFire θα λειτουργούν μόνο σε μητρικές με το chipset CrossFire ή σε ορισμένα μοντέλα Intel. Για να περιπλέκονται τα πράγματα, ορισμένες διαμορφώσεις CrossFire απαιτούν μία από τις κάρτες να είναι ειδική: CrossFire Edition. Μετά την κυκλοφορία του CrossFire, για ορισμένα μοντέλα καρτών βίντεο, η ATi επέτρεψε τη συμπερίληψη της τεχνολογίας συνεργασίας μέσω του διαύλου PCI Express και με την κυκλοφορία νέων εκδόσεων προγραμμάτων οδήγησης, ο αριθμός των πιθανών συνδυασμών αυξάνεται. Ωστόσο, το υλικό CrossFire με την αντίστοιχη κάρτα CrossFire Edition παρέχει υψηλότερη απόδοση. Αλλά οι κάρτες CrossFire Edition είναι επίσης πιο ακριβές από τα κανονικά μοντέλα. Επί του παρόντος, μπορείτε να ενεργοποιήσετε τη λειτουργία CrossFire λογισμικού (χωρίς κάρτα CrossFire Edition) στις κάρτες γραφικών Radeon X1300, X1600 και X1800 GTO.

Υπάρχουν και άλλοι παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη. Αν και δύο κάρτες γραφικών που συνεργάζονται παρέχουν μια ώθηση της απόδοσης, απέχει πολύ από το διπλάσιο. Αλλά θα πληρώσετε τα διπλάσια χρήματα. Τις περισσότερες φορές, η αύξηση της παραγωγικότητας είναι 20-60%. Και σε ορισμένες περιπτώσεις, λόγω πρόσθετου υπολογιστικού κόστους για αντιστοίχιση, δεν υπάρχει καμία αύξηση. Για αυτόν τον λόγο, οι διαμορφώσεις πολλαπλών καρτών είναι απίθανο να αξίζουν τον κόπο με φθηνότερα μοντέλα, καθώς η πιο ακριβή κάρτα γραφικών συνήθως ξεπερνάει μερικές φορές τις φθηνότερες κάρτες. Γενικά, για τους περισσότερους καταναλωτές, η αγορά μιας λύσης SLI/CrossFire δεν έχει νόημα. Αλλά αν θέλετε να ενεργοποιήσετε όλες τις επιλογές βελτίωσης ποιότητας ή να παίξετε σε ακραίες αναλύσεις, για παράδειγμα, 2560x1600, όταν πρέπει να υπολογίσετε περισσότερα από 4 εκατομμύρια pixel ανά καρέ, τότε δεν μπορείτε να κάνετε χωρίς δύο ή τέσσερις ζευγαρωμένες κάρτες βίντεο.

Οπτικά χαρακτηριστικά

Εκτός από τις αμιγώς προδιαγραφές υλικού, διαφορετικές γενιές και μοντέλα GPU μπορεί να διαφέρουν ως προς το σύνολο των λειτουργιών. Για παράδειγμα, λέγεται συχνά ότι οι κάρτες γενιάς ATi Radeon X800 XT είναι συμβατές με το Shader Model 2.0b (SM), ενώ το nVidia GeForce 6800 Ultra είναι συμβατό με το SM 3.0, αν και οι προδιαγραφές υλικού τους είναι κοντά μεταξύ τους (16 αγωγοί ). Ως εκ τούτου, πολλοί καταναλωτές κάνουν μια επιλογή υπέρ της μιας ή της άλλης λύσης χωρίς καν να γνωρίζουν τι σημαίνει η διαφορά. Λοιπόν, ας μιλήσουμε για οπτικά χαρακτηριστικά και τη σημασία τους για τον τελικό χρήστη.

Αυτά τα ονόματα χρησιμοποιούνται συχνότερα σε διαφωνίες, αλλά λίγοι άνθρωποι γνωρίζουν τι σημαίνουν πραγματικά. Για να καταλάβουμε, ας ξεκινήσουμε με την ιστορία των API γραφικών. Το DirectX και το OpenGL είναι API γραφικών, δηλαδή διεπαφές προγραμματισμού εφαρμογών - πρότυπα ανοιχτού κώδικα διαθέσιμα σε όλους.

Πριν από την εμφάνιση των API γραφικών, κάθε κατασκευαστής GPU χρησιμοποιούσε τον δικό του μηχανισμό για να επικοινωνεί με παιχνίδια. Οι προγραμματιστές έπρεπε να γράψουν ξεχωριστό κώδικα για κάθε GPU που ήθελαν να υποστηρίξουν. Μια πολύ δαπανηρή και αναποτελεσματική προσέγγιση. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, αναπτύχθηκαν API για τρισδιάστατα γραφικά, έτσι ώστε οι προγραμματιστές να γράφουν κώδικα για ένα συγκεκριμένο API και όχι για μια συγκεκριμένη κάρτα βίντεο. Μετά από αυτό, τα προβλήματα συμβατότητας έπεσαν στους ώμους των κατασκευαστών καρτών γραφικών, οι οποίοι έπρεπε να διασφαλίσουν ότι τα προγράμματα οδήγησης θα ήταν συμβατά με το API.

Η μόνη δυσκολία παραμένει ότι σήμερα χρησιμοποιούνται δύο διαφορετικά API, συγκεκριμένα το Microsoft DirectX και το OpenGL, όπου το GL σημαίνει Βιβλιοθήκη γραφικών. Δεδομένου ότι το DirectX API είναι πιο δημοφιλές στα παιχνίδια σήμερα, θα εστιάσουμε σε αυτό. Και αυτό το πρότυπο είχε ισχυρότερη επιρροή στην ανάπτυξη των παιχνιδιών.

Το DirectX είναι μια δημιουργία της Microsoft. Στην πραγματικότητα, το DirectX περιλαμβάνει πολλά API, μόνο ένα από τα οποία χρησιμοποιείται για τρισδιάστατα γραφικά. Το DirectX περιλαμβάνει API για ήχο, μουσική, συσκευές εισόδου κ.λπ. Το Direct3D API είναι υπεύθυνο για τα τρισδιάστατα γραφικά στο DirectX. Όταν μιλούν για κάρτες βίντεο, αυτό εννοούν, επομένως από αυτή την άποψη οι έννοιες DirectX και Direct3D είναι εναλλάξιμες.

Το DirectX ενημερώνεται περιοδικά καθώς η τεχνολογία γραφικών προχωρά και οι προγραμματιστές παιχνιδιών εφαρμόζουν νέες τεχνικές προγραμματισμού παιχνιδιών. Καθώς το DirectX αυξήθηκε γρήγορα σε δημοτικότητα, οι κατασκευαστές GPU άρχισαν να προσαρμόζουν νέες εκδόσεις προϊόντων για να εξυπηρετούν τις δυνατότητες του DirectX. Για το λόγο αυτό, οι κάρτες γραφικών συνδέονται συχνά με υποστήριξη υλικού για μία ή την άλλη γενιά DirectX (DirectX 8, 9.0 ή 9.0c).

Για να περιπλέκονται τα πράγματα, τμήματα του Direct3D API μπορούν να αλλάξουν με την πάροδο του χρόνου χωρίς να αλλάξουν γενιές DirectX. Για παράδειγμα, η προδιαγραφή DirectX 9.0 καθορίζει την υποστήριξη για το Pixel Shader 2.0. Αλλά η ενημέρωση του DirectX 9.0c περιλαμβάνει το Pixel Shader 3.0. Έτσι, αν και οι κάρτες είναι DirectX 9-class, μπορούν να υποστηρίξουν διαφορετικά σύνολα χαρακτηριστικών. Για παράδειγμα, το Radeon 9700 υποστηρίζει Shader Model 2.0 και το Radeon X1800 υποστηρίζει Shader Model 3.0, αν και και οι δύο κάρτες μπορούν να ταξινομηθούν ως DirectX 9 γενιάς.

Θυμηθείτε ότι κατά τη δημιουργία νέων παιχνιδιών, οι προγραμματιστές λαμβάνουν υπόψη τους ιδιοκτήτες παλαιών μηχανημάτων και καρτών βίντεο, καθώς αν αγνοήσετε αυτό το τμήμα χρηστών, το επίπεδο πωλήσεων θα είναι χαμηλότερο. Για το λόγο αυτό, πολλαπλές διαδρομές κώδικα είναι ενσωματωμένες σε παιχνίδια. Ένα παιχνίδι κατηγορίας DirectX 9 έχει πιθανώς μια διαδρομή DirectX 8 και ακόμη και μια διαδρομή DirectX 7 για συμβατότητα Συνήθως, εάν επιλεγεί η παλιά διαδρομή, τότε ορισμένα από τα εικονικά εφέ που υπάρχουν σε νέες κάρτες βίντεο εξαφανίζονται από το παιχνίδι. Αλλά τουλάχιστον μπορείτε να παίξετε ακόμα και σε παλιό υλικό.

Πολλά νέα παιχνίδια απαιτούν την εγκατάσταση της πιο πρόσφατης έκδοσης του DirectX, ακόμα κι αν η κάρτα βίντεο είναι προηγούμενης γενιάς. Δηλαδή, ένα νέο παιχνίδι που θα χρησιμοποιεί τη διαδρομή DirectX 8 θα εξακολουθεί να απαιτεί την εγκατάσταση της πιο πρόσφατης έκδοσης του DirectX 9 για μια κάρτα βίντεο κατηγορίας DirectX 8.

Ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ των διαφορετικών εκδόσεων του Direct3D API στο DirectX; Οι πρώτες εκδόσεις του DirectX - 3, 5, 6 και 7 - ήταν σχετικά απλές στις δυνατότητες του Direct3D API. Οι προγραμματιστές μπορούσαν να επιλέξουν οπτικά εφέ από μια λίστα και στη συνέχεια να δοκιμάσουν πώς λειτουργούσαν στο παιχνίδι. Το επόμενο σημαντικό βήμα στον προγραμματισμό γραφικών ήταν το DirectX 8. Εισήγαγε τη δυνατότητα προγραμματισμού της κάρτας βίντεο χρησιμοποιώντας shaders, έτσι οι προγραμματιστές είχαν για πρώτη φορά την ελευθερία να προγραμματίσουν εφέ με τον τρόπο που χρειάζονταν. Υποστηριζόμενες εκδόσεις DirectX 8 του Pixel Shader 1.0 έως 1.3 και του Vertex Shader 1.0. Το DirectX 8.1, μια ενημερωμένη έκδοση του DirectX 8, έλαβε το Pixel Shader 1.4 και το Vertex Shader 1.1.

Στο DirectX 9, μπορείτε να δημιουργήσετε ακόμα πιο πολύπλοκα προγράμματα shader. Το DirectX 9 υποστηρίζει Pixel Shader 2.0 και Vertex Shader 2.0. Το DirectX 9c, μια ενημερωμένη έκδοση του DirectX 9, περιελάμβανε την προδιαγραφή Pixel Shader 3.0.

Το DirectX 10, μια επερχόμενη έκδοση του API, θα συνοδεύει τη νέα έκδοση των Windows Vista. Δεν μπορείτε να εγκαταστήσετε το DirectX 10 στα Windows XP.

Το HDR σημαίνει "Υψηλό δυναμικό εύρος". Ένα παιχνίδι με φωτισμό HDR μπορεί να παράγει μια πολύ πιο ρεαλιστική εικόνα από ένα παιχνίδι χωρίς αυτόν και δεν υποστηρίζουν όλες οι κάρτες βίντεο φωτισμό HDR.

Πριν από την εμφάνιση των καρτών γραφικών DirectX 9, οι GPU περιορίζονταν σοβαρά από την ακρίβεια των υπολογισμών φωτισμού τους. Μέχρι τώρα, ο φωτισμός μπορούσε να υπολογιστεί μόνο με 256 (8 bit) εσωτερικά επίπεδα.

Όταν εμφανίστηκαν οι κάρτες γραφικών DirectX 9, μπόρεσαν να παράγουν φωτισμό με υψηλή ακρίβεια - πλήρη 24 bit ή 16,7 εκατομμύρια επίπεδα.

Με 16,7 εκατομμύρια επίπεδα και το επόμενο βήμα στην απόδοση των καρτών γραφικών DirectX 9/Shader Model 2.0, ο φωτισμός HDR έγινε δυνατός σε υπολογιστές. Αυτή είναι μια αρκετά περίπλοκη τεχνολογία και πρέπει να την παρακολουθήσετε δυναμικά. Με απλά λόγια, ο φωτισμός HDR αυξάνει την αντίθεση (οι σκοτεινές αποχρώσεις φαίνονται πιο σκούρες, οι ανοιχτόχρωμες πιο ανοιχτές), ενώ αυξάνει την ποσότητα των λεπτομερειών φωτισμού σε σκοτεινές και φωτεινές περιοχές. Το παιχνίδι με φωτισμό HDR φαίνεται πιο ζωντανό και ρεαλιστικό από ό,τι χωρίς αυτόν.

Οι GPU που είναι συμβατές με την πιο πρόσφατη προδιαγραφή Pixel Shader 3.0 επιτρέπουν υπολογισμούς φωτισμού υψηλότερης ακρίβειας 32 bit και ανάμειξη κινητής υποδιαστολής. Έτσι, οι κάρτες γραφικών κατηγορίας SM 3.0 μπορούν να υποστηρίξουν μια ειδική μέθοδο φωτισμού OpenEXR HDR ειδικά σχεδιασμένη για τη βιομηχανία ταινιών.

Ορισμένα παιχνίδια που υποστηρίζουν μόνο φωτισμό OpenEXR HDR δεν θα εκτελούνται με φωτισμό HDR σε κάρτες γραφικών Shader Model 2.0. Ωστόσο, τα παιχνίδια που δεν βασίζονται στη μέθοδο OpenEXR θα εκτελούνται σε οποιαδήποτε κάρτα γραφικών DirectX 9. Για παράδειγμα, το Oblivion χρησιμοποιεί τη μέθοδο OpenEXR HDR και επιτρέπει μόνο φωτισμό HDR στις πιο πρόσφατες κάρτες γραφικών που υποστηρίζουν την προδιαγραφή Shader Model 3.0. Για παράδειγμα, nVidia GeForce 6800 ή ATi Radeon X1800. Τα παιχνίδια που χρησιμοποιούν τον κινητήρα 3D του Half-Life 2, συμπεριλαμβανομένου του Counter-Strike: Source και του επερχόμενου Half-Life 2: Aftermath, επιτρέπουν την ενεργοποίηση της απόδοσης HDR σε παλαιότερες κάρτες γραφικών DirectX 9 που υποστηρίζουν μόνο το Pixel Shader 2.0. Παραδείγματα περιλαμβάνουν τη γραμμή GeForce 5 ή το ATi Radeon 9500.

Τέλος, λάβετε υπόψη ότι όλες οι μορφές απόδοσης HDR απαιτούν σοβαρή επεξεργαστική ισχύ και μπορούν να γονατίσουν ακόμη και τις πιο ισχυρές GPU. Αν θέλετε να παίξετε τα πιο πρόσφατα παιχνίδια με φωτισμό HDR, τα γραφικά υψηλής απόδοσης είναι απαραίτητα.

Η πλήρης οθόνη anti-aliasing (συντομογραφία AA) σάς επιτρέπει να εξαλείψετε τις χαρακτηριστικές "σκάλες" στα όρια των πολυγώνων. Ωστόσο, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι το anti-aliasing πλήρους οθόνης καταναλώνει πολλούς υπολογιστικούς πόρους, γεγονός που οδηγεί σε πτώση των ρυθμών καρέ.

Το Anti-aliasing εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την απόδοση της μνήμης βίντεο, επομένως μια κάρτα βίντεο υψηλής ταχύτητας με γρήγορη μνήμη θα μπορεί να υπολογίσει το anti-aliasing σε πλήρη οθόνη με μικρότερο αντίκτυπο στην απόδοση από μια φθηνή κάρτα βίντεο. Το Antialiasing μπορεί να ενεργοποιηθεί σε διάφορες λειτουργίες. Για παράδειγμα, το 4x antialiasing θα παράγει καλύτερη εικόνα από το 2x antialiasing, αλλά θα είναι μεγάλη επιτυχία στην απόδοση. Ενώ η 2x antialiasing διπλασιάζει την οριζόντια και κάθετη ανάλυση, η λειτουργία 4x την τετραπλασιάζει.

Οι υφές εφαρμόζονται σε όλα τα τρισδιάστατα αντικείμενα του παιχνιδιού και όσο μεγαλύτερη είναι η γωνία της εμφανιζόμενης επιφάνειας, τόσο πιο παραμορφωμένη θα φαίνεται η υφή. Για να εξαλειφθεί αυτό το αποτέλεσμα, οι GPU χρησιμοποιούν φιλτράρισμα υφής.

Η πρώτη μέθοδος φιλτραρίσματος ονομάστηκε διγραμμική και παρήγαγε χαρακτηριστικές ρίγες που δεν ήταν πολύ ευχάριστες στο μάτι. Η κατάσταση βελτιώθηκε με την εισαγωγή του τριγραμμικού φιλτραρίσματος. Και οι δύο επιλογές λειτουργούν σε σύγχρονες κάρτες γραφικών χωρίς σχεδόν καμία ποινή απόδοσης.

Σήμερα, ο καλύτερος τρόπος φιλτραρίσματος υφών είναι το ανισότροπο φιλτράρισμα (AF). Όπως το antialiasing σε πλήρη οθόνη, το ανισότροπο φιλτράρισμα μπορεί να ενεργοποιηθεί σε διαφορετικά επίπεδα. Για παράδειγμα, το 8x AF προσφέρει καλύτερη ποιότητα φιλτραρίσματος από το 4x AF. Όπως το antialiasing πλήρους οθόνης, το ανισότροπο φιλτράρισμα απαιτεί μια ορισμένη ποσότητα επεξεργαστικής ισχύος, η οποία αυξάνεται καθώς αυξάνεται το επίπεδο AF.

Όλα τα παιχνίδια 3D δημιουργούνται έχοντας κατά νου συγκεκριμένες προδιαγραφές και μία από αυτές τις απαιτήσεις καθορίζει τη μνήμη υφής που θα χρειαστεί το παιχνίδι. Όλες οι απαραίτητες υφές πρέπει να χωρούν στη μνήμη της κάρτας βίντεο κατά τη διάρκεια του παιχνιδιού, διαφορετικά η απόδοση θα μειωθεί σημαντικά, καθώς η πρόσβαση στην υφή στη μνήμη RAM προκαλεί σημαντική καθυστέρηση, για να μην αναφέρουμε το αρχείο σελιδοποίησης στον σκληρό δίσκο. Επομένως, εάν ένας προγραμματιστής παιχνιδιών υπολογίζει σε 128 MB μνήμης βίντεο ως ελάχιστη απαίτηση, τότε το σύνολο των ενεργών υφών δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 128 MB ανά πάσα στιγμή.

Τα σύγχρονα παιχνίδια έχουν πολλά σετ υφών, επομένως το παιχνίδι θα τρέχει χωρίς προβλήματα σε παλαιότερες κάρτες βίντεο με λιγότερη μνήμη βίντεο, καθώς και σε νέες κάρτες με περισσότερη μνήμη βίντεο. Για παράδειγμα, ένα παιχνίδι μπορεί να περιέχει τρία σετ υφών: για 128 MB, 256 MB και 512 MB. Υπάρχουν πολύ λίγα παιχνίδια σήμερα που υποστηρίζουν 512 MB μνήμης βίντεο, αλλά εξακολουθούν να είναι ο πιο αντικειμενικός λόγος για να αγοράσετε μια κάρτα βίντεο με αυτή την ποσότητα μνήμης. Αν και η αύξηση της μνήμης έχει μικρή έως καθόλου επίδραση στην απόδοση, θα επωφεληθείτε από τη βελτιωμένη οπτική ποιότητα εάν το παιχνίδι υποστηρίζει το κατάλληλο σύνολο υφών.

Οι σύγχρονοι επεξεργαστές γραφικών περιέχουν πολλά λειτουργικά μπλοκ, ο αριθμός και τα χαρακτηριστικά των οποίων καθορίζουν την τελική ταχύτητα απόδοσης, η οποία επηρεάζει την άνεση του παιχνιδιού. Με βάση τον συγκριτικό αριθμό αυτών των μπλοκ σε διαφορετικά τσιπ βίντεο, μπορείτε να υπολογίσετε κατά προσέγγιση πόσο γρήγορη είναι μια συγκεκριμένη GPU. Τα τσιπ βίντεο έχουν πολλά χαρακτηριστικά σε αυτήν την ενότητα θα εξετάσουμε μόνο τα πιο σημαντικά από αυτά.

Ταχύτητα ρολογιού με τσιπ βίντεο

Η συχνότητα λειτουργίας μιας GPU συνήθως μετριέται σε megahertz, δηλαδή εκατομμύρια κύκλους ανά δευτερόλεπτο. Αυτό το χαρακτηριστικό επηρεάζει άμεσα την απόδοση του τσιπ βίντεο - όσο υψηλότερη είναι, τόσο περισσότερη εργασία μπορεί να εκτελέσει η GPU ανά μονάδα χρόνου, να επεξεργαστεί μεγαλύτερο αριθμό κορυφών και pixel. Ένα παράδειγμα από την πραγματική ζωή: η συχνότητα του τσιπ βίντεο που είναι εγκατεστημένο στην πλακέτα Radeon HD 6670 είναι 840 MHz και ακριβώς το ίδιο τσιπ στο μοντέλο Radeon HD 6570 λειτουργεί σε συχνότητα 650 MHz. Κατά συνέπεια, όλα τα κύρια χαρακτηριστικά απόδοσης θα διαφέρουν. Αλλά δεν είναι μόνο η συχνότητα λειτουργίας του τσιπ που καθορίζει την απόδοσή του επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από την ίδια την αρχιτεκτονική γραφικών: ο σχεδιασμός και ο αριθμός των μονάδων εκτέλεσης, τα χαρακτηριστικά τους κ.λπ.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, η ταχύτητα ρολογιού των μεμονωμένων μπλοκ GPU διαφέρει από τη συχνότητα λειτουργίας του υπόλοιπου τσιπ. Δηλαδή, διαφορετικά μέρη της GPU λειτουργούν σε διαφορετικές συχνότητες, και αυτό έγινε για να αυξηθεί η απόδοση, επειδή ορισμένα μπλοκ είναι ικανά να λειτουργούν σε υψηλότερες συχνότητες, ενώ άλλα όχι. Οι περισσότερες κάρτες γραφικών GeForce της NVIDIA είναι εξοπλισμένες με αυτές τις GPU. Ως πρόσφατο παράδειγμα, ας δούμε το τσιπ βίντεο στο μοντέλο GTX 580, το μεγαλύτερο μέρος του οποίου λειτουργεί σε συχνότητα 772 MHz και οι καθολικές υπολογιστικές μονάδες του τσιπ έχουν συχνότητα διπλασιασμένη - 1544 MHz.

Ποσοστό πλήρωσης

Ο ρυθμός πλήρωσης δείχνει πόσο γρήγορα το τσιπ βίντεο είναι ικανό να σχεδιάζει pixel. Υπάρχουν δύο τύποι ρυθμού πλήρωσης: ρυθμός πλήρωσης εικονοστοιχείων και ρυθμός πλήρωσης υφής. Ο ρυθμός πλήρωσης εικονοστοιχείων δείχνει την ταχύτητα σχεδίασης εικονοστοιχείων στην οθόνη και εξαρτάται από τη συχνότητα λειτουργίας και τον αριθμό των μονάδων ROP (μονάδες λειτουργίας ραστεροποίησης και ανάμειξης) και ο ρυθμός πλήρωσης υφής είναι η ταχύτητα δειγματοληψίας δεδομένων υφής, η οποία εξαρτάται από τη συχνότητα λειτουργίας και τον αριθμό των μονάδων υφής.

Για παράδειγμα, ο μέγιστος ρυθμός πλήρωσης εικονοστοιχείων της GeForce GTX 560 Ti είναι 822 (συχνότητα τσιπ) × 32 (αριθμός μονάδων ROP) = 26304 megapixel ανά δευτερόλεπτο και ο ρυθμός πλήρωσης υφής είναι 822 × 64 (αριθμός μονάδων υφής) = 5260 megatexels /μικρό. Με απλοποιημένο τρόπο, η κατάσταση έχει ως εξής - όσο μεγαλύτερος είναι ο πρώτος αριθμός, τόσο πιο γρήγορα η κάρτα βίντεο μπορεί να σχεδιάσει τελειωμένα pixel και όσο μεγαλύτερο είναι το δεύτερο, τόσο πιο γρήγορα γίνεται δειγματοληψία των δεδομένων υφής.

Αν και η σημασία του "καθαρού" ρυθμού πλήρωσης έχει πρόσφατα μειωθεί σημαντικά, δίνοντας τη θέση της στην υπολογιστική ταχύτητα, αυτές οι παράμετροι εξακολουθούν να είναι πολύ σημαντικές, ειδικά για παιχνίδια με απλή γεωμετρία και σχετικά απλούς υπολογισμούς pixel και vertex. Έτσι και οι δύο παράμετροι παραμένουν σημαντικές για τα σύγχρονα παιχνίδια, αλλά πρέπει να είναι ισορροπημένες. Επομένως, ο αριθμός των μονάδων ROP στα σύγχρονα τσιπ βίντεο είναι συνήθως μικρότερος από τον αριθμό των μονάδων υφής.

Αριθμός υπολογιστικών (shader) μονάδων ή επεξεργαστών

Ίσως, τώρα αυτά τα μπλοκ είναι τα κύρια μέρη του τσιπ βίντεο. Εκτελούν ειδικά προγράμματα γνωστά ως shaders. Επιπλέον, αν οι προηγούμενες αποχρώσεις εικονοστοιχείων εκτελούσαν μπλοκ σκίασης εικονοστοιχείων και οι σκιαστήρες κορυφών εκτελούσαν μπλοκ κορυφής, τότε για κάποιο χρονικό διάστημα οι αρχιτεκτονικές γραφικών ενοποιήθηκαν και αυτές οι καθολικές υπολογιστικές μονάδες άρχισαν να ασχολούνται με διάφορους υπολογισμούς: κορυφές, εικονοστοιχεία, γεωμετρικούς και ακόμη και καθολικούς υπολογισμούς.

Για πρώτη φορά, η ενοποιημένη αρχιτεκτονική χρησιμοποιήθηκε στο τσιπ βίντεο της κονσόλας παιχνιδιών Microsoft Xbox 360, αυτός ο επεξεργαστής γραφικών αναπτύχθηκε από την ATI (αργότερα αγοράστηκε από την AMD). Και στα τσιπ βίντεο για προσωπικούς υπολογιστές, εμφανίστηκαν ενοποιημένες μονάδες σκίασης στην πλακέτα NVIDIA GeForce 8800 Και από τότε, όλα τα νέα τσιπ βίντεο βασίζονται σε μια ενοποιημένη αρχιτεκτονική, η οποία έχει έναν καθολικό κώδικα για διαφορετικά προγράμματα σκίασης (κορυφή, pixel, γεωμετρικά, κ.λπ.), και οι αντίστοιχοι ενοποιημένοι επεξεργαστές μπορούν να εκτελέσουν οποιοδήποτε πρόγραμμα.

Με βάση τον αριθμό των υπολογιστικών μονάδων και τη συχνότητά τους, μπορείτε να συγκρίνετε τη μαθηματική απόδοση διαφορετικών καρτών βίντεο. Τα περισσότερα παιχνίδια περιορίζονται πλέον από την απόδοση των pixel shaders, επομένως ο αριθμός αυτών των μπλοκ είναι πολύ σημαντικός. Για παράδειγμα, εάν ένα μοντέλο κάρτας γραφικών βασίζεται σε μια GPU με 384 υπολογιστικούς επεξεργαστές στη σύνθεσή του και ένα άλλο από την ίδια γραμμή έχει μια GPU με 192 υπολογιστικές μονάδες, τότε στην ίδια συχνότητα η δεύτερη θα είναι δύο φορές πιο αργή στην επεξεργασία οποιωνδήποτε τύπου shaders, και γενικά θα είναι το ίδιο πιο παραγωγικό.

Αν και είναι αδύνατο να εξαχθούν σαφή συμπεράσματα σχετικά με την απόδοση μόνο με βάση τον αριθμό των υπολογιστικών μονάδων, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η συχνότητα ρολογιού και η διαφορετική αρχιτεκτονική των μονάδων διαφορετικών γενεών και κατασκευαστών τσιπ. Μόνο με βάση αυτούς τους αριθμούς, μπορείτε να συγκρίνετε τσιπ μόνο εντός της ίδιας γραμμής ενός κατασκευαστή: AMD ή NVIDIA. Σε άλλες περιπτώσεις, πρέπει να δώσετε προσοχή στα τεστ απόδοσης στα παιχνίδια ή τις εφαρμογές που σας ενδιαφέρουν.

Μονάδες υφής (TMU)

Αυτές οι μονάδες GPU λειτουργούν σε συνδυασμό με επεξεργαστές υπολογιστών, επιλέγουν και φιλτράρουν την υφή και άλλα δεδομένα που είναι απαραίτητα για την κατασκευή σκηνής και τους υπολογισμούς γενικής χρήσης. Ο αριθμός των μονάδων υφής σε ένα τσιπ βίντεο καθορίζει την απόδοση της υφής—δηλαδή την ταχύτητα ανάκτησης texel από υφές.

Αν και πρόσφατα δόθηκε μεγαλύτερη έμφαση στους μαθηματικούς υπολογισμούς και ορισμένες υφές αντικαθίστανται από διαδικαστικές, το φορτίο στα μπλοκ TMU είναι ακόμα αρκετά υψηλό, καθώς εκτός από τις κύριες υφές, πρέπει να γίνουν επιλογές και από κανονικούς χάρτες και χάρτες μετατόπισης. καθώς και τα buffer απόδοσης στόχου απόδοσης εκτός οθόνης.

Λαμβάνοντας υπόψη την έμφαση πολλών παιχνιδιών, συμπεριλαμβανομένης της απόδοσης των μονάδων υφής, μπορούμε να πούμε ότι ο αριθμός των μονάδων TMU και η αντίστοιχη απόδοση υψηλής υφής είναι επίσης μία από τις πιο σημαντικές παραμέτρους για τα τσιπ βίντεο. Αυτή η παράμετρος έχει ιδιαίτερο αντίκτυπο στην ταχύτητα απόδοσης της εικόνας όταν χρησιμοποιείται ανισότροπο φιλτράρισμα, το οποίο απαιτεί πρόσθετα δείγματα υφής, καθώς και με πολύπλοκους αλγόριθμους μαλακής σκιάς και νέους αλγόριθμους όπως το Screen Space Ambient Occlusion.

Μονάδες λειτουργίας Rasterization (ROPs)

Οι μονάδες ραστεροποίησης εκτελούν τις λειτουργίες εγγραφής εικονοστοιχείων που υπολογίζονται από την κάρτα βίντεο σε buffer και τις λειτουργίες ανάμειξης τους (ανάμιξη). Όπως σημειώσαμε παραπάνω, η απόδοση των μπλοκ ROP επηρεάζει τον ρυθμό πλήρωσης και αυτό είναι ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά των καρτών γραφικών όλων των εποχών. Και παρόλο που η σημασία του έχει επίσης μειωθεί κάπως πρόσφατα, εξακολουθούν να υπάρχουν περιπτώσεις όπου η απόδοση της εφαρμογής εξαρτάται από την ταχύτητα και τον αριθμό των μπλοκ ROP. Τις περισσότερες φορές αυτό οφείλεται στην ενεργή χρήση των φίλτρων μετα-επεξεργασίας και στην ενεργοποίηση του anti-aliasing σε υψηλές ρυθμίσεις παιχνιδιού.

Ας σημειώσουμε για άλλη μια φορά ότι τα σύγχρονα τσιπ βίντεο δεν μπορούν να αξιολογηθούν μόνο από τον αριθμό των διαφορετικών μπλοκ και τη συχνότητά τους. Κάθε σειρά GPU χρησιμοποιεί μια νέα αρχιτεκτονική, στην οποία οι μονάδες εκτέλεσης είναι πολύ διαφορετικές από τις παλιές και η αναλογία του αριθμού των διαφορετικών μονάδων μπορεί να διαφέρει. Έτσι, οι μονάδες AMD ROP σε ορισμένες λύσεις μπορούν να εκτελούν περισσότερη εργασία ανά κύκλο ρολογιού από τις μονάδες σε λύσεις NVIDIA και αντίστροφα. Το ίδιο ισχύει και για τις δυνατότητες των μονάδων υφής TMU - είναι διαφορετικές σε διαφορετικές γενιές GPU διαφορετικών κατασκευαστών και αυτό πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τη σύγκριση.

Γεωμετρικά μπλοκ

Μέχρι πρόσφατα, ο αριθμός των μονάδων επεξεργασίας γεωμετρίας δεν ήταν ιδιαίτερα σημαντικός. Ένα μπλοκ στη GPU ήταν αρκετό για τις περισσότερες εργασίες, αφού η γεωμετρία στα παιχνίδια ήταν αρκετά απλή και το κύριο επίκεντρο της απόδοσης ήταν οι μαθηματικοί υπολογισμοί. Η σημασία της παράλληλης επεξεργασίας γεωμετρίας και ο αριθμός των αντίστοιχων μπλοκ αυξήθηκαν δραματικά με την εμφάνιση της υποστήριξης γεωμετρίας tessellation στο DirectX 11. Η NVIDIA ήταν η πρώτη που παραλληλοποίησε την επεξεργασία των γεωμετρικών δεδομένων όταν εμφανίστηκαν αρκετά αντίστοιχα μπλοκ στα τσιπ της οικογένειας GF1xx. Στη συνέχεια, η AMD κυκλοφόρησε μια παρόμοια λύση (μόνο στις κορυφαίες λύσεις της σειράς Radeon HD 6700 που βασίζονται σε τσιπ Cayman).

Σε αυτό το υλικό, δεν θα υπεισέλθουμε σε λεπτομέρειες. Αυτό που είναι σημαντικό για εμάς εδώ είναι ότι ο αριθμός των μονάδων επεξεργασίας γεωμετρίας έχει τεράστιο αντίκτυπο στη συνολική απόδοση στα νεότερα παιχνίδια που χρησιμοποιούν tessellation, όπως το Metro 2033, το HAWX 2 και το Crysis 2 (με τις πιο πρόσφατες ενημερώσεις κώδικα). Και όταν επιλέγετε μια σύγχρονη κάρτα γραφικών παιχνιδιών, είναι πολύ σημαντικό να δίνετε προσοχή στη γεωμετρική απόδοση.

Μέγεθος μνήμης βίντεο

Η δική του μνήμη χρησιμοποιείται από τα τσιπ βίντεο για την αποθήκευση των απαραίτητων δεδομένων: υφές, κορυφές, δεδομένα buffer κ.λπ. Φαίνεται ότι όσο περισσότερα υπάρχει, τόσο το καλύτερο. Αλλά δεν είναι τόσο απλό η εκτίμηση της ισχύος μιας κάρτας βίντεο με βάση την ποσότητα της μνήμης βίντεο είναι το πιο συνηθισμένο λάθος! Οι άπειροι χρήστες τις περισσότερες φορές υπερεκτιμούν την αξία της μνήμης βίντεο και εξακολουθούν να τη χρησιμοποιούν για να συγκρίνουν διαφορετικά μοντέλα καρτών βίντεο. Αυτό είναι κατανοητό - αυτή η παράμετρος είναι μία από τις πρώτες που υποδεικνύεται στους καταλόγους χαρακτηριστικών των τελικών συστημάτων και είναι επίσης γραμμένη με μεγάλη γραμματοσειρά σε κουτιά καρτών βίντεο. Επομένως, σε έναν άπειρο αγοραστή φαίνεται ότι εφόσον υπάρχει διπλάσια μνήμη, τότε η ταχύτητα μιας τέτοιας λύσης θα πρέπει να είναι διπλάσια. Η πραγματικότητα διαφέρει από αυτόν τον μύθο στο ότι η μνήμη έχει διαφορετικούς τύπους και χαρακτηριστικά, και η αύξηση της παραγωγικότητας αυξάνεται μόνο μέχρι έναν ορισμένο όγκο, και αφού τον φτάσει απλά σταματά.

Έτσι, σε κάθε παιχνίδι και με συγκεκριμένες ρυθμίσεις και σκηνές παιχνιδιού υπάρχει μια συγκεκριμένη ποσότητα μνήμης βίντεο που είναι αρκετή για όλα τα δεδομένα. Και ακόμα κι αν βάλετε 4 GB μνήμης βίντεο εκεί, δεν θα υπάρχει λόγος να επιταχύνει την απόδοση, η ταχύτητα θα περιοριστεί από τις μονάδες εκτέλεσης που συζητήθηκαν παραπάνω και απλώς θα υπάρχει αρκετή μνήμη. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο σε πολλές περιπτώσεις μια κάρτα γραφικών με 1,5 GB μνήμης βίντεο λειτουργεί με την ίδια ταχύτητα με μια κάρτα με 3 GB (όλα τα άλλα είναι ίσα).

Υπάρχουν περιπτώσεις όπου περισσότερη μνήμη οδηγεί σε ορατή αύξηση της απόδοσης - αυτά είναι πολύ απαιτητικά παιχνίδια, ειδικά σε εξαιρετικά υψηλές αναλύσεις και σε ρυθμίσεις μέγιστης ποιότητας. Αλλά τέτοιες περιπτώσεις δεν συμβαίνουν πάντα και πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η ποσότητα της μνήμης, χωρίς να ξεχνάμε ότι η απόδοση απλά δεν θα αυξηθεί πάνω από ένα ορισμένο ποσό. Τα τσιπ μνήμης έχουν επίσης πιο σημαντικές παραμέτρους, όπως το πλάτος του διαύλου μνήμης και τη συχνότητα λειτουργίας του. Αυτό το θέμα είναι τόσο τεράστιο που θα μπούμε σε περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με την επιλογή της ποσότητας μνήμης βίντεο στο έκτο μέρος του υλικού μας.

Πλάτος διαύλου μνήμης

Το πλάτος του διαύλου μνήμης είναι το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό που επηρεάζει το εύρος ζώνης μνήμης (MBB). Ένα μεγαλύτερο πλάτος επιτρέπει τη μεταφορά περισσότερων πληροφοριών από τη μνήμη βίντεο στη GPU και πίσω ανά μονάδα χρόνου, γεγονός που έχει θετική επίδραση στην απόδοση στις περισσότερες περιπτώσεις. Θεωρητικά, ένας δίαυλος 256 bit μπορεί να μεταφέρει διπλάσια δεδομένα ανά κύκλο ρολογιού από έναν δίαυλο 128 bit. Στην πράξη, η διαφορά στην ταχύτητα απόδοσης, αν και δεν αγγίζει το διπλάσιο, είναι πολύ κοντά σε αυτό σε πολλές περιπτώσεις με έμφαση στο εύρος ζώνης της μνήμης βίντεο.

Οι σύγχρονες κάρτες γραφικών παιχνιδιών χρησιμοποιούν διαφορετικά πλάτη διαύλου: από 64 έως 384 bit (προηγουμένως υπήρχαν τσιπ με δίαυλο 512 bit), ανάλογα με το εύρος τιμών και τον χρόνο κυκλοφορίας ενός συγκεκριμένου μοντέλου GPU. Για τις φθηνότερες κάρτες γραφικών χαμηλού επιπέδου, χρησιμοποιούνται συχνότερα 64 και λιγότερο συχνά 128 bit, για το μεσαίο επίπεδο από 128 έως 256 bit και οι κάρτες βίντεο από το ανώτερο εύρος τιμών χρησιμοποιούν διαύλους πλάτους από 256 έως 384 bit. Το πλάτος του διαύλου δεν μπορεί πλέον να αυξάνεται μόνο λόγω φυσικών περιορισμών - το μέγεθος του καλουπιού της GPU είναι ανεπαρκές για να φιλοξενήσει περισσότερα από ένα δίαυλο 512 bit και αυτό είναι πολύ ακριβό. Επομένως, το εύρος ζώνης μνήμης αυξάνεται τώρα με τη χρήση νέων τύπων μνήμης (βλ. παρακάτω).

Συχνότητα μνήμης βίντεο

Μια άλλη παράμετρος που επηρεάζει το εύρος ζώνης της μνήμης είναι η συχνότητα ρολογιού της. Και η αύξηση του εύρους ζώνης συχνά επηρεάζει άμεσα την απόδοση της κάρτας βίντεο σε εφαρμογές 3D. Η συχνότητα διαύλου μνήμης στις σύγχρονες κάρτες γραφικών κυμαίνεται από 533 (1066, λαμβάνοντας υπόψη τον διπλασιασμό) MHz έως 1375 (5500, λαμβάνοντας υπόψη τον τετραπλασιασμό) MHz, δηλαδή, μπορεί να διαφέρει περισσότερο από πέντε φορές! Και επειδή το εύρος ζώνης εξαρτάται τόσο από τη συχνότητα μνήμης όσο και από το πλάτος του διαύλου της, η μνήμη με δίαυλο 256 bit που λειτουργεί σε συχνότητα 800 (3200) MHz θα έχει μεγαλύτερο εύρος ζώνης σε σύγκριση με τη μνήμη που λειτουργεί στα 1000 (4000) MHz με 128 -bit λεωφορείο.

Ιδιαίτερη προσοχή στις παραμέτρους του πλάτους του διαύλου μνήμης, του τύπου του και της συχνότητας λειτουργίας του πρέπει να δίνεται κατά την αγορά σχετικά φθηνών καρτών γραφικών, πολλές από τις οποίες έχουν μόνο διασυνδέσεις 128-bit ή ακόμα και 64-bit, γεγονός που έχει εξαιρετικά αρνητικό αντίκτυπο στην απόδοσή τους . Σε γενικές γραμμές, δεν συνιστούμε την αγορά κάρτας βίντεο χρησιμοποιώντας δίαυλο μνήμης βίντεο 64-bit για υπολογιστή παιχνιδιών. Συνιστάται να προτιμάτε τουλάχιστον ένα μεσαίο επίπεδο με τουλάχιστον δίαυλο 128 ή 192 bit.

Τύποι μνήμης

Οι σύγχρονες κάρτες γραφικών είναι εξοπλισμένες με πολλούς διαφορετικούς τύπους μνήμης. Δεν θα βρείτε πουθενά παλιά μνήμη SDR μίας ταχύτητας, αλλά οι σύγχρονοι τύποι μνήμης DDR και GDDR έχουν σημαντικά διαφορετικά χαρακτηριστικά. Διάφοροι τύποι DDR και GDDR σάς επιτρέπουν να μεταφέρετε δύο ή τέσσερις φορές περισσότερα δεδομένα με την ίδια συχνότητα ρολογιού ανά μονάδα χρόνου, και επομένως ο αριθμός της συχνότητας λειτουργίας συχνά διπλασιάζεται ή τετραπλασιάζεται, πολλαπλασιάζεται επί 2 ή 4. Έτσι, εάν η συχνότητα καθορίζεται για μνήμη DDR 1400 MHz, τότε αυτή η μνήμη λειτουργεί σε φυσική συχνότητα 700 MHz, αλλά υποδεικνύουν τη λεγόμενη «αποτελεσματική» συχνότητα, δηλαδή αυτή στην οποία πρέπει να λειτουργεί η μνήμη SDR για να παρέχει το ίδιο εύρος ζώνης. Το ίδιο πράγμα με το GDDR5, αλλά η συχνότητα είναι ακόμη και τετραπλασιασμένη.

Το κύριο πλεονέκτημα των νέων τύπων μνήμης είναι η δυνατότητα λειτουργίας σε υψηλότερες ταχύτητες ρολογιού και επομένως αύξηση του εύρους ζώνης σε σύγκριση με προηγούμενες τεχνολογίες. Αυτό επιτυγχάνεται σε βάρος των αυξημένων καθυστερήσεων, οι οποίες, ωστόσο, δεν είναι τόσο σημαντικές για τις κάρτες γραφικών. Η πρώτη πλακέτα που χρησιμοποίησε μνήμη DDR2 ήταν η NVIDIA GeForce FX 5800 Ultra. Έκτοτε, η τεχνολογία μνήμης γραφικών έχει προχωρήσει σημαντικά και αναπτύχθηκε το πρότυπο GDDR3, το οποίο είναι κοντά στις προδιαγραφές DDR2, με κάποιες αλλαγές ειδικά για τις κάρτες γραφικών.

Η GDDR3 είναι μια μνήμη ειδικά σχεδιασμένη για κάρτες γραφικών, με τις ίδιες τεχνολογίες με την DDR2, αλλά με βελτιωμένα χαρακτηριστικά κατανάλωσης και απαγωγής θερμότητας, που επέτρεψαν τη δημιουργία τσιπ που λειτουργούν σε υψηλότερες ταχύτητες ρολογιού. Παρά το γεγονός ότι το πρότυπο αναπτύχθηκε από την ATI, η πρώτη κάρτα βίντεο που τη χρησιμοποίησε ήταν η δεύτερη τροποποίηση του NVIDIA GeForce FX 5700 Ultra και η επόμενη ήταν η GeForce 6800 Ultra.

Το GDDR4 είναι μια περαιτέρω ανάπτυξη της μνήμης «γραφικών», που τρέχει σχεδόν δύο φορές πιο γρήγορα από το GDDR3. Οι κύριες διαφορές μεταξύ GDDR4 και GDDR3, οι οποίες είναι σημαντικές για τους χρήστες, είναι για άλλη μια φορά οι αυξημένες συχνότητες λειτουργίας και η μειωμένη κατανάλωση ενέργειας. Τεχνικά, η μνήμη GDDR4 δεν είναι πολύ διαφορετική από την GDDR3, είναι μια περαιτέρω ανάπτυξη των ίδιων ιδεών. Οι πρώτες κάρτες γραφικών με τσιπ GDDR4 ήταν η ATI Radeon X1950 XTX και η NVIDIA δεν κυκλοφόρησε καθόλου προϊόντα που βασίζονται σε αυτόν τον τύπο μνήμης. Τα πλεονεκτήματα των νέων τσιπ μνήμης έναντι του GDDR3 είναι ότι η κατανάλωση ενέργειας των μονάδων μπορεί να είναι περίπου ένα τρίτο χαμηλότερη. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω χαμηλότερης ονομαστικής τάσης για το GDDR4.

Ωστόσο, το GDDR4 δεν χρησιμοποιείται ευρέως ακόμη και σε λύσεις AMD. Ξεκινώντας από την οικογένεια των GPU RV7x0, οι ελεγκτές μνήμης καρτών γραφικών υποστηρίζουν έναν νέο τύπο μνήμης GDDR5 που λειτουργεί σε αποτελεσματική τετραπλή συχνότητα έως 5,5 GHz και υψηλότερη (θεωρητικά, είναι δυνατές συχνότητες έως 7 GHz), η οποία παρέχει απόδοση έως και έως 176 GB/s χρησιμοποιώντας διεπαφή 256 bit. Εάν για να αυξηθεί το εύρος ζώνης μνήμης στη μνήμη GDDR3/GDDR4 ήταν απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί ένας δίαυλος 512-bit, τότε η μετάβαση στο GDDR5 επέτρεψε τον διπλασιασμό της απόδοσης με μικρότερα μεγέθη κρυστάλλων και χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας.

Οι πιο σύγχρονοι τύποι μνήμης βίντεο είναι οι GDDR3 και GDDR5 που διαφέρουν από τις DDR σε ορισμένες λεπτομέρειες και λειτουργούν επίσης με διπλή/τετραπλή μεταφορά δεδομένων. Αυτοί οι τύποι μνήμης χρησιμοποιούν ορισμένες ειδικές τεχνολογίες για την αύξηση της συχνότητας λειτουργίας. Έτσι, η μνήμη GDDR2 λειτουργεί συνήθως σε υψηλότερες συχνότητες σε σύγκριση με το DDR, το GDDR3 σε ακόμη υψηλότερες συχνότητες και το GDDR5 παρέχει τη μέγιστη συχνότητα και εύρος ζώνης αυτή τη στιγμή. Αλλά τα φθηνά μοντέλα εξακολουθούν να είναι εξοπλισμένα με "μη γραφική" μνήμη DDR3 με σημαντικά χαμηλότερη συχνότητα, επομένως πρέπει να επιλέξετε μια κάρτα βίντεο πιο προσεκτικά.

Βασικά στοιχεία μιας κάρτας βίντεο:

  • εξόδους?
  • διεπαφές?
  • σύστημα ψύξης;
  • GPU;
  • μνήμη βίντεο.

Τεχνολογίες γραφικών:

  • λεξικό;
  • Αρχιτεκτονική GPU: χαρακτηριστικά
    μονάδες κορυφής/pixel, shaders, ποσοστό πλήρωσης, υφή/μονάδες ράστερ, αγωγοί.
  • Αρχιτεκτονική GPU: τεχνολογία
    τεχνική διαδικασία, συχνότητα GPU, τοπική μνήμη βίντεο (ένταση, δίαυλος, τύπος, συχνότητα), λύσεις με πολλαπλές κάρτες βίντεο.
  • οπτικές λειτουργίες
    DirectX, υψηλό δυναμικό εύρος (HDR), anti-aliasing πλήρους οθόνης, φιλτράρισμα υφής, υφές υψηλής ανάλυσης.

Γλωσσάρι βασικών γραφικών όρων

Ρυθμός ανανέωσης

Ακριβώς όπως σε κινηματογράφο ή τηλεόραση, ο υπολογιστής σας προσομοιώνει την κίνηση στην οθόνη εμφανίζοντας μια ακολουθία καρέ. Ο ρυθμός ανανέωσης της οθόνης υποδεικνύει πόσες φορές το δευτερόλεπτο θα ενημερώνεται η εικόνα στην οθόνη. Για παράδειγμα, μια συχνότητα 75 Hz αντιστοιχεί σε 75 ενημερώσεις ανά δευτερόλεπτο.

Εάν ο υπολογιστής επεξεργάζεται καρέ γρηγορότερα από ό,τι μπορεί να εξάγει η οθόνη, τότε ενδέχεται να προκύψουν προβλήματα στα παιχνίδια. Για παράδειγμα, εάν ο υπολογιστής αποδίδει 100 καρέ ανά δευτερόλεπτο και ο ρυθμός ανανέωσης της οθόνης είναι 75 Hz, τότε λόγω επικαλύψεων, η οθόνη μπορεί να εμφανίσει μόνο μέρος της εικόνας κατά τη διάρκεια της περιόδου ανανέωσής της. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζονται οπτικά τεχνουργήματα.

Ως λύση, μπορείτε να ενεργοποιήσετε το V-Sync (κάθετος συγχρονισμός). Περιορίζει τον αριθμό των καρέ που μπορεί να εξάγει ο υπολογιστής στον ρυθμό ανανέωσης της οθόνης, αποτρέποντας τα τεχνουργήματα. Εάν ενεργοποιήσετε το V-Sync, ο αριθμός των καρέ που υπολογίζεται στο παιχνίδι δεν θα υπερβαίνει ποτέ τον ρυθμό ανανέωσης. Δηλαδή, στα 75 Hz ο υπολογιστής δεν θα παράγει περισσότερα από 75 καρέ ανά δευτερόλεπτο.

Εικονοκύτταρο

Η λέξη "Pixel" σημαίνει " εικτούρα ελστοιχείο" - στοιχείο εικόνας. Είναι μια μικροσκοπική κουκκίδα στην οθόνη που μπορεί να λάμπει σε ένα συγκεκριμένο χρώμα (στις περισσότερες περιπτώσεις, η απόχρωση εμφανίζεται με συνδυασμό τριών βασικών χρωμάτων: κόκκινο, πράσινο και μπλε). Εάν η ανάλυση οθόνης είναι 1024x768, τότε μπορείτε να δείτε μια μήτρα 1024 pixel σε πλάτος και 768 pixel σε ύψος. Όλα τα pixel μαζί συνθέτουν την εικόνα. Η εικόνα στην οθόνη ενημερώνεται από 60 έως 120 φορές ανά δευτερόλεπτο, ανάλογα με τον τύπο της οθόνης και την έξοδο δεδομένων από την κάρτα βίντεο. Οι οθόνες CRT ανανεώνουν την οθόνη γραμμή προς γραμμή, ενώ οι επίπεδες οθόνες LCD μπορούν να ανανεώσουν κάθε pixel ξεχωριστά.

Κορυφή

Όλα τα αντικείμενα σε μια τρισδιάστατη σκηνή αποτελούνται από κορυφές. Μια κορυφή είναι ένα σημείο σε τρισδιάστατο χώρο με συντεταγμένες X, Y και Z. Πολλές κορυφές μπορούν να ομαδοποιηθούν σε ένα πολύγωνο: τις περισσότερες φορές είναι ένα τρίγωνο, αλλά είναι δυνατά πιο περίπλοκα σχήματα. Στη συνέχεια εφαρμόζεται μια υφή στο πολύγωνο, η οποία κάνει το αντικείμενο να φαίνεται ρεαλιστικό. Ο τρισδιάστατος κύβος που φαίνεται στην παραπάνω εικόνα αποτελείται από οκτώ κορυφές. Πιο πολύπλοκα αντικείμενα έχουν καμπύλες επιφάνειες που στην πραγματικότητα αποτελούνται από πολύ μεγάλο αριθμό κορυφών.

Υφή

Μια υφή είναι απλώς μια δισδιάστατη εικόνα αυθαίρετου μεγέθους που χαρτογραφείται σε ένα τρισδιάστατο αντικείμενο για να προσομοιώσει την επιφάνειά του. Για παράδειγμα, ο τρισδιάστατος κύβος μας αποτελείται από οκτώ κορυφές. Πριν εφαρμόσετε την υφή, μοιάζει με ένα απλό κουτί. Όταν όμως εφαρμόζουμε την υφή, το κουτί γίνεται χρωματιστό.

Shader

Τα προγράμματα σκίασης pixel επιτρέπουν στην κάρτα βίντεο να παράγει εντυπωσιακά εφέ, για παράδειγμα, όπως αυτό το νερό στο Elder Scrolls: Oblivion.

Σήμερα υπάρχουν δύο τύποι shader: vertex και pixel. Τα προγράμματα σκίασης Vertex μπορούν να τροποποιήσουν ή να μεταμορφώσουν τρισδιάστατα αντικείμενα. Τα προγράμματα σκίασης pixel σάς επιτρέπουν να αλλάζετε τα χρώματα των pixel με βάση ορισμένα δεδομένα. Φανταστείτε μια πηγή φωτός σε μια τρισδιάστατη σκηνή που κάνει τα φωτισμένα αντικείμενα να λάμπουν πιο φωτεινά, ενώ ταυτόχρονα προκαλεί τη δημιουργία σκιών σε άλλα αντικείμενα. Όλα αυτά επιτυγχάνονται αλλάζοντας τις πληροφορίες χρώματος των pixel.

Τα pixel shaders χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία πολύπλοκων εφέ στα αγαπημένα σας παιχνίδια. Για παράδειγμα, ο κώδικας shader μπορεί να κάνει τα pixel που περιβάλλουν ένα 3D σπαθί να λάμπουν πιο φωτεινά. Ένα άλλο shader μπορεί να επεξεργαστεί όλες τις κορυφές ενός πολύπλοκου τρισδιάστατου αντικειμένου και να προσομοιώσει μια έκρηξη. Οι προγραμματιστές παιχνιδιών στρέφονται όλο και περισσότερο σε εξελιγμένα προγράμματα shader για να δημιουργήσουν ρεαλιστικά γραφικά. Σχεδόν κάθε σύγχρονο παιχνίδι με πλούσια γραφικά χρησιμοποιεί shaders.

Με την κυκλοφορία του επόμενου Application Programming Interface (API), του Microsoft DirectX 10, θα κυκλοφορήσει ένας τρίτος τύπος shader, που ονομάζεται geometry shaders. Με τη βοήθειά τους, θα είναι δυνατό να σπάσετε αντικείμενα, να τα τροποποιήσετε, ακόμη και να τα καταστρέψετε, ανάλογα με το επιθυμητό αποτέλεσμα. Ο τρίτος τύπος shaders μπορεί να προγραμματιστεί με τον ίδιο ακριβώς τρόπο όπως και τα δύο πρώτα, αλλά ο ρόλος του θα είναι διαφορετικός.

Ποσοστό πλήρωσης

Πολύ συχνά στο κουτί με μια κάρτα βίντεο μπορείτε να βρείτε την τιμή του ποσοστού πλήρωσης. Βασικά, ο ρυθμός πλήρωσης υποδεικνύει πόσο γρήγορα η GPU μπορεί να εξάγει pixel. Οι παλαιότερες κάρτες γραφικών είχαν ρυθμό πλήρωσης τριγώνου. Αλλά σήμερα υπάρχουν δύο τύποι ρυθμών πλήρωσης: ρυθμός πλήρωσης εικονοστοιχείων και ρυθμός πλήρωσης υφής. Όπως ήδη αναφέρθηκε, ο ρυθμός πλήρωσης εικονοστοιχείων αντιστοιχεί στον ρυθμό εξόδου των εικονοστοιχείων. Υπολογίζεται ως ο αριθμός των λειτουργιών ράστερ (ROP) πολλαπλασιασμένος με την ταχύτητα του ρολογιού.

Ο ρυθμός πλήρωσης υφής υπολογίζεται διαφορετικά από τα ATi και nVidia. Η Nvidia πιστεύει ότι η ταχύτητα προκύπτει πολλαπλασιάζοντας τον αριθμό των αγωγών pixel με τη συχνότητα ρολογιού. Και το ATi πολλαπλασιάζει τον αριθμό των μονάδων υφής με την ταχύτητα του ρολογιού. Κατ' αρχήν, και οι δύο μέθοδοι είναι σωστές, καθώς το nVidia χρησιμοποιεί μία μονάδα υφής ανά μονάδα σκίασης εικονοστοιχείων (δηλαδή, μία μονάδα ανά pixel pipeline).

Έχοντας υπόψη αυτούς τους ορισμούς, ας προχωρήσουμε και ας συζητήσουμε τις πιο σημαντικές λειτουργίες της GPU, τι κάνουν και γιατί είναι τόσο σημαντικές.

Αρχιτεκτονική GPU: Χαρακτηριστικά

Ο ρεαλισμός των τρισδιάστατων γραφικών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την απόδοση της κάρτας βίντεο. Όσο περισσότερα μπλοκ σκίασης εικονοστοιχείων περιέχει ο επεξεργαστής και όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα, τόσο περισσότερα εφέ μπορούν να εφαρμοστούν στην τρισδιάστατη σκηνή για τη βελτίωση της οπτικής της αντίληψης.

Η GPU περιέχει πολλά διαφορετικά λειτουργικά μπλοκ. Με τον αριθμό ορισμένων στοιχείων, μπορείτε να υπολογίσετε πόσο ισχυρή είναι η GPU. Πριν προχωρήσουμε περαιτέρω, ας δούμε τα πιο σημαντικά λειτουργικά μπλοκ.

Επεξεργαστές Vertex (μονάδες σκίασης κορυφής)

Όπως οι μονάδες σκίασης pixel, οι επεξεργαστές κορυφής εκτελούν κώδικα σκίασης που αγγίζει κορυφές. Επειδή ένας μεγαλύτερος προϋπολογισμός κορυφής επιτρέπει τη δημιουργία πιο περίπλοκων τρισδιάστατων αντικειμένων, η απόδοση των επεξεργαστών κορυφής είναι πολύ σημαντική σε τρισδιάστατες σκηνές με πολύπλοκους ή μεγάλους αριθμούς αντικειμένων. Ωστόσο, οι μονάδες σκίασης κορυφής εξακολουθούν να μην έχουν τόσο προφανή επίδραση στην απόδοση όσο οι επεξεργαστές pixel.

Επεξεργαστές pixel (μονάδες σκίασης pixel)

Ένας επεξεργαστής pixel είναι ένα στοιχείο ενός τσιπ γραφικών που είναι αφιερωμένο στην επεξεργασία προγραμμάτων σκίασης εικονοστοιχείων. Αυτοί οι επεξεργαστές εκτελούν υπολογισμούς που αφορούν μόνο pixel. Επειδή τα εικονοστοιχεία περιέχουν πληροφορίες χρώματος, οι σκιαστήρες pixel σάς επιτρέπουν να επιτύχετε εντυπωσιακά γραφικά εφέ. Για παράδειγμα, τα περισσότερα από τα εφέ νερού που βλέπετε στα παιχνίδια δημιουργούνται χρησιμοποιώντας σκίαστρες pixel. Συνήθως, ο αριθμός των επεξεργαστών pixel χρησιμοποιείται για τη σύγκριση της απόδοσης των pixel των καρτών βίντεο. Εάν μια κάρτα έχει οκτώ μονάδες σκίασης pixel και μια άλλη έχει 16 μονάδες, τότε είναι λογικό να υποθέσουμε ότι μια κάρτα βίντεο με 16 μονάδες θα είναι πιο γρήγορη στην επεξεργασία σύνθετων προγραμμάτων σκίασης εικονοστοιχείων. Η ταχύτητα του ρολογιού θα πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη, αλλά σήμερα ο διπλασιασμός του αριθμού των επεξεργαστών pixel είναι πιο ενεργειακά αποδοτικός από τον διπλασιασμό της συχνότητας του τσιπ γραφικών.

Ενοποιημένα shaders

Τα Unified shaders δεν έχουν φτάσει ακόμη στον κόσμο των υπολογιστών, αλλά το επερχόμενο πρότυπο DirectX 10 βασίζεται σε παρόμοια αρχιτεκτονική. Δηλαδή, η δομή κώδικα των προγραμμάτων κορυφής, γεωμετρίας και εικονοστοιχείων θα είναι η ίδια, αν και οι σκιαστήρες θα εκτελούν διαφορετική εργασία. Η νέα προδιαγραφή μπορεί να δει στο Xbox 360, όπου η GPU σχεδιάστηκε ειδικά από την ATi για τη Microsoft. Θα είναι πολύ ενδιαφέρον να δούμε τι δυνατότητες φέρνει το νέο DirectX 10.

Μονάδες χαρτογράφησης υφής (TMU)

Οι υφές πρέπει να επιλέγονται και να φιλτράρονται. Αυτή η εργασία γίνεται από μονάδες χαρτογράφησης υφής, οι οποίες λειτουργούν σε συνδυασμό με μονάδες σκίασης pixel και vertex. Η δουλειά του TMU είναι να εφαρμόζει λειτουργίες υφής σε pixel. Ο αριθμός των μονάδων υφής σε μια GPU χρησιμοποιείται συχνά για τη σύγκριση της απόδοσης υφής των καρτών βίντεο. Δεν είναι παράλογο να υποθέσουμε ότι μια κάρτα γραφικών με περισσότερα TMU θα προσφέρει καλύτερη απόδοση υφής.

Μονάδες χειριστή Raster (ROP)

Οι επεξεργαστές ράστερ είναι υπεύθυνοι για την εγγραφή δεδομένων pixel στη μνήμη. Η ταχύτητα με την οποία εκτελείται αυτή η λειτουργία είναι ο ρυθμός πλήρωσης. Στις πρώτες μέρες των τρισδιάστατων επιταχυντών, το ROP και ο ρυθμός πλήρωσης ήταν πολύ σημαντικά χαρακτηριστικά των καρτών βίντεο. Σήμερα, η εργασία ROP εξακολουθεί να είναι σημαντική, αλλά η απόδοση της κάρτας βίντεο δεν περιορίζεται πλέον από αυτά τα μπλοκ όπως παλιά. Επομένως, η απόδοση (και ο αριθμός) των ROP σπάνια χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση της ταχύτητας μιας κάρτας βίντεο.

Μεταφορείς

Οι σωληνώσεις χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν την αρχιτεκτονική των καρτών βίντεο και να δώσουν μια πολύ σαφή ιδέα για την απόδοση της GPU.

Ο μεταφορέας δεν μπορεί να θεωρηθεί αυστηρός τεχνικός όρος. Η GPU χρησιμοποιεί διαφορετικούς αγωγούς που εκτελούν διαφορετικές λειτουργίες. Ιστορικά, ένας αγωγός σήμαινε έναν επεξεργαστή pixel που ήταν συνδεδεμένος στη μονάδα χαρτογράφησης υφής του (TMU). Για παράδειγμα, η κάρτα γραφικών Radeon 9700 χρησιμοποιεί οκτώ επεξεργαστές pixel, καθένας από τους οποίους είναι συνδεδεμένος στο δικό του TMU, επομένως η κάρτα θεωρείται ότι έχει οκτώ αγωγούς.

Αλλά οι σύγχρονοι επεξεργαστές είναι πολύ δύσκολο να περιγραφούν από τον αριθμό των αγωγών. Σε σύγκριση με τα προηγούμενα σχέδια, οι νέοι επεξεργαστές χρησιμοποιούν μια αρθρωτή, κατακερματισμένη δομή. Η ATi μπορεί να θεωρηθεί καινοτόμος σε αυτόν τον τομέα, η οποία, με τη σειρά καρτών γραφικών X1000, άλλαξε σε μια αρθρωτή δομή, η οποία κατέστησε δυνατή την επίτευξη κερδών απόδοσης μέσω εσωτερικής βελτιστοποίησης. Ορισμένα μπλοκ CPU χρησιμοποιούνται περισσότερο από άλλα και για να βελτιώσει την απόδοση της GPU, η ATi προσπάθησε να βρει έναν συμβιβασμό μεταξύ του αριθμού των μπλοκ που απαιτούνται και της περιοχής μήτρας (η οποία δεν μπορεί να αυξηθεί πολύ). Σε αυτήν την αρχιτεκτονική, ο όρος "pixel pipeline" έχει ήδη χάσει το νόημά του, αφού οι επεξεργαστές pixel δεν είναι πλέον συνδεδεμένοι με τα δικά τους TMU. Για παράδειγμα, η GPU ATi Radeon X1600 έχει 12 μονάδες σκίασης pixel και μόνο τέσσερις μονάδες χαρτογράφησης υφής TMU. Επομένως, είναι αδύνατο να πούμε ότι η αρχιτεκτονική αυτού του επεξεργαστή έχει αγωγούς 12 pixel, όπως είναι αδύνατο να πούμε ότι υπάρχουν μόνο τέσσερα από αυτά. Ωστόσο, κατά παράδοση, οι αγωγοί pixel εξακολουθούν να αναφέρονται.

Λαμβάνοντας υπόψη τις παραπάνω υποθέσεις, ο αριθμός των αγωγών pixel σε μια GPU χρησιμοποιείται συχνά για τη σύγκριση καρτών βίντεο (με εξαίρεση τη γραμμή ATi X1x00). Για παράδειγμα, εάν παίρνετε κάρτες βίντεο με 24 και 16 αγωγούς, τότε είναι πολύ λογικό να υποθέσουμε ότι η κάρτα με 24 αγωγούς θα είναι ταχύτερη.

Αρχιτεκτονική GPU: Τεχνολογία

Τεχνική διαδικασία

Αυτός ο όρος αναφέρεται στο μέγεθος ενός στοιχείου (τρανζίστορ) του τσιπ και στην ακρίβεια της διαδικασίας κατασκευής. Οι βελτιώσεις στις τεχνικές διαδικασίες καθιστούν δυνατή την απόκτηση στοιχείων μικρότερου μεγέθους. Για παράδειγμα, η διαδικασία των 0,18 micron παράγει μεγαλύτερα χαρακτηριστικά από τη διαδικασία των 0,13 micron, επομένως δεν είναι τόσο αποτελεσματική. Τα μικρότερα τρανζίστορ λειτουργούν σε χαμηλότερη τάση. Με τη σειρά του, μια μείωση της τάσης οδηγεί σε μείωση της θερμικής αντίστασης, η οποία οδηγεί σε μείωση της ποσότητας της θερμότητας που παράγεται. Οι βελτιώσεις στην τεχνική διαδικασία καθιστούν δυνατή τη μείωση της απόστασης μεταξύ των λειτουργικών μπλοκ του τσιπ και η μεταφορά δεδομένων απαιτεί λιγότερο χρόνο. Μικρότερες αποστάσεις, χαμηλότερες τάσεις και άλλες βελτιώσεις επιτρέπουν την επίτευξη υψηλότερων ταχυτήτων ρολογιού.

Αυτό που περιπλέκει κάπως την κατανόηση είναι ότι σήμερα τόσο τα μικρόμετρα (μm) όσο και τα νανόμετρα (nm) χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό μιας τεχνικής διαδικασίας. Στην πραγματικότητα, όλα είναι πολύ απλά: 1 νανόμετρο ισούται με 0,001 μικρόμετρο, επομένως οι διαδικασίες 0,09 μm και 90 nm είναι το ίδιο πράγμα. Όπως σημειώθηκε παραπάνω, μια μικρότερη τεχνολογία διεργασιών επιτρέπει υψηλότερες ταχύτητες ρολογιού. Για παράδειγμα, εάν συγκρίνουμε κάρτες βίντεο με τσιπ 0,18 micron και 0,09 micron (90 nm), τότε είναι λογικό να περιμένουμε υψηλότερη συχνότητα από μια κάρτα 90 nm.

Ταχύτητα ρολογιού GPU

Η ταχύτητα του ρολογιού της GPU μετριέται σε megahertz (MHz), που είναι εκατομμύρια κύκλοι ρολογιού ανά δευτερόλεπτο.

Η ταχύτητα ρολογιού επηρεάζει άμεσα την απόδοση της GPU. Όσο υψηλότερο είναι, τόσο περισσότερη δουλειά μπορεί να γίνει σε ένα δευτερόλεπτο. Για το πρώτο παράδειγμα, ας πάρουμε τις κάρτες γραφικών nVidia GeForce 6600 και 6600 GT: η GPU 6600 GT τρέχει στα 500 MHz, ενώ η κανονική κάρτα 6600 τρέχει στα 400 MHz. Δεδομένου ότι οι επεξεργαστές είναι τεχνικά πανομοιότυποι, η αύξηση της ταχύτητας ρολογιού κατά 20% του 6600 GT έχει ως αποτέλεσμα υψηλότερες επιδόσεις.

Αλλά η ταχύτητα του ρολογιού δεν είναι το παν. Λάβετε υπόψη ότι η απόδοση επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από την αρχιτεκτονική. Για το δεύτερο παράδειγμα, ας πάρουμε τις κάρτες γραφικών GeForce 6600 GT και GeForce 6800 GT. Η GPU 6600 GT είναι ρολόι στα 500 MHz, αλλά η 6800 GT τρέχει σε μόλις 350 MHz. Τώρα ας λάβουμε υπόψη ότι το 6800 GT χρησιμοποιεί αγωγούς 16 pixel, ενώ το 6600 GT χρησιμοποιεί μόνο οκτώ. Επομένως, ένας 6800 GT με 16 αγωγούς στα 350 MHz θα δώσει περίπου την ίδια απόδοση με έναν επεξεργαστή με οκτώ αγωγούς και διπλάσια ταχύτητα ρολογιού (700 MHz). Με αυτό, η ταχύτητα ρολογιού μπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθεί για να συγκρίνει την απόδοση.

Τοπική μνήμη βίντεο

Η μνήμη της κάρτας βίντεο επηρεάζει σημαντικά την απόδοση. Αλλά διαφορετικές παράμετροι μνήμης έχουν διαφορετικά αποτελέσματα.

Μέγεθος μνήμης βίντεο

Η ποσότητα της μνήμης βίντεο μπορεί πιθανώς να ονομαστεί η πιο υπερεκτιμημένη παράμετρος μιας κάρτας βίντεο. Οι άπειροι καταναλωτές χρησιμοποιούν συχνά τη χωρητικότητα της μνήμης βίντεο για να συγκρίνουν διαφορετικές κάρτες μεταξύ τους, αλλά στην πραγματικότητα, η χωρητικότητα έχει μικρή επίδραση στην απόδοση σε σύγκριση με παραμέτρους όπως η συχνότητα διαύλου μνήμης και η διεπαφή (πλάτος διαύλου).

Στις περισσότερες περιπτώσεις, μια κάρτα με 128 MB μνήμης βίντεο θα έχει σχεδόν την ίδια απόδοση με μια κάρτα με 256 MB. Φυσικά, υπάρχουν περιπτώσεις όπου περισσότερη μνήμη θα βελτιώσει την απόδοση, αλλά έχετε κατά νου ότι περισσότερη μνήμη δεν θα οδηγήσει αυτόματα σε μεγαλύτερες ταχύτητες παιχνιδιού.

Εκεί που η ένταση μπορεί να είναι χρήσιμη είναι σε παιχνίδια με υφές υψηλής ανάλυσης. Οι προγραμματιστές παιχνιδιών παρέχουν διάφορα σύνολα textures για το παιχνίδι. Και όσο περισσότερη μνήμη υπάρχει στην κάρτα γραφικών, τόσο μεγαλύτερη ανάλυση μπορούν να έχουν οι φορτωμένες υφές. Οι υφές υψηλής ανάλυσης παρέχουν μεγαλύτερη διαύγεια και λεπτομέρεια στο παιχνίδι. Επομένως, είναι πολύ λογικό να πάρετε μια κάρτα με μεγάλη ποσότητα μνήμης, εάν όλα τα άλλα κριτήρια ταιριάζουν. Ας σας υπενθυμίσουμε για άλλη μια φορά ότι το πλάτος του διαύλου μνήμης και η συχνότητά του έχουν πολύ ισχυρότερο αντίκτυπο στην απόδοση από την ποσότητα της φυσικής μνήμης στην κάρτα.

Πλάτος διαύλου μνήμης

Το πλάτος του διαύλου μνήμης είναι μία από τις πιο σημαντικές πτυχές της απόδοσης της μνήμης. Τα σύγχρονα λεωφορεία έχουν πλάτος από 64 έως 256 bit και σε ορισμένες περιπτώσεις ακόμη και 512 bit. Όσο ευρύτερος είναι ο δίαυλος μνήμης, τόσο περισσότερες πληροφορίες μπορεί να μεταφέρει ανά κύκλο ρολογιού. Και αυτό επηρεάζει άμεσα την παραγωγικότητα. Για παράδειγμα, εάν πάρετε δύο διαύλους με ίσες συχνότητες, τότε θεωρητικά ένας δίαυλος 128 bit θα μεταφέρει διπλάσια δεδομένα ανά κύκλο ρολογιού από έναν δίαυλο 64 bit. Και ο δίαυλος 256-bit είναι διπλάσιος.

Μεγαλύτερο εύρος ζώνης διαύλου (εκφρασμένο σε bit ή byte ανά δευτερόλεπτο, 1 byte = 8 bit) παρέχει υψηλότερη απόδοση μνήμης. Γι' αυτό ο δίαυλος μνήμης είναι πολύ πιο σημαντικός από το μέγεθός του. Σε ίσες συχνότητες, ο δίαυλος μνήμης 64 bit λειτουργεί με ταχύτητα μόνο 25% από εκείνη των 256 bit!

Ας πάρουμε το παρακάτω παράδειγμα. Μια κάρτα γραφικών με μνήμη βίντεο 128 MB, αλλά με δίαυλο 256 bit, παρέχει πολύ υψηλότερη απόδοση μνήμης από ένα μοντέλο 512 MB με δίαυλο 64 bit. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι για ορισμένες κάρτες από τη γραμμή ATi X1x00, οι κατασκευαστές υποδεικνύουν τις προδιαγραφές του διαύλου εσωτερικής μνήμης, αλλά μας ενδιαφέρουν οι παράμετροι του εξωτερικού διαύλου. Για παράδειγμα, το X1600 έχει έναν εσωτερικό δακτύλιο πλάτους 256 bit, αλλά έναν εξωτερικό που έχει πλάτος μόνο 128 bit. Και στην πραγματικότητα, ο δίαυλος μνήμης λειτουργεί με απόδοση 128 bit.

Τύποι μνήμης

Η μνήμη μπορεί να χωριστεί σε δύο κύριες κατηγορίες: SDR (μονή μεταφορά δεδομένων) και DDR (διπλή μεταφορά δεδομένων), όπου τα δεδομένα μεταφέρονται δύο φορές πιο γρήγορα ανά κύκλο ρολογιού. Σήμερα, η τεχνολογία SDR μιας μετάδοσης είναι ξεπερασμένη. Δεδομένου ότι η μνήμη DDR μεταφέρει δεδομένα δύο φορές πιο γρήγορα από το SDR, είναι σημαντικό να θυμάστε ότι οι κάρτες βίντεο με μνήμη DDR συχνά υποδεικνύουν τη διπλάσια συχνότητα, όχι τη φυσική συχνότητα. Για παράδειγμα, εάν η μνήμη DDR έχει καθοριστεί στα 1000 MHz, τότε αυτή είναι η πραγματική συχνότητα στην οποία πρέπει να λειτουργεί η κανονική μνήμη SDR για να παρέχει την ίδια απόδοση. Αλλά στην πραγματικότητα, η φυσική συχνότητα είναι 500 MHz.

Για το λόγο αυτό, πολλοί εκπλήσσονται όταν η συχνότητα των 1200 MHz DDR υποδεικνύεται για τη μνήμη της κάρτας γραφικών τους και τα βοηθητικά προγράμματα αναφέρουν 600 MHz. Οπότε θα πρέπει να το συνηθίσεις. Η μνήμη DDR2 και GDDR3/GDDR4 λειτουργεί με την ίδια αρχή, δηλαδή με διπλή μεταφορά δεδομένων. Η διαφορά μεταξύ της μνήμης DDR, DDR2, GDDR3 και GDDR4 έγκειται στην τεχνολογία παραγωγής και σε ορισμένες λεπτομέρειες. Το DDR2 μπορεί να λειτουργεί σε υψηλότερες συχνότητες από τη μνήμη DDR και το DDR3 μπορεί να λειτουργεί σε ακόμη υψηλότερες συχνότητες από το DDR2.

Συχνότητα διαύλου μνήμης

Όπως ένας επεξεργαστής, η μνήμη (ή ακριβέστερα, ο δίαυλος μνήμης) λειτουργεί σε συγκεκριμένες ταχύτητες ρολογιού, μετρημένες σε megahertz. Εδώ, η αύξηση των ταχυτήτων ρολογιού επηρεάζει άμεσα την απόδοση της μνήμης. Και η συχνότητα του διαύλου μνήμης είναι μία από τις παραμέτρους που χρησιμοποιούνται για τη σύγκριση της απόδοσης των καρτών βίντεο. Για παράδειγμα, εάν όλα τα άλλα χαρακτηριστικά (πλάτος διαύλου μνήμης κ.λπ.) είναι τα ίδια, τότε είναι πολύ λογικό να πούμε ότι μια κάρτα βίντεο με μνήμη 700 MHz είναι ταχύτερη από μια κάρτα με μνήμη 500 MHz.

Και πάλι, η ταχύτητα του ρολογιού δεν είναι το παν. Η μνήμη 700 MHz με δίαυλο 64 bit θα είναι πιο αργή από τη μνήμη 400 MHz με δίαυλο 128 bit. Η απόδοση μνήμης 400 MHz σε δίαυλο 128 bit είναι περίπου ισοδύναμη με μνήμη 800 MHz σε δίαυλο 64 bit. Θα πρέπει επίσης να θυμάστε ότι η GPU και οι συχνότητες μνήμης είναι εντελώς διαφορετικές παράμετροι και συνήθως διαφέρουν.

Διεπαφή κάρτας βίντεο

Όλα τα δεδομένα που μεταφέρονται μεταξύ της κάρτας βίντεο και του επεξεργαστή περνούν μέσω της διεπαφής της κάρτας βίντεο. Σήμερα, τρεις τύποι διεπαφών χρησιμοποιούνται για κάρτες γραφικών: PCI, AGP και PCI Express. Διαφέρουν ως προς το εύρος ζώνης και άλλα χαρακτηριστικά. Είναι σαφές ότι όσο υψηλότερη είναι η απόδοση, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα ανταλλαγής. Ωστόσο, μόνο οι πιο σύγχρονες κάρτες μπορούν να χρησιμοποιούν υψηλό εύρος ζώνης, και μάλιστα μόνο εν μέρει. Σε κάποιο σημείο, η ταχύτητα διασύνδεσης έπαψε να αποτελεί εμπόδιο σήμερα είναι απλώς επαρκής.

Ο πιο αργός δίαυλος για τον οποίο κατασκευάστηκαν κάρτες βίντεο είναι το PCI (Peripheral Components Interconnect). Χωρίς να μπω στην ιστορία, φυσικά. Το PCI υποβάθμισε πραγματικά την απόδοση των καρτών γραφικών, και έτσι άλλαξαν στη διεπαφή AGP (Accelerated Graphics Port). Αλλά ακόμη και οι προδιαγραφές AGP 1.0 και 2x περιόρισαν την απόδοση. Όταν το πρότυπο αύξησε τις ταχύτητες σε επίπεδα AGP 4x, αρχίσαμε να προσεγγίζουμε το πρακτικό όριο του εύρους ζώνης που μπορούν να χειριστούν οι κάρτες βίντεο. Η προδιαγραφή AGP 8x διπλασίασε για άλλη μια φορά την απόδοση σε σύγκριση με το AGP 4x (2,16 GB/s), αλλά δεν λάβαμε πλέον αξιοσημείωτη αύξηση στην απόδοση γραφικών.

Το νεότερο και ταχύτερο λεωφορείο είναι το PCI Express. Οι νέες κάρτες γραφικών χρησιμοποιούν συνήθως τη διεπαφή PCI Express x16, η οποία συνδυάζει 16 λωρίδες PCI Express για συνολική απόδοση 4 GB/s (μία κατεύθυνση). Αυτή είναι η διπλάσια απόδοση του AGP 8x. Ο δίαυλος PCI Express παρέχει το αναφερόμενο εύρος ζώνης και προς τις δύο κατευθύνσεις (μεταφορά δεδομένων από και προς την κάρτα βίντεο). Αλλά η ταχύτητα του προτύπου AGP 8x ήταν ήδη επαρκής, επομένως δεν έχουμε ακόμη αντιμετωπίσει μια κατάσταση όπου η μετάβαση στο PCI Express έδωσε αύξηση απόδοσης σε σύγκριση με το AGP 8x (αν οι άλλες παράμετροι υλικού είναι οι ίδιες). Για παράδειγμα, η έκδοση AGP του GeForce 6800 Ultra θα λειτουργεί πανομοιότυπα με την έκδοση 6800 Ultra για PCI Express.

Σήμερα είναι καλύτερο να αγοράσετε μια κάρτα με διασύνδεση PCI Express, η οποία θα παραμείνει στην αγορά για αρκετά χρόνια. Οι πιο ισχυρές κάρτες δεν παράγονται πλέον με τη διεπαφή AGP 8x και οι λύσεις PCI Express, κατά κανόνα, είναι πιο εύκολο να βρεθούν από τις αναλογικές AGP και είναι φθηνότερες.

Λύσεις σε πολλές κάρτες γραφικών

Η χρήση πολλαπλών καρτών βίντεο για την αύξηση της απόδοσης των γραφικών δεν είναι μια νέα ιδέα. Στις πρώτες μέρες των τρισδιάστατων γραφικών, το 3dfx εισήλθε στην αγορά με δύο κάρτες γραφικών να λειτουργούν παράλληλα. Όμως, με την εξαφάνιση του 3dfx, η τεχνολογία για την κοινή λειτουργία πολλών καρτών βίντεο καταναλωτών παραδόθηκε στη λήθη, αν και η ATi παρήγαγε παρόμοια συστήματα για επαγγελματίες προσομοιωτές από την κυκλοφορία του Radeon 9700. Πριν από μερικά χρόνια, η τεχνολογία επέστρεψε στο στην αγορά: με την εμφάνιση των λύσεων nVidia SLI και, λίγο αργότερα, του ATi Crossfire.

Η χρήση πολλών καρτών γραφικών μαζί παρέχει αρκετή απόδοση για να τρέξει το παιχνίδι σε ρυθμίσεις υψηλής ποιότητας σε υψηλή ανάλυση. Αλλά η επιλογή μιας ή άλλης λύσης δεν είναι τόσο απλή.

Ας ξεκινήσουμε με το γεγονός ότι οι λύσεις που βασίζονται σε πολλαπλές κάρτες βίντεο απαιτούν μεγάλη ποσότητα ενέργειας, επομένως το τροφοδοτικό πρέπει να είναι αρκετά ισχυρό. Όλη αυτή η θερμότητα θα πρέπει να αφαιρεθεί από την κάρτα γραφικών, επομένως πρέπει να δώσετε προσοχή στην θήκη του υπολογιστή και στην ψύξη, ώστε το σύστημα να μην υπερθερμανθεί.

Επίσης, να θυμάστε ότι το SLI/CrossFire απαιτεί μια κατάλληλη μητρική πλακέτα (είτε για τη μία είτε την άλλη τεχνολογία), η οποία συνήθως κοστίζει περισσότερο από τα τυπικά μοντέλα. Η διαμόρφωση nVidia SLI θα λειτουργεί μόνο σε ορισμένες πλακέτες nForce4 και οι κάρτες ATi CrossFire θα λειτουργούν μόνο σε μητρικές με το chipset CrossFire ή σε ορισμένα μοντέλα Intel. Για να περιπλέκονται τα πράγματα, ορισμένες διαμορφώσεις CrossFire απαιτούν μία από τις κάρτες να είναι ειδική: CrossFire Edition. Μετά την κυκλοφορία του CrossFire, για ορισμένα μοντέλα καρτών βίντεο, η ATi επέτρεψε τη συμπερίληψη της τεχνολογίας συνεργασίας μέσω του διαύλου PCI Express και με την κυκλοφορία νέων εκδόσεων προγραμμάτων οδήγησης, ο αριθμός των πιθανών συνδυασμών αυξάνεται. Ωστόσο, το υλικό CrossFire με την αντίστοιχη κάρτα CrossFire Edition παρέχει υψηλότερη απόδοση. Αλλά οι κάρτες CrossFire Edition είναι επίσης πιο ακριβές από τα κανονικά μοντέλα. Επί του παρόντος, μπορείτε να ενεργοποιήσετε τη λειτουργία CrossFire λογισμικού (χωρίς κάρτα CrossFire Edition) στις κάρτες γραφικών Radeon X1300, X1600 και X1800 GTO.

Υπάρχουν και άλλοι παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη. Αν και δύο κάρτες γραφικών που συνεργάζονται παρέχουν μια ώθηση της απόδοσης, απέχει πολύ από το διπλάσιο. Αλλά θα πληρώσετε τα διπλάσια χρήματα. Τις περισσότερες φορές, η αύξηση της παραγωγικότητας είναι 20-60%. Και σε ορισμένες περιπτώσεις, λόγω πρόσθετου υπολογιστικού κόστους για αντιστοίχιση, δεν υπάρχει καμία αύξηση. Για αυτόν τον λόγο, οι διαμορφώσεις πολλαπλών καρτών είναι απίθανο να αξίζουν τον κόπο με φθηνότερα μοντέλα, καθώς η πιο ακριβή κάρτα γραφικών συνήθως ξεπερνάει μερικές φορές τις φθηνότερες κάρτες. Γενικά, για τους περισσότερους καταναλωτές, η αγορά μιας λύσης SLI/CrossFire δεν έχει νόημα. Αλλά αν θέλετε να ενεργοποιήσετε όλες τις επιλογές βελτίωσης ποιότητας ή να παίξετε σε ακραίες αναλύσεις, για παράδειγμα, 2560x1600, όταν πρέπει να υπολογίσετε περισσότερα από 4 εκατομμύρια pixel ανά καρέ, τότε δεν μπορείτε να κάνετε χωρίς δύο ή τέσσερις ζευγαρωμένες κάρτες γραφικών.

Οπτικά χαρακτηριστικά

Εκτός από τις αμιγώς προδιαγραφές υλικού, διαφορετικές γενιές και μοντέλα GPU μπορεί να διαφέρουν ως προς το σύνολο των λειτουργιών. Για παράδειγμα, λέγεται συχνά ότι οι κάρτες γενιάς ATi Radeon X800 XT είναι συμβατές με το Shader Model 2.0b (SM), ενώ το nVidia GeForce 6800 Ultra είναι συμβατό με το SM 3.0, αν και οι προδιαγραφές υλικού τους είναι κοντά μεταξύ τους (16 αγωγοί ). Ως εκ τούτου, πολλοί καταναλωτές κάνουν μια επιλογή υπέρ της μιας ή της άλλης λύσης χωρίς καν να γνωρίζουν τι σημαίνει η διαφορά.

Εκδόσεις Microsoft DirectX και Shader Model

Αυτά τα ονόματα χρησιμοποιούνται συχνότερα σε διαφωνίες, αλλά λίγοι άνθρωποι γνωρίζουν τι σημαίνουν πραγματικά. Για να καταλάβουμε, ας ξεκινήσουμε με την ιστορία των API γραφικών. Το DirectX και το OpenGL είναι API γραφικών, δηλαδή διεπαφές προγραμματισμού εφαρμογών - πρότυπα ανοιχτού κώδικα διαθέσιμα σε όλους.

Πριν από την εμφάνιση των API γραφικών, κάθε κατασκευαστής GPU χρησιμοποιούσε τον δικό του μηχανισμό για να επικοινωνεί με παιχνίδια. Οι προγραμματιστές έπρεπε να γράψουν ξεχωριστό κώδικα για κάθε GPU που ήθελαν να υποστηρίξουν. Μια πολύ δαπανηρή και αναποτελεσματική προσέγγιση. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, αναπτύχθηκαν API για τρισδιάστατα γραφικά, έτσι ώστε οι προγραμματιστές να γράφουν κώδικα για ένα συγκεκριμένο API και όχι για μια συγκεκριμένη κάρτα βίντεο. Μετά από αυτό, τα προβλήματα συμβατότητας έπεσαν στους ώμους των κατασκευαστών καρτών γραφικών, οι οποίοι έπρεπε να διασφαλίσουν ότι τα προγράμματα οδήγησης θα ήταν συμβατά με το API.

Η μόνη δυσκολία παραμένει ότι σήμερα χρησιμοποιούνται δύο διαφορετικά API, συγκεκριμένα το Microsoft DirectX και το OpenGL, όπου το GL σημαίνει Βιβλιοθήκη γραφικών. Δεδομένου ότι το DirectX API είναι πιο δημοφιλές στα παιχνίδια σήμερα, θα εστιάσουμε σε αυτό. Και αυτό το πρότυπο είχε ισχυρότερη επιρροή στην ανάπτυξη των παιχνιδιών.

Το DirectX είναι μια δημιουργία της Microsoft. Στην πραγματικότητα, το DirectX περιλαμβάνει πολλά API, μόνο ένα από τα οποία χρησιμοποιείται για τρισδιάστατα γραφικά. Το DirectX περιλαμβάνει API για ήχο, μουσική, συσκευές εισόδου κ.λπ. Το Direct3D API είναι υπεύθυνο για τα τρισδιάστατα γραφικά στο DirectX. Όταν μιλούν για κάρτες βίντεο, αυτό εννοούν, επομένως από αυτή την άποψη οι έννοιες DirectX και Direct3D είναι εναλλάξιμες.

Το DirectX ενημερώνεται περιοδικά καθώς η τεχνολογία γραφικών προχωρά και οι προγραμματιστές παιχνιδιών εφαρμόζουν νέες τεχνικές προγραμματισμού παιχνιδιών. Καθώς το DirectX αυξήθηκε γρήγορα σε δημοτικότητα, οι κατασκευαστές GPU άρχισαν να προσαρμόζουν νέες εκδόσεις προϊόντων για να εξυπηρετούν τις δυνατότητες του DirectX. Για το λόγο αυτό, οι κάρτες γραφικών συνδέονται συχνά με υποστήριξη υλικού για μία ή την άλλη γενιά DirectX (DirectX 8, 9.0 ή 9.0c).

Για να περιπλέκονται τα πράγματα, τμήματα του Direct3D API μπορούν να αλλάξουν με την πάροδο του χρόνου χωρίς να αλλάξουν γενιές DirectX. Για παράδειγμα, η προδιαγραφή DirectX 9.0 καθορίζει την υποστήριξη για το Pixel Shader 2.0. Αλλά η ενημέρωση του DirectX 9.0c περιλαμβάνει το Pixel Shader 3.0. Έτσι, αν και οι κάρτες είναι DirectX 9-class, μπορούν να υποστηρίξουν διαφορετικά σύνολα χαρακτηριστικών. Για παράδειγμα, το Radeon 9700 υποστηρίζει Shader Model 2.0 και το Radeon X1800 υποστηρίζει Shader Model 3.0, αν και και οι δύο κάρτες μπορούν να ταξινομηθούν ως DirectX 9 γενιάς.

Θυμηθείτε ότι κατά τη δημιουργία νέων παιχνιδιών, οι προγραμματιστές λαμβάνουν υπόψη τους ιδιοκτήτες παλαιών μηχανημάτων και καρτών βίντεο, καθώς αν αγνοήσετε αυτό το τμήμα χρηστών, το επίπεδο πωλήσεων θα είναι χαμηλότερο. Για το λόγο αυτό, πολλαπλές διαδρομές κώδικα είναι ενσωματωμένες σε παιχνίδια. Ένα παιχνίδι κατηγορίας DirectX 9 έχει πιθανώς μια διαδρομή DirectX 8 και ακόμη και μια διαδρομή DirectX 7 για συμβατότητα Συνήθως, εάν επιλεγεί η παλιά διαδρομή, τότε ορισμένα από τα εικονικά εφέ που υπάρχουν σε νέες κάρτες βίντεο εξαφανίζονται από το παιχνίδι. Αλλά τουλάχιστον μπορείτε να παίξετε ακόμα και σε παλιό υλικό.

Πολλά νέα παιχνίδια απαιτούν την εγκατάσταση της πιο πρόσφατης έκδοσης του DirectX, ακόμα κι αν η κάρτα βίντεο είναι προηγούμενης γενιάς. Δηλαδή, ένα νέο παιχνίδι που θα χρησιμοποιεί τη διαδρομή DirectX 8 θα εξακολουθεί να απαιτεί την εγκατάσταση της πιο πρόσφατης έκδοσης του DirectX 9 για μια κάρτα βίντεο κατηγορίας DirectX 8.

Ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ των διαφορετικών εκδόσεων του Direct3D API στο DirectX; Οι πρώτες εκδόσεις του DirectX - 3, 5, 6 και 7 - ήταν σχετικά απλές στις δυνατότητες του Direct3D API. Οι προγραμματιστές μπορούσαν να επιλέξουν οπτικά εφέ από μια λίστα και στη συνέχεια να δοκιμάσουν πώς λειτουργούσαν στο παιχνίδι. Το επόμενο σημαντικό βήμα στον προγραμματισμό γραφικών ήταν το DirectX 8. Εισήγαγε τη δυνατότητα προγραμματισμού της κάρτας βίντεο χρησιμοποιώντας shaders, έτσι οι προγραμματιστές είχαν για πρώτη φορά την ελευθερία να προγραμματίσουν εφέ με τον τρόπο που χρειάζονταν. Υποστηριζόμενες εκδόσεις DirectX 8 του Pixel Shader 1.0 έως 1.3 και του Vertex Shader 1.0. Το DirectX 8.1, μια ενημερωμένη έκδοση του DirectX 8, έλαβε το Pixel Shader 1.4 και το Vertex Shader 1.1.

Στο DirectX 9, μπορείτε να δημιουργήσετε ακόμα πιο πολύπλοκα προγράμματα shader. Το DirectX 9 υποστηρίζει Pixel Shader 2.0 και Vertex Shader 2.0. Το DirectX 9c, μια ενημερωμένη έκδοση του DirectX 9, περιελάμβανε την προδιαγραφή Pixel Shader 3.0.

Το DirectX 10, μια επερχόμενη έκδοση του API, θα συνοδεύει τη νέα έκδοση των Windows Vista. Δεν μπορείτε να εγκαταστήσετε το DirectX 10 στα Windows XP.

Φωτισμός HDR και OpenEXR HDR

Το HDR σημαίνει «Υψηλό δυναμικό εύρος». Ένα παιχνίδι με φωτισμό HDR μπορεί να παράγει μια πολύ πιο ρεαλιστική εικόνα από ένα παιχνίδι χωρίς αυτόν και δεν υποστηρίζουν όλες οι κάρτες βίντεο φωτισμό HDR.

Πριν από την εμφάνιση των καρτών γραφικών DirectX 9, οι GPU περιορίζονταν σοβαρά από την ακρίβεια των υπολογισμών φωτισμού τους. Μέχρι τώρα, ο φωτισμός μπορούσε να υπολογιστεί μόνο με 256 (8 bit) εσωτερικά επίπεδα.

Όταν εμφανίστηκαν οι κάρτες γραφικών DirectX 9, μπόρεσαν να παράγουν φωτισμό με υψηλή ακρίβεια - πλήρη 24 bit ή 16,7 εκατομμύρια επίπεδα.

Με 16,7 εκατομμύρια επίπεδα και το επόμενο βήμα στην απόδοση των καρτών γραφικών DirectX 9/Shader Model 2.0, ο φωτισμός HDR έγινε δυνατός σε υπολογιστές. Αυτή είναι μια αρκετά περίπλοκη τεχνολογία και πρέπει να την παρακολουθήσετε δυναμικά. Με απλά λόγια, ο φωτισμός HDR αυξάνει την αντίθεση (οι σκοτεινές αποχρώσεις φαίνονται πιο σκούρες, οι ανοιχτόχρωμες πιο ανοιχτές), ενώ αυξάνει την ποσότητα των λεπτομερειών φωτισμού σε σκοτεινές και φωτεινές περιοχές. Το παιχνίδι με φωτισμό HDR φαίνεται πιο ζωντανό και ρεαλιστικό από ό,τι χωρίς αυτόν.

Οι GPU που είναι συμβατές με την πιο πρόσφατη προδιαγραφή Pixel Shader 3.0 επιτρέπουν υπολογισμούς φωτισμού υψηλότερης ακρίβειας 32 bit και ανάμειξη κινητής υποδιαστολής. Έτσι, οι κάρτες γραφικών κατηγορίας SM 3.0 μπορούν να υποστηρίξουν μια ειδική μέθοδο φωτισμού OpenEXR HDR ειδικά σχεδιασμένη για τη βιομηχανία ταινιών.

Ορισμένα παιχνίδια που υποστηρίζουν μόνο φωτισμό OpenEXR HDR δεν θα εκτελούνται με φωτισμό HDR σε κάρτες γραφικών Shader Model 2.0. Ωστόσο, τα παιχνίδια που δεν βασίζονται στη μέθοδο OpenEXR θα εκτελούνται σε οποιαδήποτε κάρτα γραφικών DirectX 9. Για παράδειγμα, το Oblivion χρησιμοποιεί τη μέθοδο OpenEXR HDR και επιτρέπει μόνο φωτισμό HDR στις πιο πρόσφατες κάρτες γραφικών που υποστηρίζουν την προδιαγραφή Shader Model 3.0. Για παράδειγμα, nVidia GeForce 6800 ή ATi Radeon X1800. Τα παιχνίδια που χρησιμοποιούν τον κινητήρα 3D του Half-Life 2, συμπεριλαμβανομένου του Counter-Strike: Source και του επερχόμενου Half-Life 2: Aftermath, επιτρέπουν την ενεργοποίηση της απόδοσης HDR σε παλαιότερες κάρτες γραφικών DirectX 9 που υποστηρίζουν μόνο το Pixel Shader 2.0. Παραδείγματα περιλαμβάνουν τη γραμμή GeForce 5 ή το ATi Radeon 9500.

Τέλος, λάβετε υπόψη ότι όλες οι μορφές απόδοσης HDR απαιτούν σοβαρή επεξεργαστική ισχύ και μπορούν να γονατίσουν ακόμη και τις πιο ισχυρές GPU. Αν θέλετε να παίξετε τα πιο πρόσφατα παιχνίδια με φωτισμό HDR, τα γραφικά υψηλής απόδοσης είναι απαραίτητα.

Αντιπαραβολή πλήρους οθόνης

Η αντιπαραβολή πλήρους οθόνης (ΑΑ για συντομία) σας επιτρέπει να εξαλείψετε τις χαρακτηριστικές «σκάλες» στα όρια των πολυγώνων. Ωστόσο, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι το anti-aliasing πλήρους οθόνης καταναλώνει πολλούς υπολογιστικούς πόρους, γεγονός που οδηγεί σε πτώση των ρυθμών καρέ.

Το Anti-aliasing εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την απόδοση της μνήμης βίντεο, επομένως μια κάρτα βίντεο υψηλής ταχύτητας με γρήγορη μνήμη θα μπορεί να υπολογίσει το anti-aliasing σε πλήρη οθόνη με μικρότερο αντίκτυπο στην απόδοση από μια φθηνή κάρτα βίντεο. Το Antialiasing μπορεί να ενεργοποιηθεί σε διάφορες λειτουργίες. Για παράδειγμα, το 4x antialiasing θα παράγει καλύτερη εικόνα από το 2x antialiasing, αλλά θα είναι μεγάλη επιτυχία στην απόδοση. Ενώ η 2x antialiasing διπλασιάζει την οριζόντια και κάθετη ανάλυση, η λειτουργία 4x την τετραπλασιάζει.

Φιλτράρισμα υφής

Οι υφές εφαρμόζονται σε όλα τα τρισδιάστατα αντικείμενα του παιχνιδιού και όσο μεγαλύτερη είναι η γωνία της εμφανιζόμενης επιφάνειας, τόσο πιο παραμορφωμένη θα φαίνεται η υφή. Για να εξαλειφθεί αυτό το αποτέλεσμα, οι GPU χρησιμοποιούν φιλτράρισμα υφής.

Η πρώτη μέθοδος φιλτραρίσματος ονομάστηκε διγραμμική και παρήγαγε χαρακτηριστικές ρίγες που δεν ήταν πολύ ευχάριστες στο μάτι. Η κατάσταση βελτιώθηκε με την εισαγωγή του τριγραμμικού φιλτραρίσματος. Και οι δύο επιλογές λειτουργούν σε σύγχρονες κάρτες γραφικών χωρίς σχεδόν καμία ποινή απόδοσης.

Σήμερα, ο καλύτερος τρόπος φιλτραρίσματος υφών είναι το ανισότροπο φιλτράρισμα (AF). Όπως το antialiasing σε πλήρη οθόνη, το ανισότροπο φιλτράρισμα μπορεί να ενεργοποιηθεί σε διαφορετικά επίπεδα. Για παράδειγμα, το 8x AF προσφέρει καλύτερη ποιότητα φιλτραρίσματος από το 4x AF. Όπως το antialiasing πλήρους οθόνης, το ανισότροπο φιλτράρισμα απαιτεί μια ορισμένη ποσότητα επεξεργαστικής ισχύος, η οποία αυξάνεται καθώς αυξάνεται το επίπεδο AF.

Υφές υψηλής ανάλυσης

Όλα τα παιχνίδια 3D δημιουργούνται έχοντας κατά νου συγκεκριμένες προδιαγραφές και μία από αυτές τις απαιτήσεις καθορίζει τη μνήμη υφής που θα χρειαστεί το παιχνίδι. Όλες οι απαραίτητες υφές πρέπει να χωρούν στη μνήμη της κάρτας βίντεο κατά τη διάρκεια του παιχνιδιού, διαφορετικά η απόδοση θα μειωθεί σημαντικά, καθώς η πρόσβαση στην υφή στη μνήμη RAM προκαλεί σημαντική καθυστέρηση, για να μην αναφέρουμε το αρχείο σελιδοποίησης στον σκληρό δίσκο. Επομένως, εάν ένας προγραμματιστής παιχνιδιών υπολογίζει σε 128 MB μνήμης βίντεο ως ελάχιστη απαίτηση, τότε το σύνολο των ενεργών υφών δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 128 MB ανά πάσα στιγμή.

Τα σύγχρονα παιχνίδια έχουν πολλά σετ υφών, επομένως το παιχνίδι θα τρέχει χωρίς προβλήματα σε παλαιότερες κάρτες βίντεο με λιγότερη μνήμη βίντεο, καθώς και σε νέες κάρτες με περισσότερη μνήμη βίντεο. Για παράδειγμα, ένα παιχνίδι μπορεί να περιέχει τρία σετ υφών: για 128 MB, 256 MB και 512 MB. Υπάρχουν πολύ λίγα παιχνίδια σήμερα που υποστηρίζουν 512 MB μνήμης βίντεο, αλλά εξακολουθούν να είναι ο πιο αντικειμενικός λόγος για να αγοράσετε μια κάρτα βίντεο με αυτή την ποσότητα μνήμης. Αν και η αύξηση της μνήμης έχει μικρή έως καθόλου επίδραση στην απόδοση, θα επωφεληθείτε από τη βελτιωμένη οπτική ποιότητα εάν το παιχνίδι υποστηρίζει το κατάλληλο σύνολο υφών.

Τι πρέπει να γνωρίζετε για τις κάρτες γραφικών;

Σε επαφή με

μεταπτυχιακή εργασία

Μονάδες λειτουργίας Rasterization (ROPs)

Οι μονάδες ραστεροποίησης εκτελούν τις λειτουργίες εγγραφής εικονοστοιχείων που υπολογίζονται από την κάρτα βίντεο σε buffer και τις λειτουργίες ανάμειξης τους (ανάμιξη). Όπως σημειώθηκε παραπάνω, η απόδοση των μπλοκ ROP επηρεάζει τον ρυθμό πλήρωσης και αυτό είναι ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά των καρτών βίντεο. Και παρόλο που η σημασία του έχει μειωθεί κάπως πρόσφατα, εξακολουθούν να υπάρχουν περιπτώσεις όπου η απόδοση της εφαρμογής εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ταχύτητα και τον αριθμό των μπλοκ ROP. Τις περισσότερες φορές αυτό οφείλεται στην ενεργή χρήση των φίλτρων μετα-επεξεργασίας και στην ενεργοποίηση του anti-aliasing σε υψηλές ρυθμίσεις εικόνας.

Αυτοματοποίηση λογιστικής τραπεζικών συναλλαγών και εφαρμογή της στο πρόγραμμα 1C Accounting

Εάν όλες οι δραστηριότητες μιας εταιρείας μπορούν να χωριστούν σε επιχειρηματικές διαδικασίες, τότε οι διαδικασίες μπορούν να χωριστούν σε μικρότερα στοιχεία. Στη μεθοδολογία κατασκευής επιχειρηματικών διαδικασιών αυτό ονομάζεται αποσύνθεση...

Εσωτερικά και περιφερειακά PC

Μελέτη ενός διακριτού μοντέλου πληθυσμού χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα Model Vision Studio

Το κύριο «δομικό στοιχείο» μιας περιγραφής στο MVS είναι το μπλοκ. Ένα μπλοκ είναι κάποιο ενεργό αντικείμενο που λειτουργεί παράλληλα και ανεξάρτητα από άλλα αντικείμενα σε συνεχή χρόνο. Το μπλοκ είναι ένα προσανατολισμένο μπλοκ...

Χρήση του LMS Moodle στην εκπαιδευτική διαδικασία

Κάθε μάθημα πρέπει να έχει κεντρικό χώρο. Μπορεί να μην υπάρχει αριστερή ή δεξιά στήλη με μπλοκ. Όμως τα διάφορα μπλοκ που περιλαμβάνονται στο σύστημα διαχείρισης εκμάθησης Moodle αυξάνουν τη λειτουργικότητα...

Μελέτη των ικανοτήτων των εκπαιδευτικών στο σύστημα εξ αποστάσεως εκπαίδευσης Moodle

Για να προσθέσετε νέους πόρους, στοιχεία, μπλοκ ή να επεξεργαστείτε υπάρχοντες στο μάθημά σας, κάντε κλικ στο κουμπί Επεξεργασία που βρίσκεται στο μπλοκ ελέγχου. Η γενική άποψη του παραθύρου του μαθήματος σε λειτουργία επεξεργασίας φαίνεται στην Εικόνα 2.5: Εικόνα 2...

Προσομοίωση στην Ανάπτυξη Λογισμικού

Το λεξιλόγιο UML περιλαμβάνει τρεις τύπους δομικών στοιχείων: οντότητες. σχέση; διαγράμματα. Οι οντότητες είναι αφαιρέσεις που είναι τα βασικά στοιχεία ενός μοντέλου...

Προσομοίωση εργασίας σε βιβλιοθήκη

Τελεστές - μπλοκ σχηματίζουν τη λογική του μοντέλου. Το GPSS/PC έχει περίπου 50 διαφορετικούς τύπους μπλοκ, καθένα από τα οποία εκτελεί μια συγκεκριμένη λειτουργία. Πίσω από κάθε ένα από αυτά τα μπλοκ υπάρχει μια αντίστοιχη υπορουτίνα μεταφραστή...

Βασικά χαρακτηριστικά του CSS3

Μπορείτε να σχεδιάσετε το κείμενο με έναν πρωτότυπο τρόπο χρησιμοποιώντας μια ποικιλία μπλοκ συνομιλίας, τα οποία, πάλι, είναι κατασκευασμένα με βάση τεχνολογίες CSS3. (Εικ. 5.) Εικ. 5...

Βασικά χαρακτηριστικά του CSS3

Το ημιδιαφανές εφέ ενός στοιχείου είναι καθαρά ορατό στην εικόνα φόντου και έχει γίνει ευρέως διαδεδομένο σε διάφορα λειτουργικά συστήματα επειδή φαίνεται κομψό και όμορφο...

Προετοιμασία εγγράφου κειμένου σύμφωνα με το STP 01-01

Τα μπλοκ επέκτασης (κάρτες) ή οι κάρτες (Κάρτες), όπως ονομάζονται μερικές φορές, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εξυπηρέτηση συσκευών που είναι συνδεδεμένες στον υπολογιστή της IBM. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σύνδεση πρόσθετων συσκευών (προσαρμογείς οθόνης, ελεγκτής δίσκου κ.λπ.)...

Βλάβη και επισκευή κάρτας βίντεο

Αυτά τα μπλοκ λειτουργούν σε συνδυασμό με επεξεργαστές shader όλων των καθορισμένων τύπων, επιλέγουν και φιλτράρουν τα δεδομένα υφής που είναι απαραίτητα για τη δημιουργία της σκηνής.

Πρόγραμμα εγγραφής διαδικασίας παραγωγής για ένα αυτοματοποιημένο σύστημα διαχείρισης επιχειρήσεων στη βιομηχανία ηλεκτρονικών

Υπάρχουν 11 τύποι μπλοκ από τα οποία μπορεί να κατασκευαστεί ένα συγκεκριμένο σύστημα MES για μια συγκεκριμένη παραγωγή...

Ανάπτυξη πακέτου λογισμικού για τον υπολογισμό της αποζημίωσης για μεγάλες επισκευές

Στο χαμηλότερο επίπεδο ευκρίνειας, τα δεδομένα της βάσης δεδομένων Oracle αποθηκεύονται σε μπλοκ δεδομένων. Ένα μπλοκ δεδομένων αντιστοιχεί σε έναν ορισμένο αριθμό byte του φυσικού χώρου στο δίσκο...

Ανάπτυξη συστήματος διαχείρισης υλικού και λογισμικού για πλατφόρμες μεταφορών στο Simatic Step-7

Οι μονάδες συστήματος είναι στοιχεία του λειτουργικού συστήματος. Μπορούν να αποθηκευτούν από προγράμματα (συναρτήσεις συστήματος, SFC) ή δεδομένα (μπλοκ δεδομένων συστήματος, SDB). Οι μονάδες συστήματος παρέχουν πρόσβαση σε σημαντικές λειτουργίες συστήματος...

Συσκευές που περιλαμβάνονται στον υπολογιστή

Τα μπλοκ επέκτασης (κάρτες) ή οι κάρτες (Κάρτες), όπως ονομάζονται μερικές φορές, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εξυπηρέτηση συσκευών που είναι συνδεδεμένες στον υπολογιστή της IBM. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σύνδεση πρόσθετων συσκευών (προσαρμογείς οθόνης, ελεγκτής δίσκου κ.λπ.)...