nVidia GeForce256: мир изменился

Мир изменится через 5 часов. Так гласила надпись на сайте nVidia незадолго до презентации нового чипа. Многие с замиранием сердца отсчитывали часы до выхода, и вот ровно в 17 часов по минскому времени 31 августа сего года... сервер просто завис, не выдержав наплыва посетителей, и только через несколько часов его удалось вернуть к жизни.

Итак, nVidia перевернула с ног на голову мир 3D акселераторов с выпуском первого в индустрии1 GPU (Graphic Processing Unit), то есть графический процессор. Казалось бы, что в этом нового, но если вдуматься, то, к примеру, TNT2 или Voodoo3 не являются графическими процессорами в том смысле, который накладывается на эту аббревиатуру сегодня. Теперь под GPU принято понимать графический процессор, способный самостоятельно, то есть без вмешательства центрального процессора, трансформировать полигоны, рассчитывать их освещенность, накладывать на них текстуры и делать всю остальную работу по визуализации сцены. Если рассчитывать игру прямо на GeForce, то можно уже не волноваться по поводу скорости процессора, игра будет стабильно выдавать 60 FPS на любом более-менее процессоре. По заявлениям nVidia, GeForce быстрее самого быстрого на сегодня TNT 2 Ultra в четыре раза.

256 бит

Впервые в индустрии 256-битное графическое ядро и 256-битный доступ к памяти наряду с одновременным наложением 4 пикселей за такт. Это позволяет достичь 15 миллионов освещенных, рассчитанных, отсеченных и затекстурированных полигонов в секунду. Поддержка до 128 Мб видеопамяти и компрессии текстур. 8-tap анизотропная фильтрация без потери скорости. Полная утилизация 4x AGP с функцией "Fast Writes", что позволит центральному процессору отправлять данные прямо графическому ядру на скорости около 1 Гб в секунду. Звучит впечатляюще...

Трансформация

Не секрет, что в современных 3D играх узким местом является центральный процессор компьютера. Ему необходимо рассчитать координаты вершин полигонов, перевести координаты вершин в 2D систему координат, скорректировать перспективу, просчитать движение и положение объектов в сцене, вид с камеры и многое другое. Затем данные передаются видеокарте, где осуществляется отсечение невидимых поверхностей, заливка и наложение текстур. Кроме этого, нужно просчитывать AI противника, загрузить уровни, звук, текстуры и так далее...

Теперь проблема решена, в играх следующего поколения можно будет применять модели на порядок более детализированные и использовать недоступные ранее эффекты, при этом не теряя в производительности. Геометрический сопроцессор возьмет на себя всю нагрузку по расчету геометрии и здорово разгрузит процессор, давая возможность разработчикам загрузить его, например, с расчетом более совершенного AI. Хотя эта технология не нова, она уже давно применяется в серьезных графических станциях, но теперь она становится доступна рядовому потребителю.

Возможно, что выход чипов с этой технологией перевернет мир игр так же, как и появление первых 3D ускорителей.

Освещение

Если вы думаете, что в теперешних играх наподобие Quake II или Quake III есть настоящие источники света, то вы сильно ошибаетесь. Все освещение в играх сейчас создается с помощью карт освещенности, которые являются текстурой наподобие маски, которая, в свою очередь, налагается поверх обычной текстуры и создает эффект падающего на нее света. Освещение, созданное таким образом, выглядит неестественно и далеко от реального.

Были попытки создать реальные динамические тени с помощью буфера шаблонов (stencil buffer), который используется в RivaTNT/TNT2, MatroxG200/G400, ATI Rage 128 и т.д., но производительность падала в несколько раз и тени были неестественно четкие.

Теперь при аппаратном расчете освещения одновременно могут существовать до 8 источников света, причем получаемые тени имеют правильную форму, динамически изменяются и имеют нечеткие границы, что создает более реалистичное изображение.

Функции трансформации и освещения поддерживают API OpenGL и DirectX 7.0. Некоторые игры, например Quake III, получат преимущества от этой технологии сразу, для некоторых потребуется обновление.

Кубическое наложение текстур

Использование этой технологии позволяет создавать очень реалистичные и неискаженные блики и отражения на отражающих поверхностях, ведущие производители игр уже объявили о поддержке этой технологии в продуктах, находящихся на данный момент в разработке.

И, напоследок, некоторые цифры: графический процессор GeForce 256 от nVidia равен по производительности 256-процессорной графической станции Cray T3D в ее максимальной конфигурации. GeForce может выполнять 50.000.000.000 операций с плавающей точкой в секунду, имеет 23.000.000 транзисторов, способен одновременно отрисовывать до 15.000.000 полностью готовых, затекстуренных и освещенных полигонов, а также 480.000.000 пикселов или 960.000.000 текселов в секунду. Кроме того, за секунду карта может перерисовывать до 235.929.600 точек на плоскости. Частота RAMDAC платы 350.000.000 Гц.

Виталий Шуравко