Тема 3.7. Основные характеристики видеоадаптеров и технология sli

В таб. 3.7.1 приводятся основные характеристики современных видеоадаптеров и графических процессоров.

Таблица 3.7.1. Характеристики современных видеоадаптеров

Модель	RADEON X800 XT	RADEON X800 XT PE	RADEON X700 XT	RADEON X700 Pro	GeForce FX 6800 Ultra	GeForce FX 6800 GT	GeForce FX 6600 Ultra	GeForce FX 6200 Ultra
Условное название	R423	R420	R410	R410	NV40	NV40	NV43	NV44
Технологический процесс, мкм	0,13	0,13	0,11	0,11	0,13	0,13	0,11	0,11
Кол-во транзисторов, млн.	160	160	110	110	222	222	146	143
Разрядность ядра, бит	256	256	256	256	256	256	256	256
Разрядность шины памяти, бит	256	256	128	128	256	256	128	128
Частота ядра, МГц	500	520	500	420	400	350	500	300
Частота видео-ОЗУ, МГц	1000	1120	1050	864	1100	1000	1000	500
Тип видео-ОЗУ	GDDR-3	GDDR-3	GDDR-3	GDDR-3	GDDR-3	GDDR-3	GDDR-3	GDDR-1
Пропускная способность шины памяти, Гбайт/с	32	35,8	16,8	13,8	35,2	32	16	8
Кол-во пиксельных конвейеров	16	16	8	8	16	16	8	4
Кол-во блоков текстурирования на конвейер	1	1	1	1	1	1	1	1
Кол-во вершинных конвейеров	6	6	6	6	6	6	3	3
DirectX	9.0b	9.0b	9.0b	9.0b	9.0c	9.0c	9.0c	9.0c
Интерфейс	PCI Express	AGP8X	PCI Express	PCI Express	AGP8X	AGP8X	PCI Express	PCI Express

Наиболее революционным решением в развитии ГП последнего поколения является технология SLI (Scanline Interleaving, метод чересстрочного рендеринга), предложенная компанией NVIDIA, заключающаяся в параллельном использовании двух графических процессоров.

Подобный подход к увеличению производительности видеоподсистемы не является новым, поскольку впервые такую технологию предложила компания 3dfx в 1998 г., у которой графический адаптер Voodoo2 был оснащен двумя ГП. Для согласования данных и синхронизации контроллеры соединялись специальным кабелем. Каждый контроллер обрабатывал половину кадра – один окрашивал точки нечетных строк, второй четных. Однако вследствие некоторых сложностей фирма 3dfx прекратила самостоятельное существование и была поглощена компанией NVIDIA вместе с правами на уникальные технологии и командой разработчиков.

Вариант параллельного включения ГП, предложенный компанией NVIDIA, заметно отличается от реализованного некогда инженерами 3dfx. Во-первых, NVIDIA отказалась от использования двух микросхем на одной плате, каждый графический адаптер в SLI-связке оснащен только одним ГП. Во-вторых, изменен и сам подход к разделению нагрузки между платами: в отличие от конфигураций с Voodoo2, в которых нагрузка распределялась симметрично, в NV40 реализовано динамическое распределение нагрузки. При таком подходе кадр делится не чересстрочно, а на две сплошные части. Самое важное, что эти части могут содержать разное количество строк – в этом и заключается динамическое распределение нагрузки. Соотношение количества строк зависит от сложности, т. е. числа объектов в разных частях экрана: как правило, в компьютерных играх нижняя часть кадра насыщена деталями, в то время как верхняя, изображающая, например, небо, в основном однородна. Динамическое распределение нагрузки позволяет, с одной стороны, уравнять время, затрачиваемое каждым графическим адаптером на обработку своей части кадра, а с другой – минимизировать дублирование передаваемой адаптерам информации.

Графические адаптеры в SLI-конфигурации соединяются платой-перемычкой, надеваемой на специальные 26-контактные разъемы в верхней части платы. Именно название этой платы Scalable Link Interface (интерфейс масштабируемых соединений) и позволило компании NVIDIA сохранить известную пользователям аббревиатуру SLI.

По результатам тестов установлено, что производительность достигает теоретического максимума и в зависимости от типа приложения составляет от 85 до 100 .

На рис. 3.7.1 показан пример реализации технологии SLI и специальная перемычка, обеспечивающая физическое соединение между видеоадаптерами.

Рисунок 3.7.1.

Одна из важных частей ГП – RAMDAC (цифро-аналоговый преобразователь данных, хранящихся в памяти). Он выводит на экран содержимое кадрового буфера. Все современные ГП оснащаются 300–400-МГц RAMDAC и блоками TDMS для вывода сигнала на цифровые панели и позволяют выводить одновременно два независимых изображения на разные мониторы. От возможностей RAMDAC (частота, разрядность и т.д.) зависит качество получаемого изображения. В процессе работы видеоадаптера, сформированное для вывода на экран монитора изображение, хранящееся в кадровом буфере, последовательно считывается графическим контроллером и передается в RAMDAC. RAMDAC формирует аналоговый RGB-сигнал, который вместе с сигналами синхронизации передаётся на монитор.

Видеокарта помимо стандартного интерфейса подключения монитора содержит один или несколько разъемов для внутренних соединений. Один из них носит название Feature Connector и служит для предоставления внешним устройствам доступа к видеопамяти и изображению. К этому разъему может подключаться телеприемник, аппаратный декодер MPEG, устройство ввода изображения и т.п. На некоторых платах предусмотрены отдельные разъемы для подобных устройств.