Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” имени В.И. Ульянова (Ленина)»

Кафедра математического обеспечения и применения ЭВМ

Пояснительная записка

к лабораторной работе

по дисциплине

«Средства мультимедиа»

Тема: «Современные тенденции развития видеокарт. Сравнение производительности.»

Студент Фонарева С.А.

Эмман П.А.

Руководитель Яновский В.В.

Санкт-Петербург

2008

Оглавление

Оглавление 2

Введение 3

Обзор технологии ATI CrossFire 5

Принципы построения 6

Режимы рендеринга (Алгоритмы построения изображений) 7

Режим SuperTiling 7

Режим Scissor 8

Режим Alternative Frame Rendering (AFR) 9

Режим SuperAA 10

Xpress 200: нервная система CrossFire 13

Catalyst: последняя составляющая технологии 14

Обзор технологии nVidia SLI (Scalable Link Interface) 16

История 16

Принципы построения 16

Алгоритмы построения изображений 19

Split Frame Rendering 19

Alternate Frame Rendering 19

SLI AA 20

Мост SLI 20

Преимущества CrossFire перед SLI 20

Другие современные тенденции 21

NVIDIA Hybrid SLI 21

3-Way SLI 26

NVIDIA Quadro 28

Серии Видеокарт 30

Tesla GPU 31

Заключение 35

Тестирование производительности видеокарт 37

Цели тестирования 37

Методики тестирования 37

Технологии, применяемые в видеокартах 37

Выводы 43

Использованная литература 44

Приложение 45

1. Введение

Мультипроцессорные графические технологии имеют непростую и весьма тернистую историю. Попытки вывести такие решения на рынок предпринимались неоднократно. Первая такая попытка была сделана в 1997 году компанией 3dfx, предложившей объединять два ускорителя Voodoo2 для получения больше производительности в 3D, это и была технология SLI (англ. Scan Line Interleave — чередование строчек), которая предполагала совместную работу двух чипов над формированием изображения. С технологией SLI могли работать даже карты различных производителей, а также карты с разным объёмом памяти. SLI-система позволяла работать с разрешением 1024x768, что в то время казалось невозможным. Недостатками SLI от 3dfx были высокая цена $600 и большое тепловыделение. Затем, настала очередь ATI Technologies, выпустившей видеоадаптер Fury MAXX на базе двух чипов Rage Fury, и, под конец, аналогичную попытку предприняла XGI, разработавшая внушительный, но нежизнеспособный двухпроцессорный Volari Duo.

Все эти решения так и не получили широкого распространения: их погубила чрезмерно высокая стоимость, а также наличие проблем архитектурного и программного плана. В частности, ATI подвела программная реализация режима рендеринга AFR, а XGI – низкая производительность GPU Volari и узкая шина, связывавшая чипы.

Вскоре видеокарты переходят с шины PCI на более современный AGP-порт. Так как на материнских платах этот порт был только один, то выпуск видеокарт с поддержкой SLI на время прекращается.

В 2000 году с выпуском нового чипа VSA-100 3dfx удалось реализовать SLI на AGP, но на этот раз в рамках одной платы, на которой размещались два или четыре таких чипа. Однако платы на базе SLI-системы обладали большим энергопотреблением и выходили из строя из-за проблем с электропитанием.

Так или иначе, многопроцессорные графические решения были в упадке вплоть до 2004 года, когда NVIDIA решила возродить эту, казалось бы, навсегда похороненную идею, воплотив ее в технологии SLI на базе новой шины PCI Express.

NVIDIA объявляет о поддержке в своих продуктах технологии мультичиповой обработки данных SLI, которая расшифровывается уже по другому — Scalable Link Interface (масштабируемый интерфейс).

Системы с поддержкой технологии NVIDIA SLI стали довольно популярны. Положительную роль сыграло и то, что мультипроцессорная технология NVIDIA превратилась в законченное и проверенное решение.

Таким образом, NVIDIA SLI прочно обосновалась в секторе решений высшего класса, и появление нового поколение видеоадаптеров NVIDIA лишь укрепило ее позиции – две карты GeForce 7800 GTX смогли обеспечить непревзойденный уровень производительности. Несмотря на то, что рынок мультичиповых графических решений сам по себе очень узок, и, фактически, ограничивается сектором решений класса high-end, NVIDIA добилась на нем впечатляющего успеха с мультичиповой технологией SLI. На данный момент, рынок системной логики с поддержкой multi-GPU практически целиком принадлежит NVIDIA.

30 мая 2005 года ATI анонсировала свое "чудо-оружие" под названием CrossFire – именно такое имя получила технология AMR. Внезапно выяснилось, что от гибкости конфигурирования CrossFire, о которой говорилось ранее, не осталось и следа – оказалось, что CrossFire-совместимые карты будут подразделяться на ведущие и ведомые, причем, их соединение будет осуществляться при помощи внешнего соединителя. Впрочем, в последнем нет ничего удивительного – беспроблемное функционирование такой системы обеспечить сложно, а прирост производительности при этом может быть незначительным или вовсе отрицательным из-за проблем с распределением нагрузки между двумя разными GPU.

Тем не менее, ряд оригинальных технических решений сделал CrossFire технологией, заслуживающей внимания.

В общих чертах инженерные идеи nVidia и ATI объединяет одна мысль о сложении производительности сразу двух видеоплат, установленных в один компьютер.

Решение ATi похоже на nVidia по трём параметрам. Во-первых, вам потребуются две видеокарты. Во-вторых, их придётся каким-либо способом объединить вместе, чтобы обе карты работали как одна. Наконец, для SLI требуется SLI-совместимый чипсет, а для CrossFire - материнская плата на ATi Xpress 200.

Но сходство на этом заканчивается. Для реализации CrossFire ATi использует две разные карты: первая должная быть CrossFire Edition X800 или X850. В качестве второй карты можно использовать традиционную версию карт из линейки X8xx. Карты CrossFire Edition оснащены чипом наложения, который получает информацию от добавочной карты (slave) и сочетает её попиксельно с основной картой (master). Данные передаются между картами через специальный DVI-кабель, который выходит из добавочной карты и подключается к специальному DVI-порту основной карты.

Для системы SLI небходимы идентичные карты nVidia (GeForce 6800 Ultra, 6800 GT или 6600 GT) с поддержкой PCI Express, а также SLI-совместимая материнская плата на чипсете nForce4 SLI плюс мост для соединения двух карт.

Для SLI ничего больше не потребуется - кроме денег, которые придётся выложить за материнскую плату с поддержкой SLI ,что дороже обычной версии, вторую видеокарту,и мощный блок питания. У владельцев ЖК-мониторов тоже могут возникнуть проблемы,т.к. большинство дисплеев имеют "родное" разрешение 1280x1024,а потенциал производительности SLI “раскрывается” при разрешении 1600x1200. При уменьшении разрешения "узким местом" будет CPU, так что придётся потратиться и на более мощный процессор. В общем, система SLI недёшева.

Итак, рассмотрим подробнее обе технологии и попытаемся понять как создаётся изображение и какие особенности имеет каждая из них.