Kyro II: David proti Goliáši

Grafické čipy se za posledních 10 let téměř vůbec nezměnily. Větší rychlosti vykreslování trojrozměrné scény bylo dosaženo především využitím paralelismu (zpracování více instrukcí najednou) a zvýšením pracovní frekvence jak samotného čipu, tak paměti - tedy hrubou silou. Proti síle lze však postavit chytrost a v roli Davida se tak ocitá grafický čip Kyro, z papírového hlediska zanedbatelný drobek, který si však může troufnout i na GeForce 2. Tajemstvím jeho úspěchu je tzv. tiling...
Kyro II: David proti Goliáši
Kapitoly článku

Jak jsem uvedl v předchozím textu, grafické čipy PowerVR nespoléhají na hrubou sílu, ale efektivní využití datové propustnosti. Nabízí se tedy otázka, zda lze paměť lépe využít i u tradiční architektury.Odpověď zní: Ano, ovšem nijak výrazně. Možná vás už napadlo, že by bylo lepší provést z-test ještě před určením barvy pixelu a ušetřit si tak spoustu práce. Takový postup používá např. grafický čip GeForce 3. Urychli lze také práci se z-bufferem. Stačí jej rozdělit do pravidelných oblastí stejné velikosti a pro každou z nich si pamatovat maximální z-hodnotu. Tyto hodnoty jsou uloženy přímo v čipu. Když je třeba provést z-test, je z-hodnota daného pixelu nejdříve porovnána s maximální z-hodnotou oblasti, do které patří. Pokud je z-hodnota pixelu větší, je zamítnut (není totiž vidět, v příslušné oblasti je dál než libovolný jiný), v opačném případě je proveden tradiční z-test a patřičně upravena maximální z-hodnota oblasti. Úspora plyne z toho, že při prvním testu není třeba přistupovat do paměti. Podobný postup používají grafické čipy Radeon (tzv. HyperZ) a rychlost vykreslování proto se zvýšením rozlišení neklesá tak dramaticky jako např. v případě GeForce. Zajímavou technikou je také tzv. detekce (a následné odstranění) zakrytých povrchů - occlusion detection, kdy jsou ze zpracování vyjímány celé trojúhelníky, případně objekty, pokud je pomocí důmyslných postupů možno určit, že určitě nebudou viditelné. Příkladem použití této techniky je opět grafický čip GeForce 3, zatím však nejsou k dispozici testy, které by prokázaly přínos této funkce.

Zatím jsem zmínil pouze přednosti, existují ovšem i nedostatky. Především grafické čipy PowerVR nemají hardwarové T&L (alespoň dosud). Přínos této funkce je přitom nesporný, množství detailů ve hrách bude nadále růst a průměrný procesor nebude schopen tento nápor zvládnout (je však otázkou, k čemu se pojem "průměrný procesor" bude vztahovat příští rok). Pokud si budete chtít zahrát např. Unreal 2 a nebudete mít k dispozici rychlý procesor (alespoň 1 GHz), budete muset snížit úroveň detailů. Grafické čipy Kyro a Kyro 2 (poslední přírůstky do rodiny PowerVR) jsou však zaměřeny na uživatele, kteří hledají optimální poměr cena/výkon, ti sice nedostanou hardwarové T&L, zato však grafická karta bude stát 6 000 Kč a nebude chybět žádná z jiných důležitých funkcí (např. bump-mapping, anisotropní filtrování nebo komprese textur).

Další neznámou je chování grafických čipů PowerVR při zpracování velmi rozsáhlých scén (stovky tisíc trojúhelníků, což je situace, která může nastat už tento rok). Problémem je fáze roztřiďování trojúhelníků a přidávání odkazů do seznamů spojených s dlaždicemi, což klade velké nároky na paměť a především na datovou propustnost AGP, která je již dnes jedním z hlavních limitujících faktorů rychlosti vykreslování. Některé testy, např. Vulpine GLMark (až 150 000 trojúhelníků na scénu) by mohly něco napovědět, právě tento test však bohužel s grafickými čipy Kyro zatím nepracuje. Tato otázka tak nadále zůstává otevřená. Je však téměř jisté, že procesor by takové množství trojúhelníků nezvládl zpracovat, takže by stejně bylo třeba přistoupit ke snížení úrovně detailů.

Když už jsem u testů, jedna nepříjemnost je spojena s testem 3DMark 2001. Je sice možné provést test, není však možné spustit celé demo. Chyba je přitom na straně Microsoftu a bude opravena v další verzi DirectX. To je jen jeden z mnoha příkladů, kde se ukazuje, že i přes jasně definované grafické rozhraní přizpůsobují programátoři svůj styl nejrozšířenějším grafickým čipům, tedy značce nVidia. Toto chování může být příčinou problémů u některých her, naštěstí však nejsou známy žádné závažné a ovladače grafických karet s čipy Kyro už snesou srovnání s ovladači jiných výrobců.

Můžete si vybrat

Je vidět, že s omezením ze strany paměti hrubá síla příliš nepomůže a je třeba zaměřit se především na efektivní využití datové propustnosti. Možnosti tradiční architektury jsou v tomto směru omezené a dosud použitá řešení zatím rychlost vykreslování výrazněji neovlivnila. Grafické čipy PowerVR naopak využívají paměť velmi efektivně, z čehož navíc vyplývá řada příjemných vlastností. Grafické karty s čipy Kyro nabízejí nepřekonatelný poměr cena/výkon, jsou levné a mohou konkurovat i svým mnohem silnějším rivalům.

Aleš Kalina
Computer
grafika www.reactorcritical.com

Kapitoly článku

Témata článku: Malý detail, Tradiční architektura, Dav, Šířka, První zápis, Stabilní rychlost, Paměťová sběrnice, Maximální hodnota, Detail, Paměti, Obvyklý problém, Obraz, Trojrozměrný snímek, Grafický objekt, Goliáš, Následné odstranění, Jednoduchý případ, Cesta, Následný převod, Propustnost, Grafický čip, Celý popis, Maximální rychlost, Paměťový čip, Test paměti


Určitě si přečtěte

10 map, na kterých můžete COVID-19 sledovat téměř v živém přenosu

10 map, na kterých můžete COVID-19 sledovat téměř v živém přenosu

** Koronavrus můžete sledovat skoro živě ** Analytici a kartografové připravili hromadu map ** Vybrali jsme deset z nich

Jakub Čížek | 8

Proč byste měli rozmazávat SPZ aut na fotkách, které vystavujete na web

Proč byste měli rozmazávat SPZ aut na fotkách, které vystavujete na web

** Na fotkách aut nahraných na web je dobré rozmazat SPZ ** Značku dokáže z obrázku přečíst Google i Facebook ** SPZ může naplnit podstatu osobního údaje

Karel Kilián | 75

Pojďme programovat elektroniku: Co se skrývá uvnitř běžné SD karty a jak ji oživit

Pojďme programovat elektroniku: Co se skrývá uvnitř běžné SD karty a jak ji oživit

** Máme ji v mobilech a fotoaparátech ** SD karta je dnes už standard ** A proto ji zkusíme připojit i k Arduinu

Jakub Čížek | 20

Jak nahradit webkameru: jde to telefonem, zadarmo a s lepším obrazem

Jak nahradit webkameru: jde to telefonem, zadarmo a s lepším obrazem

** Koronavirus donutil mnohé zaměstnance pracovat z domova ** V souvislosti s tím vzrostla poptávka po webových kamerách ** Webkameru ale nemusíte kupovat – stačí mobil a aplikace!

Karel Kilián | 13


Aktuální číslo časopisu Computer

Megatest 24 PC zdrojů

Jak využít umělou inteligenci

10 špičkových sluchátek s ANC

Playstation 5 vs Xbox Series X