Historie grafik v noteboocích: přidává se Nvidia
i Zdroj: PCTuning.cz
Historie Článek Historie grafik v noteboocích: přidává se Nvidia

Historie grafik v noteboocích: přidává se Nvidia | Kapitola 4

Jiří Zima

Jiří Zima

5. 12. 2014 10:00 2

Seznam kapitol

1. Windows 98 ještě vládnou 2. S3 Savage/IX/MV (1999) – poslední velký triumf S3 3. Konec původní S3? 4. NVIDIA GeForce2 Go (2001) – bitva začíná
5. ATI Mobility Radeon 7500 a Nvidia GF4 Go (2002) 6. NVIDIA Quadro a ATI FireGL – zaměřeno na CAD 7. Závěr

Poté, co se grafiky naučily vykreslovat ve 3D, se výrobci začínají soustředit na rychlost, kvalitu zobrazení i pokročilé technologie a efekty. 3D akcelerátory se stanou součástí základního vybavení a do segmentu notebooků se podívá další silný hráč – Nvidia – aby konečně započala ta pravá konkurenční válka.

Reklama

NVIDIA GeForce2 Go (2001) – bitva začíná

V roce 2001 už se za velkou louží začíná nahlas povídat o poklesech prodejů stolních počítačů na úkor notebooků a ty se dostávají stále více do středu dění. O tom, že NVIDIA něco chystá, se mluvilo už dlouho, ale stejně to byl pro mnohé šok, když začátkem roku 2001 předvedla veřejnosti svůj první mobilní čip pro výkonné notebooky se sběrnicí AGP 4x. Odvozený od jádra GeForce2 MX dostal příhodný název GeForce2 Go (ten při vyslovení zněl jako GeForce To Go, což by šlo přeložit jako „GeForce na cesty“).

První z mobilních čipů NVIDIE označovaných Go (zdroj: digitalstormonline.com)
i Zdroj: PCTuning.cz
První z mobilních čipů NVIDIE označovaných Go (zdroj: digitalstormonline.com)

Transform&Lighting = TnL

TnL jednotka akceleruje proces transformace a osvětlení scény. Snaží se ulehčit procesoru vlastní schopnosti transformace 3D souřadnic scény do její 2D projekce na obrazovce a následného vypočítání osvětlení jednotlivých vertexů. Takové urychlení bylo v době příchodu čipu GeForce diskutabilní, neboť rychlejší procesor zvládl to samé rychleji a ještě zbyl čas na herní logiku, nicméně o pár let později s hrami jako Half-Life 2, které pracovali s detailní geometrií scén a modelů, a rychlejšími grafickými čipy se ukázala důležitost TnL v plné síle.

GeForce2 MX v roce 2001 trůní v mnoha počítačích jako skvělá volba z pohledu poměru výkonu a ceny a běží na ní všechny hry. Vzhledem k tomu, že toto jádro bylo původně navrhováno jako mobilní (přestože šlo nakonec do desktopů), nebylo mobilní variantu nutné příliš přizpůsobovat. V základu dostala všechno potřebné včetně dvou na sobě nezávislých výstupů pro režim rozšířené plochy a integrovaných podpůrných obvodů. Pokud jde o 3D, jádro splňuje všechny požadavky rozhraní DirectX 7 a jedním z nových vizuálních vylepšení je možnost počítání osvětlení „per pixel“ pomocí DOT3 bump-mappingu (to se však ve hrách objeví až v době, kdy výkon tohoto čipu nebude stačit). Jde také o první mobilní čip podporující akceleraci transformace a osvětlení (Transform&Lighting = TnL) – tedy činností, které do té doby musel dělat procesor. S ohledem na složitost scén dobových her, výkon této jednotky a výkon procesorů, se kterými je čip párován, je přínos diskutabilní, ale nějak se začít musí.

256bit jádro je taktované na 143 MHz (místo 175 MHz u GeForce2 MX), má v sobě dvě pixel pipeline a k tomu všemu ještě na každé z nich dvě texturovací jednotky (= lze vykreslit dva multitexturované pixely najednou). Paměť o velikosti 16-32 MB je sice připojena pouze 64bit sběrnicí, ale v tomto případě to nepředstavuje takový limit díky vyšší frekvenci (166 MHz). Paměť je stále typu SDR, což dává tušit, že GeForce2 Go nemůže být výkonnější než low-end varianty GeForce2 MX200. 

Přesto na trh přichází nejvýkonnější mobilní čip. NVIDIA hlásí, že lidé na noteboocích nehrají jen proto, že jim k tomu zatím nikdo nedal příležitost, ale GeForce2 Go to má všechno změnit. Cílový segment je tak jasný hned od začátku – nejvýkonnější herní/multimediální notebooky a pracovní stanice. Do menších a levnějších notebooků se tento čip nehodí. Jednak kvůli vyšší ceně a jednak kvůli spotřebě. NVIDIA u svého prvního čipu ještě neuměla ošetřit všechny prvky správy napájení, a tak například vypínání jeho nepotřebných částí je zde, na rozdíl od veškeré konkurence, utopií.

Historie grafik v noteboocích: přidává se Nvidia
i Zdroj: PCTuning.cz

Průměrný hi-end notebook s tímto čipem ($3000) má v době vydání procesor Pentium III-M (až 1 GHz), až 256 MB RAM a s hi-res displejem (1600×1200) nevydrží na baterky déle než dvě a půl hodiny. Střední proud se zatím drží procesorů okolo 700 MHz, 64-128 MB RAM, 10GB disků a displejů s rozlišením 1024×768 (v lepším případě 1400×1050). Zatímco do hi-endu se pomalu předinstalovávají nová Windows XP, v nižších segmentech se ještě nějakou dobu setrvá u Windows Me (jenž bez většího povyku nahradil Windows 98 SE). Má totiž nižší hardwarové nároky a notebooky s ním vydrží déle na jedno nabití baterie (protože se neděje pořád něco na pozadí).

NVIDIA samozřejmě chápe, že nejvyšší třída notebooků velké peníze nepřinese a že pokud má v mobilním segmentu začít vydělávat, musí zaútočit v levnějších modelech. Postupně proto vznikají i nižší verze GeForce2Go 200 a 100. Liší se menším množstvím paměti, nižšími takty a v případě modelu 100 také použitím pouze 32bit paměťové sběrnice (jediný 8MB DDR modul). Právě model 100 je k vidění zejména u nejprodávanější cenové kategorie okolo $1500 v multimediálních noteboocích větších výrobců (Toshiba, DELL) a v dražších čistě business modelech – dokonce ještě v době, kdy už má čip svého nástupce. Poloviční výkon nejnižšího modelu přibližně odpovídá velmi rozšířenému ATI Mobility Rage 128, což už není žádný trhač asfaltu. Na druhou stranu je tento výkon dosažen při zachování všech technologických vymožeností moderního čipu.

ATI Mobility Radeon M6 (2001) – ATI vrací úder

Paměti DDR

Pamět DDR (dual data rate) dokážou v jednom taktu přenést teoreticky až dvojnásobné množství dat proti původním SDR. Mohou za to vylepšení algoritmy časování a schopnost přenášet data při vzestupné i sestupné hraně hodinového signálu. Kvůli lepšímu znázornění nárůstu výkonu se u nich začal používat pojem efektivní takt. DDR paměť pracující s reálným taktem 100 MHz se pak často označovala efektivním jako 200MHz.

Register Combiner

Register Combiner jakožto předchůdce Pixel Shaderu umožňuje provádět operace nad rámec multitexturingu. Umožňuje provést až osm kroků s každým pixelem polygonu, kdy část kroků používá jako vstupní hodnoty textury a zbylé mají jako vstupní hodnoty skalární konstanty uložené v registrech čipu. Reálného nasazení se Register Combinery dočkaly snad jen v případě hry Doom 3, kde umožnily vykreslení per-pixel osvětlení s více světly na jednom polygonu bez použití plnohodnotného Pixel Shaderu. Fakt, že první generace Radeonů nic takového neměly, znamenal, že Doom 3 na nich nebyl hratelný.

Bump-mapping

Různé metody Bump Mappingu slouží k vytvoření detailů povrchu polygonů ve scéně. Pomocí simulace různých nerovností vytváří pocit, že je scéna detailnější, než ve skutečnosti je.

V desktopovém segmentu se ATI s Radeonem a NVIDIA s GeForce dostaly do pozice nejsilnějších výrobců grafických čipů. V noteboocích měla ATI vždy dobré postavení, jenže příchod dalšího silného hráče může něco takového snadno ohrozit. Kanadský výrobce tak několik měsíců po první mobilní GeForce odpovídá novým čipem ATI Mobility Radeon M6. Je to 256bit čip s 64bit DDR paměťmi (později vznikl low-end s 32bit DDR) a podporou DirectX 7, tentokrát však s jednou pixel pipeline a na ní třemi texturovacími jednotkami (lze vykreslit maximálně jeden pixel polygonu za průchod, nicméně může mít kombinaci až tří textur).

Mobilní Radeon vychází z úsporného jádra RV100, které se od „plnotučného“ Radeonu (R100) liší odebráním druhé pixel pipeline a chybějící podporou akcelerace transformace a osvětlení (TnL). Z předchozích mobilních karet zůstává plná podpora LCD s vysokým rozlišením, dva nezávislé výstupy a vyhlazení nižších rozlišení zobrazovaných na LCD. Velmi dobrou podporu akcelerace videa z Mobility Rage 128 (resp. Rage128Pro) rozšiřuje Radeon o lepší filtry a kvalitnější vykreslování videa s prokládanými snímky (typicky DVD).

Technologická stránka pro 3D je v některých ohledech horší než u GeForce2Go (která má register combiner – omezený předchůdce pixel shaderu), ale v některých fixních funkcích (zejména různé typy bump-mappingů) produkt NVIDIE překonává. Dalo by se říct, že v hrubém výkonu je GeForce zajímavější, ale Radeon je celkově technologicky vychytanější a výkon nahání všemožnými optimalizacemi. Zásadní změny se týkají práce se Z-bufferem (komprimace, optimalizované operace) a schopnosti „zahazovat“ při zpracování části scény, které beztak nebudou ve výsledném obraze vidět (například objekty schované za jinými objekty).

Ve výsledku tak jednodušší, menší a levnější čip nabízí mnohdy srovnatelný výkon (zejména v 32bit barevné hloubce) se ztrátou do 10% při znatelně nižší spotřebě. Největší rozdíl spotřeby je patrný při práci ve 2D (Windows, Office, web), kde ATI mohla zúročit své četné zkušenosti s mobilními čipy v propracované správě napájení.

Historie grafik v noteboocích: přidává se Nvidia
i Zdroj: PCTuning.cz

Vylepšení vody pomocí Emboss Bump Mappingu ilustruje spodní z obrázků (hra Expendable). Horní obrázek má vodu řešenou pouze jako polygon s texturou, případně navíc průhledností. U dolního obrázku je využita technika, kdy se k základní textuře přidá druhá textura, která slouží k výpočtu vektoru odrazu světla (na základě normálové mapy určující „náklon“ každého texelu). Grafický čip použije vektor dopadu světla, s vektorem odrazu a pozicí kamery pro výpočet efektu odlesků ve vodě (zdroj: anandtech.com).
i Zdroj: PCTuning.cz
Vylepšení vody pomocí Emboss Bump Mappingu ilustruje spodní z obrázků (hra Expendable). Horní obrázek má vodu řešenou pouze jako polygon s texturou, případně navíc průhledností. U dolního obrázku je využita technika, kdy se k základní textuře přidá druhá textura, která slouží k výpočtu vektoru odrazu světla (na základě normálové mapy určující „náklon“ každého texelu). Grafický čip použije vektor dopadu světla, s vektorem odrazu a pozicí kamery pro výpočet efektu odlesků ve vodě (zdroj: anandtech.com).

Většina hi-end sestav zůstává u produktu NVIDIE (kvůli lepším ovladačům a obecně vnímání značky GeForce zákazníky), nicméně pro běžné nasazení ve standardních, případně tenkých noteboocích s vyšší výdrží na baterie je Radeon nesrovnatelně lepší volba, a tak není divu, že okupuje zejména všemožné business modely.

Pro srovnání, ekvivalentní 15“ výkonné notebooky s Pentium III-M 1,2 GHz a displejem s vysokým rozlišením mají v průměru výdrž s GeForce okolo dvou a půl hodiny, zatímco Radeon umožní se srovnatelným hardware o hodinu práce více.

Ve střední třídě si ATI zachovává jasné vedení zejména s cenově dostupnou 16MB verzí. Nízká spotřeba umožňuje osazení i do malých notebooků s dlouhou výdrží, kde lze použít úspornou variantu s nízkými takty a 8 MB RAM. Ač to zní neuvěřitelně, stále se vyrábí i první ATI Rage Mobility M1 s 4 MB RAM a objevuje se v těch nejmenších nebo nejlevnějších strojích (ještě aby ne, jeho cena šla postupně dolů a stále bylo možné jej dát do notebooku navrženého pro Radeon bez změny návrhu základní desky).

ATI Mobility Radeon M6 byl po nástupu další generace v nové revizi přejmenován na ATI Mobility Radeon 7000.

Předchozí
Další
Reklama
Reklama

Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.

Reklama
Reklama