Видеокарты

Matrox Parhelia-512




В компьютерной индустрии, да, собственно, как и в любой другой, мы выделяем лидеров и аутсайдеров. Причем люди часто сочувствуют отстающим (догоняющим) компаниям – это мы наблюдаем в соперничестве Intel и AMD, Intel и VIA и т.д. В графическом же бизнесе еще совсем недавно было шесть главных игроков, а сейчас осталось всего два.

В то время, когда 3dfx была на коне, народ искал Voodoo2-киллеров, которые дали бы большую производительность по сравнимой цене. Именно тогда начался успех компании nVidia, превратившейся сегодня в огромного монстра. Примерно в момент выхода GeForce2 компания заматерела, перейдя из разряда догоняющих в лидеры. Многие пытались сместить с трона 3D графики nVidia, но никто так и не достиг в этом успеха. Причина ясна – nVidia обладает тремя дизайн-командами, работающими параллельно и состоящими из бывших сотрудников самых прославившихся графических фирм в индустрии (3dfx, Appian, Matrox, PixelFusion и др.). Добавим высокий коэффициент удержания персонала – более 95% сотрудников компании работают в компании более 5 лет, одаренность программных инженеров (в компании больше программных, нежели аппаратных инженеров) и, конечно, огромный капитал компании.

Обеспокоена ли nVidia выходом 3DLabs P10? Конечно да, потому что хорошо помнит свою историю, как она сама вышла на рынок. Но существует очень небольшой шанс того, что в следующие несколько месяцев какие-либо конкурирующие компании отнимут заметную рыночную долю от nVidia. Однако в промежутке между выходами новых продуктов от nVidia компании могут привлечь внимание к своим графическим решениям. ATI уже использовала подобный подход с Radeon 8500 и с намного более успешным Radeon 8500LE 128 Мб. 3DLabs также вклинилась со своим P10 VPU, и вот настала очередь Matrox.
Компания отошла от 3D рынка примерно два года назад, но сегодня они пришли к пониманию, что и далее игнорировать рынок производительной 3D графики нельзя.

Что такое Parhelia?

Когда вы слышите слово Parhelia, то о чем вы думаете? На самом деле, Parhelia (паргелий) – это оптический эффект, возникающий при отражении и преломлении света снежинками в воздухе. Также этот эффект называют гало. Первоначально проект чипа в Matrox назывался Sundog, но такое имя плохо подходит для рынка, и по этой причине было выбрано слово Parhelia.

К великому счастью (как для Matrox, так и конечных пользователей), Parhelia-512 не является дальнейшим развитием ядра G400. Parhelia-512 – это результат более чем двухлетней работы инженеров Matrox, причем чип уже готов к публичному выпуску.

Перед глубоким анализом архитектуры Matrox давайте обратимся к спецификациям.

  • 0,15 мкм техпроцесс UMC;
  • 80 млн транзисторов;
  • 4 пиксельных конвейера, могут обрабатывать четыре текстуры за такт;
  • 4 программируемых модуля vect4 вершинных шейдеров;
  • 256-битная DDR шина памяти (до 20 Гбайт/с пропускная способность с 312,5 МГц DDR SDRAM);
  • до 256 Мб видеопамяти на карте;
  • поддержка AGP 4/8X;
  • Полная поддержка DX8 пиксельных и вершинных шейдеров.
Как видим по приведенной ниже таблице, Parhelia-512 стоит ближе к "профессиональным" решениям, таким как 3DLabs-P10, при этом позиционируясь как полноценная игровая карта следующего поколения:

Чип Parhelia-512 P10 GeForce4 (NV25) Radeon R200
Число транзисторов 80M 76M 63M 60M
Техпроцесс 0,15 мкм 0,15 мкм 0,15 мкм 0,15 мкм
Ширина шины памяти 256-битная DDR 256-битная DDR 128-битная DDR 128-битная DDR
Пиковая пропускная способность памяти 20 Гбайт/с 20 Гбайт/с 10 Гбайт/с 10 Гбайт/с
Программируемость 4 програм. модуля vect4 вершинных шейдеров Универсальная, включая циклы и процедуры Ограничена DX8 вершинными и пиксельными шейдерами Ограничена DX8.1 вершинными и пиксельными шейдерами
Точность цвета ЦАП 10 bpp 10 bpp 8 bpp 8 bpp
Поддержка мониторов Три Два Два Два

Мы не будем еще раз подробно описывать все ступени конвейера рендеринга Parhelia-512, поскольку они подробно освещены в статье про 3DLabs P10 VPU.

Конвейер Parhelia

Мы уже разобрались, откуда появилось имя Parhelia. Теперь настала очередь разобраться с числом 512. Как вы увидите ниже, 512 используется во многих местах архитектуры Parhelia. Ну а в целом решение назвать чип Parhelia-512 очень близко по смыслу к переименованию NV10 в GeForce256.


Массив из четырех модулей вершинных шейдеров

В самом начале графического конвейера Parhelia-512 (после AGP интерфейса) находятся вершинные процессоры. Matrox включила в Parhelia-512 четыре модуля вершинных шейдеров, называемых "128-битный движок вершинных шейдеров/128-bit vertex shader engine". Если вы умножите 128 бит на 4 модуля, то получите магическое число 512. 128 бит получаются из расчета, что каждый из этих модулей может работать с четырьмя 32-битными числами с плавающей точкой одновременно, при условии что они составляют 4-операндный вектор. Движки вершинных шейдеров совместимы с двумя движками вершинных шейдеров в GeForce4 или с четырьмя вершинными процессорами в 3DLabs P10. Так что Parhelia-512 может работать с шейдерами в два раза быстрее GeForce4 при равных тактовых частотах.

Модули вершинных шейдеров Parhelia полностью совместимы с DX8.1 и предлагают даже большую гибкость, чем DX8.1, поэтому в дальнейшем будет объявлена совместимость с версией 2.0 (DX9). Впрочем, такая гибкость будет полезна, прежде всего, разработчикам до тех пор, пока весь конвейер (в его пиксельных и вершинных частях) не будет совместим с DX9. Помните, что основная цель модулей вершинных шейдеров заключается в подготовке вершин для последующих операций, осуществляемых модулями пиксельных шейдеров. Однако если пиксельные шейдеры не будут столь же гибки и программируемы, или если они не будут использовать числа с плавающей точкой, то вы можете бесконечно улучшать вершинные шейдеры, но вы будете ограничены пиксельными шейдерами.

После того, как вершины выйдут из движков вершинных шейдеров, они передаются на движок примитивов, который начинает собирать треугольники и отбрасывать вершины, выходящие за пределы экрана. Здесь обычно находится логика по отбрасыванию невидимых вершин, скрытых за поверхностями, чтобы чип не отрисовывал ненужные пиксели. К примеру, в Radeon 8500 используется технология HyperZ, а в GeForce4 – визуальная подсистема. Однако Matrox пришлось идти на компромисс с реализацией других возможностей, так что в Parhelia-512 не используется системы по отбрасыванию невидимых вершин, как у конкурентов.

В Parhelia-512 задействована логика быстрой очистки по Z (Fast Z-clear), которая нужна для быстрого заполнения Z-буфера массивами нулей. Подобная технология реализована в чипах ATi и nVidia. С таким количеством пропускной способности памяти, Parhelia-512 может обходиться и без использования эффективной технологии управления памятью, что потенциально может привести к задержкам только в будущих более сложных играх. Если вы накладываете большую пиксельную программу-шейдер (скажем, 50-100 инструкций) на пиксель, то при этом вы тратите жизненно важные такты. Однако если пиксель так никогда и не будет показан, то значительная часть исполнительных ресурсов пошла впустую. Как только все большее число игр будет задействовать пиксельные шейдеры DX8, то подобные недостатки смогут стать "Ахиллесовой пятой" Parhelia.

Ниже по конвейеру расположены четыре конвейера рендеринга пикселей. Такой учетверенный подход схож с nVidia GeForce256 и ATI Radeon 8500, или даже с 3DLabs P10. Собственно, именно по этой причине Matrox и выбрала такое решение. Но где Matrox действительно отличается от конкурентов, так это в возможности Parhelia в обработке четырех текстур на конвейер за такт, против двух у всех конкурентов. Благодаря такой особенности Parhelia-512 может обеспечить значительно более высокую производительность в играх следующего поколения, в которых используется несколько текстур. Причем этот шаг Matrox в достаточной степени безопасен, так как для разработчика намного легче задействовать несколько текстурных слоев, чем использовать пиксельные программы-шейдеры, учитывая сложность написания подобных программ и то малое количество карт, которые совместимы с пиксельными шейдерами DX8. В будущем ситуация, конечно, изменится, но живем то мы сейчас.

Каждый из текстурных модулей достаточно гибок для выделения вычислительных ресурсов в зависимости от типа приложения. К примеру, в Quake III Arena с преимущественно двойным текстурированием, Parhelia-512 может использовать незадействованные ресурсы текстурирования для осуществления 8-tap анизотропной и трилинейной фильтрации практически без ущерба производительности. Такая функция как нельзя лучше подходит для современных игр.
В каждом из текстурных модулей вычисляются координаты текстуры, текстура загружается и фильтруется, и, наконец, пиксели отсылаются на модули пиксельных шейдеров Parhelia-512.

Программируемость пиксельных шейдеров в Parhelia-512 не выше GeForce4, что означает их принадлежность больше к эффективным регистровым комбайнам, нежели к полностью программируемым модулям. В то же время они работают с целочисленными данными, а не с 32-битными числами с плавающей запятой, что требуется для совместимости с DX9. Таким образом, Matrox не может объявить о наличии этих двух ключевых функций, причиной чего, как и раньше, являются жесткие ограничения на площадь чипа. Поскольку чип изготовляется по 0,15 мкм техпроцессу и на нем присутствуют 80 млн транзисторов, Matrox пошла на ряд уступок для получения максимальной производительности под современными и будущими DX8 приложениями. Поэтому в Parhelia-512 нельзя назвать пиксельные шейдеры полностью программируемыми. Как уже упоминалось в обзоре 3DLabs P10, для перехода конвейера на числа с плавающей точкой, вам нужен, по крайней мере, 0,13 мкм техпроцесс, который придет в нормальное отлаженное состояние (на TSMC) только осенью.

Если сравнить с GeForce4, то конвейер пиксельных шейдеров в Parhelia-512 прогрессивнее, поскольку здесь мы наблюдаем пять ступеней конвейера пиксельных шейдеров (по сравнению с двумя в GeForce4). Таким образом, количество проходов по конвейеру пиксельных шейдеров в Parhelia-512 можно сократить, поскольку чип может не только выполнять 5 операций пиксельного шейдера за один проход на одном конвейере, но и выполнять 10 операций пиксельного шейдера за один проход на двух конвейерах. Как вы знаете, меньшее количество проходов обеспечивает большую пропускную способность и экономию ресурсов.

Итак, основной 3D конвейер Parhelia подходит к концу. Дальше данные отсылаются по 256-битной DDR шине памяти (256x2 опять же дают магическое число 512). Но мы пропустили две очень важные части конвейера, так что давайте остановимся на них поподробнее.

Аппаратные карты смещения (Displacement Mapping)

Со времен выпуска G200 Matrox всегда приберегала какую-нибудь впечатляющую изюминку, открывающую новые пути для разработчиков. Но как только разработчики осваивали новую технологию, карта оказывалась уже устаревшей. Все, наверное, помнят скриншот воды в Expendable, который привлек внимание к технологии наложения карт неровностей среды (EMBM) и Matrox G400. Изюминкой в Parhelia-512 являются аппаратные карты смещения (Hardware Displacement Mapping, HDM).


Детализация рельефа, осуществляемая путем
использования большего количества полигонов

Цель HDM заключается в получении более реалистичных 3D окружений и персонажей с использованием большего количества геометрии (большее количество вершин), но достигается эта цель максимально простым и компактным способном из всех возможных. Скажем, вам нужно создать детализированную 3D карту поверхности Марса. Для этого вы можете просто увеличить число полигонов сцены для отражения каждой впадины на поверхности планеты. Однако если вы посмотрите на иллюстрацию выше, то вы заметите, что такой подход значительно увеличивает число полигонов. Если, скажем, такая поверхность будет использоваться в Unreal Tournament 2003, то вы получите значительный удар по производительности при росте числа полигонов выше оптимального значения.

HDM решает описанную проблему по генерации большего числа геометрических деталей, возникающую при попытке создать более детализированное 3D окружение и персонажей. Для этого берется исходная сетка треугольников и на нее накладывается карта смещения. Карта смещения очень похожа на 2D текстуру, за исключением того, что вместо цветовых значений в каждой точке в ней используется значение смещение каждой точки карты (отсюда и имя). Когда вы накладываете карту текстуры на полигон, каждый пиксель внутри полигона принимает цвет соответствующего пикселя карты текстуры. Точно так же, когда вы накладываете карту смещения на полигон, каждый пиксель внутри полигона смещается на значение соответствующего пикселя карты смещения. К примеру, если координата (1,1) на карте смещения показывает значение +10, то соответствующая координата сетки будет поднята на 10 позиций. Нижняя иллюстрация поможет вам наглядно понять весь процесс.

Точно такая же карта смещения может быть наложена и на персонажей. Если у вас есть один герой, вы можете наложить на него разные карты смещения. Таким образом, вы можете изменять вид персонажа и получить несколько персонажей из одного. Карта смещения с большими значениями ближе к центру карты может дать персонажу большой живот, а в другом месте – накачанные мускулы и т.д.

HDM с тесселяцией треугольников по глубине

Однако особенности движка HDM в Parhelia-512 на этом отнюдь не заканчиваются. Одним из самых больших преимуществ технологии является тесселяция треугольников по глубине (Depth-adaptive Tesselation). Как вы, наверное, помните по технологии ATI Truform, тесселяция берет за основу сетку с небольшим количеством треугольников и разделяет треугольники на более мелкие, значительно увеличивая число полигонов. Эти мелкие треугольники могут использоваться для создания более точных кривых поверхностей. Представьте себе шар, сделанный из четырех треугольников (этакая пирамида) и из 30 треугольников, и вы поймете, о чем речь.


Сетка справа является сеткой слева после тесселяции

Название тесселяция по глубине говорит само за себя, но мы все же постараемся детально ее рассмотреть, чтобы вы смогли оценить все ее преимущества. Поскольку пример с 3D ландшафтом самый наглядный, мы вновь его используем. Как только вершины, создающие сетку треугольников посланы на GPU, сетка будет тесселирована для повышения детализации. Однако во время процесса тесселяции, тесселяцией по глубине позволяет использовать различные уровни детализации (level of details, LOD) вдоль поверхности сетки. Чем дальше элемент сетки находится от экрана, тем более низкий уровень детализации используется. Затем карта смещения накладывается на тесселированную сетку, и каждая вершина смещается на соответствующее значение карты.

Теперь давайте поговорим о перемещении по сцене. Если мы стоим в одном углу территории, то мы ясно видим только лишь небольшую часть рельефа, так что эту часть необходимо отображать с максимально возможным уровнем детализации (наиболее тесселированная сетка, и соответственно, максимально возможное число полигонов без значимого ущерба производительности). Та же часть рельефа, которую мы четко не видим, должна быть отображена с уменьшенным уровнем детализации, что приведет к уменьшению тесселяции, и соответственно, уменьшит число полигонов сцены. Как только вы будете двигаться по сцене, то уровни детализации будут изменяться в зависимости от вашего местоположения, таким образом, на всем окружающем пространстве используется адаптивная тесселяция основной сетки полигонов в зависимости от местоположения пользователя. Следовательно, мы всегда получаем максимально детализированные полигоны без потери производительности на тесселяцию удаленных частей окружения, где большое число полигонов не нужно.

Такой подход очень близок к кратной фильтрации (mip-mapping) в части текстур, но он также применяется и для карт смещения. Matrox лицензировала технологию Microsoft для использования в DX9, и мы наверняка станем свидетелями того, как и другие производители внесут схожую функциональность в свои будущие GPU.

Основное преимущество HDM заключается в том, что, используя технологии типа тесселяции по глубине, вы можете получить достаточно детализированную сцену, используя базовую сетку с низким количеством полигонов и очень маленькие карты смещения (размером в несколько килобайт). Благодаря чему экономится пропускная способность памяти и AGP шины, в то же время получаемые сцены отличаются высокой детализацией.


HDM движок Parhelia-512 находится в самом начале конвейера
параллельно со ступенями установки вершин и
вершинными шейдерами.

Совершенное сглаживание

Начнем с того, что сглаживание (anti-aliasing, AA) сегодня осуществляется отнюдь не лучшим образом. Подавляющее большинство пикселей, прогоняемых через движки сглаживания в GPU, даже не находятся на границах полигонов, и следовательно, не создают привычных ступенек. К сожалению, определение границ полигонов и сглаживание только соответствующих пикселей – это достаточно сложная задача, она требует значительного вложения, как в число транзисторов, так и в размер кристалла. Matrox же посчитала сглаживание достаточно важным, чтобы потратить на него площадь кристалла и добавить транзисторы, так мы и получили интеллектуальную технологию сглаживания, которая называется частичным сглаживанием (fragment anti-aliasing, FAA).

FAA движок в Parhelia определяет граничные пиксели с 16 отсчетами на точку экрана (16x). То есть каждый пиксель делится на 16 частей, и цвета каждой части анализируются для определения того, покрыт ли пиксель и насколько полно. Все пиксели, которые были определены как частично покрытые (то есть они находятся на краю треугольника), посылаются в FAA движок, где над ними производится сглаживание. Благодаря использованию 16 отсчетов на пиксель технология была названа 16x FAA.

Красота данного метода заключается в том, что пиксели, не принадлежащие границам полигона, напрямую записываются в кадровый буфер, минуя FAA движок, что экономит драгоценную пропускную способность. В соответствии с данными Matrox, число фрагментированных пикселей находится примерно в границах от 5 до 10% от всех пикселей сцены. Вы можете представить, насколько такая технология позволяет увеличивать производительность при использовании сглаживания.
Из-за такого способа работы выявляется еще одна интересная особенность – чем выше вы ставите разрешение, тем меньше пикселей проходят через FAA движок, в результате удар по производительности на высоких разрешениях становится меньше. Такой способ действительно является демонстрацией того, как нужно осуществлять сглаживание с точки зрения чистой производительности и эффективности. Про качество мы пока умолчим, так как мы не имеем экземпляра карты для тестирования. Но наверняка качество будет сравнимо с аналогами от ATi и nVidia.

К сожалению, с движком Parhelia FAA не все так безоблачно. Существует целый ряд ситуаций, когда определение частично покрытых пикселей работает небезупречно, в результате в игре появляются артефакты. Для таких ситуаций вы можете выключить FAA или перейти на алгоритм суперсэмплинга, который влияет на производительность примерно так же, как и включение сглаживания в Radeon 8500. Сейчас невозможно предсказать, в каких играх появятся артефакты, но они явно будут. Matrox заявила, что они протестировали приблизительно 40 игр, и только в 5-7 были выявлены артефакты при включении FAA.

По-прежнему безупречное качество картинки

Matrox всегда отдавали должное за прекрасный аналоговый выход их карт. Хотя многие пользователи G400 уже перешли на более производительные решения, большинству из них не хватает получаемого на G400 качества. Фактически в качестве не потеряли только те счастливые пользователи, которые имеют DVI мониторы и подключают их по цифре к видеокарте. Но для большинства пользователей аналоговые дисплеи пока остаются хлебом насущным.

Мы уже объясняли в предыдущих статьях, почему аналоговый сигнал ухудшается на больших разрешениях. Однако Matrox провела собственные исследования для поиска ограничений конкурирующих карт.

Когда видеосигнал покидает RAMDAC, он посылается через серию фильтров низких частот. Как понятно по названию, фильтры пропускают только низкие частоты, отбрасывая высокие. Благодаря этому достигаются две цели: 1) соответствие требованиям FCC, определяющим, что через VGA выход должны пропускаться только нужные частоты, и 2) высокие частоты не будут каким-либо образом влиять на низкочастотный сигнал.

Низкочастотные фильтры главным образом изготавливаются из пассивных элементов типа резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности. Поскольку низкочастотный фильтр не может усиливать сигнал, он работает лишь как шлюз, пропуская определенные частоты.

Самая высокая частота, которая пропускается низкочастотным фильтром, называется граничной. К сожалению, простейшие низкочастотные фильтры далеко не идеальны. Если вы установите граничную частоту в 400 МГц, некоторые большие частоты все равно пройдут через фильтр. Для предотвращения этого используются два метода – вы можете выставить граничную частоту немного ниже или использовать более сложный фильтр.

Самый простой (и дешевый) – это первый подход выставления граничной частоты немного меньше требуемого значения. В результате вместо идеальной частотной характеристики вы получаете следующую картину.

Подход подороже заключается в использовании более сложного фильтра - более высокого порядка. Порядок фильтра напрямую определяется компонентами фильтра. Мы не будем вдаваться в характеристики фильтров различных порядков, просто считайте, что чем больше пассивных компонентов присутствует в фильтре, тем выше его порядок.
Преимущество фильтра высокого порядка заключается в том, что частоты выше граничной отсекаются более эффективно. То есть через фильтр будет проходить меньшее количество мусорных частот. Такой подход, конечно, лучше, но он и дороже – на плату потребуется установить дополнительные катушки индуктивности и конденсаторы.

Секрет Parhelia – фильтры 5-го порядка

Большинство карт GeForce3/4 используют фильтры 3-го порядка на своих аналоговых выходах. Если вы откусили часть элементов (для повышения качества изображения), то вы фактически уменьшили порядок фильтра с 3-го до 2-го, что приводит к следующему эффекту.

Фильтр 3-го порядка имеет более крутую частотную характеристику по сравнению с фильтром 2-го порядка зато пропускает меньше мусорных частот.

В данном случае переход на фильтр 2-го порядка повышает качество, поскольку вы пропускаете больше высоких частот (на высоких разрешениях) без изменения граничной частоты.

Множество катушек индуктивности и емкостей, показанное на иллюстрации, и составляют фильтры 5-го порядка на Parhelia

Карты на Parhelia-512 будут использовать точно подогнанные низкочастотные фильтры 5-го порядка на своих аналоговых выходах. Они помогут значительно улучшить качество изображения на высоких разрешениях, особенно близких к граничному значению частоты. Ниже вы можете посмотреть на пример, сравнивающий частотную характеристику фильтра 5-го порядка с характеристиками фильтров 2-го и 3-го порядков.

Качество изображения – Parhelia против GeForce4 и Radeon 8500

Matrox провела внутреннее тестирование по сравнению аналогового выхода Parhelia с GeForce4 и ATi Radeon 8500. Результаты довольно интересны.

Для дальнейшего понимания темы нашего разговора посмотрите на таблицу соответствия частот и разрешений.

Частота сигналов для разрешений @ 85Hz
Разрешение Частота
640x480 37 МГц
800x600 58 МГц
1024x768 95 МГц
1280x1024 159 МГц
1600x1200 233 МГц
1920x1440 336 МГц
2048x1536 382 МГц

Как вы можете заметить, GeForce4 и Radeon 8500 отнюдь не обеспечивают равного напряжения при всех частотах. Важно отметить, что поскольку здесь видно усиление выходного напряжения, то такая ситуация не является всецело следствием плохих низкочастотных фильтров на Radeon 8500 и GeForce4. Скорее всего, для компенсации плохих фильтров RAMDAC усиливает выходное напряжение на высоких частотах. Впрочем, выходное напряжение Parhelia всегда остается относительно постоянным на разных частотах. Для того чтобы вы могли представить себе качество картинки более наглядно, Matrox приводит следующую иллюстрацию.

График показывает длительность времени нарастания сигнала на трех картах. Вы должны обратить внимание на то, сколько времени уходит на стабилизацию сигнала после достижения нужного уровня напряжения. Parhelia-512 стабилизирует напряжение почти мгновенно, в то время как Radeon 8500 это не удается совсем. Нестабильный сигнал приводит к размыванию текста на высоких разрешениях.

Как только мы получим карту от Matrox, мы попытаемся провести реальное тестирование качества изображения.

Вывод на три монитора

Поскольку Matrox является пионером в продвижении двумониторных решений для обычных компьютеров, неудивительно, что Parhelia-512 предусматривает работу уже с тремя мониторами. Сам чип включает два 400 МГц RAMDAC, которые оптимально расположены на кристалле чипа для обеспечения необходимого экранирования от других высокоскоростных компонентов GPU. Все карты также будут содержать два внешних TMDS передатчика для двух DVI выходов (в комплекте будет поставляться DVI-VGA переходник). Третий RAMDAC на частоте около 230 МГц обеспечивает третий выход (до 1600x1200) для обеспечения "трехголовочности" карты. Matrox назвала подобную технологию "окружающей игрой" - surround gaming.

Получаемый эффект очень правдоподобен. Представьте, как вы проходите через дверь в стрелялке от третьего лица. Благодаря трем монитором вы сможете краем глаза заметить поджидающего за стенкой врага с двустволкой. Все это происходит благодаря увеличению поля зрения и фактическому расположению двух мониторов по разные стороны от главного.
Конечно, такая функциональность пока еще слишком необычна, тем более что вряд ли у большинства людей найдется место на столе для трех мониторов (равно как и средства). Однако подобная "трехголовочность" может быть полезна и в профессиональных применениях, когда двух рабочих столов бывает недостаточно.

10-битные цветовые компоненты

Параллельно с объявлением поддержки 10-битных цветовых компонент (10:10:10:2 RGBA), 3DLabs также анонсировали поддержку и 16-битных цветовых компонент (равно как и программируемой глубины цвета) для обеспечения 64-битного цвета. Преимущество 10-битных цветовых компонент перед существующими 8-битными компонентами выявляется во многих ситуациях. И тот факт, что Matrox скрестила выход с 10-битным DAC для обеспечения изображения более высокого качества, действительно сделает картинку несколько лучше на аналоговых мониторах, но как очевидно, индустрия требует большего, нежели 10-битных компонент.

"Я уже несколько лет проталкиваю дополнительные биты, но на самом деле мне нужны полные 16-битные цвета с плавающей точкой в графическом конвейере. Поэтому какие-то промежуточные решения типа формата RGB 10/12/10 отнюдь не есть лучшие" - Джон Кармак, .plan апрель 2000.

И снова ограничивающим фактором для Matrox стал недостаток места на кристалле, иначе мы наверняка бы увидели полную поддержку 16-битных цветов с плавающей точкой в графическом конвейере.

10-битный цветовой режим Parhelia может быть включен через панель управления (потом требуется перезагрузка). Но, к сожалению, такой режим в настоящее время приводит к ошибке MS Word (равно как и других приложений, которые недостаточно хорошо поддерживают 2-битные альфа-каналы). Так что пока о 10-битном режиме следует забыть.
Карта также поддерживает аппаратное сглаживание текста для режимов типа ClearType под Windows XP. Как объявляет Matrox, переход на Parhelia приведет к заметному росту 2D производительности.

Заключение

Несомненно, за Parhelia-512 кроется не только новый чип, но и новые технологии. Попытаемся выделить все плюсы и минусы.

Главной целью при дизайне чипа было достижение максимально возможной производительности в будущем DX8 поколении игр. Ставка здесь сделана на то, что для DX9 игр потребуется столько же времени, сколько ушло на выход DX8 игр, поэтому в момент выхода Parhelia-512 будет достаточно быстро работать как на существующих играх, так и на продуктах "ближней перспективы" в сравнении с NV25/NV30 и R200/R300. Как мы считаем, подобная ставка является лучшей из всех возможных и, вероятно, верной. Конечно, Matrox не получит такую долю на рынке, как nVidia, однако в определенной степени компания поправит свой имидж на рынке. С какой же скоростью будет работать Parhelia-512?

  • В простых играх типа Quake III Arena, Parhelia-512 будет определенно медленнее GeForce4 Ti 4600. Под простыми мы понимаем игры, которые используют не более двух текстур на пиксель и завязаны на скорости заполнения. Драйверы nVidia очень сильно оптимизированы (намного лучше драйверов Matrox) и в ситуациях, когда большая часть вычислительной мощности Parhelia остается незадействованной, чип будет проигрывать Ti 4600. Картина может измениться при включении анизотропной фильтрации и сглаживания, когда палочка лидера перейдет к Parhelia.
  • В "тяжелых" DX8 играх, как полагает Matrox, Parhelia возьмет все золото. Или, по крайней мере, будет держаться наравне с GeForce Ti 4600. И снова, как только вы задействуете лучшие алгоритмы фильтрации и сглаживания на Parhelia-512, чип должен заметно обогнать Ti 4600. Возможности ядра с четырьмя текстурными модулями, равно как и 5-ступенчатый конвейер пиксельных шейдеров будут как нельзя кстати в играх, которые мы увидим в ближайшие несколько месяцев.
  • Потенциально Parhelia-512 может на некоторое время отобрать корону производительности от nVidia.
Основная сила Parhelia-512 заключается в четырех текстурных модулях, впечатляющей пропускной способности памяти и 5-ступенчатом конвейере пиксельных шейдеров. Функции типа аппаратных карт смещения и особое внимание к качеству картинки тоже не следует упускать из внимания. Алгоритм частичного сглаживания кажется довольно многообещающим, хотя в некоторых ситуациях он может привести к появлению артефактов.

Однако нам следует отметить и ряд недостатков архитектуры Parhelia-512.

  • При использовании 0,15 мкм техпроцесса мы получаем очень большой чип, сравнимый с 3DLabs P10. Учитывая большой размер чипа, будет очень трудно заставить его работать на высоких тактовых частотах. Первые версии P10, как предполагается, будут работать примерно на 250 МГц. Однако для повышения конкурентоспособности Parhelia-512 должна работать на более высоких частотах.
  • Главное разочарование – отсутствие какой-либо серьезной технологии по отбрасыванию невидимых вершин. Как вы можете заметить, подобные технологии являются одним из объектов постоянного внимания со стороны ATi и nVidia. Radeon следующего поколения и nVidia NV30 будут использовать очень интеллектуальные алгоритмы отбрасывания невидимых поверхностей, встроенные в "железо". В результате такой недостаток может стать смертельным для Matrox в ситуациях, где к пикселям прикладываются очень сложные пиксельные программы-шейдеры. Причем ко всем пикселям, даже к тем, которые мы так и не увидим.
  • Недостаток полностью программируемого пиксельного конвейера с плавающей точкой опустит Parhelia-512 в глазах разработчиков, поскольку они начнут писать для DX9 "железа" уже в конце этого года. Для конечных пользователей этот факт проблем не составит, поскольку модернизация видеокарты обычно осуществляется чаще раза в два года.
Ну и, наконец, мы подходим к цене. Когда чип начнет массово поставляться, в июне, самая быстрая модель на Parhelia-512 будет стоить около $450. Конечно, появятся и более дешевые варианты с меньше производительностью, но нам не следует ожидать ценовой войны с GeForce4 Ti 4200, по крайней мере, в ближайшее время.

Parhelia-512 может стать самым быстрым продуктом с момента своего выпуска и до выхода NV30. Наверное, Parhelia – это лучший прорыв, который Matrox когда-либо осуществляла в компьютерной графике. Те, кому нужна картинка экстремально высокого качества и "трехголовый" выход, остаются практически без альтернативы. Причем на сей раз, они получают и высокопроизводительный 3D ускоритель.

Однако успех Matrox не обусловлен целиком лишь Parhelia-512. Как мы уже видели в новейшей истории, все зависит от последовательной поддержки технологий. Parhelia-512 не должна превратиться в еще одну G400, которая просуществовала на рынке два года без серьезного улучшения. Matrox выставила достойный продукт с большими перспективами, но для компании очень важно не стоять на месте.

Matrox уверила нас, что у них есть четкие планы на будущее, однако они не будут переходить на жесткие 6-месячные циклы выпуска продуктов, как то делает nVidia. Подведем итог: Matrox достойный конкурент на рынке 3D графики, и они действительно сделали очень хорошую работу, выпустив Parhelia.

Использованы материалы Matrox и Anandtech

Дополнительные материалы:

 
 
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
⇣ Комментарии
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥