La inceput, placile video erau destul de simple. Procesorul executa toate operatiunile, placa video neavand decat rolul de a afisa o imagine pe monitor. Pe masura ce tehnologia a avansat, datoriile placii grafice a inceput sa creasca, permitand in acest fel eliberarea procesorului care putea sa se ocupe de alte operatiuni.Cu acceleratoarele si aplicatiile 3D din ziua de azi, grafica a devenit mai complexa ca niciodata. Placile video de astazi sunt concepute special pentru a prelua cat mai mult din instructiunile 3D. In teorie, aceasta ar permite procesorului sa se axeze mai mult pe sistemul de operare.

Componente de baza

Daca va veti uita la o placa video, veti observa ca este conceputa din aceleasi patru componente majore: BIOS-ul video Procesorul video RAM-ul video Drivere BIOS-ul video

Fiecare placa video utilizeaza propriul BIOS, care este stocat in cipul ROM inclus. BIOS-ul permite comunicarea procesorului video cu sistemul, astfel incat sistemul poate trimite instructiuni catre BIOS, iar acesta ulterior va indica placii grafice care sunt operatiunile solicitate. Generatiile timpurii de adaptoare grafice nu aveau propriile BIOS-uri, acesta fiind integrat si controlat de catre cel al sistemului. Pe masura avansului tehnologic, codul BIOS necesar noilor cipuri grafice a devenit mai complex, nemaiputand fi integrat in cel al sistemului. Desi similare din punct de vedere al operatiunilor, fiecare cip grafic necesita o serie de instructiuni particulare si din aceasta cauza producatorii ar fi trebuit sa scrie un cod BIOS separat pentru fiecare combinatie placa de baza placa video imaginabila.Transferarea BIOS-ului video pe placa video a fost o modalitate mult mai eficienta si mai ieftina de a rezolva aceasta problema.

Procesorul video

Exista trei tipuri de procesoare video. Primul si cel mai simplu este Frame Buffer-ul. Acesta pur si simplu genereaza frame-urile si le afiseaza pe ecran. Toate celelalte pozitionari video necesare, cum ar fi cea a textului, a ferestrelor si randarea ecranului, trebuie executate de catre procesorul sistemului.Aceasta modalitate de lucru functioneaza foarte bine pentru aplicatiile bazate pe text, dar interfetele grafice mai complexe nu pot functiona in acest mod.Al doilea tip de procesor este coprocesorul, care preia toate procesele legate de imagine, eliberand astfel procesorul sistemului de toate functiile pe care acesta trebuie sa le execute pentru a afisa o imagine.Intre aceste doua procesoare, mai exista si acceleratorul video, care este un dospozitiv cu functie fixa, care preia toate operatiunile complicate cum ar fi, de exemplu, trasarea si managerizarea obiectelor care compun ecranul.

RAM-ul video si RAMDAC-ul

Suplimentar fata de procesoarele specializate si BIOS, placile video utilizeaza propriul RAM. De-a lungul timpului au fost utilizate diverse tipuri de RAM pentru placile video, unele dintre acestea fiind utilizate si pentru memoria sistemului. Altele au fost concepute special pentru placile video.FPRAM Fast Page RAM tipul de baza al memoriei DRAM, permite cate un singur acces odata, cu un timp de latenta de 70-80 ns.EDODRAM Extended Data Ouput DRAM care permite scrieri si citiri simultane, a determinat scaderea timpului de latenta la 50-60 ns.VRAM/WRAM Video RAM sau Windows RAM a fost conceput special pentru subsisteme grafice. Ambele sunt memorii care permit citiri si scrieri simultane, permitand astfel si placii video si procesorului sa acceseze RAM-ul in acelasi timp. Acest design a permis ca RAM-ul sa devina mai rapid, pentru ca nu exista nici un timp de latenta sau unul foarte mic. Aceste tipuri de memorie sunt insa extrem de scumpe, WRAM-ul avnd o latime de banda un pic mai mare decat VRAM-ul.MDRAM Multi-bank DRAM de asemenea conceput special pentru subsisteme grafice, acesta incorporeaza cipuri de memorie de 32kb, ceea ce a permis producatorilor sa utilizeze cantitati netraditionale de memorie, deoarece aceasta, in general trebuie sa fie impartita in cantitati binare, dar in aceasta situatie frame buffer-ul utilizeaza memoria ineficient.SDRAM/SGRAM Synchronous DRAM/Graphics RAM sunt tipuri de memorie extreme de rapida care pot rula la aceeasi viteza cu bus-ul, ceea ce reduce extreme de mult latenta. SGRAM-ul a fost conceput special pentru aplicatiile grafice, cu o latime de banda foarte mare, dar mult mai scump decat SDRAM-ul. Ele sunt la ora actuala standardul de memorie pentru placile video. Din cauza variatiilor tehnologice, SDRAM-ul si SGRAM-ul functioneaza la alte viteze fata de cipul video.DDRRAM Double DataRate Random Access Memory este tipul de memorie cel mai folosit la ora actuala. In termeni DDR, are o frecventa de ceas de 266MHz. In mod normal este o memorie cu un design mai avansat ce lucreaza pe ambele fronturi ale ceasului (2x133MHz), deci ceasul are de fapt 133MHz ca si la memoriile PC133 SDRAM. In comert mai exista si DDRRAM-uri la 333MHz si la 400MHz.DRDRAM Direct RDRAM este un tip de memorie care promite imbunatatirea performantelor DRAM-ului conventional de 20 de ori. Memoriile RDRAM sunt impachetate in tehnologie Micro-BGA si MicroZ-BGA. Ultima cucerire tehnologica din acest domeniu, MicroZ-BGA promite impachetari cu pana la 60% mai mari fata de Micro-BGA si se poate ajunge pana la dimensiuni de 1,5 pana la 3GB. Frecventa de lucru pentru aceasta memorie poate depasi lejer 1GHz (exista deja RIMM la 1066MHz).De remarcat este faptul ca RAM-ul video nu are refresh ca si memora RAM a sistemului deoarece adresele cele mai importante sunt plasate pe coloane si nu pe linii (la fiecare accesare a unui element dintr-o linie din matricea de memorie, este reimprospatata toata linia adica RAM-ul video nu este chiar random).Toate placile video, incepand cu cele VGA, utilizeaza RAMDAC Random Acces Memory Digital to Analog Converter. Acesta este cel mai important deoarece este responsabil de conversia semnalului digital in analog, acesta din urma fiind cel afisat pe ecran.De mai multe ori pe secunda, RAMDAC-ul citeste continutul memoriei video, il converteste in semnal analog RGB, rezultatul obtinut fiind transmis prin cablul video catre monitor. Aceasta se realizeaza prin utilizarea unui tabel ce permite convertirea voltajului semnalului digital pentru fiecare culoare. Exista cate un DAC pentru fiecare dintre cele trei culori primare pe care monitoarele le utilizeaza pentru a crea spectrul complet.Rata cu care RAMDAC-ul poate converti informatia si designul procesorului grafic sunt cele care dicteaza ratele de refresh pe care un sistem grafic poate sa le afiseze.Placile grafice de ultima generatie incorporeaza RAMDAC-ul direct in accelerator, ceea ce duce la scaderea costurilor de productie. Viteza este esentialul pentru RAMDAC, acesta fiind responsabil pentru afisarea imaginii. RAMDAC-ul este ultimul pas in procesul de accelerare video, inainte ca informatia sa fie transmisa catre ecran si de aceea viteza sa este cea care determina calitatea semnalului final atat in ceea ce priveste rezolutia cat si refresh-ul. Un RAMDAC lent va genera o imagine cetoasa, deoarece informatia digitala transmisa de accelerator nu a fost procesata in mod corect, ceea ce determina degradarea calitatii vizuale.Un RAMDAC rapid se traduce printr-o imagine mai clara afisata pe ecran.RAMDAC-ul dicteaza si numarul de culori disponibile pentru o rezolutie data in functie de arhitectura sa interna.

Conectori

Orice adaptor grafic are in componenta sa cel putin un conector (conectorul DSub-15 cu monitorul), un conector de 15 pini. Mai nou exista si un conector TV-Out, ce face legatura intre adaptor si televizor (pentru impatimitii de jocuri pe televizor), Video-in/out, pentru adaptoarele high-end si un conector DVI (Digital Video Interface). In jurul acestui conector exista o mica disputa cu privire la standardul folosit. In realitate exista trei standarde: Standardul VESA Plug and Display (P&D) 1.0 publicat in data de 11 Iunie 1997, incorporeaza un conector de 35 de pini (30 pini pentru partea digitala si 5 pini pentru partea analogica). Acest standard nu a fost adoptat niciodata pe scara larga. Standardul VESA Digital Flat Panel (DFP) 1.0 (pentru interfatarea dintre un PC si un monitor flat panel). A fost publicat la data de 14 Februarie 1999 si incorporeaza un conector video digital MDR-20 (Mini-D Ribbon, 20 pini). Standardul DFP este construit pe standardul precedent P&D, dar foloseste numai partea digitala. Acest standard a avut ceva succes pe piata dar a fost inlocuit de specificatia DVI. Mai recent, un alt grup numit Digital Display Working Group (DDWG) a lansat un standard numit Digital Visual Interface (DVI) 1.0 ce se axeaza pe conectarea dintre un computer si monitorul sau. El a fost publicat la data de 2 Aprilie 1999. Incorporeaza un conector digital/analog cu 29 pini (24 pentru digital si 5 pentru analog) care este aproape identic cu standardul VESA P&D, exceptie fiind pinii pentru digital (mai putini la numar). Acest standard este cel actual deoarece este sustinut de Silicon Image, Molex si Intel. Ceea ce Intel doreste, Intel obtine.Parametrii imaginii

Rezolutia este un termen utilizat adesea in sensul de adresabilitate, dar se refera mult mai exact la claritatea unei imagini. Este o functie primara a monitorului si este determinata de numarul de puncte. O imagine este creata in momentul in care unnumar de electroni excita fosforul de la baza ecranului monitorului. Un grup de electroni care genereaza culorile rosu, verde si albastru este cunoscut sub numele de pixel. Pixelul reprezinta cea mai mica portiune a ecranului ce poate fi controlata individual si fiecare pixel poate fi setat sa aiba o anumita culoare si intensitate. O imagine completa este compusa din mii de pixeli si din rezolutia ecranului, care dicteaza numarul maxim de pixeli ce pot fi afisati. Cu cat rezolutie este mai mare, cu atat vor fi afisati mai multi pixeli si cu atat ecranul va putea afisa maimulta informatie pentru un anumit moment.Lipsa unor standarde universale pentru VGA a fost o problema rezolvata prin introducerea standardului VESA Video Electronic Standard Association, care este compatibil cu VGA, dar ofera rezolutii mai mari si mai multe culori. In mod normal, un ecran SVGA poate suporta o paleta de pana la 16,7 milioane culori, desi cantitatea de memorie video a adaptorului grafic poate limita numarul de culori afisate la valori mai mici.In general, cu cat este mai mare diagonala ecranului unui monitor SVGA, cu atat mai multi pixeli vor putea fi afisati pe verticala si pe orizontala. De exemplu, un monitor SVGA de 14 inch va putea afisa rezolutii de 800x600, in timp ce unul de peste 20 inch este capabil de rezolutii de 1280x1024 sau chiar 1280x1200.XGA dezvoltat de IBM, a devenit standardul pentru placile video si monitoarele capabile sa afiseze rezolutii de 1024x768.Standardul SXGA descrie urmatoarea marime de ecran, 1280x1024. Notabil in legatura cu SXGA este faptul ca rata de afisare standard este 5:4, in timp ce VGA, SVGA, XGA, UXGA au rata de 4:3.Adancimea de culoare este parametrul care descrie numarul de culori care pot fi afisate de catre o placa video. Fiecare pixel de pe ecran este format din combinatia celor trei culori: rosu, verde si albastru. Modul de aparitie al fiecarui pixel este controlat de intensitatea celor trei raze de lumina si cantitatea de informatie care este stocata pentru un pixel determina adancimea sa de culoare. Cu cat sunt utilizati mai multi pixeli, cu atat este mai fin detaliul coloristic al imaginii.Pentru ca un ecran sa determine ochiul sa vada o culoare similara cu cea din realitate, sunt necesare 256 de tonuri de rosu, verde si albastru, ceea ce inseamna 8 biti pentru fiecare dinte cele trei culori primare, ceea ce inseamna in total 24 biti. Totusi anumite placi grafice aflate pe piata la ora actuala necesita 32 biti pentru fiecare pixel pentru a afisa modul True Color, aceasta fiind datorata modului in care este utilizata memoria video, cei 8 biti suplimentari fiind utilizati pentru luminozitate (alpha channel).Modul High Color utilizeaza 2 biti de informatie pentru a stoca valoarea intensitatii fiecareia dintre cele trei culori, utilizand 5 biti pentru albastru, 5 biti pentru rosu si 6 biti pentru verde. Rezulta 32 de intensitati diferite pentru albastru si rosu, si 64 pentru verde, care vor duce la scaderea putin vizibila a calitatii imaginii, dar la cresterea ratei de utilizare a memoriei video.

3D A fi sau a nu fi real

Si cum la ora actuala nici o placa video nu mai este ceea ce tebuie sa fie daca nu are si un suport 3D, vom vedea in continuare ce este cu aceasta tehnologie si de ce a devenit un standard pentru orice sistem.Pana in 1995, tehnologia 3Dera rezervata catorva produse high-end. Atitudinea s-a schimbat atunci cand Microsoft a lansat DirectX, transformand Windows 95 intr-o platforma multimedia. Dar anul de nastere al fenomenului 3D este 1997, cand vanzarile de astfel de placi grafice au depasit 42 de milioane de bucati. De atunci cresterea a fost impresionanta. Astfel, anul 2001 a insemnat 170 de milioane de placi 3D vandute.Un cip grafic, fie ca este 3D dedicat, fie dual 2D/3D, elibereaza procesorul si realizeaza singur rendering-ul imaginii. Orice imagine este creata in doua etape majore: geometria si randarea. Etapa de geometrie este realizata de procesor, care se ocupa de poligoane si realizeaza conversia datelor 3D in pixeli. Etapele de randare de care se ocupa acceleratorul 3D managerizeaza activitatea pixelilor si memoria necesara, pregatind inaginea pentru a fi afisata pe monitor.

Geometria 3D

In acest stadiu, toate imaginile 3D sunt descompuse in poligoane, fiecare dintre acestea fiind analizat si atribuindu-i-se anumite caracteristici. Obiectele sunt definite prin coordonatele lor, care vor fi transpuse intr-un sistem numit World Space Coordinate. Orice elemente care nu se incadreaza in ecran vor fi ignorate.Semnalele transmise de utilizator in World Space, ca de exemplu in cazul unui joc, determina miscarea obiectelor. Dar in acelasi timp trebuie calculate si recalculate schimbarile de lumina, textura si culoare pe care le implica noua pozitie in care se vad obiectele.Toate aceste setari ale geometriei trebuie definite de procesorul sistemului inainte ca cipul 3D sa realizeze randarea.Calculele asociate au rolul de a realiza trei functii specifice: Scalabilitatea determina obiectele sa apara mai mari sau mai mici in functie de pozitia lor in campul vizual; Translatarea implica mutarea obiectelor in locul corect; Rotatia intorce obiectele plasandu-le in pozitia corecta. Inr-un joc cu 20 de obiecte pe ecran la un moment dat, procesorul trebuie sa realizeze toate procedurile de mai sus pentru fiecare obiect. Si, de parca calculele nu erau suficient de complexe, ecranul calculatorului se schimba de mai mult de 70 de ori pe secunda. De aceea orice modificare in pozitia obiectelor trebuie afisata pentru fiecare dintre schimbarile ecranului.

Tehnici de randare 3D

In acesta etapa de care este responsabil acceleratorul hardware, motorul 3D traseaza pixeli. Principalul obstacol in acest stadiu este timpul de acces al memoriei cat de repede pixelii sunt cititi si transmisi catre frame buffer. Sunt cateva mii de poligoane pentru fiecare imagine a unei scene, care trebuie transmise prin memorie de 30 de ori pe secunda, pentru a crea iluzia de miscare. Acest transfer catre frame buffer este cunoscut sub numele de frame rate si se masoara in cadre pe secunda (frames per second- fps). De aici frame-urile sunt transmise catre RAMDAC, unde sunt convertite in semnal analogic pentru monitor, unde are loc actiunea.Procesul de randare implica utilizarea a diferite tehnici: Texture mapping este o tehnica ce permite adaugarea unor detalii suplimentare unor obiecte 3D. Cel mai simplu este sa va imaginati un astfel de obiect impachetat intr-o hartie colorata 2D. De exemplu, pe imaginea 3D a unei masini de pe ecran trebuie aplicata o textura pentru a simula vopseaua metalica. Procesul trebuie reluat pentru fiecare pixel de pe obiect si de pe textura. Pixelul de pe textura este denumit texel. Pe un obiect pot fi plasate mai multe texturi, printr-un proces numit multitexturing. Mip mapping este o forma simplificata de texture mapping in care mai multi texeli sunt creati fara a mai fi rulate calculele echivalente. Daca mip-map-ul este doar o patrime din textura originala, atunci citirea unui texel din mip-map este echivalenta cu patru texeli din original. Aceasta tehnica aplicata cu filtrele potrivite se va traduce intr-o calitate crescuta a imaginii, deoarece marginile ascutite ale obiectelor vor aparea mai rotunjite. Bilinear filtering este functia prin care se permite citirea a patru texeli, calcularea mediei lor media pozitiilor relative, a culorilor, luminozitatii, etc. si afisarea rezultatelor sub forma unuia singur. Astfel se creeaza o imagine mai clara si fara aspect pixelat. Bi-linear filtering este la ora actuala un standard pentru majoritatea placilor grafice. Z-buffering este o metoda de a calcula pixelii care trebuie incarcati in frame-buffer. Acceleratorul 3D preia un pixel, in randeaza si trece la urmatorul. Problema acestei metode este ca acceleratorul nu are nici o posibilitate de a aprecia daca pixelul calculat trebuie afisat imediat sau mai tarziu. Z-buffering-ul include o valoare Z in fiecare dintre pixelii calculati. Daca valoarea Z a unui pixel este mai mica decat alta, inseamna ca acesta urmeaza sa fie afisat primul. Anti-aliasing este o tehnica de a reduce zgomotul dintr-o imagine. Pentru a reprezenta orice imagine este necesara o anumita cantitate de informatie. Daca un obiect este in miscare, informatia trebuie sa includa fiecare dintre pozitiile posibile, culorile, schimbarile de dimensiune, etc. Dar daca aceasta informatie nu este disponibila, procesorul sistemului completeaza segmentele lipsa cu informatii fara sens zgomot. Aceste informatii fara sens sunt reduse de anti-aliasing impreuna cu mip-mapping-ul. Gouraud shading determina ca obiectele sa apara mai solide prin aplicarea unor umbre pe suprafata acestora. Algoritmul determina culoarea poligoanelor adiacente si face ca tranzitia intre acestea sa fie graduala. Aceasta inseamna ca nu vor aparea schimbari bruste in culoarea unui obiect. Bump mapping este o imbunatatire a tehnicilor de relief care permit crearea unei imagini mai realiste a unui obiect. Utilizeaza trei texturi distincte pentru a crea iluzia de adancime a unei suprafete. Este folosita pentru a crea efecte de pereti neregulati sau terenuti accidentate. Alpha blending permite aplicarea de diferite grade de transparenta fiecarui pixel, ceea ce are ca rezultat imagini multa mai reale, cum ar fi apa sau usi semitransparente. Double buffering este o tehnica ce utilizeaza doua buffer-e unul ce contine imaginea ce este transmisa catre ecran, iar al doilea pe cea imediat urmatoare. Rezida un timp de schimbare a imaginilor mult mai rapid. Tri-linear Texture Mapping are ce efect posibilitatea modificarii gradate a unei suprafete pe masura ce perspectiva privitorului se schimba. Se bazeaza pe modificarea graduala a pixelilor, atat de rapid incat sa nu poata fi sesizata. Pentru a intelege pe deplin unele specificatii si tehnologii, voi prezenta in continuare un mic dictional 3D (nu voi prezenta denumiri elementare precum: pixel, texel, voxel, fps, refresh, etc):

AGP (Accelerated Graphics Port) un bus standard de extensie particularizat pentru adaptoarele grafice moderne. Este o alternativa mai rapida la clasicul bus PCI (33 MHz frecventa de clock). Viteza cu care procesorul grafic poate accesa si folosi informatia pe magistrala AGP are un impact major asupra performantelor grafice. Standardele AGP sunt: AGP 1x, 2x, 4x si cel mai recent 8x (2x se refera la faptul ca magistrala AGP are o frecventa de ceas de doua ori mai mare decat cea PCI, adica 2x33 MHz). Anisotropic filtering o tehnica avansata de filtrare a texturilor ce imbunatateste calitatea imaginii pentru cadre ce contin obiecte ce se intind din prim-plan pana in fundal. API (Application Programming Interface) o interfata de programare standard ce permite programatorilor scrierea propriilor aplicatii fara a avea cunostiinte despre implementarile hardware. Beneficiul este o aplicatie ce poate rula pe o varietate mare de platforme hardware. Driver-ul soft intercepteaza instructiunile API si le traduce in instructiuni specifice fiecarui adaptor grafic in parte. Interfete precum DirectX si OpenGL pot de asemenea emula functii hardware in softuri pentru a se asigura ca aplicatia va rula pe oricare platforma hard chiar daca partii hard ii lipseste partea dorita. Aspect Ratio partea din lungimea ecranului ce revine latimii, exprimata ca lungime:inaltime. Un calculator standard are o rata de aspect de 4:3 (pronuntata ca patru pe trei). Digital Vibrance Control (DVC) permite utilizatorului sa ajusteze digital controlul culorii pentru a compensa conditiile de iluminare din mediul de lucru, pentru a obtine culori mai precise, mai luminoase in orice conditie. Optiunea aceasta nu este diponibila pe sistemele Mac. Dynamic Adaptive Speculative Pre-processor (DASP) DASP o tehnologie patentata de preprocesare ce stocheaza instructiunile si datele unei aplicatii inainte de a fi nevoie de ele. Aceasta reduce gatuirile ce apar intre memorie si procesor dar si intre subsistemul audio si cel video. Fill rate viteza cu care adaptorul grafic poate randa pixelii- de obicei se masoara in milioane de pixeli pe secunda (Megapixeli/sec). Procesoarele grafice cu rate de umplere mai mari pot afisa rezolutii mai mari la un numar mai mare de cadre pe secunda. Flat Panel Display un monitor construit in jurul tehnologiei cu cristale lichide (LCD) in locul celei cu tub cu raze catodice (CRT). Monitoarele LCD sunt mai subtiri si ofera o mai mare flexibilitate in amplasarea lor. Fog o functie grafica ce simuleaza comportamentul fumului si/sau a cetei din realitate. Frequency numarul ce specifica de cate ori pe secunda are loc un anumit eveniment. Aplicat la dispozitive semiconductoare, frecventa se aplica la ceasuri ce controleaza rapiditatea cu care poate functiona un dispozitiv. In acest domeniu, Hz inseamna cicluri pe secunda. Graphics Pipeline seria de functii, in ordine logica, ce trebuiesc executate pentru a calcula si afisa grafica pe calculator. Graphics Processing Unit (GPU) un procesor 3D de inalta performanta ce integreaza toata magistrala 3D (transformari, iluminari, setari si randare). Un GPU degreveaza CPU de calculele 3D, eliberand CPU pentru alte functii precum fizica si inteligenta artificiala. High Resolution Anti-Aliasing ajuta la mentinerea unor cadre pe secunda mai fluide la rezolutii mai mari, precum 1024x768x32 sau chiar mai sus, cu facilitatea Full-Scene AntiAliasing (FSAA) activata. Activand modul Quincunx AA, HRAA promite un nivel mai bun al detaliului si o mai buna performanta. Intellisample Technology antialiasing-ul ajustat gamma si facilitatea de filtrare anizotropica adaptiva ajuta la crearea efectelor vizuale ultra-realiste la viteze foarte mari. Isochronous dependent de timp. Procese in care datele trebuiesc transmise intr-o anumita perioada de timp. De exemplu, fluxurile multimedia cer un mecanism de transport izocron pentru a se asigura ca datele sunt trimise pe cat de repede sunt afisate si pentru a se asigura ca secventa audio este sincronizata cu cea video. Lighting in grafica 3D, iluminarea este folosita pentru a calcula gradul cu care un obiect este afectat de o sursa de lumina. Iluminarea este folosita in jocuri pentru a crea scene de un realism uimitor cu o mai mare adancime in schimbul uneia precum un desen animat. Procesoarele GeForce3 sunt capabile de producere a unor efecte de iluminare particulare prin capabilitatea de vertex shading al motorului grafic nFiniteFX. Lightspeed Memory Architecture optimizari ce afecteaza latimea de banda a memoriei construita pentru a face scenele complexe mai rapide. Aceste optimizari fac posibila aplicarea, pentru prima data, a FSAA. nFiniteFX II engine motorul grafic nFiniteFX patentat de nVidia incorporeaza facilitatile vertex shaders, pixel shaders mai rapid si texturi 3D ceea ca da programatorilor libertatea de a compune un numar infinit de efecte speciale pentru a crea caractere si medii apropiate de realitate. nFiniteFX II este o caracteristica a tuturor procesoarelor GeForce4 Ti, GeForce4 Go si a celor de tipul Quadro4. Shading Rasterizer (NSR) aduce la viata proprietatile naturale ale materialelor (fum, nori, apa, imbracaminte, plastic, etc) prin intermediul capabilitatii de per-pixel shading printr-o singura trecere. Per-pixel Shading abilitatea de a calcula efecte de iluminare la nivel de pixel, marind cu mult precizia si realismul unei scene. Pixel Shaders parte a motorului grafic nFiniteFX ce modifica efectele de iluminare si de suprafata rezultand materiale si suprafete ce imita realitatea in locul celor artificiale. Pixels per second unitatea folosita pentru a descrie rata de umplere a unui GPU. De obicei este masurata in milioane de pixeli pe secunda (Megapixeli/sec). Quincunx AntiAliasing o tehnica de antialiasing patentata activata de procesoarele GeForce3. Quincunx AA ofera calitatea modului 4x AA la performante apropiate de modul 2x AA. Shadow Buffers parte a motorului grafic nFiniteFX, shadow buffers activeaza auto-umbrirea pentru caractere si obiecte, si atenueaza varfurile umbrelor pentru efecte mai reale, adaugand adancime scenelor si evidentierea relatiile spatiale intre obiecte. StreamThru sistemul de transport de date izocron patentat de nVidia, ce furnizeaza fluxuri de date neintrerupte pentru comunicatii pe banda larga si retelistica superioare. Transform & Lighting (T&L) doua motoare separate ale unui GPU folosite in scenele cu un numar extrem de mare de poligoane. Abilitatea de transform determina cat de complexe pot fi obiectele si cat de multe pot apare intr-o cadru fara a sacrifica din performanta. Tehnicile de iluminare se adauga realismului unei scene prin schimbarea topologiei obiectelor bazate pe surse de iluminare. Triangles per second rata cu care un procesor grafic proceseaza triunghiurile. Este un sistem de masura standardizat pentru aprecierea performantei. Triple buffering un pas inaintea double buffering-ului ce foloseste un buffer aditional pentru a procesa imaginea urmatoare, rezultand o animatie mai lina. Cu triple buffering procesorul grafic poate randa a treia imagine in timp ce prima este afisata si a doua imagine asteapta sa fie afisata. Triple buffering asigura faptul ca GPU nu este niciodata nefolosit deoarece asteapta cadrele randate sa fie trimise spre monitor. Z-Correct Bump Mapping motorul grafic nFiniteFX este capabil de a face ca poligoanele deformate sa arate real si cat mai precise. Aceasta este important in scenele in care apa si pamantul interactioneaza una cu cealalta. In continuare va voi prezenta cateva specificatii tehnice ale unor renumite adaptoare grafice.Adaptorul grafic ATI Radeon 9700 Pro este bazat pe procesorul grafic R300 compus din peste 110 milioane tranzistoare. Procesorul foloseste procesul de 0,15 microni ca si predecesorul sau Radeon 8500, rivalul seriei GeForce4 de la nVidia. Radeon-ul foloseste magistrala AGP 8x . Noul procesor include suport pentru netestatul DirectX 9, insemnand ca nu exista nimic ca acest adaptor grafic sa nu poata face. Latimea de banda a memoriei este de 20 GB/sec, detronand pana si cel mai rapid GeForce4 (Ti4600) ce are numai 10,4 GB/sec. Fluxurile de randare pe 8 pixeli, cu o textura pe flux este capabila de a randa pana la 16 texturi la o singura trecere, depasind lejer abilitatile de 4 texturi la o trecere ale lui Ti4600. Memoria video este de tipul DDR pe 256 biti folosind tehnologia Hyper Z III pentru eliminarea gatuirilor. SmartShader 2.0 este o tehnologie patentata de ATI similara cu tehnologia nFiniteFX de la nVidia, cu exceptia faptului ca Vertex Shaders permite executarea a pana la 1024 de instructiuni la o singura trecere iar Pixel Shaders, 160. Tehnologiile Smoothvision Anti-Aliasing 2.0 si TruForm 2.0 au corespondent si in tehnologiile patentate de nVidia. Posibilitatea de a folosi mai multe monitoare de catre un adaptor grafic este implementata si de ATI prin aplicatia Hydravision. Conectorul S-Video este optional.

Al doilea adaptor grafic este unul de la Matrox si se numeste Parhelia. Desi este al doilea in ordine cronologica el este primul la capitolul performanta. Si aici enumer: procesor grafic pe 512 biti, interfata cu memoria de 256 biti, memorie video de 256MB de tip Double-Data Rate, posibilitatea conectarii a trei -3- monitoare, doua cipuri RAMDAC, codor TV, etc. El este construit in tehnologia de 0,15 microni si are nu mai putin de 80 milioane tranzistoare si, bineinteles, beneficiaza de ultimele tehnologii 3D prezente pe piata. Pretul unui astfel de adaptor grafic a depasit orice asteptari, adica 599$.

Adaptoarele grafice cu GeForce4 Ti4600 au fost pana de curand primele in topuri dar ele s-au supus avansului tehnologic si au decazut. Oricum ar fi, un adaptor cu GeForce4 tot ramane unul puternic, cu o putere de calcul enorma gratie celor 128MB DDR si a celor 10GB/s latime de banda si, nu in ultimul rand, a magistralei de memorie pe 128 biti.In continuare va voi prezenta un grafic comparativ, cu specificatiile tehnice ale unor adaptoare cu GeForce, Radeon si Parhelia:

Core clock (MHz)Pixel pipelinesPeak fill rate (Mpixels/s)Texture units per pixel pipelinePeak fill rate (Mtexels/s)Memory clock (MHz)Memory bus width (bits)Peak memory bandwidth (GB/s)

GeForce4 MX 4402702540210804001286.4

GeForce3 Ti 2001754700214004001286.4

GeForce4 Ti 4200128MB25041000220004441287.1

Radeon 75002902580317404601287.4

GeForce3 Ti 5002404960219205001288.0

GeForce4 Ti 420064MB25041000220005001288.0

Radeon 8500LE25041000220005001288.0

GeForce4 Ti 440027541100222005501288.8

Radeon 850027541100222005501288.8

GeForce4 Ti 4600300412002240065012810.4

Parhelia-512 OEM20048004320050025616.0

Parhelia-512 Retail22048804352055025617.6

Desi a trecut vremea in care acceleratorul era un cip separat (TNT2, Vanta, MGA200, etc) sau chiar o placa separata (Voodoo2, Banshee, etc), placile video, ca orice componenta electronica, se supun avansului tehnologic impus, de obicei, de firma nVidia. In comparatie cu cei de la Intel, nVidia nu se lupta sa introduca o data la doi ani o noua tehnologie de fabricatie (conform legii lui Moore) desi procesoarele grafice sunt procesoare RISC (Reduced Instruction Set Computing). De remarcat este faptul ca nVidia nu are propriile fab-uri precum au Intel si Advanced Micro Devices (AMD). In viitorul apropiat (cam 2 ani) se preconizeaza atingerea primului gigahertz in domeniul GPU. Chiar daca GPU va rula cu 1GHz avand memorie RDRAM de 1066MHz, limitarea o va constitui RAMDAC-ul. Tehnologia placilor video este extrem de avansata, un procesor grafic avand mai multe instructiuni decat unul CISC, dar axate pe un singur domeniu (de aici denumirea de RISC).Daca nVidia isi respecta promisiunea de a impune avansul tehnologiei, in urmatorii ani va dispare cu totul conceptul de adaptor grafic(graphics adapter) sau placa video, in locul lor aparand denumirea de adaptor VR (virtual reality adapter), odata cu introducerea realitatii virtuale, de aici rezultand schimbari radicale a arhitecturii PC-ului modern. Odata cu intrarea in nanotehnologie (intergarea procesului de 0,09 microni de catre Intel) se va face ceruta si mult asteptata schimbare de arhitectura (inceputa de HDD-ul pe baza de reactie chimica de 3TB). Partea cea mai grea va fi interfatarea, parte ce va ocupa mult timp dezvoltatorilor. Desi realitatea virtuala este viitorul, prezentul il reprezinta placile video, deci, sa ne bucuram de prezent!

Bibliorgafie: PCWorld, www.nvidia.com, www.ati.com, www.matrox.com si ....eu.