Seminarvortrag (klein)
Aktuelle Grafikkarten
von
Bernhard Garthe
Inhalt:• Einleitung
• Geschichte
• NVIDIA– Produkte
– Geforce3
– Geforce4
• ATI– Produkte
– Radeon 8500
• Vergleich
• Fazit
Inhalt:• Einleitung
• Geschichte
• NVIDIA– Produkte
– Geforce3
– Geforce4
• ATI– Produkte
– Radeon 8500
• Vergleich
• Fazit
Ca. alle 6 Monate kommt eine neue Grafikchipgeneration auf den Markt.
– neue Features
– neue Technologieen
– neuer Chipaufbau
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• NVIDIA– Produkte
– Geforce3
– Geforce4
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• Fazit
Zu den aktuellsten Grafikchips zählen:
– nVidia Geforce4
– nVidia Geforce3 Ti
– ATI Radeon 8500
Die Radeon 8500 und Geforce3 Ti leisteten sich einen harten Zweikampf, der aber nun durch die Geforce4 beendet wird.
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• NVIDIA– Produkte
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• Fazit
Geschichte der 3D Grafikchips:– 1995 NV1 von Nvidia
– 1996 S3 Virge ,ATI Rage ,Matrox Mystique,
3DFX Voodoo1,
– 1997 ATI Rage Pro, nVidia Riva 128
– 1998 Voodoo2, Matrox G200, 3DFX Banshee
Riva TNT
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Geschichte der 3D Grafikchips:– 1999 Voodoo3, Riva TNT2, Geforce256
– Voodoo4 & Voodoo5, Geforce2, ATI Radeon
Ein Pionier der 3D Entwicklung muss die Segel streichen, 3DFX wird von nVidia aufgekauft
– Kyro, Kyro2
– 2001 Geforce3, Radeon 8500
– 2002 Geforce4
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– 1993 gegründet– Weltweiter Marktführer– Umsatzsteigerung im 4.Quartel 2001
um129%
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Aktuelles Produktsortiment von nVIDIA:
– GeForce4 Ti, GeForce4 MX
– GeForce3 Ti, GeForce3
– GeForce2 Ultra, GeForce2 Ti, GeForce2 Pro
GeForce2 GTS, GeForce2 MX
Reichhaltige Produktpalette für jeden Einsatzbereich.
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nVIADIA GeForce3 Technische Daten:
– Fertigung in 0.15µm – 57 Millionen Transistoren
– Chiptakt 200MHz
– Speichertakt 230MHz (460MHz DDR)
– max 128MB Speicher
– Speicherbandbreite 7.4GB/s
– 4 Pixelpipelines mit je 2 Textureinheiten
– Füllrate von 1600 Millionen Texel/s
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nVIADIA GeForce3 Architektur:
– Erweiterte und Optimierte Geforce2 Architektur die nfiniteFX-Engine genannt wird. Enthalten sind:
• Vertex-Prozessor
• Pixel-Prozessor
• Lightspeed-Memory-Architektur
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nfiniteFX-Engine Vertex-Prozessor
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nFiniteFX-Vertex-Prozessor
(Vertex-Shader)– Der Programmierbare Vertexshader stellt eine
Erweiterung der T&L-Engine dar.
– berechnet in Echtzeit grafische Spezialeffekte
– 4 mal schneller als T&L oder CPU
– Problem: Der Programmierer muss diese neuen Features benutzen sonst bringt der Vertex-Prozessor keinerlei Vorteile.
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Effekte des Vertex-Prozessors
– Komplexe Character Animation • Realistischeres Aussehen von Kleidung
und Hautoberfläche
• Naturgetreuere Gesichtszüge
• Key-Frame-Animation
– Mittels zeitabhängiger Kontrollpunkte werden alle Zwischensequenzen (Key-Frames) eines veränderlichen Objektes in Echtzeit berechnet.
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Effekte des Vertex-Prozessors– Komplexe Character Animation
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Effekte des Vertex-Prozessors
– Environmental Effects(Umgebungseffekte wie Rauch und Nebel)
• Erhöhungen und Vertiefungen der Objekte werden berücksichtigt.
• Lichtreflektionen, z.B. im Wasser, werden durch Berücksichtigung von Einfallswinkel und Lichtbrechung realistischer
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Effekte des Vertex-Prozessors– Environmental Effects
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Effekte des Vertex-Prozessors– Morphing
• Geometrieberechnung der Zwischenbilder zur Laufzeit
– Procedural Deformation • wehende Fahnen komplett im Vertex-Shader
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Effekte des Vertex-Prozessors– Motion Blur
• Verwischungeffekt bei schnellen Bewegeungen
• Verwischungseffekte
– Linsen und Lichteffekte
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nFiniteFX-Pixel-Prozessor
(Pixel-Shader)– Teil der von NVIDIA patentierten
PixelForge-Architektur
– 4 Texturen in Single-Pass
– Entwickler kann Pixelfunktionen (Licht, Farbe, Transparenz) individuell zu programmieren
– Problem: DirectX8 erforderlich, Programmierung in Assembler
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nFiniteFX-Pixel-Prozessor – Vergleich Geforce2 mit Pixel-Shader
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Lightspeed-Memory-Architektur
– Crossbar Memory Controller
– Verlustfreie Z-Kompression
– Z-Occlusion Culling
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Lightspeed-Memory-Architektur
– Crossbar Memory Controller • 4 unabhängige Speicher-Controller
• Aufteilung der Informationsblöcke
• Bessere Ausnutzung bei kleinen Elementen
• bis zu 4 mal effektiver
– Verlustfreie Z-Kompression• Hardware Kompression / Dekomprssion
• Kompressionsfakktor 4:1
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• Fazit
GF3 Full-Scene-Antialiasing– Antialiasing soll unschöne Treppenbildung an
Kanten vermeeiden
– Früher mit Supersampling realisiert.• Runterrechnen von höherer Auflösung
– In GeForce3 kommt Multisample Verfahren zum Einsatz
• 1,5 oder 9 stufige Verdeckungsmatrix
• Verschiebung der Blickposition um 0.5 Pixel
• Zusammenfassung zu 4 Finalsamples
• Farbverlauf zwischen Finalsamples
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• Fazit
Antialiasing Modi
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• Fazit
Geforce4– Geforce4 Ti = NV25– GeForce3 Ti = NV20– GeForce4 MX = NV17
– Grosser Unterschied zwischen Ti und MX• MX keinen GF3 Vertex- und Pixel-Shader• MX keine unterstützung für DX8 Features• MX ist GF3 in Ausstattung und Effekten
deutlich unterlegen
• GF4 MX ist mehr als verspätete GF3 MX zu sehen
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• Fazit
Geforce4
– Kaum Neuerungen beim GF4
– Erweiterte und Optimierte GF3
– Wichtigste Änderungen:
• nfiniteFX II: – 2x Vertex-Shader
– Verbesserter Pixel-Shader
• Lightspeed-Memory-Architecture II– Auto-Pre-Charge
– Fast-Z-Clear
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Geforce4
• Accuview Technologie
– Verbessertes Antialiasing
– Positionierbare Pixel-Samples
– Gewichtung der Pixel
• 4XS Antialiasing
– 50% mehr Subpixel
– Genauere Farbabstufungen
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• Fazit
ATI Technologies Inc.
1985 gegründet
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ATI Produkte:
– RADEON™ 8500
– RADEON™ 8500LE
– RADEON™ 7500
– RADEON™ 7000
– RADEON™
– RAGE 128 Pro™
Erst mit der Radeon 8500 ist es ATI gelungen zu einem ernsthaften nVIDIA Mitstreiter zu werden.
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ATI RADEON 8500:
– Komplett überarbeitete Architektur in 0.15 µm Fertigung
– Pixel-Tapestry-Architektur
– Neuerungen:• Smartshader
• Truform
• smoothvision
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• Fazit
RADEON 8500 Pixel-Tapestry-Architektur
– zwei Rendering Pipelines mit je 3 Textureinheiten
– Alle Arten Bump-Mapping
– Alle Arten Environment Mapping
– Shadow-Mapping
– Full Screen Anti-Aliasing, Motion Blur und Depth-of-Field--Effekte
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RADEON 8500
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– Radeon 8500
• Vergleich
• Fazit
RADEON 8500 Smartshader
– Programmierbarer Vertex- und Pixel-Shader vergleichbar nVIDIA
– DirectX 8.1 für Nutzung erforderlich
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– Geforce3
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– Radeon 8500
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• Fazit
RADEON 8500 Smartshader
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• NVIDIA– Produkte
– Geforce3
– Geforce4
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– Radeon 8500
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• Fazit
RADEON 8500 Smartshader
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– Radeon 8500
• Vergleich
• Fazit
RADEON 8500 Truform– Hinzufügen von Polygonen um realistischere
Objekte zu erzeugen
– 3D Modell bleibt unverändert
– Nutzung auch in alten Anwendungen ohne Änderung der Software.
– Higher-Order-Surfaces • Polygone
• Bezier Kurven
– N-Patches, Errechnung der Krümmung eines Polygons anhand der Normalvektoren der Eckpunkte
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– Geforce3
– Geforce4
• ATI– Produkte
– Radeon 8500
• Vergleich
• Fazit
RADEON 8500 Truform
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– Geforce3
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– Radeon 8500
• Vergleich
• Fazit
Vergleich:– Alle 3 Chips unterstützen eine Vielzahl von
Features von denen einige noch nicht genutzt werden.
– Die Umsetzung der in DX8 enthaltenen Features bereitet keine Probleme
– Smartsader und nfiniteFX sind beide Programmierbare Shader und sich somit sehr ähnlich.
– TruForm ist eines der wenigen Features die auch jetzt schon zum Einsatz kommen.
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• Geschichte
• NVIDIA– Produkte
– Geforce3
– Geforce4
• ATI– Produkte
– Radeon 8500
• Vergleich
• Fazit
Vergleich:
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– Geforce3
– Geforce4
• ATI– Produkte
– Radeon 8500
• Vergleich
• Fazit
Vergleich:
– Die ATI Radeon 8500 kann sich im Vergleich mit der der GeForce3 Ti 500 durchsetzen, muss sich aber der neuen GeForce 4 geschlagen geben.
– Im 3D Mark 2001 ist die GeForce4 in allen Disziplinen 15-20% schneller als die ATI
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• Geschichte
• NVIDIA– Produkte
– Geforce3
– Geforce4
• ATI– Produkte
– Radeon 8500
• Vergleich
• Fazit
Ausblick:
– nVidia wird in 6-8 Monaten den NV30 bringen der eine Komplette Neuentwicklung darstellen soll.
– ATI hat noch keine Ankündigungen für eine neue Chipgeneration gemacht.
Inhalt:• Einleitung
• Geschichte
• NVIDIA– Produkte
– Geforce3
– Geforce4
• ATI– Produkte
– Radeon 8500
• Vergleich
• Fazit
Fragen?