A Parhelia, a magyar nyelvben melléknap, egy meteorológiai jelenség: amikor a napfény úgy tükröződik a levegőben található jégkristályokon, hogy a szemlélődő számára úgy tűnik, két vagy több nap van az égen. Az 512 pedig az új bűvös szám, a Parhelia bemutatása során többször találkozunk majd vele. A Parhelia-512 a világ első 512 bites grafikus processzora. Lássuk a chip legfontosabb tulajdonságait:
| A tulajdonságok | OK |
|---|---|
| 0,15 mikronos csíkszélességű gyártástechnológia | + |
| 80 millió (!) tranzisztor | + |
| 4 renderelő futószalag | + |
| órajelenként 4x4, azaz 16 textúra feldolgozása | + |
| 4 programozható vertex shader | + |
| 256 bites DDR memóriabusz | + |
| hozzávetőleg 20 Gbyte/sec memóriasávszélesség | + |
| legfeljebb 256 Mbyte DDR SDRAM támogatás | + |
| 4x/8x AGP-támogatás, Side Band Addressing, Fast Writes | + |
| Teljes DirectX 8 pixel és vertex shader kompatibilitás | + |
A Parheliába az AGP interfészen és az "512 bites" (256 bit DDR) memóriabuszon keresztül érkeznek az adatok, elsőként a vertex shaderekbe. A chipben összesen 4 darab 128 bites (4x128=512) vertex shader kapott helyet, amelyek egy órajel alatt egyenként négy darab 32 bites lebegőpontos adatot képesek feldolgozni. A Parhelia-512 vertex feldolgozó egysége teljesen DirectX 9-kompatibilis. A chip vázlatos rajzán a vertex shaderektől jobbra látható a chip egyik legnagyobb újítása, a hardveres displacement mappinget (HDM) megvalósító motor.
A DISPLACEMENT MAPPING gyakorlatilag egy olyan eljárás, amely a végeredményre nézve kísértetiesen hasonlít az environment mapped bump mappingre, azonban bump mappinggel ellentétben itt nem csak a felület normálvektorát módosítják, hanem magát a felületet is. Ez gyakorlatban annyit jelent, hogy a displacement mapping (DM) eljárással előállított testeken a hatás nemcsak a felületen, hanem a kontúrvonalakon is látszódni fog. Példaként: EMBM használatával egy bumpos földgömb kontúrvonala kör marad, míg DM használatával a kontúrvonal is megváltozik -- a hegyeknél kidudorodik, a völgyeknél beljebb nyomódik --, mivel a DM eljárás magát a test geometriáját változtatja meg. A displacement mapping egyik fontos eleme, hogy a módosítani kívánt felületet a chipnek a displacement maptől függően további poligonokra kell osztani. A Parhelia-512 ezt is hardveresen végzi el, mégpedig olyan módon, hogy figyelembe veszi az objektumok és a kamera térbeli távolságát is: a szemhez közelebb eső részen részletesebb lesz az objektum geometriai felbontása, a távolban viszont már csak kevesebb új háromszöget rajzol ki a chip, ezzel munkát takarítva meg, ugyanis a messze eső részek kevésbé láthatóak, felesleges őket nagy részletességgel kirajzolni. Ezt a technológiát egyébként depth-adatpive tesselationnek, azaz mélységfüggő tesszelációnak nevezik. Mint ismeretes, a tesszeláció az a folyamat, amikor egy objektumot poligonokra -- jelen esetben háromszögekre -- osztunk fel. A displacement mapping technológia nagy előnye, hogy segítségével alacsony poligonszámú modellek és kis méretű textúrák segítségével ilyen felületek hozhatók létre, ráadásul esetünkben valós időben, hardveres gyorsítással.
A vertex feldolgozó egységektől és a hardveres displacement mapping motor alatt következik a Primitive Engine, amely gyakorlatilag a háromdimenziós színpad felállításáért felelős. Egy NVIDIA GeForce4 Ti vagy egy Ati Radeon 8500 esetében itt található az "occlusion culling", azaz az eleve nem látható részek kiszűrése. A Matrox tervezői egy gyors Z-puffertörlési eljáráson kívül semmilyen sávszélesség-kímélő eljárást nem vezettek be, amely egy csúcskategóriás grafikus chiptől kissé szokatlannak tűnik. Persze a Parhelia-512 a maga 20 Gbyte/sec körüli memória- sávszélességével valószínűleg még sokáig nem érzi meg ezek hiányát, azonban a DirectX pixel shadereket kihasználó programok esetében a teljesítményveszteség mindenképpen érezhető lesz, hiszen a Matrox chipje minden egyes pixelen le kell futtassa a pixel shader programokat, függetlenül attól, hogy végül láthatóak lesznek-e vagy sem.
Továbbhaladva megérkezünk a Parhelia renderelő futószalagjaihoz, amelyekből összesen négyet találunk, hasonlóan az NVIDIA GeForce-hoz vagy az Ati Radeon 8500-hoz. Amiben azonban a Matrox újat mutat, az az órajelenkénti négy textúra kezelése, azaz pixelenként négy texel illesztése. Mint ismeretes, az NVIDIA GeForce és ATi Radeon 8500 chipekben található renderelő futószalagok órajelenként 2 textúrát kezelnek, az eredeti Radeon pedig órajelenként 3 texel felfeszítésére képes. Ez azt jelenti, hogy a Matrox Parhelia-512 jelentős teljesítményelőnyre tehet szert azokban a játékokban, amelyek egyszerre kettőnél több textúrát használnak. Amennyiben erre nincs szükség - a Quake 3 például rendszerint csak két textúrát használ -, gyakorlatilag teljesítményveszteség nélkül alkalmazható trilineáris vagy 8-mintás anizotropikus szűrés.
A Parhelia-512 pixel shaderei rugalmasság szempontjából gyakorlatilag ugyanazt tudják, mint a GeForce4-ben található társaik, szó sincs a 3Dlabs P10-féle programozhatóságról. Azonban a Matrox esetében 5 fokozatú shadereket alkalmaztak, míg a GeForce4 esetében 2 fokozatút. Ez azt jelenti, hogy a Parhelia-512 egy menetben 5 pixel shader műveletet tud végrehajtani, míg a GeForce4 csak kettőt. Ráadásul a Matrox esetében lehetőség van arra is, hogy a chip egy menetben összesen 10 pixel shader műveletet hajtson végre két futószalagon.
Természetesen - és ezt itt negatív értelemben kell venni - a Parhelia renderelő futószalagjai egész számokkal dolgoznak, azaz a chip nem felel meg a DirectX 9 elvárásainak. Az ok ugyanaz, mint a 3Dlabs P10 esetében: a lebegőpontos végrehajtóegységeket felvonultató pixel shaderek alkalmazása annyira megnövelte volna a tranzisztorok számát, hogy a chipet nem lehetett volna 0,15 mikronos csíkszélességgel gazdaságosan, elérhető áron és jó minőségben legyártani. A gyártók egybehangzó véleménye szerint a 0,13 mikronos technológia bevezetése jelenti majd az áttörést ebben a tekintetben, azaz még mindig az NVIDIA NV30 - vagy az Ati R300 - az esélyes az első teljesen DirectX 9-kompatibilis chip címére.
A blokkvázlaton továbbhaladva újabb érdekes részhez érkezünk, ez pedig az anti-aliasing. A Parhelia-512 itt egy teljesen új eljárást vezet be, ez pedig a Fragment Anti-Aliasing. Ennek az eljárásnak a lényege, hogy a chip 16x mintavételezés segítségével megállapítja, hol vannak a képen élek, amelyeket el kell simítani. A Fragment Anti- Aliasing (FAA) minden pixelt 16 részre oszt fel és megvizsgálja, élhez tartozik-e. Amennyiben nem, akkor a pixelek változás nélkül bekerülnek a frame bufferbe, azaz a chip nem végez feleslegesen élsimítást abban az esetben, ha az adott pixeleknél az nem szükséges, ha az anti-aliasing csak homályossá tenné a képet.
Újdonságnak számít a GigaColor technológia, amely révén az egyes színkomponensek ábrázolása a jelenleg elterjedt 8 bit helyett 10 biten történik. Mint azt talán sokan tudják, a jelenleg használt 32 bites színfelbontás esetén 8 bit jut a vörös, 8 a zöld és 8 a kék komponensre, a fennmaradó 8 bit pedig az átlátszóságért, áttetszőségért felelős alpha csatorna számára vann fenntartva. Kiszámítható, hogy ebben az esetben 16,8 millió árnyalat kikeverésére van lehetőség. A GigaColor alkalmazásakor a vörös, zöld és kék komponensekre egyenként 10 bit jut, az alpha csatorna viszont kénytelen beérni kettővel. Ebben az esetben a megjeleníthető színek száma meghaladja az 1 milliárdot. Ezen felül 10 bites a chipben található DVD-dekóder és a tv-kimenet is.
A Parheliában ezen felül bevezetére került a Glyph anti-aliasing nevű technológia, amely a kétdimenziós alkalmazásokban megjelenített szövegfontok hardveres élsimításáért felel. A Windows XP-ben már láthattunk ilyet. A chipben két teljes értékű 400 MHz-es RAMDAC kapott helyet, mint ismeretes, ez az az alkatrész, amely a frame pufferben található képet a monitor számára értelmezhető analóg jellé konvertálja. A két 400 MHz-es RAMDAC révén a Parhelia 2048x1536 pixeles felbontású, tűéles képet képes kipréselni magából, ráadásul a két RAMDAC teljesen egyenértékű, azaz a monitorok felbontásával kapcsolatban semmiféle megkötések nincsenek.
A G400-ben debütált, majd a G450-ben és G550-ben továbbfejlesztett DualHead technológia is nagyot lépett előre, a Parhelia-512 már TripleHead technológiával rendelkezik, ami azt jelenti, hogy egy harmadik, 230 MHz-es RAMDAC révén a chip egyszerre akár három megjelenítőt is képes kezelni, így egy gigantikus, 3840x1024 pixeles felbontású kijelzőt nézhet a felhasználó. A TripleHead technológiára épül a Surround Gaming, amely révén a játékokat is "széles vásznon" élvezhetjük. A hírek szerint a Quake 3 illetve a motorjára épülő programok máris támogatják a Surround Gaming technológiát és az Unreal Tournament 2003 is ki fogja használni az új Matrox chipben rejlő lehetőségeket.
Készítette: Bartók István
Tankör: G-1In3