Potae XII GPU Centrum pro virtuln a modern

Počítače XII - GPU Centrum pro virtuální a moderní metody a formy vzdělávání na Obchodní akademii T. G. Masaryka, Kostelec nad Orlicí

Počítače XII – GPU Ge. Force je značka grafických karet firmy NVIDIA. První karty nesoucí značku Ge. Force byly určené pro high-endové hráčské počítače, postupem času ale firma pokryla celé cenové spektrum. V roce 2006 byla v prodeji osmá generace tohoto čipu. Na podzim roku 2007 vyšla devátá řada Ge. Force 256 (kódové označení NV 10) je první z řady zástupce řady Ge. Force, je proto také známá také pod jménem Ge. Force. Její uvedení na trh proběhlo v srpnu 1999. Od svého přímého předchůdce (RIVA TNT 2) je obohacená o počet pixel pipeline, „offloading host“, geometrické výpočty, hardwarové přehrávání videa MPEG-2 a především implementací transformací a nasvícení (T&L, transform and lighting). Ge. Force 2 (kódové označení NV 15) Ge. Force 2 GTS je první model druhé generace, nazývaný též NV 15. Koncové označení vychází z jeho schopnosti zpracovat 1, 6 miliardy textelů - Giga Texel Shader (GTS). Byla přidaná dvojitá sekundární jednotka mapingu textur - Texture Maping Unit (TMU) s 4 pixel pipeline, to vše při frekvenci jádra (200 MHz). V porovnání s Ge. Force 256 byl filtrate karty 3, 3× větší (Ge. Force 256 480 Mtex/s). Další hardwarové vylepšení ovlivnila schopnost práci pipeline s videem. HDVP (vysoká definice procesu videa) je přehrávání videa ve vysokém rozlišení. Toto řešení značně ulehčilo CPU práci.

Počítače XII – GPU grafická karta Ge. Force 2 MX 400

Počítače XII – GPU Ge. Force 3 (kódové označení NV 20) je grafická karta od společnosti n. Vidia. Jejím předchůdcem je Ge. Force 2 GTS a nástupcem Ge. Force 4 Ti. Jeho upravený derivát (NV 2 A) pracuje v konzoli Xbox. Profesionální řada Ge. Force 3 je známá jako Quadro DCC. Ge. Force 3 se odlišovala od svých předchůdců Ge. Force 256 a Ge. Force 2 GTS hned v třech oblastech. Měla přidány programovatelné vertex a pixel shadery podle specifikace Direct. X 8. 0 - specializované malé jednotky navržené na práci s malými vlastními efekty T&L, což zvýšilo flexibilitu celé karty. Druhou oblastí byla technologie LMA (Lightspeed Memory Architecture), která byla navržena pro překreslování objektů, úzkou spolupráci se známým Z-bufferem a také efektivní management paměťové sběrnice (známý nedostatek u Ge. Force 2). Třetí oblastí byla změna v anti-aliasingu způsobená přechodem z multisamplingu na supersampling s mnohem vyšší efektivitou. Pamět Fill Rate Operací za sekundu Propusnost pamětí 128 -bit DDR 3. 2 Billion AA Samples/Sec. 800 Billion 7. 36 GB/Sec. - při 460 MHz na pamětech

Počítače XII – GPU Ge. Force 4 je v čtvrtá generace grafického čipu Ge. Force společnosti n. Vidia. Ge. Force 4 se dělí na výkonnější řadu Ti a řadu MX. MX série je téměř identická s Ge. Force 4 Go (NV 17 M) pro trh s notebooky. Obě linie byly uvedeny na trh na jaře roku 2002. Ge. Force 4 Go měla krátký život, ještě koncem téhož roku ji nahradila varianta Ge. Force 4200 Go. Koncem roku 2002 bylo jádro NV 25 nahrazené NV 28, což přineslo přechod z rozhraní AGP na PCI Express. Všechny NV 28 Ge. Force 4 Ti 4200 měly už všechny od výroby po 250 MHz bez ohledu na velikost paměti. n. Vidia přišla překvapivě s Ge. Force 4 Ti 4800 SE, ekvivalent 4600 a 4400. Vrcholem byly Ge. Force 4 Ti 4800. Ge. Force FX/5 Ge. Force 6 Na svoji dobu povedená řada Ge. Force. Jako první přišla se SLI zapojením grafik (jejich podporou na kartě a ovladačích). Ge. Force 7 Jako poslední řada stavěla na pixel a vertex jednotkách zvlášt (později přišla Ge. Force 8 s unifikovanými shadery). A jako první řada od Ge. Force prišla se slepencem Ge. Force 7950 GX 2, což byly 2 čipy na 2 PCB v provedení jedné karty (zasunutí do jednoho PCI-Express slotu).

Počítače XII – GPU Ge. Force 8 Za použití poměru cena : výkon, který nebyl špatný, lze hodnotit jako vydařený produkt. Podporuje Direct. X 10, Open. GL 2, 1 a PCI-Express 1. 1. Začalo to vydáním GF 8800 GTX/ Ultra a GF 8800 GTS (320 / 640 MB), obsadila plně HIGH-END a ani odpověd od ATi Radeon 2900 XT to nezměnila, i když GF 8800 GTS museli o něco zlevnit. Po vydání GF 8800 GT si n. Vidie zničila HIGH-END trh, ale získala obrovskou slávu a díky tomu zastínila ATi. V tu chvíli ATi odpověděla Radeonem HD 3870, která jí byla soupeřem, ale o trošku slabším. Ge. Force 9 staví na úspěšné řadě Ge. Force 8 a hlavně slávě Ge. Force 8 Ultra/GTX jako krále výkonu a 8800 GT jako krále poměru cena : výkon. Podporuje Direct. X 10, Open. GL 2, 1 a PCI-E 2. 0. Pro možnost použití zdvojení karet v PC používá n. Vidia technologii SLI, u AMD(ATI) je to Cross Fire.

Počítače XII – GPU Ge. Force 9400 Nejnižší řada. Vhodná pouze do HTPC a kanceláře. Nepodává vysoký grafický výkon, přesto na videa a 2 D zobrazovaní to bohatě stačí. Specifikace GPU čipu Grafika Název jádra Počet unifikovaných shaderů Frekvence čipů Frekvence shader jednotek Specifikace paměťové části 9400 GT G 96/D 9 M 16 (jen kancelář!) 550 MHz 1. 35 - 1. 4 Ghz Výstup na monitor Maximální digitální rozlišení Maximální VGA rozlišení Standardní konektory Podpora více monitorů HDMI Zvukový výstup pro HDMI Řada Ge. Force 9800 Frekvence pamětí DDR 2 700 -800 MHz Standardní velikost DDR 2 256, 512, 1024 MB Frekvence pamětí GDDR 3 1600 MHz Standardní velikost GDDR 3 256 MB Šířka paměťové sběrnice 128 -bit Propustnost paměťí 12. 8 - 25. 6 GB/s Provozní vlastnosti 2560 x 1600 2048 x 1536 Teplota GPU Spotřeba Dual Link DVI, HDTV Min. potřebný zdroj ano Potřebné napájecí konektory Via adapter SPDIF Nejvyšší řada Ge. Force 9. Má nejvyšší grafický výkon, ale taky spotřebu. Pokud někdo chce TOP z Ge. Force 9 měl by pouze sáhnout po modelech odsud. n. Vidie vyvíjí vždy nejdřív HIGH-END a pak od toho vydává nižší řady. 9800 GX 2 Počet unifikovaných shaderů: 2 x 128 !!! do 105°C 50 W 300 W ne

Počítače XII – GPU Technologie potřebné při práci grafické karty Direct. X Microsoft Direct. X je programátorská knihovna obsahující nástroje pro tvorbu počítačových her a dalších multimediálních aplikací, vytvořená firmou Microsoft pro použití pod operačním systémem Windows. Direct. X 10 a Direct. X 9. 0 L je pouze pro Microsoft Windows Vista. U Microsoft 7 přijde ještě lepší vykreslování detailů s Direct. X 11. Direct. X 10. 1 (Windows Vista) Vylepšená verze Direct 10 o nové prvky, např. : stínování a hra se světly. Součást Windows Vista Service Pack 1 Direct. X 11 přináší řadu vylepšení. Zajišťuje vyšší efektivitu, má výkon dnešních vícejádrových procesorů a poskytuje podporu propracovaných postupů stínování a textur, jako je vytváření mozaiky. Výsledek: hladší 3 D animace a grafika jako ze života…

Počítače XII – GPU Technologie potřebné při práci grafické karty Open. GL (Open Graphics Library) je průmyslový standard specifikující multiplatformní rozhraní (API) pro tvorbu aplikací počítačové grafiky. Používá se při tvorbě počítačových her, CAD programů, aplikací virtuální reality či vědeckotechnické vizualizace apod. 11. listopadu 2008 vyšla nová verze 3. 0. Hyper. Z je technologie použitá u grafických karet ATi Radeon pro zvýšení výkonu karet. Skládá se ze 3 částí - Z Compression, Fast Z Clear a Hierarchical Z-Buffer.

Počítače XII – GPU Shader je specializovaný procesor (nebo část čipu) pro zpracování grafických informací grafickou kartou. Takový procesor se programuje nejčastěji v jazycích CG (n. Vidia, univerzální), HLSL (Microsoft, pro Direct. X), GLSL (pro Open. GL) a později je překladačem přeložen do assembleru přímo pro danou grafickou kartu. Tyto jazyky jsou si navzájem dosti podobné a podobají se jazyku C. V současné době se nejčastěji používají tyto druhy shaderů: vertex, pixel a geometry, případně shadery univerzální, které spojují funkčnost původních pixel a vertex shaderů. Vertex shader je program, který se provede na každém vrcholu (vertexu) vstupní geometrie. Nejčastěji provádí transformaci (násobí vrchol World, View a Projection maticemi) a výsledkem je pozice na obrazovce (screen space) - tedy převádí 3 D model do 2 D plochy. S vrcholy může ale také provádět různé pohyby, např. pro hladinu vody. Vždy ale do programu vstoupí jeden vrchol, je upraven a zase vystoupí, nelze tedy vrcholy přidávat či odebírat. Pixel shader Jakmile jsou vrcholy transformovány, získáme pixely na obrazovce, na které je nutno nanést texturu, případně s nimi jinak manipulovat. K tomu slouží pixel shader, který se provede na každém pixelu na obrazovce. Protože jsou tyto operace náročné na hardware, bývají pixel shadery často jednodušší a maximálně optimalizované. Geometry shader Umožňuje přidávat a odebírat vrcholy a tím upravovat geometrii. Využití např. pro vytvoření ostnů na modelu dinosaura nebo zarůstání plotu trávou v reálném čase. Pro výpočty se používají univerzální (unifikované) jednotky, díky čemuž dochází teoreticky stále ke 100% vytížení jádra. Tyto shadery zatím běží pouze na Direct. X 10 a verzích na něm stavěných pod Windows Vista (stejně tak pod Windows 7) v REF.

Počítače XII – GPU Pipelining neboli zřetězené zpracování, či překrývání instrukcí. Základní myšlenkou je rozdělení zpracování jedné instrukce mezi různé části procesoru a tím i dosažení možnosti zpracovávat více instrukcí najednou. Fáze zpracování je rozdělena minimálně na 2 úseky: - Načtení a dekódování instrukce - Provedení instrukce a případné uložení výsledku V 3 D počítačové grafice, podmínka grafické pipeline nebo renderovacích pipeline se často vztahuje na současný stav metody rasterization-based rendering. Unifikované shadery - Moderní náhrada za Pixel a Vertex jednotky, každá firma má svoji vlastní architekturu shaderů. Jsou programovatelné a díky tomu nemusí počítat pouze zobrazitelná data, ale i výpočty pro vědu a další. Řadič pamětí - Stará se o komunikaci mezi grafickou pamětí a GPU. NVIDIA zatím má podporu až po GDDR 3, AMD má podporu GDDR 5. TMU jednotky (Texture mapping unit) - Dává na objekty textury. ROP jednotky (Render Output unit) - Stará se o konečný výstup dat z grafické karty.

Počítače XII – GPU Hi-end, Low-end a Meinstreem Komu patří budoucnost? Ačkoliv v dobách Ge. Force 6 a 7, kdy SLI bylo na trhu teprve krátce, kritizovalo se jeho prosazování do nižších tříd (neboť s kartami jako Ge. Force 6200, 6600 nebo 7600 zkrátka nemělo význam), nyní se poměry na trhu obrátily a multi-GPU s levnými kartami je výhodnější. Z toho plyne přesvědčení, že v budoucnu se vícečipové karty ukáží jako schůdnější řešení. U Radeonu HD 3870 X 2 to nebylo příliš vidět, možná to nebude vidět ani u této generace, ale v budoucnu to tak asi bude. . . Nepředpokládá se, že by v dohledné době „hrozila“ karta osazená více než dvěma GPU. Vývoj, který nás čeká, bude spočívat zejména ve zlepšování ovladačů a lepší spolupráce s herními vývojáři, aby se nestávalo, že SLI, Cross. Fire nebo obojí v nějaké hře nebude fungovat. Budou také snahy o eliminaci všemožných problémů s multi-GPU systémy, pracovat se bude na snížení „režijních nákladů“ (overhead) a zlepšení škálování, bude se zkoumat možnost sdílené grafické paměti, budou se dále vyvíjet technologie úspory energie. Právě spotřeba a z toho plynoucí hlučný chladič trápí Radeon HD 4870 X 2 a na alternativní chladiče nelze příliš spoléhat. Když ale budou za rozumné ceny dostupné základní desky s čipsetem Intel P 45, nic vám nebrání do nového počítače pořídit dva jednočipové Radeony.

Počítače XII – GPU Pokud z trhu vymizí high-endové monolitické čipy, nelze vyloučit, že experimenty s multi-GPU systémy negativně dopadnou právě na uživatele. Ještě dlouho tu budou problémy s funkčností SLI/Cross. Fire v některých hrách (zejména v těch, které se netestují na hardwarových webech, ale nezřídka i v nich), micro-stuttering… zkrátka si společně s highendovou kartou kupte i pořádně velký kýbl na nervy. Dožili jsme se ale doby, kdy multi-GPU systémy neznamenají jen extrémní výkon za ještě extrémnější cenu. Multi-GPU řešení mění podobu trhu s grafickými akcelerátory, jsou tady a musí se s nimi počítat. Neobstojí přirovnávání monolitických čipů k automobilům. Mnoho z vás bude těžce nést přechod od monolitických čipů k multi-GPU řešením, podobně jako na první dvoujádrové procesory doléhala kritika. Spoustu počítačových guru označovali vícejádrové procesory za slepou vývojovou větev a prorokoval jim brzkou zkázu. Nestalo se a přestože programátoři zpočátku nebyli zrovna nadšení z nutnosti programovat vícevláknově, nyní už vícejádrové procesory každý považuje za samozřejmost a tak to bude zřejmě i u GPU.

Anti-aliasing Počítače XII – GPU technologii k vyhlazování hran. Anti-aliasing je jedním dějem uprostřed obrovské mašinérie zvané 3 D grafická pipeline, který se začal používat hlavně od dob zavedení T&L jednotek do GPU. S přechodem do trojrozměrného prostředí a s rozmachem 3 D akcelerátorů začal vyvstávat čím dál tím akutněji jeden problém. Přestože se hrubá síla grafických karet zvyšovala, nevedlo to k přílišnému zlepšení obrazu. Přechod do 3 D totiž znamená, že se všechny scény skládají z pixelů a polygonů, nejčastěji prostých trojúhelníků. Kvalitu obrazu jako takovou lze zlepšit např. zvýšením počtu těchto polygonů, příp. změnou rozlišení. Ale po stranách objektů, kde je přechod mezi trojúhelníky velmi ostrý se i tak vyskytuje nepříjemný jev – zubaté okraje. To je samozřejmě způsobeno tím, že máme-li v prostoru dva body, tak jejich spojením vzniká čára, jejíž průběh je závislý na rozlišení. Zvýšením rozlišení se sice tato zubatost zmenšuje, ale rapidně se snižuje výkon. A tak chytré hlavy objevily lepší způsob vyhlazování těchto zoubků – anti-aliasing (vyhlazování v reálném čase).

Počítače XII – GPU Trojrozměrná scéna vykreslená bez povoleného antialiasingu Stejná scéna jako na prvním obrázku vykreslená se zapnutým antialiasingem

Počítače XII – GPU Mipmapping představuje techniku, která je často používaná pro odstranění či alespoň zmenšení některých vizuálních chyb (resp. nežádoucích rozdílů mezi jednotlivými snímky) vzniklých při pohybu těles s nanesenou texturou v trojrozměrné scéně nebo při pohybu celé scény (tj. změně orientace nebo pozice pozorovatele). Obraz těles s nanesenou texturou se na obrazovce při pohybu zmenšuje, zvětšuje či jinak deformuje, čímž také dochází k nutnosti zvětšování a zmenšování textury při nanášení texelů (rastrových elementů textury) na zobrazované pixely.

Počítače XII – GPU Přetaktování grafických karet - jak na to? Lze nastudovat na: http: //pcworld. cz/hardware/Pretaktovani-grafickych-karet-7629

Počítače XII – GPU Centrum pro virtuální a moderní metody a formy vzdělávání na Obchodní akademii T. G. Masaryka, Kostelec nad Orlicí Použity materiály, obrázky a parametry o PC komponentách z www stránek: „svethardware. cz“ „pctuning. cz“ „mironet. cz“ „alza. cz“ „czechcomputer. cz“ „cs. wikipedia. org“