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Caractéristiques de l'architecture GeForce 256

Le 31 août 1999, le monde était sur le point de changer. Le monde aurait dû changer après l'annonce officielle d'un nouveau processeur graphique de NVIDIA En général, la façon dont la nouvelle puce a été présentée, qui a reçu le nom de GeForce 256 de NVIDIA, mérite une place honorable dans l'histoire. Les départements marketing et publicité de NVIDIA mangent leur pain pour une raison. Tout a été préparé avec soin, efficacité et efficience. Tout d'abord, notons que NVIDIA luttait fermement contre les fuites d'informations concernant sa nouvelle puce graphique, qui pour la première fois dans l'histoire des cartes vidéo s'appelait le GPU (unité de traitement graphique).
logo geforce 256
Les responsables de NVIDIA ont catégoriquement refusé de rapporter quoi que ce soit sur leur nouvelle progéniture au public. En revanche, le silence de Nvidia a laissé beaucoup de place à l'imagination des analystes, ce qui n'a fait que jouer dans les mains de Nvidia, puisque l'intérêt du public pour le futur produit s'est constamment échauffé sans trop d'effort de la part de Nvidia elle-même. À l'avance, les principaux partenaires de NVIDIA ont reçu des échantillons du nouveau GPU, parmi lesquels des fabricants d'adaptateurs vidéo et des fabricants d'ordinateurs. Cela a permis de former à l'avance l'attitude d'une partie de l'industrie informatique envers la nouvelle idée originale de NVIDIA. Notez qu'une attitude extrêmement positive s'est formée. 18 heures avant l'annonce officielle du GPU GeForce 256, une inscription prometteuse est apparue sur le site de NVIDIA : « Dans 18 heures, le monde va changer… » Cette phrase mérite à elle seule des applaudissements. Bien dit et stylé. Une partie intéressée de l'audience du réseau languissait dans l'attente de quelque chose de surnaturel, regardant le compte à rebours sur le site Web de NVIDIA.

Le moment est venu et ... et le serveur NVIDIA exécutant Lotus Domino vient d'arrêter de traiter les requêtes http. En conséquence, beaucoup de ceux qui voulaient savoir en quoi consiste le changement dans le monde et ce qui a causé ce changement n'ont tout simplement pas pu accéder au site Web de NVIDIA. Certes, littéralement immédiatement, la soif d'informations a été étanchée, car sur la plupart des sites liés aux ordinateurs et aux actualités, toutes les informations nécessaires ont été fournies à tout le monde. C'était annoncé haut et fort, mais en fait, la GeForce 256 était une étape évolutive, mais en aucun cas une révolution.

puce geforce 256

Même le fait que NVIDIA S3 Corporation ait annoncé un jour plus tôt son nouveau produit Savage2000, qui en termes de paramètres était au moins aussi bon que GeForce 256, n'a pas gâché l'enthousiasme général. En même temps, NVIDIA a préféré prétendre qu'il y avait aucune annonce de S3, et en ce qui concerne GeForce 256, l'épithète "le premier processeur graphique au monde pour le marché de masse avec un accélérateur géométrique intégré" a été utilisée partout. Le premier produit de ce type, au moins officiellement annoncé, était le Savage2000 de S3. Une erreur dans les paramètres de la GeForce 256, comme la fréquence verticale supportée de 75 MHz (!) à des résolutions allant jusqu'à 2048x1536, a été généralement ignorée par la presse. Les vacances se sont avérées un succès. Que valait la vente aux enchères sur eBuy, où une carte basée sur GeForce 256 avec des peintures de développeurs a été vendue pour 00, avec un prix de départ de 0. En toute honnêteté, il convient de noter que NVIDIA méritait le respect pour lui-même, car à cette époque il est devenu évident que leurs produits connaissent un véritable succès commercial et jouissent d'une popularité bien méritée en raison de leurs excellentes propriétés de consommation et de leurs moteurs de qualité.

Le premier GPU pour le peuple La puce GeForce 256 de nVidia a été l'une des premières puces grand public à embarquer un coprocesseur géométrique. La présence de ce coprocesseur permet de traiter la transformation des objets filaires au niveau matériel et de calculer l'éclairage en temps réel. Cette génération d'accélérateurs 3D devait se caractériser par les caractéristiques suivantes :

AGP 4x et écritures rapides
Compression de textures S3TC
Cartes d'environnement cubiques
HDTV
Jusqu'à 64 Mo de SDRAM, SGRAM, DDR SGRAM
Prise en charge du calcul matériel des textures et de l'éclairage.
Taux de remplissage élevés

Spécifications NVIDIA GeForce 256

Nom GeForce 256
noyau NV10
Technologie de processus (µm) 0,22
Transistors (millions) 23
Fréquence centrale 120
Fréquence mémoire (DDR) 166
Type de bus et de mémoire SDR/DDR-128bit
Bande passante (Gb/s) 2,6
Canalisations de pixels 4
TMU par convoyeur 1
textures par horloge 4
textures par passe 2
Convoyeurs Vertex aucun
Ombrage de pixels 0,5 (émulation)
Nuanceurs de vertex 1.0 (émulation)
Taux de remplissage (Mpix/s) 480
Taux de remplissage (Mtex/s) 480
DirectX 7.0
Anticrénelage (Max) SS-4x
Filtrage anisotrope (Max) 2x
Taille mémoire 32 MB
Interface AGP 4x
RAMDAC 350 MHz

Architecture La GeForce 256 avait 23 millions de transistors et a été fabriquée à l'aide d'un processus de 0.22 micron. NVIDIA n'a tout simplement pas eu le temps de terminer les travaux de transition vers un processus de 0.18 micron, et c'est en raison de l'utilisation d'un processus de 0.22 micron et d'un grand nombre de transistors que NVIDIA a été contraint de limiter la fréquence d'horloge de la GeForce 256. cœur à 120 MHz, sinon vous risquez d'avoir des problèmes de surchauffe de la puce et même d'alimentation.Dans la GeForce 256, la partie géométrique impliquée dans les opérations de T&L et de Clipping disposait à l'époque d'une puissance de calcul impressionnante. La GeForce 256 peut produire jusqu'à 15 millions de polygones texturés avec tampon Z par seconde.GPU intégré. En général, GPU signifie Graphics Processor Unit. En termes simples, le GPU. Le GPU fait partie du processeur vidéo qui, sans charger le CPU, calcule l'éclairage et transforme les polygones. Avec une focalisation aussi étroite, il était possible d'atteindre une performance de 15 millions de polygones par seconde.

Nouvelles technologies La puce GeForce 256 a implémenté la prise en charge du mode AGP x4 Fast Writes, qui dans certaines situations aurait dû avoir un effet positif sur les performances. Le mode Fast Writes lui-même fait partie de la spécification AGP 2.0. Ce mode accélère toutes les opérations de transfert de données du CPU vers le GPU, notamment :
Toutes les opérations 2D
Le framebuffer écrit et transfère les données directement vers le GPU
Chargement de textures dans la mémoire vidéo locale sous contrôle Direct3D
En écrivant le contenu des tampons intermédiaires (FIFO) dans la mémoire vidéo locale, c'est grâce à ces opérations que le plus grand gain de vitesse a été fourni

Schéma fonctionnel GeForce 256

Le mode Fast Writes permettait au processeur du système de transférer des données directement vers le bus de données graphiques, en contournant le bus mémoire du système. Le fait est que les jeux modernes demandaient de plus en plus de polygones. Les données les concernant proviennent de l'application via une API contrôlée par le CPU vers le GPU, où des opérations sont déjà effectuées sur la transformation des coordonnées, le positionnement dans l'espace, la texturation, l'ombrage, etc. Dans le cas normal (dans les systèmes existants avec AGP 1.0), toutes les données du CPU étaient transférées via le bus mémoire du système. Dans le même temps, le flux de données pouvait atteindre un volume de 900 Mb/s, mais d'autres flux de données transitaient également par le bus mémoire du système. En conséquence, un goulot d'étranglement du système s'est formé, car Le CPU a été forcé de rester inactif, attendant que le premier élément de données atteigne le GPU. Dans le cas de l'utilisation du mode Fast Writes, les données étaient transférées directement du CPU au GPU via le bus AGP, en contournant la mémoire système. En conséquence, le goulot d'étranglement du système a été contourné et la mémoire système de l'ordinateur a été déchargée du transfert de données destinées au processeur graphique.

GeForce 256

Pour augmenter le réalisme des applications, NVIDIA a suggéré aux développeurs d'utiliser une technique de mappage de réflexion en temps réel, pour laquelle il a été proposé d'utiliser la technique de mappage d'environnement de cube. Le mappage d'environnement de cube était pris en charge dans DirectX 7 et OpenGL 1.2. En général, les mappages d'environnement étaient utilisés pour reproduire les réflexions spéculaires et la lumière réfléchie. Jusqu'à cette époque, seules les cartes environnementales planaires et sphériques étaient utilisées. Cependant, de telles techniques ne fournissaient pas de réflexions et de lumière réfléchie réalistes, alors que l'utilisation de cartes sphériques nécessitait beaucoup d'efforts de la part des développeurs, et de telles cartes sont difficiles à superposer en temps réel. Pour aider les développeurs à atteindre le réalisme en temps réel, la technique consistait à utiliser des cartes de cube environnementales.

Dans le cas de la cartographie d'environnement de cube, six cartes d'environnement planaires ont été calculées pour superposer des textures de réflexions, qui forment un cube autour de l'objet sur la surface duquel les réflexions doivent être affichées. D'où le nom de la technique. Cela a été fait afin de calculer les réflexions à partir de six points de vue possibles. Cela impliquait que les réflexions pouvaient être dynamiques, par exemple, l'objet pouvait tourner et les objets de la scène qui l'entouraient pouvaient également bouger. Il s'ensuit que les cartes d'environnement peuvent être statiques et dynamiques, c'est-à-dire ils pourraient être pré-créés et créés à la volée au fur et à mesure que l'action changeait dans le jeu. Une fois la carte d'environnement déterminée, les coordonnées de texture ont été calculées pour définir les texels qui doivent être appliqués à des pixels spécifiques de l'objet sur lequel les cartes d'environnement ont été appliquées. L'objet, sur lequel les cartes d'environnement étaient superposées, pouvait avoir n'importe quelle forme, et dans chacun des sommets des triangles qui composent l'objet, la couleur qui en résultait était déterminée.

Superposition de texture de carte d'environnement GeForce 256

Nvidia a résolu le problème de toutes les cartes TNT - le filtrage trilinéaire. Et la GeForce 256 le supporte au mieux. La qualité du filtrage rivalisait avec celle de la Savage 4. Elle était bien supérieure à la qualité des Rage128, G400 et autres cartes graphiques. De plus, le flou de l'image dans les immeubles de grande hauteur sur l'écran a presque disparu.

Flou d'image GeForce 256

La plupart des cartes vidéo basées sur la GeForce 256 avaient une interface AGP 4x, une mémoire SDRAM, SGRAM ou DDR SGRAM. Un ventilateur était nécessaire. Entrée / sortie TV, sortie moniteur à écran plat et autres cloches et sifflets étaient possibles.

Unreal Tournament

Unreal Tournament

 

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