eng
Среди всех технологий компьютерной индустрии компьютерная графика сегодня – основная движущая сила ее развития. Причем главным “двигателем прогресса” выступают, как ни странно, компьютерные игры. Время “тетриса”, первые версии которого прекрасно обходились вообще без графического режима, ушло безвозвратно. Наступила эра игр, моделирующих реальность. Чем сложнее была эта реальность, чем больше объектов приходилось моделировать в движении, а участков экрана – перерисовывать, тем больше требовалось аппаратных средств. Появление на свет игр типа Quake и различного рода симуляторов, в которых моделировались реальные трехмерные объекты, использовались различные текстуры для отображения поверхностей, затенение, эффекты дымки, учитывалась прозрачность объектов, требовало огромных вычислительных ресурсов. Мощности центрального процессора уже явно не хватало. И революционным решением стало создание специализированного графического процессора – графического акселератора. На него теперь перекладывается часть вычислительных операций, связанных с отображением и моделированием трехмерного мира. В основе этого процесса лежит реализация на аппаратном уровне ряда эффектов, а также применение несложного математического аппарата.
Для получения изображения трехмерных объектов на экране монитора требуется серия процессов с последующим преобразованием результатов в двухмерный вид. Совокупность этих процессов, иначе называемая конвейером рендеринга, состоит из двух стадий – геометрической обработки и растеризации (рис.1).
Первоначально объект представляется в виде узловых точек, соединенных линиями, – так называемая каркасная модель. Она определяет области, составляющие поверхности объекта, которые могут быть заполнены цветом, текстурами и освещены. Поверхность объекта для описания ее характера разбивается на мелкие примитивы, обычно треугольники или четырехугольники.
Текстурирование – это самый распространенный метод моделирования поверхностей. Текстура (т.е. изображение, накладываемое на всю поверхность сразу) обеспечивает больше реализма и требует меньше вычислительных ресурсов, чем моделирование элементов поверхности по отдельности. Перед тем, как попасть на экран, поверхности текстурируются и затеняются. Все текстуры хранятся в памяти, обычно установленной на видеокарте.
Следующий этап – учет перспективы, который необходим для правильного пространственного отображения объектов. Однако подчас его алгоритм приводит к искажениям изображения, что особенно заметно во время движения виртуальных объектов. Для устранения этих дефектов используется билинейная и трилинейная фильтрации. Кроме того, изображение не должно искажаться и когда объект удаляется от зрителя. При этом текстура должна уменьшаться вместе с размером удаляющегося объекта. Чтобы решить эту проблему, создают серии предфильтрованных текстур со снижающимся разрешением. Затем графическая программа сама определяет, какую текстуру использовать.
Одна из наиболее важных задач – определение объектов, находящихся в поле видимости и вне его. Для ее решения применяется z-буферизация. Это самый надежный метод удаления скрытых поверхностей. В z-буфере хранятся значения глубины всех точек (пикселов) изображения, и когда рассчитывается (рендерится) новый пиксел, то его глубина сравнивается с соответствующими значениями, хранимыми в z-буфере. При превышении этих значений новый пиксел не записывается в буфер для отображения. Очевидно, что z-буферизация при аппаратной реализации существенно повышает производительность системы, хотя и занимает значительный объем памяти. Так, при разрешении 640х480 для 24-разрядного буфера необходимо около 900 Кбайт.
Плавность движения обеспечивает метод двойной буферизации. Для этого на графической плате должно быть два буфера памяти. Один используется для отображения текущего кадра, другой – для формирования изображения следующего. Когда очередной кадр обработан, буферы переключаются.
Для эффективной работы приложений с графическими акселераторами необходимы специализированные драйверы и графические библиотеки. Среди этих библиотек, иначе называемых интерфейсами программных приложений (API – Application Programming Interface), наибольшее распространение получили Direct3D и OpenGL.
Библиотека OpenGL разрабатывалась в компании Silicon Graphics, причем настолько удачно, что сегодня она является одним из стандартов, поддерживаемых практически всеми чипсетами графических акселераторов. Среди достоинств данной библиотеки –
· стабильность: различные дополнения тщательно контролировались и заранее анонсировались, чтобы разработчики могли учитывать изменения, соблюдая все требования совместимости, так что даже ранние OpenGL-приложения не устарели;
· переносимость: OpenGL-приложения гарантированно дают одинаковые визуальные результаты на OpenGL-совместимом оборудовании, независимо от операционной системы или графической оболочки;
· масштабируемость: OpenGL-приложения выполняются на различных системах – от ПК до суперкомпьютеров, поэтому приложения можно легко переносить на любую платформу;
· удобство использования: OpenGL хорошо структурирована и понятна программистам. Информация об аппаратном обеспечении содержится в драйверах, что освобождает разработчиков от необходимости выяснять специфические особенности оборудования. Кроме того, можно использовать множество уже разработанных и отлаженных OpenGL-программ.
Для взаимодействия OpenGL с конкретным акселератором программе необходим, помимо специальных команд, драйвер и специально написанный порт. Последний позволяет задействовать возможности библиотеки даже без акселератора, только благодаря ресурсам центрального процессора.
Совет разработчиков стандарта OpenGL, состоящий из восьми компаний (Silicon Graphics, DEC, IBM, Microsoft, Intel, Intergraph, Evans & Sutherland и Hewlett-Packard), обнародовал спецификацию OpenGL-1.2, в которой реализованы аппаратное ускорение при текстурировании объема, поддержка уровней детализации текстур, упакованные форматы файлов, реалистичные блики на текстурированных объектах, сглаживание ребер и масштабирование нормалей. Эту спецификацию поддерживают все крупнейшие производители графических акселераторов, включая 3Dfx, Matrox, 3Dlabs, ATI, Diamond, Creative, S3 и др.
Графическую библиотеку Direct3D, входящую в набор библиотек Microsoft DirectX, можно назвать стандартом де-факто в игровой индустрии. На сегодняшний день большинство игр используют именно Direct3D, и графический ускоритель, драйверы которого ее не поддерживают, практически не имеет шансов на рынке. Как и любая другая библиотека того же класса, Direct3D представляет собой своеобразную “прослойку” между акселератором и приложением. Она полностью поддерживается в ОС Windows 95/98 и частично в Windows NТ. Однако, по мнению экспертов, данная библиотека крайне неудобна и не предоставляет таких широких возможностей, как OpenGL. Но Direct3D, в отличие от OpenGL, не требует настройки и совместима со всеми графическими акселераторами.
Довольно широко распространена разработанная компанией 3Dfx библиотека Glide API. На аппаратном уровне ее поддерживает только компания 3Dfx, но за счет популярности чипсетов Voodoo Graphics и Voodoo Rush она применяется во множестве игр. По своим функциональным возможностям Glide API схожа с OpenGL, хоть и не предоставляет столь же широких возможностей межплатформного переноса приложений. Glide API создана специально для наборов микросхем 3Dfx, поэтому обеспечивает необычайно реалистичные эффекты при достаточно высоком разрешении.
Современные графические акселераторы позволяют аппаратно ускорить выполнение всех основных 3D-процессов – начиная с растеризации и фильтрации текстур и заканчивая динамическим изменением освещенности сцены, созданием эффекта прозрачности материалов и др. Функционально конкурирующие наборы микросхем очень схожи, но резко различаются по внутренней архитектуре. Многие наборы оптимизированы под конкретную графическую библиотеку, а с другими, хотя и совместимы, но работают крайне медленно.
Существует два типа плат-акселераторов: ускорители, интегрированные на плате видеоадаптера, и решения на отдельной плате. Последние не могут функционировать без видеоадаптера – они соединяются с ним с помощью специального кабеля (passthrough) или передают на него данные через PCI-шину. Однако с ростом производительности графических акселераторов возникла новая проблема: пропускной способности шины PCI становится недостаточно для работы с трехмерной графикой. Кроме того, по мере усложнения графических программ объемы используемых в них текстур растут, а это требует увеличения объема памяти видеокарты. Нетрудно предположить, что стоимость таких графических систем будет расти, как на дрожжах. Поэтому компания Intel предложила спецификацию ускоренного графического порта AGP (Accelerated Graphics Port) [1].
Архитектура AGP позволяет преодолеть ограничения, связанные с шиной PCI, и удешевить разработку новых графических акселераторов. Главная особенность AGP – наличие выделенной шины, соединяющей графический контроллер со схемами системной логики. На остальные подсистемы ввода-вывода шина не влияет. При тактовой частоте 133 МГц пропускная способность AGP составляет 533 Мбайт/с (по сравнению с 133 Мбайт/с у шины PCI). Спецификацией AGP предложено также решение, позволяющее значительно повысить производительность графической системы, одновременно снизив ее стоимость. AGP допускает размещение текстуры в ОЗУ компьютера, а не в кадровом буфере видеокарты. Ведь текстуры используются только для чтения, и их перемещение не приведет к несогласованности данных. Кроме того, при загрузке текстур с дисков они проходят через оперативную память, поэтому решение оставить их в ОЗУ позволит уменьшить объем данных, передаваемых в кадровый буфер (рис.2). Выгода очевидна.
Однако существует и проблема. И текстуры, и другие приложения должны располагаться в ОЗУ непрерывными фрагментами. Поскольку объем текстур достаточно высок, операционная система не всегда может выделить необходимый цельный блок оперативной памяти. Поэтому разработчики AGP предложили размещать текстуры в ОЗУ, разбивая их на фрагменты, и использовать таблицы переадресации карты текстур (GART). Отметим, что формат таблицы GART спецификацией AGP не определен.
Для ускорения обращений к ОЗУ в AGP введена дополнительная шина адреса SBA (Side Band Address). Эта шина, отделяющая адрес AGP-обращений от данных, используется исключительно для передачи запросов AGP-доступа (рис.3). Как видно из рисунка, шина Side Band резко повысила производительность.
Intel одним из первых предложил несколько чипсетов AGP: Intel 440LX, -BX, -GX, -ZX, которые поддерживают высокопроизводительную 100-МГц системную шину и память PC-100 SDRAM, что позволяет использовать возможности процессоров Pentium II и III, а также создавать графические контроллеры как для графических станций, так и для PC начального ценового уровня.
В состав чипсета Intel 440BX AGPset входят микросхемы 82443BX – ведущий шлюз/контроллер, 82371AB – PCI-to-ISA/IDE акселератор и 82093AA – программируемый контроллер прерываний ввода-вывода.
Среди производителей элементной базы графических акселераторов наиболее известны компании ATI, Matrox, Number Nine, S3, Trident, nVIDIA, 3Dfx и некоторые другие. Создаваемое ими новое поколение микросхем обладает целым рядом особенностей [2].
Первая из них – поддержка шин PCI и AGP. Ведь несмотря на свою новизну, шина AGP становится стандартом для графических плат. Следующая особенность – встроенный процессор обработки треугольников – позволяет разгрузить центральный процессор и значительно повысить производительность системы. Но в новейших чипсетах компаний S3 и Matrox такие препроцессоры не предусмотрены. Кроме того, согласно стандарту ТСО-95, частота кадровой развертки в любом режиме работы дисплея должна быть не меньше 75 Гц. Для разрешения 1600х1200 точек это означает, что тактовая частота встроенного цифроаналогового преобразователя (RAMDAC) не должна быть ниже 230 МГц.
Большинство современных графических ускорителей ориентированы на воспроизведение видеозаписей формата MPEG. Среди типичных задач, решаемых акселератором, – увеличение исходного видеоизображения. Например, изображение MPEG-1 размером 352х288 точек часто приходится конвертировать в 800х600 или 1024х768. Во избежание эффекта “блочности”, появляющегося при увеличении изображения, в чипсетах графических ускорителей применяются алгоритмы билинейной интерполяции. Введение нового стандарта DVD MPEG-2 позволило реализовать функции преобразования цветовых пространств и предварительного просчета следующих кадров. Таким образом, частота кадров при показе DVD-дисков увеличивается и достигает нормального уровня (24-30 кадров/с) даже при использовании Pentium MMX с тактовой частотой 166 МГц.
Одним из первых появился на рынке набор микросхем Interactive Voodoo Graphics фирмы 3Dfx. Он обладал отличными характеристиками и получил широкое распространение – на его базе было создано огромное количество акселераторов. Сразу вышло много игр, применявших библиотеку Glide API.
Набор Voodoo Graphics размещается на отдельной плате и соединяется с адаптером через кабель. Пока выполняются обычные приложения, акселератор "дремлет" и пропускает сигнал, идущий от видеоадаптера на монитор. В момент, когда начинает выполняться 3D-программа (содержащая программный код для взаимодействия с библиотеками Glide API, OpenGL или Direct3D), Voodoo Graphics "просыпается" и начинает самостоятельно генерировать трехмерное изображение, "заслоняя" видеоадаптер. В буфере же видеоадаптера в течение всей игры хранится изображение, оставшееся перед включением Voodoo Graphics. Такой принцип работы имеет два существенных недостатка: во-первых, платы на Voodoo Graphics не способны работать с изображением в окне Windows, а во-вторых, когда акселератор "дремлет" и просто пропускает через себя сигнал видеоадаптера на монитор, могут возникать различные искажения изображения.
К достоинствам Voodoo Graphics относится высокое быстродействие и отличное качество генерируемого изображения – Glide API действительно позволяет добиваться необычайной реалистичности трехмерной сцены. Кроме того, пользователи акселераторов, построенных на Voodoo Graphics, отмечают, что данный набор микросхем обеспечивает высокое быстродействие новых игр (более 25 кадров/с) даже на устаревших ПК (Pentium-133, Pentium-120 и даже Pentium-100).
Высокую скорость просчета трехмерных сцен в Voodoo Graphics обеспечивают два графических процессора – texelfx и pixelfx. Первый из них отвечает за работу с текстурами (наложение, сглаживание, размывание) и за специальные эффекты (динамическое изменение освещения и т.д.). Второй поддерживает процесс растеризации (выясняет, какие точки трехмерной сцены закрыты от глаз зрителя более "близкими" объектами, и производит удаление "скрытых линий" – невидимые объекты или их части не просчитываются). Максимальный размер видеопамяти, с которым может работать Voodoo Graphics, – 6 Мбайт, но чаще всего акселераторы с этим набором оснащаются 4 Мбайт видеопамяти, поэтому оптимальным графическим режимом для акселераторов с Voodoo Graphics, как правило, является 640х480 с глубиной 16 бит на цвет.
Помимо Glide API наборы микросхем 3Dfx поддерживают библиотеки OpenGL (с помощью специального порта) и Direct3D. На Voodoo Graphics построены такие платы, как Canopus Pure3D, Diamond Monster 3D, Orchid Righteous 3D, Deltron RealVision Flash3D, A-Trend ATC-2465 (Helios 3Dfx Voodoo). Следует отметить, что Voodoo Graphics уже устарел, и компания 3Dfx предлагает новые наборы микросхем – Voodoo Rush и Voodoo 2.
3Dfx Interactive Voodoo Rush – это модификация Voodoo Graphics. Не предоставляя никаких новых возможностей по ускорению графики, он имеет два основных отличия от своего предшественника: набор может быть интегрирован в обыкновенный видеоадаптер и позволяет выполнять приложения в окне Windows. Однако и здесь не обходится без ограничений: из-за архитектурных особенностей набора Voodoo Rush он сопрягается не со всеми видеоадаптерами (например, нет совместимости с адаптерами ET6000 или ViRGE). С ним соместимо и совсем немного наборов микросхем для двухмерной графики. Набор Voodoo Rush применяется в платах Intergraph Intense 3D Voodoo, Jazz Multimedia Adrenaline Rush 3D.
Набор Voodoo2, как и Voodoo Graphics, предназначен для использования только на отдельных платах-акселераторах. Принцип подключения не изменился – все тот же кабель. Уменьшились проблемы искажения проходящего видеосигнала.
Однако основное достоинство Voodoo2 – это его способность к масштабируемости. Можно соединить специальным коннектором две платы Voodoo2, и тогда графические возможности компьютера окажутся просто фантастическими. Voodoo2 использует 192-битную архитектуру и может работать с 8 Мбайт видеопамяти (4 Мбайт – на текстуры, 4 – на видеобуфер). По заявлениям 3Dfx, Voodoo2 полностью совместим по драйверам с предыдущими наборами, поддерживает OpenGL, Direct3D и некоторые другие графические библиотеки (QuickDraw, 3D Rave). Поставляется с драйверами для Microsoft Windows 95, MS-DOS, NT 4.0 и Apple MacOS.
Набор Voodoo2 позволяет создавать платы как для шины PCI, так и для AGP. На базе набора Voodoo2 создано несколько акселераторов; самые распространенные из них – модели Creative Labs 3D Voodoo2 и Diamond Monster 3DII.
Развитием концепции масштабируемости, успешно реализованной в Voodoo 2, стала технология Voodoo Scalable Architecture, позволяющая создавать многочиповые решения графических акселераторов. Появившийся чипсет VSA-100 дал зеленый свет многопроцессорным графическим акселераторам компании 3dfx – таких процессоров на одной графической плате может быть до 32-х! Характеристики VSA-100 следующие: технологический процесс 0,25 мкм, частота графического ядра 166 МГц, частота RAMDAC – 350 МГц, 24-битный z-буфер, максимальное разрешение 2048х1536 точек, до 64 Мбайт локальной видеопамяти типа SDRAM. На основе
VSA-100 созданы видеокарты Voodoo 5 5000 PCI (содержащая один чип VSA-100), Voodoo 5 5500 AGP (два чипа VSA-100 и поддержка AGP-порта) и Voodoo 5 6000 (четыре чипа VSA-100).
Однако последние новинки 3Dfx успеха на рынке не имели, стоимость акций компании резко упала, и в конце 2000 года 3Dfx фактически перешла в собственность своего основного конкурента – компании nVidia.
Недорогие наборы микросхем Permedia 2 и Permedia NT компании 3Dlabs, являющиеся мощными 2D- и 3D-акселераторами, зарекомендовали себя как оптимальные решения для работы с приложениями, использующими библиотеку OpenGL и Microsoft Direct3D. Наборы могут работать и с 4 Мбайт видеопамяти, но чаще поставляются с 8 Мбайт [3]. Это позволяет размещать в памяти акселератора достаточно много текстур. Акселератор эффективно работает с разрешениями 640х480 и 800х600 при глубине цветопередачи 16 бит. Любопытно, что в наборах 3Dlabs применяется цветовая интерполяция (dithering): если внимательно посмотреть на изображение, можно увидеть, что на него наложен своеобразный растр (особенно это заметно при невысоких разрешениях). Акселераторы на основе наборов Permedia очень сильно нагреваются при работе, поэтому на графический процессор устанавливают небольшой пассивный радиатор.
На базе Permedia 2 и Permedia NT созданы такие PCI-платы, как Diamond Fire GL 1000 Pro, Leadtek WinFast 3D 2200, STB Glyder MAX, AccelGraphics AccelSTAR, Omnicomp Divine3D и ViewTop B3D 3L и др. Модификации некоторых из них поддерживают шину AGP.
Акселераторы, построенные на наборе микросхем Riva 128 компании nVidia, не только обеспечивают высокое быстродействие при работе с 3D-приложениями, но и являются отличным решением для двухмерной акселерации. Скорость работы nVidia Riva с 2D-графикой в Windows 95 впечатляет, хотя и не может сравниться с таким признанным "корифеем" 2D, как Matrox [4, 5]. Набор способен работать максимум с 4 Мбайт видеопамяти, но благодаря своей архитектуре он (даже в исполнении PCI) может хранить "не поместившиеся" в видеопамяти текстуры в оперативной памяти компьютера (что уж тут говорить о великолепно делающей то же самое AGP-версии акселераторов с nVidia Riva 128!). AGP-версии акселераторов, построенных на nVidia Riva 128, по данным многих тестов, работают быстрее, чем платы 3Dfx Voodoo Graphics и Rush.
Принципиально новый чипсет от nVidia – GeForce2 GTS, появившийся в начале 2000 года. Набор микросхем реализован по 0,18-мкм технологии. Он содержит 256-разрядное графическое ядро с частотой 200 МГц, поддерживает память типов DDR SGRAM и SDR SDRAM/SGRAM. Частота RAMDAC – 350 МГц, объем локальной видеопамяти – от 8 до 128 Мбайт, максимальное разрешение – 2048х1536 (75 Гц), полная поддержка AGP и PCI- шины.
Главное отличие нового ускорителя от конкурентов – это четыре конвейера рендеринга, каждый из которых содержит по два текстурных процессора. “Изюминкой” нового чипсета стал и новый блок nVIDIA Shading Rasterizer (NSR). GeForce2 GTS оптимизирован для мультитекстурирования, чтобы за такт накладывать больше одной текстуры на пиксел, выполняя различные операции смешения над текстурами. Если ранее порядок и способ смешения был задан жестко и разработчик игр не мог вмешиваться в этот процесс, то сейчас NSR позволяет задать формулу, по которой реализуются мультитектстурные эффекты с помощью пакета Pixel Shader API.
Графический процессор от Intel – i740 (рис.4, 5) – реализует 11-уровневое попиксельное изменение детализации текстур (mipmapping), сглаживание, обрабатывает неквадратные текстуры размером от 1х1 до 1024х1024 пикселов [6]. Микросхема имеет встроенный 220-МГц ЦАП, но цветовая глубина в 3D – только Hi Сolor (16 бит), правда, с очень качественной интерполяцией цветов. Максимальное разрешение 1600х1200 в 2D и 1280х1024 в режиме 3D. На данный момент существуют драйверы для Direct3D и OpenGL. Поддерживаются Windows 95 OSR2.1, Windows 98, Windows NT 4.0 и 5.0. Типичная скорость заполнения – 45–55 млн. точек в секунду, а пропускная способность – 425–500 тыс. полигонов в секунду. По оценкам экспертов, качество 3D-изображения просто эталонное – на порядок выше всех доступных ныне ускорителей. Кроме того, заманчив широкий набор 2D- и видеовозможностей. Приемлема и цена (от 7 до 25 долл. в оптовых поставках) – благодаря большим производственным мощностям Intel. Среди акселераторов, построенных на основе чипа i740, – ASUS AGP-V2740 и ASUS AGP-V2740TV.
Наборы микросхем для акселерации двухмерной и трехмерной графики компании Rendition Verite, хотя и не так широко распространены, но все же обладают неплохими характеристиками. Наборы Verite построены на основе RISC-архитектуры, что допускает параллельное исполнение нескольких 3D-команд. Rendition Verite может работать с 4 Мбайт видеопамяти (как EDO, так и SDRAM, SGRAM) – 2 из них используются для видеобуфера, а 2 – для хранения текстур. Небольшой объем памяти, выделяемой для работы с текстурами, до сих пор был узким местом этих наборов.
Существует две версии данного чипсета – V1000 и V2000. Rendition Verite V2000 обладает более высоким быстродействием, чем V1000, и позволяет создавать акселераторы для шины AGP. На наборах Verite V1000 и V2000 построены акселераторы Canopus Total 3D, Diamond Stealth II S220, Hercules Thriller3D, Creative Labs 3D Blaster, Intergraph Intense 3D 100, Sierra Screaming 3D.
В отличие от плат на основе Rendition Verite, акселераторы с чипсетами компании ATI (Rage, Rage II, Rage Pro), широко известны в нашей стране [7]. Практически все платы от ATI оснащаются преобразователями PC-TV, позволяющими выдавать изображение с видеоадаптера не только на монитор, но и на телевизор. Большинство акселераторов фирмы ATI снабжено специальным разъемом, обеспечивающим наращивание объема видеопамяти с 4 до 8 Мбайт. Наборы ATI применены в акселераторах ATI 3D Pro Turbo, ATI 3D Xpression+ PC2TV, ATI All-in-Wonder, ATI XPERT@WORK/PLAY.
Среди последних разработок компании Matrox – графический чип G450. Он изготовлен по технологии 0,18 мкм, имеет поддержку AGP, 350-МГц RAMDAC, кадровый буфер от 8 до 32 Мбайт, максимальное разрешение – 2048х1536 точек. Особенность G450 – реализация технологии DualHead, позволяющей использовать два дисплея для вывода различной информации.
Сравнительные характеристики чипсетов графических акселераторов различных производителей приведены в таблице.
Итак, идея ускорителя для работы с трехмерной графикой сразу покорила разработчиков. За последние несколько лет трехмерная графика стала наиболее интенсивно развивающейся отраслью индустрии персональных компьютеров. И пока человечество играет в игры, разработчики и производители графического оборудования могут быть совершенно спокойны: без работы они не останутся.
1. AGP Specification, Revision 2.0. – Intel, 1998.
2. Лукинов М. 3D-акселераторы: новый виток развития.– www.dvgu.ru/meteo/PC/3Dacceler.htm
3. www.3dlabs.com
4. www.nvidia.com
5. www.matrox.com
6. Intel740 Graphics Accelerator Datasheet. – Intel, 1998.
7. www.ati.com
Compaq строит суперкомпьютеры
Компания Compaq все активнее вторгается на рынок суперкомпьютеров, развивая свою серию AlphaServer SC на основе процессоров Alpha. В частности, по договору с администрацией по безопасности атомной энергии (NNSA) Министерства энергетики США, Compaq создает самый мощный в мире компьютер – систему ASCI Q с производительностью 30 триллионов операций в секунду (TeraOPS). Компьютер должен вступить в строй в 2002 году в центре Strategic Computing Complex в лаборатории NNSA (Лос-Аламос, шт. Нью-Мексико). Стоимость контракта превышает 200 млн. долл.
Система ASCI Q должна включать порядка 375 компьютеров AlphaServer GS320 (в общей сложности – около 12 тыс. процессоров Alpha EV68 с тактовой частотой 1,25 ГГц) под ОС Tru64 UNIX и занимать площадь в пять баскетбольных полей. Общая емкость систем хранения данных суперкомпьютера превысит 600 Тбайт.
Однако данный суперкомпьютер – лишь промежуточный шаг для компании. В планах – машина с производительностью 100 TeraOPS. Для достижения этой цели Compaq объединила свои усилия с Сандийской национальной лабораторией и компанией Celera Genomics, создав альянс CRADA. Компьютер предполагается использовать для биоинформационных исследований (генной инженерии, биотехнологии и т.д.). В более отдаленных планах альянса – вычислительная система с производительностью свыше 1000 TeraOPS. В Сандийской лаборатории уже работает самый мощный из компьютеров с ОС Linux – Cplant на основе 1600 процессоров Alpha.
Sandia Lab News
Первоначально объект представляется в виде узловых точек, соединенных линиями, – так называемая каркасная модель. Она определяет области, составляющие поверхности объекта, которые могут быть заполнены цветом, текстурами и освещены. Поверхность объекта для описания ее характера разбивается на мелкие примитивы, обычно треугольники или четырехугольники.
Текстурирование – это самый распространенный метод моделирования поверхностей. Текстура (т.е. изображение, накладываемое на всю поверхность сразу) обеспечивает больше реализма и требует меньше вычислительных ресурсов, чем моделирование элементов поверхности по отдельности. Перед тем, как попасть на экран, поверхности текстурируются и затеняются. Все текстуры хранятся в памяти, обычно установленной на видеокарте.
Следующий этап – учет перспективы, который необходим для правильного пространственного отображения объектов. Однако подчас его алгоритм приводит к искажениям изображения, что особенно заметно во время движения виртуальных объектов. Для устранения этих дефектов используется билинейная и трилинейная фильтрации. Кроме того, изображение не должно искажаться и когда объект удаляется от зрителя. При этом текстура должна уменьшаться вместе с размером удаляющегося объекта. Чтобы решить эту проблему, создают серии предфильтрованных текстур со снижающимся разрешением. Затем графическая программа сама определяет, какую текстуру использовать.
Одна из наиболее важных задач – определение объектов, находящихся в поле видимости и вне его. Для ее решения применяется z-буферизация. Это самый надежный метод удаления скрытых поверхностей. В z-буфере хранятся значения глубины всех точек (пикселов) изображения, и когда рассчитывается (рендерится) новый пиксел, то его глубина сравнивается с соответствующими значениями, хранимыми в z-буфере. При превышении этих значений новый пиксел не записывается в буфер для отображения. Очевидно, что z-буферизация при аппаратной реализации существенно повышает производительность системы, хотя и занимает значительный объем памяти. Так, при разрешении 640х480 для 24-разрядного буфера необходимо около 900 Кбайт.
Плавность движения обеспечивает метод двойной буферизации. Для этого на графической плате должно быть два буфера памяти. Один используется для отображения текущего кадра, другой – для формирования изображения следующего. Когда очередной кадр обработан, буферы переключаются.
Для эффективной работы приложений с графическими акселераторами необходимы специализированные драйверы и графические библиотеки. Среди этих библиотек, иначе называемых интерфейсами программных приложений (API – Application Programming Interface), наибольшее распространение получили Direct3D и OpenGL.
Библиотека OpenGL разрабатывалась в компании Silicon Graphics, причем настолько удачно, что сегодня она является одним из стандартов, поддерживаемых практически всеми чипсетами графических акселераторов. Среди достоинств данной библиотеки –
· стабильность: различные дополнения тщательно контролировались и заранее анонсировались, чтобы разработчики могли учитывать изменения, соблюдая все требования совместимости, так что даже ранние OpenGL-приложения не устарели;
· переносимость: OpenGL-приложения гарантированно дают одинаковые визуальные результаты на OpenGL-совместимом оборудовании, независимо от операционной системы или графической оболочки;
· масштабируемость: OpenGL-приложения выполняются на различных системах – от ПК до суперкомпьютеров, поэтому приложения можно легко переносить на любую платформу;
· удобство использования: OpenGL хорошо структурирована и понятна программистам. Информация об аппаратном обеспечении содержится в драйверах, что освобождает разработчиков от необходимости выяснять специфические особенности оборудования. Кроме того, можно использовать множество уже разработанных и отлаженных OpenGL-программ.
Для взаимодействия OpenGL с конкретным акселератором программе необходим, помимо специальных команд, драйвер и специально написанный порт. Последний позволяет задействовать возможности библиотеки даже без акселератора, только благодаря ресурсам центрального процессора.
Совет разработчиков стандарта OpenGL, состоящий из восьми компаний (Silicon Graphics, DEC, IBM, Microsoft, Intel, Intergraph, Evans & Sutherland и Hewlett-Packard), обнародовал спецификацию OpenGL-1.2, в которой реализованы аппаратное ускорение при текстурировании объема, поддержка уровней детализации текстур, упакованные форматы файлов, реалистичные блики на текстурированных объектах, сглаживание ребер и масштабирование нормалей. Эту спецификацию поддерживают все крупнейшие производители графических акселераторов, включая 3Dfx, Matrox, 3Dlabs, ATI, Diamond, Creative, S3 и др.
Графическую библиотеку Direct3D, входящую в набор библиотек Microsoft DirectX, можно назвать стандартом де-факто в игровой индустрии. На сегодняшний день большинство игр используют именно Direct3D, и графический ускоритель, драйверы которого ее не поддерживают, практически не имеет шансов на рынке. Как и любая другая библиотека того же класса, Direct3D представляет собой своеобразную “прослойку” между акселератором и приложением. Она полностью поддерживается в ОС Windows 95/98 и частично в Windows NТ. Однако, по мнению экспертов, данная библиотека крайне неудобна и не предоставляет таких широких возможностей, как OpenGL. Но Direct3D, в отличие от OpenGL, не требует настройки и совместима со всеми графическими акселераторами.
Довольно широко распространена разработанная компанией 3Dfx библиотека Glide API. На аппаратном уровне ее поддерживает только компания 3Dfx, но за счет популярности чипсетов Voodoo Graphics и Voodoo Rush она применяется во множестве игр. По своим функциональным возможностям Glide API схожа с OpenGL, хоть и не предоставляет столь же широких возможностей межплатформного переноса приложений. Glide API создана специально для наборов микросхем 3Dfx, поэтому обеспечивает необычайно реалистичные эффекты при достаточно высоком разрешении.
Современные графические акселераторы позволяют аппаратно ускорить выполнение всех основных 3D-процессов – начиная с растеризации и фильтрации текстур и заканчивая динамическим изменением освещенности сцены, созданием эффекта прозрачности материалов и др. Функционально конкурирующие наборы микросхем очень схожи, но резко различаются по внутренней архитектуре. Многие наборы оптимизированы под конкретную графическую библиотеку, а с другими, хотя и совместимы, но работают крайне медленно.
Существует два типа плат-акселераторов: ускорители, интегрированные на плате видеоадаптера, и решения на отдельной плате. Последние не могут функционировать без видеоадаптера – они соединяются с ним с помощью специального кабеля (passthrough) или передают на него данные через PCI-шину. Однако с ростом производительности графических акселераторов возникла новая проблема: пропускной способности шины PCI становится недостаточно для работы с трехмерной графикой. Кроме того, по мере усложнения графических программ объемы используемых в них текстур растут, а это требует увеличения объема памяти видеокарты. Нетрудно предположить, что стоимость таких графических систем будет расти, как на дрожжах. Поэтому компания Intel предложила спецификацию ускоренного графического порта AGP (Accelerated Graphics Port) [1].
Архитектура AGP позволяет преодолеть ограничения, связанные с шиной PCI, и удешевить разработку новых графических акселераторов. Главная особенность AGP – наличие выделенной шины, соединяющей графический контроллер со схемами системной логики. На остальные подсистемы ввода-вывода шина не влияет. При тактовой частоте 133 МГц пропускная способность AGP составляет 533 Мбайт/с (по сравнению с 133 Мбайт/с у шины PCI). Спецификацией AGP предложено также решение, позволяющее значительно повысить производительность графической системы, одновременно снизив ее стоимость. AGP допускает размещение текстуры в ОЗУ компьютера, а не в кадровом буфере видеокарты. Ведь текстуры используются только для чтения, и их перемещение не приведет к несогласованности данных. Кроме того, при загрузке текстур с дисков они проходят через оперативную память, поэтому решение оставить их в ОЗУ позволит уменьшить объем данных, передаваемых в кадровый буфер (рис.2). Выгода очевидна.
Однако существует и проблема. И текстуры, и другие приложения должны располагаться в ОЗУ непрерывными фрагментами. Поскольку объем текстур достаточно высок, операционная система не всегда может выделить необходимый цельный блок оперативной памяти. Поэтому разработчики AGP предложили размещать текстуры в ОЗУ, разбивая их на фрагменты, и использовать таблицы переадресации карты текстур (GART). Отметим, что формат таблицы GART спецификацией AGP не определен.
Для ускорения обращений к ОЗУ в AGP введена дополнительная шина адреса SBA (Side Band Address). Эта шина, отделяющая адрес AGP-обращений от данных, используется исключительно для передачи запросов AGP-доступа (рис.3). Как видно из рисунка, шина Side Band резко повысила производительность.
Intel одним из первых предложил несколько чипсетов AGP: Intel 440LX, -BX, -GX, -ZX, которые поддерживают высокопроизводительную 100-МГц системную шину и память PC-100 SDRAM, что позволяет использовать возможности процессоров Pentium II и III, а также создавать графические контроллеры как для графических станций, так и для PC начального ценового уровня.
В состав чипсета Intel 440BX AGPset входят микросхемы 82443BX – ведущий шлюз/контроллер, 82371AB – PCI-to-ISA/IDE акселератор и 82093AA – программируемый контроллер прерываний ввода-вывода.
Среди производителей элементной базы графических акселераторов наиболее известны компании ATI, Matrox, Number Nine, S3, Trident, nVIDIA, 3Dfx и некоторые другие. Создаваемое ими новое поколение микросхем обладает целым рядом особенностей [2].
Первая из них – поддержка шин PCI и AGP. Ведь несмотря на свою новизну, шина AGP становится стандартом для графических плат. Следующая особенность – встроенный процессор обработки треугольников – позволяет разгрузить центральный процессор и значительно повысить производительность системы. Но в новейших чипсетах компаний S3 и Matrox такие препроцессоры не предусмотрены. Кроме того, согласно стандарту ТСО-95, частота кадровой развертки в любом режиме работы дисплея должна быть не меньше 75 Гц. Для разрешения 1600х1200 точек это означает, что тактовая частота встроенного цифроаналогового преобразователя (RAMDAC) не должна быть ниже 230 МГц.
Большинство современных графических ускорителей ориентированы на воспроизведение видеозаписей формата MPEG. Среди типичных задач, решаемых акселератором, – увеличение исходного видеоизображения. Например, изображение MPEG-1 размером 352х288 точек часто приходится конвертировать в 800х600 или 1024х768. Во избежание эффекта “блочности”, появляющегося при увеличении изображения, в чипсетах графических ускорителей применяются алгоритмы билинейной интерполяции. Введение нового стандарта DVD MPEG-2 позволило реализовать функции преобразования цветовых пространств и предварительного просчета следующих кадров. Таким образом, частота кадров при показе DVD-дисков увеличивается и достигает нормального уровня (24-30 кадров/с) даже при использовании Pentium MMX с тактовой частотой 166 МГц.
Одним из первых появился на рынке набор микросхем Interactive Voodoo Graphics фирмы 3Dfx. Он обладал отличными характеристиками и получил широкое распространение – на его базе было создано огромное количество акселераторов. Сразу вышло много игр, применявших библиотеку Glide API.
Набор Voodoo Graphics размещается на отдельной плате и соединяется с адаптером через кабель. Пока выполняются обычные приложения, акселератор "дремлет" и пропускает сигнал, идущий от видеоадаптера на монитор. В момент, когда начинает выполняться 3D-программа (содержащая программный код для взаимодействия с библиотеками Glide API, OpenGL или Direct3D), Voodoo Graphics "просыпается" и начинает самостоятельно генерировать трехмерное изображение, "заслоняя" видеоадаптер. В буфере же видеоадаптера в течение всей игры хранится изображение, оставшееся перед включением Voodoo Graphics. Такой принцип работы имеет два существенных недостатка: во-первых, платы на Voodoo Graphics не способны работать с изображением в окне Windows, а во-вторых, когда акселератор "дремлет" и просто пропускает через себя сигнал видеоадаптера на монитор, могут возникать различные искажения изображения.
К достоинствам Voodoo Graphics относится высокое быстродействие и отличное качество генерируемого изображения – Glide API действительно позволяет добиваться необычайной реалистичности трехмерной сцены. Кроме того, пользователи акселераторов, построенных на Voodoo Graphics, отмечают, что данный набор микросхем обеспечивает высокое быстродействие новых игр (более 25 кадров/с) даже на устаревших ПК (Pentium-133, Pentium-120 и даже Pentium-100).
Высокую скорость просчета трехмерных сцен в Voodoo Graphics обеспечивают два графических процессора – texelfx и pixelfx. Первый из них отвечает за работу с текстурами (наложение, сглаживание, размывание) и за специальные эффекты (динамическое изменение освещения и т.д.). Второй поддерживает процесс растеризации (выясняет, какие точки трехмерной сцены закрыты от глаз зрителя более "близкими" объектами, и производит удаление "скрытых линий" – невидимые объекты или их части не просчитываются). Максимальный размер видеопамяти, с которым может работать Voodoo Graphics, – 6 Мбайт, но чаще всего акселераторы с этим набором оснащаются 4 Мбайт видеопамяти, поэтому оптимальным графическим режимом для акселераторов с Voodoo Graphics, как правило, является 640х480 с глубиной 16 бит на цвет.
Помимо Glide API наборы микросхем 3Dfx поддерживают библиотеки OpenGL (с помощью специального порта) и Direct3D. На Voodoo Graphics построены такие платы, как Canopus Pure3D, Diamond Monster 3D, Orchid Righteous 3D, Deltron RealVision Flash3D, A-Trend ATC-2465 (Helios 3Dfx Voodoo). Следует отметить, что Voodoo Graphics уже устарел, и компания 3Dfx предлагает новые наборы микросхем – Voodoo Rush и Voodoo 2.
3Dfx Interactive Voodoo Rush – это модификация Voodoo Graphics. Не предоставляя никаких новых возможностей по ускорению графики, он имеет два основных отличия от своего предшественника: набор может быть интегрирован в обыкновенный видеоадаптер и позволяет выполнять приложения в окне Windows. Однако и здесь не обходится без ограничений: из-за архитектурных особенностей набора Voodoo Rush он сопрягается не со всеми видеоадаптерами (например, нет совместимости с адаптерами ET6000 или ViRGE). С ним соместимо и совсем немного наборов микросхем для двухмерной графики. Набор Voodoo Rush применяется в платах Intergraph Intense 3D Voodoo, Jazz Multimedia Adrenaline Rush 3D.
Набор Voodoo2, как и Voodoo Graphics, предназначен для использования только на отдельных платах-акселераторах. Принцип подключения не изменился – все тот же кабель. Уменьшились проблемы искажения проходящего видеосигнала.
Однако основное достоинство Voodoo2 – это его способность к масштабируемости. Можно соединить специальным коннектором две платы Voodoo2, и тогда графические возможности компьютера окажутся просто фантастическими. Voodoo2 использует 192-битную архитектуру и может работать с 8 Мбайт видеопамяти (4 Мбайт – на текстуры, 4 – на видеобуфер). По заявлениям 3Dfx, Voodoo2 полностью совместим по драйверам с предыдущими наборами, поддерживает OpenGL, Direct3D и некоторые другие графические библиотеки (QuickDraw, 3D Rave). Поставляется с драйверами для Microsoft Windows 95, MS-DOS, NT 4.0 и Apple MacOS.
Набор Voodoo2 позволяет создавать платы как для шины PCI, так и для AGP. На базе набора Voodoo2 создано несколько акселераторов; самые распространенные из них – модели Creative Labs 3D Voodoo2 и Diamond Monster 3DII.
Развитием концепции масштабируемости, успешно реализованной в Voodoo 2, стала технология Voodoo Scalable Architecture, позволяющая создавать многочиповые решения графических акселераторов. Появившийся чипсет VSA-100 дал зеленый свет многопроцессорным графическим акселераторам компании 3dfx – таких процессоров на одной графической плате может быть до 32-х! Характеристики VSA-100 следующие: технологический процесс 0,25 мкм, частота графического ядра 166 МГц, частота RAMDAC – 350 МГц, 24-битный z-буфер, максимальное разрешение 2048х1536 точек, до 64 Мбайт локальной видеопамяти типа SDRAM. На основе
VSA-100 созданы видеокарты Voodoo 5 5000 PCI (содержащая один чип VSA-100), Voodoo 5 5500 AGP (два чипа VSA-100 и поддержка AGP-порта) и Voodoo 5 6000 (четыре чипа VSA-100).
Однако последние новинки 3Dfx успеха на рынке не имели, стоимость акций компании резко упала, и в конце 2000 года 3Dfx фактически перешла в собственность своего основного конкурента – компании nVidia.
Недорогие наборы микросхем Permedia 2 и Permedia NT компании 3Dlabs, являющиеся мощными 2D- и 3D-акселераторами, зарекомендовали себя как оптимальные решения для работы с приложениями, использующими библиотеку OpenGL и Microsoft Direct3D. Наборы могут работать и с 4 Мбайт видеопамяти, но чаще поставляются с 8 Мбайт [3]. Это позволяет размещать в памяти акселератора достаточно много текстур. Акселератор эффективно работает с разрешениями 640х480 и 800х600 при глубине цветопередачи 16 бит. Любопытно, что в наборах 3Dlabs применяется цветовая интерполяция (dithering): если внимательно посмотреть на изображение, можно увидеть, что на него наложен своеобразный растр (особенно это заметно при невысоких разрешениях). Акселераторы на основе наборов Permedia очень сильно нагреваются при работе, поэтому на графический процессор устанавливают небольшой пассивный радиатор.
На базе Permedia 2 и Permedia NT созданы такие PCI-платы, как Diamond Fire GL 1000 Pro, Leadtek WinFast 3D 2200, STB Glyder MAX, AccelGraphics AccelSTAR, Omnicomp Divine3D и ViewTop B3D 3L и др. Модификации некоторых из них поддерживают шину AGP.
Акселераторы, построенные на наборе микросхем Riva 128 компании nVidia, не только обеспечивают высокое быстродействие при работе с 3D-приложениями, но и являются отличным решением для двухмерной акселерации. Скорость работы nVidia Riva с 2D-графикой в Windows 95 впечатляет, хотя и не может сравниться с таким признанным "корифеем" 2D, как Matrox [4, 5]. Набор способен работать максимум с 4 Мбайт видеопамяти, но благодаря своей архитектуре он (даже в исполнении PCI) может хранить "не поместившиеся" в видеопамяти текстуры в оперативной памяти компьютера (что уж тут говорить о великолепно делающей то же самое AGP-версии акселераторов с nVidia Riva 128!). AGP-версии акселераторов, построенных на nVidia Riva 128, по данным многих тестов, работают быстрее, чем платы 3Dfx Voodoo Graphics и Rush.
Принципиально новый чипсет от nVidia – GeForce2 GTS, появившийся в начале 2000 года. Набор микросхем реализован по 0,18-мкм технологии. Он содержит 256-разрядное графическое ядро с частотой 200 МГц, поддерживает память типов DDR SGRAM и SDR SDRAM/SGRAM. Частота RAMDAC – 350 МГц, объем локальной видеопамяти – от 8 до 128 Мбайт, максимальное разрешение – 2048х1536 (75 Гц), полная поддержка AGP и PCI- шины.
Главное отличие нового ускорителя от конкурентов – это четыре конвейера рендеринга, каждый из которых содержит по два текстурных процессора. “Изюминкой” нового чипсета стал и новый блок nVIDIA Shading Rasterizer (NSR). GeForce2 GTS оптимизирован для мультитекстурирования, чтобы за такт накладывать больше одной текстуры на пиксел, выполняя различные операции смешения над текстурами. Если ранее порядок и способ смешения был задан жестко и разработчик игр не мог вмешиваться в этот процесс, то сейчас NSR позволяет задать формулу, по которой реализуются мультитектстурные эффекты с помощью пакета Pixel Shader API.
Графический процессор от Intel – i740 (рис.4, 5) – реализует 11-уровневое попиксельное изменение детализации текстур (mipmapping), сглаживание, обрабатывает неквадратные текстуры размером от 1х1 до 1024х1024 пикселов [6]. Микросхема имеет встроенный 220-МГц ЦАП, но цветовая глубина в 3D – только Hi Сolor (16 бит), правда, с очень качественной интерполяцией цветов. Максимальное разрешение 1600х1200 в 2D и 1280х1024 в режиме 3D. На данный момент существуют драйверы для Direct3D и OpenGL. Поддерживаются Windows 95 OSR2.1, Windows 98, Windows NT 4.0 и 5.0. Типичная скорость заполнения – 45–55 млн. точек в секунду, а пропускная способность – 425–500 тыс. полигонов в секунду. По оценкам экспертов, качество 3D-изображения просто эталонное – на порядок выше всех доступных ныне ускорителей. Кроме того, заманчив широкий набор 2D- и видеовозможностей. Приемлема и цена (от 7 до 25 долл. в оптовых поставках) – благодаря большим производственным мощностям Intel. Среди акселераторов, построенных на основе чипа i740, – ASUS AGP-V2740 и ASUS AGP-V2740TV.
Наборы микросхем для акселерации двухмерной и трехмерной графики компании Rendition Verite, хотя и не так широко распространены, но все же обладают неплохими характеристиками. Наборы Verite построены на основе RISC-архитектуры, что допускает параллельное исполнение нескольких 3D-команд. Rendition Verite может работать с 4 Мбайт видеопамяти (как EDO, так и SDRAM, SGRAM) – 2 из них используются для видеобуфера, а 2 – для хранения текстур. Небольшой объем памяти, выделяемой для работы с текстурами, до сих пор был узким местом этих наборов.
Существует две версии данного чипсета – V1000 и V2000. Rendition Verite V2000 обладает более высоким быстродействием, чем V1000, и позволяет создавать акселераторы для шины AGP. На наборах Verite V1000 и V2000 построены акселераторы Canopus Total 3D, Diamond Stealth II S220, Hercules Thriller3D, Creative Labs 3D Blaster, Intergraph Intense 3D 100, Sierra Screaming 3D.
В отличие от плат на основе Rendition Verite, акселераторы с чипсетами компании ATI (Rage, Rage II, Rage Pro), широко известны в нашей стране [7]. Практически все платы от ATI оснащаются преобразователями PC-TV, позволяющими выдавать изображение с видеоадаптера не только на монитор, но и на телевизор. Большинство акселераторов фирмы ATI снабжено специальным разъемом, обеспечивающим наращивание объема видеопамяти с 4 до 8 Мбайт. Наборы ATI применены в акселераторах ATI 3D Pro Turbo, ATI 3D Xpression+ PC2TV, ATI All-in-Wonder, ATI XPERT@WORK/PLAY.
Среди последних разработок компании Matrox – графический чип G450. Он изготовлен по технологии 0,18 мкм, имеет поддержку AGP, 350-МГц RAMDAC, кадровый буфер от 8 до 32 Мбайт, максимальное разрешение – 2048х1536 точек. Особенность G450 – реализация технологии DualHead, позволяющей использовать два дисплея для вывода различной информации.
Сравнительные характеристики чипсетов графических акселераторов различных производителей приведены в таблице.
Итак, идея ускорителя для работы с трехмерной графикой сразу покорила разработчиков. За последние несколько лет трехмерная графика стала наиболее интенсивно развивающейся отраслью индустрии персональных компьютеров. И пока человечество играет в игры, разработчики и производители графического оборудования могут быть совершенно спокойны: без работы они не останутся.
1. AGP Specification, Revision 2.0. – Intel, 1998.
2. Лукинов М. 3D-акселераторы: новый виток развития.– www.dvgu.ru/meteo/PC/3Dacceler.htm
3. www.3dlabs.com
4. www.nvidia.com
5. www.matrox.com
6. Intel740 Graphics Accelerator Datasheet. – Intel, 1998.
7. www.ati.com
Compaq строит суперкомпьютеры
Компания Compaq все активнее вторгается на рынок суперкомпьютеров, развивая свою серию AlphaServer SC на основе процессоров Alpha. В частности, по договору с администрацией по безопасности атомной энергии (NNSA) Министерства энергетики США, Compaq создает самый мощный в мире компьютер – систему ASCI Q с производительностью 30 триллионов операций в секунду (TeraOPS). Компьютер должен вступить в строй в 2002 году в центре Strategic Computing Complex в лаборатории NNSA (Лос-Аламос, шт. Нью-Мексико). Стоимость контракта превышает 200 млн. долл.
Система ASCI Q должна включать порядка 375 компьютеров AlphaServer GS320 (в общей сложности – около 12 тыс. процессоров Alpha EV68 с тактовой частотой 1,25 ГГц) под ОС Tru64 UNIX и занимать площадь в пять баскетбольных полей. Общая емкость систем хранения данных суперкомпьютера превысит 600 Тбайт.
Однако данный суперкомпьютер – лишь промежуточный шаг для компании. В планах – машина с производительностью 100 TeraOPS. Для достижения этой цели Compaq объединила свои усилия с Сандийской национальной лабораторией и компанией Celera Genomics, создав альянс CRADA. Компьютер предполагается использовать для биоинформационных исследований (генной инженерии, биотехнологии и т.д.). В более отдаленных планах альянса – вычислительная система с производительностью свыше 1000 TeraOPS. В Сандийской лаборатории уже работает самый мощный из компьютеров с ОС Linux – Cplant на основе 1600 процессоров Alpha.
Sandia Lab News
Отзывы читателей
