Matrox G400

На смену ему пришли разработки, реализованные в платах G-серии. Нарастающая волна индексов этого набора микросхем сегодня остановилась на цифре 400. О новейшем продукте компании — графическом ускорителе Matrox Millennium G400 — и пойдет речь далее.

	A — 16-битный рендеринг (фрагмент)
	B — 32-битный рендеринг (фрагмент)
Рис.1. Технология VCQ2 позаботится о высоком качестве представления цвета и точном рендеринге

Начнем с новинок технологии. Конвейерная обработка видеопотока, устраняющая циклы простоя RAMDAC, представлена в G400 архитектурой 256-битной двойной шины (DualBus architecture). Данные на входе и выходе обрабатываются параллельно двумя независимыми 128-битными шинами, при этом максимально используется полоса пропускания видеопамяти, а суммарная расчетная производительность возрастает в два раза.

Развит и закреплен успех процессора 3D-рендеринга, опробованного Matrox на платах MGA-G200. Обработка 3D-примитивов (начальная стадия формирования пространственного изображения) и самого рендеринга происходит на новом наборе микросхем с максимальной скоростью благодаря параллельности операций. Он способен отрисовывать до 5 млн. треугольников в секунду и обеспечивает на аппаратном уровне поддержку некоторых функций DirectX 6.x, в том числе формат и буфер вершин, шаблоны треугольников и антиалиасинг* линий для OpenGL. Кроме того, кристалл поддерживает 8-битный буфер шаблонов, анизотропную фильтрацию, 32-битный Z-буфер и беспрецедентное доселе разрешение для 3D-приложений — 2048Ё1536 точек (глубина цвета — 16 млн. цветов).

Следующая новинка — архитектура SRA (Symmetric Rendering Architecture), на которую возложены основные функции управления видеопамятью. В основе работы симметричной архитектуры рендеринга прослеживаются некоторые принципы взаимодействия кэш-памяти обоих уровней и ОЗУ, если говорить о системной плате. Так, небольшие по объему текстуры, обращение к которым происходит достаточно часто, размещаются в локальной видеопамяти ускорителя, в то время как более емкие, но редко используемые будут расположены в системной AGP-памяти, при этом скорость обмена последней определяется суммой ее собственного значения (1 Гбайт/c) и величины скорости обмена видеопамяти. Согласно SRA, для процессов рендеринга могут быть использованы следующие типы памяти:

интегрированный кэш текстур непосредственно на самой микросхеме ускорителя;
собственно видеопамять (16 или 32 Мбайт);
AGP-память системной платы.

Подобная иерархическая структуризация памяти дает возможность RAMDAC параллельно выполнять многие задачи и оперативно наращивать, если это необходимо, объем локальной видеопамяти, действуя через шину AGP. В G400 поддерживается спецификация AGP 2x/4x, включая конвейерную обработку данных и адресацию по боковой полосе, а также активно используется механизм (Multi-Threaded Bus Master) прямого доступа к памяти (DMA), благодаря чему выборка команд или данных происходит без каких-либо задержек.

Рис. 2. Что потревожило безмятежную гладь озера и кто автор этого дыма над водой?

Правильный ответ — рельефы и еще раз рельефы, а всему «виной» технология Environment Mapped Bump Mapping

Еще одна технология, к которой стоит присмотреться, — Vibrant Color Quality2 (VCQ2). Основная цель для VCQ2, как явствует из названия, — воспроизведение цвета подлинного качества и не менее совершенный рендеринг. Поначалу на платах предыдущего поколения (серия G200, технология VCQ) не обошлось без ошибок — текстурированное изображение «плыло», словно студень на сковородке, а меж полигонами «красовались» неустранимые щели. Похоже, в технологии VCQ2 благодаря специальной коррекции с этим покончено. Операции мультитекстурирования поставлены на конвейер, а цвет рассчитывается с 32-битной точностью.

А что вы скажете о заявляемой производителями плат поддержке текстур размером 2048x2048 с 32-битной глубиной цвета? Правильно... Совсем недавно это больше походило на декларацию о невостребованных возможностях. Сегодня все изменилось. Новые правила приняты к исполнению, и в работе находятся уже достаточное количество игр, которым предстоит «понять» всю глубину цвета.

Рис. 3. DualHead Display разбудит воображение любого консерватора. Возможные варианты подключения устройств визуального отображения информации перед вами

Рельефное изображение объекта, будь то статическая картинка пакета 3D-графики или динамическая сцена в игре, всегда привлекают внимание наблюдателя своей реалистичностью. Есть все основания думать, что время рельефов, хороших и разных (в особенности это касается продуктов индустрии развлечений), пришло. В чем заключается суть технологии? Наложение рельефа может происходить несколькими способами: аппаратно, программно или с помощью комбинированного решения как варианта взаимной интеграции. При аппаратном наложении потребуется мощный геометрический сопроцессор, а это, безусловно, переводит графический ускоритель в иной ценовой класс устройств. Вариант на основе программного способа более всего подходит для 3D-акселераторов, ориентированных на рынок мультимедиа. Такие платы работают либо с векторным наложением рельефа, либо с пространственными картами среды, как переменными ее окружения. Именно этот вариант (применительно к платам Matrox он звучит как Environment Mapped Bump Mapping) и предпочли остальным разработчики G400. Если провести параллель с картами освещенности, становится понятным, что теперь достигнут определенный «рельефный» прорыв в направлении текстурирования объектов. Существенным подспорьем для разработчиков оказался и тот факт, что именно такое наложение поддерживает интерфейс прикладного программирования DirectX версии 6.0 и выше. Задавая карты освещенности, высот и среды в целом, программист предопределяет поведение «железа», формирующего сцену трехмерного изображения. Так, сделав карту высот анимационной, что сегодня вполне реально и не составляет особого труда, можно добиться, если говорить о водной поверхности, эффекта движения волн. Время штилей и безветренной погоды уходит. Будьте готовы к мелкой ряби, вызванной легким ветерком, или даже грозному ненастью и шторму, кому как больше нравится... Ну а об отражении объектов в воде — это ведь тоже наложение рельефа — позаботятся карты среды.

Однако вернемся на твердую почву. Стоило Microsoft объявить о реализации «мультимониторного режима» в ОС Windows 98, как производители видеоплат тут же подхватили ее начинание справедливо полагая, что был бы повод предложен, а уж потребитель под такое решение точно найдется. Matrox одной из первых обнародовала поддержку своими платами «дисплеев на конвейере». В G400 эта технология скрыта в названии DualHead Display. С ее помощью плата способна выводить два независимых видеосигнала на два различных устройства отображения информации. Все это стало возможным благодаря двум раздельным контроллерам, один из которых по традиции отвечает за основной сигнал, а другой взаимодействует по выбору либо с MGA-TVO (высококачественным TV-декодером от Matrox с поддержкой систем NTSC, PAL и SECAM), либо с DFP-интерфейсом. Остается лишь выбрать оптимальный вариант подключения тех или иных дисплеев сообразно своим задачам. Комбинации могут быть самыми различными — от двух стандартных ЭЛТ-мониторов до связки монитор—телевизор или ШК-панель.

Прелесть DualHead Display еще и в том, что, работая с приложением на основном дисплее, пользователь может параллельно организовать просмотр потокового видео различных форматов (в том числе DVD), например, на экране TV. Matrox G400 произведет без постороннего вмешательства все необходимые преобразования изображения из одного видеоформата в другой, включая коррекцию соотношения сторон, масштабирование, удаление черных паразитных полос, остающихся после конвертации сигнала DVD (соотношение сторон 16:9) в TV-сигнал (соотношение сторон 4:3).

Для формирования высококачественной картинки и обеспечения непрерывного заполнения потока при воспроизведении видеосигнала компанией разработана еще одна технология — Motion Video Rendering (MVR), «изюминкой» которой является «анимационный» (в реальном времени) рендеринг. С его помощью становится доступным наложение YUV-текстур, в основе которых может быть поток формата DVD-видео. А это означает, что насыщенные фрагментами «живого» видео 3D-игры, презентации программ профессионального моделирования и дизайна уже не за горами.

Пожалуй, на этом можно остановиться... И хотя еще есть о чем рассказать, самое время привести основную спецификацию на Matrox Millennium G400, ибо характеристики эти заслуживают внимания.

Подводя некоторые итоги, можно говорить, например, о революционности технологий, на которые опирается G400 и потенциальных возможностях платы, ждущей адекватных шагов со стороны разработчиков прикладного и игрового ПО. С не меньшим успехом можно заявлять, что предложенные Matrox решения уже давно обрели право на жизнь стараниями других лидеров ИT-индустрии, а в своей «оригинальности» компания не столь одинока, как может показаться на первый взгляд. Как бы то ни было, характеристики новинки определенно говорят о том, что компания прекрасно чувствует рынок, на котором работает, и, что самое главное, видит его завтрашний день. Более того, в отличие от многих конкурентов, она является разработчиком и производителем собственных продуктов и отнюдь не собирается довольствоваться дивидендами от продажи своих технологий и уж тем более наборов микросхем сторонним компаниям. Пока... Успех или неудача новых плат G-серии вполне могут изменить ситуацию на кипящем страстями рынке 3D-ускорителей. Похоже, жаркое предстоит лето!

Коротко о продукте: высокопроизводительный 2D/3D-ускоритель с расширенным набором функций и поддержкой основных API.

Цена: 230/280 долл.(RAMDAC — 300/360 МГц).

Разработчик: Matrox Graphics Inc.,

http://www.matrox.com/g400/home.htm

Основные характеристики Matrox G400

Технология производства — 0,25 мкм.

Поддержка шины AGP — 2x/4x.

Объем памяти — до 32 Мбайт SGRAM.

Рабочая частота RAMDAC — 300/360 МГц.

Скорость заполнения (fillrate) — 135—150 млн. пикселов/с.

Скорость обработки (throughput) — 5 млн. треугольников/с.

Максимальное поддерживаемое разрешение экрана — 2056x1536 пикселов, 32-битное представление цвета (технология UltraSharp DAC).

Поддерживаемые функции:

наложение рельефа с помощью карт среды (Environment Mapped Bump Mapping);
мультитекстурирование;
32-битные текстуры — до 2048Ё2048 пикселов (Vibrant Color Quality2);
два устройства отображения визуальной информации (DualHead Display);
32/24-битная Z-буферизация;
8-битный буфер шаблонов;
трилинейная фильтрация;
анизотропная фильтрация;
полный (субпиксельный) антиалиасинг;
краевой антиалиасинг (сглаживание краев полигонов и диагональных линий);

Поддерживаемые API и инструкции:

Microsoft DirectX 6.x;
Silicon Graphics OpenGL;
Intel Streaming SIMD Extensions (SSE);
AMD 3DNow!