Nvidia RSX ve Ati Xenos

Evet arkadaşlar uzun zamandır bu iki gelişmiş GPU hakkında birşeyler hazırlamak istiyordum kısmet bugüneymiş.Kaynak olarak yaptığım araştırmalar bilgi birikim ve tek bir resmi kaynak üzerinden yola çıkacağımı bilmenizi isterim.
Öncelikle PlayStation 3 ve Xbox 360 konsollarının birinde Nvidia bir diğerinde Ati'nin grafik çipinin olduğunu artık ilkokul öğrencileri bile biliyor,bilmeyenlerde yolları buraya düşerse öğrenecekler diye yavaş yavaş yazıya başlamak istiyorum.

PlayStation 3 Nvidia RSX GPU

Nvidia'nın 4 yıla yakın bir zamanda PS3 için geliştirdiği RSX çipi Nvidia'nın 7 serisi diye adlandırdığı G70 model alınarak yaratılmıştır.Ama birçok insan Nvidia RSX'in G70 serisini model aldığı için biraz zayıf kaldığına inanır.İlk bakışta bunu anlamak için model alma anlamının ne olduğunu bilmek gerekir.
Model almak yaratacağınız donanımı yada yazılımı kafanızda bir öngörü oluşmasını sağlamk için önceden yaratılmış bir donanım yada yazılım üzerinden yola çıkarak geliştirmek yaratmaktır.
G70 Nvidia GPU'su model alındı diye direk PC'lerimizdeki bir 7800-7900 ekran kartı GPU'sunun direk PS3'e monte edilmesi zaten olmayacak duaya amin demek gibi bir durumdur.
Çünkü PlayStation 3 sisteminin çalışma prensibi tamamı ile farklı ve farklı olduğu kadarda karmaşıktır.Nvidia Sony ile ortaklaşa RSX çipini PS3 için hazırlarken G70 yani 7000 serisi Nvidia kartlar pek revaçtaydı,tabiki birebir olarak Nvidia RSX bir 7900GTX değil bunların nedenlerini sıralamaya kalkarsak birçok sebebi gösterebiliriz.

-Nvidia 7000 serisi her GPU aynı anda AA(antialias) ve HDR teknolojilerini yapamazken PlayStation 3 sistemi için geliştirilen RSX bu iki teknolojiyi aynı anda yapabilmekte.
-Nvidia 7000 serisi her kart 32 bit HDR teknolojisi kullanırken RSX GPU'su 128bit HDR kullanmakta.
-Nvidia 7000 serisi dönemindeki her GPU marka ve firma farketmeksizin renk paleti olarak 32 bit renk derinliği kullanırken PS3 RSX GPU'su 128 bit renk derinliği kullanmakta.Ve oyunların genelinde PS3'ün renk paletlerinin ciddi biçimde kaliteli olduğu hemen farkedilmekte.
-Nvidia 7000 serisi ve zamanındaki diğer GPU'lar ve sonraki 8000 serisi dahil hiçbiri işlemci ile doğrudan iletişim içinde ortak şekilde çalışamamaktadır,ama PS3 RSX GPU'su hem PS3 ana işlemcisi CELL için ayrılan XDR 3.2GHZ hızındaki ana ram modülünü kullanamnın yanında kendi GDDR3 ram modüllerinide kullanır,ve dahası CELL+RSX mantığında çalışıp performansını çok yukarılara çekebilir.

Bunlar bir nefeste akıllara gelecek bilgilerdir arkadaşlar dahasını bilmek için zaten çok ileri seviyede bilgi sahibi olmak lazımki buda genelde bizleri aşar.Bunlar RSX GPU'suna özel olan özellikler yani aslında çoğu bilinçsiz insanın söylediği gibi RSX zayıf değil aksine RSX yanlız başına çalışma prensibi ile yaratılmadığı için onu sadece RSX olarak görmek mantıksızdır.CELL+RSX şeklindeki bir kombinasyon ile çalışan bir sistem PS3 bu yüzden ikisini bir değerlendirmek lazımdır arkadaşlar.
Peki RSX GPU'sunu hiçmi eksikleri yok,tabiki var arkadaşlar.Öncelikle paylaşılabilir Shader mimarisi olmaması büyük bir eksiklik çünkü gelecekti oyunlar ve ekran kartları sadece bu mimari üzerine kurulacak olması ileride biraz sıkıntı yaratacaktır.
Daha önceki nesilde kullanılan ve hala kullanılmaya devam eden kullanıcılardan çok oyun yapımcılarının olmazsa olmazı halindeki ve inanılmaz kolaylık ve güç katan daha önce ve şimdi PlayStation 2, PlayStation Portable, Nintendo GameCube, Wii and Xbox 360 sistemlerinde kullanılan eDRAM modülleri PS3 sisteminde bulunmamakta.Son 10 seneye yakın zamandır eDRAM kolaylıklarına alışmış yapımcılar ciddi biçimde eDRAM modüllerini destekler durumdalar,çünkü programcılara ellerini bile sürmeden çok geniş bir band genişliği sağlaması gerçekten aksi idda edilemez bir gerçek.PlayStation 2 sisteminin başarısında eDRAM teknolojisinin inkar edilemez bir yeri olduğu teknik detaylara inildiğinde bir gerçektir arkadaşlar.Şimdi birazda kafa karıştırıp ince detaylara inelim.

550 MHz G70 based GPU on 90 nm process

* 300+ million transistors (600 million with Cell CPU)
* Multi-way programmable parallel floating-point shader pipelines
o Independent pixel/vertex shader architecture
o 24 parallel pixel pipelines, aligned in 6-way MIMD array
+ 5 ALU operations per pipeline, per cycle (2 vector4 or 2 scalar/dual/co-issue and fog ALU)
+ 27 FLOPS per pipeline, per cycle
o 8 parallel vertex pipelines, aligned in 8-way MIMD array
+ 2 ALU operations per pipeline, per cycle (1 vector4 and 1 scalar, dual issue)
+ 10 FLOPS per pipeline, per cycle
o Maximum vertex count:a lot probably over 1.2 billion vertices per second
+ Minimum (worst case) polygon count: 400 million polygons per second (1.2 billion vertices per second / 3 vertices per triangle)
+ Maximum (optimistic case) 750 million and more depending on how many triangle strips are used in the game
o Maximum shader operations:100 billion shader operations per second ( 136 shader operations per clock cycle ).
o Announced: 1.8 TFLOPS (trillion floating point operations per second) (2 TFLOPS overall performance)
* 24 texture filtering units (TF) and 8 vertex texture addressing units (TA)
o 24 filtered samples per clock
+ Maximum texel fillrate: 13.2 GigaTexels per second (24 textures * 550 MHz)
o 32 unfiltered texture samples per clock, ( 8 TA x 4 texture samples )
* 8 Render Output units
o Peak pixel fillrate (theoretical): 6.88 Gigapixel per second
o Maximum Z sample rate: 8.8 GigaSamples per second (2 Z-samples * 8 ROPs * 550 MHz)
o Maximum anti-aliasing sample rate: 17.6 GigaSamples per second (4 AA samples * 8 ROPs * 550 MHz)
* Maximum Dot product operations: 51 billion per second
* 128-bit pixel precision offers rendering of scenes with high dynamic range rendering (HDR)
* 256 MiB GDDR3 RAM at 700 MHz
o 128-bit memory bus width
o 22.4 GiB/s read and write bandwidth
* Cell FlexIO bus interface
o 20 GiB/s read to the Cell and XDR memory
o 15 GiB/s write to the Cell and XDR memory
* Support for OpenGL ES 2.0
* Support for S3TC texture compression

Burdaki teknik detaylar RSX çipinin kendine özgü detayları,öncedende dediğimiz zaman daha hemen özelliklerin başında CELL ile beraber 600 milyon transistör kapasitesi göze çarpıyordur.
24 parallel pixel pipelines sahip olan GPU her bir pipeline için 27 FLOPS hesaplama gücüne sahip.Aynı zamanda 8 parallel vertex pipelines sahip olan RSX her bir vertex pipeline için 10 FLOPS'luk bir hesaplama gücü ortaya çıkartıyor.
Minimum 400 million polygons per second ile çalışan RSX çipi kullanıcıların limitleri zormalsı ve programlama bilgileri becerilerine göre 750 million polygons'a kadar çıkabiliyor.Gerçekten fazla değilmi?PS2 75 milyon polygon çizebiliyordu hatırlatalım
Maximum shader operations:100 billion shader operations per second cümlesinden ise saniye başına 100 bilion shader işleyebilen RSX yapımcılarında dediği gibi tam bir Shader canavarı olduğunu kanıtlıyor.
Announced: 1.8 TFLOPS hesaplama gücü sadece RSX tarafında bulunurken sistemin yani PlayStation 3 sisteminin hesaplama ve işlem gücü ortalama 2 TFLOPS seviyesinde gezinmekte.
Maximum Dot product operations: 51 billion per second RSX çipinin bir diğer yüksek değeride 51 bilion'luk nokta hesaplamasıdır arkadaşlar,şu an piyasadaki ekran kartlarının çok üstündeki bu değer polygonlar arasındaki ince hatları doldurmakta kullanılır.3Dmark testleri ile içli dışlı olanlar nedemek istediğimi daha iyi anlarlar.
4 AA samples * 8 ROPs * 550 MHz şeklinde antialias yapan RSX çipi aynı zamanda ilk başta belirttiğim gibi 128-bit pixel precision offers rendering of scenes with high dynamic range rendering (HDR) teknolojisine sahiptir.
256 MiB GDDR3 RAM at 700 MHz hızında çalışan bellek modülü ise sadece RSX tarafından kullanılmaktadır ama RSX istediği an Cell işlemcisinin yükünü çeken XDR ram modüllerinede salça olabilmekte ve band genişliğini bir anda 4 katına çıkartabilmektedir.

Şimdilik arkadaşlar RSX ile ilgili dişe dokunur anlaşılabilir fazla dallı budaklı olamayan bilgiler bunlar arkadaşlar.Sıra geldi diğer GPU'muz Xenos'a

Xbox 360 Ati Xenos GPU

Eğri oturup doğru konuşmak gerekirse Ati ve Microsoft öyle ilginç bir GPU yapmışlarki Xbox 360 konsolu için arkadaşlar inceledikce inanasınız gelmiyor bunu birkere belirtelim.Yani Ati R520 serisi X1000 serisi ekran kartlarınımı kendine model almış Xenos'u tasarlarken yoksa R600'ümü cidden belli değil.Sakın yanlış anlaşılmasın bu BELLİ olmayan anlaşılmazlık cidden 360 konsoluna yaramış durumda çünkü tek başına bir GPU olarak inanılmaz güçlü bir yapı ortaya çıkmış Xenos'da.
Hani RSX özelliklerinden bahsederken eDRAM modüllerinin önemini belirmiştik arkadaşlar işte tam 10 MB eDRAM modülünü Ati Xenos'un içine gömmüş ve yapımcılara AA ve HDR teknolojilerini yaparken neredeyse hiç performans kaybı olmadan yapabilmelerini sağlamış.Dahası ise 10MB eDRAM teknolojisi sayesinde birçok yüksek çözünürlüklü kaplamalarda inanılmaz detaya inebilmeninde kapsını açmış durumda Ati Xenos için.
Ama Xenos için en çok şaşırtıcı olan R600 serisi ile gelen paylaşılabilir shader mimarisinin aynen birebir şekilde Xbox 360 Xenos GPU'su içinde bulunması!
Bu demek oluyorki her bir Shader veriyolundan %99 performans alınıyor demektir arkadaşlar,yukarıdada bahsettiğim gibi günümüz oyunları artık paylaşılabilir Shader mimarisi üzerine kurulacak ve kurulmayada başladı.Buda uyum olarak 360-PC arasında ister istemez bir kolaylık sağlayacak ve yeni nesil gelişmiş Shader efektleri yüksek teknik güce sahip yeni ekran kartı GPU'larında nasıl çalışıyorsa aynı kaliteye çok yakın biçimde Xenos'da ve 360 konsolunda çalışacak.
Xenos GPU'suna bakıp "R520 yada R600" ismini veremediğimiz ortada çünkü ikisindende özellikler almış durumda.
Xbox 360 kolunun en başarılı ve güçlü yanı olduğunu kabul etmek lazım arkadaşlar.
Xenos GPU'su sistem hafızası ile aynı hafızayı ortaklaşa kullanıyor,yani Xenos GPU'sunun video belleği kimi yapımcı 128 kullanır kimi 256 kimi 300MB bu tamamı ile yapımcıların elinde olan bir durum.Kabaca bakıldığında Xenos=X1950XTX Ekran Kartına ek olarak=10MB eDRAM=Paylaşılabilir Shader mimarisi (Unified shader architecture) olarak karşımıza çıkıyor gerçekten şaşırtıcı Şimdi biraz detaylara bakalım.

# 337 million transistors in total
# 500 MHz 10 MiB daughter embedded DRAM (eDRAM) framebuffer on 90 nm process. There will be a new 65 nm process coming fall 2008.

* NEC designed eDRAM die includes additional logic (192 parallel pixel processors) for color, alpha compositing, Z/stencil buffering, and anti-aliasing called “Intelligent Memory” (eDRAM), giving developers 4-sample anti-aliasing at very little performance cost.
* 105 million transistors
* 8 Render Output units
o Maximum pixel fillrate: 4 gigapixel per second (8 ROPs x 500 MHz)
o Maximum Z sample rate: 8 gigasamples per second (2 Z samples x 8 ROPs x 500 MHz), 32 gigasamples per second using 4X anti aliasing (2 Z samples x 8 ROPs x 4X AA x 500 MHz)
o Maximum anti-aliasing sample rate: 16 gigasamples per second (4 AA samples x 8 ROPs x 500 MHz)

# 500 MHz parent GPU on 90 nm TSMC process of total 232 million transistors

* 48-way parallel floating-point dynamically-scheduled shader pipelines
o Unified shader architecture (each pipeline is capable of running either pixel or vertex shaders)
o 10 FLOPS per pipeline per cycle
o Maximum vertex count: 1.5 billion vertices per second ( (48 shader pipelines x 500 MHz) / 16)
o Maximum polygon count: 500 million triangles per second[3] (1.5 Billion vertices / 3 vertices per tiangle)
o Maximum shader operations: 48 billion per second (2 ALU x 48 shader pipelines x 500 MHz)
o 240 GFLOPS (10 FLOPS x 48 shader pipelines x 500 MHz)
o MEMEXPORT shader function
* 16 texture filtering units (TF) and 16 texture Addressing unit (TA)
o 16 filtered samples per clock
+ Maximum texel fillrate: 8 gigatexel per second (16 textures x 500 MHz)
o 16 unfiltered texture samples per clock
* Maximum Dot product operations: 24 billion per second
* Support for a superset of DirectX 9.0c API DirectX XBOX 360, and Shader Model 3.0

337 million transistors(eDRAm dahil) sahip olan GPU aynı zamanda önceden söylediğimiz gibi 10MB eDRAM ile beraber çalışıyor.NEC'in dizayn ettiği bu eDRAM teknolojisi sayesinde alpha compositing, Z/stencil buffering, and anti-aliasing gibi birçok teknolojiyi bu 10MB eDRAM'dan çağırarak neredeyse hiç performans kaybetmeden oyunlarda uygulayabiliyor.
Ayrı olarak eDRAM 105 million transistors sahip bunuda eklemekte yarar var.
16 pixsel pipeline üzerinde 48 Shader işleme birimine sahip olan GPU aynı zamanda Unified shader architecture mimarisi ile tam verim almayı sağlıyor.
Maximum polygon count: 500 million triangles seviyesine kadar çıkan GPU kesinlikle yeterli seviyede polygon sunuyor.Maximum shader 48 billion seviyesinde olan Xenos (2 ALU x 48 shader pipelines x 500 MHz) mantığı ile bu performansa erişiyor ve dahası ise 240 GFLOPS toplamda hesaplama gücüne sahip olması arkadaşlar.
Maximum Dot product operations dediğimiz en fazla polygonlar arası nokta hesaplama performansı ise 24 billion seviyesinde olan GPU haliyle Microsoft markası altında olmasından dolayı DirectX 9.0c ve Shader Model 3.0 tam olarak destek veriyor.
Bu GPU için söylenecek daha çok şey var arkadaşlar ama benimde PAYLAŞIMLI SHADER hakkında bilgim kısıtlı bu yüzden daha geniş bilgi vermek istedim ama size şunu söyleyebilirim şu kadarı ile bile çok güçlü ve gücünü en yüksek seviyede verimle kullanan bir GPU olduğu ortada arkadaşlar.
Microsoft'un Xbox 360 kolunda işlemcisinden ram modülünden bile başarılı bir donanımı varsa oda ekran kartı GPU'su Xenos olduğu ortada.Açıkcası geleceği şimdiden garanti altında olduğu kesin çünkü bunun en büyük örneği ortak shader havuzuna tam destek vermesi

RSX Opengl'mi Xenos Direct X'mi???

Evet arkadaşlar gelen sorular üstüne bu konuyada elimden geldiğince açıklık getirmeye karar verdim.Çalışma prensipleri her nekadar farklı olursa olsun konsollarımızda PC'lerimiz gibi programlanıp senkronize şekilde çalışmak için API dediğimiz (application program interface) codlama diline ihtiyaç duyarlar.API kavramı programla çalıştır mantığı ile hareket eder,zaten ismindende anlaşıldığı gibi codlama dillerini kullanarak hareket edilen ortamdır arayüzdür.API'ler olmasaydı günümüzde neler olmazdı diye düşündüğümüzde aslında sonuçlar direk ortaya çıkar.Peki bunun RSX ve Xenos ile ne alakası var diyorsunuzdur yazının bu bölümüne geldiğimizde,bende hemen bu noktaya geçmek istiyorum.
Arkadaşlar OpenGl,Direct3D,DirectSound,3dfx Glide PC'lerde özellikle oyunlarda son 10 senedir akla gelen ilk API'lerdir.Bunlardan Direct3D ve Direct Sound API'lerinin birleşmesi ile ortaya çıkan API'yede biz günümüzde Direct X adını veriyoruz.DX API'si Windows'un vazgeçilmezlerinden olduğu şu dönemde 4-5'li versiyonlardan günümüzde DX10.1 versiyonuna kadar gelmiş çok gelişmiş ve kullanılabilirliği çok kolay bir API'dir programcılar ve geliştiriciler için.
Öte yandan 3DFX kartların zamanında kendine özel API standardı olan GLIDE sürümüde hafızalardan özellikle eski oyuncular adına silinmemiştir.
Xenos çipi DX9c sürümü Shader Model 3.0 destekli bir GPU'dur.

RSX çipi ise OpenGL üzerine bir kodlamaya sahiptir yalnız bu demek değildirki DX efektlerini ve kodlamalarını yapamaz,hepsini yapar ve fazlasınıda yapar arkadaşlar.Nasıl yaptığı ise güncel bir şekilde gözler önüne serilebilir.ID firması yıllardır OPENGL üzerine oyunlarını kurar ve oyun motorlarını geliştirir,DOOM 3,Quake 4 gibi son derece yeni oyunlar ve gelecekteki tüm ID oyunları DX10 desteklemeyeceğiz açıklaması ile gündeme gelmişlerdir.Peki bu yeni gelecek oyunlarda DX10 efetleri yada görselleri olmayacak grafikleri kötümü olacak!
Kesinlikle hayır OPENGL hazır kalıplardan çok programcıların yeteneklerini zorlayan ve çok daha yüksek potansiyele sahip bir API olmuştur bugüne kadar DX API'si karşısında ama zor programlanır olması yüzünden hep 2. planda kalmıştır,ama görsel kalite olarak OPENGL API'si doğru eller altında çalıştığında ortaya inanılmaz derecede bir potansiyel çıkar,bunların örenklerini ID software hala daha bizlere göstermekte.OpenGl API'side DX gibi sürümlere sahiptir ve en son 3.0 sürümü açıklanmıştır.

Peki burdan şu soru ortaya çıkıyormu RSX OPENGL API kullanıyorsa DX9c ile hayata giren HDR teknolojisini nasıl uyguluyor,RSX sadece OpenGl API'sini kullanmıyor zaten 7000 serisi bir kart olduğu için DX9c desteğide Shader Model 3.0 ile RSX tarafından kullanılıyor,ama buna ek olarak Nvidia'nın hep çip olarak başarılı ve güçlü olduğu OPENGL API'sinede tam destek veriyor ve çoğu zaman DX ile yapılamayan grafik efektleri OPENGL ile hayata geçirilebiliyor Burdan ve örneklerden anlayacağımız DX9c Shader Model 3.0 ile yapılan bir su efekti aşağı yukar farklı oyunlarda hep aynı şekli ve hareketleri anımsatabilir,ama işi OPENGL'e dökerseniz ve daha fazla uraşırsanız Shader Model 4.0 su efektini bile uygulayabilirsiniz,ama tabiki herşey optimizasyon ve sistem gücü ile ilgili.OPENGL çok daha fazla CPU'ya yük bindirirken DX bunu biraz daha az yapar.
Son olarakta bugüne kadar CAD gibi bütün yazılımlar OPENGL API ile çalışırlar arkadaşlar,yani RSX OPENGL desteği olması bir avantajdır dez avantaj değil konuya hakim olmayanların söylediğinin aksine.OPENGL LINK DirectX

Arkadaşlar elimden geldiğince bişeyler yapmaya çalıştığım beğenirsiniz beğenmezsiniz eleştirirsiniz eleştirmezsiniz hepsine saygı duyarım hatalarımda mutlaka vardır eksik gördüklerinizi özelden bana iletirseniz ben elimden geldiğince eklemeye çalışırım şimdiden iyi forumlar yazım hataları içinde kusura bakmayın...KAYNAK 1 KAYNAK 2

< Mesajı değiştiren Next_Gen_Ceo -- 7/12/2007 3:03:50 AM >

_____________________________