Képgyorsítás AMD-processzorral

Egészen az utóbbi évekig RISC processzoros számítógépek voltak csak képesek annak a hatalmas tömegű számításnak az elvégzésére, ami a perspektivikus kép megjelenítéséhez szükséges. A PC-k ilyen irányú képességeit a gyors központi egységnek és a grafikus gyorsítókártyáknak köszönhetjük. Amint megteremtődik valaminek a lehetősége, azonnal kiderül, mekkora rá a valódi igény. Úgy tűnik, hogy a perspektivikus ábrázolásra nagy, hiszen hozzásegíti a játékprogramozókat a valószerű, mozgókép-animációs ábrázoláshoz, az üzleti alkalmazókat a statisztikai elemzések, adatok látványos grafikus megjelenítéséhez és azok mozgatásához, az internetezőket a virtuális valóság használatához, a mozirajongókat a DVD-lemezek szoftveres lejátszásához. A kép, a képi ábrázolás olyan komoly mozgató erő - látjuk ezt a televízió világuralmán -, hogy nincs már messze az az idő, amikor a mai grafikus kezelői felület egy perspektivikus képekkel dolgozónak adja át a helyét.

A perspektivikus ábrázolás során úgy folyik a képek előállítása a számítógépen, mint a PC-ké az összeszerelő üzemben, vagyis futószalagon. Amíg az egyik részletet már raszterekre, képpontokra bontja a grafikus kártya, addig a processzor már a következő elem csúcsait, vonalait, felületeit számolja. A kép előállítása a fizikai felépítéssel kezdődik, a közelítő geometriával folytatódik, ezt követi a vetítés, a kétdimenzóssá alakítás, majd a vektoros ábrázolás átalakítása képpontossá.

Fizika - a kép összetevői

A PC a képet fizikai objektumok és kapcsolataik, egymáshoz való viszonyuk matematikai leírásából állítja elő. A valós világnak ez a leképezése emberi alakok, falak, bútorok, eszközök, tárgyak és a hátteret, előteret adó felületek modelljéből állítható össze. Építőelemekből, amelyeknek már csak bizonyos paramétereit kell az adott jelenetnek megfelelően változtatni.

Úgy is fogalmazhatunk, hogy ebben a fizikai modellben minden objektum minden pontjáról meg tudjuk mondani a helyét, helyzetét és a többi ponthoz való viszonyát. A fizikai térbeli alakzatok adatai valósak, tizedestörtek, tehát a számítások a lebegőpontos aritmetikát veszi igénybe. A program, amely kiszámítja az alakzatok - emberek, tárgyak - pontjait, a központi egységben fut.

Geometria

A számítógépben a világnak ezekből létrejövő leképezése három- - sőt, ha az időbeli változást is figyelembe vesszük, akkor négy - dimenziós, koordinátákkal megadott térbeli geometriai modell. Az objektumokból geometriai számítások útján áll elő a teljes jelenet, azok szintén a processzor lebegőpontos egységében történnek. A geometriai számításokhoz tartozik például a világítás, a fények és árnyékok képhez adása.

A virtuális világban már nem fizikai objektumok vannak, hanem - általában - azok háromszögekből összerakott közelítései. Ahogy egy körlemezt közelíteni lehet a beleírt háromszögekkel, úgy minden bonyolult felület is közelíthető változó nagyságú háromszögekkel. Ezek azonban olyan kicsinyek, hogy a képen az emberi szem nem tudja megkülönböztetni őket.

Vetítés

A geometriai alakzatokból, háromszögekből kifeszített, de még mindig térbeli jelenetet kétdimenzióssá kell tenni, hogy a képernyőn ábrázolni lehessen. Ehhez választani kell egy nézőpontot, ahonnan nézni akarjuk - amikor egy forgatott objektum jelenik meg a képernyőn, akkor ez a nézőpont vándorol körben körülötte.

Renderelés vagy képpontosítás

Eléggé elterjedt név az utolsó művelet, a képernyőn megjelenő képpontok számítására a renderelés. Valójában itt a térbeli jelenetnek egy nézőpontból a képsíkba vetített, kétdimenziós, de még mindig pontokból és poligonokból felépített ábrázolásának képpontosításáról, raszterré alakításáról van szó. A homogén részfelületekhez tartozó képpontok egyforma színértéket kapnak, mint amikor a festő alakítja ki a látványt, egyszínű foltokat rakva az ecsettel a vászonra. Ez a színrendelés a képpontokhoz már egész számokkal való számításokból áll, és általában a grafikus kártya végzi el, bár az Intel által bevezetett MMX utasításkészlettel segíteni lehet.

A segítség a másik irányban is elképzelhető. Vannak programok, illetve rendszerek, amelyekre rá lehet bízni a háromszögelést, a fizika ábrázolásból a geometria kiszámolását részben vagy egészében a grafikus gyorsítókártyával végeztetik. Végeredményben a központi processzor és a grafikus gyorsítókártya között oszlik meg valamilyen összetételben a képelőállítás folyamata. Az AMD újabb fejlesztése, egy AMD-3DNow!-val jelölt lebegőpontos utasításkészlet hozzáadása az AMD K-6 processzorhoz azt célozza, hogy azokat a műveleteket, ami lebegőpontos, a CPU ezeket is használva végezze, ami pedig egész aritmetikát igényel, azt az alkalmazások bízzák az MMX-utasításokra, valamint a grafikus gyorsítókártyára. Az AMD elképzelése szerint ezzel a munkamegosztással működhet optimálisan egy multimédia-alkalmazás képi része.

Az utóbbi időben az AMD-sek megfigyelése szerint a grafikus gyorsítókártyák olyan szédületes iramban fejlődnek, hogy sokszor munka nélkül állnak, mert a CPU nem bírja elég gyorsan végezni a lebegőpontos számításokat, átadni a képeket. Ezért a fizikai és a geometriai számítások felgyorsítása érdekében alakították ki az AMD-3DNow!-utasításokat. A 21 utasításból álló készlet nyílt, megfelel az IEEE 754 előírásainak. A perspektivikus kép előállítása során nyert sebességnövekedés nagy részben az MMX-ben is használt megoldásnak köszönhető. Egy utasítás nemcsak hogy egyszerre két lebegőpontos számmal dolgozik, de az AMD-K6-2 3D processzor felépítése - mikro-architektúrája - olyan, hogy egy órajelre két 3DNow!-műveletet hajt végre. Ez már egy órajelre bizonyos lebegőpontos műveletekből - összeadás, kivonás, szorzás - négynek az elvégzését jelenti egy órajelre.

Az AMD-K6-2 3D processzor teljes multimédia-egységei kombinálják az Intel által bevezetett MMX utasításokat az új AMD-3DNow!-műveletekkel, s ezért az programozónak nem kell hogy gondja legyen rájuk, nyugodtan keverheti az MMX-es egész és az AMD-3DNow! lebegőpontos utasításait. A programozókat az AMD ellátja egy fejlesztőkészlettel, amely többek között a Microsoft és az AMD assemblerhez eszközöket és mindeneseket, Windows-emulátorokat, C++ makrókat tartalmaz. Vargha Márton

AMD K6-2 processzor 3DNow!-utasításokkal

Az ezer dollár alatt kínált PC-k egyik kedvelt processzorának gyártója, az AMD szállítja a Pentium II-nek megfelelő, de a régi foglalatba illeszkedő K6-2 processzorának különféle változatait, amelyek érdekessége a 3DNow! grafikus utasításkészlet.

Azonban az AMD ismét szorítóba kerülhet, mert az Intel várhatóan tovább nyomja lefelé a legkisebb Pentium II processzorok árát. Az Intel által kikényszerített árverseny már eddig is gondokat okozott az AMD-nek, bár egyelőre még úgy látszik, hogy bírja szusszal. Az Intel által a konkurensek kiszorítására indított akció, amelynek első lépése a Slot I bevezetése volt, a felhasználókat, sőt egyre inkább a gyártókat is kínos helyzetbe hozza. Ahogy egy magzat kihordásának megvan a természet által megszabott ideje, úgy egy számítógépes alaplap kiforrott változatához is idő kell(ene). Ez azonban nincs meg, mert mire sikerülne a gyermekbetegségektől megszabadítani az alaplapot, esetleg mire a fejlesztésére költött pénz megtérülne, már itt van az újabb processzor, és ahhoz kell újat tervezni, készíteni. Sikeres az AMD K6-2 processzor, amelynek már a 350 megahertzes változata is piacon van. Rekordeladásról, 3,8 millió lapka eladásáról számol be a cég harmadik negyedévi jelentése, valamint arról, hogy a hatalmas kereslet nyomán ismét nyereségesek lettek. A szeptemberben véget ért üzleti negyedévben a bevétel 6,86 millió dollár volt, ami egymillió dollár tiszta nyereséget hozott.

Az eladások 30 százalékkal voltak nagyobbak az előző negyedévinél, és 15 százalékkal a tavalyi év harmadik negyedévénél -- ami szintén azt mutatja, hogy az új sorozat, a K6-2 3D nyerte el a vásárlók tetszését. Bebizonyosodhat tehát, hogy a 3DNow! olyan előnyhöz juttatja a multimédia-eszközt kereső felhasználót, ami a processzort a legalsó kategóriából elmozdítja a közepes kategória felé.