Por Gabriel Torres em 22 de junho de 2005
Introdução
A nVidia está lançando hoje o seu mais novo chip gráfico topo de linha, o GeForce 7800 GTX, que é baseado em uma arquitetura completamente nova, chamada CineFX 4.0. Em vez de usar o "antigo" núcleo do GeForce 6800 e simplesmente aumentar o seu clock, a nVidia decidiu redesenhar a maneira com que as instruções são executadas dentro do chip. Segundo a nVidia, isto fez com que o GeForce 7800 GTX tivesse um desempenho até 50% superior ao do GeForce 6800 Ultra rodando no mesmo clock – de acordo com o fabricante, uma única placa GeForce 7800 GTX ultra é mais rápida do que duas placas GeForce 6800 Ultra ligadas em paralelo usando o modo SLI.
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Figura 1: GeForce 7800 GTX.
As principais características da GeForce 7800 GTX são:
- 24 canalizações de pixel shader (contra 16 no GeForce 6800 Ultra) e oito canalizações de vertex shader (contra seis no GeForce 6800 Ultra).
- Cada uma das canalizações foi redesenhada, permitindo a execução de até oito operações MAD (multiplicação-adição) por pulso de clock. Esta é a operação mais comum de ser executada em jogos 3D. Por conta disso, cada canalização consegue obter um desempenho matemático de 165 Gflops, contra 66 Gflops do Radeon X850 XT Platinum Edition e 54 Gflops do GeForce 6800 Ultra.
- Novo modo de suavização de serrilhado (anti-aliasing) chamado "Suavização Transparente" ("Transparency Anti-Aliasing") que aumenta a qualidade de imagem dos jogos 3D.
- Recursos de melhoria de imagem para vídeo 2D (de-interlacing, inverse 3:2 e 2:2 pull-down) coletivamente chamados PureVideo pela nVidia.
- De acordo com a nVidia, o GeForce 7800 GTX oferece melhorias de até 60% no recurso HDR (High Dynamic Range) em comparação ao GeForce 6800 Ultra. O recurso HDR é usado para melhorar a iluminação e nós explicaremos o que é este recurso mais adiante.
- Consumo ligeiramente inferior ao do GeForce 6800 Ultra: o GeForce 7800 GTX consome entre 100 e 110 W enquanto o GeForce 6800 Ultra consome entre 110 e 120 W. Se você levar em conta que o GeForce 7800 GTX tem 36% transistores a mais do que o GeForce 6800 Ultra (302 milhões x 222 milhões) – o que levaria a um aumento de consumo –, este novo chip é mais eficiente em termos de consumo elétrico.
- Necessita de uma fonte de alimentação de 350 W ou de 500 W caso esteja operando em modo SLI.
- Barramento PCI Express x16.
- O GeForce 7800 GTX roda a 430 MHz com 256 MB de memória GDDR3 de 256 bits rodando a 1,2 GHz e com preço sugerido para o mercado norte-americano de US$ 599,00.
- Modelos mais baratos baseados no mesmo núcleo devem ser lançados, mas por enquanto a nVidia não anunciou oficialmente os nomes nem as especificações.
Vamos ver agora como este novo chip funciona.
Arquitetura
A arquitetura do GeForce 7800 GTX pode ser vista na Figura 2.
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Figura 2: Arquitetura geral do GeForce 7800 GTX.
Os blocos grandes ao centro são as canalizações de pixel shader. Como você pode ver, há seis blocos com quatro canalizações cada, dando um total de 24 canalizações de pixel shader. Abaixo deles você pode ver uma referência a um cache L2, que falaremos em um minuto. No topo você pode ver oito blocos, que são as oito canalizações de vertex shader desse chip.
Na Figura 3 você pode ver o diagrama em blocos de uma das canalizações de vertex shader e na Figure 4 você pode ver o diagrama em blocos de uma das canalizações de pixel shader. Como você pode ver, tanto as canalizações de vertex shader quanto as de pixel shader têm acesso a um cache L2 de texturas, que aumenta o desempenho do chip, e as canalizações de pixel shader têm ainda acesso a um cache L1 de texturas.
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Figura 3: Canalização de vertex shader do GeForce 7800 GTX.
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Figura 4: Canalização de pixel shader do GeForce 7800 GTX.
Na sére GeForce 7800 mais poder computacional foi colocado dentro das canalizações de pixel shader. Na série GeForce 6800, cada canalização consistia em duas unidades de shader com uma unidade de textura entre elas. Cada unidade de shader tinha um poder de processamento de quatro operações por pixel, com cada canalização atingindo, portanto, um total de oito operações por pixel. Na arquitetura do GeForce 7800 GTX, a unidade de textura foi movida e colocada ao lado da primeira unidade de shader (e não entre as unidades de shader) e o desempenho de cada unidade de shader foi aumentada para 10 operações por pixel, fazendo com que a canalização tenha um poder de processamento de 20 operações por pixel, um aumento de 150% sobre a arquitetura do GeForce 6800. Impressionante.
Melhorias na Qualidade de Imagem 3D
Dois novos recursos foram adicionados ao GeForce 7800 GTX para aumentar a qualidade de imagem: High Dynamic Range (HDR) e suavização transparente (transparency anti-aliasing).
High Dynamic Range (HDR)
O problema da iluminação é que no mundo real luzes têm brilho ilimitado e o olho humano tem uma percepção de 14 dB (10^14:1), mas placas de vídeo usando um registrador padrão de 32 bits só é capaz de reproduzir 2,4 dB (255:1), porque são usados somente 8 bits para armazenar cada componente de vídeo (R, G, B e alfa). A GeForce 7800 GTX, para aumentar a qualidade de imagem, usa registrador de 128 bits para o HDR, com 32 bits para cada componente de vídeo. A diferença na imagem você pode ver na Figura 5.
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Figura 5: Comparação entre um sistema que não usa HDR (registrador de 32 bits, 8 bits para cada componente de vídeo) e sistema HDR usando registrador de 128 bits (32 bits para cada componente).
A GeForce 7800 GTX usa sua unidade de ponto flutuante para produzir o HDR e não sua unidade de inteiros, como ocorre em outras placas de vídeo.
Suavização Transparente
A melhor maneira de explicar o efeito da suavização transparente é compará-la visualmente à suavização de serrilhado padrão.
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Figura 6: Suavização de serrilhado padrão.
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Figura 7: Suavização transparente.
Melhorias na Qualidade de Imagem 2D
Coletivamente chamadas de PureVideo pela nVidia, melhorias de imagem 2D foram adicionadas basicamente para corrigir entrelaçamento e telecinagem.
Vídeos originalmente voltados para serem exibidos em aparelhos de TV são entrelaçados, pois este é o modo em que os aparelhos de TV funcionam. No modo entrelaçado, cada quadro de vídeo tem somente metade das linhas de vídeo disponíveis. Monitores de vídeo usados pelos computadores usam varredura não-entrelaçada (ou progressiva, como também é chamada), que é capaz de mostrar todas as linhas disponíveis em todos os quadros. Desta forma, quando reproduzimos um vídeo no micro podemos ver que o vídeo não apresenta a melhor qualidade de imagem possível. O GeForce 7800 GTX possui uma unidade para remoção do entrelaçamento (de-interlacing), que cria as linhas que faltam em cada quadro de vídeo, melhorando a qualidade de imagem de vídeos 2D.
Quando filmes são convertidos para vídeo, outro problema surge. Filmes são gravados a 24 quadros por segundo, enquanto devem ser passados a 30 quadros por segundo na TV. Desta forma, o filme precisa passar por um processo chamado telecinagem, que cria os seis quadros por segundo que estão faltando. Às vezes este processo não é bem feito e você percebe que a qualidade de imagem não é a melhor possível. O GeForce 7800 GTX oferece dois recursos para reverter a telecinagem e resolver este problema, chamados inverse 3:2 e 2:2 pull-down.
Originalmente em http://www.clubedohardware.com.br/artigos/1034
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