統一架構

套用於NVIDIA的新一代圖形處理器GeForce 88OO系列與原有的GPU相比最大的特色就是採用了統一架構(Unified Architecture).統一架構是相對於過去頂點著色器(Vertex Shader)和像素著色器(Pixel Shader)分離式架構而言的全新架構,在DirectX 8時代,GeForce 3將頂點著色器和像素著色器引入了渲染管線,前者負責控制3D物體的幾何形狀和光照陰影,後者負責處理物體表面的色彩和紋理,他們均靠顯示卡的硬體執行,相對於之前的T&L轉換與光照引擎,頂點和像素著色器不僅進一步釋放了CPU的運算能力,而且還能創建出動態水波,織物的褶皺等以往無法實現的3D效果,為遊戲開發者提供了巨大的創造空間,因此頂點著色器和像素著色器架構貫穿了整個DirectX8和DirectX 9時代。

簡介

套用於NVIDIA的新一代圖形處理器GeForce 88OO系列與原有的GPU相比最大的特色就是採用了統一架構(Unified Architecture).統一架構是相對於過去頂點著色器(Vertex Shader)和像素著色器(Pixel Shader)分離式架構而言的全新架構,在DirectX 8時代,GeForce 3將頂點著色器和像素著色器引入了渲染管線,前者負責控制3D物體的幾何形狀和光照陰影,後者負責處理物體表面的色彩和紋理,他們均靠顯示卡的硬體執行,相對於之前的T&L轉換與光照引擎,頂點和像素著色器不僅進一步釋放了CPU的運算能力,而且還能創建出動態水波,織物的褶皺等以往無法實現的3D效果,為遊戲開發者提供了巨大的創造空間,因此頂點著色器和像素著色器架構貫穿了整個DirectX8和DirectX 9時代!
隨著3D遊戲的逼真程度逐漸提高,GPU的渲染任務越來越繁重,圖形廠商普遍採用提高核心頻率和增加渲染管線的方式保證性能,頂點著色器和像素著色器的數量雖然隨之增加,但由於兩者功能的不同並且根據GPU渲染管線“生成頂點→設定三角形→像素紋理貼圖→光柵混合緩衝→顯存”固有工作流程,分離式的架構的弊端逐漸顯露出來。舉例來說,假如一個場景的幾何運算很多,而紋理材質運算相對簡單的話,就會出現頂點著色器的繁忙而像素著色器空閒的狀況。資源浪費的是其無法避免的缺陷。
統一架構能徹底解決這一問題,在GeForce 88OO的統一架構中,傳統的渲染管線被稱為“Stream Processing”的流線處理模式替代,更關鍵的是取消了專用的頂點著色器和像素著色器,取而代之的是統一的可程式流線處理器,GeForce8800最多具有128個流線處理器,任何一顆都可以運用於執行頂點,像素,幾何和物理著色操作,由於具有可程式的特性,將來他還能被用於其它運算能力。分離式架構渲染流程中的“生成頂點→設定三角形→像素紋理貼圖→光柵混合緩衝→顯存”現在全部統一由流線處理器完成,而且這些流線處理其採用並行的計算方式,因此可以提供兩倍於G71的像素填充能力,12倍於G71的頂點建模能力。總之採用統一架構的GPU具有空前的效率!

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