Ati

Radeon 9000Pro

Autore:  Nicola Colavitto

Data:  04/10/2002 

Prezzo:  non disponibile per la vendita

Introduzione:

Lo scorso luglio, Ati Technologies ha presentato al pubblico le sue due nuove creazioni grafiche destinate al mercato desktop: l’R300 e l’RV250. Mentre il primo è, tutt’oggi, il più innovativo e potente chip grafico presente sul mercato, con il secondo Ati vuole definitivamente entrare nel mainstream, il mercato della produzione di massa.

L’RV250 rappresenta una esemplificazione ed evoluzione del “vecchio”, ma pur sempre valido, R200 del Radeon 8500. Gli ingegneri canadesi hanno saputo “snellire” l’R200 passando da due TMU (Texture Mapping Unit) ad una, migliorando tanto il motore geometrico (anche se con una unità di Vertex Shader invece che due) quanto quello di Pixel Shader, sfruttando 10 bit per colore e non più 8 come nel Radeon 8500 e implementando il decoder video Rage Theatre on chip.

Tutte queste ottimizzazioni confermano l’uso del termine “snellire” di cui prima: Ati è riuscita a creare un chip relativamente semplice (40 milioni di transistor invece che 60 milioni tipici del Radeon 8500) limitando i costi ed integrando Vertex e Pixel Shader in standard DirectX 8.1 a livello hardware.

L’RV250 è venduto in due versioni: il Radeon 9000 e il Radeon 9000Pro. Questi differiscono solo per le frequenze di funzionamento del chip e della memoria (250/400Mhz per il primo, 275/550Mhz per il secondo). Oggi ci occuperemo della versione potenziata dell’RV250: il Radeon 9000Pro, che tanti consensi sta raccogliendo tra il pubblico. L’esemplare pervenuto è un sample che Ati specifica di non destinare al consumatore finale. Questa decisione è il risultato di una nuova strategia della casa canadese che, come nVidia, si preoccupa solo della progettazione e realizzazione dei chip e non più della loro vendita, che ora viene affidata ad assemblatori esterni; perciò spariranno le schede “Built by Ati” dagli scaffali dei rivenditori, sostituite dalle “Powered by Ati”.

Specifiche:

Caratteristiche:

Come precedentemente affermato, l’RV250 si basa sulla stessa tecnologia dell’R200 e cioè su: Charisma Engine II, Pixel Tapestry II, Video Immersion II, Truform, Smoothvision e Hydravision.

Il Charisma Engine II è il motore di T&L incluso nella tecnologia Radeon. Scopo di tale “engine” è sobbarcarsi del lavoro svolto di norma dalla CPU nella trasformazione, taglio e illuminazione dei pixel di ogni frame e gestire, con migliori e maggiori ottimizzazioni, la gestione poligonale. Avere una unità di T&L hardware, oggi praticamente su ogni nuova scheda grafica, permette di relegare tutto questo tipo di lavoro su un dispositivo che regala immagini più ricche di dettagli e quindi più reali, a parità di fluidità. Al processore si lasciano compiti più generali (collisioni tra oggetti, intelligenza artificiale, fisica dei corpi, ecc.) mentre l’unità di T&L bada alla gestione grafica. Una prima differenza con il Radeon 8500 si ha proprio qui: l’RV250 ha una più efficiente gestione poligonale che consente di gestire meglio oggetti con elevato numero di poligoni. Al contrario il nuovo chip canadese presenta una sola unità di Vertex Shader (contro i due dell’R200). Ricordiamo alcune funzionalità del Charisma Engine II: il Vertex Skinning e la Keyframe Interpolation. La prima è essenzialmente una tecnica che pone rimedio ad un difetto che porta con se la Skeletal Animation, il metodo di animazione ”scheletrico” che, definendo il moto di uno scheletro (che fa da “impalcatura”), definisce contemporaneamente quello del resto del corpo fisico connesso allo scheletro (in un uomo: muscoli, pelle, ecc.). In questo modo si definisce il moto di molti altri vertici e texture senza averne a priori definito alcun valore. Spesso, però, si incorre nell’artefatto grafico di “mancato legamento” tra le ossa, cioè si creano dei vuoti tra gli interstizi dell’ossatura.

Il carico computazionale è notevole poiché si opera con trasformazioni matriciali, tali da associare una matrice diversa per ogni “osso” (bone) che influenza un dato vertice. Il Charisma Engine II supporta sino a quattro matrici calcolabili via hardware.

L’altra caratteristica è il Keyframe Interpolation o Vertex Morphing. Scopo di questa tecnica è migliorare il risultato di morphing degli oggetti dall’elevato numero di poligoni come i visi umani, sfruttando il maggior numero possibile di entità geometriche e senza perdere fluidità durante l’animazione. Si necessitano soltanto di due frame (di partenza e di arrivo) e la GPU calcola tutto il resto riducendo di molto i requisiti di memoria.

Il Pixel Tapestry II è il motore di rendering: supporta filtro bilineare, trilineare, anisotropico e diversi effetti di bump mapping (dal semplice Emboss al più dettagliato e flessibile Environment Mapped Bump Mapping, passando per il Dot Product 3; dal semplice Spherical al più preciso dual-paraboloid, per finire al più dettagliato Cubic Environment Mapping). Ma il vero cavallo di battaglia del Pixel Tapestry II è il supporto ai Pixel Shader programmabili. Le quattro pipeline di Pixel Shader, e l’unica di Vertex Shader, appartengono al motore programmabile Smart Shader. Ricordiamo che Ati è stata la prima sul mercato (nonché unica), ad aver presentato il supporto per la versione 1.4 dei Pixel Shader, invece della solita 1.3. Vero è che, oggigiorno, i moderni giochi DirectX 8.1 compatibili sfruttano la versione 1.3, ma poco rimane da attendere per il supporto completo dei nuovi effetti programmabili.

La tecnologia HyperZ II è dedicata alla gestione delle informazioni riguardanti i dati di profondità dei pixel. Questa, a sua volta, si compone di tre sotto-tecniche: l’Hierarchical Z, la Z Compression e il Fast Z Clear. La prima è una tecnica di Hidden Surface Removal (HSR) con lo scopo di evitare calcoli inutili sui pixel non visibili (overdraw). Analizzando tessere di 8x8 pixel, la GPU evita il calcolo dei 64 pixel solo se tutti questi sono nascosti, altrimenti, anche se solo uno è visibile, procede al “solito” calcolo. La Z Compression serve a comprimere e decomprimere senza perdite di qualità, il flusso dei depth-data al fine di ridurre l’occupazione della banda passante della memoria video. Naturalmente è una compressione che non riduce la qualità dei pixel che verranno renderizzati. L’ultima tecnica si occupa della pulitura celere dello Z-buffer senza ulteriore uso della banda passante.

Con la tecnologia Video Immersion II, Ati identifica l’insieme di tutte le funzionalità che intervengono nella riproduzione video: compensazione hardware del moto, decodifica MPEG-2, deinterlacciamento adattivo e accelerazione iDCT hardware; il tutto a livelli elevati sia in termini di fluidità che di qualità.

Una nuova caratteristica del processore grafico RV250 è il Fullstream, una tecnica di ottimizzazione dei video compressi. Basandosi sull’uso dei Pixel Shader abbinati ai flussi video, questa funzionalità si occupa della minimizzazione del blocking, quell’artefatto grafico presente soprattutto nei video distribuiti su Internet. Infatti, a causa della compressione, i dati sono insufficienti a dare una buona resa del video, perciò si creano dei blocchi di colore durante la riproduzione che penalizzano la qualità grafica. Il Fullstream interviene proprio sui flussi video in codifica iDCT, permettendo di liberare la CPU di quel 70% di carico dovuto, secondo Ati, proprio al de-blocking. Non è possibile attivarlo immediatamente (se non nel RealPlayer), perciò Ati sta stringendo accordi con diverse software house per la realizzazione di driver con aggancio diretto ai codec: per rendere l’idea, sarà possibile applicare il Fullstream ai propri video MPEG (es. DivX), migliorandone non solo la fluidità, ma anche e soprattutto la qualità.