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SGX - PowerVRs Shader-Grafik
weiter mit SGX

Nachdem der ISP, die HSR Einheit, eine Tile abgeschlossen hat, werden die Daten der TSP für die Ausführung der Pixeloperationen übergeben, hier erfolgen anschließend auch alle post-processing Operationen, bevor die Daten der Tile dann in den Frame-Buffer geschrieben werden.

SGX

Die USSE des SGX ersetzt während der Bearbeitung der Dreiecke im TA bzw. der Pixel im TSP große Teile der früher als fixed-function Einheiten ausgeführten Pipeline. So werden natürlich die Vertex-Shader, die Pixel-Shader, die Alpha-Test, das Alpha-Blending, aber auch Teile des Texturing und Shading durch die USSE durchgeführt bzw. unterstützt.

Sollte eine Pipeline nicht leistungsfähig genug sein, können auch mehrere Pipelines verwendet werden, der SGX 535 hat z.B. zwei Pipelines.
Hierbei werden nicht alle Teile der Pipeline verdoppelt, auch werden diese nicht vollständig getrennt.

zwei Pipelines

Es gibt zwar weiterhin nur eine HSR Einheit, diese bearbeitet aber zwei getrennte Pixelbereiche einer Tile. Wenn eine Pipeline eine Tile-Größe von 16x16 Pixel hat, so haben wir jetzt 32x16 Pixel, wobei jede Pipeline für die Pixel der jeweiligen Hälfte zuständig ist. Diese Trennung erfolgt nur auf Pixelebene, die Bearbeitung der Dreiecke wird über den Scheduler frei über alle ALUs der Pipelines verteilt.
Bei einer weiteren Verdoppelung wie z.B. beim SGX545 steigt dann die Tile-Größe auf 32x32 Pixel, ob eine weitere Vergrößerung der Tile sinnvoll ist, möchte ich bezweifeln. Bei einer Vervierfachung der Tile-Größe vervierfacht sich in der Regel auch die Anzahl der Dreiecke, die in der HSR Einheit untersucht werden müssen, noch höher zu gehen erscheint mir nicht sinnvoll.
Dann ist es aber problemlos möglich eine zweite parallel arbeitende HSR Einheit einzuführen.

Ein großer Vorteil der unified Shader, wie sie hier in den USSE vorliegen, ist Load-Balancing! Hat man feste aber getrennte Vertex- und Pixel Shader sind je nach Szene mal die einen und mal die anderen Shader nicht ausgelastet. Bei unified Shadern tritt dieser Effekt nicht auf, solange die Shader entkoppelt sind.
Hier liegt gerade ein großer Vorteil der PowerVR Architektur! Da die Vertex Shader im TA an Szene N arbeiten und die Pixel Shader im TSP an Szene N-1, sind die Shader auf jeden Fall vollständig unabhängig.

SGXs Feature Set geht über die Forderungen von SM 3.0 hinaus. Obwohl die SGX-Kerne sehr klein sind, unterstützen sie Procedurale Geometrie wie High-Order Surfaces, Data instancing u.a..
Natürlich werden ebenso MRTs als auch FP16 HDR unterstützt. Der SGX ist fähig bis zu 16x FSAA, wobei 4x MSAA mit 4x SSAA kombiniert werden können.
Es wäre sicher interessant, sich einmal etwas näher mit dem trilinearen Filtering wie auch PowerVRs anisotropen Filtering zu beschäftigen. Dies behalte ich mir vor, bis ich selbst über ein Gerät mit SGX Grafik verfüge, außerdem macht es bei den gegenwärtigen Intel Treibern keinen Sinn.

Update vom 10.01.2009
PowerVR SGX5XT
Damit hatte ich nicht gerechnet, ich hatte hier schon an SGX6xx gedacht! So kann man sich irren.
Mit dem ersten SGX5XT Core, dem SGX543, geht es doch einen ganzen Schritt weiter.
Zwei Dinge zeichnen den SGX5XT besonders aus, zum einen ist es die massiv verbesserte Shader-Einheit, hier haben wir nahezu eine Verdopplung des Datendurchsatzes woraus die fast Verdopplung der Geschwindigkeit des SGX543 zu wesentlichen Teilen resultiert und auf der anderen Seite die Multi-Prozessor Unterstützung.
Mit der nahezu Verdopplung der Geschwindigkeit erreicht der SGX543 mit seinen vier Pipelines fast die Geschwindigkeit, die eigentlich für die Kerne der SGX55x vorgesehen war und kann somit den SGX555 nahezu ersetzen, wenn dann das Feature-Set stimmt. Über die Feature ist noch nicht so sehr viel bekannt gegeben worden.
Sehr interessant ist aber auch die Multi-Prozessor Unterstützung des SGX5XT.
Natürlich muss ein gewisser Hardware-Aufwand betrieben werden, um eine Multi-Core Unterstützung zu realisieren. Wo es aber nicht ausschließlich um die Transistorzahl und damit den Verbrauch geht, sondern auch Leistung eine gewisse Rolle spielt, sagen wir z.B. bei der Grafik für Notebooks, da wäre mit einem Multi-Core fähigen Grafikkern auch sehr schnell eine höhere Grafikleistung, auf Kosten von etwa 10% mehr Transistoren je Core, möglich.
Es bleibt spannend!
Soweit ich gehört habe, wird die Serie 6 dann auch einige Dinge im oben beschriebenen Aufbau ändern, es betrifft unter anderem die HSR-Einheit, aber dazu zu gegebener Zeit mehr! :)


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 SGX - PowerVRs Shader-Grafik
 13 Seiten
 verfasst von loewe
 Sonntag - 04.01.2009 - 18:53 Uhr
[1]  Einleitung
[2]  Die SGX Grafikkerne
[3]  Aufbau des Grafikkerns Teil 1
[4]  Aufbau des Grafikkerns Teil 2
[5]  PowerVR – Die Technologie
[6]  PowerVR - Das HSR Teil 1
[7]  PowerVR - Das HSR Teil 2
[8]  PowerVR - Das HSR Teil 3
[9]  zurück zum SGX
[10]  Intel SCH – SGX535 Teil 1
[11]  Intel SCH – SGX535 Teil 2
[12]  Intel SCH – SGX535 Teil 3
[13]  Fazit