Tessellation e Anti-Aliasing

Nvidia si è concentrata molto su geometria e prestazioni anti-aliasing, nello sviluppo dell’architettura Fermi. Entrambe le caratteristiche influiscono in maniera differente sulle applicazioni, ma si basano sulla stessa idea: migliorare il realismo e la qualità dell’immagine.

Tessellation: standardizzata nelle DirectX 11

La Tessellation non è una novità , ma da quando è entrata nelle DirectX 11 è diventata un termine molto di moda. Negli ultimi mesi abbiamo visto molti giochi con il supporto alla Tessellation, ma francamente abbiamo notato ben poche differenze, salvo che in alcune dimostrazioni tecniche, dove gli effetti di questa tecnica sono davvero impressionanti. Per i giochi, restiamo in attesa di vedere qualcosa di davvero rilevante.

Ognuno dei 15 Shader Multiprocessor della GeForce GTX 480, e dei 14 della GTX 470, include il suo PolyMorph Engine che lavora con il resto degli SM per prelevare vertici, applicare la tessellation, effettuare le trasformazioni, attribuire la configurazione e inviare il risultato in memoria.

In ogni stadio, l’SM gestisce vertex/hull shading e domain/geometry shading. Da ogni motore PolyMorph, le primitive sono inviate ai raster engine, ognuno in grado di gestire otto pixel per clock (totalizzando 32 pixel per clock per l’intero chip).

Perché si rende necessario rendere tutto più granulare, per il modo in cui veniva gestita la geometria, quando un front-end a funzione fissa monolitica ha dato prova di funzionare bene in passato? Dopo tutto, ATI non ha abilitato le unità di Tessellation in sei generazioni di GPU (dal TruForm del 2001)? Certo, ma quanti giochi, dal 2001 a oggi hanno tratto vantaggi dalla Tessellation? Questo è il punto.

Fin dai giorni dell’architettura della GeForce 2 sentiamo parlare di pixel e vertex shading programmabili. Ora possiamo contare su shader impressionanti in grado di aggiungere molti dettagli agli ultimi giochi DirectX 9 e 10 (Nvidia parla di un aumento di 150 volte delle prestazioni shading passando da una GeForce FX 5800 a una scheda della serie GT200). Tutti noi però abbiamo visto geometrie che rovinavano completamente il realismo dei nostri giochi preferiti. La prossima frontiera è quindi quella di migliorare il realismo, facendo un salto evolutivo nella geometria.

Dimostrazione della Tessellation Nvidia

Per migliorare le prestazioni e rendere l’uso della Tessellation più semplice, Nvidia ha dovuto abbandonare il front-end monolitico per un design parallelo. Questo è il motivo dei 4 raster e dei 15 o 14 PolyMorph engine. L’azienda naturalmente ha una propria demo che mostra quanto il GF100 sia più efficiente dell’architettura Cypress (il core grafico delle schede ATI HD 5800), che è basata su un design monolitico. Noi abbiamo usato il gioco Alien vs. Predator con Tessellation abilitata e disabilitata, per fare un confronto più realistico.

Purtroppo AvP non si è dimostrato la scelta migliore per misurare le prestazioni con l’uso della Tessellation, perché questa tecnica è applicata solo ai modelli degli alieni. Abbiamo quindi usato il benchmark Unigine Heaven per valutare l’efficienza dell’architettura con l’uso della Tessellation.

I risultati erano abbastanza intuibili, ma è interessante notare il calo di prestazioni con l’applicazione della Tessellation. Le Radeon HD 5970, 5870 e 5850 scendono al 66 %, 65 % e 65 % delle prestazioni originarie. La GeForce GTX 480 e 480, invece, calano solo fino all’83%.

Possiamo quindi affermare che l’architettura Fermi perde meno prestazioni rispetto al design AMD quando entra in gioco la tessellation. Bisogna però anche tenere conto che questo elemento avrà un ruolo rilevante solo con i giochi futuri, e per ora la sua importanza è trascurabile. La tessellation non si diffonderà davvero fino a che non sarà supportata anche dalle schede grafiche di fascia media, e per ora solo AMD ne ha in catalogo. Con l’adozione dell’hardware DirectX 11, tuttavia, gli sviluppatori saranno più spronati a usare tecniche che possano migliorare i loro titoli.