Семейство NVIDIA GeForce 6

 

В 2004 г. компания NVIDIA разработала семейство графических процессоров GeForce 6ххх, аппаратно поддерживающее пиксельные и вершинные шейдеры версии 3.0, что отвечает спецификации DirectX 9.0c. Флагманом семейства стал видеоускоритель GeForce 6800 Ultra на ядре NV40 (для интерфейса PCI Express существует вариант NV45), насчитывающем 222 миллиона транзисторов. В производственной линейке NVIDIA имеется чип NV48, который отличается от базового NV40 только тем, что выпускается на фабриках тайваньской компании TSMC. Графические процессоры семейства стали первыми изделиями, поддерживающими третью версию шейдеров на аппаратном уровне.

256-битная четырехканальная шина памяти NV40 обеспечивает подключение до 1 Гбайта памяти типа DDR, DDR2 или GDDR3. При установке памяти GDDRЗ пиковая пропускная способность шины достигает 35,2 Гбайт/с.

Высокую производительность обеспечивают 6 вершинных и 16 пиксельных конвейеров (каждый из которых, в свою очередь, оборудован двумя шейдерными блоками и одним блоком текстурирования). Одновременно могут работать либо два шейдерных блока, либо текстурный и один из шейдерных блоков.

Дизайн пиксельного конвейера выглядит как 16x1 (обработка 16 пикселов за такт по цвету и значению глубины) или 32x0 (обработка 32 пикселов за такт только по значению глубины). Например, если программа активно использует трафаретные тени, NV45 просчитывает 32 пиксела за такт по значению глубины. Если в программе предусмотрено наложение одной текстуры, NV45 обрабатывает 16 пикселов за такт. При наложении двух текстур производительность снижается до 8 пикселов за такт.

Архитектура NV45 предусматривает 6 вершинных блоков, поддерживающих технологию MIMD (много инструкций — много данных). Благодаря технологии динамического выполнения (больше вариантов по циклам и ветвлениям, новые функции подпрограмм) можно создавать более эффективный код и реализовывать новые методы для создания эффектов.

В семействе GeForce 6ххх предусмотрен отдельный программируемый видеопроцессор. Его можно считать чипом в чипе. Процессор поддерживает функции ускорения видео, а также оснащен аппаратным блоком кодирования/декодирования форматов MPEG 1/2/4 и декодирования формата WMV9.

Аппаратные функции декодирования подключаются автоматически, поскольку драйвер перехватывает все запросы DirecX 9 и направляет их на видеопроцессор.

Развивая линейку чипов семейства, компания NVIDIA выпустила «облегченное» ядро NV41. В нем имеется всего 12 пиксельных процессоров, а в остальном архитектура соответствует процессору NV45. Ядро NV42 является версией NV41, изготовленной по технологическим нормам 110 нм.

Для видеокарт среднего уровня предназначено графическое ядро NV43 (технормы 110 нм), полученное путем уменьшения вдвое числа вершинных и пиксельных процессоров, а также каналов памяти в сравнении с архитектурой NV40. Модификация NV43 стала первым графическим ядром со встроенным контроллером PCI Express.

В моделях видеокарт GeForce 6200/6600 LE используется ядро NV43V с четырьмя (вместо 8) пиксельными конвейерами. В младшей модели семейства GeForce 6200ТС используется ядро МУ44 с тремя вершинными и четырьмя пиксельными конвейерами.

Главным ограничителем производительности NV44 является подсистема памяти — ширина шины ограничена 64-битами. Конечно, такие видеокарты заметно проигрывают по уровню производительности своим полноценным собратьям, зато немного выигрывают у них по стоимости.

Линейка видеокарт GeForce 6ххх оснащена либо интерфейсом АСР, либо мостом NVIDIA HSI PCI Express, либо «родным» интерфейсом PCI Express. Мост позволяет передавать данные по шине AGP со скоростью до 16х (4,2 Гбайт/с) между графическим процессором и мостом.

Для электропитания GeForce 6800 Ultra компания NVIDIA рекомендует использовать системный блок питания с номинальной мощностью не менее 480 ватт. По данным компании, видеокарта потребляет около 110 Вт, две трети которых забирает графический процессор.

Неудивительно, что видеокарта оснащена двумя разъемами питания и мощной системой охлаждения.

К исходу 2004 г. компания NVIDIA сформировала полную линию видеокарт семейства GeForce 6ххх:

  • бюджетная линия 6200 (ядро NV43V/NV44);
  • основная линия 6600 (ядро NV43);
  • высокопроизводительная линия 6800 (ядро NV40/NV41/ NV42/NV45).