První PPU pro notebooky - Ageia PhysX v MXM

29. 8. 2007 07:00    Rubrika: Technologie    Autor: Jakub Pavlis

Hroutící se stavby, všude plno prachu, šlehání ohně, výbuch, letící střepiny a odhozená lidská těla... Větráky počítače běží naplno, procesor vytížen na 100% a ještě se počítač sem tam trhne. Co zkusit pro co nejrealističtější zážitek přidat další součástku? A co si tohle všechno vzít na cesty? První ''fyzikální'' karta pro notebooky je za dveřmi.

Nedávno jste se mohli na našem serveru dočíst o chystané novince určené především pro DTR notebooky určené pro hraní 3D her - PhysX kartě. Co všechno tato karta konkrétně umí se vám pokusím přiblížit na dalších řádcích.

Nejprve si pojďme říct, kam vlastně PhysX zařadit, co umí a k čemu nám bude dobrá. Spadá do kategorie PPU (physics processing unit, fyzikální procesor), což by podle výrobce měl být třetí do výkonové hry a vytvořit tak do budoucna pevnou trojici s CPU a GPU. Ty si mají rozdělit práci následujícím způsobem: CPU se bude starat o zabezpečení umělé inteligence programu/hry a celkovou koordinaci, grafika (GPU) o práci s texturami na povrchu předmětů, osvětlení, vizuální efekty a vykreslení na monitor, PPU („fyzika“) pak zajistí výpočty pohybu těles a především jejich vzájemné působení (srážky a následné změny pohybu). Budou sem patřit především výbuchy a různé destruktivní akce (stopy po kulkách ve zdech či tělech..  ), ale i třeba vlnění oblečení kolem těla, pohyb končetin, vítr ve stromech nebo chování kouře, mlhy nebo tekutin.

Představa o budoucím běžném uspořádání herního počítače podle firmy Ageia.

Ageia PhysiX je první samostatnou specializovanou grafikou, pojďme se podívat na její technické specifikace. Předně je nutno zdůraznit, že prozatím jsou dostupné pouze informace pro stolní řešení, které je připojeno přes stařičké PCI rozhraní (*1992). Podle výrobce maximální možná přenosová rychlost 133 MB/s bohatě stačí… PhysX má na ploše 182 mm² 125 milionů tranzistorů (pro srovnání, taková NVIDIA 8600GT, tedy střední třída, jich má 289 mil.) vyrobených 13mikronovým procesem. Na 128bitové rozhraní je připojeno 128 MB GDDR3 RAM. Pro sférické výpočty (sphere collision tests) má teoretické maximum na 530 milionech operací za sekundu, u konvexních 530 tisíc za sekundu. Stolní verze si řekne o 30 W, což je v době radiátorů na grafiku celkem příjemná suma.

Pro čtenáře Notebook.cz je ovšem určitě podstatně zajímavější informace, že Ageia v nejbližší době (cca měsíc) ve spolupráci s dalšími firmami (spekuluje se o Asusu a Dellu) vydá verzi v MXM modulu pro notebooky. Jen pro připomenutí – MXM je standardizovaný výměnný modul pro grafické karty vyvinutý firmou NVIDIA v roce 2004, určený je pro PCI Express sběrnici, ale nijak zvláštní revoluci v podobě slibovaných běžně výměnných karet nepřinesl. Jsem zvědav, jestli by s příchodem „fyzik“ mohl zažít renesanci, ale osobně tomu ani za mák nevěřím. Ageia tuto volbu odůvodňuje tím, že výrobci často nedodržují přesné specifikace PCI Express a sáma chtěla předejít tomu, aby lidé zanevřeli na nevyzkoušenou technologii kvůli případným naprosto nesouvisejícím problémům.

Vzhledem k tomu, že zatím spíše než samotná MXM karta byly představeny pouze propagační materiály, ví se toho o technických specifikacích notebookové verze ještě mnohem méně, Ageia je vůbec na jakákoli čísla velmi skoupá. Jediné, které se dozvíte, je celková energetická náročnost stlačená na 10 W, což je pro notebooky, zejména DTR, již dobře přijatelná hodnota (např. Core 2 Duo procesor má 34 W, dedikované grafiky střední třídy okolo 15-25 W). Kromě toho, že PhysX čip byl „optimalizován“ či „upraven“ se ovšem nic o způsobu ušetření nedovíme.

Každého jistě zajímají fakta. Jak si fyzika vede v „bojovém“ nasazení? Na internetu jsou prozatím k dispozici dva testy na stránkách anandtech.com. V syntetickém firemním testu si pochopitelně vede na výbornou, zajímavější je však herní test, který dopadl velmi ambivalentně.

Screenshot ze hry GRAW, nahoře s PhysX, dole bez PhysX.

Na první pohled je zřejmé, že na obrazovce je podstatně více předmětů a jsou v daném okamžiku ostřejší. Na druhou stranu se však výrazně snížila framerate (počet vykreslení za sekundu), v závislosti na procesoru a nastavení detailů až o dvě třetiny! A opět zajímavost, čím vyšší rozlišení a kvalitnější CPU, tím byl úbytek menší (cca 9%), naopak u slabých procesorů až o 40%, podle testerů by problém mohly zavinit především nedotažené ovladače, a samozřejmě nevyzkoušené technologie. Navíc je značně netransparentní, co kdy a jak počítá právě PPU. Posuďte samy:

Rozdíly framerat ve hře GRAW..

Důležité u takto mladé technologie je také zavádění do praxe, a to není špatné. Prozatím PhysX podporují herní engine Unreal 3 od Epic (Unreal Tournament 2007), Gamebryo od Emergent Entertainment (např. TES Oblivion),Reality Engine (CellFactor). V současné době má Atria na svém webu uvedeno 19 podporovaných her a několik dalších ve vývoji.

Firma Ageia o sobě tvrdí, že je prvním a jediným výrobce dedikovaných fyzik na světě (jestlipak nezopakuje příběh 3dfx, pamatujete…). Pravda to je i není. Opravdu se jedná o jedinou kartu s touto specializací. Velikou konkurencí jí může ale být software Havoc SDK, který umožňuje počítat fyzikální úlohy na nejvýkonnějších grafických kartách jak od ATI, tak od NVIDIA (ale podporuje i PhysiX) – tedy pokud jsou propojeny v Crossfire nebo SLI. Nevýhodou Havocu je však poměrně vysoká cena potřebných karet.

To je také hlavní tahák, kterým se snaží výrobce přitáhnout zákazníky (a tedy i herní developery) – opět vyšší stupeň reality na monitorech za zajímavou cenu, modul PCI pro stolní počítače se v Čechách(!) pohybuje kolem 4500 Kč včetně daně.

Je krásné, že i opravdu nejmodernější technologie pro výkon a zábavu najdou cestu do notebooků prakticky bez opoždění proti desktopům. Je sice pravda, že první generace musí mít své mouchy, ale PPU jsou nejspíše krokem vpřed pro oblast počítačové zábavy. Osobně sice považuji volbu MXM modulu za nepříliš praktickou a perspektivní, ale 10W čip si určitě najde svou cestu i jinudy. A teď mě omluvte, jdu si hrát…