{转贴} G8X/G9X（也就是8series and 9 series)的shader能够跑上1.X+GHz 的秘密

eremitic

从DirectX 9开始GPU引入可编程着色器（programable shader），这些shader可以对顶点、像素等对象的属性进行复杂的计算，达到千变万化的画面效果，而传统GPU上曾经扮演重要角色的固定功能单元——例如纹理映射单元（TMU）、光栅操作处理器（ROP）重要性正逐渐削弱。

基于这一趋势，NVIDIA在第二代DirectX 9 GPU——NV4x上开始让shader的资源达到两倍于TMU、ROP的数量，ATI也在RADEON X1900/1600系列开始让shader的数量达到TMU/ROP的三倍。

有趣的是NVIDIA在GeForce 7系列上引入了异步几何单元时钟技术，让vertex shader的速度比pixel shader高出几十个MHZ，一定程度上达到了提高vertex shader处理的速度。

在2004年2月ATI宣布和美国德州的Intrinsity合作，获取后者的Fast14电路设计技术授权，该技术能让GPU逻辑电路的时钟达到4倍的速率，以当时来看可以做到1.6GHz到2.4GHz。

不过在ATI采用上Fast14之前就与AMD合并，而获取Fast14技术3年后推出的R600家族产品并未使用上改技术，GPU内的各个关键逻辑单元仍然保持同步的速率（shader、TMU、BE都运作于同一个频率上）

而ATI的竞争对手——NVIDIA虽然没有获取Fast14技术，但是在06年年底推出的G80却引入了1.35GHz shader、575MHz ROP的异步时钟技术，成为首枚shader时钟超过1GHz的GPU产品。

不仅G80具备shader/ROP异步时钟技术，事实上整个G8x家族都具备该特性，成为G8X系列的一个重要技术亮点。

shader之所以能够跑上1.X+GHz等级，关键在于其运算特性决定的。和TMU需要频繁访问显卡内存不同的是，现在的shader运算非常依赖于片载cache，这和CPU设计非常类似。为此G8x的设计师为G8x的每个SM（streaming multi-processor）选择了小而简单的cache（以PDC为例，时延可以达到极快的1个周期），从而让高频的shader设计成为可能。

严格来说，G8x每个SM里的16KB PDC并不算是严格意义上的cache，而是类似Cell SPE中的local storage来使用的。16KB的大小可以实现较短的访问时间，按照Tarjan、Thoziyoor、Jouppi[2006]的研究，16KB的 cache访问时间比256KB快大约38%

real.gigaleon

原帖由 eremitic 于 2008-2-28 08:10 PM 发表
从DirectX 9开始GPU引入可编程着色器（programable shader），这些shader可以对顶点、像素等对象的属性进行复杂的计算，达到千变万化的画面效果，而传统GPU上曾经扮演重要角色的固定功能单元——例如纹理映射单 ...

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eremitic

不太记得了，好像叫什么hell.......

history 又洗了。。。。。