اگر به گرافيك كامپيوتری علاقه‌مند باشيد حتما به‌خاطر داريد كه سال‌های 99 و 2000 ميلادی رويدادهای ناخوشايندی به همراه داشت. سال‌هايی كه در آن 3dfx به واسطه يك اشتباه استراتژيك يعنی خريد STB دچار مشكلات فراوانی شد و نتوانست نيروی كافی صرف طراحی و توليد پردازنده‌های گرافيكی كارآمد كند. به همين جهت در عرصه تجاری مقابل رقيب خود يعنی nVIDIA شكست خورد و بعد از مدت كوتاهی توسط همين رقيب خريداری شد ، حادثه‌ای كه منجر به پيشرفت هرچه بيشتر nVIDIA و بازماندن ديگر رقبا نيز شد. حتی شركتی مانند S3 با سابقه بسيار زياد نيز از دست اين رقيب جان سالم به‌در نبرد و بخش توليد چيپ‌ست‌های گرافيكی خود را ناچارا به VIA فروخت . اما Matrox كه سال‌ها با در اختيار داشتن قوی‌ترين پردازش 2 بعدی در محصولات خود مشهور بود با ديدن اوضاع ترجيح داد كه فعلا از خير توليد پردازنده های 3 بعدی بگذرد و به سراغ همان محيط‌های 2 بعدی خصوصاً محصولات ويرايش ويدئويی برود. اوضاع برای 3D Labs هم بهتر از اين نبود هرچند كه هيچگاه به صورت رسمی اعلام كناره‌گيری از اين بازار را نكرد اما عملا فعاليتی از خود نشان نمی‌داد. پس تنها رقبای باقی مانده يكی STMicro با سری محصولات KYRO بود كه هيچگاه تهديدی جدی برای nVIDIA به شمار نمی‌رفت، و ديگری ATI كه با وجود تلاش بسيار هميشه چند گام عقب‌تر از nVIDIA حركت می‌كرد. اين وضعيت تا حدود 6 ماه پيش ادامه داشت تا اينكه ATI جديدترين توليد خود با نام Radeon 8500 را روانه بازار كرد ، كارتی كه تمام پردازنده‌های nVIDIA به جز GeForce 3 TI 500 را پشت‌سر نهاد ، هر چند كه در بعضی محيط‌ها اين يكی را هم به طور محسوسی كنار گذاشت، آن هم با قيمتی پايين‌تر و امكاناتی مناسب‌تر . در واقع اين شروع فصلی تازه برای گرافيك كامپيوتری به شمار می‌رود چراكه در عرصه پردازنده‌های گرافيكی تحولی ايجادكرد و متعاقب آن nVIDIA با معرفی خانواده GeForce 4 بار ديگر پرچمدار ميدان شد اما شركت‌های ديگر نيز مجدداً به صحنه بازگشتند كه از جمله آنها می‌توان به 3Dlabs اشاره‌كرد كه با نوع جديدی از پردازنده با عنوان VPU (Visual Processing Unit) يا واحد پردازش بصری به ميدان بازگشت. همينطور Matrox كه با تراشه Parhelia-512 خود شگفتی همگان را برانگيخت. SIS هم كه سابقاً ادعايی در مورد محيط‌های 3 بعدی نداشت اكنون با Xaber خود سعی می‌كند تا نامی در اين محيط بر جای بگذارد

در اين مقاله سعی می‌كنيم تا با مشخصات و امكانات اين تازه واردان بيشتر آشنا شويم.

ابتدا به سراغ Parhelia-512 از Matrox می‌رويم:

   همانطور كه از نام اين كارت بر می‌آيد باس رم آن 256 بيتی می‌باشد البته از نوع DDR. به عبارت ديگر، می‌تواند در هر بار 512 بيت از اطلاعات را هم‌زمان ميان چيپ‌ست و حافظه گرافيكی ردو بدل نمايد، يعنی 2 برابر سريع‌تر از سريع‌ترين GeForce 4، البته در صورت استفاده از رم‌هايی با فركانس يكسان. با اين شرايط نمی‌توان انتظار داشت كه قيمت ابتدايی اين چيپ‌ست يا كارت‌های مبتنی بر آن به ارزانی Radeon 8500 يا GeForce 4 باشد. از طرفی به دليل اينكه Matrox خود برای چيپ‌ست‌هايش برد توليد می‌كند قيمت تمام شده آن قدری بالاتر می‌رود . پس می‌توان متصور بود كه هدف نهايی اين محصول كاربردهای سنگين‌تر و به قول معروف High-End است. اين پهنای باند بالا و در واقع 256 بيتی بودن گذرگاه رم Parhelia موجب شده تا تعداد پايه‌های اين پردازنده به شكل قابل توجهی نسبت به پردازنده‌هايی با باس 128 بيتی افزايش پيداكند . تا حدی كه بوردی بر مبنای آن ناچارا به 8 لايه احتياج‌دارد تا بتواند تمامی ارتباط‌ها را برقراركند .اما سختی توليد اين نوع مدار چاپی ناديده گرفته می‌شود وقتی صحبت از پهنای باند 20 GB/S در ميان باشد، آنهم با رم‌های 300 MHz كه در حالت DDR اصطلاحاً 600 MHz ناميده می‌شوند. Parhelia همچنين دارای نوعی كنترل كننده هوشمند حافظه می‌باشد كه با داشتن چندين بخش كنترل كننده مجزا توانايی بهينه‌سازی حافظه مربوط به عمق و بافت را نيز دارا می‌باشد . علاوه‌بر تمام اينها Matrox قابليت پاك‌كردن سريع بردار Z كه مربوط به عمق محيط‌ها و اشياء می‌باشد را نيز برای Parhelia طراحی كرده. Cache های داخلی پردازنده نيز موجب می‌شود كه در مواجهه با جريان بالای داده تنگنايی از لحاظ سرعت ايجاد نشود. تمامی واحدهای مربوط به عمق ، ضد لبگی (Anti Aliasing)، بافت و خروجی تصوير بطور جداگانه به آرايه كنترلگر 512 بيتی ارتباط دارند . همچنين همگی با يك نوع كاركرد مخصوص موجب بهينه‌سازی توان عملياتی حافظه می‌شوند. تمامی درخواست‌های اين بخش‌ها توسط آرايه كنترلگر حافظه بررسی می‌شود كه خود شامل قسمت‌های مجزا برای رسيدگی به اقسام گوناگون اطلاعات است. با وجود اين پهنای باند بالا، باز هم Matrox سعی‌كرده تا جريان داده در پردازنده كاملا بجا و كارا باشد. بطور مثال واحد پيش كشنده {نقطه بافت‌ها} و همينطور Cache طراحی شده‌اند تا حداكثر كارايی را زمان گرفتن بافت‌ها در هنگام فيلتر كردن تصوير و ايجاد حالت ضد لبگی داشته باشند. بخشی از وظايف واحد پيش كشنده بافت محاسبه مكان و زمان و ميزان {نقطه بافت‌هاست} كه موجب می‌شود تا كارت در تنگنا قرار نگيرد. و برای همين حافظه در هنگام پردازش‌ها هميشه به بهترين نحو مورد استفاده قرار می‌گيرد. بعد از اين مرحله اطلاعات در Cache مخصوص بافت قرار می‌گيرند تا برای پردازش ضدلبگی با چهار بافت هم‌زمان آماده باشند.

   يكی ديگر از پيشرفت‌ها مربوط به افزايش كارايی بخش عمق در قسمت‌های نگهداری ، خواندن و نوشتن و همچنين پاك‌كردن سريع حافظه ذخيره‌شده در اين بخش است كه توسط سيستم پيشرفته منطقی صورت می‌گيرد.

   از ديد امكانات 3 بعدی Parhelia بين DX 8.1 و DX 9 قرار دارد. سايه‌زن راسی ورژن 2.0 متعلق به DX 9 است در حالی‌كه سايه‌زنی نقطه‌ای ورژن 1.3 از توابع DX 8.1 به شمار می‌آيد. البته اين تركيب كمی عجيب به‌نظر می‌آيد وقتی كه سايه‌زنی راسی را می‌توان به‌صورت نرم‌افزاری مشابه‌سازی كرد، اما مشابه‌سازی سايه زنی نقطه‌ای كارايی را به شدت پايين می‌آورد. به نظر Matrox اين مورد دقيقاً نشان می‌دهد كه چطور سايه زنی راسی در نسخه‌های جديد می‌تواند كارا باشد.از همين‌رو سازندگان بازی‌های كامپيوتری می‌توانند اطمينان داشته باشند كه در هنگام استفاده از سايه‌زنی راسی مشكلی دامان كاربران را نخواهد گرفت، و اين مورد تضمين می‌كند تا اين سايه‌زنی راسی هميشه در بازی‌ها به كار گرفته‌شود. اما در مورد سايه‌زنی نقطه‌ای اوضاع كمی متفاوت است و سازندگان بازی بايد توجه كنند كه تنها تعداد اندكی از كارت‌های گرافيكی قادر به استفاده از اين افكت هستند اما در هر صورت اين امكان نيز مشكلی برای Parhelia به وجود نمی‌آورد.

امكانات سه بعدی:

آرايه، سايه‌زنی راسی، چهارتايی

   اين بخش از Parhelia كه زير مجموعه T&L به حساب می‌آيد شامل cache دستورات با 512 قسمت كه 256 بخش از آن بصورت ثابت و بهينه شده می‌باشد، به همين خاطر كارايی سايه‌زنی راسی در اين چيپ‌ست بسيار بالا می‌باشد. اين بخش بطور مستقيم با قسمت {نقشه سازی جايگزين} در ارتباط است، امكانی كه بصورت سخت‌افزاری در اين چيپ‌ست وجود دارد.

بخش نقشه‌سازی جايگزين(سخت‌افزاری)

   اين بخش در واقع برای استفاده از امكانی در DX 9 با همين نام ،طراحی‌شده كه كار آن ساختن مدل‌های 3بعدی از روی تصاوير خاكستری رنگ بعلاوه فريم‌های سه‌بعدی ساده است، اين سيستم آنچنان جديد نيست زيرا زمان زياديست كه در ماهواره‌های جغرافيايی از آن استفاده می‌شود اما برای اولين‌بار است كه در كامپيوتر كاربرد پيدا می‌كند. نحوه عمل آن بدين شكل است كه پردازنده با در نظر گرفتن نقاط خاكستری رنگ يا حتی اطلاعات مشخص‌شده در نقشه‌های جايگزينی می‌تواند مقادير بردار Z را توليد نمايد. با استفاده از اين سيستم ديگر نيازی نيست تا تمامی مشخصات سه بعدی اجسام بصورت فريم‌های از پيش آماده توليد شود بلكه می‌توان با كنار هم قرار دادن فريم‌های ساده و نقشه‌های جايگزينی اجسام 3 بعدی توليد نمود. و يكی ديگر از امكانات اين چيپ‌ست توانايی تشخيص فواصل در اين گونه نقشه‌هاست كه موجب می‌شود تا با كم كردن تعداد مثلث‌ها در اجسام و نماهای دوردست كه به جزئيات بالا احتياجی ندارد بخش زيادی از بار پردازشی را كم كرد. اين سيستم در مجموع می‌تواند از طرف سازندگان بازی مورد استفاده قرار بگيرد تا اجسام متفاوتی را بدون دغدغه از پايين آمدن سرعت در كنار هم قراردهند. از ديگر مزايای اين روش امكان استفاده از آن به‌جای Bump Maping است. البته نمی‌توان آنرا جايگزين Dot3 Bump Maping كرد زيرا اين يكی مربوط به فضاهای 3 بعدی واقعی می‌شود.

آرايه سايه‌زنی 36 مرحله‌ای، به انضمام 64 فيلتر بافت از نوع Super Sample  

  اين پردازنده با توجه به پردازش نقاط قدرت كاملا مناسبی را فراهم كرده. بدين ترتيب كه چهار خط لوله پردازش نقاط هر كدام حاوی چهار قسمت پردازش بافت هستند كه توانايی توليد چهار بافت متفاوت را در هر سيكل دارا می‌باشند . البته GeForce 4 و 3 هم همين تعداد خط لوله را دارند اما قسمت‌های پردازش بافت آنها تنها 2 عدد می‌باشد كه بصورت تئوری سرعت كمتری را فراهم می‌كنند. بعلاوه هر كدام از اين قسمت‌ها خود متصل به بخش‌های 5 قسمتی سايه‌زنی نقطه‌ای هستند. Geforce 4 و Radeon 8500 تنها به بخش‌های 2 قسمتی سايه‌زنی نقطه‌ای مجهز هستند. به همين ترتيب Parhelia در مجموع دارای 36 بخش سايه‌زنی نقطه‌ای است كه در مقابل 16 بخش رقبا خود نمايی می‌كند. تمام اين موارد باعث می‌شود تا هنگام فيلتر كردن تصاوير سرعت Parhelia به ميزان بسيار كمتری از رقبا كاهش پيداكند. بطور مثال سرعت اين تراشه در حالت فيلتر 3 مرحله‌ای برابر سرعت رقبا در حالت 1 مرحله‌ای است .

ضد پلگی

   اين روش راهی برای كم‌كردن لبه‌های به وجود آمده در تصاوير كامپيوتری است ، اگر دقت كرده باشيد در تصاوير اريب يا قوس‌دار اطراف لبه خط يا شی پله پله می‌شود. علت آن هم روشن است پيكسل‌های تصوير در خطوطی غير از عمودی يا افقی طوری قرار می‌گيرند كه خط حالت شكسته پيدا می‌كند . برای برطرف كردن اين حالت مدل‌های مختلفی از ضد پلگی وجود دارد كه ضد پلگی تمام منظره يكی از اين حالت‌هاست و توسط nVIDIA اختراع شده. در مدل Super Sampling اين روش بسته به مدل 2x يا 4x كه در اولی 2 و در دومی 4 تصوير يكسان از يك منظره توليد می‌شود سپس اين تصاوير با فاصله يك پيكسل از هم در 2 جهت مخالف يا چهار جهت مخالف بر روی هم قرار می‌گيرند تا تصوير نهايی بدست بيايد در اين حالت رنگ نقاط از برآيند مجموع 2 يا 4 نقطه بدست می‌آيد .البته اين حالت باعث می‌شود شفافيت تصوير اندكی كم شود اما با بالابردن دقت تصوير اين مشكل كمتر می‌شود. البته اين كار فشاری مضاعف برای كارت توليد می‌كند زيرا در يك زمان بايد كاری چهار برابر معمول انجام‌دهد. اما Parhelia اين مشكل را با سيستمی جالب توجه حل كرده بدين ترتيب كه ابتدا لبه‌های نا مرتب شناسايی می‌شوند سپس اين قسمت‌ها به حافظه گرافيكی برده می‌شوند و بعد از مشخص شدن فرم لبه‌ها با شيوه‌ای مخصوص آنها رنگ آميزی می‌شوند تا با بخش‌های اطرافشان هماهنگ باشند سپس اين قسمت‌ها به تصوير اصلی بازگردانده می‌شوند تا نتيجه حاصل به بخش بعدی سپرده شود. مهم‌ترين سود اين روش اتلاف كمتر پهنای باند حافظه و همينطور كم‌كردن بار پردازشی تراشه است. كه موجب می‌شود امكان اعمال افكت‌های ديگر با مشكل سرعت مواجه نشود ، همچنين كيفيت تصوير حاصل به مراتب بهتر از تصاوير سابق است.

احاطه بازی

   اين نام آخرين بخش از امكانات 3 بعدی است كه به واسطه توانايی كارت در پشتيبانی و نمايش تصوير بر روی 3 مانيتور بطور هم‌زمان ايجاد شده. اين يكی از جالب‌ترين كارهايی است كه Parhelia از پس آن بر می‌آيد. در اين روش شما با اتصال 3 مانيتور به سيستم می‌توانيد در داخل بعضی از بازی‌های كامپيوتری غير از مانيتور اصلی كه تصوير روبروی شما را نشان می‌دهد از تصوير 2 مانيتور كناری كه تصوير طرفين شما را نشان می‌دهد نيز استفاده كنيد. البته اين سيستم هم اكنون نيز وجود دارد اما تنها با استفاده از 3 كارت گرافيك بطور هم‌زمان امكان‌پذير است كه با مشكلات خاص خود همراه است .

امكانات 2 بعدی

   اتصال هم‌زمان 3 نمايشگر با ترتيب‌های متفاوت ، (مانيتور، LCD،TV )و... البته اينطور كه ظواهر امر نشان می‌دهد آنالوگ يا ديجيتال بودن رابط مانيتور مهم نيست

تصوير فوق العاده شفاف

   اين قابليت كه مربوط به خروجی TV اين كارت می‌شود با استفاده از تعدادی فيلتر مخصوص و RAMDAC پيشرفته امكان‌پذير شده ، و ظاهراً تصاوير را بدون كوچك‌ترين لرزش يا پرشی بر روی TV نشان خواهد داد

تكنولوژی GigaColor 10 بيتی

   اين تكنولوژی همانطور كه از نامش پيداست به منظور بهبود كيفيت رنگ كامپيوترها ابداع شده. در سيستم‌های معمولی و با دقت رنگ 24 بيت امكان توليد 16،777،216 رنگ وجود دارد به عبارتی 3^256 . و برای هر كدام از رنگ‌های قرمز و سبز و آبی امكان 8 بيت وجود دارد . اما Parhelia امكان نمايش 10 بيت به ازای هر كدام از كانال‌های رنگ را دارد كه امكان توليد 1,073,741,824 رنگ را فراهم می‌كند. در واقع 64 برابر باقی كارت‌های ديگر. اما كسانی كه فكر می‌كنند كارت گرافيكشان توانايی توليد رنگ‌های 32 بيتی را دارد اشتباه می‌كنند زيرا در واقع تنها می‌تواند رنگ‌های 24 بيت را توليدكند. باقی 8 بيت اضافه مربوط به كانال‌های رنگ نمی‌شود اما اطلاعات پايه را جابه‌جا می‌كند. اين امكان در واقع مناسب افرادی است كه با نرم‌افزارهای گرافيكی سر و كار دارند و خوشبختانه اين كارت Plugin مخصوصی برای Photo shop به همراه دارد تا بتوان در اين نرم‌افزار از حداكثر رنگ‌های قابل توليد استفاده كرد.

   آخرين امكانی كه اين پردازنده می‌تواند فراهم كند بكارگيری ضد پلگی در محيط ويندوز و خصوصاً فونت‌های بكاررفته در آن است كه موجب نرم‌شدن ظاهر فونت‌ها می‌شود، مشابه كاری كه خود ويندوز XP به صورت نرم‌افزاری انجام می‌دهد.

   با بررسی اين چيپ‌ست جديد به اين نتيجه می‌رسيم كه در صورت ورود آن به بازار، شركت‌های رقيب احساس خطر خواهند كرد و آنان نيز به فكر توليد محصولاتی پيشرفته‌تر خواهند افتاد و قدر مسلم در اين ميان مصرف كننده است كه از اين رقابت سود می‌برد.

در شماره بعد به بررسی VP10 اولين Visual Processor Unit خواهيم پرداخت.