Introduktion og teknologi

Hercules Prophet 4500 64MB er det første grafikkort baseret på Imagination Technologies/ST Microelectronics Kyro II grafik chip og det mest udbredte. Der er senere kommet få andre små producenter til, hovedsageligt asiatiske, men ingen andre store kortproducenter. Dette skyldes at næsten alle disse firmaer har aftaler med Nvidia de helst ikke vil gøre sure ved at tage et andet produkt ind. Det har også været fremme at Nvidia har brugt ufine metoder over for sine kunder (producenterne) for at de skulle holde sig til Nvidia, så som at true dem med leverings stop af Nvidias produkter.

Kyro II chippen adskiller sig meget fra Nvidia og andres produkter ved at bruge en helt anden måde at render på. Nvidia, ATI osv bruger en render metode der hedder Immediate mode. Her render man en hel scene/skærm billede af gangen og finder så ud af til sidst via dybde bufferen (Z buffer) hvilke ting der dækker hinanden og viser så kun det der kan ses. Problemet med denne metode er at det bruger meget båndbredde da alt bliver renderet også selvom det ikke kan ses.

Et eksempel:

fig 1.

Her har vi en trekant der dækker noget af cirklen og noget af firkanten, cirklen dækker endnu mere af firkanten. En Immediate mode render vil render de tre objekter på denne måde:

fig. 2

Denne måde fungere fint hvilket kan ses på alle de kort der er kommet fra Nvidia, ATI, 3dfx osv. Desværre er båndbredde forbruget er nu blevet så stort med denne metode at hukommelsen på kortene ikke kan følge med. Det gør at grafikchipsene slet ikke kommer i nærheden af deres teoretiske maksimum fordi hukommelsen er så stor en flaskehals. Man skal ikke forvente at hukommelseshastighederne lige pludselig vil kunne følge med grafikchippene, derfor må man se sig om efter andre metoder gøre tingene på.

Kyro chippens måde at render på er fuldstændigt anderledes, den bruger en metode der hedder Tile based rendering. Det første der sker i Kyro chippen er at scenen/skærmbilledet bliver delt op i små bidder (tiles) som bliver behandlet direkte i chippen og de skal ikke lagres i RAM. I disse små bidder beregner man allerede nu hvad der kan ses og hvad der ikke kan ses, altså inden der er noget som helst der er blevet renderet. Det betyder at Kyro chippen kun render det der rent faktsik kan ses på skærmen, hvilket betyder en kæmpe besparelse i båndbredde. Jo mere kompleks en scene er i spilverdenen, jo mere vil man have fordel af denne måde at render på.

Herunder er et eksempel på hvordan Kyro chippen ville håndtere situationen fra fig. 1.

fig 3.

Som man kan se er der her en meget mindre overflade der skal renders.

Da man jo nok godt kan gå ud fra at spil fremover kun bliver mere komplekse syntes Tile based redering at gå en lys fremtid i møde. Både ATI og Nvidia er da også i deres nyeste produkter kommet med teknologier til at begrænse båndbredde forbruget, men ikke noget der så effektivt som Tile rendering.

Specifikationer, test opsætning og benchmarks

Specifikationer:

• Tile-based rendering arkitektur
• 8-lags multi-teksturering
• Intern 32 bit farve dybde
• 2 pipelines
• Fuld triangle opsætning
• Bilinear, trilinear, og anisotropisk filtrering
• Fuld scene antialiasing (2x og 4x supersampling)
• Environment-mapped og DOT3 bump mapping
• DXTC og S3TC tekstur kompresions undestøttelse
• 128-bit SGRAM/SDRAM interface (16 til 64MB)
• 175MHz chip/hukommelses hastighed
• 0.18-mikron fabrikations process
• 15 millioner transistore
• 300MHz RAMDAC

Test opsætning:
Hardware:

Bundkort: ASUS A7V133RAID 266 FSB
CPU: AMD 1.2 GHz Thunderbird
RAM: 3 x 256 MB Hyundai PC133 CAS2
Harddisk: Maxtor 8GB ATA33
Lydkort: Soundblaster Live

Driver:

Bundkort: 4in1 v4.32
Grafikkort: Kyro II 7.111a
DirectX: 8.1a

Software:

OS: Windows 2000 SP2
Benchmark: 3Dmark 2001
Benchmark: Vulpine Glmark 1.1
Benchmark: Serious Sam
Benchmark: VideoMark 2000

Kyro II kortet sammenlignes med et standard GeForce 2 GTS (GF2) kort i samme opsætning som ovenstående, driveren er version 12.41.

Benchmarks:

Som det kan ses er GF2 væsentligt hurtigere end Kyro II op til 1280x1024, hvilket hovedsageligt skyldes at Kyro II ikke har en T&L enhed. Ved høje opløsninger, 1280x 1024 og over ser man tydeligt at GF2 lider under båndbredde problemer. Anderledes er det med Kyro II, her kan man virkeligt se at Tile based rendering slår igennem. En anden ting der springer i øjnene er at der praktisk talt ikke er nogen forskel i mellem 16 og 32 bits farvedybde på Kyro II kortet, hvilket også skyldes at Kyro II kortet laver alt internt i 32 bit.

I Serious Sam testen ses det samme mønster som ved 3Dmark2001 testen, dog ikke så udpræget. GF2 fører komfortabelt op til 1280*1024 i 16 bits farvedybde, men herefter indhenter og overgår Kyro II sin konkurrent. Specielt 1600*1200*32 er imponerende og er stadig til dels spilbart hvis man kan nøjes med 21.5 billeder i sekundet. Som det kan ses falder værdierne for Kyro II en del ved højere opløsninger i denne test. Det er ikke så underligt da Serious Sam er et grafisk tung spil som selv tile based rendering ikke helt kan følge med til når hukommelsen på Kyro II ikke er hurtigere, men chippen udnytter sin tilgængelige båndbredde meget effektivt.

I denne test går det helt galt for Kyro II, først ved 1600*1200*32 formår den at være hurtigere end GF2 kortet. Grunden til dette vil jeg umiddelbart ligge på den manglende T&L enhed i Kyro II chippen da denne test er meget kompleks objekt mæssigt. Ved 1600*1200*32 er det helt klart båndbredden der er den største flaskehals, hvilket ikke er så overraskende, igen viser Kyro II at dens arkitektur er overlegen i disciplinen 'høje opløsninger'.

Tallene siger at GF2 skulle have en bedre billedkvalitet end Kyro II, men i realiteten kan man ikke se nogen forskel, hvis der er nogle, er de minimale. Min egen vurdering ved brug af kortet, er at billedkvaliteten er fuld på højde med alle andre kort på markedet. Jeg havde ikke på noget tidspunkt en oplevelse af at noget så dårligt ud på grund af Kyro II kortet.

Konklusion

Kyro II er et fantastisk kort til prisen og tiden, hermed mener jeg at Kyro II helt klart er beregnet til de spil der er på markedet i dag og som kommer på markedet baserende på de nutidige grafik engines. Dette gør heller ikke noget da langt de fleste titler endnu ikke har en engine der kræver T&L eller DX8 funktioner for den sags skyld for at kunne spilles. Når disse titler kommer skal man ikke forvente at køre dem optimalt. En af de ting Kyro II er stærkest ved er nok også dens største svaghed, nemlig at den kan arbejde i høje opløsninger hurtigere end de fleste af sine konkurrenter. Problemet er bare at det nok er de færreste der spiller ved 1280*1024 og opefter enten på grund af at de ikke har skærmen til det eller mere vigtig, fordi det giver for få billeder i sekundet.

Når geometrien i spillene bliver mere kompleks vil det hjælpe på ovenstående problem, da tile based rendering få endnu mere at sige selv i lave opløsninger, det giver Kyro II endnu en fordel over for sine konkurrenter, Disse spil er der dog ikke så mange af endnu og når der kommer mange af dem er vi nok så langt fremme i tiden at der er nye Kyro produkter i handlen.

Plusser:

• Pris/ydelse:
  Hercules Prophet 4500 kan fås til ca. 1300 kr. Til denne pris får man et kort der kan følge med selv langt dyre konkurrenter.
• Arkitektur:
  Tile based rendering er en utrolig effektiv måde til at lave grafik med, det kan ses på de lave specifikationer kortet har holdt op mod den egentlige ydelse.
• Hurtig 32 bit ydelse:
  Med Kyro II er der ingen grund i at køre i 16 bits farvedybde, da 32 bits farvedybde næsten altid kører ligeså hurtigt.

• Ingen T&L:
  Kyro II lider i nogle af benchmarkene under den manglende T&L enhed, lige nu er det ikke et problem da der ikke er mange spil engines der kræver det, men senere når disse engines kommer bliver det et problem.