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Engineering straordinario

 
 
David Kirk La GPU NVIDIA® della prossima generazione rivoluzionerà non solo la modalità di gioco, ma anche quelle di progettazione dei videogiochi. Oltre ad aggiudicarsi il titolo di GPU più veloce e performante sul mercato, le tecnologie uniche di questa nuova unità di elaborazione grafica, quali l'architettura CineFX™, la rendono ideale per gli sviluppatori di giochi, oltre che per i giocatori.

Prima di descrivere a fondo le sue caratteristiche progettuali, diamo un'occhiata alla potenza e alle prestazioni che rendono la nuova generazione di GPU di NVIDIA il campione indiscusso del settore. Oltre al supporto delle più recenti e migliori tecnologie di memoria, questa nuova offerta prevede il supporto di AGP 8X.

“La nuova generazione di GPU di NVIDIA non scende a compromessi”, dichiara David Kirk, lo sviluppatore capo di NVIDIA. “Questa nuova GPU si avvale della memoria più rapida del mondo, una tecnologia che le consente di offrire prestazioni superiori a ogni altra GPU — l'efficacia dell'ampiezza di banda di memoria è assolutamente imprescindibile”, ammette Kirk. “Inoltre, la scheda può vantare la pipeline di rendering più avanzata e programmabile di qualsiasi GPU, con una precisione matematica più elevata di qualsiasi altra GPU sul mercato.”

Molti si domandano se questo non sia eccessivo per l'industria dei videogiochi. Kirk sostiene che non lo è. “L'industria cinematografica ci ha insegnato che la precisione a 128 bit e livelli incredibili di programmabilità sono assolutamente necessari per effetti speciali di qualità cinematografica. Mezze misure quali la precisione a 96 bit sono del tutto inadeguate per numerose funzioni cruciali, quali l'indirizzamento delle texture, i calcoli geometrici quali i riflessi e le ombre e così via”, dichiara Kirk. “Allo stesso modo, limitare i programmi di pixel shading a sole cento o duecento istruzioni è troppo penalizzante. Gli ombreggiatori più interessanti fra quelli che abbiamo visionato richiedevano un numero di istruzioni vicino alle 500, alcuni persino di più. In questo caso stiamo definendo la possibilità di realizzare giochi e contenuto interattivo che abbiano una resa visiva di pari valore agli effetti speciali cinematografici. L'innalzamento dei limiti permetterà agli sviluppatori di realizzare oggetti che appaiano davvero composti di materiali riconoscibili e dotati di riflessi e ombre del massimo realismo, il tutto in un solo passaggio e in tempo reale. Si tratta di obiettivi del tutto irrealizzabili senza queste nuove capacità”, sottolinea Kirk.

Chip Oltre alle opzioni di colore innovative, NVIDIA ha implementato anche un motore completamente programmabile che porta il contenuto DirectX® e OpenGL® a un nuovo livello. Le specifiche del Pixel Shader 1.4 delle DirectX 8.0 permettono un massimo di 24 istruzioni — chiaramente insufficienti per gli effetti avanzati. La nuova generazione di GPU di NVIDIA supera di gran lunga quel limite, offrendo migliaia di istruzioni per pixel. L'architettura CineFX della nuova GPU permette tecniche di ombreggiatura cinematica in tempo reale. Questo significa che i giochi possono conseguire l'elevata profondità del colore e gli effetti avanzati dei film in animazione digitale quali Toy Story 2 e Monsters Inc. ed eseguirne il rendering in tempo reale.

“Queste potentissime funzioni offrono agli sviluppatori e agli artisti l'opportunità di portare le loro applicazioni al livello successivo e di creare sensazionali immagini di qualità cinematografica in tempo reale”, aggiunge Kirk. “Un numero enorme di nuovi effetti che gli sviluppatori stanno attualmente implementando nelle loro produzioni sono ideali per l'hardware della nuova generazione di NVIDIA”.

“Queste nuove applicazioni faranno certamente parlare di sé; gli utenti finali saranno davvero stupiti quando potranno vedere gli incredibili ambienti e la fantastica qualità del dettaglio dei mondi interattivi permessa da queste nuove tecnologie. Per tagliare corto, le GPU di nuova generazione di NVIDIA possono generare immagini mai prima d'ora possibili su un PC, pur senza inficiare il frame rate. È così ovvio che potrei anche ometterlo, ma naturalmente, queste nuove GPU di NVIDIA saranno le più veloci disponibili in qualsiasi gamma di prezzo”, aggiunge Kirk. Quanto veloci? “Non è ancora il caso di mettersi a discutere di valori precisi, ma lasciatemi dire che sono assolutamente convinto che nessuno rimarrà deluso”.

La potenza pura deriva dall'attenzione e dalla cura con la quale la nuova GPU di NVIDIA è stata progettata. Grazie al processo a 0,13 micron TSMC e alla sostituzione dell'alluminio con il rame, NVIDIA ha ridotto le dimensioni e aumentato le prestazioni della sua nuova generazione di GPU.

“Il processo a 0,13 micron ci permette di inserire un maggior numero di transistor per millimetro quadrato rispetto alla precedente soluzione a 0,15 micron”, dichiara Kirk. “Inoltre, a causa delle dimensioni più contenute, questi transistor sono più rapidi e vantano consumi energetici nettamente inferiori”. Non vi sembra straordinario? “Maggiore compattezza e rapidità e nessun compromesso”.

David Kirk La creazione di un prodotto rivoluzionario non si limita alla tecnologia hardware, comunque. È cruciale che gli sviluppatori dispongano degli strumenti per attingere al potenziale offerto dalle nuove GPU di NVIDIA. La programmazione del codice in Assembly sarebbe troppo lunga e costosa per effetti così avanzati, così NVIDIA ha pensato di semplificare questa attività con il proprio linguaggio di programmazione Cg – “C per la grafica”. Sebbene possa sembrare notevolmente complicato, in effetti è piuttosto semplice. Il Cg Toolkit di NVIDIA fornisce un'intera serie di strumenti che gli sviluppatori possono utilizzare per sfruttare appieno tutti i vantaggi della programmazione di effetti speciali con linguaggi di ombreggiatura di alto livello, fra cui il Cg, e compilandoli per più API diverse, fra cui DirectX e OpenGL, oltre a diverse piattaforme PC, quali Windows®, Macintosh, Linux e persino console di gioco, come per esempio la Xbox.

“In passato, quando i programmi per vertex e pixel avevano una lunghezza massima di alcune decine di istruzioni era possibile scriverli in linguaggio Assembly. Si trattava comunque di un'attività piuttosto complessa, e molto sviluppatori preferivano evitarla, ma era comunque possibile”, riferisce Kirk. “Al contrario, è semplicemente impossibile scrivere un gruppo di programmi in codice Assembly di centinaia e persino migliaia di righe di lunghezza. Si tratta di un'impresa troppo difficoltosa e che richiederebbe davvero troppo tempo. Per ottimizzare la produttività, gli sviluppatori devono programmare le GPU usando un linguaggio di alto livello, e il Cg è il linguaggio ideale per la programmazione di alto livello delle GPU”.

Ma in che modo tutte queste tecno-chiacchiere si tradurranno in giochi migliori e più appassionanti per gli utenti finali? La nuova tecnologia come questa GPU di NVIDIA e i nuovi strumenti quali il Cg permettono agli sviluppatori di spendere più tempo nell'espressione della propria visione creativa, nello sviluppo di personaggi e ambienti davvero interessanti, e di effetti realistici o surrealisti. Gli sviluppatori di giochi di maggiore talento possono realizzare esperienze cinematiche interattive. Stiamo per vedere una nuova ondata di giochi di un realismo davvero inusitato”, conclude Kirk. “L'unione del linguaggio Cg e della nuova generazione di GPU di NVIDIA rappresenta il passo avanti più importante mai compiuto dal settore verso il computing cinematografico in tempo reale”.



 
 
 
 
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