Computer trivia: What Iomega device revolutionized removable disks, with as much capacity as 68 floppies?
Answer: The Zip drive.
Chip
đồ họa (GPU) NVIDIA GeForce 8 với công nghệ CUDA (compute unified
device architecture), hỗ trợ DirectX 10, Shader Model 4, cấu trúc xử lý
dòng… đã xác định lại một chuẩn mới cho các game PC, đồ họa 3D, …
Nền tảng công nghệ
20 năm nay, một GPU được thiết kế bao gồm các phần như hình 1
Đỉnh: đầu tiên GPU nhận dữ liệu đỉnh từ CPU và từ đây công đoạn đổ bóng đỉnh được thực thi.
Tam
giác: các đỉnh được ghép thành các dạng cơ bản như: hàng (line), điểm
(point) hay hình tam giác (triangle). Các dạng cơ bản này được chuyển
đổi thành các mảnh điểm ảnh (pixel fragment) và lúc này các mảnh điểm
ảnh chưa được xem như là điểm ảnh. Sau khi trải qua các công đoạn như
đổ bóng, kiểm tra, khử răng cưa; các mảnh điểm ảnh được xem như là điểm
ảnh và được gửi đến khung đệm.
|
|
Hình 1 |
Điểm ảnh: tại đây các quá trình đổ bóng điểm ảnh, phủ vân bề mặt được thực hiện.
ROP
(raster operation): các mảnh điểm ảnh, các điểm ảnh đệm và dữ liệu khử
răng cưa được kết hợp lại để cho ra một điểm ảnh hoàn tất cuối cùng và
gửi chúng đến bộ nhớ đệm.
Bộ nhớ: lưu dữ các dữ liệu đã hoàn tất để xuất ra màn hình
Nhưng
tới dòng GeForce 8, NVIDIA đã sử dụng công nghệ CUDA với các kỹ thuật
cốt lõi bao gồm: thiết kế đổ bóng và hàng lệnh xử lý hợp nhất, cấu trúc
xử lý dòng… nhằm cung cấp một giải pháp phần mềm và phần cứng hợp
nhất để xử lý dữ liệu đồ họa.
1. Thiết kế đổ bóng và hàng lệnh xử lý hợp nhất
Mô
hình hàng lệnh xử lý truyền thống với quá trình xử lý dữ liệu như đổ
bóng đỉnh, đổ bóng điểm ảnh được bắt đầu ở trên cùng, thực hiện tuần tự
và sau đó được gửi đến khung đệm. Các dữ liệu của quá trình xử lý như
thuộc tính, lệnh, phủ vân bề mặt được nhận tại điểm bắt đầu quá trình.
Ngoài ra, dòng GPU NVIDIA GeForce 7 còn có nhiều hàng lệnh xử lý vật lý
cho công đoạn xử lý chính (chỉ công đoạn đổ bóng điểm ảnh cũng trên 200
bước xử lý tuần tự).
Trong khi đó với cấu
trúc đổ bóng và hàng lệnh xử lý hợp nhất, GeForce 8 giảm số lượng hàng
lệnh xử lý và thay đổi dòng xử lý: dữ liệu nhập được nạp vào phần đầu
của lõi nhân đổ bóng hợp nhất và dữ liệu xuất được ghi lên thanh ghi và
sau đó có thể nạp lại vào phần đầu của lõi nhân đổ bóng hợp nhất cho
quá trình kế tiếp.
Trong sơ đồ GPU hợp nhất tổng quát ở hình 2,
hàng lệnh xử lý truyền thống bên trái có nhiều dạng đổ bóng riêng rẽ
khác nhau và dữ liệu của đổ bóng sẽ đi tuần tự từ đầu đến cuối để thực
hiện việc đổ bóng. Mô phỏng bên phải miêu tả một lõi nhân đổ bóng hợp
nhất (không phân biệt các loại đổ bóng khác nhau) với một hay nhiều bộ
xử lý đổ bóng hợp nhất chuẩn.
|
Hình 2 |
Dữ liệu sẽ đi vào phần
đầu bên trái của một cấu trúc hợp nhất, sau đó được gửi đến lõi nhân đổ
bóng để xử lý và kết quả được gửi trở về phần đầu của lõi nhân đổ bóng,
và sau đó lại được gửi đi lần nữa, xử lý lần nữa v.v… cứ vậy tiếp tục
cho đến khi tất cả các quá trình đổ bóng được thực hiện và các mảnh
điểm ảnh được đi tiếp đến hệ thống ROP.
2. Chi tiết đổ bóng hợp nhất
Ví dụ ở hình 3 cho thấy một GPU lý thuyết với 4 đơn vị đổ bóng đỉnh và 8 đơn vị đổ bóng điểm ảnh.
Trong
hình 3, hình trên chủ yếu bao gồm đổ bóng đỉnh, nên toàn bộ 4 đơn vị đổ
bóng đỉnh được sử dụng và 7 đơn vị đổ bóng điểm ảnh được “nhàn rỗi”.
Cũng tương tự, do hình dưới với hiệu ứng ánh sáng cho mặt nước nên chủ
yếu bao gồm các đổ bóng điểm ảnh nên toàn bộ 8 đơn vị đổ bóng điểm ảnh
được sử dụng và 3 đơn vị đổ bóng đỉnh lại được “nhàn rỗi”. Chính sự
phân biệt hai quá trình đổ bóng điểm ảnh và đổ bóng đỉnh nên sự thực
thi không được tối ưu vì vẫn còn phần cứng không được sử dụng.
Trong
hình 3 là một kiến trúc đổ bóng tổng hợp (không phân biệt đổ bóng đỉnh
hay đổ bóng điểm ảnh) bao gồm 12 đơn vị. Với hình ảnh trên chủ yếu bao
gồm đổ bóng đỉnh thì ngoại trừ 1 đơn vị để dành cho đổ bóng điểm ảnh,
toàn bộ 11 đơn vị còn lại đều được sử dụng hết cho đổ bóng đỉnh. Cũng
tương tự như vậy với hình dưới thiên về đổ bóng điểm ảnh: 1 đơn vị sẽ
được để dành cho đổ bóng đỉnh và toàn bộ 11 đơn vị còn lại thực hiện
công việc đổ bóng điểm ảnh. Cách thức này cho phép tận dụng được tối đa
phần cứng, giúp cho tốc độ xử lý được gia tăng.
|
Hình 3 |
3. Cấu trúc xử lý dòng
Là
điểm cải tiến quan trọng trong kiến trúc, GPU NVIDIA GeForce 8 sử dụng
các bộ xử lý dòng (stream processor – SP) để thực hiện các giai đoạn đổ
bóng (NVIDIA GeForce 8800GTX được thiết kế bởi 128 bộ xử lý dòng). Bộ
xử lý dòng là bộ xử lý có khả năng tính toán trên dòng dữ liệu nhập
liên tục và cùng lúc xuất ra dòng kết quả liên tục. Các bộ xử lý dòng
có thể được gom nhóm với số lượng lớn, có trạng thái gần giống nhau để
cung cấp sức mạnh xử lý song song.
Các nguyên tắc thực thi được
truyền cho một bộ xử lý dòng và các công đoạn được thực hiện trên các
phần khác nhau của một dòng dữ liệu. Bộ nhớ tích hợp trên chip đồ họa
được sử dụng để lưu trữ dữ liệu ra của một bộ xử lý dòng và các bộ xử
lý dòng khác đọc dữ liệu vào cho các công đoạn xử lý tiếp theo sau từ
bộ nhớ ngoài.
Cấu trúc xử lý dòng là một thành phần then chốt
của công nghệ NVIDIA GigaThread: giữ cho các SP được tận dụng hoàn toàn
bằng cách lập chương trình và gửi đi các dạng khác nhau của dòng (như
điểm ảnh, đỉnh…) để thực thi.
4. Hỗ trợ chuẩn game XHD (Extreme high definition)
Tất cả GPU GeForce 8 được thiết kế hỗ trợ chuẩn game XHD – đạt độ phân giải 2560×1600 (theo tỷ lệ khung hình 16:10).
5. Công nghệ NVIDIA Lumenex Engine
NVIDIA Lumenex Engine là công nghệ lọc không đẳng hướng, dựng hình HDR (high dynamic-range) và khử răng cưa chất lượng cao.
NVIDIA trang bị cho GeForce 8 kỹ thuật khử răng cưa lấy mẫu bao phủ (CSAA) mới.
|
Hình 4 |
Trong khi các GPU hiện
nay có các mức khử răng cưa 4x, hay 8x, thì kỹ thuật CSAA mới của
GeForce 8 cho phép số lượng lấy mẫu cho từng điểm ảnh được tăng lên
thành 16, nên cho nhiều mức khử răng cưa cao hơn bao gồm: 8x, 16x và
16xQ.
Quá trình dựng hình HDR trong GeForce 8 mặc định hỗ trợ
chế độ FP32 (32 bit floating point). Ngoài ra, với các GPU trước đây, 2
quá trình dựng hình HDR và khử răng cưa đa mẫu không được phép hoạt
động đồng thời, thì với GeForce 8800 điều này được hiện thực. Khi cả
hai quá trình cùng hoạt động thì quá trình dựng hình HDR có thể được
chọn lựa giữa hai chế độ: FP16 (tương đương 64 bit màu) hay FP32 (128
bit màu). Sự kết hợp hai quá trình này cho phép gia tăng chất lượng
hình ảnh: thể hiện ánh sáng và đổ bóng trung thực.
Thêm vào đó,
GeForce 8 sử dụng cấu trúc hiển thị 10bit, phối hợp với bộ chuyển đổi
số sang tương tự 10bit cho chất lượng hiển thị trên 1 tỷ màu (so với
16,7 triệu màu của các thế hệ trước đây), giúp cho hình ảnh có màu sắc
phong phú và rực rỡ hơn.
|
Bảng 2 |
GeForce 8800 GTX | GeForce 8800 GTS | |||||||
| Số bộ xử lý dòng | 128 | 96 | |||||||
| Xung nhân (MHz) | 575 | 500 | |||||||
| Xung đổ bóng (MHz) | 1350 | 1200 | |||||||
| Xung nhớ (MHz) | 900 | 800 | |||||||
| Số lượng bộ nhớ | 768MB | 640MB | |||||||
| Giao tiếp bộ nhớ | 384-bit | 320-bit | |||||||
| Băng thông bộ nhớ (GB/sec) | 86,4 | 64 | |||||||
| Tốc độ phủ vân bề mặt (billion/sec) | 36,8 | 24 |
6. Công nghệ NVIDIA Quantum Effects
Công
nghệ NVIDIA Quantum Effects cho phép các hiệu ứng vật lý được tái tạo
trên GPU. GPU GeForce 8800GTX với 128 bộ xử lý phân lớp cho một khả
năng vượt trội trong việc tính toán các hiệu ứng vật lý, giúp cho các
hiệu ứng trong game như khói, lửa được thể hiện thật hơn.
7. Tách riêng quá trình phủ vân bề mặt và tính toán đổ bóng (shader math)
GPU
GeForce 7 có quá trình phủ vân bề mặt và quá trình đổ bóng xen kẽ nhau.
Đây chính là nguyên nhân gây ra hiện tượng thắt cổ chai của quá trình
tính toán đổ bóng: khi quá trình phủ vân bề mặt đang được thực thi, sẽ
ngăn cản sử dụng bộ xử lý cho quá trình tính toán đổ bóng cho đến khi
nào quá trình phủ vân bề mặt được hoàn thành. Trong khi đó, GPU GeForce
8 thiết kế hai quá trình phủ vân bề mặt và quá trình tính toán đổ bóng
độc lập và có thể chạy song song (minh họa hình 4).
8. Hỗ trợ DirectX 10 và Shader Model 4
GPU
GeForec 8 hỗ trợ DirectX 10 – thư viện đồ họa 3D API (application
programming interface) với sức mạnh đổ bóng hình học và Shader Model 4
– cho hình ảnh được thể hiện trung thực, màu sắc phong phú, gia tăng độ
chi tiết trong các hiệu ứng đổ bóng.
Trong khi DirectX 9 và
Shader Model 3 sử dụng các mẫu thiết bị ảo khác nhau với các nguồn tài
nguyên khác nhau cho mỗi công đoạn hàng lệnh xử lý lập trình, thì
DirectX10 và Shader model 4 có mẫu thiết bị ảo với một lõi nhân chung
của các nguồn tài nguyên cho mỗi công đoạn đổ bóng lập trình (đỉnh,
điểm ảnh, …).
Tương tự như Shader Model 3 nhưng Shader Model
4 còn có thêm các chức năng như: bộ hướng dẫn hợp nhất, sự tính toán số
nguyên, độ dài chương trình không giới hạn. Ngoài ra, DirectX 10 với
Shader Model 4 là yêu cầu bắt buộc trong Windows Vista với các đặc tính
kỹ thuật trong bảng 1.
Hiện thực sản phẩm
Hiện
tại, NVIDIA đã hiện thực và cho ra mắt 2 dòng GPU GeForce 8 bao gồm
GeForce 8800GTX và GeForce 8800GTS. Cả hai mẫu sản phẩm đều được trang
bị đầy đủ tất cả các công nghệ mới nhất của dòng GeForce 8 nhưng khác
nhau ở các chi tiết thông số kỹ thuật, cụ thể như: GeForce 8800GTX giao
tiếp bộ nhớ 384bit và GeForce 8800GTS giao tiếp bộ nhớ 320 bit (xem
bảng 2).
Các hãng sản xuất như Asus, Gigabyte, MSI cũng đã triển
khai sức mạnh của dòng GPU GeForce 8800GTX và 8800GTS trên các card đồ
họa.Trong đợt sản phẩm vào tháng 2, Test Lab đã thử nghiệm sức mạnh của
dòng GPU “nóng” này với 3 mẫu card đồ họa của Asus EN8800GTS/HTDP/640M
và Gigabyte GV-NX88X768H-RH và GV-NX88S640H-RH (ID: A0702_38). Qua thử
nghiệm cho thấy: sức mạnh “đơn độc” của cả ba card đồ họa “nóng” này
thật lý tưởng, tốc độ xử lý thu được ở hầu hết các game thử nghiệm đều
cao hơn so với sức mạnh của Asus EN7950GT/HTDP/512M đỉnh cao của dòng
GeForce 7 hiện nay.
|
Bảng 1 |
DX8 SM1.X | DX9 SM2 | DX9 SM3 | DX10 | ||||||||||
| Lệnh đỉnh (Vertex instructions) | 128 | 256 | 512 | 64K | ||||||||||
| Lệnh điểm ảnh (Pixel instructions) | 4+8 | 32+64 | 512 | |||||||||||
| Hàm đỉnh (Vertex constants) | 96 | Đọc các đĩa audio bị lỗi Trong quá trình sử dụng, những đĩa nhạc audio của bạn có thể xuống cấp do trầy xước hoặc bị lỗi ở những track khác nhau. Nếu muốn máy tính đọc được các bản nhạc trong đĩa audio này một cách "thoải mái", có thể sử dụng tính năng Error correction để sửa những lỗi đọc track khi gặp phải. Để sử dụng tính năng rất hay này, bạn hãy kích hoạt trình chơi nhạc Windows Media lên, nhấn vào menu Tool > Options. Bạn vào thẻ Devices rồi click chọn vào ổ đĩa CD/DVD mà bạn thường sử dụng để đọc các đĩa audio nhạc rồi bấm vào tùy chọn Properties. Nhấn tiếp vào thẻ Audio trong cửa sổ vừa kích hoạt rồi đánh dấu chọn vào mục use error correction trước 2 tùy mục Playback và Rip. Cuối cùng bấm OK để chấp nhận cho các thao tác vừa thực hiện. Xem phim "đã" hơn Có rất nhiều trình chơi video hỗ trợ hình ảnh trong phim đẹp và mịn màng, nhưng đa số người dùng đều thích sử dụng trình chơi multimedia được tích hợp sẵn trong Windows là Windows Media. Để xem phim "đã" hơn trong Windows Media, bạn có thể áp dụng chiêu thức sau: Trong Run gõ lệnh Gpedit.msc, nhấn Enter sau đó truy xuất theo đường dẫn Local Computer Policy > Computer Configuration > Administrative Templates > Windows Components > Windows Media Player. Tại khung cửa sổ bên tay phải, nhấn phải chuột vào tùy mục Prevent Video Smoothing rồi chọn Properties, nhấn tiếp vào thẻ Setting sau đó nhấn vào tùy chọn Disabled rồi OK chấp nhận. Chiêu thứ 2, để các file video được "load" trong Windows Media êm và ít bị giật hơn, bạn có thể tăng tần suất "hoạt động ưu tiên" trong Windows Media so với các ứng dụng bình thường khác. Cách thực hiện như sau: Kích hoạt chương trình Windows Media, sau đó nhấn tổ hợp phím Crtl+Alt+Del để vào cửa sổ Task Manager. Trong đây bạn vào thẻ Processes rồi tìm đến tập tin chạy wmplayer.exe, sau đó click phải chuột vào nó và chọn Set Priority > Realtime. Nếu có xuất hiện hộp thoại cảnh báo thì bạn hãy nhấn Yes để chấp nhận việc thay đổi này. Bắt hình tùy ý Việc chụp lại một tấm hình trong khi file video đang được phát trong Windows Media thường rất khó khăn. Mỗi khi ưng ý một khung hình nào đấy, theo thói quen bạn nhấn Print Screen (hoặc Alt+Print Screen) để chụp lại toàn cảnh sau đó vào một trình xử lý ảnh bất kỳ rồi nhấn Ctrl+V để thu lấy hình. Tuy nhiên kết quả bạn nhận được hầu như chỉ là một khung hình đen trắng. Để khắc phục điều này bạn có thể sử dụng thủ thuật sau: Kích hoạt trình Windows Media, vào menu Tool > Options, click vào thẻ Performance rồi chọn Advanced. Trong cửa sổ video Accelecation Settings bạn nhấn dấu bỏ tùy mục Use overlays sau đó OK để chấp nhận việc thay đổi này. Lưu ý: Các thủ thuật trên được áp dụng rất hiệu quả cho các phiên bản Windows Media 9 trở lên, trong một số trường hợp, để đảm bảo thủ thuật đạt hiệu quả bạn cần phải khởi động lại máy tính rồi kích hoạt lại trình Windows Media để xem kết quả. Thành Luân Những tính năng hay trong Windows Media’] |