PowerVR

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

PowerVR — подразделение компании Imagination Technologies (ранее VideoLogic), занимающееся разработкой графических ускорителей, а также сопутствующим программным обеспечением. Их ускорители могут работать с 2D и 3D графикой, кодированием и декодированием видео, а также с задачами, связанными с обработкой изображений, в том числе ускорением DirectX, OpenGL ES, OpenVG и OpenCL.

В конце 1990-х 3D-ускорители PowerVR на равных соревновались с разработками компании 3Dfx на рынке настольных ПК и игровых консолей, но обе компании были вынуждены покинуть этот рынок, из-за развития технологий DirectX и OpenGL, и из-за значительных успехов компаний ATI и Nvidia, которые лучше поддерживали эти технологии. После чего разработки PowerVR перешли в область различных мобильных и бытовых устройств, таких как коммуникаторы, смартфоны и Smart TV.

PowerVR сама не производит видеоускорители, этим занимаются по её лицензии другие компании, такие как: Apple, Freescale, Intel, Renesas, Samsung, Texas Instruments и другие.

Технология[править | править вики-текст]

Чипы PowerVR используют метод 3D-рендеринга, известный как отложенный рендеринг на основе тайлов (часто сокращаемого как TBDR — Tile Based Deffered Rendering). Как только генерирующая полигоны программа передаёт треугольники драйверу PowerVR, он сохраняет их в памяти в виде непрерывной полосы, или вместе с индексами вершин. В отличие от других архитектур, рендеринг полигонов (как правило) не выполняется, пока информация обо всех полигонах не будет собрана для текущего кадра. Кроме того, требующие больших ресурсов операции текстурирования и затенения пикселей (или их фрагментов) задерживаются, пока не будет определён видимый пиксель — следовательно рендеринг отложеный.

Для того, чтобы это сделать, дисплей разделен на прямоугольные секции в сетке. Каждый раздел известен как плитка. Каждая плитка представляет собой список треугольников, которые заметно перекрываются. Для получения окончательного изображения плитки обрабатываются по очереди.

Плитка отображается с помощью процесса, сходного с рейкастингом. Лучи трассируются на треугольники, связанные с плиткой, после чего пиксель формируется из треугольника, расположенного ближе всего к камере. Оборудование PowerVR обычно за 1 цикл вычисляет значения буфера глубины, связанные с каждым полигоном, для одной строки в плитке.

Этот метод имеет то преимущество, что, в отличие от более традиционного Z-буферизации в конвейере рендеринга, отсутствуют расчеты. Необходимо внести, чтобы определить, как полигон выглядит в районе, где он заслонен другими геометриями. Он также позволяет правильно передать частичную прозрачность полигонов, независимо от их порядка. (Эта возможность была реализована только в серии 2 и один MBX варианте. Они, как правило, не включены из-за отсутствия поддержки API и экономическим причинам.) Что еще более важно, так как рендеринг ограничивается одной плиткой за раз, то вся плитка может находится в быстрой памяти OnChip, которая сбрасывается в видео память перед обработкой следующей плитки. При нормальных обстоятельствах, каждая плитка обрабатывается один раз за кадр.

PowerVR не является единственным чипом, основанной на отложенном рендеринге, но является единственной, успешно доведшей TBDR решения на рынок. Microsoft тоже внесла концептуальную идею с заброшенной Talisman проектом. Gigapixel, компания, которая разработала IP для плитки на основе отложенного 3D-графики, была куплена 3dfx, которая, в свою очередь, впоследствии была приобретена Nvidia. Nvidia в настоящее время не имеет официальных планов по развитию чипов на основе визуализации.

Intel использует подобную концепцию в своих интегрированных графических решений. Тем не менее, их придуманный метод зона рендеринга, не выполняет полного скрытого определения поверхности (HSR) и отлаженного текстурирования, таким образом трата ресурсов на заполнения текстур и полос пропускания на пиксели, которые не видны в окончательном изображении. Последние достижения в иерархической Z-буферизации фактически учтены идеи ранее использовались только в отложенном рендеринге, включить способность разделить сцену на плитку и потенциальною возможность принимать или отклонять размер кусков полигона.

Сегодня программное обеспечение и аппаратные средства PowerVR поддерживает: кодирования видео, декодирования видео, связанного обработке изображений и Direct X, OpenGL ES, OpenVG и OpenCL ускорения.

Power VR chipsets[править | править вики-текст]

Серия 1 (NEC)[править | править вики-текст]

VideoLogic Apocalypse 3Dx (NEC PowerVR PCX2 chip)

Первоначальные продукты PowerVR были доступны в виде OEM графики на некоторых моделях Compaq и в качестве PCI карт от таких поставщиков, как Matrox.


Серия 2 (NEC)[править | править вики-текст]

Второе поколение — PowerVR2 («PowerVR Series 2», чип c кодовым названием «CLX2»). Чип присутствовал на рынке в консоли Dreamcast в период между 1998 и 2001 годами. В рамках внутренней конкуренции в Sega при разработке преемника Saturn, PowerVR2 получила лицензию на NEC и оказалась впереди соперника, основанного на 3dfx Voodoo 2. Благодаря производительности PowerVR2, с такими играми Dreamcast, как Quake III Arena могла бы конкурировать с их коллегами на ПК в качестве и производительности. Тем не менее, успех Dreamcast означал, что PC вариант, который продавался как Neon 250, появился на рынке на год позже и в то время в лучшем случае находился в среднем классе.

Серия 3 (STMicro)[править | править вики-текст]

Kyro II.

В 2001 году STMicroelectronics, принятый как третье поколение PowerVR3 для их чипов STG4000 , KYRO и STG 4500 KYRO II. STM PowerVR3 KYRO II, выпущенный в 2001 году, был в состоянии конкурировать с более дорогими ATI Radeon DDR и NVIDIA GeForce 2 GTS показывал высокие показатели в графических тестах того времени, несмотря на отсутствие аппаратной трансформации и освещения (T&L). В играх все в большей степени оптимизировали под аппаратное T&L, и поэтому KYRO II потеряла свое преимущество в производительности.

Серия 4 (STMicro)[править | править вики-текст]

STG5000 STM чип, основанный на PowerVR4 , не включал в себя аппаратную трансформацию и освещение, так никогда и не пришёл к коммерческому успеху. В связи с этим и KYRO 3 (2D/3D AIB) был отложен и STMicro закрыл своё графическое подразделение.

MBX[править | править вики-текст]

PowerVR добилась больших успехов на рынке мобильной графики с низким энергопотреблением с помощью 'PowerVR MBX'. MBX, и его преемники SGX лицензированы семью из десяти ведущих производителей полупроводников в том числе Intel, Texas Instruments, Samsung, NEC, NXP Semiconductors Freescale, Renesas и Sunplus. Чипы использовались во многих мобильных телефонах некогда высокого класса, включая оригинальные iPhone, Nokia N95, Sony Ericsson P1 и Motorola RIZR Z8, а также некоторые iPod.

Есть два варианта: MBX и MBX Lite. Оба имеют одинаковый набор функций. MBX оптимизирован для скорости, а MBX Lite — для низкого энергопотребления. MBX может работать в паре с FPU, Lite FPU, VGP Lite и VGP.

PowerVR Video Cores (MVED/VXD) and Video/Display Cores (PDP)[править | править вики-текст]

PowerVR PDP серии используется в некоторых HDTV, в том числе и в Sony BRAVIA.

Серия 5 (SGX)[править | править вики-текст]

PowerVR’s Series5 SGX с функциями пиксельных шейдеров, вершинных шейдеров и геометрических шейдеров аппаратных средств, поддерживающих OpenGL ES 2,0 и DirectX 10.1 с Shader Model 4.1.

SGX GPU ядро включено в нескольких популярных систем на чипе (SoC) используются во многих портативных устройствах. Apple использует A4 (производство Samsung) в iPhone 4, Ipad, Ipod Touch и Apple TV. Texas Instruments OMAP 3 и 4 серией SoC, используются в BlackBerry PlayBook, Nokia N900, Sony Ericsson Vivaz, Motorola Droid / Milestone, Motorola Defy, Droid Bionic, Archos 70, Palm Pre, Samsung Galaxy SL, Galaxy Nexus , Open Pandora, и других. Samsung выпускает Hummingbird SoC и использует его в своих Samsung Galaxy S, Galaxy Tab, Samsung Wave S8500 Samsung Wave II S8530, устройствах.

Intel использует SGX 540 в своей платформе Medfield, а так же SGX 545 в платформе Clover Trail.

Серия 5XT (SGXMP)[править | править вики-текст]

PowerVR Series5XT SGXMP — чипы с многоядерным вариантами серии SGX с некоторыми обновлениями. Он входит в PlayStation Vita(портативное игровое устройство с PoweVR SGX543MP4+). Модель PowerVR SGX543 предназначена только разницей, помимо + указывающие функции настроены для Sony, является ядрами, где MP4 обозначает 4 ядрами (quad-core), тогда как MP8 обозначает 8 ядер (octo-core). Allwinner A31 (четырехъядерный мобильный процессор) имеет двухъядерный процессор SGX544 MP2. Apple iPad 2, iPhone 4S и iPad mini на SoC A5 оснащены двухъядерным графическим процессором SGX543MP2. iPad (3-го поколения) на SoC A5X SoC имеет четырехъядерный процессор SGX543MP4. iPhone 5 на SoC A6 имеет три ядра SGX543MP3.iPad (4-го поколения) на SoC A6X имеет четырехъядерный графический процессор SGX554MP4.Exynos — вариант Samsung Galaxy S4 и Meizu MX3 использует быстрый трехъядерный графический процессор SGX544MP3 с тактовой частотой 533 МГц.

Intel использует SGX 544MP2 в своей платформе Clover Trail+.

Серия 6 (Rogue)[править | править вики-текст]

PowerVR Series 6 является следующим поколением Imagination Technologies, под кодовым названием «Бродяга». ST-Ericsson объявила, что новая версия платформы Nova будет включать в себя GPU следующего поколения Imagination Technologies PowerVR Series6 (Rogue). В процессоре Apple A7 (на базе которого построен в частности Apple iPhone 5s, iPad Air и iPad Mini(2-го поколения)) используется GPU PowerVR G6430 (входящее в серию Imagination PowerVR Series 6).

Intel использует PowerVR G6400 в своей платформе Merrifield.

Серия 6XT (Rogue)[править | править вики-текст]

PowerVR Series 6XT является развитием предыдущего поколения Series 6. Этот продукт стал ответом на высококлассную графику NVIDIA Tegra K1 с архитектурой Kepler. Число вычислительных блоков в GPU PowerVR GX6650 было доведено до 192, благодаря чему он будет значительно опережать чип PowerVR G6430 (входящий в предыдущую серию PowerVR Series 6)[1].

PowerVR Wizard[править | править вики-текст]

Как сообщает сам производитель, благодаря новому чипу PowerVR графика обретет ультрареалистичные тени, отражения и прозрачность. Всё это стало возможным благодаря технологии обработки графики Ray Tracing. Также утверждается, что PowerVR 6500 улучшит работу AI, которые отныне смогут "видеть" и "понимать" окружающую их обстановку, что сделает их поведение гораздо реалистичнее.Новый GPU поддерживает OpenGL ES 3.1 и младше, OpenGL 3.x, Direct3D 11, OpenCL 1.2, OpenRL 1.x. Производительность PowerVR GR6500 составляет 300 миллионов лучей в секунду.  

Компания Imagination Technologies обещает также усовершенствованные алгоритмы трассировки лучей, благодаря которому улучшится искусственный интеллект в играх от первого лица. Компьютерные персонажи смогут «видеть» и «понимать» все, что происходит вокруг них.

См. также[править | править вики-текст]

Чипсеты (SoC):

Графические процессоры (GPU):

Примечания[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

imgtec.com — официальный сайт PowerVR