ATI Radeon HD 2900 XT test

Unified shaders

Voordat we een diepere duik gaan nemen in de mogelijkheden van de nieuwe ATI-chips is het belangrijk om opnieuw aandacht te besteden aan het fenomeen unified shaders, het belangrijkste aspect waarin DirectX 10 verschilt van versie 9. We moeten even terug in de tijd om de werking en het nut van de nieuwe technologie te begrijpen.

Tot aan 2001 werkten alle 3D videokaarten volgens een vast stramien en konden ze slechts een beperkt aantal vaste 3D effecten weergeven. Met de komst van DirectX 8 en de daarvoor geschikt GeForce 3 videokaart kwam daar verandering in. DirectX 8 stelde ontwikkelaars van 3D games in staat om zélf unieke 3D effecten te programmeren. Hiertoe werden zogenaamde vertex shader units en pixel shaders units in het leven geroepen. Een vertex shader effect kan invloed uitoefenen op de positie van de hoekpunten (vertices) van de driehoeken waaruit alle objecten binnen een 3D game bestaan. Met pixel shader algoritmes kun je effecten tot op de pixel nauwkeurig uitvoeren en zodoende met eigen effecten de uiteindelijke inkleuring van alle pixels op het scherm beïnvloeden.

Dankzij de opdeling in vertex en pixel shaders wordt een huidige GPU zelden tot nooit volledig gebruikt.

Binnen een conventionele GPU worden de vertex en pixel shader programma's uitgevoerd door verschillende onderdelen van de chip. Zo bevat een ATI Radeon X1950 XTX chip 8 vertex shader units en 48 pixel shader units. Deze verdeling zorgt ervoor dat de de GPU helaas zelden tot nooit volledig optimaal gebruikt kan worden. Sommige scènes van 3D games kunnen immers veel meer beslag leggen op de de vertex shaders, waardoor er niet voldoende werk is voor alle pixel shaders, terwijl in andere scènes juist alle pixel shader units op volle toeren draaien en de vertex shaders duimen staan te draaien. Het met DirectX 10 geïntroduceerde concept van unified shaders lost dit op.

Zoals de naam al aangeeft is een unified shader een multifunctionele rekeneenheid binnen de GPU die geschikt is voor allerlei soorten berekeningen. Een unified shader kan zich zodoende voordoen als vertex shader of pixel shader, maar kan ook voor andere zaken worden ingezet. Het mooie is dat alle in de GPU aanwezige unified shaders volledig flexibel kunnen worden ingezet: wanneer er in een bepaalde scène veel pixel berekeningen nodig zijn, zal het merendeel van de unified shaders dan ook pixel shader berekeningen voor zijn rekening gaan nemen.