La nuova architettura "G80", nota al mercato come GeForce 8800, è la prima a proporsi come soluzione a shader unificati compatibile DirectX 10. Storicamente l'architettura delle GPU ha sempre presentato delle unità dedicate ai diversi tipi di operazioni che vengono svolte nella pipeline di rendering. Fra queste abbiamo varie volte discusso delle unità di elaborazione dei vertici (vertex processing) e di quelle di elaborazione dei pixel (pixel shading).

Con una architettura a shader unificati queste differenze vengono completamente eliminate. La GPU è così dotata di un certo numero di unità di elaborazione indipendenti in grado di gestire istruzioni floating point. Ognuna di tali unità è capace di eseguire vari tipi di operazioni di shading, incluse quelle di pixel shading, vertex shading, geometry shading e physics shading. Il vantaggio di una simile architettura sta nel fatto che le unità di elaborazione possono essere dinamicamente allocate al fine di realizzare la giusta configurazione per ottenere la massima potenza in base all'applicazione che sta girando.

Un primo sguardo all'architettura di G80

In particolare, le GPU GeForce 8800 GTX implementano una architettura massicciamente parallela a shader unificati che consiste di 128 stream processor funzionanti alla frequenza di 1,35 GHz. Grazie alla tecnologia NVIDIA GigaThread ed alla nuova architettura, il core grafico è in grado di eseguire migliaia di thread indipendenti in parallelo. Questo permette di raggiungere una elevata potenza di elaborazione congiuntamente ad una elevata efficienza e, quindi, a consumi contenuti.

Dello stream processing abbiamo già avuto modo di parlare in occasione delle CPU Cell, progettate da IBM per la console Playstation 3 (i dettagli a questo indirizzo). Il paradigma resta lo stesso: possibilità di avere un elevato numero di processi paralleli di una certa serie di operazioni che vengono eseguite su più stream di dati. Il risultato è un chip estremamente efficiente e performante. Il tallone di Achille di una simile configurazione è, però, quello di funzionare bene solo con software ottimizzato allo scopo.

Le nuove GPU GeForce 8800 sono state progettate in modo nativo per essere compatibili con le DirectX 10. Questo non significa, però, che esse non siano in grado di accelerare anche i giochi DirectX 9 e che non siano in grado di farlo con prestazioni superiori alle schede della precedente generazione. NVIDIA, a tal proposito, dichiara che la soluzione GeForce 8800GTX permette di raggiungere prestazioni doppie rispetto ad una scheda 7900GTX.

Le nuove caratteristiche implementate nelle GPU della serie GeForce 8800, compatibili con le DirectX 10, includono il motore di geometry shader, lo stream output, le funzioni di instancing migliorate ed il supporto per il set di istruzioni unificato previsto nelle DirectX 10. Ulteriori dettagli sulle API DirectX 10 sono disponibili a questo indirizzo: vi consigliamo di leggerli prima di procedere oltre.

Una scena di Crysis

I giochi DirectX 10 avranno dalla loro parte la disponibilità di nuovi effetti e di nuova potenza di elaborazione garantita sia dai nuovi hardware grafici come le schede GeForce 8800, sia da una minore dipendenza dalla CPU.

In particolare, alcuni problemi delle DirectX precedenti alla versione 10 sono quelli del limitato riutilizzo dei dati generati all'interno della pipeline come ingresso per un passo successivo di un processo, dell'elevato sovraccarico della CPU a causa dei cambiamenti di stato, della necessità di differenziare ancora il codice in base alle capacità espresse dall'hardware sottostante, da un set di istruzioni e di tipi di dati limitato o, ancora, dall'impossibilità di scrivere i risultati sulla memoria quando ci si trova in mezzo alla pipeline e rileggerli all'inizio. Infine esiste anche una limitazione delle risorse disponibili, fra cui registri, texture, numero di istruzioni per shader, render targets, etc.