Grafikkarten und ihre Bandbreite

Welche Lösungen sind in Sicht?

Man kennt das ja: man ist im Besitz eines neuen Rechners,

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ausgestattet mit dem non plus ultra, und trotzdem hängt
das Spiel bei Auflösungen von 1024×768 und gerade mal 32
Bit Farbtiefe. Woran mag das wohl liegen?

Nun, sicherlich nicht mehr bei der CPU, denn selbst ein
PIII mit 600MHz (was ja schon als Antiquität gilt) dürfte
damit keinerlei Probleme haben. Suchen wir einmal weiter.
128MB Hauptspeicher, hmmm, die scheiden als Urheber wohl
auch aus. Bleibt noch als letzte Option die Grafikkarte
übrig. Bingo! Aber obwohl man schon ein High-End Gerät
im AGP-Slot sitzen hat, häufen sich die „Lags“ beim Spielen.
Das Problem ist, dass immer mehr Spiele immer größere
Texturen verwenden. Waren es bei Quake II noch gerade einmal
Bilder von 512×512 Bildpunkten und 16 Bit Farbtiefe, sind es
bei Q3A schon deutlich mehr: 1024x1024x32 Bit. Flaschenhals
bei solchen Texture-Operationen sind die Bandbreite des AGP-Slots
und eben der Speicher auf der Grafikkarte. Erhöht man den Core-Takt
einer Grafikkarte, erreicht man bestenfalls eine Leistungssteigerung
von mageren 5 Frames. Dreht man allerdings am Speicher, werden die
Verbesserungen deutlich spürbar.

Mittlerweile gibt es schon die unterschiedlichsten Lösungsansätze
für dieses Problem. Angefangen bei Texturkompressionen (TC) von
S3, 3dfx und PowerVR über Virtuellen Texturen und „Embedded RAM“
bis hin zur wohl einfachsten – aber auch teuersten – Lösung, der
Aufstockung des Speichers. Nun, dem einen oder anderen mag es schon
mal aufgefallen sein, vor allem die Bildbearbeitungsprofis kennen
das leidige Thema. Die Rede ist von einem Qualitätsverlust bei der
Komprimierung. Den will man natürlich nur dann hinnehmen, wenn es
sonst wirklich gar keine anderen Alternativen mehr gibt. „Embedded
RAM“ wäre eine Lösung. Es fixt das Bandbreitenproblem. Doch wie
kann man nun genügend Speicher in den Grafikchip packen? Nun,
Imagine arbeitet mit anderen Firmen an einer Möglichkeit,
96MB in den Chip zu packen. Mit vorhandenen 64MB als externen Framebuffer
kommen wir dann auf immerhin 160MB voll nutzbarem Grafikkartenspeicher.
Zwar haben wir jetzt das Bandbreitenproblem gelöst und auch die Geschwindigkeit
drastisch erhöht, doch auch die dadurch entstehenden Kosten werden im
Vergleich zu jetzigen Karten geradezu astronomisch sein. Mit anderen
Worten: ein schöner Traum…

Wo Texturenkompression nur unzureichende Bildqualität liefern und
Speicheraufrüstung – egal in welcher Art – einfach zu teuer wird,
kommt eine andere Technik ins Spiel, nämlich das sogenannte Virtual
Texturing. Grob ausgedrückt bedeutet das, dass der Grafikchip nicht mehr
direkt auf den Speicher zugreift, sondern alle Anfragen der VT Engine (Virtual
Texturing Engine) überläßt. Eine genauere Beschreibung findet man
hier.
Normalerweise wird die komplette Textur in den Speicher geladen, was bei
großen Bildern eben zu diesen „Lags“ führt. Die VT Engine lädt immer nur den
Teil, der für die Darstellung benötigt wird.

Da das Ganze bis dato noch eher Zukunftsmusik ist, wird man in der Zwischenzeit
mit den heutigen Grafikkarten leben müssen. VT ist zwar ein Schritt in die
richtige Richtung, doch dass alleine reicht nicht aus. Nur im Zusammenhang
mit schnellerem Speicher (Quad DRAM ist ja schon im Gespräch) lassen sich
in Zukungt solche Probleme zufrieden lösen.

Quelle: beyond3d

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