NVIDIA GeForce 6200 con tecnologia TurboCache

Prima di descrivere l'architettura di NV44, nome in codice del processore grafico alla base delle GeForce 6200 TurboCache, è necessario chiarire alcuni punti fondamentali dell'architettura di NV40 e NV43. E' ormai ben noto a tutti che NV40 ha una struttura computazionale composta da sei unità di vertex shading e sedici pipeline ognuna delle quali dotata della propria unità di pixel shading (e texturing). Non ci interessa in questa sede analizzare ulteriormente in dettaglio la struttura delle varie unità fin qui citate. Ciò che, invece, è rilevante aggiungere è che alla fine del percorso di calcolo troviamo un'ulteriore stadio rappresentato dalle ROPs, cioè le unità che vanno a definire l'effettivo contenuto dell'immagine all'interno del frame buffer.

NV40 possiede sedici ROPs, una per unità di pixel shading, il che permette di avere a disposizione un fill rate teorico estremamente elevato. La realtà, tuttavia, è che solo in alcune particolari condizioni tutte le sedici ROPs sono impegnate nel disegno della scena. Basti pensare che per la realizzazione di un filtro trilineare puro (senza l'ausilio, quindi, delle varie ottimizzazioni) ogni pipeline, essendo dotata di sola una TMU (Texture Mapping Unit), richiede due cicli di clock e questo valore sale notevolmente all'aumentare della complessità dei pixel shaders. Di fatto, quindi, solo alcune delle ROPs presenti in NV40 vengono mediamente utilizzate.

Se per la progettazione di NV40 NVIDIA non ha di certo badato a spese ed ha preteso il massimo anche dal punto di vista puramente teorico, tale affermazione si ridimensiona decisamente con NV43, processore grafico alla base delle schede GeForce 6600 e GeForce 6600 GT. Quest'ultimo, infatti, è sì dotato di otto pipeline di rendering, ma il numero di ROPs è pari a quattro. Pertanto il numero massimo di pixel che NV43 è in grado di scrivere per ciclo di clock non va oltre tale valore. Questo potrebbe sembrare un limite, ma in realtà grazie alla presenza di un Fragment Crossbar che possiede funzioni di bilanciamento di carico, le misurazioni velocistiche hanno premiato la scelta di NVIDIA e del resto NV43 non è risultato di certo essere un prodotto di poco successo.

Nel descrivere NV44 è molto importante definire che si tratta di un processore grafico progettato da NVIDIA avendo come cardine centrale la tecnologia TurboCache. Non si tratta, quindi, di un semplice taglia/incolla di precedenti soluzioni, ma di un'architettura che possiamo definire inedita e che è completamente differente a livello tecnico dalla GPU alla base delle schede GeForce 6200 non dotate di tecnologia TurboCache. Queste ultime, infatti, non utilizzano NV44, ma una versione castrata nelle pipeline e nelle funzionalità di NV43 denominata anche NV43-V (dove la lettera V sta per value).

NV44 possiede tre unità di vertex shading e quattro pipeline di rendering ognuna dotata della propria unità di pixel shading. Dal punto di vista computazionale, quindi, le schede GeForce 6200 TurboCache, considerando una frequenza del core pari a 350 Mhz (50 Mhz in più rispetto alla versione non TurboCache), sono capaci di sviluppare un fill rate di 1400 Mpixel/s e 1400 Mtexel/s. Ciò che, tuttavia, può essere effettivamente visualizzato sullo schermo non va oltre due pixel per ciclo di clock a causa della presenza di sole due ROPs. In realtà, per le ragioni già spiegate, tale aspetto non dovrebbe corrispondere ad un degrado prestazionale nella maggioranza dei casi. E' necessario, tuttavia, sottolineare che gran parte del lavoro di semplificazione effettuato dagli ingegneri di NVIDIA per NV44 si è concentrato proprio nelle unità ROPs. Le operazioni di compressione sia dei dati relativi allo z-buffer che di quelli per il colore sono state eliminate. Inoltre anche le operazioni di blending e filtering con una precisione a 16 bit floating point non sono supportate. Ciò naturalmente ha permesso ad NVIDIA di costruire un processore grafico che, grazie al processo produttivo a 0.11 micron, risulta essere estremamente ridotto in termini di dimensioni del core e, conseguentemente, molto economico. Nessuna altra modifica è stata apportata alle originarie tecnologie presenti in NV40: sono totalmente supportati quindi i vertex e pixel shader in versione 3.0 così come tutte le varie tecnologie per il filtro anisotropico e l'antialiasing. Naturalmente, vista la mancanza delle tecnologie di compressione, è ragionevole non aspettarsi prestazioni eccelse con tali filtri abilitati; del resto non è agli hardcore gamers che NV44 è rivolto.