Karty graficzne

Dekodowanie zakodowanego obrazu

Udajmy się w krótką podróż wzdłuż "uliczki" pamięci, aby zrozumieć znaczenie Avivo. Początkowo, gdy komputery wchodziły na scenę multimediów, wyłącznie mikroprocesor odpowiedzialny był za obsługę różnych stadiów dekodowania. Na przestrzeni lat, wraz z postępem technologicznym, większość tych etapów przekazana została karcie graficznej, tak aby CPU mógł przetwarzać inne dane. Gdyby zmusić stary 486 do odtwarzania płyty DVD, proces okazałby się bardzo irytujący w związku z tym, że procesor tej klasy zbyt wolny, aby dekodować płytę "w locie".

Współczesne procesory są niezwykle szybkie i zarazem niewykorzystywane w takim stopniu jak dawniej, co jest wynikiem zastosowania m.in. kodeka H.264. Kodek ten wykorzystuje dostępną moc obliczeniową i tworzy plik bardziej skompresowany od MPEG2, jednocześnie zapewniając wyższą jakość obrazu.

Jeżeli kiedykolwiek ktoś próbował dekodować film na zwykłym PC w domu, zauważył pewnie ilość czasu potrzebną na wykonanie tego zadania. Nawet jeśli użyje się do tego najszybszy mikroprocesor, czas dekodowania jest znaczny nawet przy prawie maksymalnym użyciu procesora.

Wymieniona sytuacja odnosi się przede wszystkim do płyt DVD, które zawierają znacznie mniej informacji od dysków Blu-Ray czy HD DVD. Tak więc łatwo można sobie wyobrazić ogrom czasu potrzebnego do kodowania/dekodowania wymienionych formatów. Nie trzeba wspominać, że niewydajny proces skraca czas pracy notebooka na bateriach i zabierze więcej czasu.

Żaden notebook nie będzie w stanie przekroczyć bariery trzech godzin, jeśli ciężar obliczeniowy nie zostanie przeniesiony z CPU na system, który jest zoptymalizowany i prawdopodobnie wyspecjalizowany pod kątem takich zadań. Jeśli obsługa sprzętowa H.264 stałaby się dostępna, zredukowałoby to także obciążenie CPU. Jeśli chodzi o liczby, to ATI planuje wykorzystanie procesora na poziomie 30 procent w przypadku Intel Pentium 4 3.2GHz, co wciąż oznacza duże obciążenie, lecz jak zapewnia ATI, odpowiednie układy wspomagające mają być jeszcze wypuszczone na rynek. A gdy zostaną, mają zmienić sposób postrzegania wideo.

Po procesie

Jest to etap podczas którego plik wideo jest optymalizowany po kątem wymaganej rozdzielczości, odpowiedniej ilości klatek, właściwego skalowania (obraz wideo przenośnego odtwarzacza byłby odpowiednio mniejszy niż w przypadku telewizora) i w końcu korekcji koloru.
Jeśli korzystamy z progresywnego wyświetlania podczas gdy sygnał wejściowy jest z przeplotem, wówczas likwidowanie przeplotu następuje w fazie post procesowej.

Wbudowane likwidowanie przeplotu przez karty graficzne jest niczym innym jak łamaniem linii. Funkcję tę mają wszystkie karty, jednak ATI będzie wyposażona w implementacje wektorową, w myśl której karta będzie próbowała stworzyć klatkę bez przeplotu z najlepszych dostępnych danych. Funkcja ta jest dostępna tylko w kartach Avivo.

Wyświetlanie

Avivo korzysta z CABAC (Content Adaptive Binary Arithmetic Coding), które jest mniej podatne na straty. Analizuje ono każdą klatkę, a następnie wybiera najbardziej odpowiedni schemat kodowania. W momencie gdy następuje to klatka po klatce, użycie procesora jest tak duże, że uruchamianie wielu aplikacji równocześnie jest niemożliwe.

Układy ATI o nazwie R5xx zaprojektowane są z myślą o wykonywaniu tylko tego zadania. W myśl zasady, że jeśli CPU potrzebuje pomocy przy dekodowaniu, to rolę tę powinien przejąć GPU.

Avivo wyposażony jest także w silnik przedskalowania, który skaluje wejściowy obraz wideo do wymaganej rozdzielczości oraz w silnik postskalowania, który zapewnia, że wyświetlany obraz jest zoptymalizowany pod każdym kątem.

Od współczesnego sprzętu oczekuje się obsługi wielu standardów wyświetlania, dostosowania do ich wymogów w zakresie koloru, obszaru, rozdzielczości, reakcji gamma oraz wielu innych. 10-bitowe układy RAMDAC nie są rzadkością w dzisiejszych czasach, ale ich ograniczeniem jest zdolność zamiany sygnału cyfrowego na analogowy.

RAMDAC oznacza Random Access Memory Digital to Analogue Converter i składa się z trzech elementów. SRAM o szybkim dostępie służy do przechowywania i sprawdzania mapy koloru, a trzy konwertery sygnału cyfrowego na analogowy obsługują RGB. Dawniej DAC był nieodłączną częścią GPU, jednak wraz z postępem technologicznym udało się umieścić go w RAMie, co umożliwia dużo szybsze przetwarzanie i pozwala na wyświetlanie obrazu o rozdzielczości 2048x1536 przy 85Hz.

Wracając do 10-bitowego układu RAMDAC, to w komputerach kompatybilnych z Avivo, karta obsługiwać będzie 10-bitowe potoki DAC zwiększając paletę kolorów z 16.7 milionów kolorów w przypadku 8-bitowych potoków, do gigantycznych 1.07 miliarda. Każdy z potoków będzie miał swoje własne skalowanie, korekcję gamma, a pozycjonowanie dopasowane będzie do sprzętu na którym wyświetlany zostanie obraz.

diagram architektury Avivo (kliknij by powiekszyc)

Silnik wyświetlania wyposażony został także w imponujący sprzęt, który przesyła ostateczny sygnał do monitora lub telewizora. Przy zachowaniu 10-bitów i 400MHz dla elementu DAC, ATI wyposażyła Avivo w procesor Xilleon (głównie wykorzystywany w wyświetlaczach, szeroko stosowany przez Sony), a także dwa zintegrowane przekaźniki dual-link dla wyjścia DVI obsługujące rozdzielczości 2048x1536 przy 75Hz czy też 2560x1600.

ATI bardzo chce wykorzystać Avivo poza wideo i wejść na rynek obróbki obrazów cyfrowych. Twierdzi tak ze względu na możliwości 10-bitowych potoków, dzięki którym możliwe ma być zachowanie czystości cyfrowych obrazów, szczególnie jeśli zostały zarejestrowane za pomocą profesjonalnych aparatów.

Avivo pozwoli także ATI na obsługę szerszej gamy łącz niż wyjścia VGA czy DVI. Będzie wyposażone w takie technologie jak Euro-SCART czy HDMI, które udostępnią zawartość HD odpowiednim urządzeniom wyświetlającym.

Złożoność problemu polega na tym, że szybkość odświeżania elektronicznych wyświetlaczy jest zupełnie inna niż monitorów PC. Wcześniej sprzęt ATI wykorzystywał oprogramowanie do dostosowywania odświeżania, lecz jak wiemy, rozwiązania programowe nigdy nie są tak dobre jak sprzętowe. Skłoniło to ATI do wyposażenia Avivo w obsługę pełnego zakresu odświeżania. Dzięki temu znikną takie problemy jak overscan, czyli zdolność lub jej brak do wykorzystania całej powierzchni ekranu monitora do wyświetlania obrazów.

Teoretycznie, Avivo brzmi nieźle, ale sprosta oczekiwaniom? To się jeszcze okaże...

Pomoc w tłumaczeniu materiałów ATi grupa translatornia.pl