نموذج تظليل موحد
في مجال رسومات الحاسوب ثلاثية الأبعاد ، يشير نموذج التظليل الموحد (المعروف في Direct3D 10 باسم " نموذج التظليل 4.0 ") إلى شكل من أشكال أجهزة التظليل في وحدة معالجة الرسومات (GPU)، حيث تتمتع جميع مراحل التظليل في مسار العرض (الهندسة، الرؤوس، البكسل، إلخ) بنفس القدرات. يمكنها جميعًا قراءة الصور والمخازن المؤقتة، وتستخدم مجموعات تعليمات متطابقة تقريبًا. [ 1 ]
تاريخ
تضمنت وحدات معالجة الرسومات (GPU) السابقة نوعين من وحدات التظليل، حيث احتوت وحدات تظليل الرؤوس على تعليمات أكثر بكثير من وحدات تظليل البكسل الأبسط . وقد خفّض هذا من تكلفة تصميم وحدة معالجة الرسومات ككل، وسمح بوضع عدد أكبر من وحدات التظليل على وحدة واحدة. إلا أن ذلك كان على حساب تقليل مرونة النظام، وأحيانًا ترك إحدى مجموعتي وحدات التظليل غير مستخدمة إذا كان عبء العمل يستهلك إحداهما أكثر من الأخرى. ومع استمرار تحسينات التصنيع ، أصبح هذا التمييز أقل فائدة. قدمت شركة ATI Technologies بنية موحدة في الأجهزة التي طورتها لجهاز Xbox 360. وسرعان ما حذت Nvidia حذوها بتصميم Tesla . وبعد عامين، قدمت AMD وحدة تظليل موحدة على شكل بطاقة في سلسلة TeraScale . ومنذ ذلك الحين، أصبح هذا المفهوم عالميًا.
استخدمت نماذج التظليل المبكرة (مثل Shader Model 1.x) مجموعات تعليمات مختلفة تمامًا لتظليل الرؤوس وتظليل البكسل ، حيث تميزت تظليلات الرؤوس بمجموعة تعليمات أكثر مرونة. قللت نماذج التظليل اللاحقة (مثل Shader Model 2.x و3.0) هذه الاختلافات، مقتربةً من نموذج تظليل موحد. حتى في النموذج الموحد، قد لا تكون مجموعات التعليمات متطابقة تمامًا بين أنواع التظليل المختلفة؛ فقد تحتفظ مراحل التظليل المختلفة ببعض الفروقات. يمكن لتظليلات الأجزاء (تظليلات البكسل) حساب تدرجات إحداثيات النسيج الضمنية ، بينما يمكن لتظليلات الهندسة إصدار عناصر العرض الأولية . [ 1 ]
بنية تظليل موحدة
تُعرف بنية التظليل الموحدة (أو بنية التظليل الموحدة ) بأنها تصميم عتادي يمكّن جميع وحدات معالجة التظليل في جهاز رسومات من التعامل مع أي نوع من مهام التظليل. في أغلب الأحيان، تتكون بنية التظليل الموحدة من مجموعة من وحدات الحوسبة ونظام جدولة / موازنة أحمال ديناميكي يضمن استمرار عمل جميع وحدات الحوسبة بأكبر قدر ممكن من التكرار.
تتيح بنية التظليل الموحدة استخدامًا أكثر مرونة لأجهزة عرض الرسومات . [ 2 ] على سبيل المثال، في حالة وجود عبء عمل هندسي كبير، يمكن للنظام تخصيص معظم وحدات الحوسبة لتشغيل تظليل الرؤوس وتظليل الهندسة . أما في حالات وجود عبء عمل أقل على الرؤوس وعبء عمل أكبر على البكسل، فيمكن تخصيص المزيد من وحدات الحوسبة لتشغيل تظليل البكسل .
على الرغم من أن بنية التظليل الموحدة للأجهزة وواجهات برمجة نماذج التظليل الموحدة ليست شرطًا لبعضها البعض، إلا أن البنية الموحدة هي الأكثر منطقية عند تصميم الأجهزة التي تهدف إلى دعم واجهة برمجة التطبيقات التي تقدم نموذج تظليل موحد.
لا يزال بالإمكان تطبيق OpenGL 3.3 (الذي يوفر نموذج تظليل موحد) على أجهزة لا تمتلك بنية تظليل موحدة. وبالمثل، يمكن أن تعتمد الأجهزة التي تدعم واجهات برمجة تطبيقات نموذج التظليل غير الموحد على بنية تظليل موحدة، كما هو الحال مع شريحة رسومات Xenos في جهاز Xbox 360 ، على سبيل المثال.
تم تقديم بنية التظليل الموحدة مع سلسلة Nvidia GeForce 8 ، وسلسلة ATI Radeon HD 2000 ، و S3 Chrome 400 ، وسلسلة Intel GMA X3000، ووحدة معالجة الرسومات Xbox 360 ، وسلسلة Qualcomm Adreno 200 ، و Mali Midgard، ووحدات معالجة الرسومات PowerVR SGX، ويتم استخدامها في جميع السلاسل اللاحقة.
على سبيل المثال، يُشار إلى برنامج التظليل الموحد باسم "CUDA core" أو "shader core" على وحدات معالجة الرسومات NVIDIA ، ويُشار إليه باسم "ALU core" على وحدات معالجة الرسومات Intel .
الهندسة المعمارية
إنفيديا
إنتل
ATI/AMD
مراجع
- 1 2 "Common Shader Core (DirectX HLSL)" . مايكروسوفت . تم الاسترجاع في 17-08-2008 .
- ↑ كيس، لويد (8 نوفمبر 2006). "GeForce 8800 GTX: نظرة عامة على بنية الرسومات ثلاثية الأبعاد" . إكستريم تك. مؤرشف من الأصل في 10 نوفمبر 2013. تم الاطلاع عليه في 10 نوفمبر 2013 .
- تظليل