Grafik İşlemcilerin Geleceği

Ana sayfa /

Ekran kartlarına ve grafik teknolojisine bağımlı mıyız? Eğer öyleyse kaderimiz ATI ve NVIDIA’nın ellerinde mi? Eğri oturup, doğru konuşalım. Bu sorulara çoğumuzun, özellikle de oyuncuların vereceği cevap evet olacaktır. Başka bir bağımlılık olsaydı bir rehabilitasyon merkezine yatar, bir şekilde tedavi olup akıl sağlığımıza kavuşabilirdik fakat ne yazık ki bu bağımlığın henüz geliştirilmiş bir tedavisi yok.

Kişisel bilgisayarların ve grafik teknolojisinin bu kadar gelişmesinde oyunların yaptığı katkı yadsınamaz. Bugün neredeyse her evde bir bilgisayar, her köşe başında bir İnternet Cafe varsa bunun en büyük sebebi oyunlardır.
Gelişen teknolojinin hızına yetişemediğimiz anlarda “Yeter artık! Durdurun bütün bu teknolojiyi!” diye isyan ettiğiniz anlar olmuştur. Ancak eğer bu isteğiniz yerine gelseydi şu an hala 3dfx Voodoo kartlarla ilk Tomb Raider’ı oynuyor olurduk ki bu kulağa hiç de hoş gelmiyor.

{pagebreak::Acımasız gerçekler}

Acımasız gerçek şu ki grafik teknolojisine gerçekten bağımlı hale geldik. Her geçen gün gelişen teknolojiye yetişemezsek içimizde bir sıkıntı oluyor. Yeni bir ekran kartı alıp onu PCI-E slotuna taktığınızda yaşadığınız duyguya denk başka çok az şey vardır herhalde.

 

Yakın bir geçmişe kadar eski kartlarımızın ömrünü, sınırlarını zorlayarak, en yeni sürücüleri kurarak, detayı ve çözünürlüğü düşürerek uzatmaya çalışırdık. Ancak artık o dönem geride kaldı. Ekran kartları sadece oyunlarda da değil daha bir çok görsel işlemde daha büyük role soyundu ve eski bir kart ile bunları karşılayabilmek imkansız hale geldi.

Değişen talepler rekabetin yönünü de değiştirdi. Artık grafik işlemciler, normal işlemciler ile aynı seviyeye yaklaştılar. Peki ikisi de aynı seviyeye geldiğinde ne olacak?

{pagebreak::Geçmişe yolculuk}

Geçmişe yolculuk

Geçmişe çok dönmek istemesek de yine de bu bağımlılığımızın nasıl başladığını hatırlamakta fayda var.  80’li yıllardaki sadece birkaç nokta ve çizgiden oluşan 3B oyunlar daha sonra 90’lı yıllarda çıkan ve asıl devrim yaratan Doom benzeri hale gelmişlerdi. Doom ve Quake gibi yapımlar aslında iki boyutlu haritalar üzerinde dolaştığımız oyunlardı.  Descent adlı oyunda kullanılan 3D Vector Engine o zamanlar için bir devrim niteliğindeydi.

 

Ancak o zamanlarda doku filtreleme gibi bazı işlemlerin yükü CPU’ya kalıyordu ve bu durum sistemleri zorluyordu.  O zamanki grafik işlemciler şimdikilerin aksine grafik işlemlerinin sadece bir kısmını üstleniyordu.
3B grafiklere sahip bir oyun yapmak ve bunun gerektirdiği görevleri donanım bileşenleri arasında verimli bir şekilde paylaştırmak gerçekten çok karmaşık bir iş.  Sadece bir milisaniyeliğine ekranda kalan bir piksel için gereken işlem sayısını (ışık ve gölge, kaplama, doku, vektör hesapları vb.) düşündüğünüzde bu işin ne kadar zor olduğunu anlayabilirsiniz.

{pagebreak::DirectX 8 devrimi}

İlk 3B grafik kartları yapılan tüm bu işlemlerin sadece son aşamasında devreye giriyordu.  1999 yılında DirectX 7.0’ın çıkmasıyla grafik işlemcilerin yaptığı iş biraz daha arttı. Daha önceleri CPU’nun yaptığı ışıklandırma gibi bazı işlemleri artık grafik işlemciler yapmaya başladı.

 

DirectX 8 ile beraber shader teknolojisinin gelmesiyle işler daha da ilgiç bir hale geldi. Ekran kartlarının gerçekten akıllanmaya başlaması DirectX 8 sayesinde oldu. Tabii halen bazı kısıtlamalar sürüyordu. 2004 yılında Shader Model 3.0 ile beraber DirectX 9.0c’nin çıkması grafik işlemcileri CPU’lara yakın hale getirdi. Bu andan sonra grafik işlemciler artık basit mantık işlemleri yapan cihazlar değil tüm karmaşık işlemleri tek başına yapabilen bir şekle büründü.

Evrimin son noktası DirectX 10 ile gerçekleşti. Grafik işlemciler artık her biri farklı bir iş yapan yüzlerce küçük işlem birimine sahip olmuştu. Bu aşamadan sonra hem AMD hem de NVIDIA mevcut ekran kartlarına özel programlama dilleri ve yazılım geliştirme kitleri (örneğin CUDA) geliştirmeye başladılar. Bunun dışında ekran kartları 3B modellemelerle ilgilenmelerinin yanı sıra karmaşık fizik modellemelerini de üstlenmeye başladı.

{pagebreak::CPU mu, GPU mu?}

CPU mu, GPU mu?

Grafik işlemcilerin CPU’lara yaklaşması bu pazara yeni oyuncular eklenmesine yol açtı. Bunların en iddialısı ise Intel. Intel’in piyasaya girecek olması gelecekte bu piyasanın temellerini tamamen sarsacak gibi duruyor. Intel halen geliştirmekte olduğu Larabee ile NVIDIA ve AMD/ATI’nin egemenliğine son verebilecek mi, merakla bekliyoruz.
Peki, bu Larabee neyin nesi? Larabee’nin temelini orjinal x86 Pentium çekirdeği oluşturuyor. Intel’in iddiasına göre Larabee OS kernel seviyesindeki kodları çalıştırabiliyor. Aslında basit olarak anlatmak gerekirse Intel’in yaptığı birkaç adet özel tasarlanmış x86 Pentium çekirdeği ile bir vektör işleme birimini birleştirip bunu her çekirdeğin L2 ön belleği aracılığıyla birbirine bağlamak.

 

Çok çekirdekli tasarımın yanı sıra Larabee’de bellek kontrol birimi, görüntü ve sistem arayüzlerine ek olarak bir doku filtreleme birimi de bulunuyor. Intel’in Larabee ile yaptığı şey x86 çekirdeğini basitleştirerek bir grafik işlemcinin üzerine yerleştirebildiği kadar bileşen yerleştirmekten ibaret.

{pagebreak::Larabee neler yapabilir?}

Larabee’yi sadece bir grafik çözümü olarak düşünmek büyük hata olur. Örneğin Dreamworks, Intel ile şimdiden Larabee için bir anlaşma yaptı. Anlaşmaya göre firma bu yeni teknolojiyi animasyon filmlerindeki “ray tracing” işlemlerinde kullanacak.  “Ray tracing” ışık ışınlarının nesneler üzerindeki gölge ve yansıma etkilerinin ayarlandığı bir yöntem ve bu yöntem oldukça güçlü bir donanım gerektiriyor.  Ray tracing yönteminde 1GHz’lik 24 çekirdekli Larabee’nin sekiz çekirdekli 2.6 GHz’lik Xeon’lardan yaklaşık beş kat daha hızlı olduğu iddia ediliyor. Bu durum GP-GPU (General-Purpose Computing on Graphics Processing Units) çözümlerinin sahip olduğu potansiyeli kanıtlar nitelikte.

Tüm bu iddialara rağmen Larabee’nin tam olarak neler yapabileceğini Intel’den başka kimse bilmiyor. Ancak, Intel’den sızdırılan bazı bilgiler ile aklımızda birkaç fikir oluşabilir. Yakın bir geçmişte Intel’in Larabee ile yaptığı bazı testlerin sonuçları basına sızmıştı. F.E.A.R, Gears of War ve Half Life 2: Episode 2 ile yapılan testlerde 1600×1200 çözünürlük ve 4xAA ayarlarında sabit olarak 60 FPS’lik bir performans elde edebilmek için kaç adet 1 GHz’lik çekirdeğin gerekli olduğunu ölçen testlerde sonuçlar oyuna göre 10 ile 24 arasında değişiyordu.

Bu performansın günümüzün üst seviye ekran kartlarının yanına bile yanaşamadığını söylemek gerek. Testin yapıldığı çözünürlükte ve şartlarda performansın 180 FPS seviyesinde olması gerek. Ancak 3 GHz ile birlikte 24 adet çekirdek olursa bu hedefe ulaşılabilir.

{pagebreak::Evdeki hesap}

Evdeki hesap

Önümüzdeki yıl grafik teknolojisi için çok önemli olacak. Larabee ile beraber AMD ve NVIDIA’nın DirectX 11 destekli kartları da aynı dönemde piyasada olacak.  Daha bugünden bu kartların fiyatının ne olacağını söylemek güç fakat Larabee için ufak bir hesap yapılabilir. Günümüz teknolojisi ve mailyetlerini düşünerek Larabee’nin fiyatını aşağı yukarı tahmin edebilmek mümkün.

24 çekirdekli bir grafik işlemci 6 MB’lık L2 ön belleğe ihtiyaç duyar, bu da yaklaşık 300 milyon transistör anlamına gelir. Özel olarak tasarlanmış Pentium çekirdeklerinin daha büyük olduğu varsayımından hareket edersek 24 çekirdekli Larabee GPU’da yaklaşık 450 milyon transistör oalcağını söylemek mümkün.

Bu transistör sayılarını doğru kabul edersek ve üretim maliyetlerini günümüzün GPU maliyetlerine yakın olarak düşünürsek satış fiyatının 370 dolar civarında olacağını öngörebiliriz. Tabii bu fiyata 1 GB GDDR5 dahil değil.

Intel’in hem fiyatı uygun hem de iyi performans veren bir grafik işlemci yapıp yapamayacağı büyük bir soru işareti. Özellikle AMD ve NVIDIA’nın DirectX 11 destekli kartları piyasaya çıktığında Intel’in işinin çok zor olduğunu söyleyebiliriz.  İki grafik devinin de benzer GP-GPU çözümleri üzerinde çalıştığı biliniyor. Ancak Intel’in de kolay teslim olacağını söylemek hata olur.

{pagebreak::Bizi neler bekliyor?}

Bizi neler bekliyor?

Uzun zamandır sadece iki firmanın at koşturduğu bir pazara yeni bir oyuncunun girecek olması bizleri heyecanlandırıyor. Ne kadar başarılı olacağı bilinmez ama Intel’in piyasaya renk katacağı kesin. Başarıyı belirleyecek en önemli etkenlerden biri olan sürücü kalitesi konusunda Intel’in neler yapabileceğini görmek de durumu daha da renklendirecek.

 

Tüm bunlardan elde edilecek sonuç şu: Yakın gelecekte grafik işlemciler ile CPU’lar arasındaki fark iyice ortadan kalkacak. Belki ayrı bir ekran kartına bile gereksinim duymadan sadece tek bir işlemci ile tüm ihtiyaçlarımızı görebileceğimiz günleri göreceğiz. Ancak elde henüz somut bir şey olmadığı için şimdilik bu sadece bir iddiadan ibaret. 2010 yılındaki mücadele grafik teknolojisinin geleceğini büyük ölçüde belirleyecek, orası kesin.

:: Grafik işlemciler yakın gelecekte sizce ne şekilde karşımıza çıkacak?