Tiefenspeicher
Dieser Artikel erschien im Original in der PC Games Hardware 04/2001. Seit dem hat sich einiges in Sachen Bandbreite bei Grafikkarten geändert, dennoch werden in diesem Artikel einige Grundlagen erklärt.
Tiefenspeicher
Spiele wie Giants stellen hohe Anforderungen an die Speicherbandbreite der Grafikkarte.
Für unsere Berechnungen nehmen wir an, dass 50 Prozent der neu gerenderten Pixel vor den bereits gespeicherten Werten liegen werden; die Tiefeninformation an dieser Stelle muss also durch jene des neuen Pixels ersetzt werden. Durch unseren Überlagerungsfaktor von 4 müssen vier Mal Tiefenwerte zwecks Vergleichstests aus dem Tiefenspeicher gelesen werden. In zwei Fällen muss die Tiefeninformation des neu gerenderten Pixel mittels eines zusätzlichen Schreibzugriffs erneuert werden. Die benötigte Speicherbandbreite für die 32-bittigen Tiefenspeicherzugriffe beläuft sich auf ungefähr 1,9 GB/s (X-Auflösung*Z-Auflösung*Overdraw*(Lesen + Schreiben)*fps).
Benötigte Speicherbandbreite: 1,9 GB/s
Bildspeicher
Im letzten Schritt der 3D-Berechnung soll das gerenderte Pixel in den Bildspeicher geschrieben werden. Wir gehen davon aus, dass der Tiefentest rund die Hälfte der Schreibzugriffe abfangen wird und nur 50 Prozent der Schreibzugriffe in den Grafikspeicher erfolgen. 50 Prozent dieser Schreibzugriffe erfordern zuvor allerdings einen Lesezugriff, da es sich um transparente Pixel handelt, welche mit den im Grafikspeicher abgelegten Pixeln vermischt werden wollen. Unter diesen Voraussetzungen fallen in diesem Schritt bis zu 2 GB/s Datenvolumen an (X-Auflösung*Y-Auflösung*Farbtiefe [Byte]*Tiefenkomplexität*fps*[Schreibrate + Leserate]).
Benötigte Speicherbandbreite: 2 GB/s
RAMDAC
Zum Schluss muss der RAMDAC die Daten aus dem Bildspeicher auslesen und an den Monitor schicken. Bei augenschonenden 85 Hz kommen bei diesem Vorgang zusätzliche Daten von ungefähr 0,4 GB/s zusammen.
Benötigte Speicherbandbreite: 0,4 GB/s
Summiert benötigen wir unter diesen Bedingungen bei durchgängigem 32-Bit-Rendering eine real verfügbare Speicherbandbreite von bis zu 8 GB/s. Die Krux an der Sache ist, dass in der Praxis nicht einmal die 7,3 GB/s aktueller Speicherchips zur Verfügung stehen, da ein großer Teil der Speicherleistung durch Latenzzeiten und andere Ineffizienzen verloren geht. Angesichts der Ergebnisse wird schnell deutlich, dass ein Wechsel zu 64 Bit Farbtiefe derzeit kaum möglich ist. Die Halbierung der Berechnungsgenauigkeit auf 16 Bit erlaubt auch auf langsameren Boards mit SDR-Speicher schnelle Bildwiederholraten. Abstriche in der Bildqualität sind dann zwar zu erkennen, in höheren Auflösungen allerdings für viele vernachlässigbar. Unsere Detail-Berechnungen lassen sich auch gut dazu nutzen, Ihr System optimal zu tunen. Oft reicht es für einen deutlichen Leistungsschub, die Texturfarbtiefe auf 16 Bit zu beschränken, während die Zugriffe auf den Bildspeicher weiterhin mit 32 Bit Genauigkeit erfolgen.
