NVidia, rasterizzazione a settori per ridurre i consumi

L’arrivo dell’architettura NVidia Maxwell, poco più di due anni fa, ha posto una vera e propria pietra miliare per ciò che riguarda la riduzione dei consumi energetici da parte delle schede video.
Le schede Maxwell, infatti, hanno segnato un vero e proprio “cambio di passo” in termini di rapporto tra performance e consumi energetici, soprattutto sui notebook.
Gli strumenti utilizzati dai tecnici NVidia per raggiungere tale efficienza energetica con le schede Maxwell e poi, oggi, con i nuovi prodotti basati sull’architettura Pascal, non sono mai stati rivelati.

C’è però una tecnica, impiegata anche nei chip destinati ai dispositivi mobili (PowerVR, Mali, Adreno,…) che viene ritenuta responsabile degli enormi passi in avanti compiuti da NVidia sul versante prestazionale: la tile based rasterization.

Gli elementi grafici mostrati sullo schermo sono poligoni (soprattutto triangoli) ai quali vengono poi applicate numerose modifiche ed effetti. Con il processo di rasterizzazione, infine, viene effettuata la conversione in un’immagine raster o bitmap, ovvero formata da pixel. Questa operazione è necessaria per ottenere un’immagine gestibile con un monitor. Come ultimo passo viene svolto il cosiddetto shading ossia una serie di interventi sulla luminosità del colore con l’intendo di conferire profondità all’immagine e migliorare l’effetto 3D.

AMD e Intel utilizzano una tecnica chiamata immediate rasterization che implica la trasformazione da triangoli a pixel “in un colpo solo” o, potenzialmente, suddividendo il lavoro in più riprese. Il risultato è un maggiore consumo di memoria e di risorse della scheda grafica.

NVidia, invece, fa ampio uso della cosiddetta tile based rasterization: diversamente rispetto a quanto fanno i concorrenti, una “scena” viene divisa in settori in modo ad ottimizzare al massimo la gestione della memoria. Stando alle indiscrezioni (conferme ufficiali non ve ne sono), NVidia utilizzerebbe a piene mani la velocissima cache L2 della GPU per effettuare la rasterizzazione “a settori”, cache che infatti è stata ulteriormente ampliata con il rilascio delle nuove schede Pascal (in questo modo si possono rasterizzare settori più ampi e più complessi).

Nel caso di NVidia, ogni settore viene rasterizzato in un solo passaggio, risparmiando anche banda GDDR5. Un modus operandi efficiente che, appunto, è già oggi ampiamente usato nel settore mobile.
A questo punto, anche AMD potrebbe decidersi a implementare la tile based rasterization per ridurre ulteriormente i consumi.