PowerVR stellt SGX-Chip mit Unified Shader vor

Mit den Desktop-Grafikkarten Kyro sowie Kyro II basierend auf der PowerVR Series3 landete der Chipproduzent Imagination Technologies vor einiger Zeit einen großen Überraschungserfolg, da entsprechende Karten durchaus mit den damaligen Top-Beschleunigern von nVidia mithalten konnten.

Seit dem herrscht jedoch größtenteils Funkstille – von einigen Gerüchten der nie erschienenden Series4 einmal abgesehen. Nun kündigt Imagination Technologies, kurz ImgTech, den neuen PowerVR SGX-Chip an, der sowohl den Nachfolger des Handy-Chips MBX darstellt und zugleich eine Abwandlung der Series5 ist. Der Chip soll in drei verschiedenen Versionen erscheinen, die alle im 90-nm-Verfahren produziert werden und durch eine gute Leistung bei gleichzeitig geringer Größe und Leistungsaufnahme überzeugen sollen. So wird es mit dem PowerVR SGX510, SGX520 sowie dem SGX530 drei Handy-Chips in verschiedene Leistungsklassen geben, die mit einer Größe von 2 mm² bis zu 8 mm² äußerst klein ausfallen.

Wirft man einen Blick auf die offizielle Feature-Liste des neuen SGX-Chips, könnte man meinen, dass es sich nicht um einen einfachen Mobile-Chip, sondern um einen modernen High-End-Beschleuniger handelt: So unterstützt die SGX5x0-Serie nicht nur die 3D-APIs OpenGL 2.0 und OpenGL ES 2.0, auch DirectX 9.0 mit dem Shader-Model 3.0 ist kein Fremdwort für das neue PowerVR-Geschöpf – damit liegt man aus technischer Hinsicht gar vor den meisten Grafikkarten im PC-Segment.

Weiterhin verfügt der SGX über eine Unified Shader-Architektur, die sich bei dem PowerVR-Chip „Unified Scalable Shader Engine“ (USSE) nennt – jene erwarten wir im Desktop-Segment frühestens beim R600 von ATi beziehungsweise beim NV50 von nVidia. Damit gibt es keine „reinen“ Pixel- und Vertex-Pipelines mehr. Der Treiber untersucht dabei die anfallenden Daten und überstellt je nach Anforderung eine Pixel- oder Geometrieberechnung an die Pipelines, die bei einer USSE beide Aufgaben abarbeiten können und nicht mehr fix für nur eine konzipiert worden sind.

Desktop-Chips der Kyro-Serie und auch der PowerVR SGX arbeiten nach dem „Tile-Based-Rendering“-Prinzip, welches vor allem in kleinen und von Haus aus langsameren 3D-Chips sinnvoll ist, weil ein TBR-Renderer effektiver nicht sichtbare Pixel (jene Pixel bezeichnet man auch als „Overdraw“) verwerfen kann als die herkömmlichen HyperZ- und HierarchicalZ-Techniken, die bei ATi und nVidia zum Einsatz kommen. So zerlegt ein Deferred Renderer das Bild zuerst in mehrere kleine Kacheln, den sogenannten „tiles“. Danach führt der Chip eine „Hidden Surface Removal“-Berechnung durch, die prüft, ob alle vorhandenen Pixel in den Kacheln sichtbar sind oder durch Objekte im Vordergrund verdeckt werden. Dieses Ergebnis wird danach im „Z-Buffer“ abgelegt und nur falls das Pixel sichtbar ist in spätere Berechnungen miteinbezogen. Die Konkurrenztechniken arbeiten dagegen weniger effektiv, jedoch wird dieser Effekt zu einem großen Teil durch die enorme Rechenleistung kompensiert.

Kommen wir nun noch einmal schnell zu den Unified Shader-Einheiten zurück. Von jenen soll es maximal acht geben, jedoch scheint es nach den eigenen Angaben möglich zu sein, weitere Shadereinheiten hinzuzufügen.

Laut den Aussagen von ImgTech, beherrscht der PowerVR SGX-Chip alle Rendertechniken des Vorgängerchips MBX und ist somit vollkommen abwärtskompatibel. Weiterhin sollen mit dem SGX-Chip vom PC bekannte Features wie beispielsweise „Higher Order Surfaces“ sowie „Parallax Bump-Mapping“ möglich sein. Die größte Version des neuen Mobile-Chips soll mit 200 MHz takten und dabei eine Pixelfüllrate von 1200 MPix pro Sekunde erreichen sowie 13,5 Millionen Polygone pro Sekunde berechnen können. Wie viele Texture Mapping Units (TMUs) und Raster Operationseinheiten (ROPs) der Chip besitzen wird, bleibt leider weiterhin unklar.

Aufgrund der „flexiblen“ Architektur soll der Chip zusätzlich beim Abspielen von Videos die CPU entlasten, wobei gar MPEG 4- and H.264-Dateien beschleunigt werden. Die Leistungsaufnahme soll dabei sehr gering ausfallen, damit der Chip auch beispielsweise längere Zeit in Mobiltelefonen oder PDAs eingesetzt werden kann. Eine PC-Portierung der Series5 werden wir voraussichtlich nicht sehen – schade eigentlich, denn eine solche Featuremasse würde die zwei großen Chipschmieden zumindest in einigen Gebieten unter Druck setzen.

Einige Videos von Technologiedemos zum SGX kann man bei PowerVR herunterladen und jene zeigen bereits gut das Potenzial des kleinen Chips. Der PowerVR SGX soll ab dem vierten Quartal dieses Jahres an die Hersteller ausgeliefert werden.