NVIDIA GeForce 6200 con tecnologia TurboCache

Fino ad ora abbiamo essenzialmente discusso delle sole capacità computazionali di NV44, ma la vera innovazione alla base di queste schede GeForce 6200 si chiama TurboCache.

L'idea di base è quella di sfruttare il canale di comunicazione ad 8 GB/s (4 GB/s in upstream ed altrettanti in downstream) per accedere alla memoria di sistema ed utilizzarla per immagazzinare i dati relativi alle texture e ad altri buffer necessari al rendering di una scena tridimensionale. L'obiettivo di NVIDIA è, quindi, quello di disfarsi il più possibile della memoria onboard. Tale motivazione potrebbe sembrare non particolarmente convincente agli occhi dei meno attenti in quanto la memoria video, specie per le schede dedicate a questa fascia di prezzo, è particolarmente economica. In realtà NVIDIA vuole effettuare un vero e proprio restyling del concetto di scheda video e vuole semplificare al massimo il disegno elettronico di queste. Ogni chip di memoria, infatti, richiede delle piste, spesso stampe su più strati, che necessitano di un livello di accuratezza sempre più meticoloso e di procedure di certificazione della qualità dal costo crescente. Ridurre la memoria onboard non significa, quindi, evitare semplicemente di pagare il costo della memoria video, ma vuol dire anche abbassare significativamente la complessità del PCB e, conseguentemente, aumentare le rese produttive.

Naturalmente l'approccio scelto da NVIDIA è tutt'altro che privo di problematiche. Al di là del valore grezzo della banda passante, esistono delle incertezze legate essenzialmente alle latenze che può comportare l'accesso alla memoria di sistema per il rendering della scena. E' proprio in quest'ottica che entra in gioco la tecnologia TurboCache. Le schede GeForce 6200 TurboCache sono dotate di un piccolo quantitativo di memoria video (esistono modelli con 16 MB, 32 MB e 64 MB) che funge come una vera e propria cache per il processore grafico. Il compito di questa memoria è quello di immagazzinare i dati relativi al front buffer e, in generale, tutto ciò a cui è necessario accedere di frequente. Arbitro di questo gravoso compito è una Memory Management Unit che mette in collegamento sia le unità di pixel shading che le ROPs direttamente con la memoria di sistema. Il collegamento, naturalmente, è bidirezionale in quanto non solo è necessario leggere le texture, ma, ad esempio, può essere richiesta la generazione e la memorizzazione di una nuova texture (render to texture) per realizzare effetti di riflessione e rifrazione dinamici (come il cube environmental mapping). Le unità che all'interno dello schema tecnico sono disegnate in giallo sono state espressamente modificate per garantire la più elevata efficienza possibile.

Avendo a disposizione la banda passante garantita dal bus PCI Express 16x possiamo procedere nel calcolare la banda passante totale di una scheda GeForce 6200 TurboCache. Il modello dotato di 16 MB onboard possiede un solo chip di memoria collegato attraverso un bus a 32 bit e lavorante a 700 Mhz, mentre quello dotato di 32 MB onboard possiede due chip per un bus ampio 64 bit. Nel primo caso la banda passante totale è pari a 10,8 GB/s (2,8 GB + 8 GB), mentre nel secondo di 13,6 GB/s (5,6 GB + 8 GB). In realtà si tratta di dati teorici e legati molto al chipset su cui si intende far funzionare queste schede. I processori AMD64 hanno notoriamente un accesso alla memoria molto veloce e sembra che i chipset Intel Serie 900 non offrano effettivamente 4 GB/s in upstream e 4 GB/s in downstream, ma 3 GB/s in upstream ed 1 GB/s in downstream. In realtà NVIDIA afferma che la sua particolare architettura è stata studiata per livellare tali differenze e non essere troppo dipendente da queste latenze.

Trattiamo, infine, l'aspetto software. Innanzitutto è bene definire che affinché i driver delle schede GeForce 6200 TurboCache possano allocare 128 MB di memoria è necessario che il quantitativo di RAM installata sia pari almeno a 512 MB. Questo non dovrebbe rappresentare un problema in quanto per tutti i sistemi PCI Express 512 MB di RAM rappresentino il minimo. NVIDIA ha lavorato molto sui propri driver per mettere a punto un TurboCache Manager e cioè un gestore che abbia il compito di allocare la memoria di sistema necessaria in base al carico richiesto dall'applicazione e di rilasciarla immediatamente non appena cessa l'esecuzione di tale applicazione. Il tutto avviene in pieno rispetto della gestione di memoria di Windows.