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LA NUEVAGENERACION»

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Nadie puede negar que uno de los temas más calientes en el mun-do de la informática está dado por las placas de video. Si bien tan-to Intel como AMD intentan llamarnos la atención con su intermi-nable lucha por lograr el procesador más rápido, es claro que lamayoría de los usuarios hogareños estamos “condenados” al viciode los juegos, y en este ámbito, cada vez son más y más importan-tes las placas de video.Hace tan sólo ocho meses, publicamos en nuestra primera ediciónde POWERUSR una comparativa de los distintos modelos que nosofrecían ATI y NVIDIA, los dos gigantes del video. Y si en esta oca-sión hacemos otra nota de tapa sobre este tema es porque, en losúltimos meses, la evolución de las tarjetas gráficas ha sido abismal,y hay un sinnúmero de nuevos modelos de cada fabricante (en es-pecial, en la gama media, que es la más popular).Semejante furor ha llevado a otras compañías a presentar sus pro-ductos, en directa competencia con los dos miembros de un bipoliomantenido desde hace un buen tiempo, aunque no han logrado aca-parar demasiado su atención (como veremos a lo largo de esta no-ta). Los dos grandes, por su parte, siguen buscando tener la supre-macía absoluta del mercado e imponer nuevos estándares en el de-sarrollo de juegos. La pelea tiene tal magnitud, que la gama de pla-cas analizada en este artículo no sólo logra un salto de generacióntan grande como el paso del Riva TNT2 al GeForce 256, sino quetambién nos muestra una aceleración de rendimiento totalmentetangible en los juegos de la actualidad, al duplicar la performance delas “pobres” GeForce FX 5950 Ultra y Radeon 9800 XT (los grandestitanes de aquella extensa nota de POWERUSR #01).

PRESENTE Y FUTUROLos cambios en la arquitectura de las aceleradoras de video sonmuy frecuentes, y nos es muy difícil predecir lo que ocurrirá en elfuturo, más cuando sabemos que, en este campo, el presente setransforma en pasado a una velocidad excepcional. De pronto, las memorias GDDR2 (Graphics DDR2), de propiedades si-milares a las DDR2 analizadas en el número anterior, se han hechomoneda corriente en las placas de video de gama alta. Esto se debe aque, pese a su alta latencia, las mejoras en cuanto al manejo de laenergía y las posibilidades de escalar la frecuencia con facilidad lasconvierten en un sistema mucho más apropiado para las placas de vi-deo más potentes. Sin embargo, cuando apenas hace unos meses ha-bíamos empezado a hablar de GDDR2, ahora aparece un nuevo es-tándar en las líneas más recientes de ATI y NVIDIA: GDDR3. Este tie-ne características similares a las GDDR2, pero disminuye aún más lapotencia requerida y permite dar pasos más largos en cuanto a losMHz: en algunas placas, ya tiene memorias corriendo a 1,2 GHz.Por otra parte, PCI Express parece ser el protagonista de las interfa-ces para las placas de video, gracias a su simple diseño en serie quele permite transferir 4 GB/s en ambas direcciones (8 GB/s en total,cuatro veces más que el AGP 8X). Y por si esto fuera poco, puedesoportar una mayor potencia, a fin de abastecer correctamente a losmonstruos actuales, que consumen ni más ni menos que ¡120 W!Todo indica que el fin del AGP está próximo, y esto nos asusta aúnmás, debido a que la revolución parece no tener fin.En esta nota trataremos de abarcar las novedades impuestas encuanto a la próxima versión de DirectX, la 9.0c, y también daremosun vistazo a lo que será el futuro de los gráficos, pasando por unarevisión de los nuevos demonios de ATI, NVIDIA, y lo que tienenpara ofrecernos XGI y S3 (los fabricantes “alternativos”).

» ARIEL GENTILE | GENARIS@TECTIMES.COM

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LO NUEVO DE DIRECTX 9.0C

» SHADER MODEL 3.0LA INMINENTE VERSION 9.0C DE DIRECTX NOS TRAERA EL TERCER MODELO DE SHADERS, QUE INCLUYE NUEVASCARACTERISTICAS EN CUANTO AL TAMAÑO Y LA FUNCIONALIDAD DE LOS PROGRAMAS QUE SE PUEDEN CREAR CON EL. DE ESTA MANERA, LOS PROGRAMADORES IRAN ABANDONANDO A GRAN VELOCIDAD LAS ANTERIORES GENERACIONES DE SHADERS, AL PUNTO DE QUE LAS PLACAS DE EDICIONES PREVIAS QUEDARÁN CASI OBSOLETAS.

Sabemos que un requisito indispensable detoda placa de video actual es que dispongade buen soporte para Pixel y Vertex Shaders,puesto que este tipo de tecnología permiteque los programadores desarrollen efectosmás precisos en cuanto a la coloración depixeles y transformación de vértices, respec-tivamente. De esta manera, los efectos gráfi-cos pasan a tener infinitas posibilidades se-gún lo que se desee programar, y es posiblelograr resultados increíbles (como se puedever en aquellos demos creados con Demos-cene que ocupan menos de 100 KB y mues-tran efectos visuales impresionantes).Pero, como bien sabemos, el infinito no esmás que un ente ideal inexistente que sólopudo haber sido ideado por las mentes lo-cas que forman parte de la matemática,por lo cual podemos asegurar que en lacomputación nunca hay límite. Por lo tan-to, el uso de shaders se va mejorando ge-neración tras generación.

que los programas pueden indagar másen los cálculos de superficies y movi-mientos de objetos. Por supuesto, tam-bién se ampliaron los registros (peque-ñas celdas de memoria donde se alojanlos datos temporales), a fin de que sepueda trabajar con una mayor cantidadde variables en simultáneo.Podemos destacar algunas funciones inte-resantes:

CENTROID SAMPLINGEs una nueva forma de antialiasing quepermite obtener mejoras muy interesan-tes en cuanto a la calidad gráfica paracombatir ciertos problemas detectados enlos métodos actuales por multisampling(múltiples muestras). En estos casos, setoma una muestra del color de un pixel(un pequeñísimo elemento de una ima-gen) únicamente una vez, en su partecentral, mientras que las otras muestrasse utilizan para determinar cuánto estácubierto por el polígono que lo contiene,valor que define la magnitud de la mez-cla que se le hace con el color de fondo.Mientras más muestras haya, más precisoserá el color de mezcla y menos “serru-chado” se verá. Ahora bien, es posibleque sólo una esquina del pixel esté cu-bierta por el polígono, y el centro no,por lo que el color del muestreo no seacorrecto. Todo esto se traduce en los fa-mosos artifacts (defectos de pantalla). Elcentroid sampling (ya presente en placasde ATI desde las Radeon 9000, pero sinsoporte por parte de DirectX) aseguraque el color muestreado esté en una zo-na del pixel que se encuentre cubiertapor el polígono en cuestión.

CONTROL DINAMICO DE FLUJO Y RAMIFICACIONESLa característica de “control dinámico deflujo” ya estaba presente en las extensio-nes de Pixel Shader 2.0, propias de líneascomo las GeForce FX y DeltaChrome, y serefiere a un método para prevenir la ejecu-ción innecesaria de shaders, es decir, evitaaquellas partes de estos programas que norequieren ser ejecutadas. De esta forma, se

HACE UN TIEMPO, LA GENTE DE CRYTEKHIZO CIRCULAR EN LA RED UNOSCREENSHOTS DE FAR CRY AL PLICARLEUN PATCH QUESOPORTA PIXELSHADERS 3.0, QUE EN REALIDAD NODEFINEN MEJORAS A NIVEL GRAFICOSINO EN CUANTO A LA PERFORMANCE.EN ELLOS PODEMOSAPRECIAR LADIFERENCIA QUE HAY ENTRE PIXELSHADER 2.0/3.0(ARRIBA) Y PIXELSHADER 1.1 (ABAJO).

PIXEL SHADERS 2.0/3.0 »

PIXEL SHADERS 1.1»

La nueva versión de la API de Microsoft–que muy probablemente esté disponiblepara cuando estén leyendo estas líneas yen la cual estarán basados los juegos delaño que viene– nos muestra la tercera ge-neración del modelo de shaders, tanto pa-ra los pixeles como para los vértices.

PIXEL SHADER 3.0En esta nueva edición, los pixel shaderstienen la posibilidad de expandirse, tan-to en tamaño como en funcionalidad.Antes los programas estaban limitados a65.000 líneas de código, y no disponíande estructuras condicionales (del tipo if– then) ni de iteraciones. Además, laprecisión que tenían los flotantes (nú-meros no enteros) era de 16 bits. Ahora,PS 3.0 permite una mayor cantidad delíneas de código, con 32.768 instruccio-nes como máximo, y también una preci-sión de flotantes de 32 bits, de modo

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dición y se toma el camino más probable(en caso de error, debería hacerse todootra vez). En los procesadores esto esmuy efectivo, puesto que tienen excelen-tes “predictores” que suponen muy bienlo que va a ocurrir, con lo cual no debenesperar a que se sepa el resultado de lacondición para seguir operando.Debido a que la arquitectura (y función)de las placas de video es muy distinta dela de los procesadores, con la predica-ción se opta por procesar todas las posi-bilidades y, cuando se sabe cuál es la co-rrecta, se toma el valor que da como re-sultado y se lo manda al exterior. Parecebastante estúpido ejecutar todo sin saberqué va a ser útil, pero no lo es tanto sitenemos en cuenta que las placas de vi-deo poseen cada vez más y más motoresde ejecución trabajando en paralelo, al-gunos de los cuales, en muchas ocasio-nes, quedan ociosos. El tiempo dirá si esta decisión de los gigantesde la programación fue la correcta; lo ciertoes que, gracias a estas características de PixelShader 3.0, los programadores pueden hacershaders mucho más complejos, y agregar es-tructuras condicionales y bucles de iteración,algo impensable hace un tiempo.

VERTEX SHADER 3.0Los vertex shaders también van a gozar delas ventajas ya descriptas para los pixelshaders, tales como la aparición de estruc-turas condicionales y la ampliación de lacantidad de instrucciones hasta un númerovirtualmente infinito. Pero recordemos queel infinito no existe en el mundo de la com-putación, así que este máximo número deinstrucciones estará dado por el hardware.A continuación, describiremos dos caracte-rísticas que pueden ser bastante importantespara los juegos que utilicen VS 3.0.

MANEJO DE TEXTURASEl manejo de las texturas es una imple-mentación muy interesante del modeloVertex Shader 3.0, puesto que antigua-mente los vertex shaders se encargabansólo de la transformación de vértices (co-mo su nombre lo indica) y no podían ac-ceder a las texturas. La capacidad de unprograma de vértices para realizar cam-bios en la forma de representación de lastexturas y su desplazamiento nos permiti-rá obtener excelentes efectos en casos co-

mejora el rendimiento general en la ejecu-ción de shaders, puesto que el GPU termi-na procesando menos instrucciones.Por otra parte, la ramificación dinámicaestá diseñada para ayudar a los programa-dores que tienen que realizar líneas de có-digo similares que se repiten una determi-nada cantidad de veces (como es el casodel conocido bucle de programación for –next). Por ejemplo, si tenemos que mane-jar por shaders distintas cantidades de lu-ces, los programadores deberían codificarun shader para cada una. Con las ramifi-caciones dinámicas, pueden definir la can-tidad de luces requeridas, y el procesadorgráfico repetirá la misma operación lasveces que sean necesarias.Si bien esto es muy interesante desde elpunto de vista del programador, hay quetener en cuenta que una de las caracte-rísticas de las placas de video actuales estener varios pipelines específicos traba-jando en paralelo, por lo cual es dudosoque este tipo de operaciones (que se rea-lizarían en serie, es decir, una después determinar la otra) pueda dar buenos resul-tados en cuanto a la performance. Sinembargo, no dudamos de que, siempreque se distribuya correctamente la cargade trabajo a cada pipeline, el rendimien-to sea el mismo (e incluso, mejor).

PREDICACIONNo, no se trata de religión ni nada por elestilo, sino de otra función destinada amejorar el rendimiento de los shaders.Podría decirse que la predicación es algocontrario a la predicción de los procesa-dores (que podemos ver en la nota sobrePentium M), que se refiere a que cuandoaparecen las condiciones en las cualeshay dos o más “caminos” distintos a se-guir, se “supone” el resultado de la con-

mo, por ejemplo, la simulación de físicade objetos como el agua.

EJEMPLIFICACIONEsta funcionalidad permite que los progra-madores basen diferentes objetos en un mis-mo modelo; a estos objetos se los llamaejemplos (instances). De esta manera, en vezde tener que programar el modelo de cadaobjeto por separado, se hace uno solo y lue-go se generan todos los ejemplos necesariosbasándose en él. De este modo, el shader yla tarea del programador se simplifican, ytambién se logra una manera más eficientede regular el flujo de datos hacia el procesa-dor gráfico, ya que se envían menos datos.

PIXEL SHADERS: INSTRUCCIONES

VERSION MINIMO MAXIMO

1.1 8 8

1.2 / 1.3 12 12

1.4 14 14

2.0 64 64

2.0+ 96 512

3.0 512 32768

» EL FUTURO: SHADERS 4.0

Cuando recién estamos empezando a deleitarnos con el poder de los sha-ders 2.0, y apenas comenzamos a te-ner un hardware con soporte para elmodelo 3.0, ya podemos empezar ahablar de lo que viene en un par deaños. Estamos hablando de la cuartaversión del modelo de shaders, queseguramente estará presente en elDirectX de Longhorn, el próximo siste-ma operativo de Microsoft. Lo más no-vedoso de este modelo de shaders esque se integrará un nuevo tipo deno-minado Geometry Shader.Los programas de esta clase seráncapaces de generar nuevos vértices,convirtiendo a la placa de video en unmódulo de la PC que se encargará nosólo de darle una mejor forma a lo yacreado por la CPU, sino de directa-mente procesar toda la informaciónrequerida para generar nuevos obje-tos en el acto. Otra característica in-teresante es que las unidades deshader soportarán todos los forma-tos que utilizan actualmente los pro-cesadores (enteros, flotantes de for-mato IEEE 754 y mezclados). En elcaso de los números flotantes, se di-ce que con la precisión de 32 bits queestán especificados para el modelode shaders 3.0 será suficiente. Todoparece indicar que la placa de videoserá cada vez más y más importante,y que las diferencias entre el proce-sador gráfico y el procesador de laPC disminuirán enormemente.

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UN SALTO GENERACIONAL

» NVIDIA GEFORCE 6800NV40, EL NUEVO MONSTRUO DE NVIDIA, ES UNO DE LOS CHIPS MAS COMPLEJOS REALIZADOS HASTA EL MOMENTO ENEL MUNDO DE LA COMPUTACION: 222 MILLONES DE TRANSISTORES COMPRIMIDOS EN UN ENCAPSULADO BGA DE TANSOLO 40 MILIMETROS CUADRADOS, CON UN SOPORTE COMPLETO PARA SHADER MODEL 3.0.

Lo más interesante es que los procesadoresde escritorio actuales con mayor densidadde transistores (como los Athlon 64 y Pen-tium 4 E) tienen apenas la mitad de esa ci-fra, lo cual se reduce a un cuarto si tenemosen cuenta la gran cantidad de transistoresdedicados a la memoria caché integrada.Aun con su proceso de fabricación de 0,13micrones, en su versión Ultra posee unconsumo tal, que obliga a incluir dos co-nectores para alimentación adicional en to-da placa que lo contenga, con lo cual llegaa requerir 120 W de potencia. Es importan-te destacar que se recomienda que los dosconectores consuman la energía de líneasdistintas (es decir, que no vengan de lasmismas extensiones o empalmes), debido aque la alta intensidad de corriente puede

agotar el ancho de los cables. De más estádecir que se utiliza una solución de disipa-ción de calor que ocupa en el motherboardel slot PCI próximo al usado por la placa.Principalmente por motivos de potencia, laGPU de la GeForce 6800 Ultra corre a “só-lo” 400 MHz (75 menos que el de la GeFor-ce FX 5950 Ultra que probamos en la pri-mera edición de POWERUSR), mientras quela versión 6800 GT funciona a 350 MHz. Almomento de escribir estas líneas, todavía nose había presentado la versión “6800 UltraExtreme”, que correría a 450 MHz.

PROCESADORES DE VERTICELa parte frontal de las funciones 3D de to-da placa de video actual es el motor devértices. Este incluye una serie de unidades(pipelines) trabajando en paralelo, cada unade las cuales es independiente de la otra ypuede ejecutar distintas operaciones. Loque hace generalmente toda esta cadena deunidades de vértice es recibir diferentes da-tos en cuanto a la geometría de la escena,aplicarles efectos y luego proyectarlos en lapantalla (es decir, hacer todos los cálculospara que la imagen en tres dimensiones sevisualice correctamente en dos). Por cierto,los efectos que pueden realizarse en estecampo pueden ser estáticos (ya predefini-dos) o por medio de un vertex shader.

Es sumamente importante la optimizacióndel trabajo con los datos que tengan lasunidades de vértice, puesto que son ellaslas que envían la información a los proce-sadores de pixeles (pixel pipelines) y de-ben encargarse de que no reciban datosinnecesariamente (por ejemplo, objetosque no se verán en pantalla). Este nuevo producto de NVIDIA incluye nimás ni menos que 6 pipelines de vértice,el doble de los que trae la línea GeForceFX 5900, totalmente compatibles con lasnuevas características de DirectX 9.0c. Es-to implica una nueva unidad en cada pi-peline, la de texturas, que sirve para podertrabajar con texturas mediante vertex sha-ders (como ya explicamos).

PIXEL PIPELINESPor lo general, lo que más se conoce en laarquitectura de las placas de video es elmotor de renderizado, que se encarga decolorear y aplicar sombras a los modelosque le envió el motor de vértices antes des-cripto. Esta popularidad se debe, principal-mente, a que los cambios visuales más tan-gibles para el usuario están dados por esetipo de funciones, que hacen que los coloresestén mejor definidos y no se produzca elclásico efecto de “pixelado”. En las placas de video actuales hay varios

El NV40 es un chip diseñado, en reali-dad, para una interfaz AGP. Como biensabemos, en un futuro muy cercano secomenzarán a utilizar los slots PCIExpress X16 para las placas de video,al cual seguramente migrará estanueva belleza.Conectar estos chips diseñados paraAGP a interfaces PCI Express no es tansencillo como parece, pues su partefrontal debe tener un módulo que seencargue de redistribuir las señales enparalelo a serie, y viceversa. Por lo tan-to, NVIDIA decidió adoptar para estanueva gama de placas de video la mis-ma solución que ofreció para las Ge-Force PCX, versiones PCI Express delos conocidos modelos de la línea FX,que son exactamente iguales pero tie-nen un chip llamado HSI ubicado entreel procesador gráfico y la salida hacia elslot. La GPU se comunica con el HSI auna velocidad de 4,2 GB/s (lo que seríaun virtual AGP 16X), cifra que está con-templada tanto para el envío como parala recepción de datos (no se puedenrealizar ambas tareas en simultáneo) yes la mitad de lo que nos brinda el PCIE16X. Sin embargo, según NVIDIA, paralas placas actuales esto será tan efecti-vo como realizar directamente un chippara PCIE.

» PUENTE HSI

ESTA IMPONENTE PLACA CON 256 MB DE MEMORIA GDDR3 ENCIERRA LA POTENCIA DEL NUEVO MONSTRUO DE NVIDIA, QUE EXIGE NO MENOSDE 120 W ALIMENTADOS POR DOS CONECTORES MOLEX ADICIONALES.

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procesadores de renderizado, cada uno delos cuales tiene una cierta cantidad deunidades de texturas y de shaders (queefectúan cálculos en los pixeles, con unaoperación para cada uno de sus cuatrocomponentes: azul, rojo, verde y ángulode visión). Tradicionalmente, los chips dela gama GeForce FX contienen en cadapixel pipeline una unidad de texturas yuna de shaders. En este caso, NVIDIA in-corporó una segunda unidad de shadersque actúa en forma compartida con la detexturas. De este modo, por cada ciclo, unpixel pipeline puede realizar 4 operacionesy aplicar una textura por pixel, o bien ha-cer 8 sin aplicar texturas.La generación anterior de placas de videomostraba configuraciones de 8 pixel pipe-lines con una unidad de texturas cada una(en el caso de las Radeon 9800), y 4 pixelpipelines con dos unidades de textura (lasGeForce FX 5900). En este último caso, yde manera similar a lo ofrecido actual-mente, NVIDIA podía “transformar” esaconfiguración 4x2 en 8x0, es decir, proce-sar 8 pixeles sin aplicar texturas (algo útil,por ejemplo, en el caso de las sombras,donde no se ponen texturas). En su motorde renderizado, el GeForce 6800 tiene tra-bajando en paralelo la imponente suma de16 pixel pipelines (distribuidos en 4 moto-res independientes, cada uno con su me-moria caché), que se transforman en 32cuando no se aplican texturas (32x0). También es importante tener en cuentaque la arquitectura de este procesadorgráfico permite que dos pipelines traba-jen en conjunto, aplicando simultánea-mente dos texturas a un mismo pixel. Deesta forma, se podría hablar de una con-figuración 8x2.

SUBSISTEMA ROPSe llama Raster OPerations (ROP) a aquellasoperaciones que se refieren a postprocesamien-to de las imágenes, es decir, a todos aquellosefectos, tales como el filtro anisotrópico y elantialiasing, que mejoran notablemente la cali-dad de la imagen. En el procesador gráfico, elsubsistema ROP se encuentra en el final delmotor de renderizado antes descripto. Los avances que nos muestra NVIDIA enesta nueva generación, si bien no son tanrevolucionarios, no dejan de ser interesan-tes. Por un lado, permite un filtrado aniso-trópico de 16X, lo cual muchas veces mejo-ra la calidad de la imagen, sin desperdiciarmuchos cuadros por segundo. El punto cla-ve siempre fue el antialiasing, algo que se lecriticó mucho a NVIDIA en los últimos

tiempos, puesto que era claro que el de ATIera notablemente mejor. La caída de rendi-miento que provocaba esta técnica en la lí-nea GeForce FX obligó a NVIDIA a dismi-nuir la calidad. Con este rediseño, pudo dar-se el lujo de estrenar lo que denomina comoRotated Grid Antialiasing, un algoritmo quese basa en tomar cuatro muestras por cadapixel para compararlas con los pixeles ale-daños. Esto ya se utilizaba antes, pero la di-ferencia es la forma en la que se disponenlas muestras: antes se ponían como unamatriz cuadrada de orden 2, y ahora, másen forma de diamante. Esto permite que lasmuestras cubran una mayor cantidad deposiciones en el pixel, y así puedan teneruna mayor exactitud a la hora de evitar elserruchado, sin perder rendimiento.

EN ESTE ESQUEMA SEPUEDE VER UN PIXELPIPELINE DEL NV40. LA PRIMERA UNIDADDE SHADER ESTA“COMPARTIDA” CON LA DE TEXTURAS, PORLO CUAL SE PUEDEUTILIZAR UNA U OTRADE ACUERDO CON LOQUE SE NECESITE.

COMPARATIVA DE PLACAS DE GAMA ALTA

GEFORCE FX 5950 ULTRA GEFORCE 6800 GT GEFORCE 6800 ULTRA RADEON 9800 XT X800 PRO X800 XT PLATINUM

NUCLEO NV38 NV40 NV40 R360 R420 R420

PROCESO DE FABRICACION 0,13 MICRONES 0,13 MICRONES 0,13 MICRONES 0,15 MICRONES 0,13 MICRONES 0,13 MICRONES

NUMERO DE TRANSISTORES 130 MILLONES 222 MILLONES 222 MILLONES 110 MILLONES 160 MILLONES 160 MILLONES

VERTEX PIPELINES 3 6 6 4 6 6

PIXEL PIPELINES 4X2 16X1 16X1 8X1 12X1 16X1

MODELO DE SHADERS 2.0+ 3.0 3.0 2.0 2.0+ 2.0+

FRECUENCIA DE NUCLEO 475 MHZ 350 MHZ 400 MHZ 412 MHZ 450 MHZ 525 MHZ

FRECUENCIA DE MEMORIA 950 MHZ 1000 MHZ 1100 MHZ 900 MHZ 900 MHZ 1150 MHZ

BUS DE MEMORIA 256 BITS 256 BITS 256 BITS 256 BITS 256 BITS 256 BITS

»

» PIXEL PIPELINE

Datos deprogramas

Datos detexturas

ALU deFogging

Caché L1

Unidad de shader

Unidad de textura

Caché L2

Unidad de shader

Procesador deramificaciones

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» UN PROCESADOR GRAFICO POR DENTRO

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Desde hace tiempo, ATI se ha convertido enuna verdadera pesadilla para NVIDIA. Cuan-do ésta abatió a 3Dfx en el año 2000 y cre-yó que sería el único rey, rápidamente ATI lehizo saber que estaba muy equivocada, yque debería compartir su corona. Si bien losprimeros Radeon asustaron bastante, no fuehasta la salida del Radeon 8500 (año 2001)cuando ATI alcanzó un inesperado liderazgoen rendimiento, hecho que selló indefecti-blemente tan sólo meses más tarde, cuandopresentó el Radeon 9700, un chip que eratotalmente futurista para la época, con el so-porte para DirectX 9.0 que recién estamosempezando a disfrutar en la actualidad.Desde entonces, NVIDIA ya no es la mis-ma, y tuvo que apurar toda su producción,hasta sacar una línea que realmente nodio grandes resultados, con lo cual perdióen casi todas las gamas con su competen-

cia por parte de ATI. Hace unos meses,con la salida del imponente NV40 comen-tado en las páginas anteriores, creímosque la batalla por fin había terminado.Una mejora de rendimiento tan grande, yen casi todos los títulos, hizo estremecerde tal manera a ATI, que tuvo que cam-biar de planes en cuanto a su línea denuevos productos, la cual presentó apenasdos semanas más tarde que su contraparte.Los pilares del equipo de ATI están basadosen el nuevo núcleo R420, y son la X800Pro y la X800 XT Platinum. Sus frecuenciasde núcleo (como podemos ver en la tabla)son un tanto superiores a la competencia deNVIDIA, aunque es digno de destacar que elnúcleo encierra “sólo” 160 millones de tran-sistores, lo que hace que la placa no necesi-te un cooler tan potente (así como tampoco,los dos conectores de alimentación).

VERTEX PIPELINESPara hacer un análisis parecido al del Ge-Force 6800, vamos a comenzar por loscambios introducidos en el área de vérti-ces. A diferencia de NVIDIA, ATI optó porno utilizar el modelo de shaders 3.0, porlo cual podemos decir que estamos ha-blando, en cierta forma, de una “actuali-zación” de la línea Radeon 9800. Por su-puesto, hay algunos cambios en la arqui-tectura de cada módulo.En el caso de los procesadores de vértice,que ahora incrementaron su cantidad de 4a 6, hay una variación que puede ser inte-resante, y es el agregado de una serie deinstrucciones que realizan operaciones enun ciclo cuando antes tardaban varios. Porejemplo, SINCOS, que en un solo ciclo cal-cula una aproximación del seno o el cose-no de un cierto vértice, cuando antes setardaban 3 o 4 debido a que, para realizarla misma tarea, la GPU tenía que haceruna serie de Taylor (aquellos que conoz-can este método de aproximación sabránlo engorroso que es :).

MOTOR DE RENDERIZADOAdentrándonos más en el procesador grá-fico, podemos notar una serie de aspectosque diferencian bastante a este productodel de NVIDIA.En primer lugar, y al igual que ocurre conlos vertex shaders, podemos decir que ATIno adoptó el modelo de shaders 3.0 paralos pixeles, por lo cual sigue usando la“vieja” tecnología de DirectX 9.0. Sin em-bargo, agregó varios registros temporales(celdas donde se almacenan las variablesde los shaders) y aumentó la cantidad má-xima de instrucciones para los shaders,por lo que se puede tratar al modelo deshaders de ATI como una versión “exten-dida” de Pixel Shader 2.0.Esta estrategia de ATI puede ser bastantecriticada, aunque tal vez sea más conve-niente que implementar Shader Model 3.0.NVIDIA debió ampliar bastante la compleji-dad de la GPU y, por lo tanto, debió sacrifi-car otros aspectos que pueden ser crucialespara la ejecución de los shaders actuales. Y,a decir verdad, no sabemos si es necesariotal cambio tecnológico en la actualidad,

AQUI VEMOS EL PIPELINE DE UNA PLACA DE VIDEO ACTUAL. TANTO NVIDIA COMO ATIADOPTARON UN SISTEMA BASTANTE SIMILAR, CON 6 VERTEX PIPELINES Y UN MOTOR DE RENDERIZADO CON CUARTOS DE 4 PIXEL PIPELINES CADA UNO.

Unidades detexturas (4)

Cuarto 1

Unidades deshaders (8)

Motor ROP

Unidades detexturas (4)

Cuarto 2

Unidades deshaders (8)

Motor ROP

Unidades detexturas (4)

Cuarto 3

Unidades deshaders (8)

Motor ROP

Unidades detexturas (4)

Cuarto 4

Unidades deshaders (8)

Motor ROP

Motor de renderizado

ZBuffer y Cache Buffer Caché de texturas

Memoria de video

Selección de vértices

Juegos de triángulos

Motor 2D

Switch

Chipset

AGP

Entradas y salidas de video

Caché de vértices

Vertex Pipelines

CRITERIOS DIFERENTES

» ATI RADEON X800LA FIRMA CANADIENSE RESPONDE AL ADELANTO DE NVIDIA CON EL PROCESADOR GRAFICO R400, UN PRODUCTO QUE, SIBIEN NO POSEE LAS FUNCIONES FUTURISTAS DEL MODELO DE SHADERS 3.0, AL ESTAR ACOMPAÑADO DE MEMORIAS GDDR3DE 1,1 GHZ,TIENE TODO EL POTENCIAL NECESARIO PARA CONVERTIRSE, EN EL MAS RAPIDO DEL MOMENTO.

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talmente a las líneas anteriores, ganandoen todos los casos por lo menos con unmargen de un 10% (que se extiende hastamás del doble en muchas situaciones).

OTRAS INNOVACIONESMás allá de ciertos cambios en lo que res-pecta al manejo de la memoria y a algu-nas optimizaciones en las funciones HyperZ (con la cual se verifican minuciosamen-te las posiciones de los pixeles a fin de noperder tiempo renderizando zonas de lapantalla que no son visibles), no encontra-mos un gran cambio en cuanto al puntode vista generacional. Algo interesante que encontramos es unnuevo modo de compresión de texturas,denominado 3Dc, que permite obtener unacalidad bastante similar a la original peroreduciendo su tamaño significativamente(alrededor de un 75%). Este es un algorit-mo que se encuentra relacionado con elNormal Mapping, mapeo de texturas enbase al vector normal (perpendicular) decada elemento de la misma. Lo que intentahacer es mejorar la calidad gráfica de unatextura comprimida, mediante efectos deiluminación, a tal punto de mantener la dela textura original. Según ATI, este métodoes mejor que el que utiliza DXTC (DirectXTexture Compression), aunque ciertamentees difícil que se llegue a implementar, dadoque requiere soporte de hardware, y es di-fícil que NVIDIA acepte utilizar algo dise-ñado por ATI en sus productos.

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cuando recién empiezan a florecer las ma-ravillas basadas en el modelo de shaders2.0, que podemos ver, por ejemplo, en losalucinantes gráficos de Far Cry. Es muyprobable que, para cuando los pixel y ver-tex shaders 3.0 se hagan presentes en lamayoría de los juegos, estas bestias quehoy admiramos sean obsoletas, y apenaspuedan dar manotazos de ahogado con losjuegos de entonces.De una manera similar al NV40, el R420tiene su motor de renderizado dividido encuatro cuartos totalmente independientes,cada uno de ellos con 4 pixel pipelinestrabajando en paralelo (un total de 16 pi-pelines, igual cantidad que en el NV40).Esto de ubicar en cuartos independientesayuda mucho al proceso de fabricación,debido a que si hay algún pipeline defec-tuoso, entonces se desactiva el cuarto quelo contiene y se vende la placa como unmodelo reducido. Además, gracias a estesistema, es posible fabricar todos los chipsen una misma línea de producción y luegodiferenciar cada modelo desactivándole (oquemándole, en algunos casos) los cuartosque sean convenientes. Precisamente, éste es el caso de la líneaRadeon 9x00, que tienen dos de estoscuartos (en realidad, deberíamos decir “me-dios”) totalizando 8 pipelines, todos acti-vos en las 9500 Pro, 9700 y 9800, y cuatrodesactivados en las 9500, 9600 y 9800SE.Y, justamente, es por este motivo que mu-chas veces las placas se pueden “modear”y transformar en otras más potentes.En este caso, la diferencia principal entrela X800 Pro y la X800 XT es que la pri-mera tiene sólo tres de los cuartos activos,lo cual totaliza 12 pipelines de renderiza-do. Hasta el momento, no se conoce forma

de activar los cuatro pipelines restantes,ya que, según ATI, el cuarto correspon-diente está desconectado internamente.Sumergiéndonos más en la arquitectura decada pixel pipeline, podemos notar quetienen una diferencia interesante res-pecto al monstruo de NVIDIA: tam-bién poseen dos unidades de shaderspara realizar cálculos matemáticos yuna para aplicar texturas, pero con el pe-queño detalle de que su arquitectura lepermite no perder potencial matemático alutilizar la unidad de texturas (algo quetambién pasaba en la línea Radeon 9800).De este modo, el R420 es capaz de operarcon mayor rendimiento en el uso de sha-ders, y de hecho, ésa es justamente la ra-zón principal por la que las placas de ATIfuncionaban tanto mejor que las de NVI-DIA de la misma gama en el uso intensivode shaders.Sin embargo, en este campo el R420 tieneuna desventaja respecto al NV40, y es queno tiene la misma posibilidad en cuanto arealizar el llamado “trabajo cooperativo”entre diferentes unidades de shaders dedistintos pipelines. Todo esto se traduce enque el rendimiento será mejor o peor se-gún cómo esté programado cada juego. Engeneral, el rendimiento de ambos en sha-ders 2.0 es bastante similar, aunque haycierta tendencia favorable hacia ATI.Sin embargo, debemos decir que ATI yNVIDIA nunca han estado tan parejos,tanto en calidad gráfica como en veloci-dad, y en todos los juegos. Por lo general,en aquellos juegos antiguos lidera NVI-DIA, pero en los más actuales (por el usode shaders 2.0), las X800 están a la cabezade la performance. Lo que sí podemos ase-gurar es que ambas bestias desplazan to-

LA DIFERENCIA PRINCIPAL ENTRE LA GPUINCLUIDA EN LA X800 PRO Y LA XT ES QUE LA PRIMERA TIENE 4 PIPELINES DESACTIVADOS.HASTA EL MOMENTO, NO SE HA DESCUBIERTONINGUNA FORMA DE ACTIVARLOS.

ATI PRESENTA UNAPLACA TAN POTENTEY VISTOSA COMO LADE NVIDIA, AUNQUEAFORTUNADAMENTE,REQUIERE MENOSENERGÍA Y ES MAS“DISCRETA” EN LO QUE RESPECTA A SU TAMAÑO.

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Los viejos usuarios de PC seguramente re-cordarán con cariño a S3 Graphics, una delas empresas líderes en el campo del videoa mediados de la década del ‘90. Otros,que apostaron a esta compañía con su in-compatible serie Savage4, tal vez no esténtan contentos. Por otro lado, hay quienestambién se acordarán de SiS y Trident,otros viejos fabricantes de placas de video.Pues bien, la subdivisión de gráficos deSiS se separó de ésta y formó XGI Tech, ymás tarde Trident se unió para tratar decompetir en el mercado de la gama alta,seduciendo a los compradores con un sis-tema de dos procesadores. Veamos quétienen para ofrecernos ambas compañías.

S3 DELTACHROMES3 Graphics vuelve al mercado de los pro-cesadores gráficos ofreciendo una serie deproductos que no está destinada a compe-tir con las líneas de gama alta de NVIDIAy ATI, pero sí, con las de gama media; in-cluso nos brinda algunas característicasinteresantes en cuanto a la reproducciónde video, por lo que se convierte en unabuena alternativa en el mundo de las pla-cas de video hogareñas.

POR DENTROLa línea DeltaChrome se caracteriza, prin-cipalmente, por su bajo consumo: tan sólo

4 W a 300 MHz. Esta es la frecuencia queutiliza el núcleo, al igual que la memoria,en el modelo S8. También está el modeloS8 Nitro, que tiene tanto la GPU como lamemoria corriendo a 325 MHz (650 DDR,en el caso de la RAM).Los S8 tienen una configuración de 8 pi-xel pipelines y una unidad de texturas porcada una de ellas, y además poseen 8 uni-dades de pixel shaders y 4 de vertex sha-ders, datos que ponen a los productos deS3 a la altura de los Radeon 9800 (técni-camente hablando). Por si esto fuera poco,también S3 adquiere una precisión de pi-

xel shaders de 128 bits, y de vertex sha-ders de 96 bits, lo que se traduce en quetiene soporte para los llamados “Pixel yVertex Shaders 2.0+” (al igual que la serieGeForceFX de NVIDIA). Como podemos ver, las especificacionestécnicas de los DeltaChrome S8 se vententadoras y dan la idea de que puedencompetir tranquilamente con placas de ga-ma alta. Sin embargo, unas frecuencias declock bastante bajas y un bus de memoriade 128 bits hacen a la línea S8 competi-dora directa de productos de gama media.En este campo se encuentran los Radeon9600 y GeForce FX 5700, que tienen sólo4 pixel pipelines y, aparentemente, seríanmás lentos que las placas de S3.Un aspecto interesante de los DeltaChro-me es el soporte de antialiasing, que estálimitado a un Supersampling de 2X y só-lo se puede activar en resoluciones de1024 x 768 y menores, ya que según lagente de S3, no es necesario. Ciertamen-te, se trata de una política bastante acer-tada, puesto que las placas de gama me-dia por lo general pierden muchísimorendimiento cuando se activa el antialia-sing a más de 2X, razón por la cual casiningún usuario lo utiliza. Por otra parte,las funciones de antialiasing pueden

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A DIFERENCIA DE LO OFRECIDO POR OTROSFABRICANTES, S3BRINDA PRODUCTOSDE RENDIMIENTOACEPTABLE PARA LA GAMA BAJA/MEDIAEN JUEGOS, DANDOIMPORTANCIA ALBAJO CONSUMO Y LA REPRODUCCIONDE VIDEO.

ESTE MONSTRUO DE DOSPROCESADORES CONSUME CERCADE 120 W Y TIENE DOS ENTRADAS DEALIMENTACION ADICIONAL, AL IGUAL QUEEL GEFORCE 6800 ULTRA. LA DIFERENCIA ESQUE SU RENDIMIENTO ES APENAS SUPERIORAL DE UN SIMPLE RADEON 9200.

MAS ALLA DE LO CONOCIDO

» PLACAS ALTERNATIVASSI BIEN NO HAY DUDAS DE QUE NVIDIA Y ATI SON LOS MAS GRANDES Y PARECEN IMBATIBLES, SON DIGNOS DE DESTACAR LOS INTENTOSDE COMPAÑIAS QUE TRATAN DE OFRECERNOS PRODUCTOSALTERNATIVOS, BUSCANDO HACER AUN MAS COMPETITIVOEL MERCADO DE LAS PLACAS DE VIDEO. ¿PODRANHACERLES UN POCO DE SOMBRA A LOS GIGANTES?ESO LO VEREMOS EN ESTAS PAGINAS.

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» ARQUITECTURA VOLARI DUOaplicarse incluso en eltexto, bajo Windows XP.

También hay un modelo lla-mado DeltaChrome S4, que

consta de 4 pixel pipelines yplanea competir directamente con

las placas de gama baja actuales, ta-les como las Radeon 9200 y las GeFor-

ce FX 5200.

REPRODUCCION DE VIDEOTal vez, lo más interesante que S3 nosplantea son las características de repro-ducción multimedia que tiene su líneaDeltaChrome. Todos los chips de esta ga-ma tienen un codificador de video inte-grado, que funciona tanto en el modoestándar como en HDTV (televisión dealta definición), característica que no es-tá presente en ningún otro GPU. Esto estanto para la entrada como para la salidade video.Por otro lado, y al igual que ATI, los dri-vers de S3 permiten aplicar efectos pro-gramables por el usuario a aquellos pro-gramas que utilicen video overlay (casitodos los de reproducción de video), rea-lizados mediante pixel shaders (caracte-rística llamada Chromotion). Este tipo deefectos, que soportan, entre otros, videosMPEG-2, MPEG-4 y Windows Media 8/9,permiten una mejora no sólo estética(por ejemplo, al eliminar los “bloques”pixelados de los videos con compresión)sino también de rendimiento, puesto quetodo esto queda a cargo del procesadorgráfico por hardware.

RENDIMIENTOAl haber tantas placas en el mundo de lagama media, realmente se hace difícilubicar a las DeltaChrome S8 en un pues-to en particular. Podemos decir que, pesea los 8 pixel pipelines que tienen, no lo-gran acercarse en rendimiento a las Ra-deon 9600XT y GeForce FX 5700 Ultra,aunque son dignas competidoras de lasseries Radeon 9600 “a secas” y GeForceFX 5600. Si a todo esto le sumamos unas buenascaracterísticas de video, buena calidadgráfica y un bajo consumo eléctrico, po-demos decir que la línea DeltaChromepuede resultar una buena opción, siempreque tenga un precio igual o inferior a lasmencionadas en el párrafo anterior.

XGI VOLARITanto SiS como Trident nos habían decep-cionado últimamente con sus productos, elprimero por la baja calidad gráfica de su lí-nea Xabre, y el segundo por la eterna pro-mesa y decepción de su proyecto XP4. Su-puestamente, la serie Volari iba a ser unapropuesta seria, que pondría en jaque a losgrandes del video, incluso en su gama alta.Los 5300 puntos en 3D Mark 03 que se vie-ron en Computex 2003 nos llamaron mu-cho la atención, en especial teniendo encuenta que, con una optimización de losdrivers (que en ese momento eran apenasuna alpha), podría superar los 6000 queapenas alcanzaban los Radeon 9800 Pro yGeForce FX 5900 Ultra de aquellos tiempos.Sin embargo, y para no dar más preámbu-

los, XGI nos defraudó, puesto que su VolariV8 Duo (el mayor exponente de su línea) nosólo no llegaba a los talones de los Radeon9800 y GeForce FX 5900, sino que en algu-nos casos ni siquiera alcanzaba a competircon los Radeon 9600 y GeForceFX 5600.

ARQUITECTURAComo vemos en la tabla, hay varios mode-los de la serie Volari, aunque vamos a ha-blar del Volari V8, que es en verdad el úni-co que puede llegar a ser importante en elmercado. Este chip consta de 8 pixel pipeli-nes, de las cuales sólo 4 pueden procesarshaders, así como también hay únicamente2 unidades de vértice. Esta limitación haceque, desde ya, un Volari V8 esté por debajode un GeForce FX 5900 (8 shaders, 3 ver-

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AQUI VEMOS UN ESQUEMA DE LA CONEXION INTERNA DEL VOLARI DUO, DONDE UNPROCESADOR ES EL “MAESTRO” Y EL SEGUNDO, EL SECUNDARIO. LA INTERCONEXION ENTREAMBOS ES SIMILAR A LA DE UN AGP 2X (133 MHZ X 32 BITS), Y NO SIEMPRE ES SUFICIENTE.

Memoria RAM

AGP 8X

TMDS

128 Pings TQFP

XG40(Volari V8)

32323232

32

Memoria RAM

Entradade video

BIOS

TV/VCR

32323232

X-Link

12/24-BitDDR/DDR

XG40(Volari V8)

SalidaVGA

SalidaVGA

Salida a TV

Puente de video

InterfazDVI

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tex) y un Radeon 9800 (8 shaders, 4 vertex)en todo lo referente al uso de shaders.Por otra parte, su conexión con la memoriase realiza mediante cuatro canales de 32bits cada uno, lo cual totaliza 128 bits. Sibien es menor que los 256 bits ofrecidospor las placas de gama alta, es interesantenotar que el uso de cuatro canales peque-ños favorecerá bastante en aquellos casosen los que haya una gran cantidad de tex-turas pequeñas, no así cuando las texturassean pocas y de gran tamaño. Con un nú-cleo corriendo a 300 MHz y memoria DDR2a 900 MHz (350/1000 en la versión Ultra),pretende competir con las placas de gamamedia, tales como las basadas en el Radeon9600XT y el GeForce FX 5700 Ultra.Sin dudas, el producto que más acaparanuestra atención es el Volari V8 Duo, unaplaca que consta de dos V8 trabajando enparalelo, según vemos en el esquema co-rrespondiente. Con ambos, la placa seconvierte en algo que nunca se había vis-to hasta ese momento: 16 pixel pipelines,ayudados por una interfaz con la memoriade 256 bits (en realidad, 32 bits x 4 x 2),que da un potencial teórico que deberíasuperar con creces a lo ofrecido (hasta esemomento) por NVIDIA y ATI.Sin embargo, el diseño no es el apropiado,y eso lleva a que la arquitectura se vuelvaineficiente. La interconexión entre amboschips, denominada X-Link, en verdad tie-ne las mismas características que un AGP2X (de 133 MHz y un ancho de bus de 32bits), y teóricamente tendría que ser sufi-ciente para lo requerido por la transmisiónentre uno y otro.

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¡VIVE LA REALIDAD!Pero el público general no vive de teorías,y quiere resultados. Y en esto, XGI falló.El uso de dos procesadores gráficos casino ofreció ninguna ventaja, debido a lamala disposición entre ambos. Esto pusoal Volari V8 Duo a la altura de un Radeon9600 Pro, en el mejor de los casos. Sabe-mos que es difícil realizar un diseño alter-nativo, más teniendo en cuenta que lamayoría de los programadores de juegostrabajan en conjunto con ATI y NVIDIApara optimizar sus desarrollos, pero laverdad es que una placa que consume másde 100 W, requiere dos conectores de ali-mentación adicionales y, por si esto fuerapoco, tiene un precio de salida de U$S400, no nos deja otra impresión que la deun fracaso.Sin duda, con la salida de nuevos driversla performance de las Volari será muchomás alta, pero sinceramente no le vemosmucha vida a la solución de dos proce-sadores, en especial si intenta competiren la gama alta.

LA FAMILIA VOLARI

MODELO VOLARI V3 VOLARI V5 VOLARI V8 VOLARI V8 DUO

GENERACION DIRECTX 8.1 DIRECTX 9.0 DIRECTX 9.0 DIRECTX 9.0

CANTIDAD DE TRANSISTORES 25 MILLONES 75 MILLONES 110 MILLONES 110 MILLONES (X2)

FRECUENCIA 200 MHZ 250 MHZ 350 MHZ 350 MHZ

BUS DE MEMORIA 128 BITS 128 BITS 128 BITS 128 BITS (X2)

PIXEL PIPELINES 2 4 8 16

PIXEL SHADER PIPELINES 1 2 4 8

VERTEX PIPELINES 1 2 2 4

EL CHIP MAS POEROSODE S3 GRAPHICS, S3DELTACHROME S8 ENSU VERSION NITRO,LLEGA A CONSUMIRTAN SOLO 4 W, LO CUAL LO PUEDECONVERTIR EN UNAEXCELENTE OPCIONPARA POTENCIAR EL RENDIMIENTO EN GRAFICOS DE LAS COMPUTADORASPORTATILES.

PALABRAS FINALESNo hay dudas de que el mercado de lasplacas de video se encuentra liderado porNVIDIA y ATI, quienes no cesan de pelearpor sacar los productos más rápidos ycompletos del mercado. Tal vez por pro-blemas de programación de drivers, o qui-zá por problemas de arquitectura, tanto lasplacas de S3 como las de XGI no puedencompetir sanamente con los gigantes del vi-deo. Podríamos decir que DeltaChrome S8es una alternativa muy interesante, perodudamos de que lleguen a nuestros pagoscon un precio que justifique su compra. Poralguna extraña razón, aquellos productosno tan conocidos tienen un precio que noes el que les corresponde, y generalmente esmucho mayor al que deberían tener (comofue el caso de los procesadores VIA C3 y lasplacas SiS Xabre). Lamentablemente, no lesvemos un gran futuro a los fabricantes deplacas de video alternativas. Pensemos quees muy difícil entrar en un mercado tan bi-pólico como el de las aceleradoras 3D, don-de los desarrolladores de juegos realizan susproductos basándose en las posibilidadesque el hardware de ATI y NVIDIA les da.Por otra parte, la lucha por el liderazgo enel campo del video parece no tener un de-senlace certero, aunque una vez más ATInos demostró tener un producto más rápidoen muchos juegos (especialmente al activarlos filtros anisotrópico y antialias), y todoesto con una solución más sencilla en cuan-to a diseño que la de NVIDIA. Sin embargo,esta última incorpora funciones de shadersmucho más completas y prometedoras, a lasque quizá John Carmack preste atenciónpara su "eterno" DOOM III. ¿Quién tendrá larazón? Sólo el tiempo lo dirá. Mientras tan-to, vayamos preparando nuestros bolsillospara cuando salgan los tan esperados jue-gos de este año...

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