5. Lucid Hydra Chip Tecnology
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Introduzione
Negli ultimi anni, la ricerca di migliori performance grafiche per qualità e velocità ha interessato sia la fascia high-end enthusiast che il segmento mainstream.
I vari produttori di schede video hanno consolidato le tecnologie CrossFire e SLI facendole diventare di fatto uno standard per quasi tutte le VGA di nuova generazione; le soluzioni multi-GPU odierne richiedono l'utilizzo di schede video identiche che limitano la scelta del consumatore e qui entra in gioco Lucid che, con il suo chip integrato sulle motherboard, permette di creare una macchina multi-GPU anche mischiando soluzioni AMD e NVIDIA.
Le tecnologie CrossFire e SLI devono essere abilitate tramite un bridge di comunicazione tra due o più schede e necessitano di una buona conoscenza hardware/software per l'installazione.
Il chip Hydra invece, ha bisogno solo di un semplice driver di facile installazione e configurazione.
Quello che rende l'implementazione con Hydra diversa dalle altre soluzioni consolidate sul mercato, è l'inserimento di un chip hardware tra la CPU e la GPU; idealmente questo introduce una latenza, ma Lucid assicura che la scomposizione e la ricomposizione dei frame avviene ad una velocità tale da non essere percepibile all'occhio umano, rendendo di fatto impossibile notarla.
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Algoritmo
L'algoritmo con cui funziona questo chip è molto complesso e, a meno di qualche piccola variazione introdotta con il nuovo modello della serie 200, è rappresentato sostanzialmente in questa immagine:
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La casella più alta racchiude la prima parte logica del chip Hydra in cui viene eseguita la creazione di un profilo analisi dell'applicazione che necessità del comparto grafico. Successivamente viene elaborato il parallelismo di esecuzione che, attraverso la distribuzione delle funzioni di controllo (casella di sinistra) scompone il modulo in più frame che vengono distribuiti fra le varie GPU; come ultimo step i frame tornano indietro (casella di destra) e vengono ricomposti nell'immagine da visualizzare a display.
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In sintesi:
L'Hydra Engine analizza i frame prima di renderizzarli e li memorizza in una piccola porzione di memoria; successivamente ridistribuisce ogni frame alla GPU best-suitable (quella più adatta per elaborare il frame attuale) e, infine, riceve tutte le elaborazioni e le ricompone per essere inviate allo schermo. In caso di due GPU diverse in termini di potenza, l'algoritmo prevede un bilanciamento del carico per ottimizzare la potenza di rendering complessiva.
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Implementazioni
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Il chip Lucid Hydra 200 (LT220102) è un SoC (System On Chip) realizzato con processo litografico a 65nm invece dei 130nm della versione Hydra 100, incorpora al suo interno un processore Tensilica Diamond Architecture 32-bit RISC (Reduced Instruction Set Computer*) che lavora a 300MHz con 64Kb di memoria per le istruzioni e 32Kb di memoria dati.
La parte relativa all'input e l'output è composta da una linea PCIe x16 Upstream e da due linee PCIe x16 Downstream; l'Upstream è tipicamente collegato al chipset northbridge o direttamente alla CPU, mentre il Downstream è collegato fino a 2 GPU di qualsiasi produttore.
Il consumo del chip Hydra si attesta intorno ai 6W.
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* Il RISC è una particolare tipologica di microprocessore progettato per eseguire set di istruzioni semplici dal tempo computazionale molto simile fra loro. In parole povere : tante piccole istruzioni veloci. Alcuni soluzioni famose RISC che hanno portato un grande successo sono state, ad esempio, i processore ARM per cellulari e i processori per console come PS1,PS2,PS2, Nintendo64 etc.
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La tecnologia Hydra è molto scalabile e adattabile a varie tipologie di scenari di utilizzo:
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Questi due tipi di scenari sono molto realistici: il primo è quello che vediamo oggi sulla MSI P55A Fuzion con un chip Hydra on-board posizionato tra CPU e GPU; il secondo è un chip Hydra montato sul PCB di una scheda video che gestisce in loco le 2/4 GPU direttamente. La limitazione di quest'ultima soluzione è che non sarà possibile far coesistere GPU Ati e Nvidia sulla stessa scheda per via di driver differenti, cosa fattibile per quanto riguarda lo scenario 1, in quanto i moderni sistemi operativi come Windows 7 permettono di installare driver differenti rendendo possibile l'utilizzo dei driver Hydra per abilitare il multi-GPU.
