Trzeci procesor dla PC

Świat gier nadal małymi kroczkami posuwa się do przodu. My jesteśmy świadkami wydarzeń mniej lub bardziej wpływających na jego rozwój. Zapowiada nam się kolejny krok, tym razem zrobiony w siedmiomilowych butach. Wszystko za sprawą karty AGEIA PhysX.

PhysX to nazwa wywodząca się z Physics Processing Unit. PPU to nic innego, jak specjalna, dodatkowa jednostka dla PC i konsol, która zajmuje się szeroko pojętym obliczaniem fizyki. Dzięki niej programiści będą mogli tworzyć lepsze animacje, coraz doskonalsze powiewające na wietrze włosy, plastycznie ruchome ubrania u bohaterów gier czy ogromne, „żywe” i interakcyjne światy, wymagające wielkiej mocy obliczeniowej. PPU znajduje się w X-Boxie 360, prawdopodobnie też i w Nintendo Revolution, niebawem znajdzie się także w komputerach graczy. Tak więc, jeszcze w tym roku będziemy prawdopodobnie zmuszeni do zakupu kolejnej karty do PC. To oczywiście, aby móc komfortowo pograć w najnowsze gry. Pierwsze PPU dla PC pochodzi od firmy AGEIA i nosi nazwę PhysX. Gdy sprzęt pojawi się w sprzedaży w czwartym kwartale tego roku będzie kosztować od 249 do 299 USD.

Ageia wierzy, że w grach możemy uzyskać lepszą jakość, jeśli nie będziemy kalkulować tylko pikseli, lecz także zwyczajne, realne zjawiska fizyczne za pomocą specjalnego procesora. Komu to potrzebne? Według firmy oczywiście nam, jak i twórcom gier. Za przykład niech posłuży Half-Life 2, jest to jedna z najbardziej rozbudowanych gier, jeśli chodzi o interakcje z otoczeniem. Gdyby dodać do niej możliwości, które odkrywa przed programistami karta PhysX, można by bez większego problemu niszczyć wszystkie obiekty w grze. Ba, nie byłoby też problemem określone wpływanie konkretnym przedmiotem na inny. To jednak tylko malutki wierzchołek góry możliwości.

Co wiemy o karcie?

Jak widać na zdjęciu, sama karta przypomina na pierwszy rzut oka jakiś model GeForce’a, jednak to tylko pozory. Zbudowana jest ze 125 milionów tranzystorów, sam rdzeń wykonany na być w wymiarze technologicznym 130 nm. Na karcie znajdziemy 128 MB pamięci GDDR3, która posłuży do przechowywania niezbędnych jej informacji. Jednak jeśli autorzy danej gry będą potrzebowali więcej pamięci, wówczas niezbędna okaże się dodatkowa, oczywiście w postaci operacyjnej RAM. Przedstawiony poniżej model pochodzi od firmy ASUS. To, co może zaskoczyć niektórych z Was, do miejsce do podłączenia 4-pinowego Molexa. PhysX będzie wymagała dodatkowego zasilania, tak jak karty graficzne ATI czy NVIDIA. Uspokajam od razu, konsumpcja mocy ma być ograniczona i nie przekroczyć 20 watów. Docelowym interfejsem dla karty ma być najnowszy PCI-Express. Firma obiecuje, że będą dostępne także modele pod stary dobry PCI. Tak więc, z nowych możliwości będą mogli skorzystać także posiadacze starszych komputerów.

Jaka jest wydajność karty?

Mocy, która drzemie w PPU, nie można porównywać z jakąkolwiek kartą graficzną czy procesorem. PhysX bowiem posiada jednostkę wyspecjalizowaną tylko i wyłącznie w obliczaniu fizyki. Jeśli już mamy do czegoś zbliżać PPU, wiele bardziej skłania się on ku procesorowi. Ten po raz kolejny zostanie odciążony. Najpierw operacje odpowiedzialne za transformacje i oświetlenie wzięła na siebie karta graficzna, teraz obliczenia fizyki przejmie PPU. Dzięki temu procesor będzie miał więcej wolej mocy na obliczanie np. sztucznej inteligencji wrogów w grze.

Co potrafi PhysX? Jeśli chodzi o ciała stałe, to potrafi obliczać fizykę dla 32000 cząsteczek (zwanych kośćmi), w przypadku płynów obsłuży 50000 takich „kości”. Dla porównania współczesne procesory klasy Pentium 4 czy Athlon 64 obliczają fizykę co najwyżej dla kilkuset „kości”. Prosty przykład zastosowania w grach to np. realistyczne poruszanie każdego źdźbła trawy podczas chodzenia po niej czy możliwość pełnej interakcji otoczenia takiej jak efektowne i zgodne z prawami fizyki niszczenie każdego obiektu w grze. Aby zwykły procesor był w stanie w tej chwili zapewnić wydajność PPU, powinien posiadać ponad 30 rdzeni! Skąd te rewelacje? Jeśli wierzyć firmie AGEIA i wziąć pod uwagę wydajność karty w przypadku przetwarzania ciał stałych (32000 kości) i podzielić ją przez wydajność dzisiejszych CPU (co określono jako w najlepszym wypadku na kilkaset kości) dostajemy zaskakujące rezultaty. Dla przykładu weźmy 999 kości, czyli 32000 / 999 = wydajność 32 procesorów Pentium IV lub Athlon 64. Co ciekawe, w przypadku płynów różnica w wydajności będzie jeszcze większa! To jednak tylko suche kalkulacje, mające dać Wam pojecie o tym, jak ogromnie wydajna w swoich zadaniach jest karta AEGIA i jak wielkie możliwości otwierają się przed twórcami gier.

Jak to działa?

Sprawa jest bardzo prosta i wymaga jedynie dodania, czy jak kto woli zaimplementowania obsługi API karty do kodu gry przez programistów. Czym jest API? Dla niewtajemniczonych, to na przykład OpenGL czy Direct3D. Czyli odpowiedni interfejs programowania aplikacji (API – Application Programming Interface). API od firmy AGEIA nosi nazwę NovodeX i jego obsługa już zaczyna być już dodawana do kodu wielu gier. Jedna z pierwszych firm, która potwierdziła wsparcie dla PhysX to Epic Games. Kod, który korzystać ma z możliwości PPU, to oczywiście już osławiony Unreal Engine 3. Tak więc, jeśli za jakiś rok obok logo NVIDII czy ATI na pudelku od gry zobaczysz jeszcze napis AEGIA lub NovodeX, znaczy to, że dany tytuł korzysta lub nawet wymaga obecności nowej, kolejnej karty w Twoim komputerze.

Kod gry komunikuje się z oprogramowaniem AGEIA NovodeX. Jeśli nie wykryje w Twoim komputerze karty z PPU, wszystkie obliczenia trafią do procesora głównego. Jeśli jednak taką kartę posiadasz, większość obliczeń związanych z fizyką spadnie właśnie na PPU. Gdy PPU pojawi się na rynku i będzie promowane tak, jak życzyłaby sobie tego firma AGEIA, możemy spodziewać się istnego zalewu internetowych stron licznymi patchami do gier, dodającymi oczywiście obsługę PPU i tym samym zwiększającymi wydajność. Przypomnimy sobie wtedy czasy pierwszej karty 3Dfx, gdy jak grzyby po deszczu pojawiały się kolejne łatki do gier pozwalające nam cieszyć się prawdziwie nowa jakością. Teraz zapewne niejeden z Was chciałby zadać pytanie; czy PPU stanie się standardem i wymogiem?

Najprawdopodobniej tak, ponieważ PPU jest na tyle wydajne i przyszłościowe, że bez problemu może sprawić, że gry komputerowe wykonają kolejny, ogromny skok do przodu. Jeśli producent gry umiejętnie skorzysta z możliwości produktu AEGIA, zwykły CPU nie będzie w stanie wziąć na siebie tych i tylu obliczeń, w przypadku nie posiadania przez nas karty z PPU. Jak już wspomniałem, nie ma takiej możliwości, bowiem nawet najnowsze Athlony 64 są po prostu za słabe i co oczywiste, nie były projektowane w takim celu, jak PPU właśnie. Druga sprawa, to wydajność i możliwości nowych konsol. Aby domowe komputery PC mogły konkurować z nimi pod względem wydajności, potrzebne jest właśnie coś takiego, jak przedstawiany dziś sprzęt. Prawdopodobnie każda z konsol posiadać będzie własną wersję PPU i niebawem możemy być świadkami takiej sytuacji, że najnowsze hity na PC będą wyglądać blado przy ich odpowiednikach konsolowych. W sumie PPU nie warto się bać, gdyż gry zyskają ogromny powiew świeżości, my tony nowych możliwości i świetnej zabawy. Jedyna wada takiego obrotu sprawy, to od 249$ do 299$, które przyjdzie nam za kartę z PPU zapłacić. Taka kwota to bądź co bądź ponad połowa wartości jednej z konsol next-gen – jednak nic w tym miejscu nie sugeruję.

Co możemy zobaczyć już dziś?

Firma pokazała kilka dem przedstawiających działanie karty. Jak można było się spodziewać, robią one dość duże wrażenie. Wiele mówi się o tysiącach sztywnych ciał, prawdziwej płynnej wodzie, symulacji włosów, lawinach skalnych, realistycznych symulacjach zderzeń i uszkodzeń obiektów i wiele więcej. Jak twórcy gier wykorzystają możliwości PPU to tylko i wyłącznie ich sprawa. Jest nawet imponujący pomysł uniwersalnego systemu detekcji kolizji, który pozwala oddziaływać wzajemnie każdemu obiektowi na każdy w świecie gry. Wszystko to obliczone w prawdziwym czasie na naszych oczach, nie w formie zaskryptowanych działań.

Pierwszy z poznanych przeze mnie pokazów to demo autorstwa AirTight Games. Na początku widać niewiele mówiący obrazek z gry FPP, na pierwszy rzut oka przypominającej Half-Life’a 2. Cała akcja rozgrywa się w hangarze samolotowym, gdzie poukładana jest cała masa najróżniejszego ładunku. Czyli różnorakie drewniane skrzynie, beczki czy kontenery. Strzelanie w skrzynki przynosi oczekiwany efekt, rozpadają się one na kawałeczki i przewracają, wszystko niezwykle realistycznie i oczywiście zgodnie z prawami fizyki. Następna scenka przedstawia podobną akcję, tym razem obiekt do zniszczenia to samolot. Każdy strzał w obojętnie jakie miejsce wywołuje określoną reakcję. Odpadają blachy, powoli niszczy się silnik, by w końcu stanąć w ogniu. Cały samolot można bez najmniejszego problemu zniszczyć. Interakcja nie ogranicza się do odstrzelenia jakiegoś tam elementu, czy strzału w silnik, który wywołuje zaskryptowaną sekwencję wybuchu samolotu. To my decydujemy gdzie chcemy strzelić i co uszkodzić, mamy absolutną swobodę. Największe wrażenie wywołuje jednak scena końcowa. W niej lecący samolot wpada do hangaru, uderza w stosy skrzyń i beczek, po czym wybucha po zderzeniu z dużym kontenerem. Akcja jest naprawdę niesamowita, obiektów w ruchu jest ogrom, co więcej, każdy z nich zachowuje się dokładnie, tak jak powinien w rzeczywistości. Jeśli zderzy się z jakimś innym, następuje stosowna dla zaistniałej akcji reakcja. Cóż mam powiedzieć, piękna sprawa.

Demo numer dwa nosi nazwę Building Destruction. Mimo, że dość krótkie, po raz kolejny pokazuje moc PPU. Mamy dwa domki, które atakuje fala uderzeniowa, a te rozpadają się na kawałeczki. Po lewej stronie widać efekt destrukcji uzyskany przy pomocy obecnego modelu fizycznego, po prawej natomiast do pracy rusza PhysX. Efekty uzyskane przy użyciu PPU wręcz deklasują te zwykłe. Obiektów jest ponownie ogrom, oczywiście wszystkie ulegają zniszczeniu. Po raz kolejny zachwyca płynność i realizm, przy którym pokaz po lewej stronie ekranu wydaje się po prostu śmieszny.

Kolejne pokazy to In game fluids oraz CarWash, Avalanche i Castle. Wszystkie pokazują dalsze zastosowania możliwości PPU. Na pierwszych dwóch widać, że kartę PhysX można wykorzystać nie tylko do symulacji zniszczeń czy efektownego przewracania się dużej ilości obiektów. Co powiecie na realistycznie rozchodzące się fluidy? Przy tym nie ma problemu, aby udać się postacią w miejsce ich rozchodzenia i bez najmniejszego problemu je rozgonić. Wystarczy wykonać najmniejszy ruch. Podskoczyć czy pomachać ręką a ciecze zaczną się rozprzestrzeniać w określonym przez nas kierunku.

Myjnia samochodowa z kolei to pokaz rozprzestrzeniania się najróżniejszych cieczy i efektów, którymi możemy potraktować dany obiekt, w tym przypadku karoserię auta. Począwszy od wody, przez mydło w płynie z tysiącami bąbelków, dym, lawę a nawet krew. Oczywiście myjnia sama w sobie to duża metafora, chodziło po prostu o pokazanie jak największej liczby efektów. Każda ciecz czy gaz wylany na powierzchnię auta rozchodzi się po niej w charakterystyczny dla siebie sposób. Twórcy gier będą mieli ogromne pole do popisu, bowiem wydaje się, że można uzyskać o wiele więcej efektów i tylko zależą one od wyobraźni programistów.

Avalanche i Castle już tak nie zachwycają, to w skutek wcześniejszych prezentacji. Jednak mimo to pokazują kolejne efekty uzyskane przy pomocy PPU. Możemy podziwiać lawinę, gdzie toczą się z góry setki kamieni – wyobraźcie sobie taki efekt przy użyciu obecnego hardware’u, uzyskanie zadowalającej liczby FPS byłoby praktycznie niemożliwe. Castle to po prostu zamek, czy pamiętacie sceny z Władcy Pierścieni i bombardowanie murów ogromnymi kamiennymi kulami? Teraz coś takiego będzie możliwe także na ekranie komputera. Rozmach jest mniejszy, jednak rozpadające się mury i tak robią ogromne wrażenie. Już widzę gry strategiczne pokroju Age of Empires czy Heroes, gdzie niszczenie fortyfikacji wroga jest chlebem powszednim. Zapewniam, dzięki wykorzystaniu PPU wszystkie walki zmienią się nie do poznania.

Na koniec pozostawiłem sobie demo Yager. To ponoć gra, a wszystko co możemy zobaczyć na ekranie jest liczone w czasie rzeczywistym. Grafika jest niesamowita i jestem niemalże pewien, że w tej chwili żaden z naszych domowych PC nie byłby w stanie „pociągnąć” tej gry z zadowalającą ilością fps. Ogromne, rozległe miasto, masa obiektów w ruchu, kroczący przez nie ogromny robot bojowy, przelatujące co chwila futurystyczne helikoptery. Wspaniała sprawa, przypomina to wszystko film Godzilla, bowiem właśnie celem ataku jest wielki mech. Finałowa scena przedstawia detonację ładunków wybuchowych, które powodują jego upadek. Jak to bywa w takim przypadku, lata masa kamieni, śmieci i innego rodzaju obiektów. PPU czuje się jak ryba w wodzie, przedstawiona scena mimo niesamowitej złożoności nadal pozostaje absolutnie płynna. Nie pozostaje nic innego, jak po raz kolejny napisać rewelacja.

Jest też drugie demo, przedstawiające interakcje z licznymi obiektami na ulicach miasta. Najpierw jeździ buggy i zderza się ze wszystkim, co tylko leży przed nim. Reakcje są zmienne i zależą od masy i struktury obiektu. Potem w powietrzu ukazuje się specjalny przyrząd przypominający broń z Half-Life’a 2, przyciągającą do siebie przedmioty. W demie Yager można poukładać na sobie lub dowolnie wszystkie obiekty znajdujące się na ulicy. Czy to kosze na śmieci, wraki aut, skrzynie. Po czym wysadzamy wszystko w powietrze i patrzymy, jak z przeliczaniem fizyki radzie sobie PPU. Ponownie płynność animacji jak i przedstawione sytuacje dają sporo do myślenia.

Podsumowanie

PPU to bez cienia wątpliwości przyszłość gier komputerowych. Tytuły wykorzystujące moc karty PhysX zapewne zdeklasują wszystko, z czym mieliśmy do czynienia do tej pory. Wsparcie dla PPU potwierdziło już wiele firm produkujących gry, z możliwości karty korzystać będzie Ghost Recon 3 czy Rise of Nations: Rise of Legends. W każdym razie czeka nas kolejny wydatek, to wszystko w jednym celu – by sobie komfortowo pograć. Rozrywka zwana gry komputerowe to niestety nietanie hobby. Miejmy nadzieje, że wersje karty będą tylko dwie, to znaczy pod PCI i PCI-Express. Obawiam się sytuacji znanej z rynku kart graficznych, gdzie modeli jest masa, a nowy sprzęt można kupić za 500 jak i 2500 złotych. Wyobraźmy sobie kartę z PPU za złotych 600, która potrafi płynnie przeliczyć ruch np. 10000 kości, z kolei ta za 1800 zł jest oczywiście o wiele wydajniejsza i płynnie generuje obraz z 30000 kośćmi w ruchu. Oby nie doszło do takiej sytuacji. Zatem, średnio optymistycznie nastawieni czekamy. Na szczęście warto pamiętać, że przed nami trzy opcje – Wy dobrze wiecie, jakie.

Piotr „Bandit” Lewandowski