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淺談3D新技術,物理運算單元 PPU(Physics Processing Unit)

淺談3D新技術,物理運算單元 PPU(Physics Processing Unit)

繪圖卡也叫做顯示卡,從2D得時期開始,大夥都習慣說『VGA』,也就是Video Graphics Array,從字面上來看就是『影音圖形陣列』的意思,此時的VGA對整個電腦系統來說,它不過是做顯示用途,運算功能不強,大部分的運算還是要靠CPU來做。

大約是在西元1999年底的時候吧,nVIDIA推出了真正具有獨立且強大運算功能的影音及圖形運算單元,這就是赫赫有名的繪圖處理器GPU(Graphics Processing Unit),這使得CPU的負但被大大的減輕,真正3D顯像的時代開始來臨,當然這也使得nVIDIA被Intel視為潛在的強敵,原因很簡單,GPU都做出來了,CPU更是輕而易舉,而面對這樣的發展,其競爭對手ATi和3DLabs當然不能示弱,也推出了所謂的視覺處理器VPU(Visual Processing Unit)來因應。  

這一陣子又出現了一個當紅炸子雞,它叫做物理運算處理器PPU(Physics Processing Unit),說到物理運算這東,主要還是透過軟體的方式來做,所以這部份還是得靠CPU老大哥來關照啦!所以說,過去這些物理運算的任務都是由CPU來完成的,而所謂『物理運算』主要包含了  
• 軟、固質體動力(Soft or Rigid Body Dynamics)
• 汎用碰撞偵測(Universal Collision Detection)
• 有限元素分析(Finite Element Analysis)  
• 流體動力(Fluid Dynamics)  
• 毛髮模擬(Hair Simulation)
• 布料模擬(Cloth Simulation)
等複雜的物理反應作硬體加速運算。可不要以為物理運算也是由GPU或VPU包辦哦!

再看看現在的3D相關軟體可為越來越真實及精緻化,這正是因為被加入了越來越多的物理元素,例如在3D遊戲裏角色是否能穿越牆面,子彈是否擊中目標、風吹動草叢等畫面都是需要進行大量物理計算的。在遊戲世界中,電腦要即時的演算物體碰撞、下落、反轉等物理邏輯的畫面,而物理卡模式的爆炸圖像要比普通模式的絢麗的多。物體被打成不同碎片,槍口噴射出火焰,地面滿是煙霧,這種效果在過去是CPU和顯卡無法承受的,物理卡的確能給玩家帶來超凡的顯示效果。當前傑出的3D遊戲在物理卡的協助下,將會更加完美。

因此我們知道,CPU並不是專門為物理運算設計的,同時處理各種繁重的運算會使遊戲畫面速度下降,同時也限制了遊戲中出現大量的物理特效,說到這裡,那你可能會說『那有什麼關係!現在有雙核心CPU啊!』,沒錯!但你可能不知道PPU和GPU理資料的速度依然是雙核CPU處理物理資料的4-10倍,因為它們更適合專門的物理運算,而且,在未來的DX10發佈後,它們還會更加強大。

當然啦!玩家是否真的有這樣的需求呢?以現在來說,當然是未必然,因為目前多數3D遊戲軟體的相關物理運算還不置於造成系統過大的負擔,但後面微軟的Vista會加入不少的3D元素,Direct X 10也即將發表,配合硬體設備的進步,軟體有更大的發揮空間,將物理運算由CPU中獨立而出示必成為趨勢,除了目前正是發表的AGEIA之外, nVIDIA也將導入其專屬的SLI運算模式中,那ATi當然也是勢在必行啦!

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