Многим из нас хочется графики качественного уровня (а значит и современных технологий визуализации) не только на нашем компьютере, но и на мобильном телефоне или КПК. Ведь эти аппараты всегда (или почти всегда) с нами. Иногда так хочется поиграть на мобильных устройствах в любимый WoW, Lineage, Doom, CS, AoE или NFS. И вот постепенно эти мечты сбываются.
Как все начиналось?
На самом деле чипы, отвечающие за обработку графики в мобильных телефонах и тем более КПК, существовали и ранее. Но эти чипы во многом возлагали нагрузку обработки изображения на центральный процессор. Они были просты и не использовали особых технологических изощрений. Даже в Siemens CX65 стоит чип, который обрабатывает простейшую 3D графику. Но время идет и сегодня в мобильном устройстве уже и фотоаппарат, и видеокамера, и MP3-плеер со стерео звучанием, и Java/3D приложения и игры, и даже ОС (Symbian, Widows Mobile, Palm…). Чего только не придумывают компании, чтобы привлечь внимание именно к продуктам своей марки. И это новый сегмент рынка для известных соперников nVidia и ATI, которые обещают нам новый уровень визуализаций и использования возможностей телефона!
Что мы имеем?
На сегодняшний день от компаний nVidia у нас есть четыре модели (все серии GoForce), а именно: GoForce 2150, GoForce 4000, GoForce 4800 и последняя новинка - GoForce 5500. Эти чипы уже представлены в некоторых телефонах и на сегодняшний день производятся довольно давно, кроме модели 5500 естественно. Давайте рассмотрим их подробнее.
GoForce 2150
Это младшая и самая старая модель данной линейки. Её возможности:
Поддержка мегапиксельных камер. Поддержка захвата 1.3 MP изображений позволяет получать картинки фотографического качества с помощью вашего карманного устройства, выводить их на монитор высокого разрешения и распечатывать в стандартном формате 10х15 см.
Аппаратное кодирование JPEG. Специальная аппаратная подсистема обеспечивает сжатие изображения, повышает производительность и продлевает срок работы батарей. Позволяет также записывать видео при высокой частоте смены кадров.
64-битная подсистема 2D-графики. Поддержка мониторов высокого разрешения без необходимости доступа к внешней памяти, что снижает затраты энергии для вывода изображений на монитор. Широкая полоса пропускания данных позволяет поддерживать работу интерфейса памяти на более низких скоростях с целью экономии энергии.
Поддержка QVGA LCD + двойной интерфейс LCD. Поддержка монитора высокого разрешения позволяет видеть больше информации из вашей телефонной книжки, на web-странице, в игре и выводить более детализированные картинки. Поддержка двух экранов в телефонах типа "раскладушка" позволяет быстро переключаться между экранами, которые могут иметь разный размер и разрешение. Поддерживаются около 70 популярных ЖК-панелей.
Постобработка MPEG-4. Снимает нагрузку с процессора по обработке задач, требующих тяжелых вычислений (например, преобразование цветового пространства), что представляет собой примерно 20% циклов MPEG-4 декодера для получения более плавного воспроизведения видео высокого качества.
64-битная подсистема 2D графики. Графика высокой производительности и точности улучшает как простой просмотр текста, так и динамичные игры. 64-битная подсистема 2D графики ускоряет выполнение функций, таких как рендеринг цветных изображений, и обеспечивает богатый пользовательский интерфейс и высокую производительность.
GoForce 4000
Технология NVIDIA nPower. Уникальный подход NVIDIA к увеличению времени работы от батарей в режиме ожидания и во время игр, съемки видео или фотографий. nPower имеет ряд оптимизаций – обработку на уровне процессора, инновационную архитектуру, серию GPU для карманных устройств и динамическое тактирование - для снижения потребления энергии в активных режимах.
Поддержка 3-х мегапиксельных камер. Поддержка камеры с высоким разрешением даёт возможность захватывать изображения фотографического качества с помощью мобильного телефона, которые потом можно отпечатать на бумаге стандартного размера 20,3x25,4 см, или вывести на экран монитора в высоком разрешении. Усовершенствованные технологии фильтрации обеспечивают предварительный просмотр изображения на 3-х мегапиксельных камерах.
Цифровой зум 8x. Цифровой зум высокого качества позволяет пользователям делать фотографии крупным планом и выводит телефоны с камерами на уровень отдельных цифровых фотоаппаратов. В камерах высокого разрешения эта функция позволяет увеличить изображение объекта, одновременно сохраняя высокое качество изображения.
MPEG-4 и H.263 кодек. Обеспечивает полноценную видеозапись (кодирование) и воспроизведение видео (декодирование) на мобильном телефоне, включая поддержку видео по запросу, воспроизведения потокового видео и проведения конференций. Специальные аппаратные фильтры обеспечивают высокое качество воспроизведения записанного видео. Стандарт MPEG-4 предлагает набор технологий, которые привносят мультимедийные функции в новые типы устройств, включая те, которые имеют низкие битрейты, например, мобильные телефоны. Стандарт H.263, который является частью стандарта MPEG-4, поддерживает видеосжатие для видеоконференций и видеотелефонии.
Аппаратный JPEG кодек. Мультимегапиксельные изображения могут кодироваться без использования сигнального (baseband) процессора. Это значительно уменьшает потребление энергии и обеспечивает быстрый предварительный просмотр изображений. Аппаратное декодирование обеспечивает высокую производительность приложений (фотоальбомов), позволяя быстро просматривать пиктограммы и полноразмерные изображения. Кодирование непрерывного движения JPEG (MJPEG) обеспечивает экономичный видеозахват с VGA-разрешением до 30 кадров в секунду. Изображения также можно представить в рамках, с границами и в виде иконок.
Поддержка VGA ЖК-дисплеев. Поддержка мониторов высокого разрешения с большой диагональю улучшает просмотр изображений, видеоматериалов, телефонной книги, web-страниц и игр на экране. Высокое разрешение также позволяет увидеть больше деталей изображения.
Двойной ЖК интерфейс. Поддержка двух мониторов на устройствах с "флипами" и на "раскладушках"; экраны могут иметь разный размер и разрешение. Так как поддерживается около 70 популярных ЖК-панелей, производители мобильных телефонов имеют возможность предложить пользователям большой выбор дисплеев с большим количеством новых функций.
Поддержка карт памяти. Поддержка карт памяти SD и MMC позволяет пользователям получать видео и изображения на камере телефона и переносить их на ПК или другое устройство, оснащённое устройством чтения карт SD. SDIO может обеспечивать и дополнительную функциональность, вроде Bluetooth, Wi-Fi и подключения камеры.
64-битный графический 2D движок. Точная высокопроизводительная графика улучшает всё, начиная с простой "прокрутки" текста и заканчивая активными играми. 64-битный 2D графический движок повышает производительность функций, таких как отрисовка цветного изображения, и обеспечивает богатый пользовательский интерфейс и высокую производительность.
GoForce 4800
В этот чип были добавлены такие нововведения, как геометрический процессор, программируемая шейдерная технология, отсечение невидимых поверхностей, поддержка нескольких текстур, что позволяет вывести 3D-приложения используемые в карманных устройствах на более качественный уровень при меньшем энергопотреблении.
Геометрический процессор. Интегрированный геометрический процессор выполняет сложные трансформации и подготовку к растеризации, одновременно снимая нагрузку с CPU карманного устройства. Благодаря геометрическому процессору 3D приложения работают быстро и потребляют минимум энергии.
Программируемая шейдерная технология. NVIDIA GoForce 4800 является первым 3D ядром с программируемой шейдерной технологией для карманных устройств. Эта технология уровня настольных ПК обеспечивает картинки фотографического качества и позволяет играть в игры со сложными сценами и реалистичными персонажами.
Поддержка нескольких текстур. Поддержка нескольких текстур позволяет накладывать до 6 текстур на пиксель, обеспечивая эффективный рендеринг 3D изображений высокого качества в карманных устройствах. Мультитекстурирование также позволяет выводить реалистичную графику, включая частично отражающие поверхности, и точно представлять взаимодействие света и теней.
Отсечение невидимых поверхностей. Ядро NVIDIA GoForce 4800 оптимизирует работу и потребление энергии карманных устройств, определяя и отсекая невидимые части кадра, что сокращает общее время рендеринга на 60%, позволяя направить ресурсы на выполнение других задач или сэкономить заряд батарей.
JPEG кодек. C помощью сотового телефона теперь можно захватывать изображения до 3 MP. NVIDIA GoForce 4800 кодирует и декодирует такие изображения без CPU. Это значительно снижает потребление энергии системы и позволяет быстро просматривать фотографии.
Технология NVIDIA FotoPack. Технология NVIDIA FotoPack автоматически подстраивает размер файла снимков высокого разрешения без ущерба качества картинки. С технологией FotoPack пользователи могут хранить в три раза больше фотографий по сравнению с тем количеством, которое вмещается на ограниченную память карманных устройств.
64-битный графический 2D движок. Точная высокопроизводительная графика улучшает всё, начиная с простой "прокрутки" текста и заканчивая активными играми. 64-битный 2D графический движок повышает производительность функций, таких как отрисовка цветного изображения, и обеспечивает богатый пользовательский интерфейс и высокую производительность.
Поддержка карт памяти. Поддержка карт памяти SD и MMC позволяет пользователям получать видео и изображения на камере телефона и переносить их на ПК или другое устройство, оснащённое устройством чтения карт SD. SDIO может обеспечивать и дополнительную функциональность, вроде Bluetooth, Wi-Fi и подключения камеры.
Встроенная память. 1280KB выделенной 128-битной SRAM памяти позволяет обрабатывать изображения, графику и видео на уровне чипа при низком уровне потребления энергии. Мониторы высокого разрешения поддерживаются без необходимости иметь доступ к внешней памяти, снижая затраты энергии на вывод изображения на монитор.
Технология NVIDIA nPower. Технология, позволяющая увеличить время работы от батарей в режиме ожидания и во время игр, съемки видео или фотографий.
GoForce 5500
Новинка GoForce 5500 является флагманом в линейке видеопроцессоров nVidia для мобильных устройств. В этом чипе реализованы такие интересные вещи, как 3D GRAPHICS ENGINE V2.0, поддержка модуля камеры 10 MP, AC97 аудио кодек и др.
Возможности современного чипа дополнительно к возможностям предыдущих поколений включают в себя:
Видеоподсистема Personal Theater. Можно смотреть цифровое телевещание на мобильном устройстве, использовать широкие возможности камеры, записывать и воспроизводить видео до разрешений D1 (480P разрешение цифрового ТВ для NTSC, 720x576 для PAL) с частотой до 30 кадров в секунду. Совместимость с большинством популярных форматов видео, включая H.264, WMV9, Real Video, MPEG4 и H.263.
24-битная аудио система. Воспроизведение музыки CD качества всех популярных форматов (MP3, WMA, AAC+ и другие), объемное звучание, эквалайзер и многое другое – теперь звуковые возможности стали намного шире, чем в предыдущих поколениях GoForce.
Подсистема GoForce 3D, версия 2.0. 3D GRAPHICS ENGINE V2.0 - OpenGL ES с расширениями пиксельных шейдеров, трансформация геометрии, программируемые шейдеры, текстурирование с билинейной/трилинейной фильтрацией, рендеринг 3D-изображений с разрешением до 1024х768 пикселей. И это еще не все. Использование данных технологий позволило увеличить производительность в 3D-приложениях и добавить новые спецэффекты
Camera Processor с ISP. Камера сотового телефона становится все больше похожей на отдельную цифровую камеру. Камера имеет разрешение 5 MP с поддержкой экстремальных разрешений до 10 MP. Поддерживается серийная съемка, позволяющая получить сразу несколько снимков при единичном нажатии на кнопку – отличная функция для трудноуловимых снимков.
Технология NVIDIA nPower второго поколения. Максимально увеличивает работу устройства от батарей для игр, съемки фильмов и фотографий, и для более продолжительного разговора.
TV-out. Просмотр фотографий и видео на большом экране.
| GoForce 5500 | GoForce 4800 | GoForce 4000 | GoForce 2150 | |
| Встроенная SRAM память | 640KB | 1280KB | 640KB | 160KB |
| Поддержка мегапиксельной камеры | 10MP | 3MP | 3MP | 1.3MP |
| Макс. Разрешение монитора | 1024x768 | 640x480 | 640x480 | 320x240 |
| JPEG кодирование | Да | Да | Да | Да |
| JPEG декодирование | Да | Да | Да | Да |
| Цифровой зум | 8x | 8x | 8x | |
| Видеоконференция | Да | Да | Да | |
| MPEG-4 кодирование | Да | Да | Да | |
| MPEG-4 декодирование | Да | Да | Да | |
| Поддержка SD/SDIO | Да | Да | Да | |
| VGA | Да | Да | Да | |
| 3D технология | Да | Да | ||
| Геометрический процессор | Да | Да | ||
| Программируемые пиксельные шейдеры | Да | Да | ||
| Мультитекстурирование | Да | Да | ||
| Отсечение невидимых поверхностей | Да | Да | ||
| 40-битный цвет | Да | Да | ||
| Технология FotoPack | Да | Да | ||
| OpenGL ES 1.1 | Да | Да | ||
| 24-24-битная аудио подсистема | Да | |||
| Процессор сигнала изображения камеры (ISP) | Да | |||
| H.264 декодирование | Да | |||
| H.264 кодирование | Да | |||
| H.264 кодек | Да | |||
| Дополнительная память | 2MB Стек 2MB или 8MB; поддержка внешней до 32MB |
Теперь рассмотрим конкурента nVidia на рынке графических процессоров для мобильных устройств – компанию ATI (теперь уже AMD). Модели графических чипов для мобильных устройств от ATI: Imageon 2200/2250, Imageon 2240, Imageon 2260/2262, Imageon 2300, Imageon 2182, Imageon 2282, Imageon 2388/2380 и Imageon TV.
Как видно моделей у этой компании больше, но при разборе характеристик чипов возникает некоторая неразбериха. Так как производитель предоставляет мало информации о своих продуктах, становится не ясно, зачем такое разнообразие моделей. Давайте более подробно рассмотрим лишь некоторые из них:
Imageon 2200/2250
Данная модель рассчитана на mainstream аппараты, которые предоставляют самые скромные на сегодняшний день мультимедиа возможности. Среди них: графический 2D движок, аппаратный MPEG декодер, поддержка камеры, аппаратный JPEG кодек и MMS, максимальное разрешение 320х240. Вот и все возможности. Скажем так, на сегодняшний день это уже довольно скромные данные, но и модель самая младшая в линейке.
Imageon 2300
Чип Imageon 2300 ориентирован уже с претензиями на более дорогой сектор, хотя уже является средним решением от производителя. Он создан под мобильные устройства с предопределенными более солидными возможностями и продвигается как чип с игровыми опциями.
В отличие от предыдущих моделей Imageon 2300 уже поддерживает 3D API OpenGL ES 1.0, внешнюю память SDRAM до 8 МБ, билинейную/трилинейную фильтрацию и др. Если сравнивать 2300-й с nVidia GoForce 4000, то мы видим, что модель от конкурента всё-таки предпочтительней. Например, продукт ATI поддерживает до 8 МБ встроенной памяти, в то время как 4000-й всего 640 КБ. Но при этом чип GoForce поддерживает 3 MP камеры (Imageon 2300 всего 2 мегапикселя), VGA-режим экрана (2300 – всего 320х240), а также другие интересные технологии. При этом ATI не забывает и об энергосберегающих технологиях в ответ на NVIDIA nPower.
Imageon 2388/2380
Здесь также имеется множество технологий, но производитель всё показывает "на словах", умалчивая о технических аспектах. Известно, что чип поддерживает OpenGL ES 1.1 и более ничего существенного…
Imageon TV
Для начала, скажем, что этот чип не отвечает ни за графику, ни за медиа, как таковое, в полное объеме. Это отдельная микросхема, которая предназначена производителем для продвижения, и просмотра мобильного ТВ, стандарта DVB-H (Digital Video Broadcast-Handheld). Технология перспективная, но жителям стран СНГ от неё ни холодно, ни жарко, так как наши мобильные операторы пока не предоставляют данную услугу.
Что будет дальше?
Обе компании объявили о своих намерениях основательного выхода на рынок графических чипов для мобильных телефонов и КПК. По мнению аналитиков, данный сектор рынка является особо перспективным и борьба за него для двух производителей из боя дискретной графики перейдет и сюда. Пока позиции nVidia выглядят сильнее. Партнерами производителя в разработках мобильной графики являются такие гиганты, как: Futuremark Corporation, Electronic Arts, Google, id Software и другие. ATI тоже имеет партнеров, но данных о них не афиширует… Кроме того, 5 января 2007 года компания nVidia завершила приобретение PortalPlayer – ведущего поставщика полупроводников и программного обеспечения для персональных медиаплееров (PMP). Компания PortalPlayer, основанная в 1999 году, широко известна благодаря ведущим технологиям, включая высокопроизводительную технологию "системы в чипе", которая лежит в основе популярных во всем мире портативных цифровых аудио плееров. Приобретение PortalPlayer увеличивает инвестиции nVidia в сферу карманных решений. Сегодня технология nVidia GoForce, которая сочетает высококачественную графику, ТВ и видео с низким потреблением энергии и небольшими размерами, лежит в основе многих ведущих портативных медиа устройств. И действительно, уже многие мобильные телефоны оснащены графическими чипами обеих компаний:
nVidia: Motorola (RAZR V3xx, SLVR L7i, E1000 и др.), Sony Ericsson (W900i), Samsung (i310, SGH-P910), а также LG, Acer, HTC, iRiver…
ATI: Motorola (SLVR L7, PEBL, RAZR V3i, новые RIZR, KRZR и др.), BenQ-Siemens (C81, M81, SL80 и др.), а также Samsung, LG, Fujitsu…
Однозначно можно сказать, что нас ожидает интересный этап в развитии мультимедиа функций наших карманных друзей и продолжение горячей борьбы nVidia vs. ATI. Пока технологии только внедряются, но с помощью опыта этих двух компаний можно смело сказать, что вскоре мы будем иметь игровые платформы и в наших телефонах и КПК.
P.S. Так как насчет парочки "фрагов" в CS?