Уникальный раритет! Ускоритель AGEIA PhysX 200

Абсолютно уникальный товар! Не серийная модель! Ускоритель обработки физических процессов AGEIA PhysX Accelerator 200 Series PCI Express Card — PPU2 codename Maplewood — Engineering Samples

Physics Processing Unit (PPU) — «Устройство обработки физики» (сопроцессор обработки физических явлений) производства компании Ageia Technologies представляет собой аппаратный ускоритель физических расчетов, который предназначен для снятия нагрузки по обсчету взаимодействий объектов в виртуальном мире со связки CPU-GPU. Фирма AGEIA создала данный класс устройств для повышения производительности игр, систем 3D моделирования и систем инженерного проектирования. С использованием программного комплекса PhysX SDK при разработке игр все сложные взаимодействия объектов — твердых тел, тканей и жидкостей — ложится на программный компонент от Ageia и при наличии PPU обрабатывается на нем, а не на центральном процессоре.

Используемый в PPU процессор, применяя параллелизацию вычислении и оптимизацию только под определенный тип расчетов, позволяет ускорить вычисления до 200 раз по сравнению с такими же расчетами на обычном CPU того времени. Именно связка между программным движком, внедренным в игру, и отдельным физическим ускорителем, на котором он производит работу, стала главным достижением в данной технологии. На момент презентации в 2005 году это было прорывное решение позволяющее увеличить производительность динамических взаимодействий в играх и получить более реалистичные эффекты. Данное нововведение сравнимо с появлением первых 3D ускорителей графики в 90-х годах.

Изначально была выпущена модель 100-той серии с процессором P1 и интерфейсом PCI, затем вышли версия на PCI-E и варианты от сторонних производителей, например ASUS PhysX P1 или DELL W056C. Ускорители стали устанавливать в свои компьютеры известные поставщики — Alienware, Dell и другие, а разработчики стали внедрять движок PhysX в компьютерные игры. В 2008 году сильно заинтересованная в технологиях ускорения физических движков nVidia полностью выкупила компанию Ageia со всей их интеллектуальной собственностью, закрыла отдельное производство ускорителей и внедрило технологию PhysX в свои видеокарты начиная с серии 8000, 9000 и GTX 200.

В дальнейшем технологии аппаратного расчета физических процессов от других производителей не получили распространения не по причине каких-либо ограничений со стороны nVidia, а по причине резкого развития центральных процессоров. Причем важен оказался не просто номинальный прирост тактовой частоты, а внедрение в более новые процессоры от Intel и AMD расширенных наборов инструкций специального назначения, которые на уровне ядра (то есть аппаратном уровне) позволили ускорить сложные типовые математические вычисления, близкие к тем, которые производились на PPU. Развитие суперскалярной и оптимизация конвейерной составляющей архитектуры ЦП дали возможность прироста производительности при выполнении наборов и последовательностей команд, что при выполнении типовых расчетов в физических движках снимало значительный процент нагрузки. Так же развитие многоядерности и доступность широким массам потребителей двух и более ядерных процессоров позволило разработчикам игровых движком использовать одно ядро для расчета игровой логики (интеллекта игры), а другое для расчета физика (взаимодействия внутри игровых объектов), что сделало вопрос внешних устройств оптимизации еще менее актуальным. Парадоксальный факт — в новых версиях движка PhysX от nVidia и драйверов из видеокарт в конце 2000-х появилась специальная настройка позволяющая перенести все расчеты PhysX API именно на CPU, то есть специально вернутся к тому от чего пыталась уйти Ageia в середине 2000-х годов, так как в выпущенных тогда ЦП уже не было таких ограничений в производительности, как в момент разработки PPU.

Однако наследие технологий PPU не исчезло полностью. Сам игровой физический движок PhysX API постоянно развивается и обновляется компанией nVidia и он является важным компонентом множества современных популярных игр. Идея связки между аппаратным ускорением и связанным с ним программным элементом находит свое частное применение в отдельных технологических решениях. Например, модуль nVidia HairWorks, при подключении создателями игры в свое творение, позволяет использовать аппаратное ускорение на современных видеокартах nVidia для динамической и реалистичной прорисовки волос и шерсти игровых персонажей. Наиболее ярким переосмыслением технологии Ageia PhysX на сегодняшний день является продвигаемая nVidia в последних моделях видеокарт технология RTX. PhysX использовался для ускорения расчетов взаимодействий твердых тел и жидкостей, а технология трассировки лучей RTX использует похожий принцип для ускорения расчета падения света на виртуальные объекты, позволяя создавать реалистичное освещение в игровых пространствах.

Данная модель ускорителя появилась на свет в конце 2007 — начале 2008 года в самый переломный момент. С одной стороны, у Ageia был полностью готов, разрабатываемый с начала 2007 года, процессор PhysX 200, на него вышли драйвера в общем обновлении и фирма Dell же планировала устанавливать его в системные блоки XPS 400-той серии. С другой стороны, ставшая владелицей Ageia компания nVidia не желала продолжать выпуск PPU как отдельного устройства и готовила его интеграцию в свои видеокарты. В результате тестовая модель второго поколения ускорителей PhysX имеет вентилятор в форме логотипа nVidia и текстолит, характерный для инженерных образцов их продукции, но с маркировкой “PhysX by AGEIA”, что служит видимым отображением раздела интересов между компаниями. В дальнейшем nVidia полностью закрыла производство данного типа плат и в продажу PPU2 уже никогда не поступал.

Второе поколение ускорителей по сравнению с первым увеличило свои технические характеристики:

• новое ядро с кодовым названием Maplewood должно уметь обрабатывать до 2 раз больше объектов
• частота ядра в разных моделях от 600 до 733MHz вместо 500MHz у первого поколения
• память со 128MB c частотой 738MHz в первом поколении расширилась до 256/512MB с частотой 850MHz стандарта GDDR3 с шиной 128bit
• интерфейс только PCI-E версии 1.1 вместо PCI 2.2, как у большей части карт первого поколения

Неформальным наименованием второго поколения стало “PPU2” (то есть Physics Processing Unit версии 2).

На основании общих характеристик и анализа данной платы можно утверждать, что Ageia планировала выпуск модели второго поколения в нескольких вариантах с разной производительностью и разным объемом памяти, подобно тому как у видеокарт внутри одного поколения (например GeForce 700 series) есть несколько разных линеек (например GTX 750, GTX 760 и т.д.).

Представленная модель основана на процессоре AG1021-A1 P22396.L1 0716-1 и имеет четыре чипа памяти Samsung K4J52324QC-BC14

Карта оснащена интерфейсом PCI-E 1x. Потребляемая мощность до 65Вт. Требуется подведения питания через стандартный разъем 6pin, как для видеокарты.

Система охлаждения турбинного типа. Вентилятор управляется термодатчиком — включается только при превышении определенной температуры, а в остальное время выключен.

Представленная карта — это именно образец того как будет выглядеть (на уровне компоновки и производительности, а не внешнего вида) итоговый розничный товар, то есть представляет своеобразный Relise Candidate продукта. Отличия от тестовых версий для разработчиков следующие:

1. Уменьшено число фаз питания
2. Убран полноразмерный отладочный COM порт DB9
3. Нет блоков DIP-переключателей для выставления режимов работы

При этом сам последовательный интерфейс для отладки остался в виде коннектора 3pin в левом верхнем углу карты и есть два коннектора около интерфейсного разъема и разъема питания для снятия показаний энергопотребления по соответствующим каналам потребления.

Для тестирования производительности ускорителей физики известный аналитический ресурс Geeks3D, автор популярного теста видеокарт FurMark, выпустил отдельную программу (benchmark) под названием FluidMark. В картинках можно увидеть прохождение тестирования представленным экземпляром. Рядом с окном тестовой программы окно настройки PhysX в котором видно, что при попытки сброса состояния PPU выдается сообщения о невозможности сброса по причине нахождения процессора в работе. На другом изображении представлен положительный результат прохождения процессором ускорителя встроенных тестов в программе настройки.

Для использования карты рекомендуется устанавливать драйвер AGEIA PhysX PCI Card Driver версии 1.1.1.15 и программное обеспечение PhysX SystemSoftware версии 8.09.04.