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1Marcelo Walter - UFPE

Um pouco de história

2Marcelo Walter - UFPE

SketchPad - 1963

• Tese de Doutorado de Ivan Sutherland (MIT)• Conceito de comunicação com o computador

http://www.youtube.com/watch?v=BKM3CmRqK2o

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3Marcelo Walter - UFPE

Tecnologia de input

• 1963 Mouse substitui o light pen (vectorsystems)

4Marcelo Walter - UFPE

1964

• Dispositivo deEntradaGrafacon

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5Marcelo Walter - UFPE

1972

• Computador ALTO daXEROX

• Processador de“Textos” (tela longaem comparação àsatuais)

6Marcelo Walter - UFPE

1974

• Intel lança o 8080

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7Marcelo Walter - UFPE

1981• IBM lança o primeiro PC• Hoje aproximadamente

US$4000• 4.77 MHz Intel 8088• 16 kilobytes RAM,

expansível até 256k• SEM disco rígido! Apenas 2

anos depois…10MB com omodelo XT

8Marcelo Walter - UFPE

1982

• Filme TRON daDisney

http://www.youtube.com/watch?v=-3ODe9mqoDE

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9Marcelo Walter - UFPE

1983Jornada nas EstrelasIra de Khan

Reeves 1983 -Sistemas de Partículashttp://www.youtube.com/watch?v=n6YvhhY_N5A

10Marcelo Walter - UFPE

Anos 80

• 1983 – SGI lança oIRIS 1000 e 1400

• 1983 – Alias fundada• 1984 - Wavefront• 1988 – Tin Toy da

Pixar ganha um Oscar

US$ 50.0001.5MB RAM72MB DiscoCompare como Primeiro PC….

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11Marcelo Walter - UFPE

Anos 90• 1990 – AutoDesk lança 3D Studio• 1992 - OpenGL especificação• 1993 - Jurassic Park

12Marcelo Walter - UFPE

Sofisticação Visual da Audiência…

Lost World - 1922

Jurassic Park - 1997

Transformers - 2007

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13Marcelo Walter - UFPE

Anos 90• 1994 – Sega Saturn

• 1995 – Toy Story

14Marcelo Walter - UFPE

1996/1997• Voodoo board

2001

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15Marcelo Walter - UFPE

Um exemplo

Em 11 anos ospolígonosaumentaramaproximadamente

15 vezes!

16Marcelo Walter - UFPE

Lara Croft 2011? 2013? 2020?Quantos polígonos?

Qual modelo de iluminação?

Qual técnica de animação?

Como representaros materiais?

ETC, ETC, ETC…

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17Marcelo Walter - UFPE

O que são GPUs?

Graphics Processing Units

18Marcelo Walter - UFPE

Arquiteturas Típicas

CPU I/O

barramento

Memória Controladorde Vídeo

monitor

DAC

1 ) SIMPLES

FB

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19Marcelo Walter - UFPE

Arquiteturas Típicas

CPU I/O

barramento

MemóriaSistema

Controladorde Vídeo

monitor

DAC

2 ) Com Processador Gráfico

FBProcessadorGráfico

20Marcelo Walter - UFPE

Graphics Pipeline

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21Marcelo Walter - UFPE

Graphics Pipeline: The Big Picture

GPUCPU

Application VertexProcessor

Assembly& Rasterization

PixelProcessor

VideoMemory

(Textures)Vertices(3D) Xformed,

LitVertices

(2D)

Fragments(pre-pixels)

Finalpixels

(Color, Depth)

Render-to-texture

VertexProcessor

FragmentProcessor

GPU is a stream processor•Multiple programmable processingunits•Connected by data flows

22Marcelo Walter - UFPE

Breve Histórico GPUs Nvidia

24164/84

pipes

$5996400302M0.09GeForce 780020063900222M0.13GeForce 680020051600125M0.13GeForce 59002003100063M0.15GeForce4 Ti2002

**80057M0.15GeForce3200180025M0.18GeForce2 GTS20004809M0.22TNT21999

2505M0.25RivaZX1998Mpixels/s#TransProcessoModeloAno

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23Marcelo Walter - UFPE

Placas Gráficas

• GeForce 8800GTX– Nov. 2006 - US$599– 128 processadores– 768MB memória– 681 milhões de transistores– 10.800 milhões vértices por

segundo

24Marcelo Walter - UFPE

Benchmark

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25Marcelo Walter - UFPE

Series 90009600 GT

The raw processingpower of this G94 is

still a full 38%lower than that of

the 8800 GT.

26Marcelo Walter - UFPE

Series 90009600 GT

Stream Processors 64Core Clock (MHz) 650 MHzShader Clock (MHz) 1625 MHzMemory Clock (MHz) 900 MHzMemory Amount 512MBMemory Interface 256-bitMemory Bandwidth (GB/sec) 57.6Texture Fill Rate (billion/sec) 20.8

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27Marcelo Walter - UFPE

Tecnologia de output

• (Anos 60) Vectorsystems– Processador de

display (I/O)conectado na CPU

– Especificação emalto-nível (iníciolinha, final linha)

28Marcelo Walter - UFPE

Tecnologia de output

• (Anos 70) Rastersystems– Tecnologia baseada em

TV (tecnologia rasteronde linhas sãotraçadashorizontalmente)

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29Marcelo Walter - UFPE

Componentes

• Frame-Buffer• Conversor DAC• Monitor de Vídeo

– CRT– Controlador de Vídeo

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Tubo de Raios Catódicos(CRT - Cathode Ray Tube)

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31Marcelo Walter - UFPE

Shadow Mask

32Marcelo Walter - UFPE

Pitch/Triad

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33Marcelo Walter - UFPE

Monitores

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Conversão FB/Monitor

• Diretamente– Cada informação de cor do pixel é utilizada

diretamente para ativar os fósforos no monitor– Por exemplo: r=0.5, g=0.9, b=0.05– Canhão Red com 50% da capacidade, Green

com 90% e Blue com 5%

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35Marcelo Walter - UFPE

Conversão FB/Monitor

• Indiretamente

36Marcelo Walter - UFPE

Exemplo de LUT:216 Entradas24 bits por entrada