ترسیم آینده پردازشگرهای گرافیکی توسط ان‌ویدیا

یکی از مدیران شرکت ان‌ویدیا در جریان نشست ECGC 2011، حضار را به سفری در گذشته، حال و آینده دعوت کرد و مانند یک مسافر زمان حرفه‌ای، نمایی از رندرینگ واحد پردازش گرافیکی و گرافیک تلفن همراه در سال‌های آتی را ترسیم نمود.

تونی تاماسی (Tony Tamasi)، معاون بخش محتوا و فناوری شرکت ان‌ویدیا، در جریان سخنرانی خود با عنوان «آینده پردازش گرافیکی» در همایش ECGC 2011، پیش‌بینی خارق العاده‌ای ارایه کرد. وی مدعی شد که در سال 2015، سرعت عمل واحد پردازش گرافیکی کامپیوترها 1000 درصد نسبت به وضعیت فعلی آن رشد خواهد کرد و این قابلیت باعث می‌شود کارت‌های گرافیکی بتوانند در هر ثانیه 30 تا 60 فریم تولید کنند. برای درک بزرگی این ادعا بد نیست بدانید جدیدترین GPU ان‌ویدیا می‌تواند در هر ثانیه تنها 2 فریم تصویر بسازد.
واحد پردازش گرافیکی (Graphics Processing Unit) که به اختصار GPU نامیده می‌شود، ابزاری اختصاصی برای رندر کردن گرافیکی (با هدف طبیعی به نظر رسیدن تصویر) در کامپیوترهای شخصی، ایستگاه‌های کاری یا کنسول‌های بازی است. رندرینگ به فرآیند نمایش تصاویر اجسام سه‌بعدی بر روی صفحه نمایشگر دوبعدی اطلاق می‌شود.

هر چند در حال حاضر فرآیند رندرینگ تصاویر پیشرفت قابل ملاحظه‌ای داشته و از آن حالت کسالت‌بار گذشته فاصله بسیاری گرفته است، با این حال فعلا تحقق چنین ایده‌ای، عملا ناممکن به نظر می‌رسد. البته ناگفته نماند که طرح این قضیه، از همین الان در دل هنرمندان و طراحانی که با استفاده از سیستم‌های کامپیوتری به خلق آثار هنری و تخصصی می‌پردازند، قند آب کرده است!
تاماسی در سخنان خود تلاش کرد این پیشگویی خارق‌العاده را اثبات کند. او با ارایه یک جدول زمانی، سیر تکاملی پردازنده‌های گرافیکی را از روزگاری که کاربران به بازی GLQuake مشغول بودند، به تصویر کشید و در ادامه با نمایش تصویرهایی از چند بازی (Quake 2، Call of Duty و Battlefield 3) این روند را پیش روی حضار قرار داد. هم‌زمان وی بر جزییات سخت‌افزاری از جمله نورپردازی و تغییر شکل (Transform)، سایه‌های برنامه‌پذیر و مواردی از این دست تاکید کرد.
تاماسی در ادامه لیستی از تصاویر پردازنده گرافیکی را از سال 2007 تا 2011 و بعد در سال 2015 بر روی صفحه بزرگ نمایش کنفرانس به تصویر کشید.
در سال 2007 پردازنده‌های گرافیکی از توانایی عملیاتی 3/12 گیگاترانسفر بر ثانیه، پهنای حافظه 4/63 گیگابایت بر ثانیه و عملیات ممیز شناوری 228 گیگافلاپ بر ثانیه برخوردار بودند.
در سال 2011 جدیدترین پردازنده گرافیکی ان‌ویدیا دارای توانایی عملیاتی 5/84 گیگاترانسفر بر ثانیه، پهنای حافظه 4/192 گیگابایت بر ثانیه و عملیات ممیز شناوری 2703 گیگافلاپ بر ثانیه است. ان‌ویدیا پیش‌بینی می‌کند پردازنده گرافیکی تولیدی آن در سال 2015 بتواند از قابلیت‌هایی همچون: توانایی عملیاتی 7/579 گیگاترانسفر بر ثانیه، پهنای حافظه 1/584 گیگابایت بر ثانیه و عملیات ممیز شناوری 8/32039 گیگافلاپ بهره‌مند گردد.
اکنون این سوال به ذهن می‌رسد که در نهایت با در نظر گرفتن همه این نمودارها و استدلال‌هایی که تاماسی عنوان کرده است، آینده گرافیک کامپیوتری و همچنین روش ری تریسینگ (Ray Tracing) به کجا ختم خواهد شد؟
تاماسی از آخر و عاقبت امر اظهار بی‌اطلاعی می‌کند. وی در عین حال از تاثیرات مهم و شگرفی که در راه است سخن می‌گوید. او معتقد است به محض عملی شدن این ایده‌های رویایی، تغییرات و نوآوری‌های گوناگونی وارد میدان خواهد شد و ابتکارات گوناگونی هم در کمیت و هم در کیفیت گرافیک کامپیوتری تجلی خواهد یافت.
وی افزود همان طور که ما با عبور از پیکسل‌ها، به دوره طلایی چندضلعی‌ها (Polygon) وارد شده‌ایم، در مورد بازی‌های تلفن همراه نیز وضعیت مشابهی پیش آمده است.
تاماسی پس از سخنرانی خود با اشاره به این موضوع، اظهار داشت که ابتکار و خلاقیت در بازی‌های تلفن همراه نیز جانی دوباره گرفته است. وی ادامه داد ما سوار بر این موج هستیم تا سرانجام به استاندارد فراگیر و جامعی در این خصوص دست یابیم. پس از آن دنیای گرافیک با شتابی سرسام‌آور پیشرفت خواهد کرد. با توجه به پیشرفت‌هایی که در عملکرد سخت‌فزارهای تلفن همراه پیش آمده، ما طلیعه این قضیه را از هم‌اکنون شاهد هستیم.
این کارشناس در بخش دیگری از سخنان خود به پیشرفت‌های سریعی که در فناوری همراه (تلفن‌های هوشمند و تبلت‌ها) رخ داده اشاره کرد و در پاسخ به این سوال که آیا در آینده نزدیک، این دستگاه‌ها جای نوت‌بوک‌ها را خواهند گرفت یا خیر گفت: نت‌بوک‌ها آرام‌ آرام محو خواهند شد اما نوت‌بوک‌ها خیر. دلیل ادامه استقبال کاربران از نوت‌بوک‌ها آن است که اغلب کاربران با آن آشنا هستند، صفحه نمایش بزرگ‌تری دارد و صفحه کلید در آن یک‌پارچه است.
وی همچنین مدعی شد تبلت‌ها از وزن زیادی برخوردار هستند و این موضوع به عنوان یک نکته منفی، از دور خارج شدن این ابزار را رقم خواهد زد.
تاماسی نیمه دوم سخنان خود را به فناوری‌های همراه اختصاص داد. وی با اشاره به این که آخرین نسل بازی‌های تلفن‌های همراه در کلاس DirectX 9 جا خوش کرده است، دوباره پیش‌نمایشی جالب را از آینده تلفن‌های همراه در معرض دید حضار قرار داد. وی گفت پیشرفت‌های تخصصی همه را شگفت‌زده خواهد کرد. این روش‌ها که ابتدا در عرصه کامپیوترهای شخصی خودی نشان دادند، اکنون به فضای تلفن همراه وارد شده‌اند و هر سال هم پیشرفت‌ها و نوآوری‌های گوناگونی را رقم می‌زنند.
به نظر می‌رسد شرکت‌های گرافیکی نظر ویژه‌ای به دستگاه‌های تلفن همراه دارند. از جمله قابلیت‌هایی تلفن همراه در این خصوص این است که افراد می‌توانند این دستگاه‌ها را به‌راحتی با خود حمل کنند و همین مزیت بزرگی برای صنعت بازی به شمار می‌رود.
ظاهرا ان‌ویدیا در قضیه تولید Tegra به همین موضوع نظر داشته است. تگرا نوعی تراشه جهت استفاده در دستگاه‌های فوق سبک و ابزارهای تصویربرداری مناسب است. طراحی این محصول به گونه‌ای بوده که با بازار محصولات سازنده شماره یک تراشه دنیا یعنی اینتل، تناسب کاملی دارد.
ان‌ویدیا امیدوار است تراشه‌های تگرا کاربرد وسیعی در ابزارهای محاسباتی پیدا کند. نسخه‌های بعدی تراشه‌های ان‌ویدیا با نام‌های Kal-El در سال 2011 (پنج برابر سریعتر از تگرا ۲)، Wayne در سال 2012 (10 برابر سریع تر)، Logan در سال 2013 (50 برابر سریع تر) و Stark 75 بار سریع تر) معرفی شده است.
تاماسی در انتهای سخنان خود، به انجام بازی World of Warcraft: Cataclysm Cinematic Trailer پرداخت و مدعی شد رندرینگ بی‌درنگ برخی صحنه‌های این بازی از جمله آتش، پیچیدگی هندسی، شبیه‌سازی دود و مانند آن ظرف چهار یا پنج سال آینده امکان‌پذیر خواهد شد. این کارشناس برای اثبات مدعای خود، به حضار گفت: به نسخه اولیه Call of Duty بازگردید و دموی Samaritan را بازی کنید. حتما متقاعد می‌شوید که در آن زمان نمی‌توانستید تصور کنید که رندرینگ بیدرنگ این صحنه‌ها ظرف پنج سال آینده عملی خواهد شد.
پس از مراسم، تاماسی نکته جالبی را به من گوشزد کرد که با توجه به آن تصور می‌کنم هرگز نتوان نهایتی را برای مرزهای گرافیکی یا سخت‌افزاری متصور شد. وی گفت: «شما نمی‌توانید نسل بعدی بازی‌ها را بر یک گوشی یک‌واتی توسعه دهید. به عبارت دیگر، هر چه بازیگرها بیشتر مطالبه کنند، سازندگان نرم‌افزار و سخت‌افزار هم کالاهای مورد نظر را تولید و عرضه خواهند کرد.»
ظاهرا این چرخه را پایانی نیست.

شماره 17