ATI nennt Details zur Xbox-360-GPU

Der kanadische Grafikspezialist ATI hat Details zur Funktionsweise des in der Xbox 360 verbauten Grafikchips gegeben. Demnach hat ATI den Chip in Zusammenarbeit mit Microsoft neu entwickelt und das Design auf die Spielkonsole zugeschnitten. Er unterscheide sich grundlegend von aktuellen PC-Grafikchips und sei keinesfalls direkt übertragbar.

Wie bereits bekannt arbeitet die GPU mit 48 parallelen Shader Pipelines und einer Unified Shader Architecture. Jede Pipeline kann sowohl als Vertex- als auch als Pixel-Shader verwendet werden. Jede Shader-Einheit der mit 500 MHz getakteten GPU kann vier Gleitkommaberechnungen pro Takt ausführen, alle zusammen kommen demnach auf eine Leistung von 96 GFlop/s. Laut ATI hat Microsoft seine Compiler sehr genau auf die parallele Struktur abgestimmt, sodass sich die Spieleprogrammierer nicht selbst darum kümmern müssen, wie sie die Shader-Einheiten am besten auslasten. Das Unified Shader Modell erlaube gegenüber aktuellen GPUs eine größere Flexibilität.

Als weitere Besonderheit hat ATI den Speichercontroller der Xbox 360 in die GPU integriert, sodass die 512 MByte GDDR3-RAM über eine mit 700 MHz getaktete 128-Bit-Leitung direkt mit der GPU verbunden sind. Da deren Transferrate von 22,4 GByte/s nach heutigen Maßstäben etwas langsam wäre, hat ATI 10 MByte Embedded DRAM auf einem Tochter-Die über einen mit 2 GHz getakteten Bus mit 236 GBit/s angebunden. Auf diesem Tochter-Die befinden sich zusätzliche Einheiten für die nötigen Berechnungen der Farbwerte (Rot, Grün, Blau, Alpha), der Tiefenwerte und des Stencil-Buffers, die das Embedded DRAM als extrem schnellen Buffer mit einer Transferrate von 256 GByte/s nutzen. Durch diese schnelle Anbindung könne die Xbox 360 vierfaches Anti-Aliasing bei Auflösungen von 720p (1280 × 720 Bildpunkte) nahezu ohne Performance-Verluste durchführen. Das dabei zum Einsatz kommende Multi-Sampling ist zwar nicht so speicherhungrig wie das aufwendige Super-Sampling, wird dafür aber auch nur zur Glättung von Objektkanten und nicht für die Texturen genutzt. Laut Microsoft müssen alle Xbox-360-Spiele Auflösungen von 720p bei zweifachem Anti-Aliasing unterstützen. 4X-Anti-Aliasing und 1080i sind optional.

ATI betont, dass man bei der Entwicklung auf die Stromaufnahme des Chips und die damit verbundene Abwärme geachtet habe. So sei die GPU vermutlich einfacher und leiser zu kühlen als die 300 Millionen Transistoren zählende RSX-GPU der Playstation 3. Diese beherrscht nach bisherigen Informationen keine besonderen Tricks zur Glättung von Objektkanten, sondern setzt ihre laut Sony doppelt so hohe Rechenleistung gegenüber der Xbox-360-GPU dazu ein, Szenen mit einer Gleitkommagenauigkeit von 128 Bit zu berechnen (High Dynamic Range Rendering, HDR). Dies erlaube wesentlich realistischere Darstellungen als bei Bildern, die mit einer Integergenauigkeit von 32 Bit gerendert werden, wie es bei der XBox 360 und aktuellen PC-Grafikkarten der Fall ist. Diese könnten HDR-Rendering allenfalls mit hohen Performanceverlusten erreichen.

Über die Güte der Kantenglättung und die endgültige Geschwindigkeit der Xbox 360 kann man zum aktuellen Zeitpunkt nur spekulieren. Von ihrer Polygonrechenleistung und Pixeltransferrate liegt sie lediglich auf dem Niveau aktueller PC-Grafikkarten der oberen Mittelklasse. Die besondere Shader-Architektur erlaubt ihr jedoch Oberflächeneffekte, die mit derzeitigen DirectX-9-Grafikkarten nicht möglich sind und die Xbox 360 so deutlich leistungsfähiger machen. Die auf der Electronic Entertainment Expo gezeigten Demos der Spiele liefen auf Entwicklerkits, die laut Angaben der Hersteller nur ein Drittel der endgültigen Leistung erzielen und kein Anti-Aliasing beherrschen. So waren bei einigen Titeln Ruckler und Treppen-Artefakte an Objektkanten deutlich zu sehen, die später jedoch verschwinden sollen. Endgültige Hardware will Microsoft den Spieleentwicklern ab Juli zur Verfügung stellen.

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