Coarse-Z Filter：一種降低帶寬的消隱算法及其硬化研究.pdf

1、圖形硬件在實(shí)現(xiàn)固定圖形流水線時(shí)主要考慮三個(gè)問題：一是存貯空間，主要用于存放繪制物體所需要的紋理數(shù)據(jù)、深度數(shù)據(jù)、顏色數(shù)據(jù)等；二是運(yùn)算能力，包括幾何處理階段的浮點(diǎn)運(yùn)算和光柵化階段的頂點(diǎn)運(yùn)算；三是帶寬能力，包括讀紋理緩存、讀寫深度緩存和讀寫幀緩存所需要的帶寬。 隨著存貯器價(jià)格的迅速下降和GPU運(yùn)算能力的迅速提高，存儲空間問題和運(yùn)算能力問題已得到有效緩解。而圖形硬件對帶寬的要求能力受運(yùn)算能力的影響，一般情況下，較高的運(yùn)算能力必然會(huì)帶來較

2、高的帶寬要求。由于GPU的發(fā)展速度遠(yuǎn)高于圖形硬件接口的發(fā)展速度，因此當(dāng)前主流圖形硬件中，相對于圖形硬件的運(yùn)算能力，帶寬能力顯得不足，成為瓶頸。 本文詳細(xì)闡述了為優(yōu)化圖形流水線帶寬而設(shè)計(jì)的額外硬件單元Coarse-ZFilter，建立了使用Coarse-ZFilter的圖形流水線帶寬的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)該數(shù)學(xué)模型，使用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)測試軟件，通過測試Coarse-ZFilter效率，量化分析了影響圖形流水線帶寬的主要因素，進(jìn)而評估出Coa

3、rse-ZFilter的最優(yōu)參數(shù)。 Coarse-ZFilter的核心思想是使用一個(gè)低分辨率的以Tile為單元組織的過濾緩存，在象素級深度測試前進(jìn)行Tile級深度測試以減少讀Z-Buffer的次數(shù)，從而有效地降低圖形流水線的帶寬。過濾緩存通過掃描轉(zhuǎn)換后Tile內(nèi)所有象素的最大深度值進(jìn)行更新，根據(jù)過濾緩存的更新策略，Coarse-ZFilter具有兩種模式，即單緩存模式和雙緩存模式。 為定量的分析Coarse-ZFilte

4、r對優(yōu)化圖形流水線帶寬的貢獻(xiàn)，本文建立了使用Coarse-ZFilter的帶寬模型。根據(jù)帶寬模型可知，對圖形流水線帶寬的優(yōu)化主要取決于兩個(gè)因素，即Coarse-ZFilter的效率和Coarse-ZFilter自身的帶寬消費(fèi)。而這兩個(gè)因素又取決于Coarse-ZFilter所使用的兩個(gè)參數(shù)，Tile尺寸n和過濾緩存的位格式k。 為確定最優(yōu)的參數(shù)，本文使用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)測試軟件，對不同的(n，k)進(jìn)行了測試。測試結(jié)果表明，在Tile尺寸