Дополнение: после выхода нашего материала в Сети стали раздаваться слухи о том, что архитектура конвейеров рендеринга вовсе не 8x1, а 4х2, поэтому мы провели еще одно исследование:

Как вы можно видеть на диаграмме зависимости скорости заполнения от количества текстур и других бенчмарках, GeForce FX ведет себя очень похоже на GPU, со схемой пиксельных конвейеров 4x2, то есть 4 пиксельных конвейера с 2 TMU на каждом. Однако как мы уже отмечали, при операциях с буфером глубины и буфером шаблона (depth & stencil) NV30 обрабатывает 8 пикселов за такт (при условии, что параллельно не ведутся какие либо операции с цветом). В остальных случаях обрабатываются 4 пикселя. Но, каждый из четырех пиксельных процессоров содержит два целочисленных ALU (две стадии) соединенных последовательно (так же как в NV25, видимо текстурные блоки и целочисленные стадии были разработаны с оглядкой на предыдущее поколение). Таким образом можно говорить о том, что за один такт выполняется сразу две команды шейдера, если его версия не превышает 1.3 или сразу две операции комбинационных стадий для старых, нешейдерных приложений (DX7). Причем, т.к. эти операции выполняются фактически над разными пикселами, они всегда могут происходить параллельно и таким образом целочисленная производительность NV30 при равной тактовой частоте эквивалентна 8 конвейерному чипу, но с одним ALU на каждом конвейере. Однако это касается только конфигураций стадий и шейдеров длинной как минимум две операции.

Таким образом, одновременно могут выполняться до 8 выборок текстур И 8 целочисленных математических операций за такт. Я умышленно выделил "И", показывая, что данные операции выполняются одновременно.

В случае шейдеров 1.4 и тем более 2.0, выполняющихся на NV30 с плавающей точкой, каждый пиксельный конвейер может выполнить лишь одну операцию за такт — таким образом всего чип выполняет по одной комманде для 4 пикселов за такт, что вдвое ниже производительности с целочисленными шейдерами. Но это еще не все — плавающие комманды не могут выполнятся одновременно с выборкой текстур! Т.е. за один такт мы можем либо выбрать 8 значений текстур, либо выполнить 4 плавающих операции шейдеров. Таким образом, NV30 вдвое (и даже более, если учесть выборку текстур) производительнее в не использующих плавающую арифметику применениях.

Итак, за один такт:

8 выборок текстур и 8 целочисленных операций над 4 пикселами.
или 4 плавающих операции над 4 пикселами.
или вычисление и запись 8 значений глубины и буфера шаблонов.
Мы благодарим Джона Спитцера (John Spitzer), специалиста компании NVIDIA, который объяснил нам данную особенность архитектуры NV30 на конференции "DAWN to DUSK" в Москве.
Почему была выбрана такая схема? Специалисты NVIDIA подчеркивают, что GeForce FX имеет архитектуру, оптимизированную под современные игры и сбалансированную с ПСП ее шины памяти. Многие современные игры уже сейчас используют stencil буфер для визуализации теней, и количество таких игр будет расти, достаточно вспомнить грядущий Doom III. GeForce FX прекрасно оптимизирован для данной технологии. Мультитекстурирование также уже стало стандартным для большинства современных игр, и "быстрые" TMU GeForce FX обеспечат высокую производительность в данных играх. Для 128 битной шины подобное чило конвейеров и подобный подход выглядят вполне логичными — наличие 8 конвейеров и возможности записать 8 значений цвета за такт не было бы полностью реализовано из за ограниченной ПСП но при этом добавило бы изрядную часть транзистров. Не лучше ли пустить их на более реентабельные применения, такие как кеширование или ускоренные операции с буфером шаблонов? Видимо, инженеры NVIDIA так и рассудили.

Ну а для разработчиков GeForce FX предоставляет огромные возможности, поддерживая шейдеры, намного превосходящие стандартные для DX9 ( версия 2.0) хотя и медленее чем старые 1.1…1.3 версии. Когда игры, интенсивно использующие подобные шейдеры и плавающие вычисления появятся в магазинах, там же будут находиться продукты компании NVIDIA следующего поколения, более агрессивно оптимизированные под плавающие операции…