بررسي تاثير فناوري فيزيک بر کارايي سيستم

کمی درباره سیستم‌های فیزیک
پردازش‌های فیزیکی به دو بخش عمده Real Time و پردازش‌های با دقت بالا تقسیم می‌شوند. پردازش‌های با دقت بالا بیشتر در فیلم‌ها و انیمیشن‌های کامپیوتری و محاسبات علمی کاربرد دارند. در این پردازش‌ها نخست محاسبات انجام و روی موضوع موردنظر اعمال می‌شوند و پس از آن، نتایج به دست آمده (برای مثال، شبیه‌سازی یک انفجار در یک فیلم) نمایش‌داده‌خواهدشد. در حالت Real Time که در بازی‌های کامپیوتری کاربرد دارد، باید نتیجه محاسبات فیزیکی در همان لحظه به کاربر نمایش‌داده‌شوند. به همین دليل و برای حفظ سرعت فریم بازی، در این حالت از محاسبات فیزیکی ساده‌تری استفاده می‌شود که البته دقت پایین‌تری نيز دارد.
سیستم‌های فیزیکی از بخش‌های مختلفی تشکیل شده‌اند. سیستم ذرات یکی از آن‌ها است که بیشتر در انفجارها و نمایش درست پخش شدن ذرات در محیط کاربرد دارد. موارد دیگری همچون دود و آب در حال حرکت نیز توسط این بخش شبیه‌سازی می‌شوند.
سیستم Ragdoll نیز انسان را همچون یک عروسک خیمه شب‌بازی در نظر می‌گیرد که از یک استخوان‌بندی ساده و چندین محل اتصال تشکیل‌شده‌است. زمانی که کاراکتری در بازی کشته شده و به روی زمین پرتاب می‌شود، این سیستم وارد عمل شده و این حرکت را شبیه‌سازی می‌کند (که البته گاهی اوقات حرکات عجیبی از آن سر می‌زند!).
همچنین این سیستم‌ها از قابلیت تشخیص موانع نیز بهره مي‌برند. البته برای کاهش بار پردازشی، به جای هر یک از اشیای موجود در صحنه، یک الگوی ساده‌تر استفاده می‌شود. به‌عنوان مثال، به جای یک کوزه، در محاسبات یک استوانه ساده در نظر گرفته می‌شود.

 
فیزیک یا PhysX
به‌طور معمول، انجام پردازش‌های مرتبط با فیزیک توسط پردازنده‌مرکزی صورت می‌گیرد. اما Ageia با معرفی پردازنده مخصوص پردازش فیزیک (PPU) محصولی ارائه کرد که می‌توانست پردازش‌های فیزیکی را که با استفاده از موتور پردازش فیزیک این شرکت ساخته‌شده‌بود، بر عهده گرفته و این بار را از دوش پردازنده‌مرکزي بردارد . (در تصوير نمونه‌اي از کارت فيزيک را که توسط شرکت Asus ارائه شده است را مي‌بينيد)

این ویژگی با خرید Ageia توسط NVIDIA به کارت‌های گرافیک این شرکت منتقل شد. ویژگی این قابلیت، پردازش سریع‌تر فیزیک در پردازنده‌گرافیکی در مقایسه با پردازنده‌مرکزی است که دارندگان کارت‌های‌گرافیک NVIDIA از آن بهره‌مند هستند.

PhysX می‌تواند کارهای زیر را در پردازنده‌گرافیکی انجام دهد:
– شبیه‌سازی حرکات لباس و نحوه پاره شدن آن‌ها مطابق با واقعیت
– انفجارهای طبیعی‌تر و گرد و خاک و ذرات ناشی از آن
– افکت طبیعی‌تر اسلحه‌ها
– نمایش دود و غبار اطراف اجسام در حال حرکت
– حرکت طبیعی‌تر کاراکترها
نکته‌ای که در اینجا وجود دارد این است که PhysX تنها بار پردازشی فیزیک را از روی دوش پردازنده برمی‌دارد و تأثیری در کیفیت تصویر یا افزایش سرعت فریم بازی ندارد و اغلب اوقات باعث کاهش سرعت فریم نیز می‌شود. آزاد شدن منابع پردازشی پردازنده می‌تواند عاملی برای افزایش سرعت فریم باشد. همچنین میزان کاهش سرعت فریم هنگامي که پردازش فیزیک با کارت‌گرافیک صورت می‌گیرد کمتر از زمانی خواهد بود که پردازش بر عهده پردازنده‌مرکزی است. به همین دليل هنگامي که کارت‌های گرافیک NVIDIA را در نرم‌افزار 3DMark Vantage تست می‌کنید، امتیاز پردازنده بسیار بیشتر از هنگامي است که این نرم‌افزار را روی یک کارت‌گرافیک مشابه AMD اجرا می‌کنید. در این حالت، نرم‌افزار تصور می‌کند، پردازنده پردازش فیزیک را انجام داده و از آنجا که کارت‌گرافیکی NVIDIA سریع‌تر از پردازنده‌مرکزی این‌کار را انجام داده‌است، امتیاز بیشتری برای پردازنده و در نهایت امتیاز نهایی بالاتری ثبت می‌شود.
قابلیت دیگری که NVIDIA برای دارندگان کارت‌های گرافیک خود فراهم کرده، امکان قرار دادن یک کارت‌گرافیک به صورت انحصاري برای پردازش فیزیک است. برای مثال، اگر یک کارت‌گرافیک GTX 460 دارید و نمی‌دانید با کارت‌گرافیک قدیمی 9600GT خود چکار کنید، می‌توانید 9600GT را در کنار GTX 460 قرار داده و از آن به‌عنوان پردازشگر فیزیک استفاده کنید. این دقیقاً همان کاری است که در این مقاله قصد انجام آن را داریم و در ادامه خواهیم دید، اگر یک کارت‌گرافیک GTS 450 را به‌عنوان کارت فیزیک در کنار GTX 480 و GTX 465 قرار دهیم، چه میزان در کارایی نهایی ما تأثیر خواهد داشت.