Otevřená grafická karta: nadějný prototyp

Proprietární karty

Situace okolo aktuálních grafických karet není z pohledu svobodného software ideální. Chceme-li využít všech výhod moderní grafiky, musíme sáhnout po ovladačích dodávaných výrobcem. Ty jsou ovšem přísně střeženým tajemstvím a jejich vydavatel k nim nedodává ani technickou dokumentaci, natož zdrojové kódy.

Z toho plyne několik nepříjemných nevýhod. Jednak je to otázka etiky. Existuje řada uživatelů, kterým jednoduše proprietární „balast” v jinak svobodném jádře dost podstatně vadí.

Potíže způsobuje také nutnost upravit ovladač pro každé jádro zvlášť. Je potřeba přeložit „spojovací” část ovladače pro konkrétní verzi systému a při změně je třeba vše udělat znovu. Ačkoliv existují automatizované utility, začátečníci nejsou z jejich použití dvakrát nadšení.

Třetí oblastí problémů jsou nekompatibilní licence ovladačů a jádra. Ačkoliv by mohli distributoři integrovat ovladače přímo do svých jader a ulehčit tak uživatelům práci, z licenčních důvodů to není možné.

Sekundárním důsledkem binární povahy software je jeho omezení na konkrétní platformy. Pokud tedy používáte atypický software nebo hardware, který výrobce nepodporuje, jednoduše máte smůlu.

Řešení problému

V podstatě existují dvě možné cesty k řešení problému. První nabízí například projekt Nouveau, který s pomocí reverzních technik „dešifruje” komunikaci mezi binárními ovladači a kartami nVidia. Na základě získaných informací pak vznikají svobodné ovladače, které by nakonec mohly mít stejné funkce jako ty proprietární.

Druhou a podstatně radikálnější možnost nastínil Joseph Black, který se rozhodl zahodit nejen problematický software, ale rovnou i hardware a začít na zelené louce. Sestavil vlastní vývojový tým, se kterým chce vytvořit vlastní grafickou kartu se skutečně otevřeným návrhem.

Otevřená karta

Na začátku každého projektu jsou vždy definovány alespoň základní cíle. V tomto případě šlo o vytvoření nové grafické karty, se kterou by byla dodávána veškerá dokumentace, zdrojové kódy, a to vše pod svobodnou licencí. Konkrétně je použita licence GNU GPL. Karta také nebude zatížena žádnými patenty.

V tuto chvíli už existuje první funkční prototyp karty označený jako OGD1. Zkratka znamená Open Graphics Development 1. Přestože zatím nedosahuje ohromujícího výkonu a jeho reálné nasazení by bylo velmi omezené, jedná se o velmi zajímavý kousek hardware.

Snahou vývojářů při tvorbě tohoto kousku bylo především vytvoření prvního odrazového můstku pro následný hlavní vývoj. Dalším velmi důležitým prvkem je upoutání pozornosti výrobců a odborné veřejnosti. Zdá se, že minimálně tento krok se povedl.

Co to tedy umí?

Prototyp karty je zatím použitelný ve sběrnici PCI. Ta se sice dnes již pro grafické karty nepoužívá, ale podle vývojářů je to jen otázka první verze, která používá relativně jednoduché rozhraní. Jeho hardwarová a softwarová logika je zcela oddělená od zbytku karty a je umístěna v samostatném čipu na desce karty. Není tedy problém PCI vyměnit za jinou sběrnici. Vývojový tým chce brzy přijít s variantou pro AGP a moderní PCI Express.

Karta používá poměrně slušných 256 MB paměti a podporuje běžné standardy DDC, EDID, DPMS a VBE VESA. Kromě toho karta nabízí čtyři DVI výstupy ve dvou konektorech, analogový VGA výstup a S-video pro připojení k televizi. Maximální rozlišení, které karta zvládne zobrazovat, je 6144×2048.

Jádro karty tvoří dva programovatelné čipy. V jednom z nich je umístěn software pro řízení PCI a druhý obsahuje samotný grafický engine. Povaha levných programovatelných čipů (Spartan 3) umožňuje jednak poměrně pohodlný výkon, ale také nabízí možnost pozdějšího přeprogramování na úrovni hardware.

Otázkou je, zda ve výsledku budou tyto čipy nasazeny i nadále, nebo se v reálných výrobcích setkáme s vlastním řešením čipů standardní povahy. Ty by sice neumožnily přeprogramování, ale mohly by nabídnout například vyšší výkon.

Velmi příjemné je také pasivní chlazení, které nezvyšuje celkový hluk PC.

Výkon

Co se týče výkonu, paměťová sběrnice dosahuje propustnosti asi 1,6 GB/s, což je poměrně málo a výkon je možno srovnat s kartami GeForce2 GTS nebo Radeon 7000. Tyto karty se prodávaly okolo roku 2000. Nové hry si tedy na prototypu asi nezahrajete, ale to ani není jeho účelem.

Jen pro konkrétní představu: Vývojáři testovali výkon na hře Quake III při rozlišení 1280×1024. Radeon 7000 se dostal průměrně na hodnotu 9,8 FPS. OGA1 by se podle parametrů za stejných podmínek měla pohybovat v rozmezí 20 a 30 FPS.

Blokové schéma desky

Abyste měli představu, co všechno je na kartě umístěno, nabízíme vám pohled pod pokličku v podobě blokového schématu s popisem jednotlivých částí.

A) DVI generátory pro první konektor
B) DVI generátory pro druhý konektor
C) 330 MHz triple 10-bit DAC
D) TV čipy
E) 2×4 256 megabit DDR SDRAM
F) Xilinx 3S4000 FPGA (hlavní čip)
G) Lattice XP10 FPGA (řízení rozhraní)
H) SPI PROM 1 Mibit
J) SPI PROM 16 Mibit
K) 3× 500 MHz DACs (volitelné)
L) 64 bit PCI-X konektor
M) DVI-I konektory
N) S-video konektor
O) rozšiřující slot

Závěr

Zatím vypadá první prototyp velmi slibně. Otázkou nyní zůstává, jak rychle bude postupovat další vývoj a zda se podaří zaujmout masové výrobce. Každopádně vyhlídka na kvalitní grafickou kartu s plnou podporou ve všech myslitelných systémech je velmi příjemná.

---

Informace získány ze stránky projektu a z Wikipedie.