Nvidia PhysX

PhysX bezeichnet einen speziellen Prozessor (Physikbeschleuniger, auch Physics Processing Unit oder kurz PPU) sowie die zugehörige Physik-Engine des Halbleiterherstellers Ageia. Aufgabe dieses Chips ist die Berechnung vorrangig physikalisch bedingter Effekte. In Computerspielen oder Simulationssoftware wird so der Hauptprozessor entlastet, sofern diese auf die Nutzung des Chips ausgelegt sind.

Im Februar 2008 übernahm der Grafikkartenhersteller Nvidia Ageia und integrierte die PhysX-Engine in das hauseigene CUDA-System, um sie auf Grafikkarten der GeForce-Serie lauffähig zu machen. Damit können die Physikberechnungen auch von der Grafikkarte durchgeführt werden, was zusätzliche Physikbeschleuniger unnötig macht. Allerdings muss die Grafikkarte CUDA unterstützen und ein aktueller Grafikkartentreiber installiert sein. Dies ist seit der Grafikkartentreiberversion 177.83 der Fall. Es ist zudem möglich, eine separate Grafikkarte nur als Physikbeschleuniger zu verwenden.^{[1] [2]}

Funktion

Angelehnt an die Funktionsweise von CPUs oder GPUs besteht die Aufgabe des PhysX-Chips ausschließlich in der Berechnung des realistischen Verhaltens physischer Objekte.

Bisher wurden solche Berechnungen im Zusammenspiel von CPU und GPU ausgeführt, was eine maximale Anzahl von 10 bis 200 festen Objekten pro Spielszene ermöglichte – jedoch mit hohem Rechenaufwand verbunden war. Dank des Zusammenwirkens von CPU, GPU und der PPU soll eine gleichzeitige Berechnung von bis zu 32.000 Festkörpern mit möglichst geringer Belastung von Prozessor und Grafikkarte gewährleistet werden.

Um die Funktionalität von PhysX nutzen zu können, bedarf es der Unterstützung der zugehörigen Physik-Engine, früher NovodeX, jetzt ebenfalls PhysX genannt. Diese bildet die Schnittstelle zwischen Anwendung (z. B. Computerspiel) und Physikbeschleuniger.

Neben PCs wird PhysX in Zukunft auch in Spielkonsolen Anwendung finden. So haben Sony (für die Playstation 3) und Microsoft (für die Xbox 360) Vereinbarungen mit Ageia getroffen.

Anwendungsgebiete

Rechenintensive Vorgänge wie die Physik starrer Körper, die Simulation von Flüssigkeiten wie Wasser oder Lava, sowie das realistische Verhalten von Seilen, Haaren oder Kleidung stellen das Haupteinsatzgebiet des PhysX-Chips dar. Damit sind auch die folgenden Effekte realisierbar:

• Explosionen mit Rauch und Trümmern
• komplexe Figuren mit realistischen Bewegungen und Interaktionen
• durch Wind bewegtes Laub
• dichter, bewegte Objekte einhüllender Nebel

Für die Computerspieleentwicklung bietet das Vorhandensein einer PPU neue Möglichkeiten. Bisher wurde der massive Einsatz komplexer Designelemente gemieden, da diese den Spielablauf verlangsamen und somit die Framerate während des Spiels senken.

PhysX-Referenzdesign

• 130 nm Herstellungsprozess TSMC
• 125 Millionen Transistoren
• Leistungsaufnahme von 25 Watt
• 128 MB GDDR3-Speicher
• PCI- oder PCI-Express-Schnittstelle

Erste PCI-Erweiterungskarten sind seit Mai 2006 von BFG und Asus erhältlich. Letztgenannte sollte ursprünglich, abweichend vom Referenzdesign, über 256 MB Speicher verfügen, wird aber nun im Referenzdesign geliefert. Anbieter von Komplettsystemen wie Alienware, Dell oder Medion bieten bereits Produkte mit Erweiterungskarten an.

Liste PhysX unterstützender Computerspiele

bereits bzw. bald verfügbare Titel ^[3]

2 Days to Vegas Adrenalin 2: Rush Hour Age of Empires III Age of Empires III: The WarChiefs (nur Mac) Alpha Prime Auto Assault Backbreaker B.A.S.E. Jumping Bet on Soldier: Blackout Saigon, Blood of Sahara und Blood Sport Beowulf Bionic Commando Rearmed Bladestorm: The Hundred Years’ War Captain Blood CellFactor: Combat Training und Revolution City of Heroes/City of Villains Crazy Machines II Clive Barker’s Jericho Cryostasis Desert Diner Die Siedler - Aufbruch der Kulturen Dragonshard Dusk 12 Empire Above All Empire Earth III Entropia Universe Fallen Earth Fury Gears of War Gluk’Oza: Action GooBall Gothic 3 Gunship Apocalypse Heavy Rain Hero’s Jorney Hour of Victory Hunt Huxley Infernal Inhabited island: Prisoner of Power Joint Task Force (durch Patch) Kuma\WAR Legend: Hand of God

Loki Mafia II Magic ball 3 Mass Effect Medal of Honor: Airborne Metro 2033 Mirror’s Edge Mobile Suit Gundam: Crossfire Monster Madness: Battle for Suburbia Monster Truck Maniax Myst Online: URU Live Open Fire Paragraph 78 Pirates of the Burning Sea PT Boats: Knights of the Sea Rail Simulator Red Steel Rise of Nations: Rise of Legends (durch Patch) RoboBlitz Sacred 2 Shadowgrounds: Survivor Sherlock Holmes: Die Spur der Erwachten Silverfall Sovereign Symphony Sonic und die geheimen Ringe Speedball 2 Stalin Subway Stoked Rider: Alaska Alien Switchball Tom Clancy’s Ghost Recon Advanced Warfighter 1 & 2 Tom Clancy’s Rainbow Six Vegas Tom Clancy’s Splinter Cell Double Agent Turok Two Worlds Ultra Tubes Unreal Tournament 3 Vanguard: Saga of Heroes Warfare Warmonger Operation: Downtown Destruction W.E.L.L. Online Winterheart’s Guild WorldShift

Anwendungsprogramme mit PhysX-Unterstützung

• 3DMark06
• Dark Physics
• 3DMark Vantage

Einzelnachweise

1. ↑ Nvidia CUDA und PhysX im Überblick Seite 4 auf ComputerBase
2. ↑ Breite Unterstützung für Physik-Beschleunigung per GPU News auf Golem.de
3. ↑ PhysX Spieleliste von nZone

Weblinks

• Offizielle Homepage
• Projects using PhysX SDK (Englisch)
• The Unofficial PhysX Links & Info Page (Englisch)