En gráficos por computadora , una unidad de mapeo de texturas ( TMU ) es un componente de las unidades de procesamiento de gráficos (GPU) modernas. Son capaces de rotar, cambiar el tamaño y distorsionar una imagen de mapa de bits para colocarla en un plano arbitrario de un modelo 3D determinado como textura, en un proceso llamado mapeo de texturas . En las tarjetas gráficas modernas se implementa como una etapa discreta en un proceso de gráficos , [1] mientras que cuando se introdujo por primera vez se implementó como un procesador separado, por ejemplo, como se ve en la tarjeta gráfica Voodoo2 .
La TMU surgió debido a las demandas informáticas de muestrear y transformar una imagen plana (como el mapa de textura) al ángulo y perspectiva correctos que necesitaría en el espacio 3D. La operación de cálculo es una gran matriz multiplicada , que las CPU de la época (primeros Pentium) no podían hacer frente con un rendimiento aceptable.
En 2013, las TMU son parte de la canalización de sombreado y están desacopladas de las canalizaciones de salida de renderizado (ROP). Por ejemplo, en la GPU Cypress de AMD, cada canal de sombreado (de los cuales hay 20) tiene cuatro TMU, lo que le da a la GPU 80 TMU. Esto lo hacen los diseñadores de chips para acoplar estrechamente los sombreadores y los motores de textura con los que trabajarán.
Las escenas 3D generalmente se componen de dos cosas: geometría 3D y las texturas que cubren esa geometría. Las unidades de textura en una tarjeta de video toman una textura y la "mapean" a una pieza de geometría. Es decir, envuelven la textura alrededor de la geometría y producen píxeles texturizados que luego se pueden escribir en la pantalla. Las texturas pueden ser una imagen real, un mapa de luz o incluso mapas normales para efectos avanzados de iluminación de superficies.
Para renderizar una escena 3D, las texturas se asignan sobre la parte superior de las mallas poligonales . Esto se llama mapeo de textura y se logra mediante unidades de mapeo de textura (TMU) en la tarjeta de video. La tasa de relleno de textura es una medida de la velocidad con la que una tarjeta en particular puede realizar el mapeo de texturas.
Aunque el procesamiento del sombreador de píxeles es cada vez más importante, este número todavía tiene cierto peso. El mejor ejemplo de esto es el X1600 XT. Esta tarjeta tiene una proporción de 3 a 1 de procesadores de sombreado de píxeles/unidades de mapeo de texturas. Como resultado, la X1600 XT logra un rendimiento más bajo en comparación con otras GPU de la misma época y clase (como la 7600GT de nVidia) [ cita necesaria ] . En el rango medio, el mapeo de texturas todavía puede ser un cuello de botella. Sin embargo, en la gama alta, el X1900 XTX tiene la misma proporción de 3 a 1, pero funciona bien porque las resoluciones de pantalla alcanzan su punto máximo y tiene una potencia de mapeo de texturas más que suficiente para manejar cualquier pantalla.
Es necesario abordar y filtrar las texturas. Este trabajo lo realizan TMU que funcionan en conjunto con unidades de sombreado de píxeles y vértices . El trabajo de la TMU es aplicar operaciones de textura a los píxeles. La cantidad de unidades de textura en un procesador gráfico se utiliza al comparar dos tarjetas diferentes en cuanto al rendimiento de textura. Es razonable suponer que la tarjeta con más TMU procesará más rápidamente la información de textura. En las GPU modernas, las TMU contienen unidades de dirección de textura (TA) y unidades de filtrado de textura (TF). Las unidades de dirección de textura asignan textoles a píxeles y pueden realizar modos de direccionamiento de textura. Las unidades de filtrado de texturas realizan opcionalmente filtrado de texturas basado en hardware .
Una tubería es la arquitectura de la tarjeta gráfica, que proporciona una idea generalmente precisa de la potencia informática de un procesador gráfico.
Un oleoducto no se acepta formalmente como término técnico. Hay diferentes canales dentro de un procesador de gráficos, ya que se realizan funciones separadas en un momento dado. Históricamente, se le ha denominado procesador de píxeles conectado a una TMU dedicada. Una Geforce 3 tenía cuatro canales de píxeles, cada uno de los cuales tenía dos TMU. El resto del oleoducto se ocupaba de aspectos como la profundidad y las operaciones de combinación.
La ATI Radeon 9700 fue la primera en romper este molde al colocar varios motores de sombreado de vértices independientes de los sombreadores de píxeles. La GPU R300 utilizada en la Radeon 9700 tenía cuatro sombreadores de vértices globales, pero dividió el resto del proceso de renderizado por la mitad (era, por así decirlo, de doble núcleo). Cada mitad, llamada cuádruple, tenía cuatro sombreadores de píxeles, cuatro TMU y cuatro ROP.
Algunas unidades se utilizan más que otras y, en un esfuerzo por aumentar el rendimiento total del procesador, intentaron encontrar un "punto óptimo" en la cantidad de unidades necesarias para una eficiencia óptima sin necesidad de exceso de silicio. En esta arquitectura, el nombre canalización de píxeles perdió su significado ya que los procesadores de píxeles ya no estaban conectados a TMU individuales.
El sombreador de vértices había estado desacoplado durante mucho tiempo, comenzando con el R300, pero el sombreador de píxeles no era tan fácil de hacer, ya que requería datos de color (por ejemplo, muestras de textura) para trabajar y, por lo tanto, necesitaba estar estrechamente acoplado a una TMU.
Dicho acoplamiento permanece hasta el día de hoy, donde el motor de sombreado, compuesto por unidades capaces de ejecutar datos de vértices o píxeles, está estrechamente acoplado a una TMU pero tiene un despachador de barra transversal entre su salida y el banco de ROP.
El canal de salida de renderizado es un término heredado y más a menudo se lo conoce como unidad de salida de renderizado . Su trabajo es controlar el muestreo de píxeles (cada píxel es un punto adimensional), por lo que controla el antialiasing , cuando más de una muestra se fusiona en un píxel. Todos los datos renderizados deben viajar a través del ROP para poder escribirse en el framebuffer , desde allí se pueden transmitir a la pantalla.
Por lo tanto, el ROP es donde la salida de la GPU se ensambla en una imagen de mapa de bits lista para su visualización.
En GPGPU , se pueden usar mapas de textura en 1, 2 o 3 dimensiones para almacenar datos arbitrarios. Al proporcionar interpolación , la unidad de mapeo de texturas proporciona un medio conveniente para aproximar funciones arbitrarias con tablas de datos.