شيوه ‏NVIDIA‏:‏

پردازنده گرافيكي ‏G80‎‏ در كارت‌گرافيك ‏Geforce 8800GTX‏ داراي 128 عدد ‏SP‏ مي‌باشد و در مدل ‏GTS‏ اين كارت‌گرافيك 96 عدد ‏SP‏ موجود است كه در يك زمان واحد مي‌توانند كارهاي كوچكي را انجام دهند. هر يك از آنها مي‌توانند عمليات‌هاي استاندارد ‏مميز شناوري مانند ‏MAD‏ (يك نوع دستورالعمل ضرب عددي) يا عمليات تابعي پيچيده مانند محاسبه سينوس را اجرا كنند. ‏علاوه بر اين نكته متمايز كننده معماري ‏G80‎‏ در اين است كه تك تك 128 عدد ‏SP‏ موجود در داخل ‏G80‎‏‌ مي‌توانند به صورت ‏همزمان‎ ‎‏ روي ‏Threadهايي از راس‌ها، ‏Primitive‏‌ها يا پيكسل‌ها كار كنند.‏

بنابر اين در هر سيكل كلاك 128 عدد ‏Thread‏ توسط ‏SPهاي داخل ‏‎8800GTX‎‏ پردازش مي‌شوند نكته مهم اين است كه هريك ‏از اين 128 ‏SP‏ به صورت كاملا مستقل از هم نيستند به همين خاطر امكان اجراي 128 دستورالعمل متفاوت در يك سيكل ‏وجود ندارد، اما بسته به نوع برنامه‌سايه‌زن (راسي، هندسي يا پيكسلي) كه در حال اجرا مي‌باشد معمولا نياز است يك ‏دستورالعمل در چندين ‏Thread‏‌موازي هم روي ‏SP‏ ها به صورت همزمان اجزا شود، به همين خاطر در اجراي دستورالعمل‌هاي ‏مشابه بر روي ‏SP‏ ها به صورت همزمان محدوديت وجود دارد. ‏
در سخت‌افزاري كه ‏NVIDIA‏ طراحي كرده است حداقل تعداد ‏Threadهايي كه بايد با يك نوع دستورالعمل به صورت همزمان ‏پردازش شوند براي سايه‌زن‌هاي راسي 16 عدد است، بلوك دياگرام ‏G80‎‏‌ (تصوير شماره 5) نشان مي‌دهد كه هر گروه 16 ‏تايي از ‏SPها از واحد‌هاي بافت‌گذاري ، ثبات‌ها و حافظه كاشه مشتركي استفاده مي‌كنند كه به اين واسطه مي‌توان 16 ‏Thread‏ راسي را يك‌جا فراخواني و توسط 16 ‏SP‏ پردازش كرد. ‏

تصوير شماره 5 نمايي از معماري داخلي ‏G80‎

براي سايه‌زن‌هاي هندسي و پيكسلي نيز كه اهميت آنها به مراتب بيشتر از سايه‌زن‌هاي راسي مي‌باشد، نرخ موازي سازي ‏‏32 عدد‎ ‎‏ ‏Thread‏ در هر سيكل كلاك وجود دارد، به بيان ديگر در اجراي هريك از دستورالعمل‌هاي هندسي و پيكسلي 32 عدد ‏از ‏SPها درگيرخواهند بود. ‏

در جمع بندي كلي با يك محاسبه ساده مي‌توان اين‌گونه برداشت كرد كه ‏G80‎‏ به طور همزمان مي‌تواند 8 دستورالعمل ‏راسي و 4 دستورالعمل هندسي/پيكسلي را اجرا كند: ‏

‎128 SPs / 16 Threads per Instruction per Clock = 8 Vertex Instructions per Clock‎
‎128 SPs / 32 Threads per Instruction per Clock = 4 Pixel Instructions per Clock

 شيوه ‏AMD:

SPها در معماري ‏R600‎‏ كمي متفاوت هستند، در داخل اين پردازنده‌گرافيكي 320 عدد ‏SP‏‌ وجود دارد اما نمي‌توان آنها مستقيما ‏با 128 عدد ‏SP‏ پردازنده‌گرافيكي ‏G80‎‏ مقايسه كرد، چرا كه ‏SPهاي ‏R600‎‏ ساده‌تر و قابليت اجراي توابع پيچيده را ندارند، با ‏توجه به اينكه ‏AMD، ‏SPها را در گروه‌هاي 5تايي دسته‌بندي كرده‌است (تصوير شماره 6)، از ميان ‏SPهاي هرگروه تنها يك ‏SP‏ ‏مي‌تواند توابع پيچيده رياضي نظير سينوس را محاسبه كند كه در تصوير شماره 6 اين ‏SP‏ را با ابعاد متفاوت از چهار ‏SP‏ ديگر ‏مشاهده مي‌كنيد. علاوه بر اين پنج ‏SP‏ در هر بلاك، يك پردازنده محاسبه انشعاب نيز قرار داده شده است كه در تصوير شماره ‏‏6 با رنگ بنفش نشان داده شده، اين واحد با ‏Ultra-Threaded Dispatch Processor‏ جهت هماهنگ‌سازي باركاري بلاك و ‏ارتباط آن با ساير بلاك‌ها، تبادل مستقيم دارد. در انتها نيز تعدادي ثبات همه‌منظوره قرار داده شده تا نتايج پردازش ‏SPها به ‏صورت موقت در آنها ذخيره شده و در كلاك بعدي، به مرحله بعدي خط‌لوله انتقال يابد.‏

تصوير شماره 6 يك گروه از ‏SPهاي ‏R600‎

اين موضوع كه تنها يك پنجم از ‏SPهاي ‏R600‎‏‌ قابليت اجراي توابع پيچيده رياضي را دارند، اهميت زيادي ندارد چرا كه ‏دستورالعمل‌هاي پيچيده در برنامه‌هاي سايه‌زن امروزي كمتر استفاده مي شوند، تفاوت اصلي دو معماري به كار گرفته شده ‏در ‏R600‎‏‌ و ‏G80‎‏ در اين است كه ‏AMD‏ با هر گروه 5 تايي از ‏SPهاي خود مي‌تواند يك ‏Thread‏ را پردازش كند در حالي اشاره ‏كرديم هر يك از 128 عدد ‏SP‏‌ داخل ‏G80‎‏ مي‌توانند به تنهايي يك ‏Thread‏ را پردازش كنند. ‏

همچنين ‏AMD‏ مي‌تواند حداكثر 5 دستورالعمل عددي را كه كاملا از يكديگر مستقل هستند توسط يك گروه پنج‌تايي از ‏SPها به ‏صورت همزمان پردازش كند لذا كامپايلر زبان ماشين ‏AMD‏ جهت يافتن اين دستورالعمل‌هاي مستقل از هم از كد ‏برنامه‌سايه‌زن، سرباركاري زيادي را مطالبه مي‌كند. ‏به همين خاطر كمي دشوار است كه با اطمينان بگوييم تمامي پنج ‏SPهاي داخل بلاك‌هاي، هنگام اجراي يك برنامه ‌سايه‌زن ‏مشغول بوده و از حداكثر توان پردازشي خود بهره مي‌برند.گرچه ‏AMD‏ به واسطه واحد ‏Ultra-Threaded Dispatch Processor‏ ‏راه كارمديريتي كارآمدي را براي مرتفع كردن اين مشكل ارائه كرده است.‏

با اين توضيحات به سادگي مي‌توان دريافت كه ‏R600‎‏ در يك سيكل كلاك چند دستورالعمل را مي‌تواند اجرا كند: با 320 ‏SP‏ و ‏فرض اينكه هر گروه پنج‌تايي از ‏SPها مي‌توانند با هم يك ‏Thread‏ را پردازش كنند، 64 عدد دستورالعمل در هر سيكل كلاك ‏توسط ‏R600‎‏ قابل پردازش است كه اين دستورالعمل‌ها مي‌توانند متعلق به هريك از برنامه‌هاي سايه‌زن راسي، هندسي، ‏پيكسلي باشند. ‏

در نظر اول 64 عدد دستورالعمل نسبت به 8 عدد دستورالعمل كه ‏G80‎‏ در سايه‌زن‌هاي راسي ميتواند همزمان اجرا كند، ‏خيلي بيشتر به نظر مي‌رسد اما قضيه كمي پيچيده تر از اين است كه با يك مقايسه ساده بتوان در رابطه با آن نظر داد، لذا ‏لازم است كه كمي بيشتر وارد جزئيات پياده سازي ‏SP‏ ها و دستورالعمل‌ها شويم تا بتوانيم اين مقايسه را با ديد و دانش ‏مناسب انجام دهيم.