给我换显卡的理由 主流GPU全面分析.doc

2005年，GeForce 6600、X550、X700等GPU的高性价比让大部分玩家疯狂拥有。时间推进至2006年，我们再次迎来了以GeForce 7600系列、Radeon 1600显卡的冲击，想要玩爽2006年的游戏，那么你必须升级到这些系列，当然，大部分用户可能将资金投资到了其它方面，例如升级CPU、升级内存，升级除显卡以外的所有东西。2008年伊始，ATi和NVIDIA已经开始新一轮的竞争，面对已经开始大量面市的新显卡，面对全新的多系列显卡，面对日益降价的显卡，究竟这些新显卡有什么吸引我？究竟我能够在升级这些显卡中获得什么？相比老旧显卡来说，最大的优势在运行游戏上，除了能够拥有更多的特效之外，在运行主流游戏时候也拥有更高的运行效能，节省更多的游戏加载时间，而且，全新的GPU能够在很大程度上平衡了系统整体的负载：传统的独立渲染架构注定草丛或者树叶是由庞大数量的多边形构成，对GPU的顶点着色器(Vertex Shader)与像素着色器(Pexel Shader)提出严酷要求，此时如果游戏中，像素着色器(Pexel Shader)并不需要太多像素操作的话，GPU中大规模的像素渲染则被闲置而顶点模块处于不堪重负状态。统一渲染架构就可以帮我们解决上述硬件资源的限制，统一渲染架构也尽量降低了着色器(Shader)单元的闲置率。在不同应用程序和游戏中，顶点着色器和像素着色器的需求比例不尽相同， 如果使用统一渲染架构的话，GPU里面的顶点着色器和像素着色器的比例是固定。显然此时统一渲染的实际适应性更强，以上例子就是很好地提升GPU的硬件使用率，尽量避免shader空闲的情况发生。那么，更换显卡是不是就为了单纯玩游戏而来？即使是最低端的8400GS、HD2400系列都能完美播放HDTV在回放视频甚至是高清视频时候，GPU的重要性较之CPU更重要，GPU的介入能够更大程度降低系统的占用率，同时也直接降低了整机的总体功耗，相比单纯的更换CPU全速回放视频来说，这样的优势更为明显，而且随着时间的推进，GPU对应支持硬件视频解码的水平则肯定是越来越高。无论是ATi还是NVIDIA，除了在GPU上下足功夫来提升其对于游戏的速度和兼容性之外，还同时联合Adobe和Google等加速所有的多媒体体验，在较早的时候开始，使用主流的GPU，则能够对页面渲染进行2D加速，大幅改进PDF文件浏览速度。还有Googlearth、Vista操作系统的Areo界面和2D图片的最终体验。目前，大部分的Web体验已经超过了传统的文字图像结合，大量的视频流、Flash流充斥着我们的视觉。而基于全新架构的GPU能够在保持好Vista的Areo界面的同时还能拥有流畅的系统运行速度。那么，在全新的ATi和NVIDIA显卡中，你将会获得怎样的新技术体验？ATi现在中低端市场主要由2400和2600支撑，自从微软发布DX10.1标准后ATI迅速作出反应，首先推出支持DX10.1的中高端产品RV670，包括HD3850和HD3870。ATI现在将DX10.1标准普及到中低端产品，在1月23日ATI正式发布基于RV620的HD3450，基于RV635的HD3650和3690，并且发布旗舰级的双VPU显卡HD3870x2。从规格上来看，HD3650暂时分为两大版本：一个是配备DDR2显存，其主要竞争对象是DDR2版本的GeForce 8600GT系列；另外一款配备DDR3显存的HD3650，其主要对手GeForce 8600GTS和未来推出的低价GeForce 8600GT DDR3版。RV635显示核心拥有目前NVIDIA产品线上所没有的DirectX 10.1和前卫的55nm制程工艺。在规格上将与此前推出的RV630相类似，还有整个RadeonHD 2000系列所独有的高性价比。不过，目前AMD的Radeon HD 3000系列显卡产品线已经布局完毕，只是等待上市，而除了保存HD3000系列的优势之外，ATi已经开始着手准备Radeon HD 4000，也就是Rx7xx核心系列。最近，我们得到了一份RadeonHD 4000系列的详细规格表，AMD这次主要是是深入多核心、多卡并联的发展，根据外电的报道，Rx7xx系列核心有RV770、RV740、RV710三种，而Radeon HD 4000系列的命名方式将延续Radeon HD 3000系列的做法，从高到低依次是4870 X2、4870、4850、4670、4650、4470、4450，也就是RV770Radeon HD 4800、RV740Radeon HD 4600、RV710Radeon HD 4400。RV770拥有480个流处理单元、32个纹理贴图单元、16个光栅化处理器，位宽256-bit，而RV740精简至240个、24个、12个，位宽依然256-bit，RV710则是40个、8个、4个、128-bit。核心代号流处理单元纹理贴图单元光栅化处理器显存位宽RV7704803216256-bitRV7402402412256-bitRV7104084128-bitRadeon HD 3870 X2推出之后，基于两颗RV770核心的Radeon HD 4870 X2将取而代之，继续占据旗舰地位。该卡代号R700，拥有4802个流处理单元，配备新一代GDDR5显存，容量1GB，同时浮点运算能力可达2016GFLOPS，而核心频率也将达到惊人的1050MHz。而使用一颗RV770核心的Radeon HD 4870也将凭借1050MHz的核心频率拥有超过1000GFLOPS的浮点运算能力，也是配备1GB GDDR5显存，频率直冲2200MHz，而Radeon HD 4850核心频率将预设850MHz，显存也减半至512MB GDDR5。Radeon HD 4600/4400的规格当然会继续精简，其中4600系列配备GDDR4显存，4400系列配备GDDR3、GDDR2显存。Radeon HD流处理单元核心显存浮点FLOPS核心/显存频率(MHz)4870X22x4802xRV7701GB GDDR520161050V7701GB GDDR510081050/22004850480RV770512MB GDDR5816850V740512MB GDDR44801000/12004650240RV740256MB GDDR4384800/1000447040RV710256MB GDDR3-900/800445040RV710128MB GDDR2-700/500据称，Radeon HD 4000系列的空闲功耗都相当低，除了4870 X2达到25W之外，其它则都低于10W，而满载功耗4870 X2最高250W，接下来依次递减，最低的4450只有30W。而价格方面，旗舰4870 X2高达499美元，与现在的3870 X2一致，其余型号自然就是逐个降低了：299、249、149、129、79、59美元。Radeon HD核心空闲功耗满载功耗定价4870X22xRV77025W250W$4994870RV77010W150W$2994850RV77010W120W$2494670RV74010W100W$1494650RV74010W80W$1294470RV71010W50W$794450RV71010W30W$59这些在频率，架构上的优势，用户可以在后续的使用中比较容易得到实际体验：RV630全新亮点：PCI-E 2.0 目前最让双卡互连尴尬的，显然是他们作互连运算时候的数据数据交替，想要实现更多GPU和多核CPU的数据交换，那么更高带宽的标准将十分必要，RV670完整支持目前最顶尖的PCIE-E 2.0技术，让多卡多核在数据交换上得到充分保障，同时也为可以预见的未来，显卡与CPU的数据交换做好了充分准备。上图为ATi官方文档中放出的关于PCIE 1.1与PCIE 2.0性能对比，可以看到，在使用更高分辨率时候，性能的差异十分明显，最高性能差别已经超过了20%水平，PCIE2.0的重要性不言而喻。再来看看DirectX10.1全新特性： 不了解上图描述的关于对于DirectX10.1全新特性在游戏中实质性改进如何？请看下图：Direct 10.1球体光影效果 DirectX10.1赋予场景中微小独立个体实现独立的光影效果，同时并不会因此而耗费大量的GPU资源，让大面积贴图时候画面更逼真，GPU运算性能也得到一定程度的释放。再来看看更实际的全屏抗锯齿效果：DirectX10.1能够支持画面中大面积球体的独立抗锯齿效果，独立的个体在画质上的进步，肯定能够提升整个场景的主要画质。除此之外，RV670还提出了“显卡功耗/效能比”的概念，让GPU在空载时候更大程度节约电能消耗，从官方数据表来看，这种改进是显而易见的。高端显卡应该估计用户的使用感受，他们的功耗和噪音都应该和符合中端卡的标准。RV635采用的POWERPLAY的笔记本技术除了降低功耗之外，还能大大降低了系统的噪音。今后的高端显卡的概念将十分注重“显卡功耗/效能比”的概念。也在一定程度上延长了显卡的使用寿命以及稳定性，还有增长了和谐的人机环境。RV670不单提供“显卡功耗/效能比”概念，还延续了ATi一贯的OverDrive功能，让RV670在全负载游戏时候拥有更高的效能表现。NVIDIA方面：Geforce 9600GT基于G94核心，拥有64个流处理器单元，核心频率650MHz，Shader频率1625MHz，核心面积228mmx111mm，采用uBGA封装。显卡采用8颗16M X32的1.0ns GDDR3颗粒组成256bit 512MB显存，显存频率为1800MHz，拥有57.6GB/s的带宽。Geforce 9600GT只支持DX10和普通SLi，并不支持三路SLi。显卡直接整合HDCP，但需要通过DVI-HDMI转接头直接输出HDMI，但由于核心不整合音频编码芯片，因此需要通过连接主板的音频输出才可以实现对应的音频视频共同输出。相比ATi，NVIDIA能够通过混合SLi来实现功耗和性能的混合：NVIDIA的集成显示核心以及智能SLI技术不再为低端入门级产品独有，在日后的高端产品也将拥有集成显示核心的存在，同样具备智能SLI技术集成；而通过智能SLI技术，系统将对板载显示核心以及外接GPU进行针对实际应用的智能化管理（它的具体工作模式将会在下面作出具体介绍），这一点显然在AMD早期公布的七系列产品当中都无法找到。节能、低噪、高效智能SLI技术带来的三大平台优势简单的说，智能SLI技术的两大子技术Hybrid Power以及GeForce Boost为我们带来了三大优势，节能、低噪以及高效。Hybrid Power的启用完全关闭高性能独立显卡，这让PC在普通使用状态完全节省掉这一部分浪费在传统SLi平台上白白浪费的功耗；同时当然也为我们提供了更加安静的工作环境。而GeForce Boost的存在让过去升级显示核心就会被屏蔽废弃的板载GPU可以继续使用，并协同工作提高平台整体性能。这些特点都是普通概念的SLi平台或者集成平台所无法提供的。拥有HybridPower功能模块的平台以及普通SLi平台之间的功耗对比完美的低噪效果（三条线从上至下分别为满负荷PC、空闲PC以及采用了HybridPower技术的PC噪音值）这对独立显卡平台，GeForce Boost给我们带来的接近40%的性能提升NVIDIA Quantum Effects physicsQuantum Effects是目前由G80开始已经支持的技术，这种技术通过在图形处理器中加入一个专为物理效果设计的运算层，利用核心的着色处理器进行物理计算。我们知道，NVIDIA的SLI双卡互连技术和PureVideo视频加速技术都是通过在GPU当中集成专门的处理模块来辅助GPU进行特殊功能运算，现在NVIDIA又为新架构赋予了物理加速功能。NVIDIA的Quantum技术直指ATI的Boundless Gaming以及AGEIA的物理处理器产品。虽然目前这种新技术的具体原理尚未公布，但是可以确定的是，即便NVIDIA单卡也可以完成物理加速当然，SLI获得的提升更为明显。Vista、XHD和PureVideo HDNVIDIA基于G8X、G9X的架构是为Windows Vista专门优化的第三代GPU架构。支持WDDM驱动、Windowss Desktop Windows Manager（DWM）和Aero 3D界面。而NVIDIA的Purevideo HD内建于G8X、