一马当先──GeForce4系列显卡全面测试
评测与市场
在今年第6期《电脑报》评测与市场版中，我们给大家带来了2002年度最具流行潜力的NV17的抢先测试，但NV17的测试工作其实在春节前已经完成了，进入马年之后我们收到的第一款产品则是万众瞩目的NV25，让我们来看看这款马年的显卡开路先锋表现如何吧。
参测产品简介
在上次测试NV17的时候，我们只有GeForce4 MX一种型号，而这次我们拿到了NV17和NV25系列的顶级型号──GeForce4 MX460和GeForce4 Ti4600，下面就让我们来看看它们的真面貌：
1.NVIDIA公板GeForce4 Ti4600
这块显卡给我们的第一印象就是大、重(（图4）)。以往我们接触过的NVIDIA芯片的3D加速卡从来没有过这么大的尺寸，整个显卡长达22cm左右，只有以往的3dfx Voodoo2/Voodoo5、创新SB AWE32声卡的长度能与其比肩，在显卡尾部多出的那部分空间上，密密麻麻地堆积了大量的电容等器件。插到某些主板上之后，这块显卡甚至可能被主板的IDE接口阻挡。这块显卡的重量更是让人吃惊，巨大的八层PCB板、夸张的风扇、大量的元器件，使得这块显卡几乎有普通显卡的两倍那么重。
这款显卡的风扇设计十分巧妙(（图5）)，整个散热片与风扇浑然一体，并且在散热片顶部和靠近输出接口及金手指的两个方向做了封闭处理，使得从风扇吹出的气流只能够从图1中上方和右方两个方向流出，而这两个方向恰好是显存所在的位置，因此显存也能够得到良好的散热。不过在显存上并没有粘上散热片，散热效果会打一些折扣。揭开散热片，NV25 3D芯片就展现在我们面前了(（图6）)。
说到显存，我们不得不略微详细地介绍一下：在GeForce4 Ti系列显卡上(另外还包括GeForce4 MX460)，配备了采用MicroBGA封装的新一代显存，GeForce4 Ti4600采用的显存是128MB 2.8ns DDR(（图7）)。MicroBGA封装的显存与以往的TSOP(Thin Small Outline Plastic，薄小型塑料)封装显存有一些明显的区别(（图8）)：MicroBGA封装的显存芯片尺寸远小于TSOP封装的，并且形状多为近似的正方形(TSOP封装的显存通常为长方形)；MicroBGA封装的显存在外面无法看到它的针脚，它的针脚插装方式和CPU相似，是直接插在PCB基板上的(其实在KingMax的内存条上面我们就能够见到类似的TinyBGA封装)，这就对显存的生产和焊接工艺提出了较高的要求，目前只有Samsung(三星)能够大量生产此种显存；MicroBGA封装的显存能够达到更高的速度，突破1GHz应该不费什么力气(2ns DDR)，而TSOP封装的显存在3ns左右就已经接近极限了。未来无论是NVIDIA还是ATi，在高速显存方面都会全面转向MicroBGA封装。
在这块GeForce4 Ti4600显卡上，还有一处地方令我们很感兴趣，那就是它的D-Sub输出部分(连接显示器的15针D型接口)。如（图9），这是GeForce4 Ti4600(左上)与GeForce3 Ti500(右下)之间的对比图，从图中可以清楚地看出，GeForce4 Ti4600使用的D-Sub输出接头尺寸要远大于GeForce3 Ti500的D-Sub输出接头，在显卡的背面可以看到GeForce4 Ti4600 D-Sub输出接头背后多出了很多针孔和焊点。据某些资料显示，采用这种“加长”的D-Sub输出接头可以改善显卡的信号输出清晰度，提高2D画面品质，在Matrox的MGA G450上我们可以看到相同的设计。不过由于时间有限，并且画面品质的判定带有很多主观因素，我们没有验证这种说法的正确性。
2.NVIDIA公板GeForce4 MX460
这块显卡看起来简直就是NVIDIA公板GeForce4 Ti4600的缩小版(（图10）)，除了尺寸短一些以外(GeForce4 MX460的PCB尺寸和以往的GeForce2、GeForce3相同)，风扇、显存、输出接口从外表上看都与GeForce4 Ti4600相同。拆掉它的散热片，我们可以看到NV17 Pro字样(（图11）)。在这块显卡上，同样配备了MicroBGA封装的3.6ns显存(（图12）)，共64MB。
3.微星StarForce G4Ti4600
作为NVIDIA主要合作伙伴之一，微星显然为推出NV25系列显卡做好了充足的准备，我们收到的这款产品已经带有完整的包装盒、说明书、捆绑软件等附件(（图13）0)。从显卡布局来看，微星的StarForce G4Ti4600与NVIDIA公板很相似，但局部又有一些细微的不同，比公板省去了一些微小的器件，毕竟公板样卡不是拿来卖的，无须考虑成本。微星的这款产品风扇设计与公板相似，但是顶部封闭的部分是透明的，可以清晰地看到散热片的风道走向。显存方面微星与公板完全相同。
微星StarForce G4Ti4600的包装盒内附带了八张光盘，其中有三款游戏(《无人永生》、《未来水世界》、《祭品》)、一张七合一的游戏演示光盘、一张MSI DVD播放软件(其实就是WINDVD 3.1多声道版，但不支持DTS)、一张驱动软件光盘、两张视频工具软件光盘。
以上这三款显卡均带有D-SUB、S-Video、DVI接口。
4.UNIKA速配7917 GeForce4 MX440
这款产品采用了UNIKA一贯的紫色PCB，配备Samsung 4ns DDR显存，整体布局很简洁(（图14）1)，不过这款产品最具吸引力的地方是它的售价，在其他品牌GeForce4 MX440售价普遍还在1000元以上的时候(往往还有价无货)，UNIKA速配7917 GeForce4 MX440不但大量上市，并且价格仅为900元，看来GeForce4并不是那么遥不可及的。
性能测试
为了尽量避免其他配件出现性能瓶颈，我们选用了尽量高端的测试平台进行测试，测试配置如下：
CPU：Intel Pentium4 2.2GHz(Northwood核心)
主板：微星845 Ultra(i845D芯片组)
内存：Micron PC2100 DDR 256MB(CL=2.5)
硬盘：Maxtor金钻七代80GB
显示器：LG 795FT Plus
光驱：SONY 16× DVD-ROM
显卡：UNIKA 速配7917(GeForce4 MX440 64M DDR显存)
NVIDIA公板GeForce4 MX460(64MDDR显存)
GeForce3 Ti200(64M DDR显存)
GeForce3 Ti500(64M DDR显存)
NVIDIA公板GeForce4 Ti4600(128MB DDR显存)
微星StarForce GF4Ti4600(GeForce4 Ti4600 128MB DDR显存)
软件环境如下：
Windows 2000 SP2 英文版
Intel 芯片组驱动程序3.20.1008
Intel Application Accelerator 2.00英文版
DirectX 8.1
NVIDIA公版驱动27.42版
NVMax 4.0.40版(超频优化程序)
本次测试我们换用了更高版本的驱动程序，上次测试NV17时采用的27.00WHQL版驱动程序不支持GeForce4 Ti系列显卡，于是我们采用了随NVIDIA公板显卡附带的27.42版驱动程序进行测试。
为了能够更加全面地反映GeForce4 Ti系列显卡的性能，我们特意用NVMAX这款软件把GeForce4 Ti4600分别降频到GeForce4 Ti4400和GeForce4 Ti4200的水平，对这两款尚未拿到的显卡进行模拟测试。
我们选用的测试软件与上次测试NV17时基本相同，但也有一些小小的改动：
1.3DMark2001在春节期放出了Second Edition(第二版，以下简称3DMark2001 SE)，对DirectX 8.1进行了一些针对性的修改，增加了一项叫做“Advanced Pixel Shader(高级像素渲染)”测试，这个测试项目画面非常漂亮，只是不知道什么时候才能够真正变成可以玩的游戏。在决定测试得分的四个游戏测试项目上，3DMark2001 SE和3DMark2001基本相同，因此测试得分与旧版本的3DMark2001具有可比性。
2.在DroneZMark测试中，由于本次测试的显卡大都具备完整的DirectX 8.0支持，因此我们测试了关闭顶点编程(Vertex Program)和打开顶点编程两种状态下的结果。
3.在Serious Sam：The Second Encounter(《英雄萨姆：再度遭遇》)中，我们将测试细分为普通模式(对应于游戏图像选项中的Normal模式)和画质优先模式(对应于游戏图像选项中的Quality模式)。
其他测试项目与NV17测试完全相同，参见《电脑报》2002年第6期H2、H3版。
让我们首先来看专用3D性能测试软件这一部分的测试结果，表1（图1）。
在反映DirectX 7.0性能的测试程序3DMark2000中，GeForce4 MX460表现不错，稍稍胜出GeForce3 Ti200，而GeForce4 Ti系列显卡并没有表现出应有的“强劲”，得分仅比GeForce3 Ti500高出不足10%。在高分辨率下(1600×1200 32位色)，两者之间的差距才开始拉大。由此可见，在DirectX 7.0范围内，GeForce4 Ti没有多大的进步，原因是GeForce3 Ti500的DirectX 7.0速度已经足够快了。
在反映DirectX 8.0性能的测试程序3DMark2001 SE中，GeForce4 Ti系列显卡显示出了令人可怕的实力，最低端的GeForce4 Ti4200性能超过GeForce3 Ti500 10%以上，前者的显存频率与后者相同，核心频率前者甚至更低，由此可见GeForce4 Ti系列在内核上的改进相当有效，并非简单地在GeForce3 Ti的基础上提升频率。至于GeForce4 Ti4600，在常用标准分辨率1024×768 32位色下，3DMark2001 SE突破了1万分大关，这是我们使用3DMark2001测试显卡以来的第一次。用一个简单的比较来说明GeForce4 Ti4600的强大，那就是GeForce4 Ti4600在1600×1200 32位色 的速度比GeForce3 Ti200在1024×768 32位色下的速度还要快；即便是打开4×全屏抗锯齿，GeForce4 Ti4600的速度仍然比关闭全屏抗锯齿的GeForce4 MX440快！
在反映OpenGL性能的GLMark测试中，GeForce4 Ti4600更加突出，领先幅度比3DMark2001 SE中更大。
接下来让我们来看看实际游戏中的性能表现，表2（图2）。
在Quake3测试中，GeForce4 MX460不出意料击败了GeForce3 Ti200，而GeForce4 Ti4600在与GeForce3 Ti500的对决中占据了绝对优势，并且随着分辨率的提高，优势进一步加大，在1600×1200 32位色下领先优势达到27%。工作频率较低的GeForce4 Ti4200在Quake3中稍逊GeForce3 Ti500一筹，看来GeForce4 Ti系列主要的改进更多地是集中在DirectX性能方面。
在DroneZMark测试中，我们注意到了一些比较有趣的现象：GeForce4 MX系列显卡在打开顶点编程之后性能急剧下降，帧速率仅有30上下，肉眼已经可以感觉出明显的不流畅；GeForce3 Ti系列显卡打开顶点编程之后性能也有比较大幅的下降，但速度仍然能够让人接受；到了GeForce4 Ti，情况就有点不同了，在1024×768 32位色下，打开顶点编程，性能不降反升，相反不开顶点编程，GeForce4 Ti4200/4400/4600的性能基本相同。由此可见，GeForce4 Ti中加入的第二个顶点渲染处理器(Vertex Shader)的确发挥了明显的作用。在1600×1200 32位色下，打开顶点编程后GeForce4 Ti的性能也开始下降，不过下降幅度较小。
在《英雄萨姆：再度遭遇》中，普通模式(Normal)和画质优先模式(Quality)结果略有不同：普通模式下GeForce3 Ti的D3D性能相当出色，甚至不输于GeForce4 Ti，而OpenGL下则是GeForce4 Ti遥遥领先。这个结果与Quake3中的结果有一定出入。在画质优先模式下，情况出现了变化，GeForce4 MX系列胜过了GeForce3 Ti系列，看来画质优先模式下增加了多边形数目，这正是GeForce4的强项，并且更高的核心和显存频率也起到了一定的作用。另外GeForce4 Ti在OpenGL下性能不够好，高分辨率下表现更加糟糕，可能是驱动程序还不够完善。
表3（图3）是3DMark2001 SE子项目的测试结果，从中我们可以看出，GeForce4 系列最大的改进应该是多边形生成速度方面，GeForce4 MX440的多边形生成速度已经超过了GeForce3 Ti500，GeForce4 Ti4600更是超过了GeForce3 Ti500将近一倍。另外在DirectX 8.0的主要组成部分Vertex Shader(顶点渲染)和Pixel Shader(像素渲染)方面，GeForce4 Ti同样提高了不少。
结 论
看了这么多的测试数据和分析，我们最后来总结一下：
在本次测试中，我们主要关注以下三个方面的结果：
1.GeForce4 MX460与GeForce3 Ti200的对比。
在上次NV17的测试中，我们认为GeForce4 MX460很有希望击败GeForce3 Ti200，现在经过实际的测试，我们发现当初的结论只对了一半。毫无疑问，在DirectX 7.0范围内，GeForce4 MX460已经胜过了GeForce3 Ti200，Quake3中也是如此，但是GeForce4 MX460有先天不足，那就是不支持DirectX 8.0的部分特性以及只具备两条渲染流水线。目前大部分游戏还没有利用到DirectX 8.0的全部特性以及更多的渲染流水线，所以看起来GeForce4 MX460还不错，但是面对未来的游戏，GeForce3 Ti200更有潜力，DOOM3的开发者就已经建议大家不要购买GeForce4 MX，因为DOOM3在Ti(无论是GeForce3还是GeForce4)上面表现更好。况且GeForce4 MX460的核心和显存频率远高于GeForce3 Ti200，这场比赛原本就不公平。
2.GeForce4 Ti4200与GeForce3 Ti500的对比。
这两者的比赛就比较公平了，两者工作频率相近，支持特性相似，渲染流水线数目相同。综合整体测试结果，我们认为GeForce4 Ti4200更具潜力，当前表现出的性能也略胜一筹。但最大问题是GeForce4 Ti4200什么时候能够正式发布并大量上市，我们乐观地估计今年5月份能够见到它，因为它对GeForce3 Ti的威胁太大了，无论是从性能还是价格都是这样，NVIDIA不想过早地让GeForce兄弟自相残杀。
3.GeForce4 Ti4600到底有多强？
GeForce4 Ti4600很强，它可以在1600×1200 32位色流畅运行任何游戏，这对任何人来说已经足够了。它唯一的问题就是价格，我们不希望它成为下一个“BenchMarker”。
编后：如果非要形容一下的GeForce4 Ti4600的话，“拔剑四顾心茫然”最为贴切。一方面ATi的新一代产品迟迟不见踪影，Radeon 8500和GeForce3 Ti500交手都颇感吃力，更无力与GeForce4 Ti4600对抗。这还不是最可怕的，目前软件对GeForce4的支持程度是更大的问题。完全实现GeForce4的效果必须用DirectX8.1以上的版本，但是目前支持DirectX8.1的3D游戏可以说少之又少，好像只有一款游戏正式宣布完全支持GeForce4。
作为游戏发烧友和硬件发烧友来说，性价比绝对是选购时最先考虑的问题。GeForce4 Ti4600昂贵的价格让我们望而却步，399美元的显卡不知道应该给它配备多少钱的CPU、内存、显示器才算般配。虽然换上128MB显存的GeForce4 Ti4600后，整个3D画面的速度和品质有了大幅度的提高，但还是没有初次看到PS2游戏机上运行的FF10(最终幻想十代)的那种惊艳的感觉，而PS2的显存才4MB，整台游戏机才200多美元。
GeForce4是纯粹的游戏用显卡，但是一款PC游戏并不是支持了GeForce4才能变得好玩。在越来越绚丽的画面下，游戏却越来越没有内涵，游戏制作者为了紧跟NVIDIA的步伐，在图像设计上耗费了大量工作或多或少影响了在其他方面的投入。有时候，电脑能够升级也是一种坏处，因为游戏开发商总觉得你应该升级电脑才能够玩他们开发的游戏。在专用的电视游戏机上，你就不用担心是否会速度太慢，游戏运行不流畅。
说一句冒天下之大不韪的话：“3D加速卡，您该歇歇了！”