512位高保真GPU──Parhelia-512
硬件周刊
5月14日,Matrox公司终于推出了MGA迷们翘首企盼的新产品──Parhelia-512(幻日)。Matrox公司耗时两年之久,果然不负众望,Parhelia-512足让整个3D行业都为之震动。
Matrox真正与众不同之处在于保持产品的生命力,而不是每半年一次的3D显卡升级,因此下一代的Parhelia至少要再过一年才能面世──正如Hi-Fi音响Quad十年才推出一批新产品,经典往往有着不同寻常的自信。
Matrox为什么有这样的自信?先来看看Parhelia-512的基本规格:世界首片512位3D引擎,配合256位DDR显存(最多支持256MB)的20GB/s带宽,以及AGP 8×高速总线,能达到一流的速度;0.15微米工艺的8000万CMOS设计,创下了3D芯片复杂程度的新记录。
Matrox为Parhelia制定的宣传口号是High Fidelity Graphics──高保真图形,这是第一次将高保真的理念用在了电脑显卡上,也符合Matrox一贯的高质高价的3D“贵族”身份。
无敌的处理速度
速度一向不是Matrox的强项,但是现在IC代工厂的普及简化了这个难题,因为运行频率不再是问题,只要往芯片里面塞进足够多的“引擎”或者“Shader”,再保证足够的显存带宽就行了。因此,至少在近期内Parhelia-512的速度是所向无敌的。
512位GPU
Parhelia-512完全是512位的内部结构,比256位结构更快是理所当然的。256位DDR显存的带宽,显然是128位DDR的两倍。如今外部带宽对于3D核心无疑于生命补给线。Parhelia-512的核心和显存的最高工作频率都是350MHz,预计在一年之内也应当够用。
36级Shader阵列
Parhelia-512拥有4个完整的Vertex Shader(顶点着色单元)和4条可编程像素流水线。它的每条像素流水线有4个纹理贴图单元和5个像素效果单元。一共36个Shader就是Matrox引以为荣的36级Shader阵列。Parhelia-512支持的纹理格式包括:各种DXTC、体积/立方纹理、阴影纹理、EMBM/DOT3凹凸贴图、平面/立方/球体环境贴图。每条流水线5个像素效果,Shader可以为每个像素进行5种特殊的处理,如果将两条流水线合起来使用还能在一周期内进行10种处理。
空前的图像质量(图1)

图1

Matrox的图像质量一向是有口皆碑,不过需要指出的是:Matrox的优势并不仅仅是清晰度,还在色彩的真实和鲜艳方面非常突出。
提高色彩精度
微软的DirectX 9提出了新的色彩方案──32位和16位的浮点格式,虽然大大提高了色彩的精度,但这只能被用于3D芯片的内部处理过程中,输出给RAMDAC或者数字显示器的色彩数据还必须是整数类型的。为了兼容于现有的32位格式(RGBA,即红、绿、蓝、透明,各占8位),DirectX 9的高精度整数色彩方案也采用了32位数据,但是红、绿、蓝三原色各占10位,透明通道减少到2位。为了适应新的RGBA=10:10:10:2的格式,新一代的显示芯片纷纷采用每色彩通道10位的RAMDAC,明显提高了色彩精度和表现力,Parhelia-512和P10都是这样。
GigaColor
前面谈到,每通道10位的RAMDAC和内部处理架构,能够带来更真实细腻的色彩输出。原来的RGB=8:8:8的格式最多能表达224种颜色,就是16M色;每通道10位的RGB=10:10:10格式,最多能表达230种颜色,就是1G色,可以粗略计算成10亿种色彩,这就是GigaColor称呼的由来。
片断反锯齿
全景反锯齿(FSAA)一向是3D爱好者关心的焦点,Matrox在这方面有了一个新发明,称作片断反锯齿(Fragment AA,即FAA)。FAA能够比较智能地只选择三角形的边缘进行柔化,不影响三角形内部的清晰度。由于三角形的边缘像素只占全部画面的一小部分,即使采用最高的16× FAA,也只占用很少的显存。其实FAA称为边缘反锯齿更为贴切,这一方面很像是Voodoo的传人,另一方面极其类似专业3D之王Wildcat系列的SuperScene反锯齿方式。当然,Parhelia-512还支持普通的FSAA方式。而文字方面则采用了硬件字体反锯齿(Glyph AA),可以与微软和Adobe的软件功能相提并论。
独创的实用功能
Matrox还特别擅长开发原创性的3D功能,往往是一些很有特色的实用技术。一旦感受过Matrox的特色工具和特殊功能带来的方便、快捷,恐怕大多数人都会心甘情愿地成为忠实的MGA迷。
硬件位移贴图
Displacement Mapping(位移贴图)功能常见于高端3D软件中,简单地说,就是将复杂多变的几何数据简化为表达凹凸程度的位移纹理。位移贴图通过较少的数据、较快地操作生成极其复杂的几何形体。Matrox为了实现复杂的位移贴图,使用了不少创造性的硬件方法。首先是使用了高分辨率几何数据的压缩/解压算法,以便得到数据量合理的位移纹理。它在使用位移贴图时采用了LOD(细节层级)的方法,远处的几何形状粗略些、近处的图形就则特别细腻。
视觉环绕效果
尽管过去Matrox也有多头显示系列产品,但是,这只是简单克隆或者桌面扩展,而真正的TripleHead三头显示是从Parhelia-512开始的。只有三头显示才能将三个显示器有机地结合在一起,达到最高3840×1024的最高分辨率。这在Surround Gaming(环绕游戏)或者称作IMax的情况下最受欢迎。三个显示器围成180度,就像3D环绕声卡那样大大加强3D游戏的“融入”感觉──据说Parhelia现象就是太阳的周围有两个影子,这正好象征了三头显示的情况,“幻日”因此而得名。
高保真双头显示
不但是三头显示,Matrox传统的DualHead双头显示也进化到了第4代,称作DualHead-HF──高保真双头显示。Parhelia-512具有双10-bit、400MHz高清晰度RAMDAC,可以达到两个互相独立的2048×1536/32bpp@85Hz的CRT输出,双内置的数字TMDS发射器可以驱动两个最高1920×1200/32bpp的DVI输出。如果结合两个DVI还能共同实现2560×2048的惊人规格。DualHead-HF还有两个独特的成就:一是在Windows 2000/XP等NT平台上完全移植了全部的双头功能,二是竟然实现了多显示的全速OpenGL硬件加速,这应该是在Windows平台上的首创了!
结 语
Parhelia-512显卡将由Matrox独家生产,从5月14日开始上市,预计6月将有小批量进入国内市场。但是在最让普通消费者关心的价格方面,Parhelia-512还是比较昂贵的:256MB显存版估计约为500美元,128MB显存版估计约为400美元。64MB的还没有消息,希望能比较平易近人些。几个专业版本预计更加昂贵,将随后推出。
同竞争对手相比,Parhelia-512的定位比较独特:核心部分同NV30和R300的速度相近,但是256位DDR显存明显提高了Parhelia-512的带宽;3Dlabs刚刚发布的P10的重点在于OpenGL 2.0,这一点是无人能及的,但是Parhelia-512的DirectX性能和功能同P10有得一拼。