为荣誉而战──国内首款NV38、NV36 VS R360评测报告

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  NVIDIA与ATi都不约而同地在今年10月发布了自己最新款的图形加速卡产品。这次NVIDIA在NV35的基础上改进了着色引擎的执行效率,推出了代号NV38的FX5950 Ultra,同时也推出了NV31的后续升级产品NV36(GeForce FX5700Ultra);ATi方面则发布了Radeon9800Pro(R350)的升级版本Radeon9800TX(R360),NVIDIA与ATi两位图形加速卡巨人新一轮的宿命之战再度展开。

  参测显卡赏析

  NV38的推出完全是针对Radeon9800XT而来,NV35在以往的DirectX9游戏测试中性能始终比Radeon9800Pro要略输一筹,因此NVIDIA在NV35的设计基础上改进了着色引擎(Pixel Shader2.0,文中的PS都为Pixel Shader的简称)的执行效率,进而推出了NV38。除此外,NV38的核心/显存频率也较NV35有所提高。

                     FX5950Ultra的散热系统和FX5900Ultra一样巨大

  目前NVIDIA中端主推的是FX5600系列显卡,不过由于NV31的核心/显存频率不够高,相对ATi中端的Radeon9600Pro来说性能要稍逊,因此NVIDIA推出了更高频率的NV36,核心/显存频率达到了475MHz/900MHz,相对NV31提高了很多,因此性能必然有明显提高。

                     未来中端的主力:FX5700Ultra 128MB DDRⅡ

  Radeon9800XT是ATi继Radeon9800Pro之后推出的升级版本,相对Radeon9800Pro,Radeon9800XT的核心频率和显存频率都有一定的提高,除此外,SmartShader和SmoothVision的版本升级到了2.1,因此在图像质量和渲染效率上有一定提升。

                     Radeon9800XT 256MB DDR华丽的散热系统引人注目

  除了NV38/NV36,R360外,我们还选择了盈通的Radeon9800Pro、微星的FX5600 Ultra、NVIDIA原厂的FX5900Ultra进行对比,这样我们就可以清楚地看到NV38/NV36以及R360到底有哪些进步的地方(R360/R350/NV38/NV35/NV36/NV31详细参数见表1)。R360这样的高端显卡上市速度非常快,现在已经有ASUS、盈通等厂商推出了自己的R360显卡,在测试的最后,我们还收到了盈通正式版的Radeon 9800XT显卡。由于测试时间非常紧促,所以我们也只能做到尽量全面的测试,我们会在以后进行更加详细的测试。

  测试方案及平台介绍

  基本测试方面,我们选择了经典的3DMark03和3DMark2001SE,以及Quake3。3DMark03和3DMark2001SE主要针对显卡的D3D功能测试,而Quake3针对OpenGL性能测试。除了基本测试外,我们还增加了AquaMark3、GunMetal以及UT2003的游戏测试,用AquaMark3和GunMetal针对显卡的DirectX9性能进行测试,UT2003主要测试显卡在目前主流DX8游戏中的实际性能。最后我们还使用SpecViewPerf7.1进行了专业OpenGl性能的测试。

  我们还在4×FSAA条件下进行了全屏幕抗锯齿性能测试,考查显卡在生成像素和超级采样算法方面的综合性能。而AquaMark3的测试已经包括了对4×各向异性过滤性能的考查。

  需要指出的是,虽然AquaMark3以及GunMetal都只采用了部分DirectX9的PS2.0特效,不能算完全意义上的DirectX9游戏,但是仍然基本上可以代表目前主流DirectX9游戏的情况。

  驱动程序方面,我们采用了NVIDIA与ATi的最新版本驱动。NVIDIA的52.16WHQL驱动中增加了对GPU温度的探测,虽然根据资料FX5900以上GPU才支持内部测温,但我们发现FX5600也能在显示属性窗口中看到测温的结果。另外,52.16驱动还支持动态超频技术,即在2D模式下,FX5950Ultra的核心频率为300MHz,当进入3D模式时就上升为475MHz。ATi的最新驱动为催化剂3.8,该款驱动也加入了动态超频的技术,同时还支持VPU Recover,就是当VPU在运算中出现问题时,将VPU的状态恢复到正常的模式。两家的新驱动在新功能的开发上都下了一番工夫,当然也不排除针对测试软件做出了某些常规或者非常规的“优化”,不过,不管怎么样,只要在游戏中性能与画面表现出色,我们就应该肯定它。

  测试平台

  处理器:P4 3.2C GHz

  内存:Kingstone 256MB DDR400 ×2

  主板:Intel原厂865G

  硬盘:三星 160GB 7200rpm

  系统:WinXP Professional English + SP1;DirectX9.0b;Intel Chipset software install 5.02;NVIDIA 52.16WHQL;ATi催化剂3.8

  测试结果与分析

  基本测试

  3DMark2001SE

  从图中可以看到,在传统的DirectX8性能测试中,无论是Radeon9800XT还是Radeon9800Pro,得分都要比FX 5950Ultra稍高一点点。在1024×768分辨率下,Radeon9800XT的得分达到了18511,比FX5950Ultra的得分高出8%,在1600×1200分辨率下,比FX5950Ultra高出7%;FX5700Ultra则在1024×768下相对自己的前辈FX5600Ultra高出15%,性能提升非常明显,而FX5950Ultra相对5900Ultra较少的频率提升换来的性能提升也很有限。在本项测试中,不包括PS2.0的测试,因此5950Ultra与5900Ultra的性能提升也只依靠频率来实现。

  3DMark03

  3Dmark03的测试中,Radeon9800XT仍然在1024×768、800×600的分辨率下领先,在1600×1200的高分辨率下,FX5950Ultra终于可以扳回一局,以非常微弱的优势超过了Radeon9800XT。此时我们也可以看到,FX5950Ultra相对5900Ultra核心/显存频率的提高带来的性能提升还是不算很大,在1024×768下性能提升幅度为3%。而Radeon9800XT相对Radeon9800Pro的性能提升就相对明显得多,同样在1024×768分辨率下,Radeon9800XT比9800Pro的得分高出12%,不过Radeon9800XT的核心/显存频率为435MHz/730MHz,相对Radeon9800Pro的375MHz/675MHz的确提高得更多,所以性能提升明显也是必然的。对于FX5700Ultra,由于频率提升很多,所以相对5600Ultra的性能提升也很明显,虽然性能远不及5900Ultra,但在1024×768下仍然有4017分,这对于中端DX9显卡来说算是很不错了。

  Quake3

  Quake3测试仍然是NVIDIA的强项,在低分辨率下,甚至FX5600Ultra和FX5700Ultra的得分也可以超过Radeon9800XT与9800Pro。在1024×768以上分辨率时NV31和NV36由于显存带宽只有128bit,因此以比较大的幅度落后于Radeon9800系列,而FX59XX系列的得分始终要比Radeon9800XT/Pro的高8%左右,高分辨率下尤其明显。NV38与NV36之间的差距非常小,完全可以忽略不计。FX5950Ultra频率的提升并没有带来OpenGL性能的提升,我们认为这应该是已经达到了CPU的处理极限,因此即便是提升了频率,性能的提升也非常微弱。

  从Quake3的测试结果我们可以看到,NVIDIA在游戏OpenGL驱动程序的编写方面还是具有非常明显的优势,ATi在这方面还是要稍微弱一点。

  游戏实测

  AquaMark3

  由于AquaMark3在整个游戏的渲染中大量采用了像素渲染功能,因此我们使用它来对显卡的PS性能进行考查。不过需要提出的是,AquaMark3中依然是主要采用PS1.1和PS1.4,而只采用了一个PS2.0的Shader。即便如此,AquaMark3依然是目前主要的DX9测试程序之一,它的测试成绩可以充分体现目前显卡的PS性能,包括显卡对DX9中的PS2.0执行效率。

  从上面的图可以看到,Radeon9800XT以及9800Pro获得了很好的成绩,在大量采用PS技术的测试中,支持PS1.4和PS2.0的Radeon9800XT/Pro执行效率比FX5900/5950Ultra要高一些,FX5950Ultra的PS2.0单元效率依然不够强大。就总分来看,这项测试中,Radeon9800XT要领先NV38大约5%。而NV36要领先NV31大约31%,这个性能提升幅度就非常大了,看来核心频率的大幅度增加对于显卡的PS性能以及像素填充率提升有很明显的帮助。

  GunMetal

  GunMetal也只是在部分渲染中采用了PS2.0的技术,因此它应该算一款DX9与DX8混合的测试程序。不过由于GunMatel是采用为NVIDIA优化过的Cg语言所编写,因此在该项测试中,NVIDIA高端的两块显卡测试得分要比R360/R350明显高得多,几乎高了30%。本项测试中,NV38/NV35的得分非常接近,可以认为它们在这项测试中的性能完全一致。而NV36再次以相对NV31接近50%的分数优势表明了大幅度提高频率带来的性能提升是多么明显。

  UT2003

  UT2003的FLYBY测试主要包括对场景、光影的渲染,因此主要考查显卡在DX8下的性能。此项测试中,R360再次发挥威力,在中低分辨率下以5%左右的优势超过了NV38,而R350在低分辨率下也超过了NV38,在中分辨率下基本上和NV38得分持平。高分辨率下,情况发生了变化,NV38以更高的显存带宽占据了优势,得分超过R360大约3%。NV36相对NV31的性能提升也非常明显,以14%的优势将NV31甩在后面。

  Botmatch测试中,除了对环境的渲染,还包括了对电脑机器人的AI运算,因此还需要依靠CPU的处理能力。并且,由于电脑机器人的增加,画面内的多边形与光照运算消耗的资源更高,更加重了显卡的负担。整个测试在中低分辨率下受到CPU处理能力的制约,6款显卡的得分都非常接近,在1600×1200的高分辨率下,NV31与NV36显存带宽以及渲染管线不足的弱点暴露出来,得分骤然降低,与NV38/R360的得分差距达到了50%左右。

  专业OpenGL性能测试

  SpecViewPerf7.1

  对SpecViewPerf7.1的测试多少有点出人意料,原本以为OpenGL性能强大的NV家族可以在本项测试中扬眉吐气,可是结果却是Radeon9800XT/Pro在某几项中以比较明显的优势领先,而且第三项和最后一项的分数超过FX5900Ultra 40%以上,其他项的得分Radeon9800XT与FX5900Ultra各有高低。

  FSAA测试

  在追求更高帧数的同时,我们也在追求更细腻逼真的画面,因此FSAA性能也是本次考查显卡性能的测试项目之一。开启FSAA下的游戏图像质量和性能受到显卡像素填充率和插值采样算法的影响。

  3DMark03

  在本项测试中,NV家族的FSAA性能已经相对以前有了不小的提高,在开启4×FSAA的情况下,NV38和NV35一路领先,在各个分辨率下都超过Radeon9800XT/Pro不少,在1024×768分辨率下,NV38得分超过R360大约16%,优势比较明显。NV36仍然以很稳定的优势超过NV31的得分大约12%。

  Quake3

  在没有开启FSAA的时候,NV38就以明显的优势超过了R360的得分,在开启4×FSAA后,我们发现差距更大了,在1024×768分辨率下,NV38超过R360大约15%,而没有开启的时候为6%。NV38本来在游戏OpenGL性能测试中就稍微强于R360,再加上FSAA性能又得到了进一步提升,因此表现才会大大优于R360。在高分辨率下,NV38的优势更加明显。而且我们发现,开启FSAA后,提高分辨率,R360性能损失比NV38要大得多,从1024×768上升到1600×1200,R360分数下降了54%,而NV38下降41%。中端的两位竞争者中NV31继续落后,在整个测试中都与NV36保持一定的差距。

  AquaMark3

  AquaMark3的标准测试中已经打开了4×各向异性过滤,因此我们在测试FSAA性能的时候,同时也测试了显卡在4×各向异性过滤环境下的性能和画面表现。从上图可以看到,PS效率更高的R360/R350在AquaMark3的测试中遥遥领先,R360的总分超过NV38大约18%。在没有开启FSAA的时候,这个差距大约为4%,可见在处理更多的PS单元的时候,NV38的性能下降得更多,NV38的Pixel Shader效率较R360低的弱点再次显现出来。而NV36的得分反而较NV31的低,鉴于前面NV36的得分一直比NV31高,而且从理论上分析,频率较高的NV36得分应该更高,我们估计这应该是驱动程序对于NV36的FSAA功能支持还不够完善造成的,相信在以后的新驱动里这个问题会得到解决。

  UT2003

  NV38的FSAA性能再次得到充分表现,各个分辨率下NV38一直相对于R360保持15%的优势,而R360和NV35基本上打成了平手。看来在DX8的游戏中,NV38依然以强劲的FSAA性能保持很明显的优势,驱动程序中针对NV38改进后的着色引擎编译器功不可没。NV36和NV31之间的差距在开启FSAA后变得更加明显,特别是在高分辨率下。NV36相对NV31的显存频率提升增加了显存的带宽,在FSAA环境下,更高的显存带宽将带来更好的性能。

  总 结

  GeForce FX5950Ultra:相对GeForce FX5900Ultra而言,GeForce FX5950Ultra在核心上并没有得到更多的改进,而NVIDIA在驱动软件上,对于着色引擎编译器进行了优化,在不损图像质量的前提下提升了着色引擎的效率。这在前面的FSAA测试中可以看到,经过优化后的GeForce FX5950Ultra的FSAA性能惊人,无论是D3D还是OpenGL下,得分都要超过Radeon9800XT许多;Pixel Shader效率问题依然是GeForce FX5950Ultra的软肋,在大量采用Pixel Shader1.4/2.0的测试中(比如AquaMark3和3DMark03),Radeon9800XT的得分都要高于GeForce FX5950Ultra。最后,GeForce FX5950Ultra的工作温度也是比较高的,运行时的散热片温度达到50℃以上,当然,GeForce FX5950Ultra的显存频率达到了950MHz,这也是非常高的。

  简评:无与伦比的FSAA性能、目前最高的核心/显存工作频率、非常优秀的游戏OpenGL性能、相对较弱的DX9 Pixel Shader性能,造就了GeForce FX5950Ultra这个并不完美的强者。OpenGL引擎的游戏依然是GeForce FX5950Ultra的最佳搭配。

  Radeon9800XT:Radeon9800XT与Radeon9800Pro之间的关系就和GeForce FX5950Ultra与NV35之间的关系相似。Radeon9800XT与Radeon9800Pro可以说是一脉相承,除了频率的提升外,Radeon9800XT和Radeon9800Pro唯一不同的地方就是将SmartShader和SmoothVsion的版本升级到了2.1,因此Radeon9800XT获得在DX9 PS2.0下更好的性能更高的频率和改进的渲染引擎让Radeon9800XT相对Radeon9800Pro有了明显的性能提升。从测试结果也可以看到,在支持PS2.0的测试中,Radeon9800XT都以较大的差距将GeForce FX5950Ultra甩在后面。不过,由于显存频率相对GeForce FX5950Ultra较低,Radeon9800XT的FSAA性能最终还是无法超越GeForce FX5950Ultra。Radeon9800XT的运行温度也不低,但是和GeForce FX5950Ultra比起来还是要稍微凉快一点,目前这与散热器的设计也有一定关系。

  简评:最强的DX9 Pixel Shader性能、出人意料的强劲专业OpenGL性能、新增加的温控动态超频技术、较GeForce FX5950Ultra稍弱的游戏OpenGL性能和FSAA性能,Radeon9800XT暂时占据了DX9性能的巅峰。玩DX9游戏,Redeon 9800XT当然是最好的选择。

  GeForce FX5700Ultra:经过整个测试后,我们预感GeForce FX5700Ultra将成为中端主流DX9显卡的中流砥柱。从测试成绩来看,GeForce FX5700Ultra相对NV31有不小的性能提升。GeForce FX5700Ultra的显存频率提升到了900MHz,这对于显卡的线路设计以及PCB板的层数都有了更高的要求,因此对于一些小厂商来说,开发非公版PCB将是一个难题,这势必在一定程度上增加5700Ultra推广的难度。当然我们也预计到时候会有相应的简化版GeForce FX5700Ultra出现,再加上合理的定价(千元级),GeForce FX5700Ultra必然会取代NV31的位置,成为NVIDIA占领中端市场的生力军。

  简评:相对NV31更加强大的性能、更高的工作频率,GeForce FX5700Ultra不久很有可能是DX9显卡中场的主力。

  小知识

  PS2.0全称Pixel Sheder 2.0(可编辑像素渲染)。通过该技术,可以表现更逼真的水面波纹、金属反光等效果。该技术包括在Directx9 API中,完全支持Directx9的显卡才能支持PS2.0。