双雄会——G92与RV670技术解析

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在PC技术领域,显卡无疑是发展步伐最快、最受消费者瞩目的硬件,当人们还来不及体验上一代DirectX 10显卡的强大优势时,新一代的显示核心即将如期而至,为继续巩固显卡市场的霸主地位,NVIDIA推出了新一代G92核心,而AMD(原ATI)则推出了RV670来对抗。NVIDIA G92到底有哪些优势?AMD RV670又有什么特征?我们不妨一起来关注。

新工艺:低成本、低功耗并进

代号为G92的显示核心,并没有采用80nm工艺制程,而是直接跳跃到65nm,这也是迄今为止NVIDIA第一款65nm显示核心,因为采用更先进的制造工艺,能够在芯片中容纳更多的晶体管,G92的晶体管数目达到了7.54亿个,超越G80的6.81亿个,如果采用80nm工艺制造,功耗、成本都将是G92无法逾越的障碍。在显卡技术领域,功耗、发热量是显卡发展的最大障碍,如果能降低GPU功耗,减少核心发热量,不仅有利于显卡性能的发挥,还可降低生产成本。而采用65nm工艺制造则可让GPU核心面积更小,G92的核心面积为320mm2,比NVIDIA上一代G80的480mm2减少了1/3,设计功耗仅为105W,远小于G80最低功耗版本的147W,这意味着G92将以低功耗、低成本入市。

在AMD方面,与G92同属一级的产品是RV670,由于AMD长期以来都热衷于使用新工艺,所以上一代R600就采用了80nm工艺制造,同时RV630/RV610采用了65nm工艺制造。现在,AMD在RV670上应用了55nm工艺制造,这也是显卡领域首款采用55nm工艺制造的GPU核心,RV670的核心面积为190mm2,比起R600的428mm2面积要小1/2之多,而且也仅有G92核心面积的2/3大小,然而遗憾的是,尽管RV670是目前核心面积最小的GPU,它却只集成了6.66亿个晶体管,这比起之前R600的7.2亿个晶体管还要少一些,好在RV670的设计功耗被控制在100W左右,这为其增加了低价、低功耗、低发热量等卖点。

轻松学技术:“55nm、80nm制造工艺”等说法并不是指芯片上每个晶体管的大小,也不是指用于蚀刻芯片电路时采用的激光光源的波长,而是指芯片上晶体管和晶体管之间连线的宽度,简称线宽。半导体业习惯上用线宽这个工艺尺寸来代表硅芯片生产工艺的水平。早期的连线采用铝,后来都采用铜线了。

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NVIDIA G92显示核心
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ATI RV670显示核心

新核心:性能提升较为显著

显示核心的每一次变革,都离不开性能的提升,据NVIDIA称,新一代G92核心的浮点运算能力将接近于每秒1万亿次。尽管这一性能表现还有待验证,但不得不承认G92新核心拥有众多新特性——112个流处理器,频率为1600MHz的流处理器,这些将有助于提升在像素、顶点着色渲染及DirectX 10几何着色渲染等方面的性能。G92进一步将纹理单元提升到了64个,更多的纹理单元将让物体表面拥有更丰富的细节,并在超高分辨率下也不至于失真,这对于游戏玩家是非常有意义的。唯一遗憾的是,相比G80的384bit和320bit的显存位宽而言,G92的显存位宽只有256bit,因而会在HDR(High Dynamic Range,高动态光照渲染)和AA(全屏抗锯齿)方面表现略微不足。

尽管G92的显存位宽有所缩减,但由于核心频率较高及进行了内核优化,更为重要的是,NVIDIA对G92渲染单元的微架构进行了重新设计,放弃了传统的4D矢量单元,转而引入了全功能的1D标量流处理器设计,其优点是GPU在执行各种复杂指令时效率更高,理论上任何指令都可以达到100%的利用率。因此,G92的整体性能表现依然出众。另外值得关注的是,G92可以支持功耗更低、性能更高的GDDR5显存,GDDR5显存已经开始在市场上初步采用,这也证明了G92新型架构所带来的性能潜力不可估量。

RV670则在流处理器方面与R600一样拥有320个流处理器,而且得益于新的工艺技术,使得核心频率可达到700MHz以上,这让核心渲染能力大幅提升。尽管如此,RV670的显存位宽却由512bit降至256bit,这与G92的设计风格完全一样,这是两家降低成本的有效手段。有意思的是RV670的流处理器频率和核心频率相同,这与G92的流处理器频率高于核心频率2.5倍形成了鲜明对比。此外,在新一代G92和RV670显卡上,将进一步引进PCI-E 2.0新技术规格(PCI-E 2.0详情请参见《电脑报》第43期)。

一线通:从HDMI到DisplayPort

在目前的主流显卡中,HDMI无疑是体验高清的一个重要组成部分,然而在HDMI尚未得到普及的时候,G92和RV670显卡却拥有了新一代DisplayPort输出接口。相比HDMI接口规范,DisplayPort在带宽、功能上都有很大改进,比如最新的HDMI 1.3版本带宽为10.2Gbps,而DisplayPort1.0版本的带宽已经达到10.8Gbps。

HDMI只整合音频和视频,而且每使用一个HDMI接口还要向相关机构支付0.5美元的专利费,而DisplayPort则是免费的,且拥有更多的功能,DisplayPort所有视频、音频数据流是以微封包架构方式传输,只要一根DisplayPort连接线即可实现画中画、分屏显示等功能,最高可支持6条1080i或3条1080p视频流,这是HDMI无法实现的。DisplayPort还拥有一条辅信道专门负责状态资讯、操控命令、音频等内容传送,可以轻而易举地实现一线通。遗憾的是,现在几乎没有提供DisplayPort接口的显示设备,因而G92和RV670显卡上只预留了芯片空焊,DisplayPort接口在显卡上也形同虚设。

轻松学技术:纵观目前的显卡市场不难发现,高端显卡除了拥有出色游戏性能外,在高清视频解码能力上却有所不足,而那些中低端显卡却往往支持硬件加速。不过G92和RV670核心却是例外,首先,G92核心加入了VP2/BSP/AES128引擎,从而实现了与GeForce 8600GT/8500GT相同的解码能力,对于H.264/VC-1视频解码不再是难事,视频解码性能大幅超越G80核心。而RV670核心同样采用了UVD引擎,UVD引擎能对VC-1进行纯硬件解码,视频解码性能与RV630/RV610核心几乎一致。因此,G92和RV670能够支持高清视频硬件加速功能。

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G92显卡上的芯片空焊

特效指令:领航DirectX 10.1

DirectX一直伴随着显卡、游戏、操作系统共同发展,目前主流游戏和显卡全面采用了DirectX 10技术,不过微软即将针对Windows Vista SP1推出DirectX 10.1版本。尽管如此,从游戏发展进度来看,DirectX 10将是未来两年内3D游戏的主要规范,因而G92依然沿用了DirectX 10和Shader Model 4.0技术标准,这也是比较实际的做法。AMD则大胆地在RV670中采用了DirectX 10.1和Shader Model 4.1技术标准,这意味着RV670的上市将会马上受到PC玩家的追捧,不过是否能感受到它带来的优势却要看日后的应用。

从技术角度来看,DirectX 10.1是DirectX 10的一系列完善、补充、拓展和延伸,并增加了5个新的API、支持即将发布的最新硬件、强制要求FP32纹理过滤和4×MSAA多重采样抗锯齿。从应用角度来看,现在DirectX 10指令和特效尚未得到充分利用,新的DirectX 10.1指令集无法在短时间内得到使用,尽管如此,但它依然给RV670核心带来不少优势,比如提高执行效率、减少重复性的GPU资源浪费,特别是可以增加RV670显卡的市场卖点。

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DirectX 10.1可以表现出光线从墙上的Logo处发出,通过地面和墙反射到球上的效果

总结

G92和RV670的出生日期相隔不超过一个月,市场上的定位也非常接近,都很强大,可以说它们从一出生开始,就注定是一对冤家。“强者相逢勇者胜”,要想取得最后的胜利,必须得到消费者的认可。而对于消费者来说,考虑的不外乎两个因素——谁能带来更强的性能?谁的价格更低?在RV670推出之际,我们将用实际的测试数据给大家一个公正的答案。