新一代3D加速芯片MGA-G200

Author: 罗亿、冯睿(编译) Date: 1998年 第21期 33版

  随着Intel公司进入到3D图形加速芯片市场,原先就竞争激烈的3D芯片市场更是一片“混乱”,各3D芯片厂商纷纷忙着推出各自的新一代产品,力图在这个“战国时代”充当霸主,使3D芯片市场看起来比CPU更有趣,上次我们介绍了NVIDIA的RIVA TNT,这次我们来看看Matrox的——
  Matrox在5月初发布了最新的MGA-G200图形加速芯片(见^213301a^),该芯片针对Intel的Pentium II进行了优化,使用独一无二的128位双总线结构,最多支持16MB的高带宽同步显示内存,并带有一个集成的230/250MHz RAMDAC以提供最高档的性能,这些都使它性能变得非常不错,下面是它的特点。
#1  一、2D加速功能
  MGA-G200是第一块使用128位双总线结构、单端口内存和集成230/250MHz RAMDAC的高性能图形加速芯片。其中230MHz版本用于家用市场,250MHz版本用于高端市场。ZD WinMark 98的测试结果表明,在Windows95下,MGA-G200在1024×768的分辨率、24位色下的得分值为160,比其他显卡在16位色下的得分值还要高。128位双总线结构的性能已超过了普通128位总线,更不用说64位总线了。MGA-G200的128位总线采用了两条独立的64位总线,并且在图形引擎内部并行使用,使许多2D图形操作的速度几乎加快了一倍。除此之外,128位双总线结构使用双指令管线(Dual Command Pipelining ),允许两个连续命令的读和写周期重叠并被同时执行。
#1  二、3D加速功能
  MGA-G200集成了一个相当强大的3D引擎,在运行3D应用程序(如CAD、3D游戏)时可以达到很高的性能,MGA-G200能够加速Direct3D和OpenGL API。除此之外,MGA-G200还支持大多数3D功能,包括:Bilinear和Trilinear Filtering(双线性和三线性过滤)、Superior Alpha Blending(高级Alpha混合)、Specular Highlighting(高光)、Fogging(雾化)和Anti-Aliasing(抗锯齿)效果等,也支持在游戏中用于产生一些特殊效果的Multiple Texture Rendering(多纹理贴图)。
  MGA-G200内置可编程的浮点安装和填充引擎。安装引擎能够完成全功能的Direct3D 和OpenGL三角形、条形、扇形和矢量计算任务,能够升级3D管线。安装引擎合并了并行执行多个指令和超管线指令流,使处理三角形数据的速度达到了150万个/秒。在设计MGA-G200时就尽可能地提高了三角形安装引擎和填充引擎的并行操作速度,使三角形的填充速度即使在处理许多小的三角形时仍可以保持很高。MGA-G200还使用了一种称之为Vibrant Color Quality Rendering(VCQ)的技术,可在渲染管线中准确使用32位色,并且能从源材质图中渲染32位色的图像,即使在设置为16位色的情况下,所有的内部操作仍然以32位方式进行,只是在最后才经过抖动处理转变为16位色,因此,VCQ结构能够提供高质量的彩色输出。
  MGA-G200支持高精度的32位Z-Buffering(Z缓冲),这个功能是众多CAD软件盼望已久的。Z-Buffering能够提供很高的深度精度和增强的图像质量,也将成为下一代3D游戏中必备的东西,由于采用32位Z-Buffering,MGA-G200支持在1280×1024的分辨率、32位色、双缓冲区下渲染3D图形。MGA-G200的帧缓冲区很大,因此它支持Triple Buffering(三缓冲技术)以提高3D应用程序中的帧速率。
  MGA-G200还采用了一个新的Symmetric Rendering Architecture (SRA,对称渲染结构),以充分利用AGP  2×总线带来的所有技术上的优势。在SRA内部,MGA-G200把主内存视为本地显示内存,这意味着在完全的总线控制方式下,MGA-G200可以存取主内存中的数据。通过把SRA作为3D、2D和视频操作的关键组成部分,MGA-G200能够充分发挥AGP      2×总线的528MB/s的带宽,从而在所有的应用程序中得到极高的性能。MGA-G200利用SRA对3D渲染实现了一种类似于等级制度式的材质系统,第一个层次是集成在芯片中的高速缓存,第二个层次是最多可达16MB的显存,第三个层次是主内存。SRA能够尽量利用本地显示内存,使用户可从诸如High Resolution Triple Buffering (高分辨率三缓存)和额外的材质存储空间中得到好处。通过允许在帧缓冲区和主内存之间高速传输位图,以及在主内存中直接进行所有的绘图操作,SRA还能够帮助提高2D加速和视频操作的性能。绘图引擎可用的内存的容量也大大增加了,可以给位图存储和其他一些操作提供足够的缓冲空间。Windows也会使用到一些在系统内存中实现的特殊的2D绘图功能,而这些功能都可以被SRA加速。
#1  三、使用AGP接口
  MGA-G200芯片支持所有的AGP   2×功能。它采用了一种独特的总线控制技术:Intelligent Scatter Gather Bus Mastering(智能散点聚合总线控制技术),通过使用该技术,G200可以从整个内存中收集散布的数据,不需要CPU或AGP芯片组的干预。与其他的一些AGP芯片不同,MGA-G200支持从主内存读取数据和向主内存写入数据。
  由于使用了AGP 2×总线控制的写操作,MGA-G200可以周期性地更新Flag标志,通知驱动程序它准备接收数据。这种结构避免了Graphic Overfill(图形填充溢出,一种操作状态,如果出现了这种情况,将占用大量CPU资源)。AGP 2×总线控制的写操作还可以协同SRA工作,可以尽量减小用户程序使用的材质内存,并提高性能。
  MGA-G200充分支持Windows 98操作系统,而Windows 95对AGP 2×的支持是相当有限的,而且只能够通过使用Vgart驱动程序实现这些功能,并且Windows 95保留了12MB内存,这些内存不能被AGP使用。但Windows 98就不同了,它全面支持AGP 2×,而且可用的AGP内存取决于当前的空闲的内存,使AGP能够充分发挥性能。
  在DirectX 6.0、Windows 98和Windows NT 5.0中增加了许多新的功能,而MGA-G200能够支持这些新功能。MGA-G200被设计成一个超级DirectX 6.0加速器,支持API的扩展功能集。