[配件]高科技三国志 AGP专业显卡大比拼
作者： 来源： 添加时间：2006-5-23 13:11:05我们也很高兴地看到3DLabs采用全新架构的野猫Wildcat Realizm 200显卡，这款产品带有512MB显存，性能强大，支持Vertex Shader 2.0和Pixel Shader 3.0。由于在对PS的支持上好于ATI的产品，3DLabs的Realizm和NVIDIA的Quadro系统又一定的起步优势。
对工作站级别的显卡进行评测在以往是一件比较需要技巧的事情，不过随着SPECviewperf 8.0.1的发布，评测工作得到了一定的简化。相对于之前的版本（7.X系列），SPEC确实的提高了他们测试软件的质量，可以更好的反映显卡实际工作中的性能。在下面的测试中，我们很高兴的加入了SPECviewperf的内容，SPEC记录下实际应用程序操作过程，直接向显卡发送OpenGL指令而无需具体应用程序（Maya、AutoCAD等）。SPEC提供的这个测试也是我们使用的唯一综合测试，其他测试都是在实际应用程序中完成的。
我们今天测试的显卡都是AGP平台产品，这主要是因为我们无法得到想要的PCIE平台来测试对应的显卡，而艾崴则愿意提供给我们DK8N主板。这块主板支持双路Opteron处理器，可以保证系统在测试中提供足够的CPU动力，让显卡充分表现自己。
在正式测试开始之前，我们先来看看待测工作站显卡GPU架构。ATI和NVIDIA的产品都是基于桌面芯片开发而来，大家不会太陌生，所以我们从3DLabs的野猫开始。
3DLabs的Wildcat Realizm 200
3DLabs的野猫Realizm 200高端AGP工作站显卡
在工作站显卡的世界中，固定功能处理仍然是主要内容，不过3DLabs似乎在技术上有些落伍了。新款野猫RealizmGPU支持几乎所有能想到的功能，包括VS 2.0和PS 3.0级别的编程功能。GPU本身包含1.5亿个晶体管，采用0.13微米制程。Realizm 200是目前3DLabs最高端的AGP平台产品，显卡上带有2颗GPU核心，通过顶点/标量单元连接，下面就是Realizm 200的架构图：
指令处理器（Command Processor）负责将系统发出的指令流传入GPU，支持同步AGP操作的NISTAT和NICMD寄存器。这块处理器可以让显卡在给定的时间间隔中完成恒定数据流操作，不支持同步AGP的显卡则会出现长度不定的延迟（根据芯片性能有所差别）。指令处理器的这项功能对于实时视频广播操作相当适合，当然这也需要应用程序的支持。目前我们还没有测试这项功能的方法。
Visibility单元通过分级Z轴算法实现可视化处理，可以同时检测大量数据，无需显示的内容将由Visibility单元立即舍弃。3DLabs表示他们采用的可视剔除算法在每个时钟周期完成最多1024的多重采样物体，这也就是可以完成16×16象素画面加上每个象素4×多重采样操作。3DLabs实现的实际上是256象素操作，和ATI的Z轴分级引擎一样。不过请大家记住，上面给出的数据是最大值，如果只是部分封闭的情况，那也只能将部分数据剔除。
3DLabs所说的“Pixel Array”实际上负责的是抗锯齿、复合端子输出、色彩转换、过滤以及其他最终图像输出需要的功能。这个单元的功能类似于NVIDIA GPU上的ROP。野猫的RealizmGPU支持多种格式输出，从传统的FP16数据到10bit透明度混合、10bit对照表。在基础硬件级别上，3DLabs将Pixel Array单元定义未16×16bit的浮点SIMD数组，也就是可以同时完成4个浮点16位RGBA象素处理。实际上，野猫Realizm所有的可编程处理单元都可以当作SIMD数组处理，我们也就可以通过数学手段来些计算：
Vertex Array：16路，高精度36位浮点SIMD数组，支持DX9 VS 2.0；
Fragment Array：48路，32wei浮点SIMD数组，支持DX9 PS 3.0；
对于Vertex Array，我们有一个16×32位的浮点SIMD数组。由于上面的芯片设计图上出现了2个物理Vertex Array，我们谈的又是SIMD数组，所以该芯片的每个数组可以最多完成8×36位。如果3DLabs跟随ATI、NVIDIA的趋势，那么这里就会划分成6+2的形式，在一个SIMD区块（6）上完成2个Vec3操作，另一个区块（2）上完成2个标量操作，也就是每个数组2个顶点管线。我们不知道SIMD单元的间隔，也不知道驱动怎样在这些单元上分配资源，所以我们无法算出每个时钟周期可以完成多少工作量。
同时，芯片中还存在2个物理隔绝的顶点数组，顶点处理区块之间共享寄存器和缓存。顶点引擎一共是36bit宽，多出的4个bit超过了其他产品的水平，使得最后的顶点计算中可以达到真正的32位精度。这样的设计可以保证高精度顶点的准确性，不过目前还没有哪个实际应用程序可以用到这样的功能。顶点硬件单元的准确性会在达到64bit后有较大的提高。CAD/CAM应用需要64bit的数据，但是目前的显卡硬件水平还无法提供。
野猫Realizm顶点引擎另一个值得关注的功能就是支持32个硬件级固定功能硬件光照和VS 2.0级别的功能（最大支持1000条指令）。3DLabs很有意思，他们的新产品不支持VS 3.0但却完全支持PS 3.0。从目前的情况来看，对固定功能的支持对于CAD/CAM市场而言更加重要，对于工作站市场也同样占据重要地位。不过geometry instancing功能也可以在处理满屏复杂物体、又限定几何结构的应用程序；顶点纹理对于DCC市场相当有用。应用程序一旦支持这样的功能，硬件厂商一定会提供对应的产品，不过我们真的很希望3DLabs可以拿出完全支持SM 3.0的产品。
Fragment Array包括3个物理区块，，组成一个48路、32位的浮点SIMD数组。这也就是说在任何时间每个物理区块都可以处理16×32bit的数据。演绎一下，每个物理区块都共享通用寄存器和缓存资源。3DLabs很可能已经在象素的分配（管线）上采用了类似ATI、NVIDIA的方式，不过我们目前还没有办法获得进一步资料。我们同样不清楚3DLabs是怎么组织自己的SIMD数组的，无法说出每个时钟周期的工作量。按照最糟糕的设计，野猫Realizm系列的每个物理fragment区块采用了4×4的SIMD单元，也就是当一个单元工作时三个单元处于闲置状态。不过事实很可能是3DLabs采用了更小的单元组合方式，可以将工作在单元上更好的分配，就像ATI、NVIDIA的设计一样。3DLabs采用的单元全部都是矢量单元，这也就限定了2、3、4三种方式的组合。
3DLabs的野猫Realizm 200采用4顶点/12象素管线架构，Fragment Array支持PS 3.0和256000指令长度的着色程序。这里的Fragment Array还可以在一个时钟周期完成32个纹理操作。
野猫Realizm系列将所有象素数据以32位浮点方式计算，不过存储却使用16位浮点形式（5s10）。数据精度可能因为数据处理和算法的不同而有所降低，但是GPU和内存之间的32-16位浮点转换将不会对性能造成影响。我们很难测试这个Fragment引擎的精度，3DLabs表示他们的精度在32位左右。我们同时听到未来野猫系列产品可以完全舍弃16位精度而转向全面的32位浮点，不过我们还没有看到驱动中出现这样的选项或是调整。
野猫Realizm另一项值得一提的功能就是虚拟内存。Realizm支持16GB的虚拟内存，可以让满足那些需要大量内存的应用程序。这样的应用程序在桌面PC平台不多见，但是在工作站领域就不少了。速度当然很重要，但比速度更重要的就是可以真实的看到自己需要的数据。如果数据和负载无法完全容纳在显存之中，野猫Realizm 200拥有的512MB显存也可能无法满足需要，虚拟内存技术就可以将系统内存拿来使用。3DLabs采用的虚拟系统不支持使用硬盘虚拟内存文件，也不由Windows操作系统来管理控制，而是由3DLabs的驱动来负责。
在显示输出方面，Realizm 2000可以超过900万象素面板、视频墙和多系统显示的极限。这块显卡带有2个10位400MHz的RAMDAC，2个双连接DVI-I接口，支持选配的MultiView套件（带有Genlock和Framelock功能）。