[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

NVIDIA的Quadro FX 4000高端AGP工作站显卡

　　和ATI的FireGL X3-256一样，NVIDIA的工作站显卡核心同样以他们最近的桌面产品为基础。凭借16条管线设计，NVIDIA的Quadro FX 4000在象素处理上比ATI、3DLabs的产品有一定的优势，在着色性能上也将领先。不过在高端工作站应用里，几何性能才是最重要的，象素性能并不是关键因素，这也正是上个年度Quadro FX系列比ATI的产品销售情况好的原因（NV30：R300）。我们将先来看看核心通用架构，然后再重点看看NV40GL提供的附加功能。

　　NV40的架构图已经不是第一次看到了，支持VS 3.0的顶点管线由MIMD处理区块组成，每个单元在每个时钟周期可以最多完成2个指令。NVIDIA表示他们可以在管线中完全消除读取顶点纹理的延迟。

　　并列的标量和矢量单元使得多个指令可以在顶点单元的不同部分同时运行，NV40的6个顶点单元就提供了比3DLabs产品更为强大的几何性能（尽管精度有所下降）。NV40的顶点引擎不存在硬件上对指令数量的限制，只是目前的软件将着色指令长度限制在65000。

　　NVIDIA对于可视物体的处理和我们上面的描述很类似，Z轴分等级过程剔除完全封闭的区块，不让它们进入下面的象素管线。对于未完全非比的象素，由一个Quad负责处理。每个Quad包括4个象素管线，共享L1缓存，其内部架构如下图所示：

　　每个象素管线中包括2个着色单元，每个单元的宽度为4，可以处理dual-issue和co-issue指令。简单的说就是每个管线可以最多同时对2个象素执行2条指令。NVIDIA在驱动级别进行了相当复杂的资源管理工作，对纹理载入、着色执行在Quad上的运行进行优化。这使得NVIDIA的GPU可以用比较少的硬件资源完成更多的任务，在软件层面上有着相当的规格。如果NVIDIA的硬件规格像“看起来”那样，那核心中具有的象素单元就要达到野猫Realizm 200的2.7倍。

　　NVIDIA让ROP管线负责完成全屏抗锯齿和Z轴、模板、色彩压缩工作。在只涉及Z轴的操作中（如阴影或其他只包括深度的算法），ROP的色彩部分可以完成Z轴功能。这就意味着NV40GL在只有深度的操作中可以每个时钟周期完成32个Z轴/模板操作。这种功能在工作站领域可能用处不大，不过在DOOM3之类的游戏中相当有价值。

　　Quadro FX 4000带有2个双连接DVI-I接口，不过不支持Genlock和Framelock。NVIDIA另外有一款产品Quadro FX 4000 SDI，这款产品具有1个双连接DVI-I接口，2个用于视频广播的SDI接口支持Genlock。

　　目前我们还不知道NVIDIA有没有在这款产品中加入PureVideo技术，很可能他们将其剔除，让出地方容纳一些针对工作站应用的特别电路。下面我们就来看看这些特别之处：

　　Quadro系列首个提供对点、线硬件抗锯齿的支持，GeForce系列一直没有这项功能。这项功能对于游戏玩家以及普通用户而言都没有什么用处，但在绘制网格图中对点、线平滑相当有用。对于点、线这样的图形基本元素进行抗锯齿比抗锯齿算法需要更高的精确度，对于CAD/CAM/DCC这样主要和网格图打交道的行当则是渴望很久的功能。

　　Quadro系统支持OpenGL逻辑操作，也就是可以通过硬件完成逻辑判断从而形成最终画面。逻辑操作是由OpenGL管线的显存和象素着色之间完成，可编程控制数据能否进入管线。

　　NV40GL带有8个Clip Region，而NV40只具有1个。多个Clip Region的存在可以在窗口被遮蔽的情况下仍然提供3D加速，在GeForce系列显卡上，一个3D应用程序窗口一旦被遮蔽就回失去硬件加速。

　　Quadro系列的内存管理更偏向于专业应用而不是游戏，我们现在还不知道不同侧重有着怎样的算法差异。NV40GL支持四缓冲立体眼镜，NV40则不支持。

　　Quadro FX 4000的固定功能管线支持双面光照技术。GeForce 6系列显卡通过SM 3.0也支持这项技术，只是专业显卡的双面光照不是通过着色程序完成的，用固定功能管线完成更加轻松而直接，硬件加速对于专业应用很有用处。

平面覆盖也是显卡硬件支持的一项功能，主要就是在3D画面上通过1个透明层（通常8bit）来支持弹出窗口、选择特效等，而不回遮挡住其他内容。这项功能在对应程序中可以有效提高性能。

　　专业显卡使用的驱动自然针对专业应用进行过优化，OpenGL性能、稳定性和画质都是Quadro显卡驱动开发中必须考虑的问题。