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流處理器緣何差6倍!A/N GPU架構(gòu)解析

    G80和R600都是不計(jì)成本的作品,成本高、功耗發(fā)熱大,隨著新工藝逐漸走向成熟,雙方不約而同的推出了改良版的核心,使得新高端產(chǎn)品的以大規(guī)模量產(chǎn),這就誕生了G92和RV670核心,這兩顆GPU雖然都擁有眾多誘人的新特性,但實(shí)際上核心架構(gòu)方面沒有任何的變化。

G92相對(duì)于G80的改進(jìn):

1. 制造工藝由90nm升級(jí)至65nm;

2. 新工藝集成度更高,G92的GPU核心部分與2D輸出模塊(NVIO)合二為一,是單芯片設(shè)計(jì);

3. PCI-E控制器升級(jí)支持2.0版本,帶寬倍增;

4. 高清視頻解碼引擎由VP1升級(jí)至VP2,支持MPEG2和H.264的完全硬解碼,VC-1部分硬解碼;

5. 加入HDCP支持和HDMI輸出支持;

6. 顯存控制器由384bit降至256bit,這是控制成本的需要。由于顯存控制器綁定光柵單元(ROP),因此G92的光柵單元只有16個(gè),而G80是24個(gè);

7. 紋理尋址單元數(shù)量加倍,紋理采樣效率提升。

    在以上諸多改進(jìn)之中,只有這一項(xiàng)才是設(shè)計(jì)到核心架構(gòu)的,因此這里重點(diǎn)介紹:

07圖形奧德賽!G92核心8800GT權(quán)威評(píng)測(cè)

G80的流處理器結(jié)構(gòu)

G92的流處理器結(jié)構(gòu)

    上面兩幅架構(gòu)圖清楚的體現(xiàn)出了G80和G92的差異。NVIDIA GPU的流處理器簇和紋理單元還有一級(jí)緩存是綁定在一起的,G80的每簇內(nèi)建了8個(gè)紋理過濾單元(Texture Filtering Unit)和4個(gè)紋理尋址單元(Texture Addressing Unit),總共數(shù)目就是64個(gè)TFU和32個(gè)TAU。而G92則提升至每組內(nèi)建8個(gè)TFU和8個(gè)TAU,總共64個(gè)TFU和64個(gè)TAU,也就是紋理尋址單元數(shù)量加倍。

    更多的TAU可令單一周期處理更多的紋理采樣操作,部分情況下紋理處理器效率提升一倍!雖然DX9C時(shí)代反復(fù)強(qiáng)調(diào)高像素/紋理比例,但DX10時(shí)代引入了更多的紋理操作,并且SM4.0支持更復(fù)雜的紋理陣列,以便讓物體表面擁有更豐富的細(xì)節(jié),并且在超高分辨率下也不至于失真,但也對(duì)紋理操作提出了較高的要求,NVIDIA此舉意在提升Call of Juarez、Crysis這種高精度游戲中的效率。

    事實(shí)上,除了G80核心之外,G84、G86、G92、G96等所有衍生出來(lái)的小核心都改進(jìn)了紋理單元設(shè)計(jì),也就是說從8600GT開始起紋理尋址單元的數(shù)量就與紋理過濾單元相等了,只是中低端顯卡的變化未能引起大家的重視。

RV670相對(duì)于R600的改進(jìn):

1. 制造工藝由80nm升級(jí)至55nm;

2. PCI-E控制器升級(jí)支持2.0版本,帶寬倍增;

3. 高清解碼引擎由原來(lái)的Shader解碼升級(jí)為UVD引擎,支持H.264和VC-1的完全硬解碼;

4. 顯存控制器由512bit降至256bit,這是控制成本的需要,而且以R600和RV670的運(yùn)算能力其實(shí)不需要太高的顯存位寬;

5. 支持PowerPlay節(jié)能技術(shù),待機(jī)功耗很低;

6. API升級(jí)至DX10.1;

    雖然API升級(jí)了,但實(shí)際上只不過是加入了新的Shader Model 4.1指令集而已,流處理器架構(gòu)方面沒有變化,甚至光柵單元和紋理單元都沒有任何改動(dòng)。

    由于R600/RV670的架構(gòu)是顯存控制器并沒有綁定光柵單元,雖然RV670的顯存位寬減少了,但并沒有造成太多的性能損失,反而由于頻率的提升得以反超。因此G92相比G80是性能下降了,而RV670相比R600是有所提升,但最終的結(jié)果RV670和G92的差距依然很大。

    可以看出,G92和RV670在技術(shù)方面的改進(jìn)其實(shí)都是差不多,真正最關(guān)鍵的(流處理器)核心架構(gòu)方面其實(shí)沒有任何變化。

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