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适者生存!显卡 DirectX API 进化论

鸭嘴兽时代:GeForce 3 Ti

适者生存!显卡 DirectX API 进化论

    在DX8之前,无论NVIDIA还是ATI,都在强调显卡前端及后端输出。而Shader理念提出之后,双方逐渐将竞争重点放在了显卡的渲染核心部分——像素渲染管线和顶点渲染管线,无论是GeForce 3 Ti还是Radeon 8500都内置的规格和频率更强的PS和VS单元。当然也对显卡的后端ROP(光栅化引擎,负责完成像素的输出)也做了相应的改进,各种各样的多重采样AA模式和材质过滤技术逐步得以实现。

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    上图就是GeForce 3的核心架构图,可以看出,由于DX8渲染模式的改变,GeForce 3相对于DX7的GeForce 2/256有了天翻地覆的变化,一半以上的模块需要重新设计(绿色部分)。

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GeForce 3的顶点管线设计

    硬件规格方面,GeForce 3依然只有4条渲染管线,每条管线内置2个纹理单元,这与上代的GeForce 2没有区别。但是GeForce 3的核心晶体管数竟然是GeForce 2的两倍以上,额外的晶体管大都用在了顶点管线部分,虽然它只有一个顶点着色单元。这个顶点着色单元其实就是一个4D SIMD(单指令多数据流)处理器,可以计算最多16项数据的顶点,这在当时来说运算能力已经非常富裕了。

    不过,主流的游戏还是基于DX7开发,因此GeForce 3的VS单元很多时候都派不上用场,由此导致GeForce 3在DX7游戏当中领先GeForce 2 Ti的优势并不大,毕竟它们的像素渲染管线和纹理单元数目是相同的,频率也没有提升太多。

ATI直上DX8.1:Radeon 8500

    DX8方面ATI再次落后于NVIDIA,但后发制人也有好处,ATI直接采用了微软更新的DX8.1 API,因此在硬件特性方面要更胜一筹。不过DX8.1的改进极为有限,只是改进了大纹理水波纹的效能,未能得到整个业界的重视。

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    Radeon 8500与DX7版的Radeon系列相比,架构上也产生了翻天覆地的变化,除了加入顶点引擎外,更多尚处于实验性的技术都被置于其中,而且2D输出部分的功能更为丰富,可以说在技术和功能方面完全超越了GeForce 3 Ti。

    规格方面,Radeon 8500拥有4条像素渲染管线,这与GeForce 3是相同的,但是8500拥有2个顶点着色单元,而GeForce 3只有1个,这就使得8500的理论性能更占优势。纹理单元方面ATI放弃了管线:纹理=1:3的设计,采用了与NVIDIA相同的1:2设计,因为第3个纹理单元在多数游戏中都毫无用处,这样双方的纹理单元数量也完全相同。

小结:DX8架构ATI更出色,NV性能更强

    整体来看双方都是重新设计的优秀架构,考虑到众多的特色功能和技术,Radeon 8500的确要优于GeForce 3 Ti。这是在3DFX灭亡之后,第一次有一家公司对NVIDIA造成如此大的压力,所以NVIDIA发布了更高频率的GeForce 3 Ti 500才勉强夺回性能之王的宝座。当然NVIDIA成熟稳定的驱动和长期积累的用户口碑以帮助GeForce 3 Ti力压Radeon 8500系列。

    后期NVIDIA推出更多管线的GeForce 4 Ti自然拥有更强的DX8性能,但考虑到ATI方面没有与之相对应的产品,就不做对比了,因为ATI已经直接进入了DX9时代。

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