让游戏世界更精彩--ATI Radeon256(镭
)测试手记
文:Hotpoint
概述
ATI是加拿
大一家著名的多媒体厂商,但是在两年前,国内几乎没有几个用户真正
了解这家公司,而更多的人对于这个名字更是闻所未闻。实际上,ATI和
Matrox一样,都是这些年才进入中国市场的,而在这之前,他们在国际市
场上是享有很高的声誉的。ATI公司生产的显示卡在OEM市场一直占有非
常大的份额。如果你拆开一些著名厂商的品牌机,他们所使用的显示卡
大多是ATI生产的。
从1998年底开始,显示领域进入了一
个飞速发展的阶段,而ATI原有的封闭式发展战略在nVIDIA强大的浪潮下显
得越来越脆弱,许多原来的老OEM用户纷纷脱离ATI的怀抱转而投奔nVIDIA
,这对于一个依赖于OEM市场的生产厂商来说确实是一个很大的打击。虽
然ATI推出了Rage
128系列产品,但是由于上市延期以及性能不济,还是最终败给了
nVIDIA,而此后,ATI并不太大的举动,在nVIDIA强大的攻势面前只能频频
招架,陆续推出了Rage
128 Pro芯片以及采用两块Pro芯片的Fury MAXX显示卡,不过这一举动确
实没有取得什么太大的效果。实际上,在这个期间,ATI一直苦心研究他
们的新一代显示芯片:Rage6C。而对于外界,他们始终守口如瓶,知道
今年的5月,ATI正式发布了基于这一芯片的Radeon256(镭)这一强大的
显示卡时,我们才一睹了她的真面目。
芯片技术介绍
Rage6C与ATI曾经设计过的任何一款芯
片都完全不同。Rage6C并不是某个产品的升级芯片,而是一个完完全全
的新产品。下面,让我们看看这款芯片究竟有多优秀的性能以及特效。
1,单周期三重纹理流水线
Rage6C芯片采用的是最先进的0.18微
米制作工艺(GTS为0.22微米),这在实际的生产中进一步降低了成本,
同时,在使用的时候它的功耗会更低,发热量更小。Rage6C具有两条纹
理渲染单元,不过每条纹理单元在一个时钟周期内可以处理三个纹理。
照这样计算,Rage6C在一个时钟周期内只能处理六个纹理,这比GTS的四
个纹理单元,每个单元可以处理两个纹理要少了两个。从理论上将,
Rage6C在这方面是不如GTS的。那么,事实又是怎么样的呢?请您先看下
面这张图表。

首先,让我来解释一下上面这副图所表现的内容。图中三条颜色深度
不同的条状图分别表示了在一个时钟周期内可以渲染不同数量的不同纹
理单元在处理不同材质数量时所表现出来的实际性能。我们假设理论象
素填充率为100%。从图中我们可以看到,单周期单纹理处理能力的显示
芯片随着象素材质数量的提高其性能随之降低,而具有单周期双纹理处
理能力的显示芯片,其处理能力分为三个档次,当象素的材质数量两个
或者以下的时候,他的性能是不会降低的,而当象素材质数量为三个到
四个的时候,显示芯片就需要用两个始终周期来渲染一个象素,而实际
的性能就会降低50%,也就是象素填充率下降50%,依此类推,当象素材
质数量上升到五到六个的时候,显示卡仅仅能够表现出25%的象素填充速
度,这是很可怕的。对于一个像Rage6C这样可以进行单周期三纹理运算
的处理芯片来说,在处理多重纹理的时候,情况要轻松地多,由于可以
在一个周期内处理三次纹理渲染,在象素材质小于三的时候,其性能是
根本不下降的,而只有在象素材质大于三的时候,性能才会下竟50%,而
这一性能可以保持到每象素拥有六个材质数量,这是相当惊人的!随着
游戏的发展,单周期多重纹理技术已经越来越多地应用到游戏中,而一
个拥有单周期二次甚至三次纹理渲染的显示芯片的优势是非常明显的。
(当初Voodoo2由于支持单周期双重纹理技术,在Quake2中大出风头)
当一个游戏使用单周期三重纹理甚至更高的时候,Rage6C可以表现出
良好的性能,并且不会或者很少出现性能下降的情况。而局势对于GTS就
没有这么轻松了,它需要忍受50%以上的象素填充率损失,此时,Rage6C
就真正得以体现。虽然目前几乎没有游戏使用这么“变态”的技术,但
是多纹理毕竟是今后游戏发展的,而ATI恰好抓住了这一点并且在Rage6C
中加入了这项技术。

一个使用三重纹理的物体例子
第二个让ATI下决心生产具有单周期
三纹理处理能力显示卡的原因就是显存的带宽瓶颈。在以前的测试中,
我曾经向您展示了GTS在Quake3下的测试结果。早高分辨率下,GTS的显
存已经成为了明显得瓶颈,虽然GPU可以处理巨大数量的多边形,而显示
卡的渲染流水线却从来没有处于满负荷工作状态,也就是说显示卡的象
素填充率一直受显存带宽的制约。
2,芯片特效
Rage6C芯片内部集成了3000万个晶
体管,这一数量比GeForce2
GTS的2500万还要高出500万。我们对于这一巨大的晶体管集成数量表
示惊叹!究竟ATI在这片芯片内加入了什么特殊的功能才使芯片拥有如此
大的晶体管数量?下面,让我们看看Rage6C芯片所支持的技术特效。
在Rage6C芯片中,有很大一部分晶
体管被用来制作一个叫做“魅力引擎”的专用单元。这个单元主要用于
处理坐标转换和光照处理(T&L)。我们都知道,GTS的T&L单元
可以独立计算坐标转换和光源,而Rage6C在这上更是加入了剪辑(
clipping)这项技术,这比GTS就先进多了。ATI称这个引擎为TCL。由于芯片
有专门的单元可以处理TCL,魅力引擎可以支持顶点皮肤渲染(Vertex
skinning)以及插入关键帧(Keyframe Interpolation)这两项先进的技术
。上面所说的这两项技术可以大大改进今后游戏的运行速度,同时,这
两项技术也赋予T&L一个新的解决方案。ATI花了相当大的精力来研究
硬件光照算法,为了保证在最多使用八个光源的时候系统的性能损失减
到最小。标准的T&L引擎(GeForce)当使用八个光源的时候差不多有
60%的ATI引擎的几何处理能力可以用来进行图象变换功能。虽然我们的实
验室并没有证实这些数据,但在最近的一次关于ATI
产品的会议上,我们就已经看到这个产品的性能了。由于具有强大的
处理能力,魅力引擎的多边形生成能力达到了前所未有的3000万个每秒
,这比GTS的2500万每秒又多出了许多。
有一种方法能够使的人物模型更加鲜活,这就是骨骼动画。这项技术
可以使人物模型的身体随着由一系列顶点构成的骨骼而伸展。当骨骼移
动的时候,顶点也会相应的重排。但是,这种动画方法有一个弱点,那
就是在它们的触点衔接处。当一个变换导致关节弯曲的时候,就有可能
产生裂缝,从而使人物模型看上去很不自然。这个弱点可以通过“皮肤
渲染”的技术来克服。它可以调整顶点,来产生一个连续的弯曲的关节
,并对其进行修复,使物体更加真实。为了产生皮肤渲染效果,通过变
换顶点坐标来计算顶点位置。为了使每一块骨头有一个给定的顶点,必
须有一个附加坐标来加强皮肤渲染。使用魅力引擎,最多可以使用硬件
进行四个建模的计算。而GTS只支持两个。同样的,要使这一硬件特性成
为一个优势,离不开软件开发者的支持。

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