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[前言]
X1000系列显卡的发布,对A卡用户来说无疑是一个具有震撼力的消息,而事实也证明ATi在经过长时间的准备后,所带来的产品并没有让广大消费者失望。X1000系列显卡可以分为X1300、X1600、X1800,其中X1300、X1600作为中低端产品更受消费者关注一些,毕竟性能和价格达到很好的平衡,才是一款好产品。
作为ATi新一代的GPU处理器,X1000系列与以往的产品存在着很多不同点,又存在着很多相同点,在整体框架大幅度调整后,X1000系列显卡显得格外与众不同。而一些新的技术也被加入其中,如:SM3.0、AA+HDR、DX9.0C等,这一切都让X1000系列显卡成为了人们关注的焦点。
作为X1000系列显卡的一员X1300和X1600,很好的继承了这些新特点,而价格上却比最高端的X1800便宜不少,非常适合普通DIY用户选择。在国内,已经有一些厂家开始生产X1300显卡,并且市场中已经可以买到,比如:蓝宝X1300标准版,所以这次测试我们也加入了这款产品。看来显卡厂家对X1000系列显卡还是很看好的,希望越来越多的显卡厂家加入这一行列,用户的选择余地也会越来越大,显卡也会越来越便宜。
[全新技术 Ultra-Threads Shader Engine]
为了更加有效的同时运行多线程运算,ATi在Radeon X1000的设计中加入了智能化的线程分配处理器——Ultra-Threading Dispatch Processor(超线程分配处理器)。
Ultra-Threaded Pixel Shader Engine能把一个较大的Pixel Shader的运算分拆为大量较小的执行序,然后平均的分给各个Pixel Shader Core Unit,在同样的Shader程序下其执行序被分割成细少的Pixel Blocks,排除了部份Unit需要等待其它Unit完成的结果而造成闲置,减少了不必要的延迟并提供更快的执行效率。
这个Ultra-Threading分配引擎也可以在某些像素着色引擎空闲时重新分配新的任务。这样的情况多数发生shader在等待数据或者完成了任务的时候,比如在纹理存储进缓存或显存的过程中。根据ATi的官方介绍,这样的设计可以将X1000的Pixel Shader运算资源的利用率提升到的90%。
而ATi X1000在运算分支程序的时候,能够把每个线程的分成很多个4X4像素的小块来分别处理,在这样的一个像素块里碰到两条不同分支的机会就非常小,降低了出现SI2D的机会,这可以使动态分支拥在更高的运算效率。
ATi的Ultra-Threading设计还能够提高Pixel Shader 3.0动态分支的性能。动态分支被认为是Pixel Shader 3.0的重要新特性,可以让Pixel Shader根据计算出来的数值来跑不同的分支或者循环。如果正确使用的话,动态分支能显著的提高显卡3D性能。例如在使用shadow map的时候,如果要对阴影作边缘柔和取样,使用动态分支可以在遇到不需要作取样像素的时候就跳过去,以节省大量的pixel shader计算资源。但是需要注意的是,目前显示核心的Pixel Shader都是采用传统的SIMD架构,动态分支的运作往往会破坏掉程序的并行性,使得动态分支带来的益处被浪费掉。
[全新技术 Memory Controller & CrossFire]
除了加强了Pixel Shader引擎的效率上升外,ATi还在新一代X1000核心中改用全新的内存控制器技术,称为"Ring Bus Memory Controller"技术。传统显卡技术,为了提高显存的传输效率,通常都会用直接提高内存的带宽,不过提高带宽只能为提高突发传送时带来便利,但如果程序并不需要太高的带宽,则更高的带宽也是枉然,相反有效地运用内存宽带才是最重要。
在Ring Bus的架构下,Client Interface会向内存控制器作出读取要求,而控制器同样会安排数据由显存颗粒中读取,但却不会回传至内存控制器,而只是把东西放在Ring Bus,然后Client Interface自行由Ring Bus取回所需要的数据封包,因此显存减少回传的工作,达到减少延迟而令效率提高的目的。
如图所示,Radeon X1000系列显卡内置两个256位的总线环,环路总线围绕在内核心的周围,这样可以简化线路设计及使连接处于最优化状态。这意味着任何时候内核各部件都能处于最短的连接线路状态,这样在显存进行数据写入操作过程中有效降低延迟及降低信号品质。由于采用环路总线技术,RADEON X1800/X1600可以支持象GDDR4这样的高频率显存,而在传统的显存架构之所以不能支持高频GDDR4显存,很大原因就是GPU内部线路之间的串扰等原因所造成的。
ATi官方宣称,采用了这样的环路读取、Crossbar写入的设计后,显存总线的频率可以比以前的产品提高一倍,使得X1000系列可以充分利用先进的显存技术。此外ATi还提到,X1000系列显存控制器的Ring Stop能够由驱动程序控制,可以通过驱动程序的CATALYST A.I(智能参数设定),为特定的应用程序设定判断优先次序,让显存控制器优先处理最迫切、对性能影响最大的数据请求。
除了采用环路总线设计提升显存子系统的性能,ATi在X1000系列的中还引了一种称为“联合缓存存取工作模式”来提升显存系统的性能。此前,显示核心上采用的缓存都是直接映射,即每个缓存的入口都映射至一块专门确定了的图形模块区域。虽然这可以让缓存的执行过程简单化,不过也带来了另一个问题:当出现显存客户端需要交换两个数据时,而这两个数据刚好要位于被缓存映射的同一块显存区块内,那么这两块数据就会出现抢占缓存空间的情况,这时写数据的时候就会产生迟延的问题,降低缓存的命中率,增加了显存存取的压力。
在联合缓存架构中,缓存不再只是映射到特定一个或者某几个的显存地址,而是任意空闲的显存。在频率是一样的情况下,联合缓存工作效率要远高于直接映射缓存。这样,RADEON X1000在高分辨率或在启用全屏抗锯齿及各向异性过滤方面的将拥有更好的表现。
除此之外,HyperZ也得到了改进,采用了更复杂的算法来避免渲染不可见的材质,ATi说新算法的HyperZ工作效率将比RADEON X850中的提升了50%。(注意:RADEON X1300系列并不支持环路总线技术,但ATi表示会另辟蹊径来改进RADEON X1300显存子系统的性能)
CrossFire是通过两片显卡各自运算,然后透过CrossFire版本拥有DMS接口输入Composting Engine内再组合成完整画面,再输至显示器,而所谓的CrossFire Engine就是Silcon Image Sil1611及1612为DVI接收及输出芯片,Analog Devices的ADV7123高速Digital to Analog转换芯片及XILUNX Spartan XC3S400的系统逻辑DSP芯片成组成。可是Silcon Image Sil1611只支持最高1600x 1200的影像,也是旧版CrossFire最大分辩率只能支持1600x 1200(主要是受Silcon Image Sil1611芯片的制约)。此外ATi也决定推出X1800及X1600版本的CrossFire Edition,期望把CrossFire进一步普及。
[全新技术 HDR+AA 、Adaptive AA]
除了在性能上的改进外,ATi的新一代的X1000系列显示核心也没有忽略图像的画质,在3D方面加入了支持Pixel Shader 3.0及Vertex Shader 3.0以外,它还加入了如全实时32Bit Floating Point Precision,令3D影像更具实感,而且还提供了64Bit的High Dynamic Range Rendering。从上面的图中可以看到采用64Bit HDR在Far Cry中的效果,由于其16Bit Floating Point Precision支持高达2.2 Trillions : 1的Dynamic Range,其画面当然更更实感。除了64Bit的HDR外,它还支持速度较高的32Bit Integer及自定的规格如Int 10 + L16,拥有高度的弹性。
除了支持FP16 HDR外,ATi还支持Matrox Pahelia引入的INT10(R10:G10:B10:A2)格式,该格式提供了比一般RGBA8更高的精度(达到1024个灰阶),支持10亿色彩以及有限度的透明阶度(4级)。和传统的INT8相比,INT10能够提供4倍动态范围和精度,同时不会有多大的性能损耗和显存占用,而且该格式还支持混合操作和抗锯齿。简而言之,就是ATi希望凭借多样化的HDR支持和丰富纹理压缩技术,在HDR应用中提供最佳的性能和画面品质。
全新的Anti-Aliasing与Anisotropic Filtering
ATi新一代X1000系列显示核心中新加入了全新的Anti-Aliasing模式称为"Adaptive AA",这个模式是和Super-Sample AA和Multi-Sampling结合工作,在画质及速度上取得平衡,它能自行在每个Polygon的透明度情况中去选择最好的AA模式,如果Polygon是透明的话就采用Super-Sample AA达至最优秀的效果,不透明的话就用Multi-Sampling来取得最优秀的性能,而且更多了最高12X temporal AA的选择,提供超高质素的反锯齿效果。除了AA模式外,ATi还供了新的Anisotropic Fitering模式,其中主要是改善在Trillinear Filtering的效果。
在大多数情况下,X1000系列显卡会使用多种取样方式进行抗锯齿处理,但是当遇到类似铁丝网、植物等由纹理经过阿尔法混合方式生成的对象时,就会切换到超级取样模式,以提高抗锯齿的品质。nVIDIA在G70也引入了类似的抗锯齿技术,不过ATi就特别说明X1000系列显卡还能够在打开HDR的时候应用自适应抗锯齿,并且是根据画面中不同对象的特性而自动切换不同的取样方式。
除了AA模式外,ATi还供了新的Anisotropic Fitering模式,其中要是改善在Trillinear Filtering的效果。根据ATI介绍,在RADEON X1000上,用户可以打开名为Area Ainsotropic Fiter的全角度各向异性异性过滤。ATi表示,由于使用了先进的算法,打开该过滤模式的性能影响相当小。
[全新技术 AVIVO Display Engine]
随着宽带、HDTV等新一代视听享受的技术的普及,显卡作为电脑的视频输出设备,其娱乐功能的丰富与否越来越被更多玩家所关注。ATi宣布新一代绘图核心包括Radeon X1800、Radeon X1600及Radeon X1300将全面支持AVIVO功能。AVIVO早在ATi Theater 550就出现,但加在VPU中还是第一次,它的目的当然是为了提供更高质素的2D影像,达成Media Centre所需要的元素,包括Capture、Encode、Decode、Process及Display五个项目,ATi称之为"Stage of Video Pipeline"。其中最令人关注的是其Encode及Decode部份,它将支持H.264、VC-1、WMV9、WMV9 PMC、Mpeg4等规格,而且已经在支持X1000版本的驱动程序中安排了所有Codec,今人惊讶的是它还支持Transcode Acceleration,什么是Transcode呢?就是用户把Mpeg 2转档成H.264规格时,也可以用上AVIVO协助解码,以加快速度。
据ATi表示AVIVO可以在H.264主要的四个执行工作中(Reverse Entropy、Inverse Transform、Motion Compensation及In-Loop Deblocking) ,提供最多三项的硬件协助,因此它可以减低CPU约65%的编码工作量。
作为家庭娱乐中心,Avivo可以连接机顶盒、家庭影院、笔记本电脑、LCD显示器、投影机和高清电视。
其实Avivo并不是一个单一的产品,而是一个平台的概念,在Avivo的概念中还可以包含更多产品。
[X1000系列显卡的划分]
X1000系列显卡主要根据管线数量,核心及显存频率,可以划分为X1300、X1600、X1800,X1300主要面向对游戏性能追求不是很高的用户,X1600主要面向主流市场,X1800主要面向高端用户。
[ATi X1300Pro整卡赏析]
作为X1000系列显卡低端的X1300Pro,从板型上来看并没有省略什么,整体做工用料也比较扎实,并没有看到因为是低端产品,而降低要求。火红的PCB颜色配以黑色散热器,整体视觉效果不错。显卡上不再是烟囱林立,少量的高品质铝壳电容已足以达到稳定显卡的目的。
拆掉散热器,核心上写着RV515,这颗核心虽然是X1000系列中低端的一款,但从它的技术指标与以往的显卡相比,还是非常强悍的。RV515核心内建了1亿2百万个晶体管,拥有4条Pixel Shader Pipelanes,2个Vertex engine,采用了全新构架的Shader engine与改良的内存控制器,可令性能大大提高。这款显卡的默认核心频率为600MHz,从其采用90纳米工艺来看,超频的空间还是很大的,且发热量有所降低。
显存部分,显卡使用了英飞凌-2.5ns DDR3颗粒,默认频率800MHz,正反8颗,容量256M,频率不是很高,具有一定的超频空间。作为一款低端显卡,拥有256M显存是非常好的,对运行一些大纹理场景的游戏,可以提升一定的运行速度。
虽然新一代的X1300核心采用90纳米核心工艺生产,但是这块显卡还是使用了纯铜打造的高品质散热器。功耗较低的核心配以高品质铜制散热器,为日后的超频提供了很好的支持。
[ATi X1600XT整卡赏析]
X1600XT显卡面向主流消费市场,作为X1000系列显卡的一员,X1600XT继承了很多优秀的技术,如:SM3.0、DX9.C等,管线数量频率及价格都有所降低。从外形上,X1300Pro和X1600XT很相近,都是采用了红色PCB底板,黑色散热器外壳。
Radeon X1600XT,核心标号为RV530的核心,默认频率为600MHz,使用90纳米工艺制造,完全支持Shader Model 3.0和最新的Avivo视频引擎,核心晶体管数量达到1.57亿个,具备12条渲染管线和5个顶点处理单元,支持Dual-link DVI输出。
显存部分,显卡采用了三星-1.2ns DDR3颗粒,容量为256M,默认频率1380MHz。从显存规格来看,显存的超频空间是很大的,不过由于现在对应的超频软件还没有跟上,所以现在还只能等待。
与X1300Pro一样,X1600XT显卡也采用了全铜质散热器,散热效果好过普通铝制散热器,加上高品质静音风扇。安装方式采用比较主流的螺丝衔接,安全牢靠。
[蓝宝石X1300标准版整卡赏析]
作为一款可以在市场买到的产品,蓝宝石X1300标还是非常受关注的,这几天在各种媒体的曝光率也很高,从读者的反应来看也是比较热烈,虽然其性能并不是非常强劲,但是799元的价格还是非常实惠的,而且这款显卡完全继承了X1000系列多种新技术。
蓝宝石X1300标,采用了蓝色PCB底板,整体外观符合蓝宝石产品一贯风格,这款显卡不仅价格便宜,还是静音版设计,对于大多数家庭用户来说,比较适合。散热片面积较大,覆盖了核心与显存,对显卡整体稳定工作有所帮助,而由于核心采用90纳米工艺,功耗和发热量都有所降低,静音版的设计是很不错的选择。
这款显卡核心采用了X1300标,默认频率425MHz,面向中低端用户。作为新一代的X1000系列显卡的一员,这款显卡同样是支持如:SM3.0、DX9.0C等新技术的。这些新技术对于更好的运行游戏都有所帮助,而且画面质量也有所提升。
显存采用了英飞凌-2.8ns DDR2颗粒,容量为256M,默认频率500MHz,显存位宽128bit。从显存规格来看是符合其市场定位的,由于现在还没有公开的超频工具,所以显卡超频空间还是一个未知。
[测试平台说明]
测试项目:
◎ 综合性能测试部分
● 3DMark03
● 3DMark05
◎ 游戏性能测试
● DOOM3
● FarCry v1.3
● Half Life 2
在测试平台的选择上,我们延续了测试X1800XT显卡的平台,根据X1600XT、X1300Pro和蓝宝X1300标的市场定位,我们选择了nVIDIA G6800Ultra 512M、nVIDIA G6600GT 128M、nVIDIA G6600LE 128M进行对比测试。
[驱动程序的选择]
驱动程序我们依然选择了全系列驱动ATi X1000系列8.183 Driver,作为一款测试版驱动程序,在性能等方面多少存在一些问题,不过我们还是可以通过测试来看看X1300、X1600显卡的性能潜力如何。
[综合性能对比测试:3DMark03 360]
在3DMark03测试中,X1600XT表现不俗,在未开启和开启特效的测试中都取得了不错的成绩。面向低端设计的X1300Pro和蓝宝X1300标,在这项测试中,表现也不错,在各个分辨率下都达到到了应有的性能。
[综合性能对比测试:3DMark05 120]
在3DMark05的测试中,X1600XT依然延续了3DMark03的表现,X1600XT在高核心和显存频率的支持下,虽然只有12管线,但是依然在这项测试中得到了很高的分数。由于对比测试的G6600GT和G6600LE显卡只有128M显存,所以在这项测试中,无法得到分数。
[游戏性能对比测试:DOOM3]
在DOOM3测试中,由于X1000系列显卡驱动的问题,在OpenGL中的性能表现不佳,所以在这项测试中的成绩有些偏低,X1000显卡推出的时间还不长,相信ATi很快就会推出新的驱动来解决这一问题。
[游戏性能对比测试:FarCry 1.3]
在FarCry的测试中,X1600XT表现不俗,在各种分辨率及未开启和开启特效的测试中,都领先于G6600GT显卡,这主要得益于X1600XT显卡超高核心及显存频率。
[游戏性能对比测试:Half Life 2]
在开启特效后的测试中X1600XT表现的非常强劲,大幅度领先于G6600GT显卡,这种优势随着分辨率的提升更为明显。而在未开启特效的测试中,X1600XT依然领先于G6600GT显卡,X1300Pro和蓝宝石X1300标也发挥出了实力,取得了不错的成绩。
[X1300、X1600今天与明天]
从性能上来说,X1600XT主要面向中端主流用户,价格也同样如此,通过我们测试发现,其性能要高于nVIDIA G6600GT。以往评定一块显卡的性能好坏,管线数量是一个非常重要的技术指标,而ATi X1000系列显卡完全打破了这种传统。最高端的X1800显卡也才只有16管线,X1600拥有12管线,X1300拥有4管线。X1000系列显卡全部采用了最新的90纳米制造工艺,在理论上可以将频率提升到600MHz以上,而从超高的频率来提升显卡性能,ATi走向了另外一条康庄大道。
虽然ATi X1000显卡拥有很多特点,但是由于显卡发布不久,驱动程序、游戏厂商支持等略显薄弱,所在一些游戏测试项目中,其得分不甚理想。不过,随着时间的推移,这些问题都会得到很好的解决,我们也将继续关注这方面。
X1000系列显卡发布不久,我们可喜的看到已经有显卡厂商开始推出相应的产品,今天测试的蓝宝石X1300标就是这样一款产品,从性能上来看其和X700基本持平,而X1300标很好的继承X1000系列显卡的新特性,如:SM3.0、DX9.0C等,作为新一代的显卡相比老卡在游戏下的表现更上一层楼。
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