| 出版日期：2004-12-27 总期号：600 本年期号：50 |
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TurboCache：颠覆低价显卡概念
NVIDIA发布GeForce 6系列低端新成员 徐福 2004年12月16日，NVIDIA公司推出加载了TurboCache技术的NVIDIA GeForce 6200图形芯片。NVIDIA TurboCache技术是一项新的、已获得专利的硬件和软件技术，可支持GPU直接利用系统内存进行渲染，而不需要使用显卡上的本地内存。NVIDIA TurboCache技术降低了系统对板载内存的要求，借助这项技术，系统制造商能够为用户提供以往的经济型产品难以企及的更出色的图形性能和先进的处理能力。 
GeForce 6200系列新成员 NVIDIA新的GPU被称为GeForce 6200 with TurboCache（简称GeForce 6200TC，如图1），基于NV44核心。而之前发布的GeForce 6200则基于NV43V核心。NV43系列核心设计的像素渲染流水线为8条，而GeForce 6200，也就是NV43V只是屏蔽了其中一半而已。而NV44核心的设计就是4条像素流水线和3个顶点处理单元，晶体管数量为7700万个，远少于NV43V的1.45亿个，核心的面积和封装后的芯片尺寸（约2cm见方）也小于NV43V。可以说，虽然同为GeForce 6200系列，GeForce 6200TC才是真正针对低端市场设计的产品。GeForce 6200TC当然也具备Shader Model 3.0、NVIDIA PureVideo等先进规格。 除了启用成本更低的新核心，GeForce 6200TC的新关键点就是TurboCache技术。TurboCache的精髓就是可以直接使用系统内存（主存）进行渲染，而传统显卡的这一工作必须在显卡的显存上进行。由于可以充分利用主内存，采用TurboCache技术的显卡的本地显存（显卡板载）可以很小，在需要的情况下调用系统主内存即可，使用完毕后显卡再释放主内存，不会明显影响系统的整体性能。GeForce 6200TC最少可以搭配16MB/32bit位宽的本地显存（如图2），可选的方案还有32MB/64bit、64MB/ 
64bit（如图3）。即使放下TurboCache的原理、效率不谈，显存容量只有上个世纪显卡水平的GeForce 6200TC最显著的特点就是大大节省了显存的成本，可以想像这样的产品在未来的价格竞争力。 
根据板载显存方案的不同，GeForce 6200TC可以调用的系统内存也不相同。16MB和32MB本地显存的GeForce 6200TC在调用系统内存之后，可以获得等效于128MB显存的效果；64MB本地显存的GeForce 6200TC在调用系统内存之后，可以获得等效于256MB显存的效果。为了正确地向消费者传达GeForce 6200TC显卡的信息（包括板载显存和等效显存），NVIDIA制定了复杂的命名方案，三种显存档次的产品分别命名为： GeForce 6200 with TurboCache supporting 128MB, including 16MB of local TurboCache GeForce 6200 with TurboCache supporting 128MB, including 32MB of local TurboCache GeForce 6200 with TurboCache supporting 256MB, including 64MB of local TurboCache 为了避免普通消费者“显存越大越好”的传统观念影响GeForce 6200TC的销售，NVIDIA在命名中首先强调等效显存的容量，并将板载显存以“Cache”相称。三种规格显卡上市初期的参考价格分别为79美元、99美元和129美元。 TurboCache 很显然，TurboCache的诞生首先应该与PCI-E总线联系起来。目前用于显卡的PCI-E x16接口可以提供双向8GB/s的带宽，如此巨大的带宽已经可以于传统中低档显卡的显存带宽相提并论。因此，显卡与系统内存交互的接口瓶颈可以认为得到了解决。充分利用新一代接口PCI-E的带宽优势，充分利用主内存，是TurboCache最浅显的出发点。 除了接口带宽，TurboCache在利用主内存方面也有突破。在AGP接口时代，我们就知道AGP标准有一个功能叫做DIME（Direct Memory Execute，直接内存执行）。通过这个功能，显卡能直接对放置在内存中的纹理进行操作。但问题的关键在于，DIME只允许显卡在系统内存中存放纹理数据，却无法在内存中操作帧缓存，而帧缓存才是操作最频繁的部分。对集成显卡而言，它们也必须在系统内存中划定专用的帧缓存，这部分内存是不会被释放的。最后，考虑到AGP总线的带宽，DIME发挥的作用也受到了限制。 NVIDIA的Tubro Cache技术在GPU中增加了MMU（内存管理单元）。MMU这个单元能够对各种帧缓存、纹理的存放进行调度。对于GPU来说，MMU是“透明”的，它与像素渲染流水线平行，GPU直接向MMU发出寻址指令，MMU可以自动在本地显存和系统内存中操作数据。由于可以同时对显存和内存进行操作，我们甚至可以将显存和内存的带宽看做是“捆绑”在一起的，这与传统的显存和内存的数据相互拷贝、本地操作的效率也要高的多。 必须强调的是，TubroCache未必仅在PCI-E接口上有效。NVIDIA已经规划的NV44A便是原生AGP接口的产品。但为了保证性能，NVIDIA在明年初发布GeForce 6200的AGP版时，预计仍首先采用NV43V+HSI桥接的方式。 PCI-E时代低价显卡新格局 GeForce 6200TC是NVIDIA GeForce 6系列当中真正的一款面向入门级用户的产品。GeForce 6200TC独特的显存配置方案重新定义了入门级独立显卡的性价比，用更低的价格获得全部的主流特性和不错的性能（GeForce 6200TC的3DMark03得分依规格不同，在2300～29xx分之间）。从性能和价格（成本）上看，GeForce 6200TC都对ATi RADEON X300系列构成了威胁，后者是ATi的入门级PCI-E显卡。 在PCI-E时代，充分利用系统内存，降低入门显卡的成本是一个很不错的思路。NVIDIA已经将其付诸实施，虽然GeForce 6200TC的入门价格仍近80美元，与目前定义的“入门级”显卡还有一定差距。我们也应该看到，以往没有任何一款具备所有前卫特性的显卡在发布之初就能达到这样的价格。有厂商透露GeForce 6200TC的FOB价格在50美元左右，这足以证明这款新产品的杀伤力。随着PCI-E系统的普及和新品上市的蜜月期结束，大幅节省了显存成本的GeForce 6200TC将重新洗牌目前600元以下显卡的格局。 TubroCache在笔记本电脑市场也将大有作为。GeForce Go 6200较低容量的板载显存除了降低成本，还将降低笔记本电脑上宝贵的空间和能耗。仅有一两颗显存的GeForce Go 6200显卡很容易做成MXM-Ⅰ规格模块。NVIDIA甚至可以将小容量的显存和核心封装在一块MCP芯片上（如图4）。 
ATi在近期能否推出基于类似思路、大幅度降低显存成本的产品？从前段时间ATi推出的整合芯片组Xpress 200（RS480）看，它可以板载32MB帧缓存实现UMA+SidePort的方式，最多可以调用128MB主内存。同时，ATi也提出了HyperMemory技术提高内存的访问效率。因此我们认为ATi推出32MB板载显存的显卡是可能的。虽然目前ATi陷于被动，但离PCI-E普及到低端市场还有一些时间。 |
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