| 出版日期：2000-01-10 总期号：891 本年期号：03 |
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gpu出击
从丽台nvidia geforce 256看第五代3d显卡新功能 王炳晨 3d世界新事不断，继s3率先发布了第五代3d显示芯片savage2000后，nvidia紧接着发布了geforce 256。这不但标志着pc领域最新一代的3d大战的爆发，更宣布了一个崭新的3d时代——gpu(graphics processing unit)时代的到来，它使我们pc用户首次有机会感受到图形工作站的3d效果。今天我们就借丽台geforce 256来向大家全面的展示一下它的风采，一起来体验geforce256的超强性能。 概 况 可能是为了尽早面市，丽台geforce 256采用了nvidia提供的公版设计，从选料到做工都很出色。比其前辈s320Ⅱ（tnt2）系列要好了很多，由于此卡全部采用贴片式器件，外观显得整齐、干净，的确体现了大家风范（只是布局并不十分紧凑，可能是由于公版设计的原因吧！）。板载的32mb显存选用的是etrontech 5ns的sdram显存，理论上可以工作在200mhz的频率下（如同高档的tnt2 ultra），但其实际工作频率只有166mhz，这就为广大超频爱好者留下了不小的“幻想”空间。 目前市场上的geforce256基本都配以sdr sdram，这主要是出于成本的考虑，当然丽台和其它一些geforce256厂商在近期也先后发布了ddr版的产品，性能要高出不少，价格自然也不会平庸，所以从性能价格比来说，sdr版本也许才是目前一般diy的最佳选择。丽台geforce256的核心频率为120mhz，完全遵守nvidia的规定，这里也还有油水可捞。我们得到的这款丽台geforce 256不但提供了常见的tv－out视频输出接口，还提供了dvi数字视频接口，以支持未来的数字平板显示器。当然丽台也有不带视频的版本供大家选择。 
在驱动方面，丽台重新修订了公版驱动，并为其提供了丽台惯用的驱动控制界面，安装、设置十分简单。特别是内建的“speed runner”超频工具，可以线性调节核心和显存的工作频率，非常便于超频。 测试平台的选择 针对geforce 256内建了“t＆l”的特点，我们为它选择了目前比较有代表性的3个测试平台，以便能在主频基本相同（整型能力基本一致），浮点能力差别较大的情况下，体现这块gpu的优势所在。 1. pentiumⅢ 500（主流配置）＋intel se－bx2。 2. athlon 500 (浮点性能突出)＋ giga 7ix。 3. amd k6－Ⅲ 475（105×4.5 浮点性能较差）＋ asus p5a。 这里特别要指出，由于现在支持4×agp的主板还没有成为主流，更是因为我们无法在3个所选平台上同时找到能支持4×agp的主板（主要是k6平台，目前还没有芯片组厂商表示会为其提供4×agp的支持），为了便于对比，我们决定在2×agp下进行所有的测试。不过，这将使我们的测试不能表现出4×agp快写模式的优势，特请读者注意。 其它相同配置为：128mb kingmax pc133内存、ibm 13.5gb（7200rpm）硬盘、三菱 rdf22x显示器。对比显卡我们选择的是帝盟 viper 770 ultra（tnt2 ultra），bios：2.05.01、驱动：detonator 3.53，以及3d lab的入门级专业显卡oxygen vx1（无glint处理器），bios：2.12、驱动：0684r。测试对象丽台geforce 256的bios为：10.01.1999。软件平台我们选用的是英文windows98se（2222a）＋dx7。显卡驱动我们选用的是nvidia最新的公版雷管驱动：detonator 3.53，但由于此驱动在athlon平台上不能稳定工作，所以我们在此平台上使用了nvidia专为athlon提供的雷管3.62，并加载了amd 750芯片组的445版agp补丁（注意：不加补丁性能会降低约30％）。此外，由于tnt2和我们测试用的asus p5a主板存在兼容问题，不能通过某些测试（特别是d3d测试），因而我们没能得到viper 770 u在k6－Ⅲ平台上的全部成绩，请读者谅解。 d3d测试工具 考虑到geforce 256显卡全面的3d性能，我们在测试工具的选择方面下了一番功夫。首先我们选择了常用的zd权威测试工具winbench99（1.1）和针对dx7而设计的3d winbench 2000（1.0）以及流行的d3d测试工具3dmark99 max，对此卡做基准d3d测试。这里由于文章篇幅所限，我们仅将有代表性的几项测试结果整理如下(见表1)。 在此测试中，我们看到丽台geforce 256的2d性能与tnt2 ultra相差不多，最大不过7％（k7平台上）。排除驱动程序等客观因素，它们基本处于同一水平，不过2d技术发展到今天这个地步，我们对它也没什么更高的要求了。 如前所述，由于这里没有利用到geforce 256的agp快写特性，可能会限制geforce 256的表现。而k6－Ⅲ在cpu mark和反映2d性能的business graphic mark上，都有上佳的表现，主要是由于我们在k6－Ⅲ 475中使用了105mhz的外频，高于其它平台标准的100mhz。3d winbench 2000测试的结果最能反映geforce 256真实的3d性能，在这项测试中，丽台geforce 256的确比tnt2 ultra高出了三成以上，即便是在浮点性能相对较弱的k6－Ⅲ 475上，丽台geforce 256的3d成绩仍然要高出tnt2 ultra（k7平台）30％以上。 在基于dx7的69项图像质量测试中，geforce 256的表现也非常突出，仅有凹凸贴图和两项抗锯齿功能不支持，比tnt2的4错/8不支持好了很多。而且其中抗锯齿功能在2.08以前的公版驱动中原本是可以打开的，但由于这对3d速度的影响过大，没有实用意义，因而nvidia在之后的驱动中去掉了它。看来只有等到明年voodoo 5出台以后，我们才有机会见到全屏抗锯齿的风采了。3dmark99 max的测试结果显示，在高分辨率下geforce 256的得分明显高于tnt2 ultra，尤其是在1600×1200×32位色、24位z－buffer下，geforce 256甚至比tnt2 ultra高了一倍还多，可见它强劲的d3d性能，这可还没用到t＆l呢！3dmark 2000 pro是一套真正基于dx7的测试工具，但由于驱动的问题，geforce 256在其中出现明显的错误，使得我们无法得到正确的测试结果，十分遗憾！ 游戏性能 作为主流市场，3d游戏是不可缺少的，但由于目前基于dx7开发的游戏还没有正式面市，因而我们没能找到一个适当的d3d游戏对丽台geforce 256进行测试。虽然nvidia专为geforce 256设计的几个demo能够很好地体现出它的各项特效，而且其逼真的效果，尤其是tree（偷偷告诉你个秘密，通过快捷键它能变成栩栩如生“摇钱树”呦！）的动态光照，bubble（水泡）的立方体环境映射，烟花爆破（particle）的粒子系统演示，的确令人叹为观止。但这种经特殊优化的demo对实际应用的意义很有限，因为短期内我们还很难见到能真正把这些特效完全发挥出来的游戏，毕竟游戏厂商不会将自己的产品限制在geforce 256上，和bump mapping一样，所以我们没有拿它们作为测试项目。为了能检验geforce 256在现有游戏中的表现，我们选择了经典d3d测试游戏turok Ⅱ和expendable（lite）。opengl游戏自然是选择最新的quake Ⅲ test（demo1.08），为了便于读者和以前的数据对比，我们也将提供quake Ⅱ（3.20）的成绩。在本次测试即将结束的时候，我们得到了quake Ⅲ最新的demo 1.09，它多边形的复杂程度明显提高，特别适合3d测试，所以我们也将其主要测试结果列出(见表2)。 在此测试中，我们可以清楚地看到，随着分辨率的提高，丽台geforce 256在3个不同平台上的表现逐渐接近，尤其是当分辨率超过800×600以后，3个平台测试结果的差距明显缩小。这主要是因为在低分辨率下，显示卡的像素填充率和多边形生成率都还远没有得到充分的利用，瓶颈在cpu的浮点运算能力上，所以会得到这样的结果。而超过了1024×768以上的分辨率，会逐渐发挥出显卡的3d能力，并逐步接近其极限能力。 在quakeⅢ test中，从1024×768 高品质模式开始，tnt2 ultra在3个平台的表现就已经十分接近了，说明这时已经接近tnt2的性能极限；而对于geforce 256，直到我们所能测试到的最高分辨率1600×1200，测试结果仍然有约10％的差距，表明geforce 256此时仍有一定的潜力。比较有意思的是，k6－Ⅲ平台上，geforce 256在高分辨率下的表现反而要略高于k7和pⅢ，这可能和我们在winbench 99中发现的k6－Ⅲ cpu mark（整型）突出有关，因为quakeⅢ测试的主要是多边形处理能力，而这正与cpu的整型能力有关。d3d游戏测试也得到了类似的结果，但geforce 256的优势就更加微弱了，这再次显示了在真正支持t＆l的游戏出现之前，geforce 256的威力只有在1024×768以上的高分辨率下才能得以显示。 专业性能 专业测试对全面展示geforce 256的实力也是非常重要的，为此我们还特意选取了专业测试工具indy 3d 3.0（支持3d now！和sse）、tirtanium 1.7以及spec的基准测试工具specviewperf （6.1.1）和specglperf （3.1.2）。这里我们仅简单将其结果列于表3中。其中k7平台下，我们无法完成对geforce 256的indy 3d 3.0中多边形生成率的测试，且该软件在此时对像素填充率的测试也出现了明显的错误，问题应该是出在驱动程序或是测试软件方面。从此测试结果中我们可以看出，像素填充率基本不受cpu的影响，而多边形生成率和经多次过滤处理后的像素填充率则和cpu浮点能力关系密切，在k6－Ⅲ上的结果只有其它两个平台上的1/3左右，即便是geforce 256也是一样。这证明在像素渲染和多边形生成引擎方面，geforce 256并没有什么本质的改变，只是将管线数量扩充至原来的2倍。 总的说来，geforce 256在专业领域性能的提高是相当显著的，多数测试成绩都比tnt2 ultra有了成倍的增长，有些成绩甚至超过了用来作对比的入门级专业显卡vx1的成绩，表明geforce 256已经完全具备进军专业市场的实力了。当然，这个成绩跟opengl对t＆l长久以来良好的支持也分不开。nvidia前不久又发布了一款专为专业opengl应用而进行了优化的geforce 256gl（quadro）3d芯片（可惜只供应elsa），以主攻专业市场，看来nvidia这回是要动真格的了！ 超 频 前面我们对丽台geforce 256的超频能力进行了一些理论分析，它实际的超频能力又如何呢？由于geforce 256本身的复杂程度，我们建议不要对它的超频性能抱有过高的期望。在我们的测试中，其核心频率最高可以从默认的120mhz提升到130mhz，显存从166 mhz升到195mhz。在pⅢ 500平台下其 quakeⅢ 1.09和用specviewperf测得的像素填充率的成绩如表4所示。其中仍然是在高分辨率下，性能提升明显，最大甚至有30％之多。 小 结 在3d速度和3d特效方面，geforce256的确有了较大幅度的改进，这远比tnt2和tnt之间的差距要大得多。但由于目前所用的测试工具（尤其是d3d测试游戏）大都还不能很好地支持geforce256众多的新特性，因而我们只能在高分辨率下看到一些性能的提高。在3d画质方面，geforce256同样也受到目前软件的限制，从而没能表现出明显的优势，相信这些随着新一代3d游戏，特别是基于dx7游戏的逐渐上市而得到改变。另外，从兼容性方面来看丽台geforce256做得也非常好，除在k7平台上需要特殊的驱动以外，它可以很顺利地安装在我们测试的所有平台上，这也是其前任tnt2所无法比拟的。 通过对丽台geforce256的完全测试，我们不但对nvidia 的geforce256有了较为全面的了解，更借此窥视到了新一代3d显卡的发展趋势。拥有了强劲的geforce256核心，再结合丽台多年专业图形加速卡的研发实力，我们测试的这款丽台geforce256的确可以算是动力十足。无论是d3d还是opengl都表现得非常出色，对hdtv和dvd的支持，更是符合今后多媒体视频应用的要求，这将使它成为集娱乐和专业3d制图于一身的新一代高性能3d显卡的代表。
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