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打造3D动力——GeForce2 Ultra和它的兄弟们
作者:朱云

  刚刚推出了GeForce2 MX的NVIDIA公司,在8月14日又出人意料地公布了最新也是最强大的GPU——GeForce2 Ultra。
  GeForce2 Ultra各项3D处理速度再创新高,达到3100万多边形/秒、10亿像素/秒(也就是20亿图素/秒),显示内存带宽也高达7.36GB/秒,最高分辨率是2048×1536/32bit。为了配合GeForce2 Ultra的面世,NVIDIA还专门推出了针对全系列产品的Detonator(雷管) 3驱动程序。
飞一般的GeForce2 Ultra
  业内总有人认为,NVIDIA及其竞争对手出于高利润的考虑,不会拿出最先进的技术制造产品,就像那些日本、韩国的家电企业一样。但代号为NV16的GeForce2 Ultra的出现,表明了NVIDIA的确与众不同,它决不允许对手或者自身有哪怕一个月的松懈,因为GeForce2 Ultra几乎使用了所有最先进的现有技术(尽管内部结构上与GeForce2 GTS并无不同之处):TSMC(台积电)最新的0.18微米生产工艺,让它跑到250MHz的核心频率,比GTS整整高了1/4;工作在230MHz下的64MB DDR SDRAM极品显示内存(相当于460MHz的SDR普通内存),不但比GTS高了约2/5,也比ATI的Radeon高了约1/4,明显缓解了迫在眉睫的显示内存带宽问题;为了在这样的高速度下稳定运行,NVIDIA甚至严格规定了GeForce2 Ultra显示卡的PCB设计和元器件规格,连散热措施这次都被标准化了——3D芯片用的散热片+风扇组合,所以几乎可以肯定,所有基于GeForce2 Ultra芯片的显示卡的性能将如同一个模子里倒出来的。
  GeForce2 Ultra虽然是目前最强大的GPU,但也不能不让发烧友们思考:刚刚上市没多久的GeForce2 GTS的风光能保持多久?想想下一代产品NV20/25还有多远?实际上竞争对手的产品不容忽视:3dfx的Voodoo5 6000有更高的像素填充率,仅因不支持T&L和DirectX 8规格的可编程明暗引擎,让它略微落后;ATI的双芯片显卡Radeon MAXX装有两片Radeon 256,性能惊人,只是近期可能难以上市,因为单芯片的Radeon才刚刚出现,而且很少有核心频率超过166MHz的。
幕后英雄Detonator 3
  不是总有人认为NVIDIA的驱动程序越做越慢吗?反例终于出现了,这次为了配合GeForce2 Ultra,NVIDIA新开发出Detonator 3驱动程序6.18版,不但能提升GeForce系列产品的性能达1/4之多,还能提高TNT2系列老产品的性能(程度低一些,但毕竟是免费的),最老的TNT则没有机会试用——如此的免费升级,如何能不同大家分享?!
  其实得到提升的不仅仅是表面的速度,如同当初GeForce2 GTS的5.22版驱动支持S3TC和FSAA。这次的6.18版主要优化了5个方面:首先是为i815系列主板和Pentium 4 CPU作了优化,支持SSE2最新指令集,让3D显卡跑得更快(当然是在将来啦);NVIDIA一向为人诟病的视频质量也得到了提升,为DVD和HDTV作了优化,尽管细微的差别难以察觉,但喜欢看影碟的朋友不妨一试;支持GeForce2 MX和Quadro2 MXR的TwinView双头显示和Digital Vibrance色彩调节功能;异步命令处理功能,让显示卡处理OpenGL的异步命令更得心应手,这是速度大幅提升的几个原因之一;最令人激动的进步是先进的顶点数据缓冲,以前有证据表明GeForce 256的几何与光照引擎之间的数据带宽不足,其实这就是存储在系统内存中的顶点数据,因为AGP传输带宽的紧张造成T&L性能受到了限制。现在NVIDIA的作法是让驱动程序决定顶点数据的存储位置,当显示内存带宽紧张时,就存储在系统内存中、使用AGP带宽,系统内存带宽不足时,存储在显示内存中、利用本地带宽。
  NVIDIA自从TNT开始使用统一结构的雷管驱动,现在的Detonator 3可以用于从TNT、TNT2系列到GeForce系列、Quadro系列的几乎全部产品,而GeForce2 Ultra还可以使用它推出以前的驱动程序。这种前向、后向兼容性相结合的特点,大大降低了升级不同NVIDIA显示卡的驱动程序的复杂性;也免除了用户寻找特定型号的公版驱动程序的麻烦(当然有不少板卡厂家仍坚持在公版驱动的基础上,开发单一型号显卡的驱动程序);更大的好处在于NVIDIA自身:公司只需要升级和维护一种驱动程序,容易精益求精,不必为各个产品分别配备开发团队——由于编写驱动程序的复杂性,每个团队甚至需要多达上百人的配备。
NV20与DirectX 8
  NVIDIA一直很自豪每6个月一次的产品升级速度。今年春天,NVIDIA推出的是GeForce 256的改进版GeForce2 GTS,不久后又有了简化版GeForce2 MX,按说9月份应该发布下一代产品NV20,明年春天再开发出NV25;可实际上推出的是“改进的加速版”GeForce2 Ultra,这种略有“偷换概念、拖延时间”的情况,让人不禁担心起NV20的命运来。
  现在几乎可以肯定,NV20将推迟到明年春天发表,NV25自然也延后到明年秋天同X-Box几乎同时上市。看看日历也不难理解这种猜测:不可能在GeForce2 Ultra公布后的1~2个月内推出革命性的下一代产品NV20,不然GTS和Ultra这两个型号都太短命了,不值得花费这么多的财力和人力。从3D芯片的结构上看也是相同的结论:目前显示卡速度的提升完全依赖更高档的显示内存,几个月内要找到速度比230MHz的DDR快得多的量产内存只怕十分困难。因此NV20很可能还必须采用类似于Videologic的KYRO/PowerVR的更节省带宽的结构,这种脱胎换骨的体系转移,需要比一般的产品升级更多的时间是理所当然的。NV20的内核比GeForce2系列的快得多,其复杂程度(并行度)至少要高一倍,这样必须有0.15微米的生产工艺才可能达到可以接受的200MHz工作频率,TSMC的0.15微米工艺也需要数月后才能上马量产。
  然而还有一个更重要的因素,就是NV20必须依赖和支持DirectX 8在3D处理流程上的优化和变革。由于DirectX 8仍未完全定型——目前的Beta1/2版相对7.X的速度提升并不明显(当然也因为软硬件的支持都几乎为零),稳定性也欠火候,能较好地利用其优势的游戏能在明年圣诞节上市就不错了。我们最期待的NV20特性是同DirectX 8紧密集成的可编程T&L引擎,还有更强大的NSR(NVIDIA明暗光栅化引擎),渲染时至少可以为每个像素绘制3重纹理以达到DirectX 8的最低要求。
GeForce/Quadro的兄弟们
  同改进版的TNT2系列一样,GeForce2系列产品众多,还要加上Quadro2系列的几种专业产品。
  从Detonator 3驱动程序的支持列表中,我们可以看到以下产品:GeForce 256、GeForce DDR和Quadro是即将被替代的老产品;GeForce2 MX是最便宜的主流产品,只有它和Quadro2 MXR支持TwinView和Digital Vibrance Control功能,可见NVIDIA对它的期望是成为下一个TNT2 Pro;GeForce2 GTS和GeForce2 Pro共用同样的驱动设置,面向的是热爱游戏又手头宽裕的玩家,还未正式公开的Pro版估计同TNT2 Pro类似,是GTS版工艺改进、成本降低的型号(估计是NV20的0.15微米工艺)。GeForce2 Ultra是目前的旗舰,目标市场是“不计成本、只要更快”的骨灰级玩家。Quadro2 Pro和Quadro2 MXR可以看作GeForce2 GTS和GeForce2 MX的专业版,多打开了一些专业功能,性能有所提高。
  正式发表不久的Quadro2系列性能指标如下:ELSA用Quadro2 Pro制造GloriaⅢ专业绘图卡,具有64MB工作于200MHz的DDR显示内存、达到6.4GB/秒带宽,核心频率250MHz达到3100万多边形/秒和10亿像素(20亿图素)/秒,我觉得整体情况可能更类似于未来的GeForce2 Pro,但价格“仅仅”是低于1000美元而已;ELSA用Quadro2 MXR生产SynergyⅢ专业3D卡,具有32MB工作于183MHz的SDR显示内存达到2.93GB/秒带宽(别指望DDR版的GeForce2 MX了,因为那是64位接口的DDR,同Matrox的G450一样徒增成本,而且驱动程序中已经删除了GeForce2 MX DDR的选项)。核心频率200MHz达到2500万多边形/秒和4亿像素(8亿图素/秒),总体性能比GeForce2 MX略高,说不定将来还有一款相同性能的GeForce2 MX Pro。
结 语
  从Riva128到目前的GeForce2 Ultra,NVIDIA在其产品研发过程中一直保持着良好的上升势头,TNT2系列已在市场占据了主动。强大的整体性能让人们从不怀疑它所能达到的高度,而且随着处理器向更高主频进军,可以预见NVIDIA仍是3D显示芯片中伟大的强者。

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