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来自XGI显卡的主流攻势,Volari V8 Ultra

对于图形芯片领域来说,当年各厂商百花齐放的盛况仍旧让人怀念,3Dfx 、NVIDIA、3DLabs、ATi、Matrox、Rendition、S3、Cirrus Logic、Number Nine、ST Microelectronic

发布时间:2004-05-09 09:35        来源:        作者:吴东

对于图形芯片领域来说,当年各厂商百花齐放的盛况仍旧让人怀念,3Dfx 、NVIDIA、3DLabs、ATi、Matrox、Rendition、S3、Cirrus Logic、Number Nine、ST Microelectronics、Trident、SiS,甚至最后连Intel巨人也加入了这个行列。这么多的厂商,曾各自在市场上占据了一席之地。不过随着竞争加剧,大浪淘沙,这种情景早已一去不返,大部分厂商退出了市场,少部分转入低调,最终演变成了ATi和NVIDIA双雄并立的局面(我们暂且不算利用整合图形核心隐性占领大部分市场的Intel)。尽管ATi和NVIDIA的产品都很不错,但如果还能有别的选择,我想大家也不会排斥,只要选择的权利掌握在自己手里,多些选择总不是坏处。事实上,一些图形芯片厂商也一直试图重新加入这个战团,但因为ATi和NVIDIA实在是太强大了,要想在他们之间夺得一片属于自己的天空实属不易,Matrox、3Dlabs、Trident、SiS都曾做过尝试,但没能成功。现在,一个新的挑战者又出现了,那就是XGI。

一、来自XGI的新挑战
其实用“新”字来形容XGI可能并不是很合适,因为他是由SiS的图形部门独立而成的,而且成立后不久又将历史更为久远的Trident并入,只要你对图形芯片的发展历史有一定了解,应该说对这两个主要组成部分都不会感到陌生。SiS和Trident这几年在图形芯片领域战斗得相当艰苦,两家联手,积聚力量,也不失为一个良策。XGI这几个字母的含意是“eXtreme Graphic Innovation”,从中可以看到公司的志向和对自己的期望。因为有SiS和UMC(联华电子)的支持,XGI对自己的发展颇具信心,他计划在2005年获得大幅赢利,而到2007年则要成为业界领先的图形芯片厂商。

XGI成立后的第一个动作就是推出Volari系列图形芯片,由高到低包括Volari V8、Volari V5、Volari V3和Volari XP5(面向移动市场)这4种不同规格的核心,由此又另外派生出Volari V8 Ultra、Volari Duo V5和Volari Duo V8 Ultra三款更高档的产品。除了面向移动市场的Volari XP5和定位低端的Volari V3这两款产品仅支持DirectX 8.1,其它Volari家族成员均支持DirectX 9,XGI通过对这些产品进行调配来覆盖高、中、低端市场。其中Volari V8(以下简称V8)核心无疑是最令人感兴趣的,毕竟它代表了XGI目前的最高技术水平,XGI由它发展出了Volari Duo V8 Ultra和Volari V8 Ultra这两款具体的图形卡产品,而Volari Duo V8 Ultra因为使用了双V8芯片协同工作尤其引人注目。在图形卡的发展历程中,使用双芯片的产品并不多,比较知名的有ATi的Rage MAXX、3dfx的Voodoo 5 5500以及Quantum 3D的一些产品(暂且忽略Wildcat“野猫”那类专业级产品),但是很可惜这些产品都没有太大的发展,毕竟使用双芯片导致的成本问题不好解决,希望Volari Duo V8 Ultra并不是XGI的权宜之计!

Volari系列芯片均使用0.13微米工艺制造,因为XGI具有UMC支持的背景,当然这部分就理所当然的由UMC负责了。目前XGI主推规格最高的V8,我们也主要就它进行介绍。V8的晶体管数量达到了1.1亿,从数量上来说与ATi Radeon 9800 XT的R360核心(1.1亿)、NVIDIA GeForce FX 5950 Ultra的NV38核心(1.3亿)属于一个数量级。在基本规格上,V8具有T&&L引擎和8条渲染流水线,后一点显得相当高档的,不过在现在很重要的Vertex Shader和Pixel Shader方面,2个Vertex Shader、4个Pixel Shader的设计还不能与R360(4个Vertex Shader、8个Pixel Shader)和NV38(3个Vertex Shader、8个Pixel Shader)相比。V8在显存结构方面具有128bit的显存位宽,具体由4个32bit的显存控制器联合构成,这点上也不如R360和NV38的256bit显存位宽,仅和中档的RV360和NV36相当。不过XGI有他的解决方案,那就是前面提过的Volari Duo V8 Ultra,通过双V8芯片协同工作,这样就共同实现了Vertex Shader和Pixel Shader数量的倍增和256bit的显存位宽,同时还具有了16条渲染流水线,这点可说无与伦比。在支持的显存规格上,V8同时支持DDR与DDRⅡ这两代产品,XGI可根据不同情况让它们分别与V8配合,强调性能时使用高频的DDRⅡ显存,需要照顾成本时就使用普通的DDR显存。

二、Volari芯片的主要技术特性
Volari系列主要具有BitFluent、Broadbahn、TruShader、Cipher和ColorAmp五个核心技术。

我们先来看看“BitFluent”桥接技术,它就是Volari Duo V8 ultra实现双芯片架构的技术基础。Volari Duo V8 ultra拥有两枚V8芯片,两者之间采用主副芯片的模式工作,主芯片直接连接AGP 8X总线,副芯片通过BitFluent技术(也称X-link)与主芯片进行桥接。BitFluent技术可以提供32bit的传输位宽,工作于133MHz,传输带宽达到2.13G/s。Volari Duo V8 ultra的主芯片和副芯片通过自己的显存控制器独立地与帧缓冲交换数据,各自负责一部分帧的渲染,同时工作,其中主芯片处理完的部分可以直接输出给显示器,但副芯片处理完的部分需要先通过BitFluent技术传输给主芯片,再输出给显示器。因为BitFluent技术那2.13G/s的传输带宽比较有限,所以一定程度上会影响Volari Duo V8 ultra的性能发挥。

“Broadbahn”技术也是为Volari Duo V8 ultra的双芯片架构服务的,它让两枚V8芯片各自具有的128bit显存位宽组合在一起实现256bit显存位宽,这样就实现了显存带宽的倍增。除此之外,Broadbahn技术对于Volari Duo V8 ultra进行多任务处理也是有好处的,它协调多个显存控制器与显存进行数据交换,尽量不互相干扰,比如利用多显示功能,玩游戏的时候在另一个显示器同时进行视频播放。需要注意的是,这种由双芯片构成的256bit显存结构,因为数据要分别存储在不同芯片的帧缓存中,没有单芯片的256bit显存结构的传输效率高。

V8对于DirectX 9的支持由“TruShader”技术来实现。借助“TruShader2.1 ”引擎,V8可以完全实现硬件支持Vertex Shader和Pixel Shader,不像以前的Xabre,Vertex Shader部分要依靠CPU运算来模拟实现。而且TruShader2.1 引擎对于Vertex Shader和Pixel Shader的版本均能支持到2.0,也就是符合DirectX 9标准。目前的市场上,不支持DirectX 9的产品正逐渐淡出,所以XGI当然要让自己的主流产品具有足够的竞争资本来切入市场。

视频播放一直是以往SiS的图形芯片的强项,所以现在XGI理当会在Volari系列上保持这一优势。Volari集成的视频处理单元具有XGI称之为“Cipher”的技术,与现在流行的Bob和Weave模式相比,它可以进一步提高各类视频播放的画质。Volari系列还具有“ColorAmp”技术,它通过使用专有的算法来对各类图像进行分析,然后自动调节色彩度和Gamma值,从而显示出更精确的色彩和亮度表现。

三、“反应堆”引发图形动力
图形芯片的硬件设计最终需要高效的软件驱动来具体体现其实力,Volari的对应驱动被XGI命名为“反应堆”(Reactor)。给驱动起个响亮的名字早已不令人感到新鲜,NVIDIA的“雷管”驱动和ATi的“催化剂”驱动都早已为大家所熟知。其中雷管驱动应算是最成功的例子,虽然已经功成身退,但它对于NVIDIA系列图形芯片的巨大贡献毋庸置疑。雷管、催化剂、反应堆,这几个词都有能够引发巨大动力的含义,反应堆驱动能不能做到名副其实还需要后续的实际测试来检验。

驱动内除了一般常见的各种调节项,还直接内置了核心和显存的超频功能,对这个有兴趣的人可就方便了,而不需要再通过特别程序激活或是依靠第三方软件进行调节。另外,驱动还具有控制图形卡风扇转速的能力,XGI称之为V-Drive,在我们大多数时间应用的2D模式下,图形芯片采用低频率运行,温度功耗也随之大幅降低,这时风扇能够减慢甚至停止运转,从而降低工作噪音。因为V8内置了负责温度监测的元件,通过驱动我们可以及时地了解它的温度情况,还可以设置报警温度,这部分与NVIDIA的驱动比较相似。

除了硬件性能的发挥,对于运行各种游戏的实际画面表现和兼容性也是反应堆驱动需要特别注意的重要方面。如果光是速度快,游戏的实际画面表现不好,那显然不能让用户满意。如果兼容性有问题,画面错误甚至导致系统不稳定,那更是会令人头痛不已。要想消除这方面的问题并不简单,除了要得到游戏开发商的大力配合,XGI自己也需要针对自身产品进行长时间的测试,这是个艰苦的过程,但又是必须跨越的。NVIDIA和ATi都经历过这个过程,现在轮到XGI了。

四、近距离接触Volari V8 Ultra
Volari Duo V8 Ultra虽然是XGI最高档的产品,但预计实际图形卡售价大约在1600元,这对于大多数用户来说显然不容易接受,所以面向主流市场的Volari V8 Ultra才应该更受到关注。Volari V8 Ultra图形卡大致在800 元左右,应该还是不算高不可攀的,我们这次也将就它进行测试。

我们拿到的这块Volari V8 Ultra图形卡的V8核心频率工作在350MHz ,采用FC-BGA封装,为核心提供散热的是铜质的散热器,散热器的鳍片比较密集,应该可以提供不错的散热效率。实际运行时,因为风扇的转速(4000rpm)较高,导致工作噪音很大,这点显然不让人满意。虽然V8可以支持DDRⅡ显存,但这块Volari V8 Ultra图形卡采用的是DDR显存,规格为2.5ns的现代芯片,工作频率为350MHz(DDR等效700 MHz),没有配备散热片。Volari V8 Ultra需要外接电源才能保证稳定运行,这倒不算奇怪,我们在ATi和NVIDIA的图形卡上已经司空见惯。该图形卡集成了SiS 301MV芯片,与V8核心配合,共同提供完整的DVI数字输出、D-sub模拟输出和S端子视频输出,配合起来可支持多种双头显示功能,这种解决形式与SiS以前的Xabre芯片是一样的。

介绍完Volari V8 Ultra的基本情况后,还是用实际测试来了解它的具体表现。无论从市场价格,还是XGI本身对Volari V8 Ultra的定位,它都是大致对应GeForce FX 5700、GeForce FX 5600、Radeon 9600 Pro和Radeon 9600这个档次的产品,所以我们就把它们与Volari V8 Ultra进行性能上的对比测试。在测试方式上,我们仍坚持基准测试软件和实际游戏相结合的方式进行,除此之外,我们还利用测试过程对Volari V8 Ultra运行各种游戏的实际画面表现(也包括开启全屏反锯齿和各向异性过滤的效果情况)和兼容性进行考察。

五、测试平台

CPU:Athlon XP 3200+
主板:nFORCE 2 Ultra 400
内存:两条256MB“金士顿”DDR400
硬盘:西部数据 WD2500JB 250GB
操作系统:英文Windows XP + SP1 + DirectX 9.0b
主板驱动:NVIDIA nForce_3.13版WHQL驱动
显示驱动:ATi“催化剂”04.3版WHQL驱动
NVIDIA ForceWare 56.64版WHQL驱动
XGI“反应堆”1.01.51版WHQL驱动

六、测试结果

1.基准软件测试――3DMark2001SE
在基准测试软件中,我们首先按惯例进行3DMark2001SE的测试,每次测试图形卡Direct 3D方面综合性能表现时,它仍是必定出场的。3DMark2001SE的测试场景都是模拟实际游戏,其得分可以反映图形卡在现在流行的DirectX 8应用中的表现,还是很具实际意义的。Volari V8 Ultra的成绩还算不错,超越GeForce FX 5600和Radeon 9600,已经达到了Radeon 9600 Pro的水平,但还小幅落后于GeForce FX 5700。据观察,Volari V8 Ultra的渲染画质有些偏暗,感觉有些发黑的样子,其品质还不够理想。

2.基准软件测试――AQUAMARK 3
由Massive Development开发的AQUAMARK也是一个著名的Direct 3D类系列测试软件,2年前问世的第一代AQUAMARK就引起了业界的广泛关注,它成功地向世人展示了DirectX 8的华丽效果。到了向DirectX 9转移的时代,AQUAMARK 3又应运而生来满足新的需求。AQUAMARK 3采用了名为“krass”的图形引擎,该引擎实际画面效果相当绚丽,并被应用于实际游戏AQUANOX 2中。在AQUAMARK 3测试中,Volari V8 Ultra的成绩好得令人吃惊,击败 Radeon 9600和GeForce FX 5600当然不在话下,就连Radeon 9600 Pro和GeForce FX 5700也被远远地甩下了。看来Volari V8 Ultra的V8核心具有8条渲染流水线的优势得到了展现,毕竟对手均只有4条渲染流水线。遗憾的是,在AQUAMARK 3测试的部分场景中,Volari V8 Ultra的画面仍存在一点贴图错误。

3.基准软件测试――3DMark03
3DMark03是3DMark2001SE的正统继任者,它更加倾向于体现图形卡在DirectX 8.1和DirectX 9类游戏应用中的表现,所以其测试项的画面也更加华丽。3DMark03的测试结果一度引起了很大的争议,为此其开发公司推出了340版本,以便维护3DMark系列测试成绩的权威性。Volari V8 Ultra在这个测试中的成绩仍领先于Radeon 9600和GeForce FX 5600,但与Radeon 9600 Pro和GeForce FX 5700相比仍有一定的差距。Volari V8 Ultra的图像仍存在颜色黯淡的现象,而且有轻微的材质模糊和细节丢失,一些色彩过渡的部分还不均匀,个别画面存在一些小错误。

4.实际游戏测试――Unreal Tournament 2004
Unreal Tournament 2004(虚幻锦标赛2004)是刚发布不久的一款第一人称射击游戏。作为Epic Games公司的看家大作Unreal系列的最新作品,Unreal Tournament 2004在图形引擎方面并没有太大改变,只是对原来Unreal Tournament 2003的图形引擎加以了强化和改进,3D建模更加精细,武器射击时的效果更为夸张,鉴于Unreal Tournament 2003的图形引擎已经不错了,所以Unreal Tournament 2004的画面效果当然也是令人满意的。Volari V8 Ultra在这个新游戏中的表现不太好,明显落后于Radeon 9600和GeForce FX 5600,当然更无法与Radeon 9600 Pro和GeForce FX 5700相比了。

5.实际游戏测试――Colin McRae Rally 04
现在的广大游戏玩家中钟情于赛车竞速类游戏的人为数不少,我们使用Codemasters公司的Colin McRae Rally 04 来考核各款产品在这类游戏中的表现。作为刚刚问世的新款拉力赛模拟游戏,Colin McRae Rally 04由之前广受好评的Colin McRae Rally 3改进而来,它在画面品质上虽改进不多,但强化后的画面表现还是很优异的,该系列一贯精彩的竞赛模式和对驾驶的真实模拟也都得到了很好的保留,并得到进一步扩展。Colin McRae Rally 04的情况与Unreal Tournament 2004有些相似,Volari V8 Ultra的表现不好,明显落后于GeForce FX 5600,与Radeon 9600相比差得更远。特别是速度最快的Radeon 9600 Pro,比Volari V8 Ultra快了一倍以上。

6.实际游戏测试――RalliSport Challenge
RalliSport Challenge也是一款赛车竞速游戏,因为是由Microsoft发行,所以在国内一般被称为“微软拉力”。它对DirectX 8支持得相当好,画面表现相当出色,游戏中不仅环境设计逼真,场景描绘精细,对赛车本身也制作得相当绚丽,因此其视觉效果曾名噪一时(如果使用的图形卡不支持DirectX 8,那画面会有很大的“缩水”)。RalliSport Challenge对图形卡的要求不低,如果画质设置较高,出现不流畅现象并不奇怪,至于它的游戏性就是个见仁见智的问题了。Volari V8 Ultra的表现有“恶化”的趋势,大幅落后于GeForce FX 5600,如果与Radeon 9600相比速度还不及一半。

7.全屏反锯齿测试
全屏反锯齿技术(FSAA)目前仍是提升游戏画质的好方法之一,但对于以往的图形卡而言,开启它往往会导致游戏运行速度的大幅下降,以至于不能获得用户的广泛使用。随着图形卡技术的进步,它也逐渐具有了越来越广泛的实际意义,因此我们也考察了Volari V8 Ultra在4X全屏反锯齿模式下的性能表现。我们使用Unreal Tournament 2004进行这方面测试,Volari V8 Ultra在开启4X全屏反锯齿后速度下降非常大,基本上可以说是减半了,这个下降幅度远大于NVIDIA和ATi的产品。目前Volari V8 Ultra的全屏反锯齿采用的是超级采样的算法,这会消耗大量的资源,所以性能下降非常大。以往NVIDIA和ATi的产品也曾采用过超级采样的算法,但后来有了自身的特殊算法后就弃之不用了,而XGI还没有度过这个过程。从全屏反锯齿的效果来看,Volari V8 Ultra也表现得不好,画面中的某些文字变得有些模糊了,而消除锯齿的效果也不够明显,XGI在这方面还需要大力的改进。

8.各向异性过滤测试
各向异性过滤(Anisotropic Filtering)技术可以显著地改善某些情况下的材质模糊问题,图形卡如果支持该技术无疑可以进一步地改善游戏画质,但开启它往往会带来运行速度上的损失,这点与全屏反锯齿技术对速度的影响有些类似,不过新一代的图形卡已经大大改善了这方面的表现。测试使用4X各向异性过滤模式,游戏仍选用Unreal Tournament 2004,结果与全屏反锯齿性能测试中的情况类似,Volari V8 Ultra在开启4X各向异性过滤后速度下降了一半以上,这点与NVIDIA和ATi的产品有着很大的差距。在各向异性过滤的效果上,Volari V8 Ultra不够理想,应该说对于改善材质的模糊问题还是有一定成效的,但还很不够,材质之间过渡不自然的现象仍比较明显,没有真正达到进行各向异性过滤处理的目的。

9.实际游戏测试――Tomb Raider:The Angel of Darkness
目前使用DirectX 9技术的Direct 3D类游戏很受注目,因为目前这类游戏还比较少。具有多年历史的Tomb Raider系列可谓名声显赫,拥有数量众多的拥护者,而Tomb Raider:The Angel of Darkness(古墓丽影之黑暗天使)也称古墓丽影6代,因为支持了DirectX 9再次受到广泛的关注。在这个测试中,Volari V8 Ultra的情况非常令人惊讶。在1024×768分辨率下,它的速度比Radeon 9600和GeForce FX 5600都快不少,当然还不如Radeon 9600 Pro和GeForce FX 5700。但当分辨率上升到1280×1024后,Volari V8 Ultra的速度急速下降,成绩还不到其它对手的一半,这种情况显然不正常,估计是驱动的问题。

10.实际游戏测试――Prince Of Persia
Prince Of Persia(波斯王子:时之沙)是一款第三人称视角的动作游戏,作为UBI(育碧)“波斯王子”系列的最新作品,发布后获得了不少好评。游戏中玩家可以使用多种武器,动作也十分丰富,玩起来感觉很爽快。这款游戏使用了新开发的Jade引擎,画面效果比较华丽,而且要求图形卡必须要支持DirectX 8才能运行它。从近期推出的一些新游戏看,这类抛弃DirectX 7图形卡的游戏正呈现日趋增多的趋势,所以买块至少支持DirectX 8的图形卡非常必要。Volari V8 Ultra的表现没有多少起色,再度明显落后于Radeon 9600和GeForce FX 5600。

11.实际游戏测试――Call Of Duty
最后我们使用Call Of Duty来测试各款图形卡在OpenGL类游戏中的表现。该游戏中文名称一般称之为“使命召唤”。这款游戏以二次世界大战为背景,因为开发者Infinity Ward的成员基本就是开发名作Medal of Honor(荣誉勋章)的原班人马,所以对于这种二次世界大战题材的射击游戏具有极丰富的经验,操作起来自然是驾轻就熟。Call Of Duty采用了改进后的Return to Castle Wolfenstein(重返狼穴)的3D引擎,画面表现优秀,而且很注重烘托战场气氛,给人以身临其境的感受,整体素质相当高,是一款制作极为优秀的第一人称射击游戏。看来Volari V8 Ultra在OpenGL游戏方面表现还不错,它大幅领先Radeon 9600,并微幅超越了GeForce FX 5600,已经非常接近Radeon 9600 Pro,但与GeForce FX 5700相比还有明显差距。

七、编辑点评
关于Volari V8 Ultra的测试结束了,我们该怎么评价它呢?在性能方面,Volari V8 Ultra的表现起伏不定。一些测试成绩还算不错,超过Radeon 9600和GeForce FX 5600这些既定目标;但到了实际游戏中,其速度就显著的慢了下来,而且与Radeon 9600和GeForce FX 5600的差距还不小,综合来看还不具有和它们对抗的实力。从Volari V8 Ultra的硬件规格来说,它与Radeon 9600和GeForce FX 5600相比是占据优势的,尤其是8条渲染流水线的设计,比Radeon 9600和GeForce FX 5600多一倍,但目前这种表现就有些令人失望了。导致这种情况有两个可能,一是Volari V8 Ultra本身硬件的运算效率较低,另一个就是因为XGI的驱动还不够成熟,没能发挥出硬件本身具有的潜力。我们希望是后一种情况,毕竟Volari系列问世的时间还不是很久,而XGI在这方面的经验还远不能与nVIDIA和ATI相比,他还需要更多的时间。在3D画面的品质方面,Volari V8 Ultra还存在一些问题,比如整体画面偏暗,某些情况下的材质模糊和细节丢失,色彩过渡不均匀,个别画面存在错误,整体水平与nVIDIA和ATI的产品存在较明显的差距,这也需要通过调整驱动来改正。至于全屏反锯齿和各向异性过滤技术的运用,XGI还不能很好的掌握,无论是开启后对速度下降的控制还是具体的效果都不理想,需要通过改进驱动中的相应算法来解决。

总之,目前Volari V8 Ultra的各方面都还不够成熟。我们期盼着XGI能够通过不懈的努力来改进自己的产品,让它尽快真正成为一个对用户来说价廉物美的好选择。这个过程可能并不短,而且也不容易,但却是XGI必须要克服的,因为每一个成功的图形芯片厂商都必须经历这一艰苦的过程,nVIDIA和ATI就是如此,请XGI继续向这两大高手挑战吧!
(责任编辑:尘土

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