2005年最新芯片技术与产品综述(3)

来源：CHIP《新电脑》　作者：admin　责任编辑：admin　发表时间:2011-01-24 20:58　

核心提示：在游戏机领域，ATI的成绩并不逊于NVIDIA，它为Xbox 360定制的Xenos图形处理器被认为是一款革命性的产品，原因就在于它没有继续采用顶点渲染+像素渲染的传统结构，而是根据微软的要求采用全新的统一渲染架构。这两种

在游戏机领域，ATI的成绩并不逊于NVIDIA，它为Xbox 360定制的Xenos图形处理器被认为是一款革命性的产品，原因就在于它没有继续采用“顶点渲染+像素渲染”的传统结构，而是根据微软的要求采用全新的“统一渲染架构”。这两种架构的差异在于：前者的顶点渲染工作和像素渲染工作必须由专门的硬件单元完成，这也就是我们在GPU逻辑图中常见的“顶点着色器”(Vertex Shaders)和“像素着色器”(Pixel Shaders)的概念。微软认为此种架构存在灵活度不佳的弊端，即顶点着色器与像素着色器的运算资源无法共享，在很多时候会导致硬件的利用效率不佳。为此，微软对DirectX API进行了根本性的改革，并将它更名为WGF。WGF 1.0在DirectX 9.0c基础上进行了适应性改良，使之可满足Longhorn系统3D操作环境的需要。而WGF 2.0则采用统一渲染架构(Unified Memory Architecture，简称UMA)，将顶点渲染和像素渲染操作都交由通用的运算单元负责。微软计划在2007年开始在PC中启用该架构，不过自家的Xbox 360游戏机领先了一步。

ATI专门设计的Xenos便是这样一款采用UMA架构的图形处理器，它拥有高达48条的统一渲染管线。Xenos另一个亮点在于它采用独特的双内核结构，主内核负责处理大多数图形运算(统一渲染架构所指的便是主内核)，它采用台积电的90纳米工艺制造，芯片拥有2.56亿个晶体管，频率为500MHz。子内核则用于处理所有采样运算，包括色彩读写、混合，多重采样，Z轴运算等等，它同时包含10MB容量的嵌入式eDRAM。子内核由NEC提供，晶体管规模估计在1亿个左右，工作频率也是500MHz。

由这些特征可以看出，ATI Xenos与NVIDIA RSX/GeForce 7800GTX是两个截然不同的体系，尽管NVIDIA一直对微软的统一渲染架构不满，认为渲染单元的分离设计更加科学，但它未来将不得不屈从微软的影响力，至少针对PC的GPU产品必须如此。但在游戏机领域，NVIDIA和索尼仍将坚持自己的设计思想，毕竟这关系到游戏兼容的大问题。

AGEIA PPU物理处理器

2005年3月，AGEIA公司在GDC2005游戏开发者大会上推出了划时代的PPU物理处理器(physics processing units)，被称为本年度图形领域的重大技术创新。谈到PPU的概念，首先要了解GPU的来龙去脉。在3D技术发展早期，图形芯片只能完成常规的渲染操作，而关键的建模和光照运算必须以软件模拟的方式由CPU来完成，而NVIDIA在1999年8月推出的一款具有革命意义的GeForce256芯片，它具有硬件T&L引擎，可独自完成建模和光照运算，大大降低了CPU的负担，显卡的3D效能也获得了突飞猛进的提升！为此，NVIDIA创立了“GPU”的理念，ATI也很快跟进。不过，尽管GPU的出现让CPU负担减轻，但CPU仍需负责图形相关的物理运算工作，但由于CPU的通用性质，这些任务并非其特长。例如，在模拟石头从山坡滚下，并相互碰撞、反弹、急冲的场景时，Pentium D/XE和Athlon 64 X2等双核处理器可处理的石头数量只有800~1000块，受此制约，游戏开发商很难在游戏中实现宏大的场景。

而在AGEIA发布PPU物理处理器之后，这些问题迎刃而解。PPU专门负责图形相关的物理运算，由于它的专属性质，运行效能远高于通用型的CPU产品。在发布会上，AGEIA官方表示，在模拟石头滚落的场景时，PPU目前可处理4200块，若对驱动程序加以改进，将这个数字提高到32000块不是什么难事，这意味着可以在计算机屏幕上模拟万石齐发的宏伟场景！

在硬件规格上，PPU也颇为强悍，它拥有1.25亿个晶体管，复杂度超过现有的CPU。该芯片也是由台积电负责生产，但只是采用成熟的0.13微米工艺，芯片核心面积达到182平方毫米，功耗只有20W。PPU发布之后引起业界的强烈反响，十几家游戏公司明确表态将在游戏中支持PPU技术，其中包括Epic和育碧(Ubisoft)两家顶级的游戏开发商。硬件方面，作为板卡界巨头的华硕决定率先与AGEIA合作生产PCI接口的PPU扩展卡。当然，未来将转入PCI Express体系，由此形成“GPU-PPU-CPU”的三角协作关系。(责任编辑：admin)

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