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引入DirectX 10时代：AMD的首代DX10显卡R600

　　要说其AMD-ATi的R700架构，我们就得先从AMD的首代DX10显卡Radeon HD 2900XT说起。R600最大的革新莫过于支持了当时最新的DirectX规范DirectX 10，它引领AMD-ATi首度进入了DX10的3D世界，而R600的统一核心架构如何呢？我们下面先来回顾。

　　DirectX 10最大的革新就是统一渲染架构（Unified Shader Architecture）。在过去，GPU架构是沿用分离式渲染架构的，如NVIDIA的G71和ATI的R580都是采用这样的架构，顶点渲染和像素渲染各自独立进行，而且一旦当架构确定下来，顶点和像素shader单元的比例就会固定下来。微软认为这种分离渲染架构不够灵活，不同的GPU，其像素渲染单元和顶点渲染单元的比例不一样，大大限制了开发人员自由发挥的空间。不同的应用程序和游戏对像素渲染和顶点渲染的需求不一样，导致GPU的运算资源得不到充分利用。微软在DirectX 10中提出了统一渲染架构，在通用和独立的shader单元中可以执行不同的shader程序，包括vertex、pixel和在DirectX 10中首次提出的geomery shader。

Radeon HD 2900XT 核心架构图示

　　而随着DirectX 10的发布，微软还为大家带来了新的Shader规范——Shader Modle 4.0。Shader Modle 4.0无论是vertex还是pixel指令，最大指令长度相当于Shader Modle 3.0的128倍（64K），越长越复杂的指令可以产生越真实的画面，Shader Modle 4.0的寄存器也激增到4096个，Constant寄存器采用16×4096阵列。input寄存器采用16/32规格等，上述指标都比以前的DirectX有明显的改进。Shader Modle 4.0允许程序员在渲染物体时使用128个纹理，而DirectX 9只提供4/16规格，更多的纹理意味着物体表面精度更真实，游戏开发者拥有更广泛的选择。

AMD-ATi R600核心流处理器结构示意图

　　我们知道，在进入DX10时代，流处理器已经成为影响一张显卡3D性能的最重要参数，根据AMD-ATi R600的架构参数来看，Radeon HD 2900XT的核心一共内置了高达320个流处理单元（stream processing units），而这320个流处理器单元其实是按组来划分的，如上图所示。在AMD-ATi的R600核心架构中，它仍然沿用了SIMD（Single Instruction Multiple Data，单指令多数据）架构，从Radeon HD 2900XT的核心架构图可以看到R600总共分了4组共64个流处理器（Shader Processors），而每个流处理器（Shader Processors）都拥有5个流处理单元（stream processing units），通过每个流处理器内的ALU，流处理器就能按照不同的需求了调用流处理器内的5个流处理单元，因此AMD-ATi就宣称它的Radeon HD 2900XT拥有320个流处理单元（stream processing units）。但在AMD-ATi的流处理器中，5个流处理单元不是经常满载忙碌运作的，在它没有遇到成条的5D指令时，它只会按照1D或2D的指令执行，这使得AMD-ATi R600核心的执行效率相当之低，如何提高流处理单元的执行效率成为了AMD-ATi改良核心架构的重点问题。

　　同样，在R600架构中包含了4组纹理单元，每组纹理单元拥有8个纹理寻址单元（上表中黄色单元）、20个32位的纹理采样单元（橙色单元）和4个纹理填充单元（粉红色单元），即R600拥有16个纹理填充单元，这使得Radeon HD 2900XT在纹理处理的时候感到额外的吃力，也限制了整张显卡在3D图形性能的发挥。

　　ATi首代的DX10显卡R600在执行效率上存在较为严重的问题，导致了R600在执行效率上只能达到G80的一半左右，成为ATi Radeon HD 2900XT落后的根本原因，在之后ATi推出的RV670，虽然在一定程度上优化了架构，但实际上RV670只是在核心架构上做了少许优化，整体上便没有太大改变，这种换汤不换药的做法仅能将ATi显卡的每瓦性能比和性价比相应提高，但在整体性能上却不能有更大的突破，于是大家都将眼光方向了ATi的下一代显示核心——RV770身上。