谁才是真DX11?NVIDIA/AMD显卡评测分析

此DX11非彼DX11！A/N DX11显卡架构对比分析

　　在DX11时代来临之前，大家都认为NVIDIA和ATI双方会重新设计GPU架构。不过AMD推出DX11新品之快的确让人感到意外，也让人浮想联翩是否真的重新设计了DX11架构。反而一向产品更新换代速度成为行业标杆的NVIDIA却落后了半年推出，表面看似NVIDIA在“磨洋工”，但是事实并非如此。下面就从GPU架构的分析就能得出答案。

　　首先是AMD的DX10.1与DX11两代核心架构的对比：

拥有800个流处理单元的Radeon HD 4870（代号：RV770）

　　AMD-ATI当然意识到问题所在，于是在RV770上，首先对“TeraScale”架构进行了优化，并大幅度增加流处理单元，从R600的320个暴增到800个，也就相当于拥有了160个完整的流处理器，纹理单元也相应增加到40个，光栅单元保持16个。RV770性能也因此暴涨，HD 4850/4870在竞争中拥有不少优势。

拥有1600个流处理单元的Radeon HD 5870（代号：RV870）

　　RV870，又被命名为Cypress，采用了第二代“TeraScale 2”核心架构，。为何叫“2”而不是新名称？RV870包括流处理器在内的所有核心规格都比RV770翻了一倍，也就是“双核心”设计，几乎是并排放置两颗RV770核心，另外在装配引擎内部设计有两个Rasterizer（光栅器）和Hierarchial-Z（多级Z缓冲模块），以满足双倍核心规格的胃口。所以架构上，RV870实质与RV770增加不多，并没有真正对DX11的核心技术，包括细分曲面等进行优化，只是区区增加DX11包括SM5.0等指令集而已。

 
AMD对RV870图形引擎的官方介绍

　　但是当今显卡的发展有一个隐晦的事实：发展了将近10年的GPU架构，渲染能力提升了150倍，但几何性能的增长居然连3倍都不到。这个问题此前未能得到重视，因为游戏中的几何图形转换大多交给CPU来计算，而到了DX11时代，新增的Tessellation技术对GPU几何图形处理能力提出了新的要求，此时如果继续沿用上代架构显然会制约DX11性能，成为新的瓶颈。

GT200架构

GF100核心架构

　　NVIDIA并不急于跟随竞争对手发布DX11显卡，而是比较务实地做好自己计划而不是抢第一赚噱头。当NVIDIA的工程师通过计算机模拟测试得知几何引擎将会成为DX11新的瓶颈之后，毫不迟疑的选择了将单个控制模块打散，重新设计了多形体引擎和光栅化引擎，并分散至每组SM或每个GPC之中，从而大幅提升了几何性能，彻底消除了瓶颈。

　　完整的GF100核心总共有16组SM，每一组SM包含32个CUDA核心，ROP单元总共48个，分为六组，分别搭配一个64-bit显存通道。所有ROP单元和整个芯片共享768KB二级缓存(GT200里是独享)。

GF100核心机构是经过了重新设计的

　　倘若说RV870是“双核心”设计的话，那么GF100的流处理器部分就是“四核心”设计，因为GF100拥有四个GPC（图形处理器集群）模块，每个GPC内部包含一个独立的Raster Engine（光栅化引擎），而以往的GPU（比如RV870和GT200）都是整颗共享一个Raster Engine。我们知道RV870的Rasterizer和Hierarchial-Z双份的，而GF100则是四份的，虽然命名有所不同但功能是相同的。

首批上市的Fermi架构显卡：七彩虹GTX480与GTX470

　　很多对GPU技术感兴趣的玩家和Nfan们对NVIDIA的做法大加赞赏，认为Fermi架构完全针对DX11的几大关键技术优化设计，可谓是原生DX11架构。而HD5800的架构则是R600架构植入SM5.0指令集而已，相当于是胶水或者桥接DX11架构，双方在DX11性能方面自然差距较大，而且是越来越大。当然这种革命性的设计代价很大，消耗了NVIDIA工程师无数的精力、资源和时间。并产生了发热量居高不下的后遗症，事实上多形体引擎正是GF100核心最大的变化所在，也是它无法在去年及时发布的本质原因。