Nvidia與ATI兩大繪圖廠商不約而同於近日推出全新的雙顯示卡平行運算技術,企圖榨乾IGP繪圖晶片的效能,擺脫IGP繪圖核心效能不彰、無利用價值的刻版印象,更可能成為窮人也要玩3D Game的最新救星。
在主機板之晶片組市場中,「整合繪圖型晶片組(Integrated Graphics Processor,簡稱IGP)」的產品一直有很高的市場佔有率,因為這種在DIY玩家眼中毫不起眼的晶片組,因為價格便宜之故,不論是學校教學、辦公室作業或是家庭上網文書機,幾乎清一色都是IGP主機板的天下,甚至品牌電腦也有超過一半以上的產品使用IGP主機板。
IGP晶片組之所以與一般晶片組最大的不同,就是在現有的晶片組中整合繪圖核心與相關視訊輸出線路,讓IGP主機板不需要外接顯示卡,就能連接顯示器秀出畫面,讓人省下購買顯示卡的費用。不過繪圖顯示核心隨著3D技術的演進,已經超越一般人可以想像的地步,現今中高階繪圖晶片的電晶體數量與複雜度,甚至遠遠超越電腦運算核心的中央處理器,因此想要在晶片組中整合高效能的繪圖線路,不但有其難度,也有先天的限制。
也因此,Nvidia與ATI兩大繪圖廠商便往另一個方向思考,並不約而同於近日推出全新的雙顯示卡平行運算技術,企圖榨乾IGP繪圖晶片的效能,擺脫IGP繪圖核心效能不彰、無利用價值的刻版印象。這種新的運算技術,就是利用原來IGP上的繪圖晶片,搭配顯示卡的繪圖晶片協同運作,變成中、低階的「顯示雙聯卡」,成為「窮人也能玩3D Game」的新救星。
首開攻勢的ATI Hybrid Graphics
在多顯示卡的平行運算技術中,屬於AMD(原ATI)陣營的就是耳熟能詳的CrossFire。而AMD這次在Hybrid顯示技術率先拔得頭籌,於今年1月底發布「ATI Hybrid Graphics」,並在3月5日全線產品就定位,這是繼首先推出PCIExpress 2.0與Direct X 10.1顯示卡後,再次於技術上領先Nvidia一步。這個Hybrid Graphics技術涵蓋了以下幾項特色與功能:
Hybrid CrossFire X雙聯卡運算
這是Hybrid Graphics中最重要的一環,也就是IGP內建繪圖核心與外接獨立顯示卡進行雙顯示平運算的技術。而且使用者可以在該系統中選擇僅獨立顯示卡運作、內建繪圖關閉的「Discrete」模式,或是一起運算的「ATI Hybrid CrossFire X」模式。不過值得留意的是,這項該技術目前只能在Windows Vista作業系統環境下使用。
SurroundView多螢幕技術
簡單來說,SurroundView就是多螢幕顯示功能,這是ATI顯示卡早就具備的技術,現在則被納入成為ATI Hybrid Graphics的一環。俱備SurroundView的顯示卡可同時輸出至兩組顯示器,結合IGP內建的繪圖核心後,還可輸出四組畫面,整個視窗桌面的延伸相當驚人。
與前一個技術連動的是,進行Hybrid CrossFire X技術時需開啟SurroundView。主要原因是讓Hybrid CrossFire X可以透過IGP進行視訊輸出。
PowerPlay節電技術
PowerPlay原本是筆記型電腦繪圖晶片才具備的節電技術,現在則被移植到桌上型電腦顯示卡上,且納入HybridGraphics技術之中。PowerPlay會即時監測GPU的運作情況,當系統的3D負載較低時(例如上網、收電子郵件等),GPU會降低效能以節省耗電;而當進行3D遊戲或高負載時,GPU則會全速運作。
PowerXpress動態節電
另一項節電技術稱為PowerXpress,可以動態關閉獨立顯示核心或IGP繪圖核心的電源,而且還可以即時設定,不需要系統重開機。舉例來說,當系統不需要執行3D遊戲或高負載時,就可以完全關閉獨立顯示卡,如需高負載運作則可兩者開啟。不過PowerXpress技術目前也僅支援搭配Windows Vista作業系統的筆記型電腦,並無法在桌上型系統執行。
中低階顯卡才能Hybrid
目前第一款支援Hybrid Graphics技術的IGP晶片組為「AMD 780G」,顯示卡則為「ATI Radeon HD 2400系列」、「HD 3400系列」與筆記型電腦版本「ATI Mobility Radeon HD 3400系列」。
或許讀者會納悶,「為何Hybrid CrossFire X技術是搭配一些中低階顯示卡,搭配高階顯示卡的效能不是會更好嗎?」
AMD官方的解釋是,由於雙顯示卡平行運算技術運作時以AFR(AlternateFrame Rendering)方式運作,由一個繪圖核心負責奇數圖框、另一個核心負責偶數圖框,因此Hybrid CrossFire X啟動需要兩個等級接近的繪圖核心才會發揮最佳的合作運算效能,等級太懸殊反而會導致效能不彰。因此,從AMD 780G內建的繪圖核心為Radeon HD 3200來看,最好的效益搭配就是HD 2400與HD3400這種等級的產品。
AMD史上最強的780G晶片
AMD 780G晶片組先前研發代號為「RS780」,它內建的繪圖核心為「HD3200」,是Radeon HD 2400繪圖核心(RV610) 的改良版本,核心時脈為500MHz,支援DirectX 10與Shader Model 4.0規格,採用全新Unified Shader架構,擁有40個StreamProcessors,內建8個Texture AddressUnit、4個Texture Filiting Unit、4個ROP。AMD官方宣稱3DMark06分數達1500分以上,等同於低階3D顯示卡的效能。
雖然HD 3200因IGP架構的關係,視訊記憶體需靠UMA佔用部分主系統記憶體(最高可達512MB),不過線路還保留有16bit記憶體控制器作為Side Port Memory用(也就是HyperMemory),而透過主機板上內建緩衝記憶體作為主記憶體存取的仲介,也號稱可增加10~15%的效能。
搭配SB700南橋晶片
AMD之前發表的700系列晶片組並未搭配SB700南橋晶片,而這次的AMD780則率先採用。
SB700是SB600的改良版本,支援6組SATA II及AHCI模式,磁碟陣列功能則支援Raid 0、1、0+1及JBOD模式,且仍保留一組IDE界面。USB也有一些加強,具備2組EHCI控制器,可支援12個USB 2.0連接埠與 2個USB 1.1,音效則支援HD Audio規格。
特別的是,SB700也具備類似Intel的Turbo Memory技術,稱為「HybridFlash」,支援Samsung OneNAND晶片,完全符合Microsoft ReadyBoost及ReadyDrive規格,號稱比Intel TurboMemory快30%,但由於使用IDE通道,所以無法與IDE功能並存。
AMD780系列晶片組 |
晶片型號 | 790GX | 780G | 780V | 740G |
核心代號 | RS780D | RS780 | RS780C | RS740 |
繪圖核心 | Radeon HD 3300 | Radeon HD 3200 | Radeon 3100 | Radeon 2100(DX9) |
前端匯流排 | HyperTransport 3.0 | HyperTransport 2.0 |
PCI-E規格 | PCI-E 2.0 | PCI-E |
HD解碼 | AVIVO HD、UVD | AVIVO |
南橋晶片 | SB700 |
同步推出HD 3400顯示卡
Radeon HD 3400是同步發表並支援ATI Hybrid Graphics技術的繪圖卡,目前該系列有「HD 3450」與「HD3470」兩款。
HD 3400說穿了就是HD 2400的55nm製程改良版,並新增PCI Express 2.0規格與支援Direct X10.1、Shader Model 4.1等,擁有40個串流處理器(Stream Processors),記憶體介面為64bit DDR2或GDDR3,當然也內建UVD高畫質影片解碼功能與AVIVO HD技術。比較特別的是,它是第一款支援「DisplayPort」傳輸介面的繪圖晶片(連老大哥HD 3700都沒有),可進行24或30bit色彩輸出,最高達解析度2560×1600,不過DisplayPort才剛起步,相關支援周邊並不普及。
全方位應用的Nvidia Hybrid SLI
雖然AMD拔得頭籌率先發布ATI Hybrid Graphics,不過其實更早之前Nvidia已曾向媒體於紙上發表了全新的「Hybrid SLI」技術,而這技術的概念上不僅能提升IGP晶片組的繪圖效能,而且還可廣泛應用在中高低階產品。
Nvidia Hybrid SLI包含兩大技術核心,分別是「HybridPower」與「GeForce Boost」。系統平臺的相關零組件中只要支援其中一項,就可稱之為Hybrid SLI系統。
HybridPower主攻節電
HybridPower是屬於Nvidia的節電技術,不過它泛指整個系統而言,而不是單一顯示卡所具備的節電能力。在具備獨立顯示卡的IGP平臺中,HybridPower可以任意切換顯示卡的電源,低3D負載時可將獨立顯示卡電源關閉,僅由IGP內建的繪圖核心負責顯示;高負載運作或是多螢幕輸出時,IGP與獨立顯示卡可以一起運作以發揮最佳效能,這部分與ATI的PowerXpress技術非常接近,只不過Nvidia可以通吃桌上型與筆記型電腦平臺上,ATI則只支援筆記型電腦平臺。
另外,HybridPower不是僅侷限於IGP主機板加獨立顯卡的組合,在雙顯示卡的SLI平臺上也是可行的。舉例來說,低3D負載運作時,只需啟動單一顯示卡,另外一張顯示卡則關閉電源;高3D負載時則將另一張顯示卡開啟電源進行SLI運作,藉此節省耗電量。這在使用兩張高階顯示卡進行SLI運作時,勢必會帶來非常大的省電效益。
HybridPower節電技術不只可適用於桌上型與筆記型電腦,而且不限於IGP平臺,連SLI平臺也可以應用,只要3D繪圖處於低負載狀態,就可以關閉非必要的顯示卡節省電源。而當3D負載較高時,開啟GeForce Boost或是SLI功能進行多繪圖核心平行運算處理,對高階顯示卡的省電效果最為明顯。
GeForce Boost強打三連卡
GeForce Boost指的就是IGP繪圖核心與外接獨立顯示卡進行SLI雙顯示卡平行運算技術,類似ATI的Hybrid CrossFireX。不過GeForce Boost並不限定於Nvidia所指定的IGP晶片組才可以啟動,甚至在一些高階獨立晶片組上也可以開啟。
換句話說,這些晶片組雖不是IGP產品,但實際內建有繪圖核心線路,只要顯示卡一裝上去就可以啟動,甚至在雙顯示插槽的SLI系統上也是一樣,只不過GeForce Boost是以「內建繪圖核心+雙顯示卡SLI」進行3-Way SLI運作,有趣程度更勝於ATI的Hybrid系統。
GeForce Boost即是IGP與獨立顯示卡進行協同運作的技術,目前僅有GeForce8000系列晶片組支援,對應的顯示卡則為GeForce 8500GT與8400GS。當GeForce Boost啟動時,除了BIOS要設定外,顯示介面也要連接在主機板的視訊輸出上,因為最終的輸出資料是統一由主機板的系統記憶體送出後顯示。
GeForce 8000系列可望支援
對應Nvidia Hybrid SLI的晶片組應,就是原來核心代號MCP78的GeForce 8000系列。這個系列的晶片組共計有「GeForce 8300」、「GeForce8200」與「GeForce 8100」三款,其中GeForce 8200可望在四月有主機版產品問世。
GeForce 8000晶片組為單一晶片設計,對應AMD的Socket AM2+腳位架構,因此使用的是HyperTransport 3.0匯流排系統與PCI-Express 2.0規格。此款晶片是Nvidia第一款支援DirectX 10的IGP晶片(所以隸屬GeForce 8系列),而且具備PureVideoHD硬體解碼線路(GeForce 8100除外),同時支援H.264、VC-1與MPEG2格式之硬體解碼功能,可降低處理器的負載,當然也具備HDMI相關線路與輸出能力。
擴充能力部分,SATA II增加為六組,並支援最高Raid 5陣列模式,USB為12組,乙太網路功能則具備過去高階晶片組才有的「FirstPacket」技術,可最佳化網路封包加速傳輸速度,其餘部分則無多大改變。
除了GeForce 8000晶片外,Nvidia也計劃在今年新推出的nForce 700系列晶片組中,加入支援Hybrid SLI的功能,不過每款晶片組支援的情況均有所不同。
Nvidia Hybrid SLI支援產品一覽 |
晶片組 | 布局 架構 | Hybrid SLI | 繪圖 晶片 | Hybrid SLI |
Hybrid Power | GeForce Boost | Hybrid Power | GeForce Boost |
nForce 780a SLI | ATX | ○ | ○ | GeForce 9600GT | ○ | ○ |
nForce 750a SLI | ATX | ○ | ○ | GeForce 8500GT | X | ○ |
nForce 730a | ATX | X | ○ | GeForce 8400GS | X | ○ |
GeForce 8000系列 | microATX | ○ | ○ | | | |
支援的顯示卡與限制
因為HybridSLI同樣與Hybrid CrossFire X有IGP與獨立顯示卡間協同運作的搭配問題,因此目前可以支援GeForce Boost技術的產品只有「GeForce 8500GT」與「GeForce 8400GS」兩款,都是既有的顯示卡,至於新推出的GeForce9600GT只支援HybridPower。
另外Hybrid SLI目前也僅能在WindowsVista環境下運作,而且只有AMD的新平臺才具備,不過Nvidia表示會將導入該技術於Intel平臺產品線中,讓Intel使用者也有機會享受Hybrid SLI的優勢。
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