NVIDIA『鈦[Ti]』系列顯卡實測報告[多圖]

　　——前言

今年是充滿反擊氣氛的一年，CPU方面有Intel人氣正不斷上昇的P4[反擊AMD的K7處理器]、主板芯片組方面就有威盛的KT266A[反擊矽統的SIS735 DDR芯片組]...。而在圖形芯片方面，由於3dfx已經不復存在，Matrox又沒能拿出具殺傷力的產品，因此今年最讓人關注的無疑是NVIDIA與ATi兩大圖形芯片巨頭之間的對抗了。

　　在今年2月份的英特爾開發者論壇召開期間，NVIDIA宣布推出采用NV20架構的GeForce3芯片，這枚采用了許多先進的技術圖形芯片一問世，就已經成為當時最快的游戲卡，在不少測試中比上一代的產品領先一大段距離。不過比較遺憾的就是，在一段時期裡，GeForce3的價格維持在2500元以上的水平，加上支持DirectX 8.0的軟件還並不多[DirectX 8.0基本上就是為GeForce3度身訂制的]，讓不少用戶還不能嘗試GeForce3的真正魅力。

　　在GeForce 3問世後，大家的目光也開始關注ATi代號為R200的下一代圖形芯片。ATi的行銷做的的確不錯，連續數個月裡都在發布一些R200的相關技術資料，希望在正式發布前，讓大家對其充滿期望，各媒體也是贊譽有加。加上ATi在過往一直都扮演弱者的角色，經過連場的宣傳下，R200身上扛著的翻身重擔和期望更是與日俱增。

　　8月14日，ATi的RADEON8500[200]首次登場，兩家目前最著名的硬件網站——Toms和Anand也發表了相關的測試報告。不過很顯然的是，當時的ATi准備並不充分，出現了Tom's Hardware和Anandtech的測試有較大出入的情況，矛盾的地方比比皆是。最有趣的是，NVIDIA在Radeon8500發布前，向上述兩家網站提供了版本號為20.80的雷管4[即現在雷管XP的前身]驅動程序，原本由於規格原因，性能應該和RADEON8500存在較大差距的GeForce3居然在Q3和3D Mark2001中唰的一下提昇了10%~20%的性能，給NVIDIA的用戶帶來了一個相當大的驚喜。

　　在我們進行的雷管XP實際測試中，發現這個新版本的驅動的確帶來了可觀的性能提昇，在很多情況下，其提昇效果對於一片使用12.41版驅動的GeForce3來說就必須超頻纔能獲得，不過在那篇測試報告中，我們沒有就雷管XP的細節進行闡述，當然，這點小小的失誤將在本文得到補償啦:)。

　　但是其實NVIDIA心裡也清楚，光靠GeForce 3 + 雷管XP驅動對抗ATi是不行，更何況那是在ATi准備不充分的情況下纔偷襲得手的。ATi的驅動研發能力也在提昇中，如果NVIDIA要在性能上和ATi 抗衡的話，就必須推出新的產品。性能上的抗衡還是不夠的，因為ATi已經開放RADEON8500的授權，授權生產廠商也可以生產RADEON8500顯卡，毫無疑問，這些OEM Radeon8500的價格必然比ATi出品的要便宜[某些廠商已經報出了190美金的價格]。因此，如果NVIDIA要保持優勢的話，新產品的性能/價格比就必須比競爭對手更具吸引力，這已經不再僅僅是形象上的對抗措施了，而是切實關系到NVIDIA未來半年能否保持目前發展勢頭的重要舉措之一。

　　在今天，NVIDIA公司終於正式發布了其對抗Radeon8500/Radeon7500的三款新產品：GeForce3 Ti500、GeForce3 Ti200以及GeForce2 Ti。這三款產品和他們的前輩相比，有什麼不同和改進的地方呢？性能的表現將會如何？和ATi的產品相比，有什麼優勝之處呢？OK，馬上就讓我們看看Ti的力量吧！

　　NVIDIA的三劍客

　　簡單地說，GeForce3 Ti500是2月份發布的GeForce3的高頻版本，而GeForce3 Ti則是GeForce3的低價版本：

GeForce3 Ti500：

　　GeForce3 Ti500是目前NVIDIA最快的GPU，采用3.5納秒的DDR顯存，128bit內存總線接口，內核速率為240MHz。

　　NVIDIA GeForce3 Ti500 示范板，請留意VGA旁的電路

　　從另一個角度來欣賞

　　從外觀上看的話，GeForce3 Ti500公版和目前市場銷售的GeForce3是非常相似的，不過如果仔細看的話，可以發現Ti500的布線已經經過修訂。主要改動的地方主要包括了正面VGA輸出旁的供電模塊經過了精簡以降低成本，而在背面的電路也經過了一些移位。事實上，這些還只是我們測試的NVIDIA GeForce3 Ti500示范版的變化而已，如果我們再看看華碩公司的GeForce3 Ti500豪華版的話，就會發現變化更加大：

　　AGP-V8200T5 Deluxe，圖片由華碩公司提供，僅供參考

　　ELSA公司也給我們發來了該公司的GeForce3 Ti500——ELSA GLADIAC 921 DVI的包裝圖片，不過圖中的那片卡似乎是GLadiac920的黑金版而已，這一點大家請注意：

雖然ELSA說這是GLADIAC 921 DVI的圖片

不過看上去更加像是GeForce3的920 DVI黑金版

　　GeForce3 Ti500的內核為240MHz，4條渲染流水線，每條流水線有2個支持循環貼圖的紋理處理單元，在讀取一次紋理後，可以進行4重貼圖，這也就是所謂的單Pass 4重貼圖了。

　　雖然GeForce3 Ti500和GeForce3使用同樣的架構，也就是說兩者是具備同樣的功能的，但是NVIDIA在隨Ti500/Ti200的資料中，特別提到了兩個特性：NVIDIA 3D Texture[NVIDIA 3D紋理]和NVIDIA Shadow Buffer[NVIDIA 陰影緩衝]。

　　——NVIDIA 3D Texture[3D紋理/材質]

　　目前最普遍應用的紋理是類似256X256這樣的2D紋理，而3D Texture[3D紋理]就是指具備三維坐標的紋理，描述方式是256X256X256的樣子，較普通的2D紋理增加了一個『深度信息』。其實最早在游戲卡上實現3D Texture游戲卡上實現的最早是ATi的R100/Rage6C——RADEON，很遺憾的是，Radeon的3D Texture由於不支持mip-Mapping，實際的執行效果令人失望，沒有什麼實用意義。

　　3D Texture雖然也出現在GeForce3的技術清單中，但是真正的實現確是在雷管XP驅動程序下獲得的。在安裝了雷管XP驅動以後，OpenGLI ICD驅動版本信息就顯示為1.3.0，和雷管III 12.41的1.2.2版OpenGL ICD相比，對OpenGL功能的支持以下的區別：

　　NVIDIA在介紹其3D Texture[3D紋理]技術的時候，主要突出了以下幾點內容：

　　1、首次實現了3D Texture的4線性的紋理過濾。由於3D Texture比2D Texture增加了一維信息，因此光是使用傳統2D紋理貼圖時的3線性紋理過濾是不夠的。4線性紋理過濾其實相當於對兩塊3D紋理進行三線性過濾，能夠提供真實的的深度感和連貫感，因此，開發人員能夠按照其設計意念充分地模擬出各種物料[木頭、大理石等]剖開後的效果。

　　2、支持3D紋理壓縮技術。在沒有采用壓縮技術的情況下，一塊256X256X256大小、32bit精度的3D紋理所佔用的空間是64MB，如果是512X512X512、32bit精度的3D紋理，其佔用的空間更是高達512MB。NVIDIA的nfiniteFX引擎支持4:1甚至8:1的3D紋理壓縮，這意味著一張256X256X256的3D紋理如果是經過了壓縮以後，其大小就只有8MB了，雖然較普通的2D紋理來說還是非常巨大的，但是卻著實讓3D紋理變得可行了。

　　3、nfiniteFX引擎支持3D MIP-mapping貼圖。在我們對多邊形進行紋理貼圖的時候，通常都很難找到一個尺寸和最終生成的多邊形的大小剛好吻合的紋理，為了解決這個問題，絕大多數的圖形應用程序大都會包含了匹配紋理在不同分辨率下的版本。以傳統2D紋理舉例，如果原紋理是256x256的話，應用程序的紋理庫裡可能還會包含64X64、128X128等較低分辨率的同樣內容的紋理，這些不同分辨率的紋理也就是所謂的mip map了，使用mip map進行貼圖的話，就稱之為mip-mapping；當選擇了兩張分辨率不同但是內容相同的紋理在相應的位置取樣後，為了消除紋理接縫、低分辨率mip map的模糊感，3D程序/3D引擎就會對兩張2D紋理進行過濾。具備2D Mip mapping和3D紋理貼圖能力的3D圖形芯片並不一定具備3D MIP-mapping能力，NVIDIA的nfiniteFX引擎則可以實現3D紋理貼圖的3D Mip-mapinng，不僅能夠提高3D紋理貼圖的速度，而且在結合4線性紋理過濾的情況下，提供最佳的3D紋理貼圖效果。

　　4、NVIDIA的nfiniteFX引擎至少實現4種以下的效果：

　　Volumetric Fog：利用3D紋理生成一團煙霧的效果，具有深度的效果，這也是3D紋理目前在游戲開發中最被經常使用的效果。

　　Imposters：類似Point Sprit，主要是為了簡省使用多個相同模型時需要進行的光照等復雜而重復處理，不過其缺點也和point sprit一樣，其尺寸是固定的。

　　Function Lookup：nfiniteFX引擎的3D紋理除了紋理數據以外，還可以存放各種類型的信息，例如『鏡頭』的距離、焦距、f-指數等，綜合使用這些參數後，nfiniteFX引擎就可以使用3D紋理營造出視野景深的效果。

　　Procedural Textures and Noise：nfiniteFX引擎的3D紋理可以用於生成程序性的效果和雜訊，例如煤氣爆炸、光照、血漿等效果。

　　——NVIDIA Shadow Buffer[陰影緩衝]

　　NVIDIA Shadow Buffer是GF3 Ti GPU使用創新的方式來生成光打在復雜對象後在場景中形成的平滑陰影效果，除了需要增加略乾新的硬件單元以外，還需要傳統的紋理貼圖技術共同參與。

為shadow buffer而新增加的特別硬件功能包括了：

　　指定一塊圖形內存作為陰影緩衝；

生成shadow map到shadow buffer中；

從shadow buffer中讀取shadow map進行數學運算，看看指定像素是否需要進行完全的、部分的或者不需要陰影運算。

　　實現陰影的技術相當多，例如從最簡單的對象直接投射到較精確的stencil buffer[NVIDIA在TNT時代就具備stencil buffer]等。ATi的RADEON也有自己的陰影緩衝技術，被稱之為Priority buffer，但是似乎並沒有獲得廣泛的支持。

　　和使用stencil buffer來生成陰影的做法相比，陰影緩衝可以實現更加復雜、平滑的效果，而且在使用多重貼圖的時候，陰影緩衝的性能會更加快。

　　NVIDIA使用在這張最終幻想電影中實時渲染畫面來說明了陰影緩衝的效果。博士的頭部陰影就是根據陰影/光照所佔的百分比，使用高達256級層次的專利陰影過濾算法來達成的。

　　NVIDIA在9月10日發布的雷管XP驅動21.81並不能自動識別出GeForce3 Ti500，但是可以透過強制選擇GeForce3來安裝，安裝後的驅動程序面板也可以看到GeForce3 Ti500的信息。NVIDIA給了我們版本號為21.85的雷管XP驅動，該版本的主要改進之處就是可以自動識別Ti系列顯示芯片，例如GeForce3 Ti500、Ti200和GeForce2 Ti。

GeForce Ti200：

我們測試的GeForce3 Ti200示范版使用4納秒的DDR顯存，總線寬度為128bit，內核為175MHz。

使用GeForce3 Ti500是和RADEON8500針鋒相對的產品，而GeForce3 Ti200的定位就比較乖巧：價格比GeForce3要便宜，但是卻具備GeForce3的全部特性[例如DX 8.1、OGL 1.3、HRAA等特性的支持]。很顯然，價格適宜、功能齊全的GeForce3 Ti200將會協同GeForce3 Ti500和GeForce2 Ti分別夾擊ATi的RADEON8500以及RADEON7500，成為最有競爭力的3D游戲卡。

　　和去年推出GeForce2 MX不同的是，這次的GeForce3 Ti200只是在頻率上作了調整，整體的架構[例如流水線數量、內存總線位寬等]就依然保持NV20的原樣。功能上絲毫沒有縮水，但是也沒有增加類似雙頭輸出這樣的功能——因為它還是基於NV20架構的亞。

從布線上來看的話，GeForce3 Ti200的變動比Ti500要大。由於工作頻率降低了，內存上的散熱片已經去掉了，主芯片上的散熱器也換成了類似ELSA MX400那樣的被動式散熱器。PCB上的元件也做了較大的調整，有助於降低成本，提高競爭力。

　　GeForce2 Ti：

　　實際的GeForce2 Ti使用和GeForce2 Ultra一樣的帶金屬層封裝

　　GeForce2 Ti是非常具彈性的產品，從規格上來看的話，GeForce2 Ti芯片本身就是GeFoce2 Ultra，只不過配備的內存規格較GeForce2 Ultra低了一點——為200MHz DDR。

從外觀上來看的話，GeForce2 Ti示范版的PCB似乎更加大，而且較多地使用了直立式的電容。由於主芯片的頻率達到了250MHz，因此GeForce2 Ti的主芯片也動用了GeForce2 Ultra的散熱器。NVIDIA推出GeForce2 Ti的目的是形成GeForce3 Ti200-GeForce2 Ti-GeForce2 Pro-GeForce2 MX400這樣一條連貫的中低端產品線，達到見縫插針，滿足不同用戶的需求。

性能測試

　　Quake3 ARENA 1.17 demo001

3D Mark2001 1.0 Pro

DroneZmark：

SEPC Viewperf 6.1.2

全屏幕抗失真測試

　　注：GF2 Pro/GF2 Ti不支持Quincunx Antialiasing，因此不適應該項目測試

　　性能測試評述

　　Quake Arena 1.17 demo001：GeForce3 Ti500無疑是Quake3 Arena中的冠軍，在HQ模式下，領先GeForce3大約10到15個fps。GeForce3 Ti200的表現也相當的令人滿意，HQ 1024X768模式下只是比GeForce3慢3個fps，考慮到其價格的話，這是非常不錯的成績。GeForce2 Ti受制於200MHz DDR的內存帶寬，性能表現只是比GeForce2 Pro略好一點。

　　3D Mark2001 1.0：GeForce3 Ti500的成績也相當亮麗，領先GeForce3 10%~15%；GeForce3 Ti200略遜色於GeForce3，但是和GeForce2 Pro/Ti相比的話，性能差距實在是不可同日而語的，作為一塊攻打中高檔主流市場的新產品來說，有了一個相當不錯的開頭。

　　DroneZmark：在DroneZmark測試中，我們盡可能地打開了所有的畫面品質開關。毫無疑問，GeForce2 Pro、GeForce2 Ti由於缺乏Vertex Program等的可編程特性的支持，較采用NV20架構的GeForce3 Ti系列和GeForce3有相當大的差距，不過DroneZmark還提供了針對GeForce2 Pro/Ulrtra的選項，可以讓購買了GeForce2 Pro、GeForce2 Ti的玩家依然可以順暢的運行游戲。我們特意給出了打開/關閉3D Texture的測試數據，從數據來看打開前後的差距並不大，因此DroneZmark顯然並沒有完全適用3D Texture，估計只是一些爆炸、光照的特效應用3D Texture而已。GeForce3家族在這個游戲中都有非常流暢的執行速度。

　　SPEC Viewperf 6.1.2：Viewperf 6.1.2使用固定的OpenGL流水線，並不能發揮GeForce3的可編程特性，因此內核頻率只有175MHz的GeForce3 Ti200在AWadvs-04中只獲得了63.47分，但是由於NV20默認打開了硬件剖切功能，因此在MedMCAD-01測試中獲得了比GeForce2 Ti高接近30%的成績。GeForce2 Ti由於具備250MHz的內核速率，因此在這個測試中的表現也算不錯。

　　全屏幕抗失真測試：GeForce3 Ti500的FSAA 4X的得分相當耀人，達到了77.1fps，雖然這個分辨率離Quake3高手要求的基本幀速率還有相當一段距離，但是已經基本可以滿足不跳幀的要求了，至於FSAA 2X的117.2fps更是意味著首次在Q3 HQ 1024X768下突破了100fps的性能瓶頸，不知道ATi Radeon8500的自適應抗失真技術[從目前的資料來看，ATi Radeon8500的全屏幕抗失真技術依然屬於supersampling，較GF3 Ti500的Mulitsampling效能要低不少]能否到這個顯示速率呢？

　　總結

　　我們本想用RADEON8500一起來比較的，但是很遺憾的是，ATi中國辦事處表示目前的樣品都還在OEM廠商那裡做測試，暫時沒有供媒體測試的樣品，部分准備推出RADEON8500 第三方版的廠商[例如七彩虹等]則表示要國慶後纔有。

　　那麼GeForce3 Ti500到底是否具備維持、鞏固NVIDIA領先的市場地位呢？我們覺得這主要有幾個因素：

　　1、價格。RADEON8500 第三方版的最新報價只有190美金，而GeForce3 Ti500的功能其實是要遜色於RADEON8500的，如果不在價格上下文章的話，市場可能會傾向於RADEON8500。問題是，RADEON8500為什麼可以做到190美金的價格呢？是否真的像ATi的工作人員所說的產量比NVIDIA高而導致的呢？顯然不是...ATi更加像在不惜一切代價，奪回市場份額，NVIDIA肯定會對此作出強烈的反應，結果到底會如何實在是很難說了？。

　　2、軟件支持。在這點上，NVIDIA的GeForce3具有目前最多游戲廠商的支持，加上NVIDIA優秀的驅動程序研發團隊不時帶來的驚喜，相信ATi還需要一段時間纔能跟上。

　　3、產品線的完善。單靠GeForce3 Ti500以及目前的產品來抗衡ATi似乎還不夠，要知道，NVIDIA目前雖然有非常豐富的產品系列，但是在MX200-MX400、GF2 Ti-GF3 Ti200之間其實還有不少的文章可做，未來能否有新產品填補這些空白也是非常值得關注的。

　　GeForce3 Ti200是相當具吸引力的產品，雖然我們目前還不是很清楚廠商的最終報價[ATi最近的舉措其實打亂了NVIDIA高端產品的報價體系]，但是估計1500元~1700元之間完成交易還是有很大可能的。

　　GeForce2 Ti的定位雖然有點尷尬，但是如果NVIDIA能夠在GF2 Pro相當的價位提供GF2 Ti芯片的話，估計還是有一定吸引力的。