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90nm的怒吼!GeForce 7系列全面大反攻
时间:2006年04月14日14:40 我来说两句  

 
随着CeBIT2006展会拉开序幕,期待以久的NVIDIA G71/73系列终于从幕后走到众人面前。北京时间3月9日夜10点,NVIDIA隆重推出了采用90nm工艺的新一代高端产品GeForce 7900GTX 512MB、7900GT及中端主力的GeForce 7600GT,正式吹响了2006年全线出击的号角。

90nm的怒吼!GeForce 7系列全面大反攻

  ATI压力不足,NV显卡生命周期延长

  虽然NVIDIA早在去年6月就发布了GeForce 7800GTX,但由于ATI方面X1000系列显卡发布时间延期,高端市场感受不到太多压力的NVIDIA并不急于继续推出新产品,转而将更多精力放在新产品、工艺的研发和改良(这也使得如今G71/73芯片良率比上代GeForce 6时更加优秀)。直到ATI推出了旗舰级产品X1800XT之后,NV才拿出性能更强的7800GTX 512MB加以应对。

  中端市场同样如此,在ATI X1600系列显卡推出之时,某AIC厂商就曾表示GF7600系列已基本就绪。但在X1600XT显卡上市之后,包括不少厂商和消费者在内对其性能均表示一定程度的失望,再加上当时X1600芯片供货不尽如人意,并未能对GeForce 6600市场造成太大冲击,GF7600自然继续被NV雪藏。

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  ATI新年攻势凶猛,高中低端全线出击

  在X1800XT遭到NV 7800GTX 512的强力阻击后,ATI就将希望放在R580核心X1900系列上。06年1月ATI 成功的推出X1900XTX/XT显卡,凭借着R580拥有的48条像素渲染单元,X1900XTX成为当之无愧的单卡性能之王;搭配上ATI最新RD580交火主板,两片X1900XT组成的CorssFire平台连续打破由7800GTX 512 SLI保持的3DMark05得分记录。

  主流市场,X1600/1300也开始酝酿全面出击。如今X1600XT/Pro已经逼近千元内大关,而X1300Pro更是降至599元入门级价位。很明显,NVIDIA到时间加入新鲜血液来应对ATI强有力的挑战了。

  GeForce 7900/7600/6600/7300,NVIDIA强力组合诞生

  本次NVIDIA正式发布的显卡包括GeForce 7900GTX、7900GT和7600GT三款。算了早先发布的入门级产品7300GS,NV的90nm GeForce 7系列已经形成了较为完善的产品线。除此之外,NV预计预计在3-4月之间还会有两款新品面市,名称可能为7600GS(定位类似于上一代的6600标)和7300GT(类似于6200或6600LE),这些新产品将进一步完善NV 7系产品线。

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  高端有7900GTX和7900GT,中端有7600GT和7600GS,低端有最早上市的7300GS和今后可能会推出的7300GT和7300LE,NV终于全面迈入了90nm新时代!不过老一辈的GeForce 7系列和GeForce 6系列并不会迅速退出市场,因为其架构依然比较先进,随着新品的上市,老产品将重新调整定位,不少产品将会降价销售,性价比同样非常出色!

  


  NVIDIA 90nm GeForce 7大家族全面登场

  NVIDIA新品规格表:

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  GeForce 7900 GTX:高贵不贵,高端不再高不可攀!

  

  

90nm的怒吼!GeForce 7系列全面大反攻

90nm的怒吼!GeForce 7系列全面大反攻
90nm的怒吼!GeForce 7系列全面大反攻

  作为NV新一代旗舰级产品,7900GTX采用了90nm工艺G71核心,因此核心面积非常小。核心频率达到了新高650MHz(顶点单元频率为700MHz),这就与ATI的旗舰X1900XTX持平了,比7800GTX 512MB高出了整整100MHz。而显存频率反而比7800GTX 512MB有所下降,为1600MHz。

  

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  7900GTX的庐山真面目

  G71与G70的架构是完全相同的,依然为24条像素渲染管线和8个顶点着色单元的设计,G71并没有因为采用了90nm工艺而改变针脚定义,它与G70是Pin-to-Pin兼容的设计,因此7900GTX所使用的PCB与7800GTX 512MB完全相同,均为P348公版设计!再加上沿用了7800GTX 512MB的双槽散热器,所以7900GTX看上去和7800GTX 512MB几乎没有区别:

  

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  几乎看不出来7900GTX与7800GTX 512MB有什么差别

  实际上仔细观察的话,7900GTX与7800GTX除了GPU之外两者还是有区别的,下面简单作一介绍:

  

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  从上到下依次为7800GTX 512MB、7900GTX和7800GTX

  从7800GTX到7800GTX 512MB,PCB也从P347升级到了P348,除了显存部分作了重大调整之外(16个144Ball显存位变为8个136Ball显存位),NV主要加强了核心和显存供电模块。而7900GTX虽然也使用了P348 PCB,但是可以发现供电模块的部分元件反而有所精减!从供电部分来看7900GTX的功耗应该远小于7800GTX 512MB,和7800GTX差不多。

  


  NV简化了7900GTX的供电模块,这与ATI为X1900XT/XTX加强供电模块形成了鲜明对比!

  

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  由此可见NV对7900GTX的功耗控制信心十足,90nm的GPU不但提高了频率而且功耗大幅下降,另外显存频率也比7800GTX 512MB适当降低以便降低功耗、减小发热。看来在7900GTX一代,NV的确把功耗控制放在了第一位,而并非不顾一切的提升频率提高性能!

  

  NV官方7900GTX的定价为499美元,远低于ATI X1900XTX 649美元的定价,这一价格也与7800GTX 512MB刚上市时的天价形成了鲜明对比!除了价格之外,有了90nm良品率的保证7900GTX将会有充足的出货量,绝不会出现有价无货的局面。

  GeForce 7900 GT:平民贵族,高端性价比之王!

  

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  与G70核心的7800GT相对应,NV推出了基于G71核心的7900GT。不过这次NV对7900GT制定了全新的规格与定位。首先得益于成熟的90nm工艺,G71的良品率大幅提高,因此7900GT拥有完整的24条像素管线和8个顶点单元,并非像7800GT那样屏蔽瑕疵管线。而为了拉开与7900GTX的定位,7900GT仅配备了256MB显存,而且默认频率比较低,核心/显存分别为450/1320MHz(顶点单元频率为470MHz)。

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  平民贵族:7900GT

  7900GTX直接使用了7800GTX 512MB的P348 PCB。不过7900GT却没有使用7800GT的P317 PCB。这是因为P317 PCB推出时间太久无法支持136Ball高速FBGA显存。而且由于7900GT频率低功耗很小,即便P317 PCB上的供电模块设计对于7900GT来说都有些奢侈,因此NV给7900GT重新设计了P455 PCB:

  

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  P455比P317 PCB短,两者供电设计比较相似但P455更简单

  

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  7900GT使用了1.4ns显存

  此次的7900GT并非通过屏蔽管线的方式降低定位,而是以频率拉开差距。但90nm G71的潜质让我们对其超频能力非常期待,而且7900GT的定价仅有299美元!如此说来7900GT是有史以来性价比最高的高端显卡!

  

  XFX 7900GT同样使用了P455公版设计搭配公版散热器,但默认频率就高达560/1650MHz!由此可见7900GT虽然简化了PCB设计,然而90nm G71核心以及高速显存的超频能力丝毫没有打折扣,通过超频,7900GT将成为当之无愧的性价比之王!

  GeForce 7600 GT:延续6600GT经典,中端性能大飞跃!

  

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  7600GT采用了90nm工艺G73核心,拥有12条像素管线和5个顶点单元,单从规格上就高出6600GT一截,核心频率达到了560MHz。最重要的还在显存方面,为了控制成本,7600GT依然采用了128Bit显存接口,标配的P456公版PCB使用4颗136Ball高速显存就能组成256MB/128Bit的规格,显存频率高达1400MHz。

  

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  12条像素渲染管线让7600GT的性能比6600GT高了一个档次,高频率也让它能够替代6800GS的位置。90nm工艺也预示着7600GT同6600GT相同蕴藏着不小的超频潜力!

  

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  6600GT(上)和7600GT(下)对比

  6600GT是NV的首款110nm工艺产品,它在中端市场已经征战了将近一年半载,出色的性价比让6600GT成为了一代经典。NV对7600GT的定价为180-230美元,这与6600GT刚发布时的价格基本相同。看来NV此次在90nm 7600GT身上的确是寄予厚望,希望7600GT也能够延续一代中端传奇。

  


  GeForce 7系列规格强大 阵容庞大!

  GeForce 7900GTX、7900GT和7600GT三款产品与上代相比除了在3D性能方面大幅提高之外,在硬件规格方面采用了超前的设计:比如全部支持硬件SLI、超高分辨率HD游戏/视频画面输出、NV引以为傲的PureVideo技术以及HDMI输出等:

  全部硬件SLI Ready!

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  与ATI在中低端显卡上使用驱动支配的“软”交叉火力不同,NV即便是中端显卡和部分低端显卡GPU内部也集成了SLI处理模块,因此只要显卡PCB具有SLI金手指,就可以非常方便的组建SLI系统,将双卡的实力完全发挥出来!

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  7900GTX SLI

  

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  7900GT SLI

  
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  7600GT SLI

  此次NV发布的7900GTX、7900GT、7600GT全部SLI Ready,可以轻松在NF4 SLI上组建强大的SLI系统,享受双倍急速快感!另外比7600GT定位稍低的7600GS也带有SLI接口支持硬件SLI。

  全部支持高清晰视频、游戏画面输出!

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  近年来Extreme HD Gaming/Video(XHD)的理念开始兴起,越来越多的液晶显示器开始支持超高分辨率,然而很少有显卡能够提供最高2560×1600分辨率(WQXGA,约410万像素)的DVI输出。而NV此次发布高端7900GTX和7900GT能够同时输出两个2560×1600分辨率,连接两台Dell/苹果30寸液晶显示器!而中端7600GT也采用了Dual Link DVI×2的设计,能够同时输出两个2048×1356的屏幕,最高输出2560×1600分辨率!

  

  当然要在如此超高分辨率下流畅玩游戏的话,高端SLI系统是唯一选择,因为CrossFire合成引擎限制了其输出分辨率只能够达到2048×1536。而NV的Quad SLI系统能够在这种极限设置下开启全屏抗锯齿和各项异性过滤!

  PureVideo高清视频解码技术:

  最近一段时间随着NV放出新驱动,以及不少媒体播放器开始支持PureVideo技术来加速H.264高清晰视频。NV自GeForce 6时代就引入的PureVideo技术重新被重视起来。事实上,GeForce 7系列全系列显卡对PureVideo技术的支持度是最完善的:

  

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  只要显卡能够支持这些高清解码技术,那么其解码能力可以说与显卡3D性能并无直接关系:

  

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  PureVideo无疑是GeForce 7系列送给大家的一道免费午餐,强大的视频解码能力必将引领高清视频时代!

  


已为HDMI-HDCP支持做好了充分准备:

  谈起高清视频播放就少不了有关HDMI数字输出接头以及HDCP数码保护方面的内容。其实在这方面NV已经走在了前面,NV通过在GPU内部集成DVO端口能够对视频和音频信号进行混音处理,确保声音和图像的同步,然后交由HDMI数字接口统一输出:

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  而HDCP数码保护则需要额外集成一块“Store Keys ROM”保护芯片,NV为7600GT设计的P456公版PCB上已经预留了保护芯片的空焊位,只要厂商按照NV提供的解决方案设计,就能够在7600GT显卡上完美的解决HDMI-HDCP的支持!

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  7600GT的PCB设计已经做好了支持HDCP-HDMI的准备

  厂商已上市/即将上市产品展示:

  NV为此次发布会准备非常充分,其实G71/G73相关产品早在去年底就已出样,各大合作伙伴很早拿到了产品,就等NV一声令下即可全面投放市场!此次我们泡泡显卡频道率先拿到了NV的样卡以及各大AIC厂商提供的最终产品,阵容非常庞大:

  

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  XFX讯景:上图中产品最多的就是XFX了,大“X”包装非常显眼,XFX 7900GTX、7900GT、7600GT已全面到货。而且以XFX的风格全部是超频版,得益于先进的90nm工艺超频幅度非常夸张!

  

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  ASUS华硕:华硕的这款7900GT是所有送测产品中配件最为丰富的,这是华硕的一贯风格,产品附加值相当高。7600GT和7900GT的散热器也非常有特色。

  

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  Inno3D:Inno3D是最早为我们提供测试样品的厂商之一,其7900GT和7600GT均为公版设计,超频能力出色。

  

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  ASL翔升:翔升作为AIC厂商于第一时间送测了7900GT和7600GT显卡,其黑色的放射型散热器很有质感,噪音小散热能力出色,非常适合超频。

  

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  GALAXY影驰:影驰一向对于超频都非常热衷,而且都会更换性能更好的散热器。可以看出影驰的7900GT采用了思民高性能散热器,7600GT采用了超频三的铜铝结合散热器,相信对与超频能力的提高大有裨益!

  

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  七彩虹:七彩虹的全球首款非公版设计7600GT特别引人关注,采用了高品质的散热器能够有效照顾到高速显存的散热,完全针对超频而设计的!

  

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  经典架构的延续 G71核心架构深度解析

  2005年6月,NVIDIA发布了代号为G70的GeForce 7800GTX,首次将渲染管线的数目提高到了24条之多,强大的性能以及全新优秀的架构让7800系列备受青睐,SLI的双倍火力也让NV抵达巅峰性能!2005年11月,NV重新设计PCB推出了高频版的7800GTX 512MB,将110nm G70的性能发挥到了极限!如今NV再次沿用了G70优良的架构,凭借90nm先进工艺推出了更高频率、经过优化设计的G71核心。那么究竟是何原因让NV如此青睐24管线的G70架构呢?

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  24条像素渲染管线的威力!

  回顾近年来显示芯片的发展就可以发现,6800/X800时代是ATI和NVIDIA两大巨头竞争最激烈的时期,可以说谁都没有明显的优势。主要原因就在于两款产品规格上比较相似,均为16条像素渲染管线和6个顶点着色单元设计,因此性能差距并不大。虽然6800能够支持先进的SM3.0技术,但在当时没能得到充分利用,不过NV超前的设计让GeForce 6系列的生命周期非常长,这是后话。

  而7800GTX一举将像素渲染管线的数目提高到了24条之多,性能提升非常显著!作为G70的直接竞争对手,ATI的X1800XT虽然采用了全新的架构,但依然只有16条管线,于是不得不依靠高频率弥补性能上的差距,R520比G70整整晚了4个月性能上却没能拉开差距,因此高频版的7800GTX 512MB轻松击败X1800XT并不意外。

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  G71的核心架构图,与G70完全相同

  G71的核心架构与G70是完全相同的,但是并不能简单的认为G71就是90nm工艺的G70,至于原因为何后面将会提到。G71依然拥有8个顶点着色单元,像素渲染引擎部分为四个一阵列总共六组,构成了庞大规模的24条像素渲染管线架构!

  

  然而ATI最新的R580核心,并没有单纯增加像素渲染管线,而是将像素渲染单元的数目翻了三倍,达到了前所未有的48个之多!那么沿用G70架构的G71面对R580有什么优势呢?

 

  像素渲染单元(Shader Unit)像素渲染管线(PipeLine)的区别:

  实际上像素渲染管线并非一个正式名词,只是一个笼统的称谓,以大家默认的传统说法来讲,一条渲染管线是由Pixel Shader Unit(像素渲染单元)和TMU(纹理单元)两部分组成的。从功能上看,PSU完成像素处理,TMU负责纹理渲染,而ROP(光栅操作处理器)负责像素的最终输出。因此,一条完整的像素管线意味着在一个时钟周期完成至少进行一次像素运算,并输出一次纹理。

  

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  G70/G71像素渲染架构

  现在就来看看G70/G71的像素渲染架构,每条流水线中都包含了两个完全相同的32位浮点Shader Unit,不过只有Shader Unit 1共享TMU处理纹理指令,而Shader Unit 2只处理算术指令进行像素着色运算,另外每个Shader Unit旁边的Mini-ALU主要进行乘法补充计算。因此G70/G71虽然拥有24×2=48个Shader Unit,但NV依然称之为24管线,也没有特别强调48个像素渲染单元,这主要是因为Shader Unit 1和Shader Unit 2虽然结构完全相同,但运算能力和负载量是不同的。

  

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  R580像素渲染引擎

  再来看看ATI RD580的架构设计,R580拥有独立的48个像素单元,但是这些像素单元并没有直接关联相应的纹理单元,而是通过Ultra-Threaded Dispatch Processor单元统一调度。实际上R580总共拥有与R520相同的16个纹理单元。ATI认为像素的作用要大于纹理,未来游戏的发展趋势就是需要更多的像素处理而非纹理,因此像素与纹理的比例达到了3:1,ATI中端的X1600也采用了这种架构!

  

  而NV则认为纹理单元的作用依然非常重要,不同的游戏所需的像素处理难以统计,并且这一比列并不是固定的,随着场景设计的差异动态变化。何况3D物体的表面材质、纹理贴图等都随着分辨率的提高层数不断增多,实际游戏对纹理操作的需求并没有下降的趋势。因此PSU和TMU一直是1:1的比例。

  


  抛开像素与纹理的比例不谈,无论是24×2还是16×3,都需要最大限度的将Shader Unit的性能发挥出来,这方面除了对GPU核心架构进行优化设计之外,很大程度上还要取决于游戏引擎的设计。那么究竟谁的优势更加明显呢?游戏当中见分晓!

  顶点着色单元(Vertex Shader)设计:

  无论G70/G71还是R520/R580都拥有8个顶点着色单元,在像素渲染单元飞速增长的今天,为何顶点着色单元的进步如此缓慢?

  不管使用什么图形芯片,3D图形的处理顺序都是最先从顶点部分开始,因为顶点是用来构造几何物体的,进行3D运算建模顶点是最基本最核心的内容。而像素对应工作就是将显卡合成的三维图形以二维的方式输出,简单说像素是二维而顶点则是三维的。然而与3D息息相关的顶点运算的需求是取决于游戏本身,每一个游戏的3D模型一旦确定,在一个静态的3D场景中,顶点数目也就固定下来了,这并不会因为游戏的细节程度、特效和分辨率而发生改变。所以顶点引擎往往没有像素引擎那么繁忙,游戏开发者通常会利用贴图等手段控制模型的3D顶点数目。

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  不过在最新的G71核心当中,虽然沿用了G70的架构没有增加顶点单元的数目,但NV为了加强顶点着色单元的处理能力,特别提高了频率与其他模块分开设定。比如7900GTX的核心频率为650MHz,而顶点着色单元的频率高达700MHz!

  与NV40相比,G70/G71顶点纹理拾取(VTF:Vertex Texture Fetch)性能有一定的提升,在纹理缓存的吞吐能力方面有所改进。顶点纹理拾取的性能对于硬件加速位移映射来说非常重要。而R520/R580在顶点着色单元的设计上与NV不同,ATI放弃了VTF这个SM3.0规定必须实现的功能,而是采用了渲染至顶点缓存的方式,因此适用范围不够广,在部分游戏当中效能可能会受影响。

  小结:

  G71并非之前传闻中所说的拥有32条像素渲染管线,在架构上依然沿用了G70 24条管线的设计,很多人可能对此比较失望。而实际上无论从今后的发展趋势上来看,还是对比竟争对手ATI的产品,都没有必要继续增多管线。

  当然,如果不考虑晶体管数、成本、发热与功耗等因素,片面将像素管线提高到32条是极不明智的做法,如今的GPU发展速度太快,功耗成倍增长如果说还能勉强解决的话,那么当恐怖的发热风冷无能为力之时,GPU发展的脚步也应该放缓了,就如同Intel Pentium 4止步于4GHz一样,GPU也应该好好考虑考虑未来的路怎么走了!

  G71全新设计理念!告别功耗发热困扰

  通过前面的技术和产品介绍可以发现,在核心架构上,G71与G70几乎没有任何区别。因此很多人认为G71就是90nm工艺制造的G70,笼统地说是没有错的,但仔细一比较就会发现并不止是采用新工艺这么简单!

  G70采用了110nm工艺制造,核心拥有3.02亿晶体管,而G71采用了90nm工艺制造,晶体管数仅有2.78亿!采用更先进的工艺会大幅减少GPU核心面积这个非常容易理解,但晶体管数应该是完全相同才对,G71怎么会少呢?

  G71和G70的架构是相同的,为何G71的晶体管数不升反降呢?

  现在随着GPU工艺和制程的不断提高,晶体管数成倍增加,集成度越来越高,已经远远超越了CPU。虽然性能的提升是有目共睹的,但随之而来的重大问题就是节节攀升的功耗,现在可以说几乎快要到了无法控制的地步!

90nm的怒吼!GeForce 7系列全面大反攻
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  G70和R580核心均为正方形,R580面积要大些,90nm并没有多少优势

  

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  同为90nm,R580长宽都比R520高不少

  

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  同为90nm,G71核心面积比R520小得多!

  

  G70核心的晶体管数为3.02亿,但由于只使用了110nm工艺,因此核心面积也不小。而G71除了改用90nm工艺之外还对GPU核心进行了优化设计去除了无用的晶体管,主要为省掉了一些当初多余的设计,精简了几乎不曾用到的缓存。这个其实很容易理解,拿CPU为例就有一半以上的晶体管用来制造高速缓存,所以NV主要通过优化GPU内部缓存设计G71就比G70少了2000多万的晶体管!

  

  核心面积对比:R580(352mm2)>G70(346mm2)>R520(296mm2) >G71(196mm2)

  晶体管数对比:R580(3.84亿)>R520(3.21亿)>G70(3.02亿) >G71(2.78亿)

  无论核心面积大小还是晶体管数,G71都是最小的。从某种程度上来说,GPU的发热、功耗和成本都是由核心面积所支配的。如果毫无节制的增多晶体管数,不但芯片的设计难度大增,而且增加制造成本(同一块晶元上切出的核心会更少),良品率更很难以控制!

  功耗、发热控制提上日程!

  对于用户来说,恐怖的功耗带来最严重的问题就是越来越高的发热量,于是不得不搭配体积更大、更加夸张的散热设备来进行压制,然而噪音问题始终都没能有效解决:

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  ATI/NV两代高端显卡公版散热器对比

  另一方面,功耗的提升不但对显卡自身的供电方式提出了更高的需求,而且对电脑的电源提出了更苛刻的要求,当然显卡长期工作需要消耗更多的电能!

  

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  从供电模块的细微变化就能反映出功耗问题

  对于玩家来说,自然对高性能的显卡非常期待,即便是功耗相当夸张、体积比较庞大,这些都可以忍!然而显示芯片如果像这样继续无休止的发展下去,发热量到了风冷散热无法压制之时,未来的显卡将会变成什么样子?还有多少人可以接受?

  现在CPU厂商已经逐渐逃出了频率大赛怪圈、更加专注于提高效能,将功耗控制提上了日程,而显示芯片呢?继续开展并没有多少实际意义的超频竞赛?继续毫无节制的提高晶体管数而不在乎显卡的功耗和发热?

  

90nm的怒吼!GeForce 7系列全面大反攻

  看惯了大块头的RD580和G70,小巧的G71看上去很不习惯

  NVIDIA的G71给了我们最直接的答案,90nm的优势在7900系列身上一览无余!经过精心优化的GPU核心设计,G71不但有效的提高了性能,而且将功耗和发热控制得非常出色,生产成本大幅降低,对于PCB供电模块的要求也降低不少。成为当前性能/功耗比、性能/价格比最出色的高端显卡!

  小结:

  众所周知,ATI X1000系列的发布让显示芯片全面进入了90nm时代,而实际上业界首款90nm GPU并非ATI的R520,而是NVIDIA的C51(GeForce 6100集成图形核心)。从这个方面正好可以看出ATI与NV在GPU生产工艺方面走的是完全相反的道路:

  ATI一般都会把最先进的工艺首先应用于最高端的产品之上,以便达到更高频率提升图形性能,例如X850/X1800;而NV则会把先进工艺首先引入中低端产品,这是因为中低端GPU晶体管数较少,制造难度相对较低,采用新工艺能够迅速出货并大幅降低成本,NV首款110nm NV43(6600GT)和首款90nm C51/G72(6100/7300GS)就是很好的例子。等到新工艺成熟之后NV才大规模引入高端GPU之上,这样高端复杂GPU良品率得到了保证,功耗、发热、成本、频率等各个方面均受益无穷!

  虽然ATI X1000系列全面启用了90nm工艺,但R520的出现颠覆了新工艺低发热、低功耗的传统特性,R580在发热和功耗方面则更加恐怖!正因为如此广大用户对NV的90nm工艺非常关注,因为高端产品的频率和功耗这一对矛盾是非常令人头痛的问题,而先进的工艺正好可以有效缓解矛盾。虽然C51/G72是NV最早的90nm集成/独立GPU,但由于定位低端未能受到普遍重视,甚至很多人都不知道C51是90nm制程。

  G71的出现真正让我们感受到了90nm工艺的优势,可以说在这一代的GPU设计方面,NV对于产品的晶体管、功耗进行了严格控制,90nm工艺让GPU频率大幅提高,同时功耗与发热也下降不少,这才是90nm工艺该有的表现!据推测X1900XTX的峰值功耗要比7900GTX高50%以上!

  G71通过优化控制晶体管设计,去除了基本用不到的模块,因此最终使得G71的晶体管数有所减少,配合90nm工艺GPU核心面积大幅缩减,如此一来就能在固定的晶元上切割出更多的GPU,GPU制造成本大幅下降,严格控制了用户们所关注的显卡功耗和发热。另外随着90nm工艺的成熟,G71核心的良品率大幅提高,就连7900GT也拥有完整的24条管线,低功耗也使得显卡PCB设计难度和制造成本大为降低,正是因为这些方面的原因,G71系列作为NV新一代高端产品才能够将价格压到如此之低!

  90nm GPU大会战 顶级产品再次相遇

  今年初,ATI率先发布了新一代的X1900系列,凭借48个像素渲染单元击败了NV的7800GTX 512MB,荣登显卡性能之王的宝座!然而R580的真正对手并非G70,而是从去年开始就谣言不断的G71核心。因为在ATI和NV的蓝图当中,06年上半年应该不会再有高端新品发布,即便有也只有可能是超频版。

90nm的怒吼!GeForce 7系列全面大反攻
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  R580 vs. G71

  正因为如此,R580与G71是棋逢对手,他们之间的对决才是2006年第一大战役,R580 CrossFire与G71 SLI争夺性能之王的桂冠更加令人关注!

  测试平台:

  测试平台选用了AMD Socket 939平台,最强的双核心处理器Althon 64 FX60依然是游戏测试的最佳选择。与以往不同的是,此次我们将NVIDIA 显卡和ATI显卡分开测试:NV方面使用自家的NF4 SLI和NF4 SLI X16芯片组分别进行单卡和双卡测试;而ATI方面也有了最佳伴侣RD580芯片组:

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  NVIDIA测试平台

  处 理 器

  AMD Althon 64 FX60(2.6GHz×2)

  主 板

  DFI Lanparty UT NF4 SLI-DR Exper(单卡)

  Asus A8N32-SLI Deluxe(SLI模式)

  显 卡

  7900GTX 512MB(650/1600MHz)

  7800GTX 512MB(550/1700MHz)

  7900GT 256MB(450/1320MHz)

  7800GTX 256MB(430/1200MHz)

  7800GT 256MB(400/1000MHz)

  7600GT 256MB(560/1400MHz)

  6600GT 128MB(500/1000MHz)

  内 存

  威刚DDR400 512MB×2(Auto 3-3-3-6 1T)

  硬 盘

  Seagate 7200.7 80GB

  显 示 器

  爱国者 998FD

  驱动程序

  主板驱动

  nForce Forceware 6.70WHQL

  显卡驱动

  Forceware 84.17 Beta

  催化剂6.2WHQL版

  操作系统

  Windows XP + SP2

  NVIDIA的最强组合(G71×2+NF4 SLI X16)

  作为对比,请出了ATI目前最强的X1900XTX显卡及其交叉火力主卡X1900 CrossFire:

  ATI测试平台

  处 理 器

  AMD Althon 64 FX60(2.6GHz×2)

  主 板

  Asus A8R32-MVP Deluxe

  显 卡

  X1900XTX 512MB(650/1550MHz)

  X1900 CrossFire 512MB(625/1450MHz)

  内 存

  威刚DDR400 512MB×2(Auto 3-3-3-6 1T)

  硬 盘

  Seagate 7200.7 80GB

  显 示 器

  爱国者 998FD

  驱动程序

  主板驱动

  nForce Forceware 6.70WHQL

  显卡驱动

  催化剂6.2WHQL版

  操作系统

  Windows XP + SP2

90nm的怒吼!GeForce 7系列全面大反攻

  ATI的最强组合(RD580+R580+R580 CF)!

  ATI与NVIDIA平台除了显卡和主板都使用自家的产品之外,其他配置包括内存参数等都完全相同,尽可能保证两者之间的公平竟争!

  无论A卡还是N卡频率都设定为官方默认频率。X1900 CrossFire系统的频率以主卡为准,为625/1450MHz。

  基准性能测试:3DMark03/05/06

  3DMark03得分:

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  在较早的3DMark03测试当中,拥有完整24条像素渲染管线的7900/7800系列优势非常明显。而X1900XTX仅仅是凭借频率优势领先于7800GTX,不过在高分辨率特效全开的情况下依靠强大的像素处理能力缩小了差距。

  3DMark05:

  

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  3DMark05是A卡的优势项目,X1900XTX呈现出一枝独秀的局面,而切X1800XL与X1600XT的表现也很不错。

  3DMark06:

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  3DMark06中7900GTX的SM2.0性能要强于X1900XTX,而SM3.0性能则稍稍落后,两者的总分也是相差不多。

  小结:

  通过3DMark系列的测试可以发现一个问题,N卡在03中占有绝对优势,同样A卡在05中的领先地位也是不可动摇的。这完全是取决于核心架构,R580的像素/纹理=3:1设计在3DMark05中能最大限度的发挥优势,而G70 1:1的架构在传统3DMark03中效能不俗。而3DMark06得分基本相当。

  经典游戏测试:DOOM3、Half-Life 2等

  DOOM3:

  

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  NV在OpenGL API当中的优势可以说是历史悠久,7800/7900的领先幅度非常明显,7900GTX凭借高频率性能又有了不少提高。不过高分辨率下开AA之后性能呈现明显的阶层排列,此时256MB显存已经不够用了,因此7900GT和7800GTX性能下降非常明显!

  Half-Life 2:

  

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  正如N卡在OpenGL当中显著的优势一样,A卡在半条命二中的性能表现无人能敌。X1900XTX无论提高分辨率还是开特效FPS纹丝不动,可以说性能已经抵达上限!N卡的FPS虽然与X1900XTX有差距,但表现也不错。

  Half-Life 2:Lost Coast

  

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  半条命2遗失的海岸也是A卡的优势项目,在打开HDR的情况下X1900XTX领先于7900GTX,而在开AA/AF的情况下7900GTX又反超,两者FPS相差并不多。


  FarCry:

  FarCry中总体来说X1900XTX占优,不过在高分辨率特效全开的情况下被7900GTX反超。

  Splinter Cell:Chaos Theory

  X1900XTX与7900GTX的整体差距并不大,不过开AA/AF之后X1900XTX领先比较多。

  新游戏及SLI/CrossFire性能对比测试

  极品飞车地下狂飙:

  

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  极品飞车中7900GTX占优,高分辨下表现较为出色。

  使命召唤2:

  

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  使命召唤2中ATI的优势比较明显


  帝国时代三:

  

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  帝国三无论是否开启HDR,N卡都占据非常明显的优势。

  SLI vs. CrossFire性能测试:

  

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  在基准3DMark系列测试中,当AA/AF开到最大时,7900GTX SLI在3DMark03中的领先优势更加明显!由于X1900 CrossFire的频率仅相当于主卡625/1450MHz的水平,因此与单卡相比,SLI缩小了在3DMark05中的差距。3DMark06中SLI小幅落后。

  

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  游戏测试与单卡的成绩类似,其实就相当于是放大版的单卡成绩,在使命召唤2和帝国时代3中7900GTX SLI扩大了领先优势,而极品飞车9和细胞分裂中X1900交火性能比较出色。

  测试成绩性能分析与全文总结

  测试结果分析:

  通过大量的游戏测试来看,高频的G71性能获得了不小的提升幅度,原本7800GTX 512MB领先的项目,7900GTX扩大了领先优势,而原本落后的项目7900GTX缩小了与X1900XTX的差距并且开始反超。

  总体来说G71与R580又重新回归到了相同的起点,在各种测试中,7900GTX与X1900XTX互有胜负、交替领先,谁都没能取得明显的优势,将对方远远抛离,应该说G71与R580是处于同一性能水准。

  GeForce 7900GTX让您见识90nm的威力!

  虽然G71没能彻底击败R580,但是同为90nm工艺,G71却创造了R580难以想象的成就,请大家对比以下数据:

  ATI从R520到R580:晶体管数增加20%,性能提高22%

  NVIDIA从G70到G71:晶体管数减少8%,性能提高10%

  R580的晶体管数是G71的1.4倍,核心面积是G71的1.8倍,然而两者的性能却基本相当

  注:由于在不同的游戏中显卡性能表现差距比较大,因此性能对比请参考3DMark06测试成绩。

90nm的怒吼!GeForce 7系列全面大反攻
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  G71/R580核心对比

  由此可见,与ATI不惜成本用3.8亿晶体管造就的R580不同,NV放弃了不惜代价提升性能的路线,并没有依靠90nm工艺制造出32管线的产品,而是在G70基础上优化核心架构,在降低成本、功耗的同时提高了性能,真正做到了两全其美!

  R580、G71性能分析:

  ATI的R580和RV530核心均采用了像素:纹理=3:1的设计,R580和RV530分别拥有48/12个像素渲染单元。众所周知,在频率相当的情况下,12“管”的X1600Pro与8管6600GT的游戏性能相比并没有占据优势,X1600Pro是拥有12个像素渲染单元没错,但为何只与8管的6600GT处于同一水准呢?原因就在于ATI的像素纹理非邦定设计与传统管线架构有很大的不同,一方面不同的游戏对纹理操作的需求不尽相同,3:1的设计并不能适应所有游戏;另一方面要考虑核心处理效能问题,必须合理的分配运算以及充分调动所有的像素渲染单元,也就是说很难、很少情况下能够达到100%真正12管线的效能!

  以现在的情况来看,R580也存在同样的问题,虽然拥有48个像素渲染单元,但普通应用环境下它只能发挥出相当于R520 130%左右的效能。应该说R580还是有潜力的,在一些非常特殊情况下能够达到将近两倍于R520的性能。

  G70则拥有传统意义上的24条管线,性能的发挥在绝大多数游戏中都很稳定。不敌R580主要原因在于工艺落后,频率与R580的差距较大,只要将频率提上去,即可追平甚至敢超R580。G70是真正的24管线,而R580可以说只是介于传统16管线与48管线之间的产品,永远都达不到3倍于16管的效能,所以用90nm 24管线的高频G71在对抗R580时并不落下风,不少项目中甚至有优势!

  R580 vs. G71,不打不相识:

  经过一番激动人心的对比测试之后,发现原来7900GTX和X1900XTX这两大死对头有着惊人的相似之处:

  都采用了90nm工艺制造,核心频率相同均为650MHz

  显存均采用了三星136Ball 1.1ns GDDR3颗粒

  显存频率非常相近,分别为1600/1550MHz

  与上代产品(G70/R520)Pin-to-Pin兼容

  直接使用了上代产品的PCB(X1900的PCB在X1800基础上有改进)

  直接使用上代产品的散热器

  最终导致新产品和上代产品几乎没啥区别

  两款产品都是发布立即上市

  性能表现比较接近

  考验下大家的眼力,找出以下显卡对应的图片:

90nm的怒吼!GeForce 7系列全面大反攻
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  7800GTX 512MB、X1800XT

  虽然NVIDIA和ATI在G71/R580的架构设计上走了捷然不同的道路,但在7900GTX与X1900XTX之间能找出如此众多的共同点让人颇为惊讶!

  结语:

  G71依然沿用了24管线G70的架构,核心频率比7800GTX 512MB提高了100MHz,显存频率下降了100MHz,性能有所提高但没有质的飞跃,可能很多人都会比较失望。其实G71最大的亮点就是在严格控制功耗、精简晶体管、控制成本的情况下制造出性能更强的GPU来,其设计实力不得不让人佩服!

  在CPU领域,Intel提出了“单位功耗性能”这样一个概念,如果将它引入显卡之中,那么就可以看出G71的实力有多强了。NV主要强调的是充分利用GPU当中的所有晶体管单元,让GPU的效能得以完全发挥。对于最终消费者来说,用最少的晶体管造出最强的GPU来,功耗与发热的下降是大家喜闻乐见的,而由于产品成本的下降NV低价上市的策略相信很多人都眉开眼笑了吧。

  很明显ATI方面已经感受到了来自G71/G73的压力,前不久有消息指出ATI已经将X1900XTX的定价由649美元下调到549美元,X1900XT价格从549降到479美元。而在中高端极具竞争力的7900GT和7600GT更是给市场造成了不小的冲击力,ATI/NV大部分新/老产品价格全面下调,消费者直接受益!NV的G71/G73尚未大规模上市就给显卡市场带来如此深远的影响,那么接下来的事情就完全交由消费者主宰了!





































































































































































































































 

  

(责任编辑:张彩云)



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