菜鸟扫盲区!教你认识常见的显示核心(nVIDIA篇) [复制链接]

菜鸟扫盲区!教你认识常见的显示核心(nVIDIA篇)
前言
　　无论nVIDIA又或是ATi，它们每一代的显卡的核心都有着极其繁复的命名，许多不熟悉或刚接触DIY硬件的朋友，往往对着这一大串显卡核心型号却无从寻起。许多走进购买显卡误区的朋友，都是因为对显示核心的不了解引起的，为了帮助广大网友理清思绪，今天笔者就对目前市面上经常见到的独立显卡核心做一个整理，希望能够对广大网友有所帮助。根据不同的芯片厂商，我们将分nVIDIA和ATi两部进行介绍，今天为大家先介绍市面常见的nVIDIA显卡核心。在进入正题之前，我们先进入相关的基础知识介绍。
基础知识介绍
nVIDIA显卡命名规律
　　nVIDIA喜欢采用有规律的命名方式，对相同核心的不同型号显卡，以不同的命名规则区分开，以方便消费群体识别好显卡之间的级别，下面我们就说说nVIDIA常见的命名规律。



nVIDIA各代显卡都遵循了由高至低命名规则
GTX > GTS > GT > GS
　　GTX： 一般可以理解为GT eXtreme，代表了极端、极致的意思，用于nVIDIA最高级别的型号，如8800GTX和最新的9800GTX，都采用了GTX的后缀。
　　GTS： 超级加强版 “Giga-Texel Shader”的缩写，千万像素的意思，也就是每秒的像素填充率达到千万以上 。GTS最早出现在Geforce2产品中，代表当时的最高端的Geforce2。而现在一般用于表示GTX的缩减版，级别在GTX之后，如8800GTS。
　　GT： 频率提升版本"GeForce Technoloty"的缩写，级别低于GTS，也是广为用户群体所接受的产品型号之一，主打中端——中高端的消费市场，较具代表的就是nVIDIA“7”系列的7600GT。
　　GS：GS一般用于命名nVIDIA的主打产品，一般可以看作是GT的缩减版，级别低于GT，较为具代表性的就是7600GS。值得注意的是，采用GS命名的显卡，其核心架构可以和GT一样，只是在运行频率上落后于GT，但也可以是在核心架构上直接缩减，如7600GS的核心架构就和7600GT一样，而8800GS的核心架构则比8800GT要有所缩水，我们在选购显卡时，要注意区分开。
　　LE："Limit Edition"的缩写，表示限制版本，代表某一产品系列中的低端产品，主要是频率与标准版本相比有一定的下降。 如：7300LE。
最高级别：Ultra
　　Ultra：字面意思直译就有“激进，极端”的意思。而在nVIDIA的产品中也是如此，只要后缀带了这个家伙，一定是那类芯片中最高端的，它的命名级别比GTX还要高，细数NV的历代王者，基本都能看到它熟悉的身影。如8800Ultra，它就属于8800GTX的高频版本。
　　其实关于nVIDIA显卡的命名后缀还有许多，如XT、ZT、Ti、SE、GE等，在这里就不一一列举了，因为常见的显卡命名后缀，并不包含它们在内，下面我们来了解显卡显示核心的架构概念。
2 细析传统管线架构和统一渲染架构



传统的管线架构
1）像素渲染管线
　　在传统显卡的管线架构中，我们经常说道某张显卡拥有X条渲染管线和X个顶点着色单元。而像素渲染管线又称像素渲染流水线，这个称呼能够很生动的说明像素渲染流水线的工作流程。我们对于一条流水线定义是“Pixel Shader（像素着色器）+TMU（纹理单元）+ROP（光栅化引擎，ATI将其称为Render Back End）。
　　从功能上简单的说，Pixel Shader完成像素处理，TMU负责纹理渲染，而ROP则负责像素的最终输出，因此 ，一条完整的传统流水线意味着在一个时钟周期完成1个Pixel Shader运算，输出1个纹理和1个像素。像素渲染单元、纹理单元和ROP的比例通常为1:1:1，但是也不确定，如在ATi的RV580架构中，其像素渲染流水线就基于1:3的黄金渲染架构，每条像素渲染管线都有着3个像素着色器，因此一块X1900XT显卡中，具有48个像素渲染单元，16个TMU（纹理单元）和16个ROP。
　　在过去的显卡核心体系中，像素渲染管线的数量是决定显示芯片性能和档次的最重要的参数之一，在相同的显卡核心频率下，更多的渲染管线也就意味着更大的像素填充率和纹理填充率，因而我们在判断两张不同核心规格的显卡时，并不能单一只看它的核心/显存频率，像素渲染管线亦相当重要。
小知识：
　　像素填充率：像素填充率是指图形处理单元在每秒内所渲染的像素数量，是用来度量显卡的像素处理性能的常用指标。显卡的渲染管线是显示核心的重要组成部分，是显示核心中负责给图形配上颜色的一组专门通道。渲染管线越多，每组管线工作的频率（一般是显卡的核心频率）越高，那么显卡的像素填充率就越高，显卡的性能就越高，我们可以从显卡的象素填充率上大致判断出显卡的性能。一般像素填充率=显卡的核心运行频率 × 像素渲染单元的数量。从这点我们就很好理解，为什么级别较高的显卡有着更多的像素渲染管线（单元），就是因为像素单元越多，显卡的执行效率就会越高。
2）顶点着色引擎数
　　我们可以将像素渲染管线理解成为一张3D图形的上色过程，而这个3D图形的构建，则是由顶点着色引擎(Vertex Shader)来执行的。顶点着色引擎主要负责描绘图形，也就是建立几何模形，每一个顶点将对3D图形的各种数据清楚地定义，其中包括每一顶点的x、y、z坐标，每一点顶点可能包函的数据有颜色、最初的径路、材质、光线特征等。顶点着色引擎数目越多就能更快的处理更多的几何图形，目前许多新的大型3D游戏中，许多独立渲染的草丛和树叶由大量多边形组成，对GPU的Vertex Shader（顶点着色器）要求很大，在这个情况下，更多顶点着色引擎的优势就被体现出来。
传统的管线架构
统一渲染架构
　　这一概念的出现，其初衷就如前面说到，在目前许多新的大型3D游戏中，许多独立渲染的场景由大量多边形组成，对GPU的Vertex Shader（顶点着色器）要求很大，而这时相对来说，并不需要太多的像素渲染操作，这样便会出现像素渲染单元被闲置，而顶点着色引擎却处于不堪重荷的状态，统一渲染架构的出现，有助于降低Shader单元的闲置状态，大大提高了GPU的利用率。
　　所谓统一渲染架构，大家可以理解为将Vertex Shader、Pixel Shader以及DirectX 10新引入的Geometry Shader进行统一封装。此时，显卡中的GPU将不会开辟独立的管线，而是所有的运算单元都可以任意处理任何一种Shader运算。这使得GPU的利用率更加高，也避免了传统架构中由于资源分配不合理引起的资源浪费现象。这种运算单元就是现在我们经常提到的统一渲染单元（unified Shader），大体上说，unified Shader的数目越多，显卡的3D渲染执行能力就越高，因此，现在unified Shader的数目成为了判断一张显卡性能的重要标准。



步入DX10时代，shader单元数量成为衡量显卡级别的重要参数之一
　　好了，经过上面的基本知识介绍后，我们马上进入正题，下面将从目前市面上还有出售的GeForce 7系列核心规格说起。
3 GeForce 7系列低端军团:衍生自G72的显卡型号


在GeForce 7时代中，G72属于入门级别的低端显示核心，基于它衍生出来的，常见的就有GeForce 7300GS/7300LE两个型号，两者之间主要的区别就在于其默认的运行频率上。消费者一般要区分开的，就是GeForce 7300LE/7300GS和7300GT三个型号，前面两者采用了G72核心，而7300GT则采用了级别较高的G73核心打造，其像素渲染管线是前者的两倍，由于在传统的管线架构中，像素渲染管线对显卡性能的影响相当之大，因此即便7300GT的运行频率落后于7300LE/GS，7300GT的性能还是要远超于7300LE/GS的，这种级别间的差距不是能够依靠单纯的运行频率来填补的。
4 GeForce 7系中端主流:三款衍生自G73的显卡型号



GeForce 7300GT/7600GT/76500GS，三款显卡都是衍生自G73核心的。其中早期的7300GT和7600GT都采用了90nm工艺制程打造，我们可以将7300GT看作7600GT的缩减版。在各大显卡芯片厂商的生产中，通常都会对体格较弱的显卡芯片采取屏蔽核心管线或降低显卡核心频率等方法，将其处理成完全合格的、较为低端的产品，进而起到细分产品线，并为市场带来更多具备性价比的产品。7300GT除了在运行频率上要低于7600GT，像素渲染管线、顶点着色器数量都比7600GT要少。
　　GeForce 7600GS是nVIDIA改进核心制程的产物，其G73核心基于80nm工艺打造，在核心架构上和7600GT的G73没有太大差异。不过我们知道，在nVIDIA的命名规则中，GT的级别是高于GS的，因此在官方发布的7600GS中，便搭配了DDR2显存颗粒，而默认频率亦要低于7600GT。但后来不少显卡厂商，对7600GS搭配了DDR3显存，并且将其的运行频率提高到7600GT的水平，以高频非公版的形式推出市场，并取得了不错的效果。
5 两代GeForce 7系列高端核心:G70和G71



从上面的表格可以看出，衍生自G70/71核心的GeForce 7系列高端显卡，有着一个庞大的家族体系。其中代号为G71的GeForce 7900GTX 512MB在命名上就与G70核心打造的GeForce 7800GTX 512MB有着很大的相似度，同样为24管线设计，看来只能在提升频率上才能获得更强劲的性能。
　　其实与GeForce 7800GTX 512MB一样，GeForce 7900GTX 512MB只是nVIDIA在当时争夺名号而推出的产品，如此高频率的产品数量是不多的，在整个GeForce 7高端显卡家族中，GeForce 7900GT才是nVIDIA真正的武器。它拥有着和7900GTX一模一样的核心规格，仅在运行频率上稍稍落后于前者，在当时是一款取代7800GTX的理想产品。而7900GS则算是7900GT的缩减版，屏蔽了4条管线及1个顶点单元，以优秀的性价比屹立于GeForce 7的年代。
　　同期，基于G71打造的，还有nVIDIA的一款双PCB双核心的显卡——GeForce 7950GX2，但由于价格过贵，在显卡更新速度飞速的今天，推出不久就被取代。现在类似这种双核双PCB设计的高端显卡，nVIDIA又推出了一款GeForce 9800GX2。
6 走进DX10时代:首款高端DX10核心G80



虽然微软的DirectX 10在2007年1月31日才随最新的操作系统Windows Vista正式发布，但早在2006年11月8日，全球图形巨头NVIDIA就超前发布首款支持DirectX10的显卡Geofrce8800系列， 也就是我们常说的G80。
　　G80为nVIDIA在整个2007年取得了极大的成就。基于G80核心衍生的显卡，先后就有GeForce 8800GTX、GeForce 8800GTS和GeForce 8800Ultra三款。其中GeForce 8800GTS 320M，以其强大的3D性能，优秀的性价比，成为当时红极一时的DX10高端显卡。而随后发布的GeForce 8800Ultra，也进一步奠定了nVIDIA在3D性能上的皇座。
　　在上面的规格表格我们可以看见，8800Ultra属于8800GTX的高频版，而8800GTS则通过屏蔽核心Shader数量的做法，以更低的价格推出市面。
7 延续优良血统:主流DX10大军G84/86系列



尽管nVIDIA早在06年11月份就已经发布了全球首款DX10显卡G80系列，但G80显卡昂贵的价格，显然不是每个人都能负担起的，nVIDIA要真正在DX10显卡市场上打下根基，主流的DX10显卡显得尤其重要。而真正敲响平民百姓大门、将DX10显卡带来市场的，正是nVIDIA于2007年4月15日发布的G84/86显卡系列。基于G84开发的显卡，分别有GeForce 8600GTS和GeForce 8600GT两个显卡系列，它们之间的区别主要在运行频率上；而基于G86核心衍生出来的显卡，则有GeForce 8500GT和GeForce 8400GS，8500GT拥有128bit显存位宽8400GS仅拥有64bit。
　　作为首代主流DX10显卡，它的性能并没有给用户带来太多惊喜，G84仅拥有32个SP单元，只是G80核心架构的1/4，而比G84低一级别的G86核心，其SP单元更是G84的一半。这里消费者需要区分，G84的核心架构约为G86的两倍，尽管频率再高的8500GT显卡，其性能也不可能超过8600GT的显卡，这是由它们核心规格决定的。
8 DX10新生代:来自G92的8800系列



nVIDIA于2007年10月29日发布了一款代号为G92的显示核心，属于nVIDIA新一代的高端显卡芯片。它与G80之间的关系，有点类似于G71和G70的，同样是改进核心工艺制程的产物。而目前衍生自G92核心的GeForce 8800系列显卡，就有G92-150、G92-270、G92-400三款，它们分别为GeForce 8800GS、8800GT和新版本的8800GTS。按照nVIDIA的命名规则，三者不仅在核心运行频率上有区别，核心架构上也由最高端的8800GTS向下缩减，由128个SP单元的8800GTS缩减至8800GT的112个，最后缩减至8800GS 96个的渲染单元。
9 即将到来:未来的GeForce 9系列显卡



以上三款显卡，GeForce 9600GT是nVIDIA已经发布的首款以GeForce 9命名的显卡，它的出现就给了人们眼前一亮的感觉，仅拥有64个SP单元，性能却足以媲美8800GS。
从目前的评测来看，GeForce 9800GTX更加像是GeForce 8800TS的高频版，核心规格几乎一样，但据尚未证实的相关资料显示，GeForce 9800GTX的G92-420核心ROPs单元被缩减至16个，比起8800GTS的20个要略微减少。到目前为止，我们还无法确实9800GTX在功能上和上代的GeForce 8800系列有何不同，而除了支持三路SLi以外。
10 即将到来的多款GeForce 9显卡
　　历史的发展往往有着极大的巧合。在GeForce 7的时代，G70通过改进核心制程，打造出基于90nm工艺的G71核心。而如今到了GeForce 8系列，nVIDIA将90nm制程的G80核心改进为65nm制程的G92核心，由于G92沿用了G80的核心架构，因此我们认为它们并没有什么本质上的不同，G92属于G80核心的精简改良版，是G80的完善版本，有着更高的执行效率。
　　目前nVIDIA采用G92核心已经先后推出了型号为8800GT、8800GTS和8800GS的三款显卡。根据可靠的消息得知，针对未来高端市场的GeForce 9800家族，将包括基于 G92-450 的 GeForce 9800 GX2 、G92-420 的 GeForce 9800 GTX以及基于 G92-350的GeForce 9800 GTS，G92-250的GeForce 9800 GT和G92-240GeForce 9800 GS，都是衍生自G92核心的。
而针对中高端市场，nVIDIA于早前已经推出了G94核心，型号为GeForce 9600GT的显卡，而根据市场定位，针对中端市场有G96核心的GeForce 9500GT/GS系列，低端入门市场的G98核心也将在未来和大家见面。
写在最后：
　　在这里为大家归纳出目前市面上常见的显卡核心，目的是为了让广大网友对显示核心有更深的认识，在平时选购显卡时尽量避免走进不必要的误区中。对于同一代显卡，采用高级别显示芯片的显卡性能是要领先于次一级显示芯片显卡的，它们的差距已经是由其搭载的显示芯片先天决定，采用超频或加大显存规格等形式是几乎不可能填补架构的差距的。无论是nVIDIA或ATi，它们在推出自己的产品之时，都会根据不同的市场定位，发布针对低/中/高端的核心组，用户在选购显卡时，首先要根据自己的需求定位需要选择的显卡核心，然后再选择合适价位的显卡，而不要麻木追求高频大容量显卡。