經(jīng)典大對決!2009年GTX260顯卡年度評測

技術(shù)回顧：GT200核心架構(gòu)分析

　　GeForce GTX 200系列帶來了全新的第二代統(tǒng)一架構(gòu)。而第二代統(tǒng)一架構(gòu)最大的特點(diǎn)就是在全部繼承第一代統(tǒng)一架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)后，提升各單元處理器能力的同時(shí)也提升了效率，真正意義上把同一架構(gòu)發(fā)揮至極點(diǎn)。為了適應(yīng)未來并行運(yùn)算的需要，GeForce GTX 200系列顯卡開創(chuàng)性提供了2種不同的架構(gòu)——并行處理架構(gòu)與圖形處理器架構(gòu)。

完整的GT200架構(gòu)

　　從上面的架構(gòu)圖可以看出，GeForce GTX 200系列可以分為四個(gè)層，最上面一層包括了圖形處理器所需要的幾何著色器（Geometry Shader）、頂點(diǎn)著色器（Vertex shader）以及像素著色器（Pixel shader）。中間一層包括了10組TPCs（計(jì)算處理器群集），每組TPC里面又包含了3組SMs（流處理器組），每組SM里面就包含了8個(gè)流處理器單元或計(jì)算單元。這樣一來，GeForce GTX 200顯卡就一共包含了240個(gè)流處理器單元或計(jì)算單元。在TPCs下面就是紋理單元以Atomic單元（在并行計(jì)算中負(fù)責(zé)處理沖突的單元）。在下面就是ROPs（光柵化處理器引擎）以及顯存接口。

優(yōu)化的shader/TF比值 適應(yīng)未來的需求

　　在圖形處理方面，GeForce GTX 200可以說有了成倍的性能增加，不僅在流處理數(shù)量方面的成倍增加，在跟圖形處理器息息相關(guān)的幾何著色器（Geometry Shader）及數(shù)據(jù)流輸出（Stream Output）、ROPs、紋理填充率以及寄存器方面都有長足的進(jìn)步。 

TPC（計(jì)算處理器群集）中多添加了一組SM

　　目前，越來越多的游戲以及應(yīng)用程序都需要大量的shaders，未來在shaders以及紋理單元上尋找一個(gè)最佳的平衡搭配，GeForce GTX 280顯卡在每組TPC中，多添加了一次SM，然后保持TF的數(shù)量不變，這樣一來shaders與TF的比值要比上代產(chǎn)品提高50%，非常適合目前以及未來的游戲和應(yīng)用程序的需求。

提升幾何著色器及數(shù)據(jù)流輸出（Stream Output）的表現(xiàn)

　　隨著DX10游戲的流行，在DX10規(guī)范中首次引用的幾何著色器（Geometry Shader）作用用來越顯著。為了提升GT200的游戲表現(xiàn)，頂級GeForce GTX 280內(nèi)部的輸出緩沖限制已顯著升至上代產(chǎn)品的6倍，提供了更快的幾何著色器（Geometry Shader）速度以及數(shù)據(jù)流輸出（Stream Output）表現(xiàn)。

測試DEMO美杜莎很大程度上依賴幾何著色器及數(shù)據(jù)流輸出的表現(xiàn)

加倍的寄存器文件

　　在上代旗艦G80核心中，在每組流處理集（SM）里面添加了高速的本地緩存用于存放shaders之間計(jì)算完的活躍數(shù)據(jù)。但隨著編程的復(fù)雜度增加，shaders的處理器能力也得到了成倍的增加，一次可完成上千條指令。寄存器的容量就成為了整個(gè)核心的瓶頸，當(dāng)SM內(nèi)寄存器的容量不足以保存全部處理后的活躍數(shù)據(jù)時(shí)，溢出的數(shù)據(jù)就會(huì)直接存放到顯卡的顯存當(dāng)中，而本地顯存較大的延時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響性能。為了解決這個(gè)問題，適應(yīng)未來更復(fù)雜的編程需求，在GT200核心的寄存器容量直接提升至上代產(chǎn)品的2倍，大大減少了數(shù)據(jù)溢出到本地顯存的機(jī)率，使GT200的運(yùn)算性能更強(qiáng)，運(yùn)算效率更高。

升級ROPs（光柵化處理器）

　　最新的 GeForce GTX 200系列GPU ROPs不僅全部支持上代產(chǎn)品的特性，而且還實(shí)現(xiàn)了最大32 pixels輸出每時(shí)鐘，等同于八個(gè)ROP分區(qū)中每個(gè)ROP分區(qū)輸出4 pixels每時(shí)鐘，同時(shí)每個(gè)ROP分區(qū)在8X MSAA下支持32 色彩和Z采樣每時(shí)鐘。像素方面采用了U8（未簽名8 bit整數(shù)）數(shù)據(jù)格式，像素的混合比率是上代產(chǎn)品的2倍。跟僅有6個(gè)ROP分區(qū)以及支持24 pixels輸出每時(shí)鐘，12 pixels混合每時(shí)鐘的上代產(chǎn)品相比，GTX 280提升到支持32 pixels輸出和混合每時(shí)鐘。能給用戶帶來更絢麗更真實(shí)的視覺效果。

提高了紋理表現(xiàn)

　　GeForce GTX 200系列再次提升了紋理的過濾與尋址能力。在每個(gè)TPCs（流處理集組）中提供了一個(gè)雙四紋理(共8個(gè))處理單元，能夠提供每時(shí)鐘8 pixels的雙線數(shù)尋址和過濾，F(xiàn)B16雙向材質(zhì)過濾可以實(shí)現(xiàn)每時(shí)鐘4 pixel來操作，如果是FP2:1的各向異性過濾也可以每時(shí)鐘4 pixels來完成。內(nèi)部集成的10個(gè)TPCs能同時(shí)完成每時(shí)鐘80 pixels的雙線數(shù)尋找和過濾。除此之外，GeForce GTX 200系列還創(chuàng)建了一個(gè)非常高效的程序來管理，使其紋理過濾表現(xiàn)能達(dá)到理論最大值，性能上較上代GeForce 8800GTX顯卡有不少的提升。