顯卡“混合”技術解析

如今在電腦顯卡技術領域，最吸引人的莫過于“混合”這一概念了。例如nVIDIA的混合SLI，AMD的混合交火。毋庸諱言，“混合”已經成為今后顯卡的流行趨勢。目前nVIDIA和AMD都已經推出了相關芯片組與主板。預計到2008年第三季度，混合SLI和混合交火將一統入門級PC平臺，同時也將為高端PC平臺帶來了新的發展機遇。

全新的技術概念

“混合”是一個全新的技術概念。從應用價值來看，無論是nVIDIA的混合SLI還是AMD的混合交火都一樣為顯卡帶來了直接有效的性能表現，使系統效率更高、更節能，以及安靜的應用環境。

所謂混合SLI，是指nVIDIA最新提出的一項Hybrid SLI技術，它可以讓主板集成顯示芯片和獨立顯卡互連，從而提高PC性能。nVIDIA的Hybrid SLI技術結合nVIDIA繪圖處理器(GPU)和SLI多重GPU技術，內置了GeForce Boost與HybridPower兩項新技術。GeForce Boost負責nVIDIA板載GPU與nVIDIA獨立顯卡協同運作，在3D游戲、多媒體應用中，GeForce Boost能夠自動加入繪圖處理器作業，提升程序的執行效率和畫面更新率；Hybrid Power可提供“高效能”和“低功耗”兩種運行模式。其中高效能模式是板載GPU核心和獨立顯卡同時運行，在進行大型3D復雜運算時能夠顯著提高平臺的整體性能。例如在3D游戲和圖像處理等軟件需求下，開啟高效模式，將板載GPU核心和獨立顯卡組成SLI模式，能夠增強圖形效能，提高效率，節省時間。如果用戶開啟低功耗運行模式，Hybrid SLI平臺將會關閉獨立顯卡，僅僅以板載的GPU核心運行輸出顯示，能夠有效降低功耗和發熱量。這一模式不僅對個人用戶相當有用，更能幫助網吧經營業主將設備運行功耗降到最低，節省很大一部分的開支。

所謂混合交火，是指AMD最新推出的一項Hybrid CrossFireX(混合交叉火力)技術。該技術與nVIDIA的混合SLI技術有同工異曲之妙。其優勢是能夠讓獨立顯卡和主板集成顯示芯片組成交叉火力，提升電腦的顯示性能。當需要進行高負荷運行時，IGP顯示核心與獨立顯示核心將會協同工作，以達到最佳的圖形處理性能。而在2D模式或輕負載3D模式下，獨立顯示核心會暫時停止運算，僅由IGP顯示核心負責運算，讓整機功耗大幅度減少。因此，Hybrid CrossFireX技術不僅僅提升性能，也為PC用戶帶來了節能效果。青出于藍而勝于藍

眾所周知，nVIDIA的SLI技術，通過一種特殊的接口連接方式，在一塊支持雙PCI Express×16插槽(注意這里只是插槽而不一定都具有16條PCIExpress Lanes)的主板上，同時使用兩塊同型號的PCI Express顯卡，以增強系統圖形處理能力。交火(CrossFire)技術則是ATI為了對付nVIDIA的SLI而推出的一種雙顯卡技術。雖然SLI和交火技術顯著地提升了系統技術性能，但卻帶來了高功耗、高熱量和高噪音等弊端，并增加了PC用戶的使用成本。有鑒于此，才出現了混合SLI和混合交火技術。

從技術原理上來看，nVIDIA的混合SLI技術還是比較簡單的：當開啟了GeForce Boost后，板載GPU與獨立GPU同時工作，待處理圖形數據分別通過系統總線和PCI-E2.0的數據通道分配到板載GPU與獨立GPU當中，并分別渲染不同的幀畫面，獨立GPU的數據交換緩存為本地現存，而板載GPU通過系統內存分配的內存進行數據交換，兩者的存儲空間都有一部分FB(frame buffers，幀緩存)空間作為專門的存放地址，獨立GPU的最終輸出數據會再次通過PCI-E2.0通道返回到板載數據地址，并進行整合數據信息，最后從合適的接口上輸出，完成整個渲染過程。

AMD的混合交火技術是通過Hybrid graphics與CrossFireX兩種技術來完成任務的。其中，CrossFireX是AMD Spider高性能平臺的一個重要部分，它的主要作用是負責將多GPU進行互聯協調工作，它可以任意使用一款混合交火技術顯卡進行搭配，組合成為3 GPU或4 GPU交火方案。而Hybrid graphics則是一種多GPU繪圖技術。在混合實現原理上，板載GPU與獨立GPU分別處理不同的數據，板載GPU負責與系統總線進行數據交換，而獨立GPU則以PCI-E2.0通道進行數據交換。最終，兩個通道的數據會在Hybrid CrossFireX技術的作用下進行整合并輸出到顯示輸出接口，性能提升幅度可達50％以上。

兩大技術優勢現山露水

在CeBIT 2008展上，nVIDIA與AMD兩大芯片組廠如期發布了新一代的整合圖形主板芯片組MCP78和RS780G，其最大亮點是分別融入了混合SLI和混合交火技術，不僅都支持AMD K10處理器的特性、PCI-E 2.0顯卡插槽，支持DX10顯示核心，而且內建的圖形核心可以和獨立顯卡聯動，提高低端顯卡的性能。尤其值得一提的是，部分AMD780G(RS780)主板會自帶16-128MB的板載專用顯存“SidePort”，利于提高集成顯卡的性能。

nVIDIA的混合SLI技術，內置有一項HybridPower混合動力技術，它可以對顯示輸出能力進行控制和調節。其工作原理是通過一個特殊的SM BUS來實時對獨立顯卡進行開啟和關閉的操作。在“低功耗”模式下，HybridPower會發送一個SM BUS指令來關閉獨立顯卡，僅以板載GPUT作而顯示。獨立顯卡關閉后，完全的斷電停止工作，理論功耗為OW。如果需要進行3D游戲，可以讓HybridPower再次發送一個SM BUS指令，重新啟動獨立顯卡，使板載GPU與獨立GPU協作。

相比這下，AMD混合交火技術提供有“2D”、“Light3D”和“Performance 3D”三個工作模式，在2D、Light3D模式下，顯卡會發出特殊的控制指令，讓PCI-E23.0通道處于關閉狀態，獨立顯卡進入休眠模式，僅由PCI顯示核心負責運算。如果搭配低端獨立顯卡，兩塊顯卡的協同工作能帶來性能上的顯著提升，這比AMD的Power Play圣殿技術更進一步。目前AMD已經在中國率先發布了采用Hybird CrossFireX技術的7系列芯片組，其中包括RS780、RS780C。

不過，現在混合SLI技術與混合交火技術產品還有一個共同的缺點，只在搭配低端獨立顯卡時，兩塊顯卡的協同工作才能帶來性能上的顯著提升，而如果搭配高端顯卡，在性能上則不會有多大的變化。其次，兩者現在無法兼容DirectX 9平臺，對老顯卡用戶來說者也只能是望梅止渴了。nVIDIA的混合SLI技術暫時還無法支持Intel平臺，但這只是暫時而已，相信這項技術一定會成為主流應用。