顯卡“混合”技術(shù)解析

如今在電腦顯卡技術(shù)領(lǐng)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(jīng)成為今后顯卡的流行趨勢。目前nVIDIA和AMD都已經(jīng)推出了相關(guān)芯片組與主板。預(yù)計(jì)到2008年第三季度，混合SLI和混合交火將一統(tǒng)入門級(jí)PC平臺(tái)，同時(shí)也將為高端PC平臺(tái)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。

全新的技術(shù)概念

“混合”是一個(gè)全新的技術(shù)概念。從應(yīng)用價(jià)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(xiàn)，使系統(tǒng)效率更高、更節(jié)能，以及安靜的應(yīng)用環(huán)境。

所謂混合SLI，是指nVIDIA最新提出的一項(xiàng)Hybrid SLI技術(shù)，它可以讓主板集成顯示芯片和獨(dú)立顯卡互連，從而提高PC性能。nVIDIA的Hybrid SLI技術(shù)結(jié)合nVIDIA繪圖處理器(GPU)和SLI多重GPU技術(shù)，內(nèi)置了GeForce Boost與HybridPower兩項(xiàng)新技術(shù)。GeForce Boost負(fù)責(zé)nVIDIA板載GPU與nVIDIA獨(dú)立顯卡協(xié)同運(yùn)作，在3D游戲、多媒體應(yīng)用中，GeForce Boost能夠自動(dòng)加入繪圖處理器作業(yè)，提升程序的執(zhí)行效率和畫面更新率；Hybrid Power可提供“高效能”和“低功耗”兩種運(yùn)行模式。其中高效能模式是板載GPU核心和獨(dú)立顯卡同時(shí)運(yùn)行，在進(jìn)行大型3D復(fù)雜運(yùn)算時(shí)能夠顯著提高平臺(tái)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(dú)立顯卡組成SLI模式，能夠增強(qiáng)圖形效能，提高效率，節(jié)省時(shí)間。如果用戶開啟低功耗運(yùn)行模式，Hybrid SLI平臺(tái)將會(huì)關(guān)閉獨(dú)立顯卡，僅僅以板載的GPU核心運(yùn)行輸出顯示，能夠有效降低功耗和發(fā)熱量。這一模式不僅對(duì)個(gè)人用戶相當(dāng)有用，更能幫助網(wǎng)吧經(jīng)營業(yè)主將設(shè)備運(yùn)行功耗降到最低，節(jié)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(xiàng)Hybrid CrossFireX(混合交叉火力)技術(shù)。該技術(shù)與nVIDIA的混合SLI技術(shù)有同工異曲之妙。其優(yōu)勢是能夠讓獨(dú)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(dāng)需要進(jìn)行高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，IGP顯示核心與獨(dú)立顯示核心將會(huì)協(xié)同工作，以達(dá)到最佳的圖形處理性能。而在2D模式或輕負(fù)載3D模式下，獨(dú)立顯示核心會(huì)暫時(shí)停止運(yùn)算，僅由IGP顯示核心負(fù)責(zé)運(yùn)算，讓整機(jī)功耗大幅度減少。因此，Hybrid CrossFireX技術(shù)不僅僅提升性能，也為PC用戶帶來了節(jié)能效果。青出于藍(lán)而勝于藍(lán)

眾所周知，nVIDIA的SLI技術(shù)，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(shí)使用兩塊同型號(hào)的PCI Express顯卡，以增強(qiáng)系統(tǒng)圖形處理能力。交火(CrossFire)技術(shù)則是ATI為了對(duì)付nVIDIA的SLI而推出的一種雙顯卡技術(shù)。雖然SLI和交火技術(shù)顯著地提升了系統(tǒng)技術(shù)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(xiàn)了混合SLI和混合交火技術(shù)。

從技術(shù)原理上來看，nVIDIA的混合SLI技術(shù)還是比較簡單的：當(dāng)開啟了GeForce Boost后，板載GPU與獨(dú)立GPU同時(shí)工作，待處理圖形數(shù)據(jù)分別通過系統(tǒng)總線和PCI-E2.0的數(shù)據(jù)通道分配到板載GPU與獨(dú)立GPU當(dāng)中，并分別渲染不同的幀畫面，獨(dú)立GPU的數(shù)據(jù)交換緩存為本地現(xiàn)存，而板載GPU通過系統(tǒng)內(nèi)存分配的內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，兩者的存儲(chǔ)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(dú)立GPU的最終輸出數(shù)據(jù)會(huì)再次通過PCI-E2.0通道返回到板載數(shù)據(jù)地址，并進(jìn)行整合數(shù)據(jù)信息，最后從合適的接口上輸出，完成整個(gè)渲染過程。

AMD的混合交火技術(shù)是通過Hybrid graphics與CrossFireX兩種技術(shù)來完成任務(wù)的。其中，CrossFireX是AMD Spider高性能平臺(tái)的一個(gè)重要部分，它的主要作用是負(fù)責(zé)將多GPU進(jìn)行互聯(lián)協(xié)調(diào)工作，它可以任意使用一款混合交火技術(shù)顯卡進(jìn)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(shù)。在混合實(shí)現(xiàn)原理上，板載GPU與獨(dú)立GPU分別處理不同的數(shù)據(jù)，板載GPU負(fù)責(zé)與系統(tǒng)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而獨(dú)立GPU則以PCI-E2.0通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。最終，兩個(gè)通道的數(shù)據(jù)會(huì)在Hybrid CrossFireX技術(shù)的作用下進(jìn)行整合并輸出到顯示輸出接口，性能提升幅度可達(dá)50％以上。

兩大技術(shù)優(yōu)勢現(xiàn)山露水

在CeBIT 2008展上，nVIDIA與AMD兩大芯片組廠如期發(fā)布了新一代的整合圖形主板芯片組MCP78和RS780G，其最大亮點(diǎn)是分別融入了混合SLI和混合交火技術(shù)，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(nèi)建的圖形核心可以和獨(dú)立顯卡聯(lián)動(dòng)，提高低端顯卡的性能。尤其值得一提的是，部分AMD780G(RS780)主板會(huì)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(shù)，內(nèi)置有一項(xiàng)HybridPower混合動(dòng)力技術(shù)，它可以對(duì)顯示輸出能力進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。其工作原理是通過一個(gè)特殊的SM BUS來實(shí)時(shí)對(duì)獨(dú)立顯卡進(jìn)行開啟和關(guān)閉的操作。在“低功耗”模式下，HybridPower會(huì)發(fā)送一個(gè)SM BUS指令來關(guān)閉獨(dú)立顯卡，僅以板載GPUT作而顯示。獨(dú)立顯卡關(guān)閉后，完全的斷電停止工作，理論功耗為OW。如果需要進(jìn)行3D游戲，可以讓HybridPower再次發(fā)送一個(gè)SM BUS指令，重新啟動(dòng)獨(dú)立顯卡，使板載GPU與獨(dú)立GPU協(xié)作。

相比這下，AMD混合交火技術(shù)提供有“2D”、“Light3D”和“Performance 3D”三個(gè)工作模式，在2D、Light3D模式下，顯卡會(huì)發(fā)出特殊的控制指令，讓PCI-E23.0通道處于關(guān)閉狀態(tài)，獨(dú)立顯卡進(jìn)入休眠模式，僅由PCI顯示核心負(fù)責(zé)運(yùn)算。如果搭配低端獨(dú)立顯卡，兩塊顯卡的協(xié)同工作能帶來性能上的顯著提升，這比AMD的Power Play圣殿技術(shù)更進(jìn)一步。目前AMD已經(jīng)在中國率先發(fā)布了采用Hybird CrossFireX技術(shù)的7系列芯片組，其中包括RS780、RS780C。

不過，現(xiàn)在混合SLI技術(shù)與混合交火技術(shù)產(chǎn)品還有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，只在搭配低端獨(dú)立顯卡時(shí)，兩塊顯卡的協(xié)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(huì)有多大的變化。其次，兩者現(xiàn)在無法兼容DirectX 9平臺(tái)，對(duì)老顯卡用戶來說者也只能是望梅止渴了。nVIDIA的混合SLI技術(shù)暫時(shí)還無法支持Intel平臺(tái)，但這只是暫時(shí)而已，相信這項(xiàng)技術(shù)一定會(huì)成為主流應(yīng)用。