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GeForce3，新时代的来临？

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2001年03月04日13:14

　　今年2月27号，被大家期望以久的Geforce3 (NV 20)图形芯片终于发布了，随之而来各大显卡厂商也纷纷推出了采用GeForce 3芯片的显卡。ELSA 艾尔莎、华硕都推出了其GeForce 3芯片的显卡。

　这就是华硕的GeForce 3显卡。

　　关于Geforce3大家也已经听说了不少的消息了，但是它的性能到底如何？它又采用了那些新的技术？这些恐怕才是大家最为关注的，在此我们就为大家做一个通俗的概述。

一、 技术超越

　　经过这么长的研发过程，nVIDIA推出的新一代产品当然不容小视，相信Geforce 3也一定有不少的新特性，国外不少游戏厂商和玩家都称之为继WOODOO之后的又一次显卡世界的革命。果真如此？在此我们还是先拿它与Geforce2 GTS就在可比较的地方做一番比较了。

　下面的表格就非常的明显了。

	GeForce3	GeForce2 GTS
制造工艺	0.15微米	0.18微米
晶体管数目	5700万	2500万
功耗	－	10瓦
核芯频率	200MHz起（MAX 250MHz）	200MHz
显存类型	64MB 3.8ns EliteMT DDR SDRAM或是SGRAM	64MB 5.5ns DDR SDRAM/SGRAM
最大显存容量	128M	128M
显存界面	128位支持DDRSDRAM/SGRAM	128位支持DDRSDRAM/SGRAM
显存频率	230MHz(46OMHz)	166 MHz
显存带宽峰值（250MHz）	8GB/s	5.2GB/s
界面接口	支持AGP x2/x4 /边带寻址/快写	支持AGP x2/x4 /边带寻址/快写
渲染流水线	4条 每条流水线2个贴图单元 每个像素4次贴图	4条 每条流水线2个贴图单元 每个像素4次贴图
理论纹理生成速度：	3.2GMpixels/s	1.6GMpixels/s
引擎	NfiniteFX引擎	T&L引擎
硬件T&L：	4000万以上	2500万角点（comer points）/秒

1． 芯片中晶体管数量大大增加

　　从上面的对比数据中可以看出GeForce3芯片中的晶体管数量大大的增加了，从GeForce2 GTS时代的2500万增加到了5700万晶体管，这一个数字甚至已经大大超过了CPU中晶体管的数量，要知道现在Intel最新推出的P4 CPU芯片内部也只有4200万左右的晶体管。当然了由于集成了这么多晶体管，所以它发热量也是不容忽视的，虽然说采用了0.15微米的工艺，但是相信其发热量也一定不小，所以在GeForce3还没有真实推出的时候，就已经有不少的厂商在为他设计风扇了。大家可以看看，下面就是一家为它生产的巨大的风扇。

　　单单从这样的数据就可以看出，显卡的发展已经远远的超越了CPU的发展，虽然CPU仍然是电脑的核心，但是它现在的发展远远没能像显卡的发展那样，给人们带来前所未有的巨大的震撼力，因为人们现在更加关注视觉和听觉上的效果，相对于声卡要复杂的多的显卡技术，就得到了迅猛的发展。现在市场上的GeForce2MX、 GeForce2 GTS、ATi镭等主流显卡追赶式的推出、降价，就是很好的说明，同样地GeForce3就是在这场疯狂角逐的产物。

2． 核心运行频率

　　由于采用了0.15微米的技术，所以其运行频率也可以近一步的提高了，虽然说刚刚推出的GeForce3的核心频率是200MHz，但是相信nVIDIA也会采取以前的做法，让GeForce3使用不同的运行频率来划分档次，类似现在的GeForce2系列，相信采用0.15微米的工艺，GeForce3运行在250MHz频率下是不成问题的，而且相信还有一定的超频能力。

3． 显存

　　新发布的GeForce3显存采用了64MB 3.8ns EliteMT DDR SDRAM。在GeForce3的技术说明中表示，GeForce3最高可以支持128M的显存，这和GeForce2 GTS是一致的，但是由于GeForce2 GTS的性能限制，还没有出现采用128M显存的产品，但是GeForce3就不同了，由于其强大的性能，所以估计其面向高端的产品中会出现采用128M DDR显存的产品。另外GeForce3规格所使用的显存是3.8ns DDR显存，相信其显存的超频能力也不容忽视。

　　不过最为主要的还是使用了它所采用了128-bit位宽的设计，这样大大的缓解显卡性能的瓶颈――显存带宽，在理论上以230MHz 运行的DDR显存，其数据带宽可以达到7.36GB/S,如果在250MHz下运行，可以达到8.36GB/S的峰值速度，这与GeForce2 GTS的5.2GB/s的带宽几乎提高了一倍。

4． 渲染流水线

　　在渲染流水线上，GeForce3并没有增加其管线的数量，依然和GeForce2 GTS一样，使用4条象素渲染管线，每个管线中集成2个纹理单元，可以在一个核心时钟周期内可以渲染4个双纹理单元。但是与GeForce2 GTS不同就在于GeForce3改进了渲染管线的资源控制和分配，使得Geforce3渲染管线不仅可以和GeForce2 GTS一样在一个时钟周期内完成4个双纹理单元的渲染工作，对于4纹理象素的渲染处理工作，Geforce3可以同时调用2个双纹理单元渲染管线来处理单个的这种4纹理象素，因此在一个时钟周期内可以完成2个4纹理象素的渲染工作。而以前GeForce2 GTS在处理4纹理象素上，因为渲染管线之间不能协调工作，所以需要2个时钟周期，才能完成对单个4纹理象素的渲染工作。如果简单的以数量来计算GeForce3比GeForce2 GTS就有一倍的能力。

　　其实GeForce3的设计，主要考虑的不是硬件理论上的能力，而是实际在运行游戏程序时的效率，这次NVIDIA采用增强整体的效率的手段而不是简单地增加硬件的流水线的方法，就是对以前其他显卡硬件能力很高，而实际应用性能达不到要求的现象所提出的。

二、新技术

　　也许大家看完上面的介绍之后，会认为GeForce3只不过是技术上的改良而没有突破。但事实当然不是这样简单，作为现在显卡界的领头羊的nVIDIA当然不会座失确立其霸主地位的大好事机，推出革命性的技术，大家看完下面的就会明白了。

　　Geforce3芯片主要在三个方面进行了革新，首先新推出了改善显卡性能瓶颈的显存存储结构，第二就提供给了专门的游戏引擎――nfiniteFX引擎，然后就是HRAA－高清晰度反锯齿功能，可以看出在这三种革新中一个是速度，而另外两个是画质，由此可见nVIDIA一改以前不重视画质的缺点，花更大的力气用来提高画质。

1．为了改善显存瓶颈状况，GeForce3使用了“光速显存”，这项技术包括“显存交替控制”技术、“无损Z压缩”、“Z-遮隐”等的技术。

　　“显存交错控制”技术，简单来说就是通过专门的控制芯片来协调显存和显示芯片之间的数据交换，提高显存的利用率和整体效率。这与以前DDR显存固定使用256bit的单位传输图形数据，造成传输的通道的浪费相比，采用4个独立的显存控制单元，每个单元都可以独立的与显示芯片图形处理部分传输数据，并且其4个单元之间也可以相互传输数据。这项技术的应用，nVIDIA方面宣称使得Geforce3显存带宽的应用效率提高了4倍之多。

　　“无损Z压缩”这是nVIDIA所开发的一种新的Z－缓存的数据的压缩方法，对于Z-缓存可能大家还不是很了解，简单来讲就是在3D场景中物体相对与观察者都是有不同深度的，3D效果也是通过物体的不同深度来表达出来，而Z轴数据就是存储物体深度数据的，在传统的图形芯片中Z轴数据的读写存储都要消耗巨大的显存带宽，而Ati的镭中就采用了专门的芯片对其进行处理，而新推出的镭-LE就是关闭了这部分的硬件电路，而采用软件处理，这样造成的性能下降，是非常明显的，由此也可以看出Z－缓存的数据对于显卡性能的影响。Geforce3中所采用的硬件“无损Z压缩”技术，就是利用这种“无损Z压缩算法”对Z－缓存数据进行压缩，这样就减少了显卡在Z－缓存数据处理上的开销，加快了显卡运行速度。

　　“Z-遮隐”技术其实大家都应该有所了解了，就是以前“HSR隐面消除”，简单来讲就是对于3D场景中观察者所看不到的物体，不进行建模和渲染处理。以前这个技术只是被提出来过，市面上销售的显卡还从来没有实际使用这一技术，这次nVIDIA终于把理论上的技术变成了现实，据说采用这样的技术的Geforce3可以让显存带宽的实际利用效率提高4倍！

2．nfiniteFX引擎

　　其实大家都知道一个好的游戏引擎是实现完美3D效果的基础，然而这一引擎还要硬件很好的支持才能完全实现，以前游戏引擎的开发和硬件开发是由不同的公司所完成的，往往很难达到最优良的效率，这次nVIDIA就专门为GeForce3开发了nfiniteFX引擎，这个引擎据其讲是业界第一个完全可编程的3D图形芯片架构。

　　这种引擎的最大的优点就是，为游戏设计者提供了更为广阔的创作空间，不再和以前一样完全依靠少的可怜的SDK效果模板，而可以通过nfiniteFX引擎所提供的几十个相关指令，自由组合出几百万种的显示效果，这样就极大的丰富了显示的内容，也让游戏效果变得更为逼真，这个技术给了游戏开发者完全的自由，也让游戏真正成为游戏开发者头脑中幻想的完美体现，这恐怕是以前游戏的开发者所无法想想的自由。

　　对于nfiniteFX引擎的实际技术，我们不想过多的讨论，只是想简单的告诉大家，它主要是采用了“顶点描绘”技术，这个技术就是通过改变构成物体的三角形顶点的各种参数数来实现不同的视觉效果，如颜色、纹理、位置等，这样就可以实现对于物体更加细腻、逼真的描绘，达到完全逼真的效果。当然这样也大大加大了实际处理的开销，不过为了保证速度，Geforce3也使用了专门的“象素描绘”的功能，它可以在一个时钟周期内就完成Geforce2需要4个时钟周期才可以完成的2个4纹理象素的渲染工作,大大的提高了游戏运行的速度，也让nfiniteFX引擎细致的表现有了意义。

3.HRAA－高清晰度反锯齿功能

　　对于反锯齿功能我想大家现在都不是很陌生了，恐怕记忆犹新的就是打开全屏抗锯齿功能后的性能急剧下降吧，面对这个问题nVIDIA在Geforce3中使用了硬件HRAA－高清晰度反锯齿技术来实现FSAA全屏反锯齿效果。和以前其他显卡所采用的对所有需要反锯齿场景和物体的整体都进行高分辨率渲染显示的方法不同，它使用了更简单的办法，就是在画面显示之前对画面象素采用五点（Quincunx）采样对比来判断、消除屏幕锯齿，据nVIDIA宣称这种技术可以较小的性能牺牲来达到和以前采用“超级采样”显卡达到一样的反锯齿效果。

　　从Geforce3所采用的这些新技术来看，它的显示效果完全的上了一个档次，其实这一点是口说无凭的，大家可以看看下面给出的一些样图就会清楚多了。

　　其实我们和读者一样，看完这些截图以后都感受到一种强烈的震撼，看来 “虚拟现实”真的离我们不远了，……

二、 Geforce3给我们带来什么？

　　看完Geforce3的技术介绍，我们大家对于它也有所了解了，其实给我们强烈震撼的不是它的速度，而是它显示效果。其实大家可以知道Geforce3，应该讲是NV20在以前是为微软的XBOX所开发的，当然对于其效果是第一位的，而且从nVIDIA的说明可以看出它完全支持微软的DX8.0,甚至在国外的网站打出了“Geforce3＝DX8.0”，“DX8.0＝Geforce3”这样的标语，由此可见两者的关系之密，不过对于我们广大的游戏爱好者来讲当然不用担心，相反还有些幸运，因为现在所有开发的WINDOWS游戏都支持DX8.0，而且可以在PC上享受到XBOX的效果。

　　当然我们游戏发烧友仍然关心它的速度，它相对于Geforce3会有多大的性能提升，但是因为Geforce3刚刚发布，其驱动还不是很完善，所以其性能得不到很好的发挥，从国外的一些评测的结果来看，Geforce3的整体效能只比Geforce2 Ultra芯片提升了20％～30％多。不过现在下结论还为时尚早，还是等驱动完善以后我们亲自评测才算能得到一个确切的结果。不过Geforce3目标是以实现尽可能多的特性为目标，也由此可见NVIDIA公司在其技术上的领先实力。

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