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2008.05.06 

ATI與Nvidia讓顯示晶片也要Hybrid
《SHOPPER電腦買物王 四月號》

    Nvidia與ATI兩大繪圖廠商不約而同於近日推出全新的雙顯示卡平行運算技術,企圖榨乾IGP繪圖晶片的效能,擺脫IGP繪圖核心效能不彰、無利用價值的刻版印象,更可能成為窮人也要玩3D Game的最新救星。

    在主機板之晶片組市場中,「整合繪圖型晶片組(Integrated Graphics Processor,簡稱IGP)」的產品一直有很高的市場佔有率,因為這種在DIY玩家眼中毫不起眼的晶片組,因為價格便宜之故,不論是學校教學、辦公室作業或是家庭上網文書機,幾乎清一色都是IGP主機板的天下,甚至品牌電腦也有超過一半以上的產品使用IGP主機板。

    IGP晶片組之所以與一般晶片組最大的不同,就是在現有的晶片組中整合繪圖核心與相關視訊輸出線路,讓IGP主機板不需要外接顯示卡,就能連接顯示器秀出畫面,讓人省下購買顯示卡的費用。不過繪圖顯示核心隨著3D技術的演進,已經超越一般人可以想像的地步,現今中高階繪圖晶片的電晶體數量與複雜度,甚至遠遠超越電腦運算核心的中央處理器,因此想要在晶片組中整合高效能的繪圖線路,不但有其難度,也有先天的限制。

    也因此,Nvidia與ATI兩大繪圖廠商便往另一個方向思考,並不約而同於近日推出全新的雙顯示卡平行運算技術,企圖榨乾IGP繪圖晶片的效能,擺脫IGP繪圖核心效能不彰、無利用價值的刻版印象。這種新的運算技術,就是利用原來IGP上的繪圖晶片,搭配顯示卡的繪圖晶片協同運作,變成中、低階的「顯示雙聯卡」,成為「窮人也能玩3D Game」的新救星。

    

首開攻勢的ATI Hybrid Graphics

    在多顯示卡的平行運算技術中,屬於AMD(原ATI)陣營的就是耳熟能詳的CrossFire。而AMD這次在Hybrid顯示技術率先拔得頭籌,於今年1月底發布「ATI Hybrid Graphics」,並在3月5日全線產品就定位,這是繼首先推出PCIExpress 2.0與Direct X 10.1顯示卡後,再次於技術上領先Nvidia一步。這個Hybrid Graphics技術涵蓋了以下幾項特色與功能:

    Hybrid CrossFire X雙聯卡運算

    這是Hybrid Graphics中最重要的一環,也就是IGP內建繪圖核心與外接獨立顯示卡進行雙顯示平運算的技術。而且使用者可以在該系統中選擇僅獨立顯示卡運作、內建繪圖關閉的「Discrete」模式,或是一起運算的「ATI Hybrid CrossFire X」模式。不過值得留意的是,這項該技術目前只能在Windows Vista作業系統環境下使用。

    SurroundView多螢幕技術

    簡單來說,SurroundView就是多螢幕顯示功能,這是ATI顯示卡早就具備的技術,現在則被納入成為ATI Hybrid Graphics的一環。俱備SurroundView的顯示卡可同時輸出至兩組顯示器,結合IGP內建的繪圖核心後,還可輸出四組畫面,整個視窗桌面的延伸相當驚人。

    與前一個技術連動的是,進行Hybrid CrossFire X技術時需開啟SurroundView。主要原因是讓Hybrid CrossFire X可以透過IGP進行視訊輸出。

     PowerPlay節電技術

    PowerPlay原本是筆記型電腦繪圖晶片才具備的節電技術,現在則被移植到桌上型電腦顯示卡上,且納入HybridGraphics技術之中。PowerPlay會即時監測GPU的運作情況,當系統的3D負載較低時(例如上網、收電子郵件等),GPU會降低效能以節省耗電;而當進行3D遊戲或高負載時,GPU則會全速運作。

    PowerXpress動態節電

    另一項節電技術稱為PowerXpress,可以動態關閉獨立顯示核心或IGP繪圖核心的電源,而且還可以即時設定,不需要系統重開機。舉例來說,當系統不需要執行3D遊戲或高負載時,就可以完全關閉獨立顯示卡,如需高負載運作則可兩者開啟。不過PowerXpress技術目前也僅支援搭配Windows Vista作業系統的筆記型電腦,並無法在桌上型系統執行。

    中低階顯卡才能Hybrid

    目前第一款支援Hybrid Graphics技術的IGP晶片組為「AMD 780G」,顯示卡則為「ATI Radeon HD 2400系列」、「HD 3400系列」與筆記型電腦版本「ATI Mobility Radeon HD 3400系列」。

    或許讀者會納悶,「為何Hybrid CrossFire X技術是搭配一些中低階顯示卡,搭配高階顯示卡的效能不是會更好嗎?」

    AMD官方的解釋是,由於雙顯示卡平行運算技術運作時以AFR(AlternateFrame Rendering)方式運作,由一個繪圖核心負責奇數圖框、另一個核心負責偶數圖框,因此Hybrid CrossFire X啟動需要兩個等級接近的繪圖核心才會發揮最佳的合作運算效能,等級太懸殊反而會導致效能不彰。因此,從AMD 780G內建的繪圖核心為Radeon HD 3200來看,最好的效益搭配就是HD 2400與HD3400這種等級的產品。

    AMD史上最強的780G晶片

    AMD 780G晶片組先前研發代號為「RS780」,它內建的繪圖核心為「HD3200」,是Radeon HD 2400繪圖核心(RV610) 的改良版本,核心時脈為500MHz,支援DirectX 10與Shader Model 4.0規格,採用全新Unified Shader架構,擁有40個StreamProcessors,內建8個Texture AddressUnit、4個Texture Filiting Unit、4個ROP。AMD官方宣稱3DMark06分數達1500分以上,等同於低階3D顯示卡的效能。

    雖然HD 3200因IGP架構的關係,視訊記憶體需靠UMA佔用部分主系統記憶體(最高可達512MB),不過線路還保留有16bit記憶體控制器作為Side Port Memory用(也就是HyperMemory),而透過主機板上內建緩衝記憶體作為主記憶體存取的仲介,也號稱可增加10~15%的效能。

    搭配SB700南橋晶片

    AMD之前發表的700系列晶片組並未搭配SB700南橋晶片,而這次的AMD780則率先採用。

    SB700是SB600的改良版本,支援6組SATA II及AHCI模式,磁碟陣列功能則支援Raid 0、1、0+1及JBOD模式,且仍保留一組IDE界面。USB也有一些加強,具備2組EHCI控制器,可支援12個USB 2.0連接埠與 2個USB 1.1,音效則支援HD Audio規格。

    特別的是,SB700也具備類似Intel的Turbo Memory技術,稱為「HybridFlash」,支援Samsung OneNAND晶片,完全符合Microsoft ReadyBoost及ReadyDrive規格,號稱比Intel TurboMemory快30%,但由於使用IDE通道,所以無法與IDE功能並存。

AMD780系列晶片組

晶片型號

790GX

780G

780V

740G

核心代號

RS780D

RS780

RS780C

RS740

繪圖核心

Radeon HD 3300

Radeon HD 3200

Radeon 3100

Radeon 2100(DX9)

前端匯流排

HyperTransport 3.0

HyperTransport 2.0

PCI-E規格

PCI-E 2.0

PCI-E

HD解碼

AVIVO HD、UVD

AVIVO

南橋晶片

SB700

    同步推出HD 3400顯示卡

    Radeon HD 3400是同步發表並支援ATI Hybrid Graphics技術的繪圖卡,目前該系列有「HD 3450」與「HD3470」兩款。

    HD 3400說穿了就是HD 2400的55nm製程改良版,並新增PCI Express 2.0規格與支援Direct X10.1、Shader Model 4.1等,擁有40個串流處理器(Stream Processors),記憶體介面為64bit DDR2或GDDR3,當然也內建UVD高畫質影片解碼功能與AVIVO HD技術。比較特別的是,它是第一款支援「DisplayPort」傳輸介面的繪圖晶片(連老大哥HD 3700都沒有),可進行24或30bit色彩輸出,最高達解析度2560×1600,不過DisplayPort才剛起步,相關支援周邊並不普及。

    全方位應用的Nvidia Hybrid SLI

    雖然AMD拔得頭籌率先發布ATI Hybrid Graphics,不過其實更早之前Nvidia已曾向媒體於紙上發表了全新的「Hybrid SLI」技術,而這技術的概念上不僅能提升IGP晶片組的繪圖效能,而且還可廣泛應用在中高低階產品。

    Nvidia Hybrid SLI包含兩大技術核心,分別是「HybridPower」與「GeForce Boost」。系統平臺的相關零組件中只要支援其中一項,就可稱之為Hybrid SLI系統。

    HybridPower主攻節電

    HybridPower是屬於Nvidia的節電技術,不過它泛指整個系統而言,而不是單一顯示卡所具備的節電能力。在具備獨立顯示卡的IGP平臺中,HybridPower可以任意切換顯示卡的電源,低3D負載時可將獨立顯示卡電源關閉,僅由IGP內建的繪圖核心負責顯示;高負載運作或是多螢幕輸出時,IGP與獨立顯示卡可以一起運作以發揮最佳效能,這部分與ATI的PowerXpress技術非常接近,只不過Nvidia可以通吃桌上型與筆記型電腦平臺上,ATI則只支援筆記型電腦平臺。

    另外,HybridPower不是僅侷限於IGP主機板加獨立顯卡的組合,在雙顯示卡的SLI平臺上也是可行的。舉例來說,低3D負載運作時,只需啟動單一顯示卡,另外一張顯示卡則關閉電源;高3D負載時則將另一張顯示卡開啟電源進行SLI運作,藉此節省耗電量。這在使用兩張高階顯示卡進行SLI運作時,勢必會帶來非常大的省電效益。
HybridPower節電技術不只可適用於桌上型與筆記型電腦,而且不限於IGP平臺,連SLI平臺也可以應用,只要3D繪圖處於低負載狀態,就可以關閉非必要的顯示卡節省電源。而當3D負載較高時,開啟GeForce Boost或是SLI功能進行多繪圖核心平行運算處理,對高階顯示卡的省電效果最為明顯。

    GeForce Boost強打三連卡

    GeForce Boost指的就是IGP繪圖核心與外接獨立顯示卡進行SLI雙顯示卡平行運算技術,類似ATI的Hybrid CrossFireX。不過GeForce Boost並不限定於Nvidia所指定的IGP晶片組才可以啟動,甚至在一些高階獨立晶片組上也可以開啟。

    換句話說,這些晶片組雖不是IGP產品,但實際內建有繪圖核心線路,只要顯示卡一裝上去就可以啟動,甚至在雙顯示插槽的SLI系統上也是一樣,只不過GeForce Boost是以「內建繪圖核心+雙顯示卡SLI」進行3-Way SLI運作,有趣程度更勝於ATI的Hybrid系統。
GeForce Boost即是IGP與獨立顯示卡進行協同運作的技術,目前僅有GeForce8000系列晶片組支援,對應的顯示卡則為GeForce 8500GT與8400GS。當GeForce Boost啟動時,除了BIOS要設定外,顯示介面也要連接在主機板的視訊輸出上,因為最終的輸出資料是統一由主機板的系統記憶體送出後顯示。

    GeForce 8000系列可望支援

    對應Nvidia Hybrid SLI的晶片組應,就是原來核心代號MCP78的GeForce 8000系列。這個系列的晶片組共計有「GeForce 8300」、「GeForce8200」與「GeForce 8100」三款,其中GeForce 8200可望在四月有主機版產品問世。

    GeForce 8000晶片組為單一晶片設計,對應AMD的Socket AM2+腳位架構,因此使用的是HyperTransport 3.0匯流排系統與PCI-Express 2.0規格。此款晶片是Nvidia第一款支援DirectX 10的IGP晶片(所以隸屬GeForce 8系列),而且具備PureVideoHD硬體解碼線路(GeForce 8100除外),同時支援H.264、VC-1與MPEG2格式之硬體解碼功能,可降低處理器的負載,當然也具備HDMI相關線路與輸出能力。

    擴充能力部分,SATA II增加為六組,並支援最高Raid 5陣列模式,USB為12組,乙太網路功能則具備過去高階晶片組才有的「FirstPacket」技術,可最佳化網路封包加速傳輸速度,其餘部分則無多大改變。

    除了GeForce 8000晶片外,Nvidia也計劃在今年新推出的nForce 700系列晶片組中,加入支援Hybrid SLI的功能,不過每款晶片組支援的情況均有所不同。

Nvidia Hybrid SLI支援產品一覽

晶片組

布局
架構

Hybrid SLI

繪圖
晶片

Hybrid SLI

Hybrid
Power

GeForce Boost

Hybrid
Power

GeForce Boost

nForce 780a SLI

ATX

GeForce 9600GT

nForce 750a SLI

ATX

GeForce 8500GT

X

nForce 730a

ATX

X

GeForce 8400GS

X

GeForce 8000系列

microATX

 

 

 

    支援的顯示卡與限制

    因為HybridSLI同樣與Hybrid CrossFire X有IGP與獨立顯示卡間協同運作的搭配問題,因此目前可以支援GeForce Boost技術的產品只有「GeForce 8500GT」與「GeForce 8400GS」兩款,都是既有的顯示卡,至於新推出的GeForce9600GT只支援HybridPower。

    另外Hybrid SLI目前也僅能在WindowsVista環境下運作,而且只有AMD的新平臺才具備,不過Nvidia表示會將導入該技術於Intel平臺產品線中,讓Intel使用者也有機會享受Hybrid SLI的優勢。

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