流處理器緣何差6倍！A/N GPU架構(gòu)解析

    G80和R600都是不計(jì)成本的作品，成本高、功耗發(fā)熱大，隨著新工藝逐漸走向成熟，雙方不約而同的推出了改良版的核心，使得新高端產(chǎn)品的以大規(guī)模量產(chǎn)，這就誕生了G92和RV670核心，這兩顆GPU雖然都擁有眾多誘人的新特性，但實(shí)際上核心架構(gòu)方面沒有任何的變化。

● G92相對于G80的改進(jìn)：

1. 制造工藝由90nm升級至65nm；

2. 新工藝集成度更高，G92的GPU核心部分與2D輸出模塊（NVIO）合二為一，是單芯片設(shè)計(jì)；

3. PCI-E控制器升級支持2.0版本，帶寬倍增；

4. 高清視頻解碼引擎由VP1升級至VP2，支持MPEG2和H.264的完全硬解碼，VC-1部分硬解碼；

5. 加入HDCP支持和HDMI輸出支持；

6. 顯存控制器由384bit降至256bit，這是控制成本的需要。由于顯存控制器綁定光柵單元（ROP），因此G92的光柵單元只有16個，而G80是24個；

7. 紋理尋址單元數(shù)量加倍，紋理采樣效率提升。

    在以上諸多改進(jìn)之中，只有這一項(xiàng)才是設(shè)計(jì)到核心架構(gòu)的，因此這里重點(diǎn)介紹：

G80的流處理器結(jié)構(gòu)

G92的流處理器結(jié)構(gòu)

    上面兩幅架構(gòu)圖清楚的體現(xiàn)出了G80和G92的差異。NVIDIA GPU的流處理器簇和紋理單元還有一級緩存是綁定在一起的，G80的每簇內(nèi)建了8個紋理過濾單元（Texture Filtering Unit）和4個紋理尋址單元（Texture Addressing Unit），總共數(shù)目就是64個TFU和32個TAU。而G92則提升至每組內(nèi)建8個TFU和8個TAU，總共64個TFU和64個TAU，也就是紋理尋址單元數(shù)量加倍。

    更多的TAU可令單一周期處理更多的紋理采樣操作，部分情況下紋理處理器效率提升一倍！雖然DX9C時代反復(fù)強(qiáng)調(diào)高像素/紋理比例，但DX10時代引入了更多的紋理操作，并且SM4.0支持更復(fù)雜的紋理陣列，以便讓物體表面擁有更豐富的細(xì)節(jié)，并且在超高分辨率下也不至于失真，但也對紋理操作提出了較高的要求，NVIDIA此舉意在提升Call of Juarez、Crysis這種高精度游戲中的效率。

    事實(shí)上，除了G80核心之外，G84、G86、G92、G96等所有衍生出來的小核心都改進(jìn)了紋理單元設(shè)計(jì)，也就是說從8600GT開始起紋理尋址單元的數(shù)量就與紋理過濾單元相等了，只是中低端顯卡的變化未能引起大家的重視。

● RV670相對于R600的改進(jìn)：

1. 制造工藝由80nm升級至55nm；

2. PCI-E控制器升級支持2.0版本，帶寬倍增；

3. 高清解碼引擎由原來的Shader解碼升級為UVD引擎，支持H.264和VC-1的完全硬解碼；

4. 顯存控制器由512bit降至256bit，這是控制成本的需要，而且以R600和RV670的運(yùn)算能力其實(shí)不需要太高的顯存位寬；

5. 支持PowerPlay節(jié)能技術(shù)，待機(jī)功耗很低；

6. API升級至DX10.1；

    雖然API升級了，但實(shí)際上只不過是加入了新的Shader Model 4.1指令集而已，流處理器架構(gòu)方面沒有變化，甚至光柵單元和紋理單元都沒有任何改動。

    由于R600/RV670的架構(gòu)是顯存控制器并沒有綁定光柵單元，雖然RV670的顯存位寬減少了，但并沒有造成太多的性能損失，反而由于頻率的提升得以反超。因此G92相比G80是性能下降了，而RV670相比R600是有所提升，但最終的結(jié)果RV670和G92的差距依然很大。

    可以看出，G92和RV670在技術(shù)方面的改進(jìn)其實(shí)都是差不多，真正最關(guān)鍵的（流處理器）核心架構(gòu)方面其實(shí)沒有任何變化。