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Shader频率or主频? 谁是未来显卡生命线

中关村在线云南站 2007年08月29日 来源:中关村在线 编辑:玉簌 收藏此页
NVIDIA从G80开始带入了统一着色器架构(Unified Pipeline and Shader Design),也就是说Shader处理单元不会再和从前那样分开Pixel Shader、Vertex Shader等等不同类型的Shader单元,而是以GigaThread线程处理器根据工作负荷分配流处理器完成各种指令,配合标量架构设计,达到面对不同的图形接口,G80都能够以100%的工作效率运作


Shader频率or主频? 谁是未来显卡生命线

    以G80为例,128个流处理器实际上扮演着顶点着色器、几何着色器、像素着色器等等的角色。这里就涉及到流处理器频率的问题。在高端的G80身上被验证是成功的统一着色器架构被NVIDIA带进Geforce 8系列中低端显卡中。而事实上作为G80精简3/4、7/8后的G84/G86并没有表现出与G80性能精简后同比列后相似的性能,实际上也是流处理器优化的问题。

● 流处理器超频对效能的影响

    传统提升显卡效能的手段无非是提高显卡核心频率或者显存频率,但在G8x系列显卡架构上,除了核心频率以及显存频率外,能影响效能的还有标量流处理器Shader频率。目前其实玩家中流传着这样的说法是在GeForce 8系列显卡上,Shader频率决定了效能的高低,而核心频率则沦为鸡肋,但事实上真的是这样吗?首先来看看NV官方放出的架构图

Shader频率or主频? 谁是未来显卡生命线

    从图上可以见到Texture Flitering(TF)和Texture Addressing(TA)实际上是和Streaming ProCESsors不同的独立单元,以NV的官方文档显示CoreClock是包括dispatch、textuneunit和ROP unit的,也就是说从理论上看,在显卡处理运作的时候,实际上Shader频率提升后,如果CoreClock维持,当Shader处理能力很强,但Textuneunit或者ROP一旦出现瓶颈,那么显卡性能还是不会有大幅提升。

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    现在个别厂商的Geforce 8系列显卡将Shader频率拉高,但核心频率以及显存频率维持,而后以一个比较高的Shader/ClockCore比例面向市场;也有厂商提倡整体超频,无论是CoreClock还是Shader乃至显存都超频,以一个比较低的Shader/ClockCore比例,但绝对频率高的整体频率面向市场。下面从实际测试看看ShaderClock和CoreClock对显卡效能的影响:


硬件平台
CPU

Intel Core 2 Duo E6600 oc 400x9 3.6G

内存

V-Data DDRII 800 2x1Gb

主板

Gigabit P965-DS4

硬盘

Seagate 7200.10 250G

电源 航嘉500w
操作系统

Windows XP Professional + SP2

测试对象

影驰Geforce 8600GT

    手上的影驰8600GT小魔灵是首款599元的8600GT,首次将8600GT这款最初定位中端市场的DirectX 10显卡带到了低端市场,令更多的低端用户也能与主流性能的DirectX 10显卡来一次亲密的接触。由于显卡性能贴近主流用户,本身频率规格高,同时还留有超频余地,因此是测试ShaderCore以及ClockCore不错的选择。

Shader频率or主频? 谁是未来显卡生命线

    做工方面,这款影驰8600GT小魔灵继续沿用了影驰一贯采用的深蓝色非公版设计。从显卡名字来看,该卡很像魔灵的降级版产品,但是做工方面并没有缩减,显卡的默认频率依然高达600/1400MHz,规格超过了公版Geforce 8600GT的540/1400MHz。

Shader频率or主频? 谁是未来显卡生命线

    显存方面,影驰8600GT小魔灵显卡使用了三星1.4ns GDDR3显存颗粒,显存规格为128MB/128BIT。

Shader频率or主频? 谁是未来显卡生命线

    影驰8600GT小魔灵采用了DVI+VGA+S-Video接口设计,适用于大众用户。并且G84核心支持Dual-Link技术可以实现更高分辨率,已得到更清晰的画面效果。不过最值得一提的是,这款产品视频接口采用了镀镍技术有效防止氧化,并且EMI DVI接口设计将有效减少附近电气件对视频输出信号的干扰,以达到最高画质。

[Page]   从频率来看,该卡还有很大的挖掘潜力,所以笔者选择对此卡进行ShaderClock和CoreClock测试


Shader频率or主频? 谁是未来显卡生命线

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Shader频率or主频? 谁是未来显卡生命线

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● 总结

    从测试中可以见到实际上Shader频率的提升对效能影响是比较明显的,但不等于全部。可以见到测试中当核心频率超频后,Shader频率随之提升,然后整体效能有更明显提升。当然绝对频率都高的时候性能当然更强,但如果是同一张卡情况是如何呢?

    笔者做了这样一个实验:对同一张显卡超频,记录下核心频率:Shader频率=1:2.4;1:2.3以及1:2.2;1:2.15四个比例超频到极限时的效能,发现一个很有趣的现象就是当核心频率和Shader频率的比例是1:2.15的时候,绝对频率超频是最高的,换句话说,在这个比例下,显卡效能达到了最优化。

    其实可以得出这样的结论:提升Coreclock带来的是整体性能的提升(ShaderClock和CoreClock是有联动比例的,超频CoreClock的时候,ShaderClock也会上去),而仅仅不是某个方面。而事实上整体频率的提升,除了可以提升ROP(负责显存接口)、纹理、线程分派外,对消费者更为实用的无疑是视频引擎方面的性能提升。

Shader比例

绝对频率(CoreClock/ShaderClock)

3DMark05
1:2.4 600/1440 9811
1:2.3 650/1500 9952
1:2.2 680/1500 10044
1:2.15 700/1500 10188

    实验测试也证实了实际上比例并不是核心频率和Shader频率最值得关注的地方,对于G8X来说,1:2.1~2.2应该是最适合的比例,在这个比例上两者的绝对频率能达到最高值,从而得到效能的最优化,而不是单纯追求Shader的高比例。目前市场上甚至有产品为了提高Shader频率和核心频率的比例不惜以降低核心频率作为代价,实际上这样做无疑可以得到更高的核心频率和Shader频率的比例,但实际效能却是低了,因为绝对频率实在低,TF/TA/ROP出现了瓶颈。

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