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Parhelia:即“幻日”,“极地的大气中充满了无数的冰晶体,它像水晶一样,将阳光四处散射开来,形成环绕太阳的美丽光环,这种现象称为日晕。有时在日晕两侧的对称点上,冰晶体变成无数面小镜子,纷纷反射阳光,显得特别明亮,便会出现两个并列的太阳的奇观,这就是奇特的“幻日”了”。这是字典中对幻日的解释。而对于广大的硬件发烧友来说,“幻日”是一款的显卡奇特的名称。
加拿大当地时间5月13日,加拿大Matrox公司发布了世界第一款512bit GPU Parhelia-512“幻日”图形芯片。据Matrox公司表示,幻日的含义由三个太阳组成,分别是Quality(画质)”,“Performance(效能),”Features(个性化功能) "(m03),代表了Matrox对新显卡的定位和决心。在分别介绍“幻日”的这三个太阳之前,先来看看“幻日”的硬件技术参数:

采用0.15微米制程,内置8000万个晶体管 核心频率为350MHz 四条顶点渲染管道 四条像素渲染管道,每条管道可同时处理四个材质单元 256位显存界面,20Gb/s显存带宽 16X全屏抗锯齿 400MHz RAMDAC 支持DX9 N-Patches Displacement Mapping 支持Vertex Shader 2.0 支持Pixel Shader 1.3 支持Surround Gaming技术 DVD/HDTV硬解压 TV-Out

再看看Matrox所谓的“高保真显示引擎”的特点: 双头显示-高保真(DualHead-HF)显示技术 集成400MHz 10位双RAMDAC,双独立RGB输出,每个RGB输出可达2048×1536@32 bpp 支持两个数字TMDS传输器,每个DVI输出可达1920×1200 集成10位高保真电视/影像编码器 三屏显示桌面(TripleHead Desktop) 支持第三个RGB输出,三个显示桌面分辨率及色深高达3840×1024@32 bpp 高保真3D引擎 4个顶点着色阵列(Quad Vertex Shader Array) 每象素、每时脉周期四重纹理 64个超取样纹理过滤 高质三线性过滤和非均等性过滤 对每时脉四重双纹理进行8-样本非均性过滤和三线性过滤 对每时脉四重单一纹理进行16样本非均等性过滤 36阶段着色阵列 4条象素管道 每条象素管道4个纹理单元 每条象素管道5个象素着色阶段 每次支持高达10个象素阶段 硬件位移贴图(HardWare Displacement Mapping) 给细节层级LOD几何图形进行深度适配镶嵌(Depth Adaptive Tessellation) 使用纹理贴图为动态几何图像进行顶点纹理贴图 支持贝兹曲线(Bezier Curve)和N-patch(PN-triangle)计算 环视游戏(Surround Gaming) 支持三屏幕的3D游戏显示效果 十亿色彩游戏 10位源纹理支持和精密度 高精密度ARGB(2:10:10:10)帧缓冲 16×消除片断锯齿(FAA-16× Fragment Antialiasing) 16×超取样质量只限于边缘象素,避免内象素模糊,保持低效能损耗 高保真2D引擎 十亿色彩桌面 所有图形操作色彩为延伸30位色彩(10:10:10) 每频道帧缓冲为10位 消除字型锯齿(Glyph Antialiasing) 硬件加速消除文字锯齿 可编程的Gamma校正 使用8位透明图层进行真彩色全屏平面重叠 高保真视像引擎 硬件DVD支持 10位DVD播放、进阶过滤和缩放 可编程重叠处理器 高质横向和纵向缩放 进阶非交错显示,设有子象素定位 VIP 2.0适用的影像输入埠
下面让笔者结合主要的技术特点分别来介绍“幻日”中的三颗“太阳”:
一, Quality(画质),MAXTRO推出的显卡一贯以出众的的画质著称,这次MAXTRO也不例外更是在“幻日”的画质上下足了功夫,看看究竟有那些值得我们关注的: - 10位GigaColor技术 - 64超取样纹理过滤 - 16x 片段抗锯齿 - 文字抗锯齿 - 硬件位移贴图(HardWare Displacement Mapping,简称HDM) - 超清晰输出技术
1、10位GigaColor技术




根据目前的桌面显示技术,桌面颜色显示采用ARGB(Alpha通道,红,绿,蓝)格式,以32位色为例,其储存格式为(8:8:8:8),即每个通道均使用8位表示,也就是有0~255种变化。其中Altra通道表示色彩的透明度,由于它占去了8位,所以实际上表示颜色的只有24位,也就是有000000~FFFFFF(16进制)2的16次方这么多种颜色。但实际上Alpha通道的使用并不多,被它占去了8位存储空间而要压缩色彩的存储空间显然不值得,所以Matrox在“幻日”中使用了(2:10:10:10)这种新的ARGB格式。每条R、G、B通道色彩使用10位表示,这就是10-bit技术;但通道色彩的变化范围从过去的0~255提高到了0~1023(约等于1000),由于色彩是由三条通道叠加而成,所以Parhelia的渲染色彩数可达到1000×1000×1000=10亿种,这就是称为10亿色彩技术的原因。光是在图形引擎的使用10-bit技术是不够的,因为从渲染到图像的最终输出还必须经过帧缓存和数模转换阶段,任何一个阶段不使用相应的技术都会前功尽弃,为此,Matrox使用了10-bit的帧缓冲区和10-bit的RAMDAC,使10-bit的渲染图像能够真确还原到用户的显示桌面。虽然这项技术对于一般用户来说不免是过于吹毛求疵,但考虑到当今的扫描设备和数码摄像设备已经使用了36-bit、42-bit甚至48-bit的色彩技术,所以对于CAD及专门从事图形设计的用户而言,进一步提高桌面的显示效果还是相当必要的。
2、64超取样纹理过滤
Matrox Parhelia-512每时钟周期可以过滤64个纹理取样。 这种过滤方法(双线过滤、三线过滤和各向异性过滤)能够达到更好的效果。根据生产商发布的消息来看,双层纹理加上三线过滤可以达到双线过滤的效果。
3、16x 片段抗锯齿

16x 片段抗锯齿(FAA)可能是Matrox开发出的最有趣的功能之一。与全屏抗锯齿(FSAA)不同的是“幻日”的抗锯齿是片段性的,所以这种使用抗锯齿方法以后,性能损失要比全屏抗锯齿小得多。另外使用16x FAA以后,图象要比使用4x FSAA以后更平滑。 传统的FSAA方法会大幅度降低性能。如果在800x600像素的分辨率下以4x FSAA运行游戏的话,实际上相当于游戏在1600x1200分辨率下运行。这从我们以往的测试就可以清楚的看到这一点。所以要让现在的芯片完成16x FSAA几乎是不可能的,因为即使是游戏在640x480分辨率下运行,实际行却相当于在2560x1920分辨率下进行游戏。在这样高的分辨率下,游戏的帧数会低到你无法想象。Matrox 选择了另外一种方法实现抗锯齿,那就是前面说到的片段抗锯齿。经过片段抗锯齿以后,边角处明显要平滑得多。在打开片段抗锯齿以后,实际性能只下降5-10%. 4、文字抗锯齿

Matrox的技术文档介绍,人们通常喜欢在纸上阅读文章而不是电脑屏幕的主要原因是分辨率的问题。目前打印机的分辨率已普遍超过300dpi,甚至达到600dpi,而相比之下Windows桌面字体的分辨率只有96dpi,也就是相同的字体在纸上会有更好的分辨率和清晰度,因此在纸上阅读会感到更加舒适。为了将显现效果做到最佳,Matrox特意开发了硬件的消除字型锯齿技术,通过对字体边沿锯齿的柔化而达到更好的分辨率和清晰度。 5、硬件位移贴图(HardWare Displacement Mapping,简称HDM)

记得从G200开始,Matrox就乐于在它们的新一代产品中推出一种全新的贴图技术,最让人留下深刻印象的莫过于G400的环境映射凹凸贴图(Environment Mapped Bump Mapping),这次在Parhelia身上Matrox又带来了硬件位移贴图(HardWare Displacement Mapping)。硬件位移贴图是一个专门针对复杂高精度表面贴图的模型。我们可以将一个凹凸表明理解为一个钉床,每根钉子的长度反映了该处表面的凹凸情况,只要根据模型表面的轮廓特征定下各根钉子的高度,我们就可以得到一个贴图的模具,只要将材质往这个钉床模具上冲压成型后,钉床就可以被替换掉,再进行渲染就可以得到一个复杂的表面图形。
6、超清晰输出技术
Matrox进行了多方面的改进让显示效果更加出色。其中包括数字信号到模拟信号的转换以及图象过滤等等。
二,Performance(效能)

- 512位GPU - DirectX 9 Vertex Shader v2.0 - 单通道四重纹理 1、512位GPU

Matrox Parhelia-512 同ATI和nVidia的256位芯片不同,它是一块512位的GPU。这就意味着GPU在每个时钟周期内,它的数据传输速度得到了很大的提升。而且同其它显示芯片256位的显存接口相比,它能提供更高的带宽。Matrox声称这款芯片的显存带宽可以达到20 GB/秒或更高,这将近是GeForce4 Ti4600 10.4 GB/秒显存带宽的两倍“幻日”芯片同其它GPU相比的优势。它通过256位显存接口,只需要使用3.2ns、625 MHz的DDR显存就可以达到20GB/秒的带宽。这也就是说如果显存带宽同样为8 GB/秒的话,那么GeForce4 Ti4200需要使用4ns的DDR显存,而“幻日”只需要使用8ns DDR显存就可以达到这么高的带宽了。但是不得不说的是256位显存接口的开发和生产都要复杂得多,成本也要提高不少。 2 DirectX 9 Vertex Shader v2.0
“幻日”芯片配备了 四个顶点处理单元,而且这四个顶点处理单元是完全兼容DirectX 9的,符合顶点处理2.0的规范。 (1023185052) 3 单通道四重纹理

nVidia的策略是单周期双纹理,适用于市面上全部的游戏,利用增加纹理管道的方法来提速。ATi采用单周期三纹理,只有少量游戏可以得到优化。“幻日”采用单周期四纹理,得到的ISVs(Independent Software Vendors,独立软件销售商)支持近乎为零,不过,在3D物体上加上四个不同的纹理,看起来效果确实不错。 Matrox同样明白单周期四纹理的弱点,因此“幻日”还能执行单周期8倍各向异性过滤+三线性过滤MIP映射,提高纹理的清晰度。要知道,GF3/4也只是支持8倍各向异性过滤。Matrox从Radeon显卡的失败中学习到,双管道多纹理很难对付现有游戏,nVidia的多管道双纹理,又不能适应未来游戏,所以用多管道多纹理架构,即使当前软件不能动用四纹理渲染,也有其它管道作为补充,提供过滤特效。《英雄萨姆:第二次遭遇》是为数极少支持四重纹理的游戏之一(m10)
三, 特殊功能: - 双头高保真显示 - Surround Gaming - 三头显示桌面(0818_wire2) - PC 影院DVD 技术 这里主要介绍二个特点:
1、三头显示桌面
双头显示技术一直是Matrox公司的骄傲,1999年Matrox率先推出了双头显示功能,现在Ati 和nVidia都推出了类似的技术。他们最新的技术是双头高保真显示和三头显示。号称双头高保真显示是因为它具备两个400MHz RAMDAC,10位TV编码器和165MHz 双DVI输出。所有这些功能都是芯片本身整合的。“幻日”可以在两个模拟显示器上输出2048x1536分辨率的图象,或者在数字TFT上输出1920x1200分辨率的图象。另外“幻日”还可以将图象同时输出到三台显示器上。
2、Surround Gaming
Surrond Gaming就是将图象分三路显示在显示器上。如果一台显示器的分辨率为1024x768的话,那么三台显示器的分辨率就是 3072x768。支持Surround Gaming的游戏并不是很多,雷神之锤3竞技场和模拟飞行2002就是其中的佼佼者。另外“Haegemonia: Putting ion OF Iron”、“Soldier OF Fortune 2”、“Return ton of Castle wolf stone”以及“Jedi Knight II: Jedi Outcast”都可以支持Surround Gaming。这些游戏都是可以直接支持三显示器的,而不需要任何的补丁。
总结:
关于“幻日”的实际评测有很多,大家可以参看各个硬件相关媒体。至于“幻日”的实际性能如何,想必大家也心中有数了。这里笔者也不再赘述了。“幻日”是Matrox决心在高端3D游戏领域再创昔日辉煌的作品,显然它未能达到广大用户的期望,甚至Matrox也不见得会有多满意。论硬件水平、论技术含量、论制造工艺,“幻日”都比起原有的显卡更上了一个台阶。集成了8000万晶体管的512位核心虽然理应有出色的表现,512位核心和256位DDR总线竟然在测试中表现不出任何优势。一方面Matrox显然难辞其咎,离开了高端3D游戏市场的短短数年之间,Matrox不得不承认其设计思路以及技术的实际应用能力都与现今的市场发展趋势存在一定偏差。另一方面,软件支持也显得不足,Matrox在驱动设计上依然是老样子,而36阶段着色阵列这样的技术如果缺少了专门的优化支持,在一般游戏中反而变得累赘。缺少了显存控制技术,巨大的内存带宽也难以有效发挥。尽管“幻日”貌似强大,但实际上却有少许先天不足。我们实在难以感受到Matrox重返高端3D游戏领域的决心,也不得不为Matrox的细致设计和画质而折服。Matrox公司的Parhelia“幻日”显卡真的就如同极地上空的“幻日”一般使人迷惑,它将令人瞠目的硬件制造工艺(全卡连贴片的铝电容都不用而全部使用更加高级的钽电容0818_DSCN3162)和极不完善的软件驱动(“幻日”推出时连Windows98的驱动都没有),极为出色的画质(除了它谁敢称第一?0818_quality4)和拙劣的3D加速性能(这不用我多说了吧),众多的特殊功能(还嫌不够多吗?)和不成熟的设计(谁叫它3D性能那么差),高昂的价格(599美圆!)和模糊的市场定位(是高端商用还是高端娱乐?),这诸多的矛盾集合在一起,尽管这不是Matrox的初衷,然而从某种意义上说,“幻日”可以说是从家用娱乐领域“陨落”了。Matrox公司也陷入了困境:Matrox 公司不在CeBIT做公开展示;由Matrox技术支持团队为Matrox用户所搭建的游戏服务器现在被砍掉了,砍掉的每个用户每周可为公司节省2个美元,这似乎是目前削减开支动作的一部分。 Matrox不在发布任何新的Marvel系列图形卡,Marvel G450eTV是似乎最后一款型号;Marvel G450 eTV 新驱动及其Video Tools显卡工具的研发已经停滞。Matrox是否会从此在家用娱乐领域消声匿迹还是在不久的将来带给我们新的惊喜?也许这就象分辩极地上空的“幻日”中真正的太阳一样的困难。
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