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怪兽来袭!——解读双核显卡

　　(电脑报2007年第51期)2007年11月19日，AMD方面正式公开表示将在明年2月推出“双核显卡”，即一个PCB板上有两颗VPU——这就是传说中的怪兽R680，命名为Radeon HD 3870 X2。然而，NVIDIA是肯定不会任由AMD独自出风头的，就在AMD宣布R680消息后没几天，NVIDIA也准备在明年1月推出D8E显卡，和AMD的显卡设计稍有不同，D8E是由两个GPU、两块PCB版组成的怪兽级显卡……就此，一场怪兽对怪兽的厮杀将会展现在我们每个人面前。
警报！怪兽来势汹汹
　　
　　从两种怪兽级显卡的内部结构来看，R680集成了两颗最新的RV670显示核心而成。而D8E则是由两颗性能不俗的G92核心组合而成。在双核显卡的封装方式上，NVIDIA与AMD走的路线并不相同。NVIDIA即将在明年1月推出的D8E双核显卡，它依然沿用早期GeForce 7950GX2的封装技术，即在将两块PCB板进行有机的结合，并在每张PCB板上单独集成一颗G92图形芯片，也就是说，NVIDIA的D8E是一款双芯片、双PCB板的双核显卡。所以说，在技术上，D8E并没有给我们带来太多的亮点，内部的两颗图形芯片的传输模式与双路SLI几乎相同。它简化了用户组建SLI双显卡模式的烦扰，并适当降低了用户购买两块高端显卡的成本投入。

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双芯片、双PCB板的D8E显卡

　　与NVIDIA不同的是，AMD即将在明年推出的Radeon HD 3870 X2（即R680），将在一张PCB板上集成两颗RV670芯片，并通过CrossFire技术实现内部的交叉火力协同运行。显然，R680是一款单PCB、双核心显卡，不仅降低了成本，而且还让显卡变得更轻盈、功耗更低。此外，由于效仿多核处理器封装方式，R680封装基板的层数将比单基板单图形芯片的层数更多，将从6层提升到10层，并且采用多通道互联技术，配合两个55nm工艺技术的RV670核心。可以说，NVIDIA的D8E和AMD的Radeon HD 3870 X2将带给用户更高层次的性能体验。

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双芯片、单PCB的R680显卡

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　[屏蔽]，催使怪兽诞生

　　谈到双核显卡，我们不得不提一下3dfx，它是怪兽——多GPU显卡的鼻祖，早在1998年，3dfx因为想让自己的显卡在现有的技术基础上进一步提升，就在Voodoo2上应用了SLI技术，它是现在NVIDIA SLI的前身——将两块Voodoo2分别插入PCI槽，并用一根数据电缆连接起来，通过驱动程序的控制，使两块Voodoo2协调工作。在当时，对于硬件的需求可以说是非常奢侈。在2000年，3dfx又推出了集成多芯片的Voodoo 5，这是早期较出名的多核显卡。同样在2000年，ATI推出了一种Dual ASIC双芯片技术，其原理是在Rage Fury MAXX显卡内建2颗Rage 128 Pro绘图芯片，两个绘图芯片轮流工作，每个绘图芯片负责一帧(frame)画面，交替进行以提高像素填充率和三角形生成率。

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ATI Dual ASIC双芯片技术图形处理过程

　　2000年以后，尽管有一些厂商也偶尔推出了双核显卡，但由于成本太高，价格过于昂贵，并没有得到普及。直到2004年，XGI开创了一种BitFluent双核心协同工作架构，并推出了多款Volari Duo双核显卡，这种双 GPU 架构属于框架交错扫描设计，也就是两颗 GPU 交错地绘制一整个页框，比如单数页框是由 1 号 GPU 绘制，偶数页框由 2 号 GPU 绘制。在2004年，NVIDIA在GeForce 6上应用了SLI技术，随后VIA 推出了DualGFX技术，ATI公布了CrossFire技术，这些虽然是属于双显卡工作模式，并不是双核显卡技术，但为以后双核显卡的发展打下了坚实的基础。

　　2005年，技嘉、华硕推出了历史上最具有意义的双核显卡，在显卡内部实现了SLI技术，这是显卡双核时代来临的先兆。2006年的显卡市场，尽管双核显卡得到了上游厂商的重视，比如NVIDIA将GeForce 7900GX2和GeForce 7950GX2摆上了货架，但因为下游厂商的注意力转移到应对Vista赋予的DirectX 10市场，因而只支持DirectX 9.0c的GeForce 7900GX2和GeForce 7950GX2双核显卡并没有得到进一步发展就被历史遗忘了。

　　经过2007年的DirectX 10普及，单核显卡的发展又到了一个顶峰，NVIDIA与ATI都计划于2008年推出新一代性能更加强劲的双核显卡，那就是Radeon HD 3870 X2和双G92核心D8E。

　　可以说，催使双核显卡这个怪兽显卡诞生的不是别人，而是我们自己，是我们在无法快速让单GPU/VPU的性能达到一个新高度的时候，却无法抑制住心中那种追求极致性能的冲动而制造出来的产品。

　　面对怪兽，该伸开双手还是逃避？

　　对于高端用户而言，为了得到高效的图形处理能力，以往需要购买两块高端PCI-E显卡，然后通过SLI、CrossFire技术实现双显卡运行模式，然而这并不是最理想的显卡性能解决方案。因为在双显卡应用方案中，由于桥接器、PCI-E接口等带来的信号损失，以及自身技术上的限制，其性能只比同级别单显卡提高30%-70%。双核显卡则不同，特别是对于AMD的双核显卡来说，由于两个核心被封装在一起，并在显卡内部就实现了两个VPU核心之间的互联，不需要任何外部桥接器，也不用再占用两个2个PCI-E插槽，最大程度避免了性能的损失。

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一块PCB上集成两个GPU核心

　　在新一代双核显卡中，NVIDIA的G92核心和AMD的RV670核心都加入了对PCI-E ×16 2.0的支持，并对GPU核心进行了改进，增加了更多的流处理器单元，并提升了核心频率，这对3D游戏玩家、图形设计非常实用。由于R680显卡摆脱了两块PCB的限制，为厂商降低了制造成本，而对于NVIDIA和AMD的用户来说，由于只需使用一个PCI-E插槽，用户不必再购买高规格的双PCI-E ×16插槽主板，避免了需要两块显卡和两个PCI-E插槽的浪费。因而在提升性能的同时，双核显卡平台的成本投入，也将低于SLI和CrossFire的组建成本，在应用价值方面，双核显卡具有单核显卡不可比拟的优势。

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功耗太高，需两个辅助电源接口

　　尽管双核显卡具有应用上的优势，但目前仍然存在不少问题，其中最大的问题就是功耗。据了解，NVIDIA的双核D8E显卡将达到220W功耗，而R680也不会低多少。这意味着需要两个外接电源接口，用于满足巨大功耗和双面的散热系统。另外，双核显卡需要高效率的驱动来支持，NVIDIA与AMD都还没有成功开发出对应的双核显卡驱动，导致双核显卡被系统识别为两块显卡，只有推出新的显示驱动，双核显卡才能发挥它的性能优势。

　　与双核CPU的发展道路一样，双GPU显卡是目前发展的方向，但对于消费者而言，并不是马上就需要双核显卡，因为在实际应用方面，目前还没有针对双GPU特别优化设计的游戏和应用软件。这意味着，双核显卡的性能得不到最大限度的发挥。另外，在双核显卡刚刚上市的时候，价格依然不算太便宜，双核显卡依然只是发烧玩家追求的对象。

　　写在最后

　　在双核显卡的发展历程中，自3dfx在Voodoo 2上应用了SLI技术后，成为以后双核显卡的一个发展范本。NVIDIA与AMD多年来苦心追求的双核显卡，始终没有摆脱SLI、互联的技术范畴，实际上，目前市场上的双核显卡，与SLI、CrossFire技术实现的双显卡模式相比，其工作原理几乎是一样，所不同的是，它们通过不同的封装方式。但它们都力求在单显卡上集成两个GPU/VPU，从而实现显卡内部的SLI或CrossFire互联方案，以获得更廉价、更易用、更高速的双核显卡方案。

　　在2008年上半年，NVIDIA推出的D8E双核显卡依然使用了两块PCB板，和AMD单PCB板的R680有所区别。新一代双核显卡的上市价格在200美元以上，并计划定位于中高端市场，虽然目前价格还是有些偏高。不过相信在不久的将来，当NVIDIA推出单PCB板的双核显卡后，双核显卡市场将因此而热闹起来，并大幅下拉主流双核显卡的价格。根据显卡市场的发展趋势，双核显卡将会在2009年会有一个较大的发展。届时，普通用户也能享受双核显卡带来的性能优势。而发烧玩家则可以通过使用两块或四块双核显卡组合，实现四核或八核显示核心的[屏蔽]平台。此时，双核显卡的时代真正来临，多核心显卡成为新的追求。