Matrox改变世界？Parhelia-512图形
Matrox于5月10日在北京正式发布了万众瞩目的Parhelia-512（芯片的正式名称）芯片，其技术规格绝对可以让所有Matrox的老用户和FANS们大呼过瘾，就其声称的技术和规格而言，恐怕也就只有等到nVIDIA的NV30和ATi的R300推出后才有能够与它抗衡的对手。
但是Parhelia-512的发布是完全芯片级别的，你只能了解到它的技术和一些比较虚幻的规格，而不像nVIDIA那样，在发布GeForce4的时候你就可以看到真正的样品和无数媒体的测试。Matrox在发布Parhelia-512的时候，我所看到的只有技术和规格以及各种VIDEO格式的展示动画，甚至连一个性能对比或者工作频率也不能给大家提供，有些奇怪。
[Parhelia-512推出的意义]
不少用户对Matrox显卡的高品质情有独钟，5年前的Matrox MillenniumII创造了在中高端显卡上的辉煌地位。不过今非昔比，随着ATi以及nVIDIA的快速发展，Matrox在显示卡上的优势几乎荡然无存。最高的G550的3D性能甚至连nVIDIA和ATi的最低档GeForce2以及Radeon VE性能都不如，而其领先的2D技术以及双头显示技术也被nVIDIA和ATi的新一代显示卡追赶上，尤其是Quadro4 NVS这样的对手。
其实Matrox最大利润的所在并不是在家用娱乐显示卡部分，而是商用显示卡和视频应用市场部分，也正是这些部分让Matrox仍然能够继续良好的发展下去，也才有了今天Parhelia-512的推出，不像3dfx那样显卡部分不行了就立刻倒掉了。
但是，在竞争对手的激烈追赶中，单纯固守其实就是退步，Matrox也清楚的看到这一点，所以这次无论如何也要在第一时间发布支持DX9的显示芯片-Parhelia-512，因为如果放在同样支持DX9并拥有更低成本的NV30和R300后推出，Matrox就基本上没有机会再返回显示卡的市场来正面竞争了。而Parhelia-512一旦成功了，不但可以巩固自己的固有优势，而且还可以去重新抢回曾属于自己的中高档显示卡市场份额！Parhelia-512势在必行，Matrox没有退路！
此次发布，虽然我们还无法看到样品卡，但是其详尽的演示，以及各种绝对先进的新技术绝对可以让任何显卡爱好者激动不已，是真正的新一代显示卡。512位的芯片、256位的显存、超高效率的智慧型16X FSAA、DirectX9.1的支持……PCPOP将以详细的文字、图片、FALSH展示给所有的显卡爱好者，GO！<
同我们之前猜测的一样，Matrox的Parhelia-512 GPU此次开创了目前家用显卡领域的数个第一。Parhelia-512配备了超高带宽的显存体系和极为强大的3D处理引擎，从而可以提供更快、视觉效果更好的2D、Direct3D、OpenGL和DVD回放性能。
按照Matrox自己的说法，就算处理目前非常复杂的3D图形，如含有大量多边形、FAA-16X反锯齿、8重采样各向异性过滤、十亿的色彩以及顶点、象素着色渲染，Parhelia-512 GPU仍能保持较好的性能。
是什么使得Matrox对这颗Parhelia-512 GPU有这样充足的信心呢？下面我们就来看看Matrxo在Parhelia-512 GPU中首次应用的多项令人叫绝的技术。<
Parhelia-512是世界上首颗512 Bit的GPU（图形处理器），因此Matrox为这颗全新的GPU贯入了 Parhelia-512这个名字。在制造工艺上Parhelia-512使用了同GeForce4 Ti和Radeon8500同样的0.15微米制程生产，但是其内部集成的晶体管数目要比前两者高出不少，达到了8000万个，因此也不难想象其在生产成本上也相对于GeForce4 Ti和Radeon8500要高。
Parhelia-512核心与当前普通GPU的对比，其512位的GPU以及256位DDR显存都开创了业界的第一。 |
Parhelia-512 GPU的内部结构示意图，由于原图太大，所有请大家点击放大以便能更清楚的观看。[图片点击放大] |
在显存接口上，Parhelia-512将首次配备具有256 Bit位宽的 DDR显存，其也成为了目前首次第一个具有256位显存带宽的图形卡。这样其即使在使用与GeForce4 Ti的128位DDR显存的频率相同情况下 Parhelia-512也可以获得比前者高一倍的显存带宽。
从初步公布的规格看Parhelia-512的显存数据带宽会到达20GB/S。虽然Matrox目前还没有公布 Parhelia-512显存的具体工作频率，但是以20GB/s的数据换算出来，其显存频率应该不会低于325MHz(DDR等效650MHz)。正是这样512 Bit GPU架构和超高带宽的256 Bit显存组成了Parhelia-512显示引擎的躯干。因此在 Parhelia-512上几乎再也不会产生令我们担心由于的显存带宽限制而造成3D应用程序在高分辨率下以及多重显示运算时造成性能的突降问题。<
Parhelia-512集成了四个Vertex shader（顶点着色引擎），需要注意是其可以支持未来的Microsoft DirectX 9.0，而不是DircetX 8.0。但是目前DirectX 9.0还没有发布，因此究竟Parhelia-512的Vertex shader对Dircet9.0支持到何种程度，在真实的3D应用中会起到多大的作用我们还不得而知。
四个Vertex Shader单元，是GeForce4 Ti的2倍、Radeon8500的4倍 |
Parhelia-512的四个顶点着色引擎由一个全面的控制单元来推动，配备最深入的指令和暂存快取显存，其以on chip cache方式将512K的指令快取缓存集成于GPU的Vertex shader处理单元中。在这一点上同nVIDIA产品系列相比，其Vertex shader执行单元的数目上达到了GeForce4 Ti的两倍，与ATi的Radeon8500相比，其更是后者的四倍。
依靠这四个顶点着色单元，就算使用复杂的顶点着色应用程序来建立高分辨率3D模型时，Parhelia-512也能时刻保持良好的性能。除此之外Parhelia-512还为OpenGL标准的光源照射模型和处理进行了进一步的优化，以使其达到更快的执行速度。<
Parhelia-512是首个每条渲染管线支持四重纹理的GPU。2000年ATi推出的Radeon256配备了支持单周期3重纹理的渲染管线。但由于迟迟没有相应的游戏支持，配备双管线3重纹理管线的Radeon256表现并不如采用四管线双重纹理的GeForce2 GTS出色，因此ATi在设计Radeon8500的时候又回到了四管线单周期双重纹理的道路上来。而nVIDIA在其主流的显示芯片上则一直保持四个渲染管线的设计，每个渲染管线在单时钟周期内可进行双重纹理渲染。
Matorx展示了四层纹理渲染的实例 |
而这次Matrox则为Parhelia-512配备了每条渲染管线支持四重纹理的总处理能力。依照Matrox的看法：最新一代的3D游戏和3D应用程序将在未来大量的涌现，以后游戏都将把纹理的限制推向四重纹理设计，因此为Parhelia-512配备了可在单一周期内进行四次渲染的纹理管线。
四重纹理的渲染效果演示：
[上五图点击放大]
因此Parhelia-512也就成为了目前在运行尖端图形应有程序时，能提供非常好的四重纹理渲染能力的GPU，当然要想发挥出四重纹理渲染管线优势，还要看未来相应的游戏和应用软件的支持情况，否则又会出现像当初Radeon256那样苦苦没有用武之地的情况。<
Parhelia-512的Pixel Shader结构示意图
Parhelia-512的四条像素渲染管线中，每条配备5个像素着色阶段，Parhelia-512的36级着色阵列是现今最为强劲的像素图形渲染管线。强大的着色引擎动力让Parhelia-512用最高效能的水平绘制出复杂度更高的新一代3D图形内容。
从上面的对比表中我们不难看出，Parhelia-512的像素着色引擎（Pixel Shader）是非常强大的，其每条像素管道具有5个像素着色阶段，每次支持高达10个像素阶段，每时钟频率下四像素总处理器能力，具备四重纹理和五个象素着色引擎的操作。在这一点Parhelia-512较GeFroce4 Ti和Radeon8500有很大的进步，在整个着色引擎数目上远远超过了后两者。<
Matrox开发出的Displacement-Mapped （硬件位移贴图）技术已经被Microsoft集成于即将发布的DirectX 9.0之中，硬件位移贴图会成为微软DircetX 9.0的一个标准功能。大多数人可能对硬件位移贴图还是一头雾水，下面我们就用最简单的方法来解释硬件位移贴图的概念。
硬件位移贴图是一个用于实现复杂的3D场景强劲而简单的新的图形技术，用其来演绎和绘制复杂的3D几何图形可以达到以前前所未有的高性能。硬件位移贴图的运行是把高分辨率的几何资料编码为“硬件贴图”，并使用低分辨率网状渐层来演绎图像的高度，随后把这些数据存储于简单的纹理贴图之中。Parhelia-512使用了动态、深度适配顶点镶嵌（depth adaptive tessellation）和雾化贴图（mip mapped）顶点纹理样本，即时重组基础网面与位移贴图这样就可以支持极为精美真实的3D图形画面。
上面是一副硬件位移贴图的渲染过程图，地形图的例子真实的反映了硬件位移贴图实现原理 [上图点击放大] |
硬件位移贴图技术支持贝兹曲线（Bezier Curve）和N-patch表面引擎；其使用纹理贴图为动态几何图形进行顶点纹理贴图；支持细节层级（LOD）几何图形、地深度适配镶嵌（Depth Adaptive Tessellation）以及高分辨率几何图形数据压缩编码。
硬件位移贴图可以达到比目前的凹凸贴图更加精美和逼真的效果，下面的例子很好的说明了其与凹凸贴图渲染的差别。三个金球中，第一个是没有经过处理的球体；第二个是经过凹凸贴图处理的球体，表明能表现出一些凹凸感，但还不是很明显；第三副图是经过硬件位移贴图生成的图形，哪个更具真实感就可以不言而喻了吧。
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上面三幅图片是分别为Golden Sphere渲染实例、第二副图是经过 Bumped-Mapped处理后生成的模型，第三副图是经过Displacement-Mapped 处理之后的效果图 [上三图点击放大] |
硬件位移贴图已经在GDC中向世人展示过，其中许多游戏开发商表现除了对其非常积极的支持，当然这和业界老大微软的鼎力支持分不开的。支持硬件位移贴图是未来游戏的一个总的发展方向。而且硬件位移贴图在其它应用范围包括军事和模拟市场的应有也会非常广泛。
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上面的画面演示了Wireframe Terrain No Depth-Adaptive Tessellation、Wireframe Terrain Depth-Adaptive Tessellation以及Top View with Depth-Adaptive Tessellation的效果 [上三图点击放大] |
Westwood Studios的3D图形软件工程总裁Kenny Mitchell表示：“Matrox的硬件位移贴图是独特创新的技术，令3D游戏更具真实感，我只花了数个小时设定和运行此技术，就达到了极好的效果，这真令人鼓舞。我期待Westwood titles将来能更广泛地集成此技术。”<
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16倍反锯齿效果的开启前后对比 |
Matrox的这个消除锯齿的革命性方法对系统效能的影响最低，又能达到高质量反锯齿的着色效果。Matrox的这项技术称为Fragment Antialiasing（FAA）——片断反锯齿，其可以轻松的实现16倍的FAA。
也许你会问当前开启4倍反锯齿效果后即使是GeForce4 Ti也会消耗掉GPU将近50%的速度，Parhelia-512的16×FAA可行吗？答案当然是肯定的。对于与FAA-16X相兼容的应用程序，Matrox在Parhelia-512上可以灵活智能的只针对三角形边缘的像素进行柔化，并用上了完整的16倍像素超取样，同时能保留内里的像素锐利清晰。正因为边缘像素一般都只占画面的一小部分，所以Parhelia-512使用非常少的效能就能提供更为优质的图像。
在1024×768分辨率下打开16×FAA反锯齿模式的视觉效果同运行在4096 x 3072的分辨率下一样得到的视觉效果一样。也就是说我们可以通过开启16×FAA模式来替代以前提高分辨率来提高画质的做法，这样做比我们用提高分辨率而得到的画面效果以及游戏的速度都会更好。
在16×FAA模式下可以说已经达到了人类视觉分辩显示屏上的象素的极限。通过Parhelia-512这种全新的智能消除锯齿模式，即使在开启了高达16×的反锯齿时，整体性能只会下降20%-30%，因此我们完全可不必担心这种反锯齿模式的实用性问题。
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开启16×FAA后游戏中的文字也更加犀利。 |
自Matrox推出双头显示技术四年以来，双头显示技术几乎已经成为现今主流显卡的标准技术，Parhelia-512再次延伸了Matrox双头显示的领导地位，推出DualHead-HighFidelity技术，Parhelia-512能独立输出两个2048×1536×32bpp@85HZ的模拟信号或两个1920×1200×32bpp的数字信号，并且都备有独立的伽马校正硬件重叠功能。
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DualHead核心结构示意图 |
2D显示效果在目前越来越被人重视，Matrox在Parherlia-512推出了超清晰显示技术（UltraSharp Display Output Technology），Parhelia-512的显示输出系统基于完善的全新设计，以实现更加清晰的RGB、DVI和电视输出效果。
Parherlia-512内部集成了双400MHz RAMDAC，并且完全支持伽马调校，其可以达到每个输出端口10Bit的精确度。其中的RAMDAC和集成电视编码器都能输出每频道10Bit的信号质量。这项技术是由的高级电路和过滤器结合而成的，最终提供最高质量的模拟、数字和电视输出。
注：至于何为10Bit信号输出，我们在下面会有具体的解释
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多种双头显示模式：Multi-Display(多屏显示)、Zoom(局部放大)、Clone(克隆)、DVDMax(DVD视频全面播放)。 |
为了营造更为真实的画面效果，Parhelia-512还可以使用专门的第三个RAMDAC以支持额外宽阔的长方形Windows桌面显示，使输出信号横跨三台显示屏，最高分辨率可以达到3840×1024@32bpp。
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三屏幕桌面显示，达到了惊人的视觉效果，这样运行PhotoShop会是什么感觉？ [上三图点击放大] |
Parhelia-512还可以支持3D游戏输出横跨三个显示屏，提供三倍视野范围，完全满足超级玩家对视觉的需求。现在一些热门游戏也已经支持此项功能，支持的游戏包括：ID Software的QuakeIII Arean、Activision的Flight Simulator2002和LucasArets Entertainment Company LLC的绝地武士二（Jedi KnightII）。
Matrox开发的这项技术，提供的游戏的环视环境超乎了目前任何玩家的以前的经验与想象。两边的显示用于玩家对两旁景物的视觉，作为虚拟和真实之间的桥梁，环视技术为画面边缘提供更广阔的互动环境视野。但是目前有那个玩家拥有三台显示器呢？
真实的环视游戏演示，但是有几个玩家有3台显示器呢？<
Parhelia-512为大家送上了首个10Bit色彩的真实支持，Parhelia-512可同时显示超过十亿种色彩。在帧缓冲区、RAMDAC和电视编码器内，整条像素处理管线能保持完整的每色彩输出端口10Bit的支持，为2D、3D、DVD和影像增添了额外的精密度。十亿色彩技术是一项有远见的技术，其可以提供分外鲜明的Windows桌面，最色彩丰盈的图像、还有最清晰锐利的3D影像和游戏图像。
10Bit 10亿色彩技术对图形操作、着色和输出有着更高的色彩精密度，因此在进行色彩渐层表现时不会出现鬼影。这项技术可以让我们的眼睛得到最直接的享受，色彩更加鲜明的Windows桌面、最尖锐夺目色彩丰富游戏图形，另外主要应用2D图形的电脑排版、影像处理等会得到最直接效果改善。
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普通的8Bit色彩与10Bit效果的对比，8Bit色下产生了明显的阶段渐层，而10Bit色则可以产生完美的颜色过渡。 |
人类的眼睛能分辩超过一千六百七十万种色彩，通过这项技术可以加强电脑排版、影像编辑、2D CAD、3D CAD、3D游戏的图像效果，从而达到真正的“所见既所得”。<
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Matrox利用上图对比了采用64个超取样纹理过滤的效果关闭与开启的差异。整个过程动态配置完成，高质量纹理过滤，最少的性能影响。 |
Parhelia-512集成了先进的纹理过滤单元，允许动态配置高达每个时钟周期64层纹理样板，这个数字达到了目前市面上同级GPU的两倍。Parhelia-512的这些样本可以灵活的配置，能实现非常好的的纹理过滤，而对系统的性能影响最低。例如，64个样本可安排为双纹理象素进行三线性过滤，取代双线性过滤，而绝不会影响性能表现；或以能与其他主流GPU三线性过滤交量的同等性能，使用双纹理象素配合16样本进行非均等性过滤。<
“平滑屏幕字体边缘”是一项Microsoft操作系统中现有的功能，但是其一直是依靠软件加速来实现的。而Parhelia-512是首此提供了完整硬件消除文字锯齿的技术。
除此以外，消除字型锯齿为文字的柔化部分提供可编程的伽马校正功能，令操作系统的文字质量胜人一筹。消除字型锯齿后可以使屏幕文字更见清晰，提供非常好的的桌面视觉效果而不会损耗系统的性能。
10Bit伽马校正消除锯齿，如果用CPU绘制平滑文字速度会比用硬件实现慢30%，需要注意的是只有在Windows2000和Windows XP操作环境中Parhelia才支持这项功能。另外为文字而设的独立可编程伽马校正连操作系统本身也没有提供这个功能。下面我们就可以对比一下开启这两项功能前后的效果对比。
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开启硬件消除字型锯齿前后的效果，很明显开启后文字边缘更显平滑 [上图点击放大] |
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可编程伽马校正效果的开启的前后对比。[上图点击放大] |
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一台显示用于工作，而视频输出到电视后全屏播放，工作娱乐互不干扰。 |
Parhelia-512能为PC提供家庭影院质量的DVD播放功能，我们其实可以把Parhelia-512看作一个DVD视频转换器（市场上的DVD视频转换器（Set-top box）均使用10Bit解码器），其DVD解码功能具有10Bit的精密度，具有先进的影像过滤和缩放功能，还有Matrox开创的DVDMax，具有独立的Proc-amp控制来处理影像重叠和电视输出功能。
DVDMax提供独立的全屏幕电视输出，通过象素过滤器高质量的10Bit过滤，10Bit电视输出编码、10Bit进阶过滤和缩放、使用DVDMax输出完整质量的信号。独立伽马和Proc-amp控制DVD播放，10Bit精密度，具备色调、色彩饱和度、光暗度、对比控制等调节功能。<
Matrox为Parhelia-512设计了硬件设定和桌面管理软件PowerDesk，其包括方便的图形用户界面和调校工具。包括完整的双头显示HF设定，先进的多重桌面管理软件和User-Friendly的设定精灵和向导。
强有力的软硬件功能操作简单，直接易用的Windows XP风格的用户介面，为新增而设定的进阶工具。显示与色彩设定控制简易，能简易的创作、设定和管理多个桌面。
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Matrox PowerDesk桌面管理程序设置向导 |
多屏显示设定，其中包括 |
自带的DVD播放软件 |
用于双头显示的 |
3D图形质量设置， |
本次Matrox推出的Parhelia-512是首个512位级别的GPU，其推出的意义一点也不亚于nVIDIA当初推出的首个256位图形处理器GeForce256。融入了众多新技术的Parhelia-512可以说是目前性能和功能都最为强大的GPU。
在3D方面一直令人关注的顶点着色单元、象素着色单元的数目，Parhelia-512都较其他同级GPU有了大幅度的提升。Parhelia-512对未来的DirectX 9.0提供了支持，这是目前所有的GPU所不具有的，它还提供了几种非常重要的特性，其创新的硬件位移贴图以及单周期四纹理渲染管线都极可能将未来的3D游戏推向一个更为真实的境界。256位的显存带宽、16倍反锯齿技术都可以让其在性能上和3D游戏效果上得到最直接的改善。
在2D显示品质上Matrox一直保持着其领先的技术地位。这次在Parhelia-512上其又一次得到了飞跃性的提高。其创新的10Bit色彩技术、三屏幕显示输出以及硬件实现的消除文字锯齿功能都使其在2D方面同其竞争对手再次拉开了差距。
我们最后可以这样的评价Parhelia-512：Parhelia-512具备绝对可以冲击目前人类视觉极限的2D显示品质，并且具有可使3D世界更加逼真的新显示技术，一颗拥有强大的3D处理能力的超级GPU。
产品的定位：
借助Parhelia-512强大的3D与2D处理能力，我们可以将其定位广大的游戏玩家、2D图形工作站，并且Matrox还将推出特别版本以供3D图形工作站使用。
未来产品计划：Matrox计划在今年的6月至7月间正式推出Parhelia-512显示卡。经过初步的确定，面向家用的Parhelia-512显示卡将搭配64M或者128M显存。在令人关心的价格问题上，从Matorx的128M版本低于400美元（很可能是399美元），64M版本低于300美元（极有可能是299美元）来看，Martox为其Parhelia-512产品定位在中高端市场。
Matrox的劣式和不足之处：
本次我们了解到了许多Parhelia-512的产品特点，但是对于它具体会有哪些版本、核心与显存的工作频率等等丝毫没有被透露。也许这些问题Matrox还在最终的确定之中。而且你可能已经注意到Matorx在此次公布的Parhelia-512的技术白皮书中对硬件T&L的支持只字未提，也就是说Parhelia-512可能没有T&L处理单元，那么其在目前普遍采用的Dircet7.0的游戏中性能表现会怎样，现在还不能下任何结论。
从一些消息来源看，Matrox会在5月14日正式发布Parhelia 512芯片，届时产品样品也会陆续送至测试人员手中，届时我们也会在拿到样品的第一时间为大家奉上Parhelia 512的测试报告。同时Matrxo也将在年内推出Parhelia 512 Pro及Parhelia 512 Pro Plus两款显卡，其可能将是专业工作站用，支持四屏同时显示技术的版本。
现在我们需要做的就是等待Parhelia 512的到来，让我们用实际来检验这颗划时代的GPU！<
本次我们不但以静态的文字和图片向大家介绍Martox Parhelia-512的技术，还为大家提供了动态的Flash技术演示，以供大家可以下载观看。
以图文声并茂的形式来展示Parhelia-512的多项新技术：
Parhelia-512的最新核心技术详解：
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