中端新王者!NV 7600GT全方位对比测试

    自从去年中期NVIDIA发布7800之后，绝大多数用户都在期盼GeForce 7系列的中端产品出现。时隔半年之久NV最先发布的却是定位低端的G72核心，虽然7300GS的性价比也很出色，不过中端市场才是用户关注程度最高的领域，既要性能好还要价格低，这就是千元级显卡备受青睐的原因。

    随着90nm工艺的成熟和良品率的提高，NV终于将新工艺引入了中高端显示芯片，90nm先进工艺能够在相同大小的芯片中集成更多的晶体管，在GPU核心频率提高的同时发热与功耗也能得到很好的控制。所以NV新款G73核心的表现如何令人非常期待！

● 管线升级到12条！G73核心架构解析：

    从硬件规格上来说，7600GT已经完全凌驾于中端同类产品之上，仅仅在显存位宽和光栅处理器上逊于256Bit的6800GS。

● 延续经典管线论，Pipe Line与Shader Unit的区别：

GeForce 7系列像素渲染架构

RV530核心架构图

    RV530确确实实拥有12个像素渲染单元和5个顶点着色单元，规格上远高于8管线的NV43，看起来似乎和G73差不多，很多人也喜欢将它称之为12管线的产品。实际上ATI与NV的GPU架构完全不同，ATI在像素渲染单元的设计上完全将像素和纹理剥离，两者通过超线程分配单元统一调度。

    ATI认为将来的游戏对像素的需求远大于纹理，因此为12个像素单元的RV530仅仅分配了4个纹理单元，构成了和高端R580相同的“像素:纹理=3:1”架构。

    NV则认为纹理单元的作用依然非常重要，不同的游戏所需的像素处理难以统计，并且这一比列并不是固定的，随着场景设计的差异动态变化。何况3D物体的表面材质、纹理贴图等都随着分辨率的提高层数不断增多，实际游戏对纹理操作的需求并没有下降的趋势。因此PSU和TMU一直是1:1的比例。

    实际上无论是1:1还是3:1的架构，都需要最大限度的将Shader Unit的性能发挥出来，这方面除了对GPU核心架构进行优化设计之外，很大程度上还要取决于游戏引擎的设计。RV530本来在纹理单元数量上就没有优势，而在效能上很难达到像素与纹理绑定设计的水平。因此RV530与G73虽然同为12PS/5VS的结构，然而实际性能确却有一定的差距。

● 顶点着色单元（Vertex Shader）设计：

    不管使用什么图形芯片，3D图形的处理顺序都是最先从顶点部分开始，因为顶点是用来构造几何物体的，进行3D运算建模顶点是最基本最核心的内容。而像素对应工作就是将显卡合成的三维图形以二维的方式输出，简单说像素是二维而顶点则是三维的。然而与3D息息相关的顶点运算的需求是取决于游戏本身，每一个游戏的3D模型一旦确定，在一个静态的3D场景中，顶点数目也就固定下来了，这并不会因为游戏的细节程度、特效和分辨率而发生改变。所以顶点引擎往往没有像素引擎那么繁忙，游戏开发者通常会利用贴图等手段控制模型的3D顶点数目。

    高端显卡无论G70/G71还是R520/R580都拥有8个顶点着色单元，应付所有游戏都不成问题，而中低端显卡则会适当减少顶点单元的数目，因此顶点单元的数目对中端显卡性能的影响比较大，需要特别关注。

    G73的顶点着色单元架构基本与NV43是相同的，最直观的是数量上增加了2个，不过由于实现了单周期FMADD指令运算能力和强化了特殊功能单元（SFU）的性能，因此整个顶点单元算术性能相对NV43来说性能提高了一倍以上！

    另外G73的顶点纹理拾取（VTF：Vertex Texture Fetch）性能有一定的提升，这主要是得益于纹理缓存吞吐量的提高。VTF的性能对于硬件加速位移映射来说非常重要。而ATI X1000系列在顶点着色单元的设计上与NV不同，ATI放弃了VTF这个SM3.0规定必须实现的功能，而是采用了渲染至顶点缓存的方式，因此适用范围不够广，在部分游戏当中效能可能会受影响。

● 除了PS/VS/TMU/ROP数量上的差异，G73架构比NV43更加优秀！

    通过前面的规格表可以看出，G73相比NV43在硬件规格和制造工艺上有了很大的提升，这是最直观也最容易理解的。不过千万不要忽视了架构上进化，G73与NV43之间的差别就好比G70相对于NV40所做出的改进。虽然G70已经发布半年有余，不过G73的出现毕竟是GeForce 7系列首次进入中端市场，因此这里还是有必要作一简单介绍：

    像素渲染单元部分，G73能够单周期完成FMADD（Floating-point Multiply and Add、浮点乘加运算，即运行一次乘法和加法运算），而NV43虽然也具备两个ALU，不过只能分别运行一个FMUL（浮点乘法）和一个FMAD（浮点加法）。在遇到需要两个FADD或者两个FMADD操作的时候，NV43需要两个周期才能完成而G73只需要一个周期。这就是G73真正拥有12×2=24个ALU的原理！

    除了FMADD指令之外，G73在某些像素指令方面也有提升，例如RSQ（平方根）的指令吞吐能力就比NV43高一倍。

    顶点着色单元部分，G73同样能够单周期完成FMADD计算，效能比NV43提高20%以上，Setup引擎在处理固定功能操作的时候效能比NV43提高30%以上。顶点纹理拾取性能也有了一定程度的提高。

● 小结：

    可以这么说，RV530基本相当于三分之一个R580，NV43相当于半个NV40或者说三分之一个G70，而G73相当于半个G71，虽然这种说法非常不严谨（GPU架构所涉及重要参数诸如PS、VS、TMU、ROP、显存和频率等等都不尽相同），但却是很容易理解的。

    因此在R580和G71性能不相上下的情况下，虽然RV530的规格看似高于NV43，其实两者处于同一性能水平，而G73从各个方面来说都应该是完胜NV43/RV530的，到底能否如同理论分析，在后面的性能测试中见分晓！