流处理器缘何差6倍！A/N GPU架构解析

    G80和R600都是不计成本的作品，成本高、功耗发热大，随着新工艺逐渐走向成熟，双方不约而同的推出了改良版的核心，使得新高端产品的以大规模量产，这就诞生了G92和RV670核心，这两颗GPU虽然都拥有众多诱人的新特性，但实际上核心架构方面没有任何的变化。

● G92相对于G80的改进：

1. 制造工艺由90nm升级至65nm；

2. 新工艺集成度更高，G92的GPU核心部分与2D输出模块（NVIO）合二为一，是单芯片设计；

3. PCI-E控制器升级支持2.0版本，带宽倍增；

4. 高清视频解码引擎由VP1升级至VP2，支持MPEG2和H.264的完全硬解码，VC-1部分硬解码；

5. 加入HDCP支持和HDMI输出支持；

6. 显存控制器由384bit降至256bit，这是控制成本的需要。由于显存控制器绑定光栅单元（ROP），因此G92的光栅单元只有16个，而G80是24个；

7. 纹理寻址单元数量加倍，纹理采样效率提升。

    在以上诸多改进之中，只有这一项才是设计到核心架构的，因此这里重点介绍：

G80的流处理器结构

G92的流处理器结构

    上面两幅架构图清楚的体现出了G80和G92的差异。NVIDIA GPU的流处理器簇和纹理单元还有一级缓存是绑定在一起的，G80的每簇内建了8个纹理过滤单元（Texture Filtering Unit）和4个纹理寻址单元（Texture Addressing Unit），总共数目就是64个TFU和32个TAU。而G92则提升至每组内建8个TFU和8个TAU，总共64个TFU和64个TAU，也就是纹理寻址单元数量加倍。

    更多的TAU可令单一周期处理更多的纹理采样操作，部分情况下纹理处理器效率提升一倍！虽然DX9C时代反复强调高像素/纹理比例，但DX10时代引入了更多的纹理操作，并且SM4.0支持更复杂的纹理阵列，以便让物体表面拥有更丰富的细节，并且在超高分辨率下也不至于失真，但也对纹理操作提出了较高的要求，NVIDIA此举意在提升Call of Juarez、Crysis这种高精度游戏中的效率。

    事实上，除了G80核心之外，G84、G86、G92、G96等所有衍生出来的小核心都改进了纹理单元设计，也就是说从8600GT开始起纹理寻址单元的数量就与纹理过滤单元相等了，只是中低端显卡的变化未能引起大家的重视。

● RV670相对于R600的改进：

1. 制造工艺由80nm升级至55nm；

2. PCI-E控制器升级支持2.0版本，带宽倍增；

3. 高清解码引擎由原来的Shader解码升级为UVD引擎，支持H.264和VC-1的完全硬解码；

4. 显存控制器由512bit降至256bit，这是控制成本的需要，而且以R600和RV670的运算能力其实不需要太高的显存位宽；

5. 支持PowerPlay节能技术，待机功耗很低；

6. API升级至DX10.1；

    虽然API升级了，但实际上只不过是加入了新的Shader Model 4.1指令集而已，流处理器架构方面没有变化，甚至光栅单元和纹理单元都没有任何改动。

    由于R600/RV670的架构是显存控制器并没有绑定光栅单元，虽然RV670的显存位宽减少了，但并没有造成太多的性能损失，反而由于频率的提升得以反超。因此G92相比G80是性能下降了，而RV670相比R600是有所提升，但最终的结果RV670和G92的差距依然很大。

    可以看出，G92和RV670在技术方面的改进其实都是差不多，真正最关键的（流处理器）核心架构方面其实没有任何变化。