DOOM3加速器！S3 S18 ChroMAT技术简

前言：

　　S3回来了，起初的转折是在S8，这次是S18，但是人们似乎已经习惯了NVIDIA和ATI两分天下的态势，并没有想到S18的上市会带来什么。在一次S18、X300和6200TC的评测中，我们发现S18有着惊人的表现。显卡测试自然是3DMARK系列测试和游戏系列测试，S18在多项测试中成绩超过了6200TC和X300，尤其是在Doom3测试中，之所以特别提到Doom3，是有原因的。游戏一向都是硬件技术升级助推器，Doom3号称硬件杀手，自然也不例外。Doom3可以说是目前世界上所用技术最为先进的实时三维游戏之一，它把即时光影技术融入到了游戏中，完全由硬件光源提供光照，把以前需要数个小时才可以生成的光照一秒钟渲染十几次甚至几十次，这几乎是不可想象的。我们所要说的不是ID Software如何通过优秀的图像引擎来做到这一点的，而是Doom3的即时光影技术无疑对显卡提出了更高的要求，S18在这项测试中处于领先地位，意义就不言而喻了。

　　有了这样的表现，S18就不得不让人们另眼相看了，它采用8条流水线，400Mhz 核心频率和375Mhz DDR1显存频率，功耗平均值为0.4－4.5W。而S18在Doom3中有着不俗的表现，很大程度上缘自ChroMAT技术。

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ChroMAT技术简介：

　　ChroMAT全称是Chrome Memory Address Translation，是一种适当的存储地址转换技术，简单地说，就是当出现显存不足现象（small memory footprint）时，就会使用3D引擎去读/写系统内存。ChroMAT技术的产生是有着较为重要的意义，随着游戏对硬件要求地提高，玩家所要花费的代价自然也就越大了，可是按照国内的消费观念来看，低价格高性能的产品是最受欢迎的。如果产品规格过低，那么在性能上就不能满足游戏的要求，最多只是一件用于宣传的产品而已，而显卡所能压缩的成本极为有限。受制造工艺限制，板载显示芯片的显示效果和独立显卡的显示效果还是有一定的差距，那么所能压缩成本的就只能是显存了。这样就产生了内存共享技术，显卡上只提供较小的显存，用以存储最常用数据，而当出现显存不足的时候，就可以由显存地址转换到内存地址，因为内存也是系统中读写速度较快的存储器，能够满足游戏对大容量显存需要，而且在成本上比显存也要低的多。

　　ChroMAT从根本上讲是S3在市场运作方面所采用的一系列技术总称，而这一系列技术是用来取代AGP-GRAT的，这就不能不说一说GART了。GART全称是Graphics Address Remapping Table，译为图形地址再映射表，是内置于AGP显卡芯片组中的硬件。

　　在AGP显卡时代就有了类似ChroMAT的技术DIME，称为直接执行内存，直接将系统的内存作为Texture材质的存放空间，这样可以增加3D显示卡所需的显存，从而降低显示卡的成本。其实现最主要的两点是：建立显示控制单元与系统之间的专用信息高速传输通道和采用DME（Direct Memory Execution，内存映射）技术利用电脑系统内存虚拟显存，以扩大显存可用容量。

　　被AGP显示卡所使用的内存就称为AGP Memory，而显示卡的显存是本身的Local Memory加上部分AGP内存，此外还有剩余的系统内存，可以做这三种分类，因此必须重新对内存的位址做一个定义，让系统能够去支配控制它们，因此有了GART。处理器线性虚拟地址由页面机制转换成物理地址，这些物理地址用来存取内存、局部帧缓冲和AGP存储器，CPU用和图形控制器同样的地址存取局部帧缓冲和AGP存储器。操作AGP存储器时，而GRAT将图形控制器和CPU所用的相邻区域转换到内存中几个不同的、甚至可能是杂乱分布的页面地址上，但是要安装单独的驱动程序。<

　　内存地址转换的实现有两个比较关键的因素，那就是系统总线带宽和地址转换算法。AGP时代简单的内存调用受AGP总线带宽的限制，并没有真正发展起来。PCI-E总线的出现可以说是一个契机，作为新一代连接内部芯片的I/O技术，PCI-E提供了8GBit/s的带宽（4GB/s上行、4GB/s下行），为内存地址转换提供了最好的支持。

　　在内存调用算法上则表现为用在S18上的ChroMAT技术，传统的图像处理流程包括几何处理、顶点处理、纹理应用和光栅处理（ROP），这样就需要建立ROP到系统内存的直接通道和连接像素管线到系统内存的直接通道，这样GPU就有权直接访问物理内存，而显卡只需提供较少的显存来缓存常用的前台数据，当发现显存不够用的时候，就可以通过北桥访问系统内存。

　　ChroMAT技术能够使图形引擎通过PCI-E总线对系统内存同时进行读取和写入的访问，高级内存地址转换表能够访问连续的内存，也可以访问分散的内存，而不必一定要将内存页面锁定为连续的内存块。在ChroMAT技术的支持下，GPU具有较高的优先级，可以通过PCI-E总线将内存作为本地视频缓冲器的虚拟扩展，可以存储纹理位图、顶点缓冲和着色缓冲数据。ChroMAT技术首先确保不必固定内存共享容量，其次由显存地址变换到内存地址，使用完毕之后马上将占用的系统内存释放掉，这样就既可以共享内存以达到更大显存的目的，又不会因长时间占用大量系统内存而降低性能。<

总结：

　　ChroMAT技术对于游戏产业的发展和S3显卡本身的发展都有比较重要的意义。对于游戏来说，目前最为先进的实时三维游戏还是非Doom3莫数，我们就还以它为例。Doom3中最突出的就是实时的光影渲染，只有真正实时地控制开关和亮度的光照，配合阴影，才有可能把黑暗给人心理上的恐惧渲染到极点。只有在一个较小的范围内采用大量高光的pixel lighting和硬阴影才会看上去感觉是真实的，因此Doom3中的游戏场景大多是在小范围的黑暗环境或者用门格开的小房间，因为只有这样才能保证游戏运行的流畅性。然而开门是不可避免的一个动作，在开门时，pixel lighting和硬阴影作用的范围就要加大，这时候就需要更大的显存来即时存取数据，在PCI-E总线的支持下，通过ChroMAT技术就可以通过将显存地址转换到内存地址，来确保游戏运行的流畅性。

　　另外内存成本比显存成本要低，这是不可辩驳的事实，因此通过采用ChroMAT技术，就可以降低显卡的成本，以此来提高性价比。2005年是PCI-E显卡逐渐成熟的一年，S3自然也不会放弃这个机会，S3的PCI-E显卡完全采用先进的原生PEG模式，产品覆盖面较广，包括中端的Gamma Chrome S19 (核心代号为Matrix)、中低端的GammaChrome S18(核心代号为Metropolis)及低端的Gamma Chrome S14(核心代号为Manhattan)，S18只是先头部队而已，我们在S14和S19的技术资料里已经看到了Zero Frame Buffer的字样，也就是说可以在显卡上不提供显存，全部从内存共享，ChroMAT技术将得到进一步的发挥，S3显卡的成本也可以继续降低了。

　　ChroMAT这种地址转换技术，带宽是比较重要的因素，PCI-E理论传输速度可以达到上行4GB/s、下行4GB/s，但是Intel的9x5系列主板也只能达到上行3GB/s、下行1GB/s的速度，并不能达到8GB/s全双工传输，VIA目前也没有主板可以做到这一点，甚至最高端的K8T890 pro也不成，看来S18的ChroMAT技术在自己的主板上还不能发挥出真正的实力，但是其他芯片组厂商已经有可以实现8GB/s全双工传送了，这一点确实让人感觉有些遗憾。<