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中档3D显示卡生力军：PowerVR3 KYRO
三牛　2000-11-08 13:58:58

　　可能很多人都玩过世嘉Dreamcast电视游戏机，并对它强大的图形功能赞不绝口(至少在索尼PS2出现之前)。Dreamcast游戏机采用的图形处理器是PowerVR2 DC芯片，相信电脑玩家也都听说过，而且对芯片的设计者--Videologic公司也或多或少有点印象。不过，对于这家公司在PC显示芯片的发展方面，新一代的电脑用户就不那么熟悉了。

　　Videologic公司的专利是PowerVR Technology技术，在Sega Dreamcast游戏机上那块Power VR2 DC芯片就是其杰作。但Videologic公司并不自行生产图形芯片，而是由NEC与ST Micro electronics公司代为制造。生产出来的芯片，再交由Videologic公司的另一个部门--Video Logic System负责生产显示卡，或者像NVIDIA般交由其他OEM厂商推出显示卡产品。

　　自推出Power VR2 DC芯片之后，Videologic公司一直在潜心研究新一代的PowerVR3芯片。其实，Power VR3芯片早在一年多前就有消息发布。不过却一直没有真正露面，主要原因并不如外界猜测是关于芯片质量和设计错误等问题，而是Videologic与NEC公司将PowerVR芯片的市场定位以家用电视游戏机为先，PC则在后面。由于家用游戏机市场更新周期是两至三年，PC的显示卡更新周期是半年。而且家用游戏机市场芯片的订单有保证，动辄以数百万块计算，无怪乎Videologic公司会将家用游戏机芯片市场放在首位。

　　2000年10月，Videologic的PC显示芯片--PowerVR Serial3 KYRO终于面世。正如前段时间ATI公司的RADEON图形芯片一样，它号称以全新的显示技术挑战NVIDIA和3dfx的固有市场。究竟KYRO芯片的实力如何，有何办法挑战GeForce2 MX的中档显卡市场地位，笔者将在下面与大家探讨一二。

　　一、技术规格

　　虽然PowerVR推出时间落后，不过，其视频加速技术却不容忽视。本来最初设计时，KYRO芯片采用的是0.25微米制程技术，但在量产时，芯片的制程技术已经提高到0.18微米，也就是与NVIDIA GeForce 2MX看齐。

　　KYRO芯片内置一千二百万个晶体管，而内存和核心的时脉都是125MHz。显存的“Data Path”是128位，可以采用16MB、32MB和64MB的SDRAM/SGRAM。KYRO芯片本身有两条图形管线(Pipeline)，填充率为250M pixels/s。它还支持全屏反锯齿技术FSAA(FullScreenAnti-Aliasing)、Environment Mapped Bump Mapping、Motion Compensation、DXTC Texture Compression，以及8-layer Multi-Texturing，而且RAMDAC高达270MHz。

　　从上面的技术规格来看，当今最热门的显示技术KYRO芯片都已经具备。不过，细心的朋友也应该看到，它在填充率和内存频宽方面，似乎比核心时脉为175MHz、显存时脉为166MHz的GeForce2MX芯片落后。那么，究竟KYRO凭什么来赶上GeForce2MX呢？

　　二、独有显示技术

　　其实，如果仅仅从“填充率”一项去决定显示卡的好坏是不够的，我们还要从显示技术方面入手。KYRO芯片所提倡的显示技术包括“Tile Based Rendering”和“8 layer Multi Texturing”。

　　(一)Tile Based Rendering

　　“Tile Based Rendering”可以有效地减少内存频宽需求，其原理是将画面裁切成多个细小的区域进行运算。另外，它还将过去处理贴图与Z-Buffer之间的关系重新定位，以达到维持原有画质水平之余，又能够加快速度。

　　PowerVR芯片采用“Hidden Surface Removal”技术，以改进显示图像效果。以前的显示技术的工作原理是，确定整件物体的Texel，接着在Z-Buffer中计算出不同物体之间的远近与重复比例，最后提供输出所需的像素(Pixel)。而“Hidden Surface Removal”则是通过内部的Z-Buffer先测试所需的像素，在未完成多边形材质的贴图运算时，就已经将整个预计输出的荧幕显示出来。这样，重叠后的物体就不会进行“Texturing”与“Shading”的工作。最后，再混合内部Z-Buffer，只输出最后所需要的像素即可。

　　说得再简单一点，这个方法的好处就是减少了不必要的立体多边形的材质计算。因为在过去的技术中，要等到Z-Buffer的步骤后，才知道实际显示的效果是怎样的。更多的内存频宽就白白花费在多余的“Texturing”步骤上。而现在KYRO芯片早已知道实际的显示效果，再去因“材”施“教”，就不会再浪费资源去计算不必要的材质。

　　(二)Deferred Texturing

　　在NVIDIA公司推出的显示卡中，内存频宽是主导速度的一个主要因素。而在现今的多边形世界中，每一个像素深度的复杂程度不断增加，现在比以前不知复杂了多少倍。于是，有效地管理深度，省去不必要的多边形才是明智之举。而KYRO芯片就以此为目的，将贴图等工序放在最后，利用Deferred Texturing原理，等“Hidden Surface Removal”完成后才进行消耗内存频宽的贴图工作。

　　在不断提倡采用DDR内存的前提下，很多人会认为“Hidden Surface Removal”已经没有必要。其实，在追求更真实的多边形世界中，一个像素深度的复杂程度是以倍数形式增长的。因此在未来的日子里，DDR内存所提供的频宽总会被超过，于是“Tile Based Rendering”也就成为一种积极解决问题的方法，而且为未来留下了一个可行性较高的提高速度的技术空间。

　　(三)8 layer Multi Texturing

　　KYRO图形芯片采用的“8 layer Multi-Texturing”可以在一个小区块中建立多材质图像并来回处理，以减少动用独立的管道去处理材质图层。

　　我们知道，很多图形芯片本身只支持一到两条平行处理材质图层的管道。因为图形芯片在处理多个材质图层时，剩下来的只有用“Multi-Pass Rendering”。而这项工作需要多次将多边形的数据送到芯片中，结果会消耗掉很多资源和内存频宽。而“8 layer Multi Texturing”则能够大大减少“Muti-Pass Rendering”。

　　小结

　　总的来看，KYRO芯片在主流图形技术的基础上有自己的独到之处。不过，据国外媒体报到，也有人担心“Tile Based Rendering”技术会影响画质。但在目前流行的几种游戏中，都没有发现任何的问题。而且，更多的人留意的还是速度表现。另外，KYRO的价格走与GeForce2MX相近的路线，其速度在GeForce256 SDR之上，与GeForce 2MX各有千秋。

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