Intel第四代整合图形核心GMA 900介绍
从这一代整合主板开始,Intel整合图形核心的命名再次有所改变,不再延续Extreme Graphics的名称,而被称之为Intel Graphics Media Accelerator 900(以下简称GMA 900),中文含义为图形多媒体加速器,因为Intel这一代整合图形核心不仅在3D运算上有所加强,也在多媒体视频处理上改进不少。基本规格大幅度迈进
Intel GMA 900整合图形核心在基本规格上大幅度加强,首先,它成为首款支持DirectX9图形接口的整合图形核心,对于最新图形接口的支持显然会让游戏的画面质量有大幅度的飞跃,可以进行Shader Model 2.0层面的应用。其次,整合图形核心的频率提升到333MHz,比较上一代整合芯片组865G的显示核心Extreme Graphics2的频率只有266MHz,在这方面也有不小的提高。
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915G的北桥芯片,集成GMA 900图形核心
Intel宣称GMA 900拥有4条渲染管线,不过实际上它只有一条象素流水线,但它能同时处理四个象素。另外新核心仍然没有提供对T&L和光影处理的硬件支持,在独立显卡中,三维立体的顶点信息是由相应的顶点渲染引擎(Vertex Pipe)来负责完成的,现在这些运算依然需要cpu来完成。虽然intel对此的解释是依靠cpu足以有效的处理这些运算,但是必然会造成CPU占用率大幅度增加,导致整体效能的下降。
Zone Rendering Technology 3(区块渲染技术)
相对于独立显卡,集成显卡和系统主存之间的数据交换还是要慢很多。在目前整合图形核心数据交换的方式基本无法改变的前提下,Intel开发出了Zone Rendering Technology 3代技术(区块渲染技术,以下简称ZRT3),大幅度加强渲染引擎的效率,以加强整个图形引擎的效能。
在常规的图形渲染方式下,图形卡总是会遵循几何处理、顶点处理、材质填充…的步骤进行,每个像素都是经过很多繁琐步骤处理而最终通过帧缓存显示在屏幕上的,而由于程序和游戏场景的复杂度增加,画面总是会出现前后像素重叠的情况发生,而这样必定会造成无效的渲染,造成系统资源的浪费,对于这个问题,主流的独立显示卡都有类似的智能渲染技术应对,比如ATi的Z-buffer和nVIDIA的Ultra-Shadow,而Intel则通过ZRT3技术来实现。
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常规渲染方式(上图)和ZRT3渲染方式对比(图片点击放大)
通过上图我们可以了解到,Intel将CPU处理完顶点数据步骤之后、显示输出之前的渲染集成为了一个整体,不再按流程逐步运算,而是按整体运算,这个整体就是“区块”,在渲染之前,图形核心会将所有的数据分割成一个一个区块,然后根据实际的显示结果,选择其中有效的数据进行渲染。
ZRT3技术最大的好处就是,显卡会按照物体的可见顺序来处理,并且区块帧缓冲和Z缓冲技术可以减小内存总线交换大数据块的压力,这对于要和系统分享内存资源的集成显卡来说尤为重要,对内存的利用率提升显而易见。
DVMT3.0内存分配技术
在前面的叙述我们已经提到过,目前整合芯片组图形核心的数据交换都通过系统的主内存来实现,因此在内存的分配上一直是整合图形核心比较关注的一个问题。因为系统的主内存不是一个常量,不同的硬件系统会有不同的内存配置,不管内存的容量是大还是小,究竟分配多少内存给图形卡才能在系统常规使用和3D处理时达到最优化是内存分配的最终目的。如果分配给图形卡的内存较少,那么在进行3D图形处理时性能必然会降低,而单纯提高分配给图形核心内存的容量,也可能会造成系统的整体性能降低从而连累图形性能,并且分配过多的内存到显示部分也会在不进行3D处理时造成内存的闲置,毕竟反复进入BIOS对内存分配进行设置太麻烦了。
Intel的解决方案是DVMT(Dynamic Video Memory Technology,动态显存技术)技术,现在这个技术已经发展到了3.0。DVMT(动态显存技术)是基于UMA(Unified Memory Architecture,统一内存架构)的观念,通过分配最适宜的内存容量给显存来达到图形性能和系统性能的最佳平衡。DVMT技术确保内存的使用效率最高,它能同时保证帧缓存或者主内存的容量,而且操作系统会观察图形处理的运行状况,一但发现分配的(部分)内存不再需要,就会归还给操作系统。
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DVMT3.0的内存分配方案(图片点击放大)
在DVMT3.0技术中,内存被分为两大部分,一部分用于操作系统和应用软件使用,而另一部分就是图形内存,而图形内存又再次被分为三大部分:pre-allocated Memory、Fixed Memory和DVMT Memory。
pre-allocated(提前分配)部分,这一部分内存用于显示核心最基本的数据交换需要,因此这一部分内存甚至不被操作系统所识别。对于电脑的显卡,这一部分显存是必需的,这还需要从电脑的启动来说,我们知道显示设备是电脑中最基本的输出设备,电脑在加电启动,BIOS检测完基本内存后(只会检查 640K常规内存),接下来就会查找显卡的BIOS,所以显卡的BIOS信息会先与BIOS的信息显示,因为没有显示输出,我们对电脑的任何状况都不能了解。对于独立显卡,数据交换的显存直接来自板卡,而对于整合图形核心,在硬件启动之后,BIOS会分配相应的主内存容量到显示核心。
这部分显存的分配先于操作系统,此时显卡的驱动还没有被加载,它用于系统刚启动的自检、纯DOS操作系统下的操作等等。如果Intel的显示驱动程序被加载,显示驱动会召回这部分容量的显存用于图形处理,但是在操作系统中,这部分内存是不允许被使用在任何应用程序中的,而且在操作系统中这部分容量不会被检测到。High Resolution Splash Screen需要8MB的底层显存支持。
对于pre-allocated内存,915G支持两个不同的容量选择:1MB和8MB,可以通过BIOS选择,不过往往OEM厂商在出厂前会选定此容量并在BIOS中关闭此选项。需要注意的是,高分辨率的图形画面可能会用到8MB的底层显存支持。
Fixed Memory(固定内存)部分,这部分内存也是UMA的一部分,一但图形驱动程序被加载,这部分内存就被锁定为显示核心专用的内存。它在任何时候都是专门供给图形核心使用的内存,但是系统仍然会把这部分内存算到总内存之中(这是与pre-allocated内存的区别)。
DVMT Memory(动态内存)部分,这是DVMT技术的精髓,DVMT是UMA内存概念的延伸,它通过图形驱动分配可以流动的内存作为图形核心的使用。如果用户没有使用图形加速器进行3D运算,那么这部分内存就会被操作系统使用,而一但用户开始运行一个3D游戏,开始需要大容量的内存作为显存,那么驱动程序就会为显示核心争取到这部分内存,从而将图形性能提高。
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Intel提出的不同系统主内存的容量分配方案(图片点击放大)
DVMT技术的优势显而易见,它在需要的时候既能满足图形卡的显存需要,又能在图形卡不需要的时候释放DVMT部分的内存给操作系统,增强系统性能,避免浪费,而Fixed部分的内存则保证了图形核心的基本处理需要。UMA内存的使用决定于很多因素,很多细小的因素会导致它的变化,举例来说,如果你正在以窗口方式运行一个DVD播放程序,那么内存就需要DVD播放内存需要以及背景缓存的需要,而如果你是以全屏方式运行同样的DVD播放程序,内存的需要便会变得不同,桌面的帧缓存不再需要,因此操作系统不是总能够同意图形驱动的内存需求。
Intel在介绍新一代整合显示核心技术的时候,更多的重点放在了内存使用等的方面,而在支持DirectX9图形接口非常关键的Pixel Shader2.0技术方面,Intel却提及很少,在后面的测试中我们发现,GMA 900图形核心在画质方面的提升非常有限,基本不能称之为标准的DirectX9显卡。下面的截图能说明一些问题。
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上图为915G集成显卡的渲染,下图为NV45渲染,以下同
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古墓丽影非常明显,915G的设置竟然还是PS2.0
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