即将发布：热门显卡摊牌！ 2010 GTX460显卡年度回顾

PolyMorph Engine简介

栅格引擎严格来说，栅格引擎不是全新的硬件，而是以前所有栅格化处理硬件单元的组合，它们以流水线方式执行“边/三角设置”，“栅​​格化”和Z轴用于Z-等操作剔除，每个时钟周期处理8个像素。 GF100具有四个栅格引擎，每个GPC组一个，并且整个核心每个周期可以处理32个像素。

多态引擎负责五个方面：顶点获取，镶嵌，视口变换，属性设置，流输出等。处理工作是DX11中最大的变化之一，镶嵌在这里。 GF100中有16种多态引擎，每个SM对应一个引擎，即每个GPC四个。需要说明的一件事是，多态引擎中的AMD显卡设计针对所有SM使用相同的多态引擎，而NVIDIA每组使用一个SM，这避免了称为图形卡的多态引擎的性能瓶颈。

多态引擎决不是重新设计的几何单位，并且已提高了15倍。它结合了以前的固定功能硬件单元，使其成为一个有机的整体。尽管每个多态引擎都是简单的顺序设计，但整体上16可以像CPU一样执行乱序执行（OoO），也就是说，倾向于并行处理。 NVIDIA还专门为这些多态引擎建立了专用的通信渠道，以使它们在任务处理中保持完整性。

在每组SM阵列中，纹理单元，第一和第二缓存，ROP单元以及每个单元的频率也与过去完全不同。每组SM中的四个纹理单元共同使用12KB的第一级纹理缓存，并与整个芯片共享768KB的第二级缓存。每个纹理单元可以计算一个纹理地址，每个周期可以提取四个纹理样本，并支持新的DX11压缩纹理格式。

总共48个ROP单元分为六个组，每个组具有一个64位视频存储通道。所有ROP单元和整个芯片共享768KB L2缓存（GT200中不包含）。

除了ROP单元和二级缓存外，几乎所有其他单元的频率都与Shader频率（NVIDIA暂时称为GPC频率）相关联：一级缓存和Sahder单元本身已满速度，纹理单位，栅格引擎，多边形引擎是一半。对于GF100，如果要超频，则必须重新访问许多地方。

从NV30 GeForce FX 5800到GT200 GeForce GTX 280，NVIDIA显卡的几何性能仅提高了不到3倍，而Shader性能提高了150倍以上，但从GT200到GF100，仅几何性能提高了8倍。

凭借如此强大的几何性能，NVIDIA可以使用细分曲面和位移贴图来创建更复杂的角色，对象和场景，并保持与对手相同的性能水平，因此NVIDIA具有16个多态引擎和4个光栅引擎。

细分表面是AMD DX11产品推广的重点，但是NVIDIA要做的事情要复杂得多，并且从理论上讲，效果更好。 NVIDIA接下来要做的就是让游戏开发人员充分利用GF100架构的潜力，并在保证性能的基础上制作出更精致的游戏图形。

抖动采样获得更逼真的画面

DX11详细定义了图形卡需要提供的功能，但是它在渲染后端的工作很少，因此NVIDIA开发了一种多态引擎和抖动采样。抖动采样不是一项新技术。长期以来，它已用于阴影贴图和各种后处理。它通过对相邻纹理像素（纹理像素/纹理像素）进行采样来创建较柔和的阴影边缘。它的缺点也是非常耗费资源。

DX9 / 10上的抖动采样分别拾取每个纹理像素。 DX1 0. 1开始使用Gather4指令，而NVIDIA在硬件上使用单个矢量指令。 NVIDIA自己的测试表明，这种性能大约是非矢量执行性能的两倍。

改进的抗锯齿功能可以达到32AA

CSAA在G80 GeForce 8800 GTX上推出。当时，它最多支持16倍。现在，它不仅增加到了32倍，而且还分离了颜色采样和覆盖率采样。无论性能如何，32x CSAA的分辨率分别为8和24。 NVIDIA声称GF100 CSAA的平均性能损失从8倍降低到32倍，只有7％。

在GF100上，Alpha to Coverage可以使用所有采样点（最多32个），并且透明级别达33个，透明多重采样抗锯齿（TMAA）的质量也得到了改善。

游戏计算

首先，有很多方法可以实现CUDA架构，包括CUDA C，CUDA C ++，OpenCL，DirectCompute，PhysX，OptiX Ray-Tracing等。其中，既有NVIDIA自己的开发方法，也有开放行业。标准规格。开发人员可以自由选择。

在游戏中，NVIDIA CUDA计算架构可以执行图像质量处理，模拟，混合渲染等，以实现景深，模糊，物理，，人工智能，顺序无关的透明性（OIT），柔和阴影贴图，光线跟踪，大量图片效果（例如体素渲染）。值得注意的是，NVIDIA这次新增了对C ++的本机支持。

“地铁2033”中的景深效果

射线追踪演示DEMO

NVIDIA还声称GF100的游戏计算性能与GT200相比有了很大提高，例如PhysX Fluid DEMO演示程序3. 0倍，“黑暗虚空”游戏物理2. 1倍，光线追踪3. 5时代，人工智能3.是4倍。

立体多屏环绕技术3D Vision环绕

ATI Eyefinity可以支持六屏输出，而3D Vision Surround最多只能显示三屏，但是它支持3D立体效果，并且是3D Vision技术的扩展和增强版本。不幸的是，AMD Radeon HD 5000系列可以通过一张卡支持六屏输出，但是NVIDIA GF100仍然只能同时驱动两台显示器。如果有三个或更多，则需要两个GF100组成一个SLI系统。这样，双卡系统的性能当然会更好，但是成本也会大大增加。

但是，由于它不是GF100架构的新技术，因此GT200 GeForce GTX 200系列还可以支持3D Vision Surround。实际上，NVIDIA在CES上展示的系统使用了两个GeForce GTX 285。

要支持显示设备，一个3D立体声系统需要三个LCD监视器，投影仪或DLP，它们也支持3D Vision技术，单个分辨率最高为1920×1080。如果它是非立体声系统（当前称为NVIDIA Surround），则可以使用任何普通显示设备，并且单个分辨率最高为2560×1600。

毫不夸张地说，GTX460显卡是NVIDIA在2010年最成功的产品之一。在整个2010年，NVIDIA的GF100架构一直无法同时应对AMD的HD5800系列显卡在DX11领域的竞争，使自己处于非常不利的地位。经过几番周折，NVIDIA在3月发布了第一张DX11图形卡，但是由于能耗高，发热量高，NVIDIA没有开。在接下来的七月，NVIDIA推出的GTX460终于一举成名。 NVIDIA的早期沮丧。

GTX460的成功具有霸气。一旦播放了NVIDIA DX11王牌，整张千元显卡将被重新洗牌。 HD5830从受宠到不受欢迎，HD5850处于危险之中。然后NVIDIA自己的GTX470不再高贵，甚至GTX465突然死亡。这些都是由于GTX460显卡的超高性能和令人惊讶的超频能力。面对琳琅满目的GTX460图形卡，谁是消费者的最佳选择？

GTX460显卡参数和体系结构介绍

尽管GTX460使用的GF104内核在SM中可以称为GTX480的一半，但与每组32个CUDA内核的GF100内核不同，GF104内核每组有48个CUDA内核。

从上面的图形卡参数简明图表可以看出，GTX460 1GB版本和GTX460 768MB版本在内核方面基本相同。除了视频存储器大小的差异外，视频存储器的位宽和视频存储器的带宽也是确定的。区别。

完整的GF104核心架构

从上面的显卡架构图可以看出，完整的GF100内核由16组SM组成，每组SM具有32个CUDA内核，总共构成了512个完整的CUDA内核，GTX460表示使用的GF104内核似乎想在GF100内核的基础上减半，但是尽管完整的GF104内核确实是8组SM，但与每组SM中包含32个CUDA内核的GF100内核的区别在于GF104具有每组SM 48个CUDA内核。也就是说，完整GF104内核的CUDA内核为384，而不是256。

与GF100内核的区别在于GF104内核删除了主要用于科学计算的嵌入式缓存和双精度浮点单元，并添加了用于3D计算的CUDA内核。与GF100内核相同的是GF104内核仍然是每个SM都配备了一个多态引擎，可以满足DX11的需求。我们这次测试的GTX460图形卡不是基于完整的GF104内核，而是通过在完整的GF104内核的基础上屏蔽一组SM来获得的，这意味着GTX460的CUDA内核为7套SM * 48个CUDA内核。

此外，我们都知道DX11的一个非常重要的功能是细分表面。细分表面将游戏屏幕切成较小的三角形，从而使整个画面更加逼真和细腻，而细分表面的实现则需要使用Polymorph引擎，polymorph引擎的数量与显卡的性能直接相关。在DX11游戏中。当AMD实施细分表面时，整个核心共享一个多态引擎。例如，NVIDIA还可以在GT200中添加多态引擎以转换为DX11图形卡。

NVIDIA这次并没有直接将多态引擎添加到GT200内核中以满足DX11显卡的要求，但是为了防止单个多态引擎成为显卡性能瓶颈，我们将其添加到每个组中SM的一种多态引擎，这也是NVIDIA一直推迟发布GTX400系列图形卡的重要原因。

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