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S3 GammaChromeS18显卡详解
[文章导读]
在尝试重返桌面3D显卡领域就遭遇严重挫折的S3公司并没有气馁,现在似乎又在蓄势重发—在CeBIT 05上。
[文章信息]
作者:八戒
时间:2005-03-24
出处:天极网
责编:摩羯
[正文]

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支持PCI Express 总线

  GammaChrome产品原生支持PCI Express总线,完全支持PCI Express 1.0A规范,可以支持x16、x8和x1接口配置。当基于GammaChrome S18图形核心的显卡安装到这些PCI-E插槽时,就会自动启用相对应的模式。可以说,S3G GammaChrome所支持图形接口更具灵活性,这样可以使得移动版本的S3G GammaChrome能够根据工作量来自动分配PCI Express通道数,从而可以减小图形了系统的总功耗。这一点是相当重要的,特别是针对移动笔记本来说,因为仅仅PCI Express x16总线就需要吃掉2.5W的电量。

ChroMAT显存控制器

  S3G GammaChrome引入的另一个新技术是ChroMAT(全称为Chrome Memory Address Translation),是一种适配存储地址转换技术。它的工作原理很类似于ATI HyperMemory和NVIDIA TurboCache所使用的算法,并且在这技术背后就是暗示了它允许使用系统内存来满足显卡的需要。

  S3G ChroMAT技术可以让GammaChrome图形处理器能直接对系统内存进行操作: 写入数据并且必要时从系统内存读数据。而且,为图形适配器分配的系统内存容量能根据需要动态调整。但这项技术并不是什么创新技,因为类技术概念其实在1997年步入AGP总线时代时就已经出现----那时此类功能称为DIME,可以直接执行内存,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。AGP的DIME技术通过显示控制芯片,让主板芯片组对系统内存进行直接操作,利用地址映射方法将系统内存模拟成显存,以用来存储大量的数据。DIME存取的速度来自于内置在北桥芯片中译码地址的硬件。

  它允许图形控制器和它的软件在页面呈现杂乱无章的时候能看到内存中相临的空间。因此,图形控制器能象存取简单实体那样的处理诸如纹理图(通常有1KB~128KB)这样的大的数据结构。这个内置于芯片组中的硬件称作为GART(Graphics Address Remapping Table,图形地址再映射表),类似于CPU中的页面机制。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,图形控制器和CPU用几兆字节的相邻区域,而GRAT将这些区域转换到内存中几个不同的,甚至可能是杂乱分布的4KB页面地址上。

  但是由于AGP总线自身仍然具有很大的带宽瓶颈,即便是目前的AGP8X的带宽仍远过错不能满足越来越高的数据传输需要,所以这种方式的使用非常有限,甚至只会降低核心性能的发挥,因此不可能大量依靠系统内存来作为显存。其次在算法上AGP也存在较大的弊端,内存被固定的划分给图形核心后便不能随意改变,系统难以对这部分内存加以利用,这便造成了内存资源的浪费。

  最主要的是,DIME只允许显示卡在系统内存中存放纹理数据,对于显示卡来说操作最多的帧缓存却无法通过DIME操作,而目前3D游戏的纹理、shader和render-target等,象材质贴图、常规贴图、阴影贴图、目标渲染及GPU读取、载入数据都需要占用缓存空间。如果没有充足的帧缓存,甚至有些游戏是无法运行,即使可以运行但不游畅也不是可行之道。因此DIME对图形系统的性能益处不是很大,AGP显示卡依然需要配备不少的显存,这也使得显卡成本居高不下。不过随着PCI-E总线的出现,厂商们找到了一个更先进的解决方案:通过PCI-E总线上扩展显示卡的帧缓存。此前nVIDIA的Turbo Cache和ATI的HyperMemory显存技术就属于此类解决方案,而现在S3也推出了相应的解决方案----ChroMAT。

  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储存常用的前台数据,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。

  NVIDIA的TubroCache、ATI的Hyper Memory都是构建在PEG总线上的共享系统内存执行方案。现在S18也拥有了自己的ChroMAT技术,事实上该技术和TC、HM并没有过多的差异。他们都能够更快的访问系统内存,同时在本地显存不够时借用系统内存执行3D纹理。对于面对中端市场的显卡来说,S18将会是第一款拥有内存共享技术的中端图形卡,对于厂商来说通过这个技术或许能为图形卡搭配更少的内存从而降低成本。

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