划时代的GeForce 256
1999.9
（独家授权于《计算机应用文摘》）
由于nVidia提前透露打算在8月31日正式公布代号为“NV10”的新一代3D显示芯片，所以这一天全世界都关注着nVidia的消息。终于nVidia网站上的倒计时牌上的时间减到了0，我们见到了被介绍为GPU的GeForce
256的方方面面，但世界是否如nVidia的口号中所说：从此就改变了呢？3D是否从此就不同了呢？
GeForce 256 GPU
nVidia为GPU（Graphics Processing
Unit，图形处理单元）划了一条技术上的起跑线：单芯片架构，集成有几何、光照、三角形设置/画面剪裁和渲染引擎，每秒能处理1000万以上的多边形。
GeForce 256不仅具有从几何变换、动态光照、几何设置到纹理渲染这整条3D处理流程，而且1500万三角形/秒、4.8亿像素/秒的超级速度更是前所未有，远超过其他可以被称为GPU的3D芯片。
被称为GPU对GeForce 256来说还有一个额外的好处，就是得以同以往低利润的廉价3D芯片划清界限，可以在GPU这个高档的市场更方便地（更高价地）施展nVidia的各种先进技术。既然名称与概念都同CPU平起平坐了，GPU即使不能卖的同CPU一样贵，至少也该体现出作为PC的第二核心的重要地位。
关于GeForce 256的诸多优点，笔者翻译和整理了下表以方便大家查阅（附表）。
GeForce 256特性
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GeForce 256优点
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单芯片GPU
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在单芯片内集成了整条 3D图形处理流水线，带来了较少的外部元器件和较低的板卡成本 |
集成的几何、光照引擎
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50 Gflops 的浮点运算能力带来了惊人的几何、光照处理速度，是以往用CPU浮点单元来实现的2~4倍 |
相互独立的QuadEngine结构
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4 个相互独立的3D引擎：几何变换、动态光照、几何设置和纹理渲染，每秒能够处理32位真彩色的、经过完全3D处理的1500万个三角形 |
256位QuadPipe纹理渲染引擎
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4 条相互独立的256位像素渲染流水线，每秒可以渲染经过8点取样过滤的4.8亿个像素 |
AGP 4X具有
Fast Write功能
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允许 CPU直接向GPU传送数据，避免了以往经过系统内存传送数据时明显的速度降低 |
高品质的DVD/HDTV引擎
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带来最高质量的 DVD/HDTV回放和数字视频录制 |
256位2D引擎
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具有业界最高的 2D性能，特别是在32位真彩色、高分辨率下有惊人的刷新频率 |
高速显示内存接口
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支持最多 128MB的SDRAM或SGRAM，还支持将来的高速SDR/DDR SDRAM内存 |
350MHz的RAMDAC
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在最高 2048x1536@75Hz时也能提供最清晰、锐利和丰满的图像质量 |
几何、光照引擎
集成几何、光照引擎是新一代3D芯片的共同特点，硬件几何、光照加速的意义可以参看本刊今年第5期的《划时代的TNT3》一文，这里就不再重复了。GPU将几何、光照“这碗饭”抢到了自己手中，CPU空下来没事做，就可以好好地研究怎样实现更加真实的物理模型、更加聪明的人工智能以及更丰富的人物行为和故事情节，这一切的进步会让3D游戏更有意思，甚至完全改变3D应用的面貌。
GeForce 256的3D浮点运算部分总共有50
Gflops的“巨大”处理能力，8个硬件光源和每秒生成1500万三角形未免只是“小菜一碟”，难怪3dfx会嘲笑GeForce
256“较慢”的渲染引擎拖累了前面的几何部分，但这也证明GeForce 256仍有许多的潜力尚未发挥出来——《电脑报》的李新宇先生正在研究这类较为深入的问题，在此感谢他对笔者的诸多指点。
256位的QuadPipe
GeForce 256内部的4条像素渲染流水线略有不同于S3的Savage
2000中的4条纹理渲染流水线，因为QuadPipe每个时钟周期可渲染4个8点取样、完全过滤（类似于三线性过滤）的像素，近似相当于8个图素（texel，单层纹理上的像素点），同频率下比Savage
2000的QuadTexture核心的效率要高近1倍，现在只知道Bitboys的Glaze 3D也有类似的单周期8图素的渲染能力。GeForce
256的256位渲染结构比现有的128位要快不少，更适合处理色彩、Z-buffer、纹理数据等都是32位的高质量3D图形。
GeForce 256的4.8亿/秒的像素填充率，可近似等效为9.6亿图素/秒，是仅次于Glaze
3D的顶级渲染速度了。至于每秒经过几何、光照处理，三角形设置、剪裁以及光栅化、纹理贴图的1500万个三角形，更是前无古人的数据，因为一向各公司都喜欢讲不经过各种3D处理的三角形数目，但这里面的差距很大，SONY未来的PS2家用游戏机（据说已经推迟了）提出的数据加上各种3D特性后有数倍的降低就是一例。
AGP 4X和Fast Write
AGP 4X是新3D芯片的必备武器，Fast
Write（AGP 2.0）则是nVidia独家通过Intel认可的新技术。Fast Write允许CPU绕过系统内存向显示芯片传递数据，不但更为直接，还空出内存来做其他工作。由于Intel的820（Camino）主板芯片组还未出来，找不到支持Fast
Write的芯片，nVidia竟然自行设计了系统芯片组的北桥部分，仅仅是为了测试GeForce
256的这一新功能。
Fast Write在以下几个方面的操作中会有益处：2D操作、写入帧缓存、向图形芯片送数据、Direct
3D下向显示内存中装入纹理数据、向显示内存中写入“推”寄存器数据等，以最后一点最有功效。
独特的3D特性
GeForce 256还拥有最丰富的3D特性：
Cube Environment Mapping（立方体环境贴图）可以理解为将具有6个不同图像的表面的小立方体作为纹理来进行贴图，结果是游戏环境中更为真实的实时反射和光照效果。
Vertex Blending（顶点混合）能够生成更为平滑过渡的3D图像。
Partical Systems（粒子系统）属于传统3D方法难以实现的一些效果，例如火焰、魔法、武器发射等。新一代家用游戏机也强调这一特性的重要性。
GeForce 256还支持了DirectX 6种的全部5种纹理压缩模式，看来纹理压缩功能快有出头之日了。
先进的视频功能
GeForce 256的DVD、HDTV视频功能十分丰富：各种视频模式转换，高分辨率、高精度的HDTV回放，独立的色偏、饱和度、亮度控制，高带宽HDTV信号的输入、输出，16位视频接口，直接DMA操作模式，DVD/HDTV解码的运动补偿功能，高达1080i
HDTV分辨率的全速DVD回放，1/16像素的高精度等等。
各方面的支持
从软件平台上讲，GeForce 256需要OpenGL或者DirectX
7等API来支持硬件几何、光照加速，但可以放心，GeForce 256居然是同DirectX
7合作开发出来的，不必担心软件兼容性问题。Intel和AMD都赞成GeForce
256同自己的CPU共同构筑未来的PC硬件平台，硬件支持也算不错。
各大游戏公司已经基本上都表示要开发支持GeForce 256的游戏，圣诞节前后会有15款以上的相应游戏推出。
在零售显示卡方面，Creative、ELSA、Guillemot、Canopus、ASUS
Tek和Leadtek这6家主要生产商均会推出基于GeForce 256的新产品，在9月底就能上市了。已知Creative、3D
Blaster GeForce 256和Guillemot Maxi Gamer Prophet的零售价分别是$299和$249.99，ASUS的AGP-V6600的32MB版不到$300。在OEM原装机方面nVidia进展更大，Dell、Gateway、Compaq、Micro和NEC都将使用GeForce
256生产他们顶级的原装机型号。
GeForce 256的优点是：高速4像素渲染流水线、256位的体系结构和硬件几何、光照加速，还有几种特殊的先进3D特性——似乎看不出还缺什么。但它的缺点是：比较贵，0.22微米工艺生产、2300万晶体管的GeForce
256当然要比0.18微米工艺生产、1200万晶体管的Savage 2000系列贵不少，即使频率低些发热也会较多；要完全发挥GeForce
256的威力还需要DirectX 7和支持硬件几何、光照加速的新游戏，当然人们接受这种包含全部图形功能的GPU还需要一定时间。为此nVidia还专门提供了一个GeForce
256的演示程序（NVTREE 9），能够按照需要即时生成很逼真的3D树木，还有萤火虫来照亮部分树叶。
不论如何，GeForce 256将是今年第4季度的3D芯片之王，nVidia终于摆脱3dfx的阴影走到了最前面。
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