概述
不得不承认,nVIDIA的Geforce系列显卡为我们带来了一个崭新的概念,那就是GPU。GPU,全称是Graphic Processing Unit,中文翻译为"图形处理器"。这个取名源自于CPU--Central Processing Unit--中央处理器。众所周知,CPU是计算机的核心,从电脑一开始诞生起,电脑就必须有CPU,它可以没有声卡、没有显卡,这些都可以通过CPU进行处理(刚发明的电脑就是没有显卡,或者说根本没有显示设备),即使到了电脑技术发达的现在,电脑中的声音处理、图象处理功能,仍然要大幅度借助到CPU的帮助。nVIDIA自Geforce 256开始,推出了主要以T&L为基础的GPU概念,而新一代的显卡纷纷宣布自己的显卡拥有,或者部分拥有类似的功能,最主要的就是ATI推出的Radeon和过去的S3 Savage 2000,它们都自称拥有硬件T&L,即"硬件光影转换"功能,能帮助CPU从大幅度的运算中解脱出来,所有这些的典型就是GPU。GPU的出现,标志着nVIDIA宣布:显示处理功能今后将成为一个独立的处理单元,它将成为电脑中除了CPU之外另一个不可或缺的处理器。
GPU一经出现就受到了媒体的大量吹捧,IT业界也一哄而起,纷纷宣布nVIDIA将开拓新的市场--GPU市场。而一些电脑爱好者、玩家、DIYer们,对有GPU功能的nVIDIA显卡也开始趋之若骛,厂商则利用客户的心理,纷纷推出基于拥有GPU的Geforce系列显卡。其实,本来这些都没有什么不好,GPU确实有利于显卡的发展,但目前则有过热隐患,特别是随着Geforce 2系列,以及Geforce 3的出现,各类媒体对nVIDIA推出的新一代GPU吹得天花乱坠,甚至有人宣称在500MHz的系统和1000MHz的系统上使用Geforce 3,性能差距不会大于15%,更有人宣布:21世纪中只要有GPU就行了,CPU完全可以忽略!那么究竟GPU和CPU是什么关系呢?
GPU vs. CPU对比测试
先不论GPU的理论功能究竟如何,来看看一些测试。
测试的平台如下:
CPU:Pentium III 533EB,600EB,733EB,800EB,933EB,1000EB
主板:ASUS CUSL2-C
内存:Kingston PC-133 256MB
硬盘:IBM 75GXP DTLA-307045
显卡:Geforce 2 Pro 64MB
测试的软件系统如下:
Microsoft Windows 98 SE Build 4.10.2222A
Intel最新的主板驱动程序和Ultra ATA Storage驱动
1、3DMark 2000测试
为了能详细了解系统的3D性能,我们首先进行的是3DMark软件测试,测试测试采用的是软件默认设置。这里我们先来看看3DMark 2000,它的默认设置为1024*768@16 bit色。
我们可以看到,CPU频率和3DMark 2000的得分并非是成正比上升的,3DMark 2000得分的变化速度并没有CPU频率上升速度快。由533MHz到1000MHz,频率提升了87.4%,而3DMark 2000得分只提升了50%。
2、3DMark 2001测试
然后是3DMark 2001。3DMark 2001的默认测试状态为1024*768@32bit色。
同样的,在3DMark 2001中,CPU频率提升速度比3DMark 2001得分提升速度要高不少,1GHz状态下的3DMark 2001比533MHz状态下提升了55%,提升幅度比3DMark 2000更大。
3、Quake 3 Arena测试
系统性能的测试最终还必须归结为软件的直接使用,这里我们选择了Quake 3 Arena对系统的整体3D性能进行评价。测试中我们选择的是Quake 3 Arena在效果全开情况下的帧速率对比,分为Demo01和Demo02两部分。
Demo01
Demo02
在实际使用中,特别是Quake 3 Arena测试,测试数据与3DMark 2000和3DMark 2001则有比较明显的区别。在Demo01和Demo02中,最高画面质量的情况下,画面帧速率基本与CPU频率成正比上升。
测试表格与结果分析
3个主要的测试数据都已经得到了最终结果,让我们为它们列一个综合表格并对其加以分析。表格中以533MHz下的各个测试成绩为基准,并将使用其他CPU测得的得分与其做比较,得到得分提升百分比。
CPU频率 | 600EB | 733EB | 800EB | 933EB | 1000EB |
提升幅度 | 12.3% | 37.5% | 50.0% | 75.0% | 87.4% |
3DMark 2000 | 7.4% | 23.1% | 30.4% | 43.6% | 50.8% |
3DMark 2001 | 8.2% | 24.9% | 33.7% | 48.8% | 55.5% |
Quake 3 Arena Demo01 | 9.5% | 27.7% | 37.2% | 55.4% | 65.0% |
Quake 3 Arena Demo02 | 12.2% | 36.6% | 48.5% | 72.6% | 84.5% |
通过以上图表,我们可以有三个非常重要的要点:
1、3DMark测试软件测试的是系统的整体3D性能,而且能比较完整地利用到很多最新的显卡功能,特别是nVIDIA提出的GPU,可以比较完整地发挥出其功效。在CPU频率变动幅度很大的情况下,系统的整体性能变化幅度相对比较小。由对比图表显示出,无论是3DMark
2000还是2001,都能比较客观地反映系统地整体3D性能,GPU的功能也表露无疑。
2、无论测试软件如何,对我们真正有意义的是实际使用。我们在实际接触中所遇到的游戏,能支持硬件T&L不多,而且大多都是支持部分硬件T&L,更不必谈完整利用GPU的特性。Quake
3是能比较完整利用硬件T&L的游戏,实际测试显示,Quake 3对GPU并不特别敏感,Demo01的数据显示GPU确实起到了一些作用,但当进入Demo02时,测试数据显示其性能变化幅度与CPU频率变化幅度几乎相同。
3、无论是测试软件还是实际游戏使用,各种测试得分的绝对变动幅度还是相当大的,以3DMark 2000为例,虽然CPU从533MHz提升到1000MHz时,得分幅度没有达到87.4%,但仍然达到了50.8%之多,可见CPU对系统的整体3D性能的影响还是非常大的,根本无法忽略不记。
事实上,如果我们回头分析一下GPU的理论特点我们就会发现,现有的几乎所有GPU功能都集中在了所谓的硬件T&L上,而硬件T&L光影转换功能必须通过软件的支持才能实现,对于不支持该功能的游戏来说,GPU只是一件摆设,拥有GPU的Geforce,最多不过是渲染速度快些,分辨率高些而已,至于三角形生成等和一些3D处理特效都必须仰赖CPU的软运算支持。同样情况出现在其他一些显卡身上,但对以宣传第N代GPU为卖点的Geforce系列显卡来说则是一个巨大的尴尬。除了GPU由于软件不支持而无法起作用,导致游戏更加仰赖CPU以外,还有一个重要的原因就是CPU是不可替代的。游戏中除了3D特效以外,还有游戏人工智能,相对3D效果来说,人们更愿意看到一个智能化程度高的游戏对象或是对手,因此,高频率的CPU对游戏速度的影响是绝对不可忽视的。
结论
再好的硬件都必须由软件进行支持,对于显卡来说尤其如此,不仅包括了驱动程序、API,如果游戏不能完整支持特殊功能,显卡的特性仍然无法发挥,现在的GPU就是如此,虽然Geforce系列已经发展到了第三代,超级强大的Geforce 3可以在3DMark 2001中得到近5000分的高分,但实际进行游戏时却只能比Geforce 2 GTS Ultra高20%的性能,画面质量也没有明显提升。对我们大多数人来说,GPU其实只是一个噱头,众所周知,Voodoo 5是不带任何硬件T&L功能的,但其画面质量和运行速率,在实际应用中仍然可以与同档次的Geforce 2 GTS抗衡,甚至还略有超出,由此可见,Graphic Processing Unit还并不成熟,或许在2、3年后的将来它将会得到所有软硬件厂商的支持,成为PC必不可少的一个组成部分,但就目前来说,不必盲目追求Geforce和GPU。没有GPU的显卡性能照样优秀!
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