MX显卡现在是一枝独秀，Matrox的产品无论是价格和性能上都没有很强的竞争力，ATI的RADEON性能虽然占优势，但价格偏高。Power VR科技在同行中领先了一步，抢先推出了KYRO芯片，以求在性能和价格上全面抗衡MX那么究竟能不能撼动MX的地位呢？
前言
如果要问未来半年哪款显示芯片将成为家庭电脑的主流配置，很多人都会说是NVIDIA的GeForce2MX芯片（以下简称MX）。确实MX在现在市场上几乎占有了整整一个价格消费层。由于去年内存颗粒价格下滑的因素，32MB显存的显卡已经慢慢成为了入门产品，而NVIDIA经过一年多的时间又把GPU这个概念渗透到了家庭用电脑里面，可以预见GPU（图形处理器）将成为今后家用级3D加速显卡一项必备的功能。最近一段时期，市场上MX显卡的零售价不停地下降，销售量也随之稳步上升，基本上完全占有了其上一代产品GeForce256的市场份额，取代现在的TNT2PRO只是时间上的问题了。
而今的MX显卡在市场上罕有敌手。Matrox和3DFX的产品无论在价格上还是性能上都没有说明竞争力，ATI的RADEON镭性能上虽占优势，但价格偏高。当然这几家厂商也在积极研发新产品来争夺这一市场份额，PowerVR科技在同行中领先了一步，抢先推出了KYRO芯片，以求在性能和价格上全面抗衡MX。
KYRO这个名字听上去很陌生，但它的另一个名称PowerVR3大家应该有所耳闻，其芯片代号为STG4000。
KYRO是由美国个人电脑界的一家新成立的公司Imagination Technologies下的一个部门PowerVR科技设计的。早期为Sega(世嘉)街机设计图形加速芯片，现在Sega的Dreamcast中使用的3D图形芯片也是他们提供的。因此对于设计图形3D加速芯片可谓经验丰富，颇有心得。Kyro是由半导体巨人ST所生产的。ST是由意大利SGS Microelettronica及法国Thomsom半导体公司合并而成立的。在1988年5月，由SGS-THOMSON Microelectronics改名为ST Microelectronics(意法半导体)。此芯片公司的总部系设在日内瓦而美国总部则在德州的Carrollton。当初借AGP界面推出而红极一时的3D显示芯片Riva128ZX就是在这里生产的。作为1999年世界上第8大的半导体公司，ST还是生产MPEG-2解码集成电路的全球领导者。Power VR科技同ST一起开发的生产的显示芯片在MPEG-2解码的效果应该是十分优秀的。
KYRO芯片规格表制程：0.25微米
核心工作频率：115MHz
显存工作频率：115MHz
界面支持：AGP 2x/4x
RAMDAC：270MHz
最大分辨率：1920*1280 75Hz
工业规格：PC 99A, DirectX, OpenGL & DVI
等效填充率：690Mpixels/sec
整合DVD解码辅助动态补偿。
KYRO支持的特效表
平面及高氏着色/透视材质及阴影
反射的强光效果/D3D曲面贴图
8层多重材质支援/32位元Z/模板(Stencil)缓冲区
内部真彩色 (tm) 32位ARGB内部着色及图层混合
全面区块混合缓冲区/Z载入/YUV及DXT材质
雾化及尖端雾化/Palletised材质
16位材质/32位材质
点，双线性，三线性及非等方性的材质过滤
全阶层OpenGL及D3D混合模式
α测试/全场景抗锯齿（FSAA）
8层多重材质贴图环境
Direct3D环境景观贴图(EMBM)
KYRO独有技术简介
谈到KYRO的独有技术必须了解Equivalent Fill Rate（等效填充率）这个概念。等效填充率最早就是为PowerVR系列图形加速芯片创建的，其特点是在显卡贴图之前先分析整个画面，对整个立体画面中被前面景物遮挡掉的画面（也就是看不间的部分）不做贴图处理，这样就能减少显示卡像素填充的浪费，还能将节省下来的像素填充到可见的画面中去。因此它的填充率无法直接和普通3D显卡做比较，要转换后间接比较。
KYRO这项技术很多人还称之为隐面消除技术，在显卡未来的发展过程中将起到十分关键的作用。现在的3D显示芯片能轻易地把像素/材质填充率成倍的提高，如多渲染管道技术，单周期内单像素多材质渲染技术，导致整个显示卡的瓶颈集中在显存带宽上，显存根本来不及吞吐如此巨大的数据量。目前增加显存带宽的手段也不是很多，如增加显存数据宽度，提高显存工作频率，在3D显示芯片内部集成一级高速显存（作用类似于高速cache），但这些方法不是成本太高就是实现难度较大。隐面消除技术技术较容易实现，实现成本又低，几家主流显示芯片厂商已经将它列为下一代产品的一项重要功能，并在为此积极开发新的驱动程序支持这一功能。
KYRO芯片规格特性看上去十分诱人，除了硬件T&L以外，支持所有DirectX7.0的硬件加速效果，里面包括EMEB（环境凹凸贴图）功能，可以真实地展现各种材质物体的不规则表面效果。
加上Tile-Based Rendering（可译作区块贴图技术）也就是实现等效填充率的基本模式-----隐面消除，不需要配置昂贵的高速显存就能轻松缓解显存带宽的性能瓶颈，更令人期待。
笔者下面将对该款显卡进行详细的测试。
产品外观和用料本次测试采用EVIL KYRO显卡，PCB板为金黄色，尺寸为150*96mm。该卡配置了32MB显存，用四片2*32 Winbond 6ns的颗粒，对于115MHz的工作频率来讲似乎有些浪费。该卡没有采用全贴片元件设计，主芯片供电电路部分采用了一颗1000uF的LESR（低漏电）电解电容，以保证供电充足，比起那些只用单颗3XX或4XX uF铝电容的显卡效果还要好些。该卡还预留了视频输出和S端子输出。比较特别的地方是，卡上采用两组跳线对AGP2X和4X进行选择。使用滚珠风扇进行主动散热，由于核心工作频率仅为115MHz，发热量不大，所以在工作时一点都感觉不到芯片温度的提高。
CPU Coppermine 733EB
主板 奔驰FC-815E
硬盘 IBM 75GXP 30GB（7200RPM）
内存 KINGSTON PC133 128MB
光驱 NEC DVD 12X
显示器 三星750S
操作系统 英文Windows98 4.10.2222, Build 2222 A
环境设置 1024*768 32bit 85Hz
测试软件
3Dmark2000 V1.1 Quake3 V1.13
Turok2（猎杀恐龙2） Expendable（兵人）
Fish
对比用的显卡为小影霸G3000（MX）32MB 驱动为雷管3 版本为6.31WHQL
测试得分与数据分析在3Dmark2000的测试中由于MX支持硬件T&L所以KYRO在低分辨率16bit色深下环境下还是与MX有相当大的性能差距，在800*600
16bit这项中MX比KYRO性能高出了30%，随着分辨率的提高这规格差距越来越小。KYRO最终在1024*768
32bit上得分超过了MX，原因是MX受显存带宽的限制，无法将性能发挥出来。
| 3DMark2000 V1.1 | KYRO 32MB | MX 32MB |
| 800*600 16bit | 4529 | 5909 |
| 1024*768 16bit | 3833 | 4649 |
| 1280*1024 16bit | 2820 | 3263 |
| 800*600 32bit | 4293 | 4562 |
| 1024*768 32bit | 3300 | 3163 |
| 1280*1024 32bit | 2156 | 2068 |
3Dmark2000是因为对MX的硬件T&L有支持，所以MX在几何性能上占优，得分高出KYRO也就不奇怪了。那么那些不能支持硬件T&L的游戏KYRO不是能赶上并超过MX了吗？
| Turok2（D3D） | KYRO 32MB | MX 32MB |
| 640*480 16bit | 71.7 | 87.5 |
| 800*600 16bit | 51.7 | 79.2 |
| 1024*768 16bit | 33.3 | 58.9 |
| 640*480 32bit | 71.6 | 82.3 |
| 800*600 32bit | 49.9 | 63 |
| 1024*768 32bit | 32.8 | 38.6 |
| Expendable（D3D） | KYRO 32MB | MX 32MB |
| 640*480 16bit | 67.4 | 81.56 |
| 800*600 16bit | 47.15 | 80.69 |
| 1024*768 16bit | 30.63 | 79.4 |
| 640*480 32bit | 63.75 | 81.12 |
| 800*600 32bit | 46.75 | 79.62 |
| 1024*768 32bit | 30.25 | 65.91 |
如果说KYRO在 3Dmark2000的性能表现还算同MX各有胜负的话，在以上两个D3D游戏测试中缺明显差了一截。KYRO的各项测试得分都落在了MX后面。笔者排除了两款芯片的几何性能差异这个因素，如果不用芯片自带的GPU进行硬件T&L辅助计算的话，就是靠CPU来处理了，两个显卡都是在同一硬件平台下测试的，几何性能差异应该很小。问题可能出在芯片的填充率和显存带宽上。真正原因要等分析完后面的Fill
Rate（填充率）测试才知道。
| Quake3 1.07(OpenGl) | KYRO 32MB | MX 32MB |
| 640*480 16bit | 103 | 120.9 |
| 800*600 16bit | 89.4 | 110.6 |
| 1024*768 16bit | 61.9 | 81.4 |
| 1280*1024 16bit | 38.6 | 51.6 |
| 640*480 32bit | 101.9 | 112.5 |
| 800*600 32bit | 86.8 | 87.2 |
| 1024*768 32bit | 57.7 | 54.8 |
| 1280*1024 32bit | 35.3 | 34 |
Quake3是一个对填充率要求很高的游戏，相应的，它对显存带宽的要求也很高，得分结果也同3Dmark2000一样，在1024*768 32bit上KYRO超过了MX。在16bit色深下随着分辨率的提高，KYRO同MX的性能差距是逐渐拉大，这和3Dmark2000的测试表现正好相反。从这里可以分析出：1.KYRO的显存带宽瓶颈没MX那么严重，所以它能在1024*768 32bit上超过MX。2.当显存带宽不是瓶颈的时候，就很容易看出KYRO的填充率比MX要低，所以分辨率越高性能差异就越明显。当然这只有在对填充率要求很高的环境下才能表现出来的。
填充率测试将揭开KYRO同MX差距的本质
| 3DMark2000（FillRate） | KYRO 32MB | MX 32MB |
| 800*600 16bit（单材质） | 216.5 | 320 |
| 800*600 16bit（多材质） | 216.6 | 619.7 |
| 1024*768 16bit（单材质） | 218 | 319 |
| 1024*768 16bit（多材质） | 217.9 | 626.1 |
| 1280*1024 16bit（单材质） | 218.4 | 319.6 |
| 1280*1024 16bit（多材质） | 218.3 | 631.1 |
| 800*600 32bit（单材质） | 214.1 | 174.9 |
| 800*600 32bit（多材质） | 215.8 | 334.4 |
| 1024*768 32bit（单材质） | 216.3 | 168.7 |
| 1024*768 32bit（多材质） | 217.2 | 327.5 |
| 1280*1024 32bit（单材质） | 216.4 | 165.6 |
| 1280*1024 32bit（多材质） | 217.6 | 324.8 |
在16bit色深环境下，MX的像素填充率高出KYRO近50%，难怪KYRO没有在任何一项16bit测试环境中胜出过。而在32bit色深环境下，KYRO像素填充率高出MX约30%，这要归公于KYRO的等效填充技术，这项技术本来就是为32bit渲染所开发的。细心的读者也许发现了KYRO还不能支持单像素多材质填充，这确实是一个比较致命的问题，将来采用多材质像素的游戏越来越多，KYRO将无法应付。
KYRO和MX都能支持FSAA（全屏抗锯齿），下面做一个简单的测试比较一下两者开启FSAA功能的效率比
| Fish（D3D) | KYRO 32MB | MX 32MB |
| 640*480（No FSAA) | 73 | 96 |
| 640*480（FSAA) | 38 | 57 |
| 800*600（No FSAA） | 56 | 88 |
| 800*600（FSAA） | 27 | 42 |
| 1024*768（No FSAA) | 43 | 73 |
| 1024*768（FSAA) | 18 | 28 |
测试总结
KYRO和MX的FSAA效率相当，在开启后性能下降都很大，KYRO因为带宽瓶颈较MX轻的关系，略微占优。
经过整个测试可以得出这样的结论：KYRO从性能上讲还是无法同MX摆在一个层次上，但其特有的隐面消除―――Tile-Based Rendering（区块贴图技术）确实对缓解显存带宽瓶颈很有效。该显卡的像素填充率还有待提高，虽然技术资料公布的等效填充率为实际填充率的3倍，也就是说能达到MX的二倍，可测试中并没能体现出来。相反，KYRO还比MX低不少。PowerVR还在开发新一代的KYRO芯片，编号为STG5000，它将拥有4条渲染管道（到时应该能解决填充率不足的问题），并支持8个光源的硬件T&L，还支持DDR显存，是一款非常值得期待的产品。KYRO的DVD回放画质也很出色，可惜无法测试量化，但主观来看播放流畅，画质细腻，色彩饱满，较MX要优秀。KYRO的价格比MX要便宜些，配置了64MB显存的版本售价基本上同配置32MB显存的MX相同，加上它的性能优于目前的TNT2 PRO，完全有能力从MX手中抢到一部分市场。但市场能否肯定它呢？让我们拭目以待吧。
注：本文已刊登在《现代计算机》3月刊。
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