大力神3D Prophet 4500，新一代游戏利器，还是鸡肋？

浪费是一件可怕的事情。就拿传统的三维图像处理来说吧，为了渲染一个场景，三维显卡必须先将组成这个场景的所有多边形画出来，还要给这些多边形加上纹理和阴影，最后再对它们进行Z-Buffer上的测试来决定哪些多边形是可以看见的。你一定能猜到下面显卡会做什么，那就是将那些不可见的多边形去掉。但是，在处理这些不可见多边形的过程中，占用了显卡大量的像素填充率和非常宝贵的显存带宽。
几年前，Imagination Technologies公司认识到了这一点，并采用了一种比传统方法更加先进的方法来制造三维显卡。但是，他们的第一代产品PowerVR至今还被各种各样的烦恼包围。因为它漏洞百出的驱动程序、普通的性能以及发布的时间太晚，使得PowerVR在当时并不被广大游戏玩家接受（除非你是Sega DreamCast的拥有者，因为DC的图形处理芯片就使用了第二代的PowerVR芯片）。为了以前这些产品给广大玩家造成的不良印象，VideoLogic公司和法国ST Microelectronics公司联合起来制造出了PowerVR系列的第三代产品，称为KYRO。由于它的频率只设在了125MHz，所有人都认为KYRO不但会拥有较差的性能，还会拥有充满Bug的驱动程序。但是让大家惊讶的事情发生了：虽然KYRO仅仅使用廉价和落后的SDRAM，但是它高效的渲染体系使得GeForce256都逊色不少。这正体现了成语"事半功倍"。

一年后的今天，ST Microelectronics公司又推出了KYRO的继承者，这就是KYRO II芯片。同时ST Microelectronics公司联合了世界著名显卡制造厂商大力神公司Hercules推出了采用KYRO II芯片的新一代显卡3D Prophet 4500。我们现在已经得到了一块这种表面看上去非常简单的显卡，并把它与nVidia和ATI的主流显卡进行了一场测试。先让我们看看这块芯片的性能指标吧。

KYRO II芯片的指标

¨ 包含1500万个晶体管

¨ .18微米工艺制造

¨ 175MHz 核心 / 显存频率

¨ 双渲染流水线

¨ 350Mpixel/s 像素填充率

¨ 显存带宽128位 (2.8GB/s)

¨ 平铺式渲染

¨ 全屏抗锯齿FSAA ( 2x and 4x)

¨ 最大可达８层的多层纹理

¨ 硬件动态补偿

¨ 支持DXTC和S3TC 纹理压缩

¨ 支持环境凹凸贴图and DOT3 凹凸贴图

与主流芯片指标比较

硬件特点

第一眼看到KYRO II的指标，很容易就让人想起了nVidia公司在GeForce3正式发布前不久告诉人们的一句话"评价一个三维显卡的唯一标准是看原始像素填充率，其他的方法都不准确"。显然，ST Microelectronics公司并不认同nVidia公司的评价标准，因为KYRO II仅拥有三百多万的像素填充率。另外，KYRO II 芯片的175/175MHz核心／显存频率和GeForce系列比起来也是不值得一提的。所以给人一种印象：这块显卡的性能和它的外观一样看上去和简陋。

KYRO II并不支持DDR显存，所以这块显卡上板载了64MB频率在175MHz的SDRAM。我们可以根据下面公式计算一下3D Prophet 4500的显存带宽：

显存带宽＝显存频率＊（显存位数／８）

3D Prophet 4500的显存带宽就是：

175MHz * (128 bit bus / 8 = 16 bytes) = 2,800MB/s

与GeForce3拥有的7.3GB/s的显存带宽比较起来，KYRO II的显存带宽就毫无优势可言。但是相反的情况是：Hercules大力神公司认为KYRO II对显存带宽的利用率会比传统方式的显卡提高至少３倍，所以使用廉价SDRAM显存的KYRO II可以与使用DDR的显卡竞争。保证显存利用效率的是三维场景的复杂程度，这就是说如果一个三维场景有很多物体相互重叠，这时KYRO II芯片的效率就会非常高，因为它并不渲染那些看不到的物体，而传统的三维显卡就必须要花大量时间处理那些看不到的物体。

如果我们假设KYRO II的效率是传统渲染通道的３倍，那么我们将它的理论像素填充率350Mpixels/s乘以３，就得到了1.05Gpixels/s。这的确是一个让人非常难忘的数值。

KYROII的两条渲染流水线中，每一流水线单周期内只能处理单个纹理。这和GeForce2和GeForce3的四渲染流水线／双纹理处理单元比较起来有较大的差距。但是，KYROII芯片的另一个特点是使显卡能在不用与显存交换数据的情况下，一次使用多达８层的多重纹理。这样能提高显存的利用率，节约了显存带宽，也在一定程度上弥补了双渲染流水线/单纹理的缺点。

像KYRO芯片一样，KYROII也支持环境凹凸贴图、DOT3凹凸贴图、DXTC和S3TC 纹理压缩、全屏抗锯齿(2xand4x)和AGP2X4X接口等等现代主流显卡的基本特点。但不幸的是，KYRO II不提供硬件T&L引擎和不支持DirectX8.0的新特性。虽然，就现在来说硬件T&L或多或少不是一个很重要的缺点，因为毕竟现在市面上还看不到有任何支持T&L的游戏。但是，不支持DirectX8.0的新特性的确是一个极大的缺点，这让我们不禁要担心这款显卡的生存时间。

大力神3D Prophet 4500

我们得到的这块大力神3D Prophet 4500还只是一个工程样品，它提供的驱动程序也不是最终版本。但是这块大力神显卡漂亮的工艺和性能应该和最终产品非常接近。

所有的大力神3D Prophet 4500都将板载64MB SDRAM。虽然我们手中的这块样品3D Prophet 4500只能运行在166/166MHz的核心／显存频率上，但是大力神公司也保证所有最终产品都能运行在175/175MHz上。普通版本的建议价格在$149,带TV-Out接口的价格在$169。低端产品3D Prophet 4000则使用的是KYRO 芯片，而不是KYRO II。板载32MB SDRAM,售价估计在$79。

平铺式渲染Tile-Based Rendering

平铺式渲染的核心是显示列表处理（Display List Processing）技术。这个技术是将整个三维场景分成许多个小块（Tile），每个小块包含32*16个像素。因为每一个小块都是独立渲染的，所以整个场景的Z-buffer数据不用储存在外部的显存中，而只需要在芯片中集成一小块缓存就可以足以储存每一个小块的Z-buffer数据。而且利用显示列表技术（Display List），KYRO II芯片只用分析每个小块（Tile），然后在处理纹理之前就将那些看不到的点去掉。这样的技术减少了芯片和外部显存之间的数据交换，节约了宝贵的显存带宽。

我们知道，ATI公司采取的是称为Hyper-Z的技术帮助显卡芯片判断三维场景中不可见的多边形。同样，nVidia公司在GeForce3系列中也使用了一种称为隐面去除（Hidden Surface Removal）的技术。在这之前，3DFX也准备将隐面去除技术加入Voodoo显卡的驱动程序。其他厂家也拥有了像隐面去除技术，也能最大限度的利用有限的显存带宽。那么，KYRO II不是毫无优势可言吗？当然不是，平铺式渲染不仅仅只节约了显存带宽。PowerVR的构架对纹理和阴影的处理都是在32位色深上进行的。而在GeForce或Radeon所采用的直接渲染模式中，多通道渲染就会导致纹理只能采取抖动方式达到16位色深。这样，当纹理的层数越多时，图像质量就变得越差。相反，KYRO II芯片得益于芯片内集成了32位色深的小型帧缓冲（mini-frame buffer），可以对多通道纹理使用完全的32位色深渲染，而不必像直接渲染模式那样以牺牲性能为代价。但是，32位色深占用的显存带宽会是16位色深的两倍，因此，节约显存带宽就是每个显卡厂家都希望解决的问题。

反锯齿Anti-Aliasing

反锯齿是现在主流显卡必备的功能之一，越来越多的游戏支持FSAA。

喜欢FSAA的游戏玩家应该很高兴，因为数据显示使用KYRO II芯片的3D Prophet 4500，Quake III在MAX quality 方式下加上FSAA 2x和4x以后，速度仍然能在30帧以上。在大家经常使用的1024x768分辨率上FSAA 2x也能达到45.9帧的成绩。大力神公司明智的将1280x1024分辨率下FSAA限制在2x，而1024x768下限制为4x，因为显然大多数的电脑在这样的分辨率采用FSAA将会使速度下降到无法正常游戏。

2D

人们对于显卡的二维性能没有以前那么重视了。但是，我们仍然觉得二维性能是一个显卡很重要的方面。毕竟，我们大多数人在计算机前的时间多是面对Word或是IE，所以我们希望显卡能让我们的21"显示器显示出清晰漂亮的图像。

大力神Hercules 3D Prophet 4500 对第一代KYRO进行了加强，将原来KYRO芯片支持的270MHz RAMDAC提高到了KYRO II芯片的300MHz RAMDAC ，最高支持 1920x1440@75Hz。而我们已经在1600x1200@75Hz的分辨率和刷新率下使用了好几个小时，屏幕上的字体看起来仍然很舒服，比我们用过的很多GeForce2 GTS显卡效果好。

DVD

判断一块显卡图像的质量是一种主观的艺术。一般的认为是，ATI显卡在图像质量上处于领先的地位，特别是在进行DVD解压的时候。
KYRO II芯片支持硬件动态补偿，而且还支持微软新的DirectX影像加速（DirectX Video Acceleration）。DirectX影像加速是一种用户程序接口（API），建立该API目的为了统一解压软件和显卡硬件之间的联系。

在我们这次测试的机器上使用WinDVD2000软件解压MPEG-2时，没有碰到明显跳帧的情况。当然，图像质量比不上ATI RADEON，但是效果和GeForce系列不相上下。

驱动程序

如果让我们指出以前PowerVR失败的原因，我们认为驱动程序推出速度很难让顾客觉得他们买到了一个好的显卡。为了改进这一点，ST Microelectronics公司在和大力神公司结盟后，投入了更多人力物力开发驱动程序和各种相关软件。而且，大力神公司的影响力应该能吸引许多的玩家。

因为现在市面上的绝大多数游戏在开发的时候都没有考虑到对平铺式渲染技术的支持。所以，必须将这一技术加入到3D Prophet 4500的驱动程序中去，还要保证它和大多数游戏兼容。我们测试了很多游戏和测试软件，比如NBA2001、FIFA2001、MDK2、QuakeIII、Need For Speed V : Porsche Unleashed、3D Mark 2001和3D WinBench 2000，它们都没有进行任何改动，但是都运行得很好，没有出现任何兼容性的问题。因此我们有理由相信，KYRO II已经改掉了以前PowerVR系列漏洞百出的驱动程序的缺点。

测试系统：

¨ 处理器：AMD Athlon 雷鸟1GHz

¨ CPU风扇：CoolerMaster DP5-6H51

¨ 内存：128MB Corsair CAS2 PC133 SDRAM

¨ 主板：华硕ASUS A7V133（KT133A）

¨ 硬盘：IBM Deskstar 30GB 7200转 ATA-100

¨ 声卡： Creative Labs Sound Blaster Live! Value

¨ CD/DVD：东芝Toshiba CD-M1402

¨ 电源：Sparkle 300W

¨ 操作系统：Windows 98 SE / Windows 2000 Professional Edition

软件设置：

Windows 98 SE环境下：

DirectX 8.0、禁止V-sync

Windows 2000 Professional环境下：

DirectX 8.0、禁止V-sync

*注意: 在采用Intel CPU的系统中，我们不能使3D Prophet 4500正常工作。大力神公司称正式的零售版本中将不会有这样的问题。

Quake III: Arena测试

像大多数对显卡的测试一样，我们也选择了QuakeIII作为衡量一个显卡的可靠标准，选择的地图也是大家通常使用的Demo001。Normal Quality设置是针对16位色深，Max则将QuakeIII中各项选项调到了最高。

在低分辨率下的测试显示，由于不会碰到显存带宽的限制，所以3D Prophet 4500、GeForce2 MX和RADEON的得分都十分接近。但是，一旦分辨率增加到1024x768，3D Prophet 4500就得益于它的平铺式渲染技术，得分远远高于其他两块显卡。

可以看到在Win2000下，3D Prophet 4500的得分几乎和Win98SE下一模一样，并没有因为操作系统的改变而损失性能。NVidia公司的GeForce2 MX显卡在Win2000下也同样表现出了漂亮的性能，部分得分甚至比Win98SE下还要高。但是，RADEON显卡则因为驱动程序的问题，造成Win2000下得分较差，甚至比Win98SE下的得分下降了近一半。

在MAX环境下，同样可以看到，低分辨率下面三块显卡得分非常接近。但是一旦分辨率增高，GeForce2 MX和RADEON这两块使用传统直接渲染模式的显卡不堪重负，得分大幅下降。即使像RADEON这样使用了128位DDR显存的显卡，也在与KYRO II的竞争中甘拜下风。

如果PowerVR系列以前并不受QuakeIII玩家的支持，那么现在KYRO II的表现应该会改变他们的想法。虽然，GeForce2 MX在Win2000下的驱动程序是最好的，但是因为显存带宽已经被完全占用，得分较低是意料中的事情。RADEON则因为Win2000下低劣的驱动程序，甚至在800x600的分辨率下面都达不到30帧。KYRO II是这一次测试的佼佼者，它让玩家能够在Win2000下使用1600x1200x32的分辨率来玩QuakeIII。

Evolva

当需要测试显卡DirectX性能的时候，我们想到了Evolva。这是一个支持DirectX7.0，而同时又有测试功能的游戏。Evolva默认运行在1024x768x32。

不幸的是，KYRO II 在QuakeIII中的辉煌在这里没有重演。我们认为这是因为Evolva里的场景比较简单。像我们前面提到的一样，KYRO II对显存的利用率取决于三维场景的复杂程度。如果Evolva拥有更加复杂的场景，可能会让KYRO II的表现比其他采取传统渲染方式的显卡要好。但有趣的事情是，RADEON又一次因为Win2000下糟糕的驱动程序而落在所有显卡的最后。而不论是KYRO II，还是GeForce2 MX在Win2000中的得分都能保持Win98SE中的水平。

同时，我们还发现：Evolva的场景在Win2000中渲染时会出现没有纹理的情况。我们调整了各项选项，但是问题依然存在。所以我们认为这是KYRO II驱动程序的一个Bug。

3D WinBench 2000

通过前面的两个游戏得到的数据说明显卡在实际应用中的性能，而3D WinBench 2000则是提供显卡在各种综合应用中性能，并能与其他的显卡进行横向比较。下面测试在1024x768x32下进行。

尽管缺少对硬件静态T&L的支持，但是3D Prophet 4500仍然能够在Win98SE和Win2000平台中都处于领先位置。看来，RADEON和GeForce2 MX中的硬件T&L加速都比不上一个高效率的渲染体系。

3D Mark 2001

3D Mark 2001是第一个支持DirectX8.0的测试软件。它的效果也让人惊讶，细致的纹理、漂亮的光源和对物体运动的精细处理等等，都让我们非常期待真正基于DirectX8.0的游戏出现。

缺乏硬件T&L和不支持DirectX8.0的特性是KYRO II芯片在3D Mark 2001中得分低的主要原因。事实上，KYRO II虽然排在最后，但是离第二的GeForce2 MX非常接近，得分相差不到3%。而GeForce2 MX即使号称拥有硬件T&L引擎，还是不能击败RADEON。似乎RADEON在硬件上对DirectX8.0的支持要更好一些。

虽然，大力神公司声称3D Prophet 4500支持DXTC纹理压缩。但有趣的是，不论在3D Mark 2001还是在3D WinBench中，我们的测试结果都显示3D Prophet 4500并不支持DXTC。

结论

在$149这样一个价位上，我们并不能奢望3D Prophet 4500能有多大的性能。考虑到KYRO II拥有仅仅2.8GB/s的内存带宽和350Mpixels/s的像素填充率，它的表现应该来说是非常优秀的。而且3D Prophet 4500在Quake III中优异表现真的是让我们大吃一惊。

说了KYRO II这么多好话。现在，我们还是想对那些希望买3D Prophet 4500的人提几点建议：首先，KYRO II芯片的指标比较陈旧。其次，KYRO II芯片并不支持硬件T&L，虽然ST Microelectronics公司称已经准备将T&L功能加入驱动程序，但是未来的游戏势必使用更多的多边形和更复杂的光源，这些复杂的场景肯定会让平铺式渲染系统不堪重负。另外，由于不支持DirectX8.0，KYRO II在未来的游戏中的性能也一定会显著降低，3D Mark 2001就是一个明显的例子。

最后，KYRO II给我们的印象是它一改以前PowerVR系列的缺点，拥有了引人注目的性能，坚固的驱动程序和良好的兼容性。我们认为以3D Prophet 4500 板载64MB SDRAM显存、大力神公司的品质保证和只要$149的定价，一定会成为同等价位上GeForce2 MX和ATI RADEON LE的强有力竞争者。同时，我想如果你是一个QuakeIII的狂热者，那么这块显卡一定是你的最佳选择。