NVIDIA G80远不止一个新的GPU那么简单

当NVIDIA宣布其首个DirectX 10产品的时候，虽然这款新一代的显卡将是目前正在不断发展的GPU领域的一个重大的突破，但并没有引起一些人的极大兴奋。那么是什么使NVIDIA GeForce 8800系列有别于其他呢？在谈论G80的先进之处的时候，首先，我们要先弄明白它的架构，简单说也就是如何工作的。

当最早G80这个词以及基本的规格泄露出来的时候，一些网站就开始引导人们去相信NVIDIA开始将目光从“统一架构”转向了“非统一架构”。那么，让我们来看一下两者有什么不同。

“非统一架构”的意思就是，每一步的处理进程都是分开的。一颗传统的GPU的基本流程是这样的：简单来说，首先要借助于顶点处理引擎，将信息分解为若干的小的单元，接着将这些分解完的信息传送给三角形生成引擎，然后再将这些数据转到像素管线，进行阴影和纹理修饰，接着要转到光栅运算区域，对这些数据进行筛选，并且进行反锯齿处理，最后，进入到帧缓冲器中，这些图像也就会显示在你的显示器上了。其实这是一个很复杂的过程，瞬间GPU就已经完成了上百万次流程。

目前的大多数的程序在布局上基本上都侧重于保障在DirectX 9下的完美的运行，但是程序结构已经越来越复杂了。现在，在处理大量的数据块的时候已经越来越感到吃力了，工程师已经发现什么在未来更加的重要，那就是：顶点以及像素处理。

统一架构废除了各自独立的像素以及纹理管线，将它们统一为一条管线，也就是能做两类事情，更全面了。像素管线已从传统形式被修改融入到了业界常说的浮点运算单元（FPU）中，NVIDIA称其为流处理单元（SPU）。

SPU相对于过去技术来说，阴影功能更简单了，但是变得更加的有效率。SPU既可以让系统进行像素运算又可以让系统进行顶点运算，可以很好的进行几何和物理运算。G80配备了128个SPU，并由32个纹理寻址单元（TAU）所支撑，可以调用64个纹理过滤单元（TFU），也就是每周期能轮流传送64条像素。听起来似乎很少，但是纹理过滤可是个庞大的数字。这些新生的SPU将数据传送到ROP系统并将影像输出到我们眼前的屏幕上，通过SPU的配备，我们至少让数据在传送过程中减少了5个或更多的周期，现在只需要一个更加全面更加有效的周期就可以了。

现在我们大概清楚了数据处理的流程，下面让我们看看NVIDIA是如何完善自己的显卡的。过去，NVIDIA很重视各向异性过滤（AF），因此他们决定在过去的架构基础上使AF性能更加优秀。NVIDIA 7系列显卡在AF上表现的令人失望，新架构的G80，NVIDIA将会从最差走到最好。每个TAU访问两个TFU，NVIDIA创立了每周期处理64条像素的方法，能够使性能得到充分的提升。

G80上所呈现的巨大的进步就是多重取样反锯齿（MSAA）、超级取样反锯齿（SSAA）以及透明度自适应反锯齿（TAAA）。NVIDIA在8x和16x下引入了新的简单模式：覆盖取样反锯齿（CSAA），它所演算出来的反锯齿图像质量几乎达到了8x或者MSAA的质量，一个小小的表现就对标准的MSAA造成了冲击。不同于先前覆盖处理会与其他的取样类型进行绑定处理的反锯齿技术。通过CSAA进行优化，将覆盖处理过程从color/z/stencil这些剥离出来，这样就大大的减少了带宽和存储量。

G80的另一个重要改进是，FP16和FP32渲染补偿。FP16能够让HDR和MSAA处理同时进行，FP32允许HDR和反锯齿同时运行，这是NVIDIA 7系列所不能的；

NVIDIA统一计算设备架构（CUDA），是非常令人瞩目的。官方对CUDA的解释是：这是一个新的架构，能偶让GPU在应用中解决复杂的计算问题。通过新的编程接口，能够让应用软件去访问GPU，调用GPU的运算能力。

凭借CUDA技术，美国斯坦福大学所进行的一项病理学的科学研究，数月来一直在使用GPU运算，他们发现GPU运算和处理数据的能力是一般CPU的三倍。相信未来很多应用软件都将会针对GPU的这一功能进行重点的开发的。

NVIDIA G80在数据计算方面获得了巨大的性能和效率的飞跃提升，通过SPU的引入，以及更加全面性的TAU和TFU，我们将会得到更加现实的影像。也许更加复杂的技术可能只有工程师才能说的清楚，听的明白，这里只是希望高速大家，显卡将会越来越先进，将改变人们的传统看法，会更加的吸引人，而这些改变和创新就在不久的将来就出现在我们每个人的身边。