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纵观09显卡发展 浅析A/N发展方向
编者注：也许时间真的能磨灭一切，当大家一直关注时下主流产品时，但忘却产品过往发展历程，无论AMD还是NVIDIA的产品发展路线都在潜移默化的发生变化，尤其是在产品功能和设计上，大有同质化趋势，本文将针对2009显卡全年发展做一个简单回顾，还原显卡真实的一年发展历程……
随着Radeon HD 5000系列的中高端全线布局完成，2009年显卡芯片级产品发布总算落下帷幕，回顾全年显卡发展趋势，从年初NVIDIA的强势连续出击，到年底的AMD绝地反击，可谓好戏连连。
显卡行业在2009年可谓多事之秋，在年初经济危机的大环境下从显卡行业内部竞争，到产业链上的各个环节阴差阳错的变数，让2009年的显卡行业格外引人注目。例如从NVIDIA的年初发力推出顶级双核产品GeForce GTX 295，到AMD的年底Radeon HD 5970双核性能之王收官；操作系统从Windows 7的年初发布Built 7000 Beta版到年底的Windows 7正式发布，使我们用上DirectX 11 API；显示核心工艺制程从55nm、65nm走到年底的40nm；从台积电的产量、良率不足，到逐步走上正规开始全面供货AMD和NVIDIA等等……
虽然上面简单的一段话确实无法涵盖显卡行业这一年的发生的重大事情，而且对于我们普通消费者来说显卡产业如何、核心良率又如何等话题确实有点远，反而哪个型号性价比高、更适合自己才是用户最为关心的。针对此现状本站在11月推出了2009年年度显卡芯片级横评，详细文章请参阅《16款2009年度最热门显卡终极性能对决》。
回首2009年过往的11个月中AMD和NVIDIA共发布了17款新品，平均每月约有1.5款新品发布，这些新品布局全面，从300元产品一直到4500元应有尽有，能够满足各种用户所需。例如针对办公、高清应用的低端显卡，针对3D性价比价位设计的600元至千元产品，针对高性能设计的1000元至2000元产品，还有针对发烧友设计的2000元以上级别产品。
在3D性能上，每年每代新品都会有质的提升，但是随着用户对产品用途需求的增加，仅是3D性能的增强已经显得捉襟见肘。而且根据用户的不同需求，AMD和NVIDIA都有针对性的设计一些特色功能，例如在GPU通用计算上NVIDIA的CUDA架构并行异构计算系统和AMD的Stream技术面世，例如在高清播放上AMD的UVD引擎和NVIDIA的VP2/BSP引擎，例如NVIDIA的PhysX物理引擎，再例如AMD的Eyefinity宽域技术等等……，这一切技术的问世及面世都极大满足了各类用户的需求。
| 2009 年 发 布 新 品 一 览 表 | |
| AMD 产 品 | NVIDIA 产 品 |
| 2000 元 以 上 高 端 型 号 | |
| Radeon HD 5970 | Geforce GTX 295 |
| Radeon HD 5870 | GeForce GTX 285 |
| Radeon HD 5850 | |
| 1000 元 — 2000 元 中 高 端 型 号 | |
| Radeon HD 5770 | GeForce GTX 275 |
| Radeon HD 4890 | GeForce GTX 260+ |
| Radeon HD 4860 | |
| 1000 元 以 下 中 低 端 型 号 | |
| Radeon HD 5750 | GeForce GTS 250 |
| Radeon HD 4770 | GeForce GT 240 |
| Radeon HD 4750 | GeForce GT 220 |
| GeForce 210 | |
不过AMD和NVIDIA在显卡功能拓展上向来我行我素，毕竟二者是独立显卡行业的主控者，同时也是直接竞争对手，谁都不会屈服对方的标准或功能设计。不过随着时间的推移，在面对众多用户相同的功能需求情况下，AMD和NVIDIA在各自产品中设计了相同功能但不同实现途径的技术，例如前面我们曾提到过的CUDA架构并行计算和Stream技术、PureVideo HD和Avivo HD、PhysX和Havok等等。
买谁都一样(1)GPU通用并行计算
买谁都一样(1)GPU通用并行计算
提及图形计算核心通用计算，绝大多数用户都会想到NVIDIA的CUDA架构，这种机遇统一渲染架构搭建的NVIDIA独特CUDA GPU架构体系，确实在高密度复杂并行计算上拥有得天独厚的优势。不过要提及显卡近现代史，最先着手于图形计算核心通用计算并推出成熟相关应用的确是当年的ATI。
追溯到2006年AMD推出的Radeon 1000系列产品，其旗下产品中Radeon 1600系列以上级别产品就能够支持Folding@Home，这种用户分散式的并行计算程序，能够利用全球网络上闲置的硬件资源为人类攻克很多难题提供了帮助。虽然到目前为止在这种分布式计算上依然是CPU起主导作用，但是随着AMD显卡的加入，几倍于甚至几十倍、几百倍于CPU的性能表现，大大加速攻克难题的进程。
● NVIDIA CUDA架构大行其道
斗转星移，随着2006年底NVIDIA率先推出基于统一渲染架构的GeForce 8000系列产品，这种具备高效并行计算的图形核心架构应运而生。不过NVIDIA产品真正用于GPU通用并行计算还是在2008年，发布GeForce GTX 280时一同发布的CUDA 2.0令NVIDIA图形核心有了新的使命。
NVIDIA CUDA架构发展计划
NVIDIA在图形核心并行计算方面首先公告世人的应用也是Folding@Home，不过需要一个特定的版本。值得一提的是，随着驱动的进一步完善，不仅仅是当时新发布的GeForce GTX 200系列支持，之前发布的基于统一渲染架构的NVIDIA产品均一同支持，这也彻底打开了NVIDIA在GPU通用计算上的新纪元。
Badaboom软件界面
随后推出第三方视频编解码软件Badaboom的出现，彻底让很多用户了解了图形处理核心在3D计算之外的强劲实力。同时NVIDIA售后Ageia后，将PhysX物理引擎技术融入于图形处理器芯片后，NVIDIA的GPU在并行计算方面得到当时绝大部分用户的认可。
而且随着NVIDIA进一步的与软件厂商的密切合作，越来越多基于NVIDIA CUDA架构优化的的第三方软件越来越多。
● AMD Stream流技术初期无力
自然，AMD为了让自己立于不败之地必须马上推出类似于CUDA架构并行计算的技术，得益于同样基于统一并行计算架构设计的AMD图形核心，AMD很快推出了Stream流技术。虽然在名称上AMD和NVIDIA相差甚远，但是在在功能目的上却完全一致，都是利用图形核心的高效并行计算能力完成复杂的计算。
但是，无奈在Stream流技术没有得到AMD的广泛推广，初期仅有AMD自己在CCC控制面板中加入的免费视频转码功能外，成型且成熟的基于AMD Stream流技术应用几乎没有。虽然在当时AMD的图形核心让很多人认为其并行计算能力不济，不过在目前看来，笔者认为这是AMD的一个产品市场策略。
● DirectX 11/OpenCL 标准统一打破A/N界限
就在AMD和NVIDIA为图形核心并行计算较劲的同时，苹果公司主导众多软硬件厂商联盟推出的了OpenCL API，与OpenGL一样，OpenCL (Open Computing Language)是开源、免费、跨平台的通用并行计算标准。在这个联盟中不仅有IBM、Intel、Nokia等，还有上面提及的图形核心主要竞争对手AMD和NVIDIA。
OpenCL
OpenCL的开源、免费以及跨平台的特性，立马抢占的NVIDIA CUDA架构并行计算和AMD的Stream并行计算技术。而且值得一提的是，越来越多的厂商开始着手于OpenCL API基础上的应用软件开发，这也就意味着无论你买了谁家显卡，只要图形核心基于统一渲染架构，就能够支持OpenCL开发的软件。
DirectX 11 API中DirectCompute
在3D计算世界中OpenGL有微软主导的DirectX API这个强有力竞争对手，在图形核心并行计算领域OpenCL面对的竞争对手依然是DirectX API。而且值得一提的是，随着Windows 7的发布DirectX 11捆绑销售（Windwos Vista需要升级支持），在DirectX 11 API中有一个专门为图形核心并行计算而设计的Shader功能——DirectCompute。
我们知道微软作为全球使用率最高系统的开发者，其开发的API自然也会成为行业标准。AMD抢先发布支持DirectX 11 API的Radeon HD 5000系列产品，确实让我们看到了图形核心超高速的并行计算能力。当然支持DirectX 11的NVIDIA GeForce产品还需等到明年1月份，不过支持产品仅是时间问题。
编者语：通过对微软主导的DirectX 11 API和苹果主导的OpenCL API让我们知道，在未来上述两个图形核心计算API将会成为主流，未来应用软件开发也将围绕二者开发，无论我们买AMD还是NVIDIA都将会得到很好支持，我们买谁在图形核心并行计算上还有和区别？
买谁都一样(2)高清播放能力相近
买谁都一样(2)高清播放能力相近
● A/N高清领域互博 AMD占优
NVIDIA领先于AMD半年发布DirectX 10产品，同时在AMD发布第一款DirectX 10显卡之前，NVIDIA在中高低端布局完成产品线。在这之中GeForce 8600系列、GeForce 8500系列和GeForce 8400系列系列产品上，除了与GeForce 8800系列拥有支持DirectX 10 API的特性外，还支持PureVideo HD技术中全新设计的BSP（Bitstream Processor）引擎，这个引擎是针对高清用户设计，它的最大功效就是在H.264编码格式的高清片源上，能够实现100% GPU全程视频编解码。
众所周知，高清视频能提供前所未有的细致入微画面，如果完全基于目前的恒码率MPEG2格式编码，1080p电影码率超过23Mbps，视频文件所需存储空间巨大，因此用于实现尽量高的压缩比，并保持良好画面质量的更先进编码格式不断涌现。之中最流行并被DVD标准制定组织DVD Forum认可的VC-1（微软WMVx的纯算法版）和H,264。而用户在播放使用这些编码的高清视频的时候，就需要对进行过复杂编码后的视频进行实时解码，如果没有专门的解码器硬件支持，这个软件解码的过程对于CPU是一个非常严峻的考验，因为运算量非常巨大。
NVIDIA全新的高清编解码引擎技术着实让众多高清用户尝到甜头，看主流高清不再需要强劲CPU。虽然拥有BSP引擎，但是当时NVIDIA G8X图形核心在高清视频格式VC-1上却有些力不从心，虽然相对以前NVIDIA产品，G8X核心能够担任更多的视频编解码任务，但无法实现全程视频数据GPU计算任务。
无独有偶，虽然AMD在DirectX 10产品上发布滞后于NVIDIA半年之久，但是全新亮相的DirectX 10产品也同样支持图形核心高清视频计算优化，即UVD引擎。而且值得一提的是，AMD的UVD引擎更佳强大能够支持H.264和VC-1两种主流高清片源的图形核心全程视频编解码任务，这一点是NVIDIA产品无法匹敌。
同时，在AMD的图形核心中设计有HD 7.1音频模块，这也就意味着使用类似HDMI或DisplayPort这种支持影音混合信号单线缆输出的设备上，拥有AMD一片显卡即可。而NVIDIA如果要要实现相类似任务，必须通过从声卡的SPIDF Out导出音频信号，通过显卡上的SPIDF In接口导入到声卡中，然后使用HDMI或DisplayPort线缆和相关终端设备搭配，这就额外增加使用难度。
而且值得一提的，AMD在图形核心支持H.264/VC-1高清格式和集成音频模块的功能，从开始出现到现在所有已发布的产品上均完全贯彻。不得不说，在高清播放领域AMD产品优势要大于NVIDIA。
● A/N同一起跑线 G98成为转折点 G215成为里程碑
在用户对高清播放功能需求越来越大的今天，功能不丰富导致与对手产品产品明显差异，这确实是致命的弱点。NVIDIA随后迅速做出反应，推出了一款拥有完整支持H.264和VC-1高清格式GPU全程100%负责食品信号编解码任务的G98核心。
G98拥有的VP3技术实现VC-1和H.264全程GPU解码
不过遗憾的是，虽然NVIDIA已经毫无疑问的拥有GPU支持VC-1全程视频信号解码技术，但是这个技术贯彻不彻底，仅有G98核心支持，即便是现在的G9X核心和G200核心与当初G8X核心的高清解码能力完全一样没有半点进取。
G98作为NVIDIA在高清图形核心处理上的一个功能转折点，为NVIDIA未来产品功能开发做了技术储备。在目前NVIDIA最新发布的GeForce GT 240、GeForce GT 220和GeForce 210产品中，搭配的核心终于全线实现与G98一样的高清播放能力。而且值得一提的是，在新发布的三款产品核心中，与AMD同样集成了HD音频单元，这也就意味着使用NVIDIA产品再也无需SPIDF/IN接口，与AMD产品高清播放功能站在同一起跑线。
编者语：在高清播放能力上，NVIDIA终于在2009年年底就功能上与AMD站在了同一起跑线，而且笔者分析未来两家产品还会延续现有的功能与技术。也就是说，在高清播放能力上，AMD和NVIDIA均能实现H.264和VC-1的图形核心全程视频编解码任务，同时两家图形核心中均拥有HD音频单元。就高清而言，AMD和NVIDIA两家功能完全一致，选谁真的都一样，就看消费者个人喜好了。
买谁都一样(3)物理引擎将平分秋色
买谁都一样(3)物理引擎将平分秋色
● PhysX！物理引擎代名词
谈及物理引擎，众多读者脑海里第一闪现的名词大多为“PhysX”，这并不难理解早，在Ageia时代PhysX就已经在DIY爱好者和游戏爱好者中留下深刻印象，该公司推出的PPU一经推出，就得到部分硬件制造厂商和一些软件应用公司的青睐，不过无奈最后由于公司实力上的局限性没有将产品推广到极致。不过随后NVIDIA公司收购Ageia公司，拥有雄厚财力、人力、物力的NVIDIA，迅速将Ageia的PhysX物理引擎技术通过CUDA架构特点融入到了GPU中，也就是说现在采用统一架构设计的任何一款NVIDIA GeForce不仅仅是一颗GPU，同时还是一颗PPU。
实现原理上是，NVIDIA将用GPU模拟原有PPU的功能架构，即通过NVIDIA的CUDA架构，让图形核心中的Thread Scheduler（线程管理器）模拟成Control Engine（控制引擎CE），Streaming Processors来模拟Vector Processing Engine（矢量处理引擎VPE），这样一个完整PPU架构就实现，最后通过Data Movement Engine（数据移动引擎DME）将计算型号输出。
NVIDIA凭借自身在3D计算领域的优势，迅速与游戏厂商展开全面合作，众多PhysX游戏如雨后春笋一样映入大家眼帘。当然PhysX游戏要想实现PhysX特效不是必须NVIDIA显卡，因为PhysX物理引擎是一款同时支持GPU和CPU的引擎，也就是说在AMD显卡的平台上依然可以启动PhysX物理引擎。但不得不说的是，此时游戏流畅运行瓶颈将在CPU方面，因为物理计算高密度复杂并行计算对于即使目前最顶级的Core i7处理器上也是难以100%应对。如果想真正领略基于PhysX物理引擎开发的游戏，NVIDIA显卡成为流畅运行的基本保障。
根据NVIDIA官方透露，如果想在游戏中体验最高画质的3D效果和PhysX物理特效，一款千元以上级别的产品成为必须。因为在图形核心资源分配上，将有最高10%的核心资源用于PhysX物理计算。
● PhysX并非一家独大 Havok叫板
在NVIDIA收购Aegia之前，Intel也收购了一家致力于物理引擎设计的公司——Havok，它是与Agiea齐名的一家物理引擎设计公司，2007年被Intel收购（NVIDIA于2008年收购Ageia）。
Havok的物理引擎计算单元完全有CPU承担，这主要是因为Intel自身产品线有关，其次早期物理引擎计算均是通过CPU完成或者特定处理单元完成有关。由于AMD旗下没有物理引擎技术，所以AMD与Intel的Havok关系甚好，所以AMD凭借Havok与NVIDIA的PhysX抗衡。
而且值得一提的是，AMD是目前全球唯一一家拥有CPU、芯片组和图形处理器技术的厂商，尤其是提出了3A整机概念后，CPU与GPU之间的互助关系发挥到极致。尤其是在3D游戏的3D计算和物理计算上，3A平台能够更好的将CPU和GPU明确分工。
● 抓住OpenCL/DirectX 11契机 AMD打造物理引擎
不过，即使Havok再强，即使3A平台在物理计算上再优化，毕竟Havok是Intel的技术，如果不拿出自有的一套物理引擎，受制于人的局面永远无法打开。好在随着AMD的Radeon HD 5000系列发布，随着DirectX 11 API和OpenCL API的发布，AMD可以凭借业界标准的并行计算API来完成以前无法完成的任务。
众所周知，在OpenCL的Khronos Group中拥有很多行业的领军公司，这也就为AMD在物理引擎设计上提供最大帮助。
图片源于互联网
在物理引擎设计公司中，据游戏开发者杂志的统计，目前全球使用物理引擎比重前三是，NVIDIA PhysX占26.8%位居榜首，Intel Havok占22.7%紧随其后，而第三名就是Bullet，其占有10.3%的份额。
Bullet是一款跨平台的开源物理引擎，AMD正在联合Khronos Group中的会员公司，合作将Bullet开源物理引擎库“翻译”为OpenCL格式。同时AMD与另一家瑞士Pixelux公司合作，该公司开发的“Digital Molecular Matter”（DMM）是一款物理引擎中间键，该公司将把DMM引擎引入OpenCL，使用CPU+GPU发展物理加速。
通过上面介绍也就不难看出，AMD的开源式物理引擎以OpenCL为核心，同时通过与上述两家公司合作，就会拥有物理引擎好物理引擎中间键，在其基础上扩展到OpenCL和DirectCompute的技术应用，从而弥补AMD自己在物理引擎上的缺失。
编者语：在物理引擎逐渐被用户认可，未来势必成为必备功能的今天，自己拥有一套完整的物理引擎已经成为未来公司发展的王牌。NVIDIA目前已经拥有了完善的PhysX-GPU物理引擎，Intel也通过收购Havok获得了相关完整技术，而AMD通过开源物理引擎和开源OpenCL API的组合，来完成即属于自己又属于世界的基于OpenCL物理引擎，从而让自己与NVIDIA这家显卡厂商再一次站在同一起跑线。
买谁都一样?! A/N重点独特技术
买谁都一样?! A/N重点独特技术
在图形核心通用计算上，虽然NVIDIA的CUDA架构并行计算目前如日中天，但随着DirectX 11 API和OpenCL API这类行业标准型的通用计算API出现，将会抹平NVIDIA与AMD在图形并行计算上的差距。
在高清技术上，NVIDIA现有已发布整体上不济AMD，不过在GeForce GT 240、GeForce GT 220和GeForce 210发布后，NVIDIA将于AMD一样拥有全面的高清支持格式和图形核心集成HD音频模块。
在物理引擎上，NVIDIA拥有目前最好的PhysX-GPU技术，而AMD虽然可以用PhysX-CPU和Havok临时弥补，不过未来AMD参与开发基于OpenCL API的开源物理引擎将会协助AMD与NVIDIA站在同一起跑线。
在3D技术上，虽然AMD目前已经推出支持DirectX 11 API的产品，但是在2010年NVIDIA就会推出Fermi for GeForce产品，届时NVIDIA也会全面进入DirectX 11产品世代。
综上所述AMD和NVIDIA现在和不久的将来，产品在功能、性能上其实是势均力敌，用户需求的主要功能二者同世代的产品均能够提供，例如支持最新3D API、高清技术等等。即使现在AMD和NVIDIA在上述的功能上无法彻底保证与对手完全一致，但是随着后续技术开发现阶段购买的产品在未来也会通过软硬件升级来达到弥补。
● 小众功能有特色 A/N产品难统一
在产品大的发展方向和用户主要需求功能上，AMD和NVIDIA现在和不久将来都会满足目前绝大多数用户的需求，不会让用户在主流功能不统一的前提下让用户必须在AMD和NVIDIA之间取舍。
但是，在一些小众型功能上，AMD和NVIDIA确实很难做到统一，毕竟两家公司在产品理解、未来规划和产品发展方向上无法做到完全一致，仅能做到整体方向上大致一致，所以在一些小众型功能上AMD和NVIDIA将会成为来各自产品的亮点。
NVIDIA 3D立体幻境
NVIDIA的3D立体幻境技术，确实让很多高端游戏发烧友感受到了从2D到3D的转换效果，尤其是NVIDIA 3D Stereo产品的实现效果，应该是目前消费级产品中效果最好的。不过受限于成本因素以及对显示器苛刻的120Hz需求，造成其现在甚至未来注定为小众型功能。但对于一些游戏发烧友和资金充裕的用户来说，NVIDIA 3D立体幻境是一个不可多得的好功能。
AMD Eyefinity宽域
随Radeon HD 5000系列一同发布的Eyefinity宽域技术，是目前最佳的消费级多屏显示技术。Eyefinity技术有别于现在简单的多屏扩展、复制显示，该技术能让单卡将最多6个2560*1600分辨率的显示器模拟成一个显示器，整体分辨率根据排放形式按比例增加。该技术的出现，能够让更多消费者体验高分辨率下的视觉冲击力，同时分屏显示也能够提高工作、生产效率。
同样，受限于多液晶显示器构造的成本问题，注定该技术为一个小众型功能。尤其是3屏（含3屏）以上组建时，必须需要至少一个带有DisplayPort接口显示器，而目前能够在零售市场中购买到拥有DisplayPort接口的显示器最便宜都需要3000元以上。
编者语：现阶段和不久的将来，就主流功能而言无论买AMD还是NVIDIA，笔者认为他们都会给你提供满意的功能和足够的性能，尤其是随着图形核心并行计算的行业API统一，在图形3D计算和通用计算上差异化会逐渐缩小。而在一些小众型功能上，这就需要用户需求，仁者见仁智者见智了。
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