RADEON X1000系的Pixel Shader结构

RADEON X1000系的Pixel Shader结构——Pixel Shader Core

    表面上看的话，RADEON X1000系的Pixel Shader非常非常类似于R420，所不同的是，主要是增加了一个分支单元，并且计算精度从原来的FP24提升到了Shader Model 3.0要求的FP32。

在每个周期里，X1000系各个Pixel Shader处理器能够跑5条指令：

1条vec3 ADD指令（Vector ALU1）
1条scalar ADD指令（Scalar ALU1）
1条vec3 ADD/MUL/MADD指令（Vector ALU2）
1条scalar ADD/MUL/MADD指令（Scalar ALU2）
1条流控制指令

    此外，由于采用的是R300以来就使用的独立纹理单元，因此在遇到纹理操作的时候，X1000系的Pixel Shader一共最高能执行5条Pixel Shader指令和1条纹理操作指令。

相比之下，NVIDIA的GeForce 7800的Pixel Shader又如何呢？

    在上图中，我们可以看到G70拥有两个能运行MADD指令的4D ALU，这两个ALU都能以4D、1D/3D或者2D/2D的方式完成指令，在运算能力上要强于R520。同样的频率下，G70的每个pixel shader能完成16FLOPS（FP32），而R520就最多只能做到12FLOPS（FP32），如果遇到相邻两条MADD指令或者相邻的MUL指令+MADD指令的话，R520就只能做到8FLOPS，是G70的1/2。此外，G70的ALU1还能够免费地执行一条FP16的nrm指令，nrm指令是用于计算法线的，对于Unreal Engine3中大量使用Normal Mapping计算有明显的加速作用。

    但是和R520相比，G70又存在一个不足，那就是ALU1兼负了纹理寻址计算（例如纹理坐标透视纠正的计算），在遇到纹理操作的时候，ALU1就不能自行像素着色器指令转而执行纹理操作指令，只剩下ALU2能够跑像素着色器指令。不过现在的游戏程序中，纹理操作的指令数量基本上都是低于像素着色器指令的数量，因此NVIDIA这样的设计也不失其合理性。