致命一击 新HD6870挑战2000元性能极限

       Radeon HD 6800系列对于显卡市场是一颗重磅炸弹，它的推出打乱了NVIDIA GTX400与GTX500产品原有步伐，甚至打乱了AMD对显卡的命名规则。而今天AMD送测的一款产品更是走了一条不寻常的路，这款HD6870显卡用提升频率的方式在击败GTX460的基础上再度冲击GTX560Ti。也就是说原本计划对抗NVIDIA一代中高端显卡的产品通过自身改进，有望再度冲击NVIDIA当前最受关注的GTX500系列显卡，它的胜算能有多大？

       在2009年底发布Radeon HD5000系列在时隔一年后，AMD再次用较小的核心架构改动再次撬动了GPU关键性能的提升，HD6000发布之后我们看到了一颗核心面积更小的芯片融聚了更高的浮点运算能力，我们看到通过改善线程控制能力流处理器和特殊功能运作效率进一步提升，当然这一切的背后，还有AMD利用TSMC改进后的40nm CMP碱洗工艺提升整体频率带来的线性性能提升。

       正是这最后个关键点，也就是巧妙利用TSMC工艺特性，AMD在Radeon HD 6800身上达成了频率的第二次飞跃，原本已经达到900/4200MHz的HD 6870显卡在推出4个月后，频率上升至940/4400MHz，这一提升不但提高了流处理器和固定单元的工作频率，也进一步减轻了AMD HD5000到HD6800显卡的几何单元处理压力，性能有望进一步释放。

HD6800家族的两款传统显卡

       今天来到中关村在线显卡频道的正是刚才提到的一款特殊的HD6870显卡，我们暂且称之为“新版Radeon HD 6870显卡”，而它需要面对的对手不再是NVIDIA 上代Geforce GTX460，是当前最受关注的Geforce GTX560 Ti，下表是本次评测的显卡规格对比：

       如果不考虑运行频率，HD5850和HD6870的区别只在于SIMD Core组数，也就是流处理器数量，两款芯片的固定单元数量是基本相等的（HD6800纹理单元有减少，UTDP单元翻倍）。但是当HD6870披上高频外衣之后，其线程分配能力、几何吞吐能力、光栅化与Z轴处理能力都获得了线性提升。

       ● ATI创始的Tessellation技术

       我们通过显卡频道之前的分析了解到，DirectX 11针对不同方面带来了全新的特性，目前通过现有资料分析，它主要有以下几个方面的提升：

DirectX 11带来的全新特性

       ● 着色器版本提升到Shader Model 5.0，采用面向对象的概念，并且完全可以支持双精度数据。
       ● Tessellation曲面细分技术获得微软正式支持，逐渐走向成熟；
       ● Multithreading多线程处理，让图形处理面对多线程编程环境不再尴尬；
       ● 提出微软自己的Compute Shader通用计算概念，把GPU通用计算推向新的巅峰；
       ● 新的Texture Compression纹理压缩方案，在画质损失极小的环境下带来了硬件资源的节约。

       在今天的分析中，我们将重点放在Tessellation曲面细分技术方面，因为这是DirectX 11最为突出的特色之一，也是给图形运算产生深远影响的一项技术，而这项技术正是ATI在DirectX 11标准还未提出的时候创立的。

       Tessellation又可译作拆嵌式细分曲面技术。其实这是ATI早在其第一代DirectX 10图形核心R600，即HD2900XT上就引入的一个特殊的计算模块。从HD2000系列开始，直到最新的HD5000系列，整整4代显卡全部支持这一技术。即使目前也仍然没有游戏能够支持这一技术，ATI也依然没有放弃在这项技术上的努力——从名字上也可以看出ATI在这项技术上的心血：Tessell-ATI-on。

       Tessellation主要是靠GPU内部的一个模块Programmable Tessellator（可编程拆嵌器）来实现的。能够根据3D模型中已经有的顶点，根据不同的需求，按照不同的规则，进行插值，将一个多边形拆分成为多个多边形。而这个过程都是可以由编程来控制的，这样就很好的解决了效率和效果的矛盾。TessellATIon能自动创造出数百倍与原始模型的顶点，这些不是虚拟的顶点，而是实实在在的顶点，效果是等同于建模的时候直接设计出来的。

Tessellation工作流程三部曲

       我们使用的分析图来自AMD在R600发布时放出的一段Demo，这段Demo区别于以往的设计方式，它没有突出主角而淡化背景，因为在没有Tessellation技术之前，大量顶点的生成和随之而来的计算将给GPU的几何处理部分带来巨大压力，无法流畅运行，而Tessellation技术改变了这一模式。

       除了大幅提升模型细节和画质外，Tessellation最吸引程序员的地方就是：他们无需手动设计上百万个三角形的复杂模型，只需简单勾绘一个轮廓，剩下的就可以交给Tessellation技术自动拆嵌，大大提高了开发效率；而且简单的模型在GPU处理时也能大幅节约显存开销，令渲染速度大幅提升。

       AMD在2009年抢先推出DX11显卡并在半年内将产品线铺设完善，NVIDIA却落后了半年才发布GTX400系列显卡，但它对外界宣传自己才是真正的DX11显卡。事实证明NVIDIA的DX11显卡特别是GTX460和GTX560Ti确实在DX11游戏当中拥有更高的执行效能，算的上是后来居上。

       不过对于大量游戏测试表现出各种差异很大的数据，用户很难通过它们来对显卡的购买做出评定，需要一款业界一致认同的基准测试才能解决这一争端。2010年12月8日，终于我们等待了3DMark11，它才是真正最有权威判断A和N两大阵营谁的显卡支持DX11最好的标准，也是未来几年里影响用户选择显卡最为重要的参数指标。

       现有主流DX11游戏对Tessellation的配备标准和3DMark11的标准更接近AMD的“平衡式” Tessellation配备，这是对客观的用户体验和合理利用GPU资源的响应。过度的Tessellation单元配备不能带来“肉眼可识别”的画质提升，反而带来GPU资源的浪费，消费者更无需为“根本看不见”的多余Tessellation单元买单。

       我们通过产品推测：AMD目前认为Tessellation固然重要，但是利用要合理；显然NVIDIA在对Tessellation的认识上已经“跑偏”，过度追求Tessellation的比重让NVIDIA付出了沉重的代价，导致了NVIDIA DX11显卡的不均衡发展：芯片面积过大，为并行计算功能搭载的晶体管数量较多，TMU、ROP吞吐执行效率低，最后还不被DirectX 11权威评测软件3DMark11所认可。

3DMark11测试成绩价值大于任何一款DX11游戏

       首先3DMark11的出现主要是用来对应当前的DirectX 11显卡做性能测试，所以软件采纳了原生DirectX 11引擎，全面加入和利用DirectX 11的特性，包括Tessellation（曲面细分）、compute shaders（计算着色器）和multi-threading（多线程渲染）等，从而来衡量整机的DirectX 11游戏运算能力。（因此不具备DirectX 11的显卡将无法进行测试）

3DMark Vantage仅支持DirectX 10

       而3DMark Vantage是业界第一套专门基于微软DX10 API打造的综合性基准测试工具，并能全面发挥多路显卡、多核心处理器的优势，仅能在过去和当前一段时间内满足PC系统游戏性能测试需求。

物理测试官方介绍

综合测试官方介绍

       3DMark 11测试场景共分为6大部分，其中有四项图形测试，一项物理测试，一项综合测试，同时3DMark 11还提供一项音频视觉演示。在四个图形测试中，其分别基于深海(Deep Sea)场景以及神庙(High Temple)场景，具备了曲面细分（DirtectX 11才具备的），光照以及阴影投射光照等特效。

3DMark Vantage的物理测试

       3DMark Vantage的物理测试场景是个飞机场，但需要穿越的门更多、更复杂，同时飞机放出的尾气会和大量的软性障碍物以及地面碰撞，彼此也会交汇，而且诶扩散后会和再次经过的飞机产生交互作用。可惜的是这个物理测试场景虽然设计合理，但是它仅能支持NVIDIA提出的PhysX引擎，无法对所有显卡做到兼容。

      常规图形测试完毕后是两项特殊测试，在物理测试当中，大量物体的刚体物理模拟，固定的分辨率，以及预设值也都能更好的测试物理性能。综合测试当中，中等数量物体的刚体物理模拟，GPU渲染以及基于DirectCompute和Bullet物理库的软体物理，中等曲面细分，中等光照等特效能够完全模拟DX11标准下的环境来进行综合性测试。

3DMark Vantage测试细节

       3DMark Vantage两个图形测试严格说只能算作是TechDemo而不是基准测试，这两个测试对显卡的特性有较重的考核，但是在3DMark11中Futuremark增加了美工在整个图形编程环节中的重要性，用合理的手段为玩家展现了一个美轮美奂的基准测试软件。

场景2官方介绍

场景3官方介绍

       基准测试软件是整个行业内最为重要的一个环节，它可以通过合理制定测试标准来有效评定目标系统的综合或子项性能，基准测试软件的结果往往可以直接影响下游厂商或者用户的采购决定。

       3DMark 11的发布对整个图形业界都有深远影响，它可以代表大多数DirectX 11游戏在各种硬件设备上运行的实际负载，也可以对不同显卡的架构对于DirectX 11应用的性能做出公正评判。本次我们测试就将重点基于 3DMark 11软件和几款最为热门的DirectX 11游戏。

        ● EyeSpeed套件诞生 高清引擎升级至UVD3

        在Radeon HD 6000产品诞生的同时EyeSpeed技术也随之到来，它不仅仅是简单的一项技术而是一个套件，例如其包含UVD3新引擎、视频后处理技术和APP通用计算能力。

        在图形核心还未进入统一架构时代时，H.264、VC-1等高清格式解码均需要CPU来完成绝大部分工作，此时CPU占用率极高，严重影响了电脑在其他方面的同时应用。不过随着AMD第一代UVD引擎的介入，其第一个成功实现H.264和VC-1高清格式全程图形核心视频解码的功能。

       随着AMD产品的推陈出新，UVD2引擎随之诞生，例如我们熟悉的Radeon HD 5000系列产品就是在使用UVD2.引擎，其加入了MPEG-2的GPU处理计算。

        而在最新Radeon HD 6000的UVD3引擎中，不仅集成了UVD和UVD2的所有功能，还加入了3D蓝光的全程GPU解码功能，当然还加入了MPEG-2和MPEG-4 Part2格式的图形核心解码能力。

        在EyeSpeed中Accurate Color Correttion（译为色彩校正）技术，通过图形核心的色域影射引擎将色彩还原度大幅提升，同时保留了整个画面细节。例如在HQV BenchMark 2.0测试中，Radeon HD 6870的表现非常出众，得分为198，反观对手NVIDIA GeForce GTX 460仅为138分（测试满分为210分）。

        在图像处理图形核心通用计算上，AMD的Stream一直没有像NVIDIA的CUDA一样名扬在外，不过随着DirectX 11中DirectCompute和开放的OpenCL逐渐成熟，基于OpenCL开发的APP 2.2 SKD也很快见面世（APP全称为Accelerated Parallel Processing，原型为AMD Stream技术更名、升级而来）。同时现有的很多基于DirectCompute、OpenCL开发的图像处理软件越来越多，Radeon HD 6000的支持兼容性非常高。

        ● Radeon HD实现3D立体HD3D技术

        3D立体显示技术的不支持一直被很多用户诟病，直至今日的Radeon HD 6000系列产品出现，这一情况才得以缓解。

        我们知道现阶段主流3D显示技术以红蓝、偏振和快门式产品为主，同时不仅仅是显卡厂商介入结束开发，例如显示器厂商、电视厂商甚至第三方的立体眼镜厂商都开发了相关产品。

        由于Radeon HD 6000中使用了HDMI 1.4a规范接口，其能够提供120MHz的快门式3D显示技术物理数据带宽通道，同时支持3D电视。

        当然除了在3D立体视频上的支持外，Radeon HD 6000系列的HD3D在游戏方面也有突破性能的进展，同时与DDD、iZ3D两大第三方3D立体技术方案提供商深入合作，尤其是DDD的TriDef在游戏支持性和视频播放兼容性非常好。不过iZ3D目前在主流消费级用户中认可度较高，其免费、便捷实用的人性化设计，帮助Radeon HD 6000在3D立体视觉技术上达到与NVIDIA齐头并进。

       通过测试我们看到，新版HD6870显卡所采用的的涡轮散热器发挥出了满意的性能。测试起始温度44度，最高温度没有超过68度。在满载过程中，新版HD6870显卡有一定噪音但完全可以接受，需要注意的是这种强制负载应用不能代表实际游戏使用。

　　● 测试系统硬件环境

        ● DX11理论性能测试：3DMark 11

        3DMark 11是Futuremark在2010年12月07日推出的全新3D性能测试软件，该款软件仅支持DirectX 11系统和DirectX 11显卡。显卡测试的主要以产品的DirectX 11效能为主，同时还兼顾PhysX等方面平台性能。

        ● StarCraft II

        星际争霸2（StarCraft II）是著名即时战略游戏《星际争霸》的续篇, 由2007年5月19日在韩国首尔开幕的暴雪全球邀请赛宣布。目前以Windows XP、Windows Vista和Mac OS X为支援平台。这款游戏的开发在2003年《魔兽争霸III：冰封王座》出版后就开始。至今，公测版免费试玩。

　　>>游戏类型：DirectX9即时战略游戏
　　>>测试方式：游戏录像回放，内容为3D实时运算的对战录像
　　>>画质设定：全部最高

　　 ● Crysis

　　多次跳票、万众期待的DirectX 10游戏大作Crysis，把目前PC 3D娱乐的视觉体验发挥到极致的游戏，大量使用DirectX 10的硬件功能，对显卡的负载也提升至空前水平。

　　>>游戏类型：DirectX10 第一人称视角射击游戏
　　>>测试方式：游戏自带GPU性能测试工具，为3D实时运算的飞行过场回放
　　>>画质设定：全部最高

        ● Battlefield: Bad Company 2

　　《战地：叛逆连队2 (Battlefield: Bad Company 2) 》是EA DICE研发的第9款“战地”系列作品。它是2008年上市的同系列的游戏战地：叛逆连队的续作。两在单人游戏剧情上亦有很多交叉点。游戏仍然沿用前作的寒霜引擎，并有所改进。除了完善了代码的优化，本作在破坏效果上也有所加强，可破坏的物件由92%上升到99%。前作里不能破坏的小物件以及建筑物框架，在本作中也可以被破坏。

　　>>游戏类型：DirectX11第一人称射击类游戏
　　>>测试方式：沿同一固定路线跑完3次取平均值，Fraps计速
　　>>画质设定：全部最高

        ● Aliens vs. Predator

　　由Rebellion开发、世嘉发行的科幻射击游戏《异形VS铁血战士》（Aliens vs. Predator）现已确定发售日期。根据世嘉的《异形VS铁血战士》官方网页的信息，本作将于2010年2月19日上市，对应PC、PS3和Xbox 360平台。这部根据电影改编的游戏也同样存在着三方势力，一方是人类海军陆战队，一方是异形，还有一方是铁血战士，游戏中玩家可以选择的是海军陆战队或者是铁血战士甚至是异形。本作提供单人模式和多人模式。

　　>>游戏类型：DirectX11第一人称射击类游戏
　　>>测试方式：沿同一固定路线跑完3次取平均值，Fraps计速
　　>>画质设定：全部最高

       ● 新版HD6870测试总结

       HD6000核心架构在发布时就因为改进了前端线程发射器，并且提升了频率而引起业界注意，在4个月之后，这款显卡再度改进，在TSMC更好地衡量频率与良率的基础上，新版HD6870性能获得了一个不小的飞跃，在整体频率提升3%的情况下，最终性能提升约为5%，这正是因为固定单元频率拉高之后，几何瓶颈得以不断解除，整体性能得以释放。

       ● 3DMark11优势突出

       通过评测，不难看出AMD的设计思路致力于于不需要集成过多的晶体管导致过多的热量，导致寿命缩短。最黄金的DX11设计如今有了最权威的3DMark11的体现，加之AMD产品多屏显示输出，集成高清音频，耗电量以及芯片寿命更长。

       中关村在线显卡频道观点：

新版Radeon HD 6870

　　新版Radeon HD 6870可以看做是AMD在HD6800发布时留下的一颗定时炸弹，爆炸时间则是TSMC 40nm CMP碱洗工艺成熟之时，这正是AMD提升GPU频率并且保持功耗和发热稳定性的必要保障，这也是为用户利益所着想的选择。

       我们在前文已经说过：3DMark11它才是真正最有权威判断A和N两大阵营谁的显卡支持DX11最好的标准，也是未来几年里影响用户选择显卡最为重要的参数指标。这款基准测试软件对各个技术层面的周全考虑让人印象深刻。

3DMark11测试成绩价值大于任何一款DX11游戏