巨人之崛起 S3 S27双卡互连性能实测

 

　　铬，原子序数24，原子量51.9961。元素名来源于希腊文，原意为“颜色”，因为铬的化合物都有颜色。1797年法国化学家沃克兰从铬铅矿中发现。铬在地壳中的含量为0.01%，居第17位。自然界不存在游离状态的铬，主要含铬矿石是铬铁矿。铬有四种天然稳定同位素：铬50、铬52、铬53、铬54，其中以铬52丰度最高。

　　铬是钢灰色，有光泽，有延展性，含杂质时硬而脆；熔点1857°C，沸点2672°C，密度单晶为7.22克/厘米³，多晶为7.14克/厘米³。

　　金属铬的还原能力相当强，能溶于盐酸、硫酸和高氯酸；但在其他酸中会形成保护性氧化膜，连王水也不能溶解它；高温下能被强碱侵蚀；800°C时能与磷反应；850°C时能与氨形成氮化物；1000°C能被一氧化碳氧化，高温下还能与水蒸气和氮气反应。

　　铬合金具有高强度和抗腐蚀性，与铁和镍组成的合金俗称不锈钢。常用于切削工具；用喷镀、沉积和高温扩散等方法在钢或铁的表面形成抗腐蚀合金层；重铬酸钾和重铬酸钠是有机合成和石油工业中的强氧化剂；铬黄、铬橙、铬绿等可用作无机颜料。

　　看了以上的介绍，您是否会认为铬是一种十分神奇的金属呢？你是否又会问我：“小编，你究竟要说什么呀？”呵呵，大家先别急，如果我告诉您铬的英文名称叫做Chrome，您是否会联想到什么呢？没错，就是S3的Chrome系列显卡。本文要向您介绍的正是S3倾其心血全新推出的Chrome S27显卡。

曾经辉煌 — S3历史及Chrome S20系列显卡简介

　　1994年至1998年对于S3来说是最为辉煌的。

　　1994年，S3凭借2D图像速度的优势以及良好的PCI兼容性，成功的击败当时另一巨人Trident，成为主流显卡市场的领跑者，S3 968、S3 765、S3 775、S3 375，多么熟悉而亲切的名字啊，这些名字就像当今的GeForce 6600和Radeon X700一样，被当时为数不多的DIYer们所津津乐道。

　　但是好景不长，仍旧沉浸在2D时代巨大成功中的S3显然无法料到3D应用会如此之快的普及，尽管在1996年，S3 775 + Voodoo还是顶级兼容机中的绝配，但是随着nVIDIA RIVA TNT、Matrox G200、3Dfx Voodoo banshee等拥有顶级功能的3D加速卡到来，仅凭S3仓促投入市场的S3 Savage 3D却难以应付。随后S3推出可与nVIDIA RIVA TNT2和Matrox G400一争高下的Savage 4系列图形芯片，但是由于显卡和驱动程序的兼容性问题一直无法解决，使得S3病入膏肓。尽管后来S3推出后续产品Savage 2000，但是这款迟到的经典之作却很难挽回败局，Savage 2000成了S3的绝唱。随着S3被VIA收购，这个图形芯片业界曾经的巨人就此蛰伏。时至2004年，全新的S3终于东山再起，在AGP时代最后时刻，以性能优异的S8系列图形芯片为AGP时代画上了圆满的句号。

　　当显卡发展到了PCI-E时代，S3终于重拳出击，继S18试水之后推出了新一代S20系列图形芯片。上市之初，S20系列就包含S23、S25、S27等三款产品，其主要区别在于核心/显存频率不同。也许这些产品的推出不会动摇目前图形芯片市场中nVIDIA、ATI双雄争霸的格局，但是谁又能知道S3将来不会是又一个nVIDIA？谁又能知道S3将来不会是又一个曾经的S3？

　　S20系列中的顶级产品是S27图形芯片，该图形芯片采用富士通最新的90纳米生产工艺，籍此使得该图形芯片的工作频率高达700MHz，成为目前市场上频率最高的图形芯片！笔者这里不妨大胆预测，不久的将来，图形芯片的核心频率也许也会突破GHz大关，创造这一奇迹的厂家未尝不可是S3呢？！尽管S27拥有目前最高的图形芯片工作频率，但其发热量却得到了很好的控制，仅用普通风冷散热器就完全能够满足需求。在S27的样卡中，我们也能看出，由于核心功耗最高不超过23.3W，该显卡供电电路设计非常简单。

　　S27作为S3针对目前主流市场推出的最新图形芯片，拥有较高规格的8条像素渲染管线和4个顶点引擎，与nVIDIA和ATI在千元市场中主推的产品相同。S27支持微软DirectX 9.0b和ShaderModel 2.0，美中不足的是，该图形芯片暂不支持ShaderModel 3.0，但这对于定位主流的显卡产品来说影响不大。S27的显存规格也属当今主流水平，其搭配的1.4 ns GDDR3显存默认工作频率高达1200 MHz，在千元市场与NVDIA和ATI产品相比高出一筹。

　　S27最大特色在于，支持类似ATi CrossFire及nVIDIA SLi的双显示卡协同运算技术，称为MultiChrome，与前者不同的是，MutiChrome技术并不需要主板提供特殊支持，只要使用拥有两个全长PCI-E接口的主板即可，无论其芯片组是VIA还是nVIDIA、Intel、ATI。

　　除了3D性能外，强大的视频回放性能和丰富的视频功能也是S27的一大特色。Chromotion3.0能够使S27在回放视频时不仅更加流畅，而且有效减少了马赛克的产生。ChromeView技术则让S27能够更加舒服的将4：3制式的图像转变为16：9制式。

 

　　也许我们已经对nVIDIA的SLi技术和ATI的CrossFire技术耳熟能详，的确，通过两块显卡并行工作，我们可以获得最高80%左右的3D性能提升。从原理上来说，S3的MultiChrome（又称Multi-G）技术并没有本质区别，同样也是通过多个GPU协同工作从而提供更加强大的3D性能。但是，MultiChrome技术与前者最大区别在于，该技术有着更强的兼容性。MultiCrome对主板的唯一要求是，主板必须拥有两条全长的PCI-E插槽，其规格可以是“X8 + X8”或者“X16 + X4”。支持MultiChrome技术的芯片组除了VIA最新推出的K8T900外，还有Intel 975系列、nVIDIA NF4 SLI/IE、ATI RX480等。MultiChrome的另一特点是，不需要使用外部连接器，完全由驱动程序控制。两块显卡通过驱动程序调用一个PCI-E通道进行通信，如此设计也彻底摆脱了主板芯片组的限制。此外，值得一提的是，MultiChrome技术不仅限于两块S27 GPU，如果可能，用户最多可以使用4块S27 GPU并行工作，从而获得更强大的3D效能。

　　S27支持的MultiChrome技术共有两种工作模式： Alternate Frame Rendering（AFR）交替帧渲染、Split Frame Rendering（SFR）拆分帧渲染。

　　Alternate Frame Rendering（AFR）交替帧渲染模式是S27多卡工作的首选模式，也是效率最高的一种渲染模式，这种模式拥有最好的兼容性，几乎可以应用在目前全部基于DirectX 9和OpenGL 1.5的主流游戏。两块相同的显卡同时工作，同一时间中，一块负责渲染奇数帧，另一块负责渲染偶数帧，这样可以获得翻倍的场景渲染能力。交替帧渲染模式工作原理如下图所示。

　　Split Frame Rendering（SFR）拆分帧渲染模式则类似于nVIDIA的SLi技术，该模式下，一帧图像被分为上下两个部分，分别交由两个GPU进行渲染，然后通过PCI-E总线将从卡数据传递到主卡，并且合成出完整画面。这种工作模式的特点在于减少了图形系统渲染一帧画面的时间，从而提升了系统整体的3D性能。S3官方推荐用户在消耗资源较大的极限条件下使用该模式。

 

　　视频回放在S18系列产品中就是用户关注的焦点之一，在S27中，视频回放功能被进一步加强。Chromotion 3.0就是S3为S27图形芯片最新推出的视频回放技术。    

　　Chromotion 3.0。为平滑、高质量DVD 和TV/PVR 播放和在互联网上观看流媒体视频内容提供了增强的用户选项，Chromotion 3.0 功能增强了使用PC 播放最新的3D 游戏和使用任何18 种ATSC 数字电视格式显示在家庭娱乐HDTV 系统上播放的内容的能力。Chromotion 3.0 极大地减少了可在传统的基于PC 的视频系统上看到的令人讨厌的锯齿和闪烁。用硬件进行WMV9 运动补偿解码，以最小化CPU占用率并提供绝佳的视觉质量。Chromotion 的ArtisticLicense Effects 处理提供进行专业图像编辑的能力。

　　S3 Graphics 的Chrome20 系列及其Chromotion 3.0技术在性能上强大的提升, 提高了PC 视频系统的视觉质量标准。通过Chromotion 3.0 和Chrome20 系列显示芯片，用户可以获得极佳的HDTV（高清晰度电视）体验以及处理一些在传统PC上习惯处理的工作，如：电子邮件和网络浏览等。

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　　Chromotion 3.0提供了对WMV9、MPEG2 IDCT这两种常见的HDTV硬件加速支持，这将帮助一些使用较老处理器的用户，在观看HDTV的时候获得流畅的速度。在输出规格方面，这款产品还提供了对全部18种数字电视ATSC格式的支持，让玩家不必再为兼容性问题担忧。

　　传统基于块的视频编码器，如H.261、H.264、MPEG-1、MPEG-2 和MPEG-4，会产生恼人的色块。块边界的不连续最终导致图像质量问题。在低比特率编码应用中，如基于web 视频，采用依赖于基于块的运动补偿预测、离散余弦变换（DCT）和粗略量化的任何解码技术，块间相关性极易损失。Chromotion 3.0 包括视频解块过滤器，用于去除色块和改善在低比特率视频播放期间的视觉质量。过滤器通常在计算上是集中的，所以在S3Chromo 实用程序Deblocking（解块）标签上的滑动条允许用户改变解块量。

　　Chromotion 3.0 全面支持18 种数字电视 ATSC 格式：

　　Chromotion 3.0中包含自适应像素反交错功能，数字显示器（如：高清晰度电视、DVI 显示器和CRT 监视器）若要正常运作，最终需要逐行扫描信号。若数字显示器接收到隔行信号，则必须将其转换成逐行扫描信号之后才可在数字监视器上显示。隔行视频图像由一些场构成。每个场包含构成一帧图像所需半数的行。一个场包括偶数行或基数行原始图像。在隔行显示扫描期间，屏幕在从上到下两遍中被刷新，以至于一遍扫描过的行定位在前一遍画出的行之间。数字显示器采用逐行扫描，意味着在一个从上到下遍中再现所有行，这比隔行扫描每遍需要两倍的数据。因此，在数字显示器上再现之前，必须将视频数据格式从与隔行扫描场兼容的格式转换到提供逐行帧的格式。将接收的隔行视频信号转换成逐行扫描以便在任何数字显示器上输出和显示的过程称为反交错。

　　引入DeltaChrome 显示芯片，之后改进为Chrome20 系列显示芯片，S3Graphics 的Chromotion 提供了一种确定最佳扫描过程的较为精确的技术，并提供了较好的反交错。由于大多数图像包含混合的静止和运动区，Chromotion 3.0 的每个像素自适应反交错技术在逐个像素基础上考虑场，并在逐个像素基础上、根据该精确像素检测的运动最佳确定是否进行“bob”或“weave”。这种高级算法从前一场、下一场和当前场考虑像素，并从数学上确定是否有运动。从而为当前帧产生适当的相应像素。由于这种出色的算法在逐个帧基础上，而非在逐个场基础上考虑图像，所以消除了运动物体视觉伪像并保留了屏幕非运动部分的全分辨率。结果是高质量清新的图像，甚至在HDTV 逐行显示器上也是如此。

 

　　非线性缩放技术也是S27的强项之一，将4:3 高宽比标准清晰度视频转换成16:9 高宽比高清晰度视频涉及图像缩放时是否能够显示相当于原像素数六倍的像素。以何种方式处理缩放决定了图像的质量。有许多不同的方法用来缩放高宽比为4:3 的NTSC 视频图像，以适合高宽比为16:9 的HDTV 高清晰度技术。每种方法涉及的计算水平各有不同。较高计算方法可能影响视频质量。

原始视频图像

在16:9显示器上显示4:3图像

　　有一种技术是直接缩放NTSC 4:3 图像，来配合HDTV 16:9 显示器的垂直方位。这会在HDTV 显示器边缘产生黑带，因为NTSC 4:3 图像接近正方形，而16:9HDTV 显示器形状为矩形。这种方法需要的计算能力非常小，因此成本非常低。

4:3 图像通过简单的线性水平缩放以适合16:9 显示器

　　另一种技术是水平线性展开4:3 图像成矩形16:9 图像。遗憾的是该技术使整个16:9 图像变形，以至于较瘦的人看上去较胖。这种方法需要一些计算能力。尽管该技术在系统资源方面增加了非常小的成本，但在大多数情况下视觉效果令人难以接受。

通过非线性水平缩放ChromeView 4:3 图像以适合16:9 显示器

　　一种较为先进的技术之一就是非线性缩放。在该技术中，NTSC 4:3 图像中间部分没有被触及，但图像的右侧和左侧被伸展，以适合16:9 HDTV 显示器。16:9HDTV 图像中间部分看上去根本没有扭曲，但是显示器的右侧和左侧图像却被极大地扭曲。这种扭曲图形通常是可以接受的，因为人的视觉系统一般集中于屏幕的中间，而不是边缘。非线性缩放要求较多的计算能力。所需的额外资源可能为整个系统增加了较高的成本。

　　在激活ChromoVision 和辅助显示器是宽屏幕设备时可使用ChromeView。用户通过S3Display 实用程序HDTV More Adjustments （ 更多调整） 标签上的ChromoVision 模式选择区中的Non-linear（非线性）选项进行选择。S3 Graphics 的ChromeView 通过Chromotion 3.0 引入，有效地实施了非线性缩放，并没有增加整个系统的附加成本。

 

　　随着PCI-E逐渐成为3D图形加速卡接口的主流，基于该接口的各种技术也随之普及。相信广大读者对nVIDIA的SLI和ATI的CrossFire这两种基于PCI-E图形卡的双卡互联技术已经耳熟能详。从原理上说，与上一代AGP图形接口不同的是，PCI-E总线是非独占性总线，也就是说系统中可以同时存在多块基于PCI-E总线的图形加速卡，这就是以上两种双卡互联技术的基础。

　　一枝独秀不是春，百花齐放春满园。在3D图形加速芯片市场上，沉睡许久的巨人S3终于给我们带来了久违的惊喜，他们最新推出的Chrome S27图形芯片不仅采用目前最先进的富士通0.09微米生产工艺，其运行频率高达700 MHz，堪称业界之最，而且最高功耗仅为30W。不仅如此，Chrome S27图形芯片支持S3为其定制的Multi-G功能，该功能与nVIDIA的SLI和ATI的CrossFire有着异曲同工的妙处，两块相同的Chrome S27显卡可并行运行在拥有两条标准PCI-E接口的主板上，并行工作，从而获得大幅的性能提升。Multi-G技术特点可以归纳如下：

　　●不受平台限制。不同于nVIDIA的SLI技术以及ATI的CrossFire技术需要自家芯片组支持，Multi-G技术能让两个及两个以上的Chrome S20系列显卡一起工作，为任何有PCI-E插槽的主板提供额外的游戏加速，而不在意你使用的是何主板芯片组。

　　●不需要连接卡、连接线。与nVIDIA的SLI技术以及ATI的CrossFire技术相比，Multi-G技术在两块显卡之间并不需要任何特殊连接设备，只要把两块相同的Chrome S27显卡插入，S3的驱动程序就会自动调用一条PCI-E x1通道用于双卡间的数据交换，以实现双卡互联。

　　●提供多种并行运转方式。S27支持的Multi-G技术共有两种工作模式：Alternate Frame Rendering（AFR）交替帧渲染、Split Frame Rendering（SFR）拆分帧渲染。

　　看了这些介绍，相信您非常急于了解Multi-G技术究竟能够带来多少性能提升，下面笔者将通过评测数据揭开Multi-G的神秘面纱。

　　PS：本文将着重介绍S3 Chrome S27双卡互连下的性能，关于S27单卡的性能测试，请见《媲美6600/X700 详测S3新一代旗舰S27》一文。

测试平台简介

VIA K8T900工程样板（点击放大）

　　为了对Multi-G技术的支持，VIA推出了最新一代K8T900主板芯片组，该芯片组支持AMD Socket 939接口Athlon64处理器，能够通过转换卡实现单根PCI-E x16或两根PCI-E x8的组合，并且在BIOS设置中也提供了对Multi-G双卡互联的支持。此外，测试平台的配置如下表所示：

测      试      平      台
CPU	AMD Athlon64 FX-57 （San Diego、Socket939、1MB L2、1GHz HT）
内存	金邦 512M DDR400×2
硬盘	希捷 酷鱼7200.7 120G（7200转 2M）
主板	VIA K8T900工程样板（K8T900 + VT8251）
电源	全汉 蓝瀑
驱动 &  OS	Windows XP 中文版+SP2+DirectX 9.0c  S3 15.17.26e版驱动程序

　　在测试过程中，将两块没有主从之分的Chrome S27显卡分别插入两根PCI-E后，首先将主板PCI-E通道工作模式改为“x8 + x8”模式，然后在BIOS设之中的“Dual Display Function”双卡功能选择为“Enabled”，这时进入系统后，驱动程序就会发现另一块Chrome S27显卡，顺利安装驱动程序后，在“S3 3D Config”选项卡中就会出现“MultiChrome rendering”选项，将改选项设置为“Auto”，并重新启动计算机，就可以进行以下的测试步骤了。需要注意的是，早期S3推出的Chrome驱动程序并不包括Multi-G功能，如果您想体验该功能，建议到本站下载最新驱动程序。

 

　　为了验证Multi-G的强大效能，笔者选用以下几款测试软件对两块Chrome S27组成的系统进行性能测试，其测试成绩如下表所示：

　　◆3DMark03_360

　　●测试场景：Game1～4
　　●测试项目：1024×768、1280×1024
　　●测试设置：全部采用系统默认参数

　　◆3DMark05 v1.2.0

　　●测试场景：Game1～3
　　●测试项目：1024×768、1280×1024
　　●测试设置：全部采用系统默认参数

　　◆AquaMark3

　　●测试场景：全部
　　●测试项目：1024×768
　　●测试设置：全部采用系统默认参数

 

　　通过测试成绩可见，两块Chrome S27组成的Multi-G系统在3DMark03中表现不俗，其测试成绩高达10489分，性能提升幅度接近70%，令人满意。在3DMark05的测试中，双卡互联同样带来41%的性能提升。此外，在Aquamark 3中，双卡互联也能带来较大幅度性能提升，实际观看测试过程，可明显发现，使用两块显卡时，测试画面流畅很多。

 

　　对于自己的Multi-G技术，S3宣传的重点就在于它可以让两块Chrome S27工作于任何具有8X8插槽的PCI-E主板上，所以，为了测试Multi-G的兼容性，笔者选用基于nForce 4 SLI芯片组的华硕A8N SLI主板进行双卡测试，在测试过程中，同样首先将主板PCI-E通道工作模式改为“x8 + x8”模式，然后在BIOS设之中的“nVIDIA SLI”双卡互联功能选择为“Enabled”，这样就可以顺利安装驱动程序。测试结果如下表所示：

华硕A8N SLI主板

　　◆3DMark03_360

　　●测试场景：Game1～4
　　●测试项目：1024×768、1280×1024
　　●测试设置：全部采用系统默认参数

　　◆3DMark05 v1.2.0

　　●测试场景：Game1～3
　　●测试项目：1024×768、1280×1024
　　●测试设置：全部采用系统默认参数

　　◆AquaMark3

　　●测试场景：全部
　　●测试项目：1024×768
　　●测试设置：全部采用系统默认参数

　　通过以上测试成绩可见，Multi-G功能的确有着非常好的兼容性，在nForce 4 SLI平台上的表现甚至高于在自家K8T900上的水准！当然这可能是由于笔者测试用的K8T900主板仅为VIA的工程样板缘故。不过以上测试成绩说明，Multi-G技术确实有着非常好的兼容性，因为此前，无论是nVIDIA还是ATI的双卡互联技术都只能应用在自家主板上，而Multi-G技术则基于开放的PCI-E平台，理论上可以应用在任何拥有两条全长PCI-E接口的主板上。不过由于时间的关系，笔者并未测试Multi-G在Intel 975XE和ATI RD480上的表现，不久后本站将会推出后续报道，敬请关注。

总结：Multi-G任重而道远

　　也许很多用户早已厌倦nVIDIA和ATI双雄争霸的格局，S3 Chrome 20系列产品的确给沉闷很久的市场带来一丝清风，尤其是支持Multi-G技术的Chrome S27显卡，双卡互联后最多可使系统3D性能提升70%。

　　Multi-G技术最大特点是拥有良好的兼容性，用户不必为使用Multi-G双卡互联而购买VIA芯片组主板产品，这给用户以很大选择空间，使得Multi-G技术更加容易推而广之。

　　Chrome S27显卡的功耗设计作的非常出色，尽管笔者使用的处理器是耗电大户Athlon64 FX57，但是双卡互联时，一个普通的250W长城电源就完全能够满足需求，整个平台运行得非常稳定。更值得一提的是，显卡核心高达700MHz，能将耗电量控制在30W实属不易。

　　不过Multi-G技术还无法用完美形容，在测试过程中，笔者发现目前该技术还难以兼容全部游戏，相信随着VIA不断发布新的驱动程序，这些瑕疵都会迎刃而解。