概述　　賣場中，一位裝機技術(shù)員侃侃而談：“ NVIDIA最新的GTX295顯卡核心只有2*240個流處理器， ATI的HD5970顯卡核心卻有3200個流處理器，你要最高性能的顯卡，當(dāng)然要選HD5970顯卡。” 　　AMD-ATI顯卡（以下簡稱A卡）和NVIDIA（以下簡稱N卡）在流處理器數(shù)量上的巨大差異給許多讀者造成巨大的困惑。其實，這個情況和不同廠商、相當(dāng)于CPU的二級緩存數(shù)量存在差異情況類似，簡單來說就是“不同架構(gòu)的GPU，流處理器的作用不盡相同，不能直接比較數(shù)量。”深入的解釋請看下文說明

詳細(xì)定義

　　早在 微軟推出的DirectX 7當(dāng)中就曾經(jīng)提出過一個概念——T&L（中文名稱是 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和光源），它可以看做是流處理器的鼻祖，隨著顯卡核心芯片技術(shù)的發(fā)展，在DirectX 8中。由微軟首次提出了Shader的概念。并且將Shader分為Vertex Shader（頂點著色器，又稱VS單元）和Pixel Shader（像素著色器，又稱PS單元）。 　　一副 游戲畫面是怎么顯示的呢？其中，3D物體的幾何形狀、光亮和陰影的控制是由Vetex Shader來實現(xiàn)的，而Pixel Shader是對象素資料進行操作運算的指令程序。其中包括了像素的色彩、深度坐標(biāo)等資料，在GeForce 8之前，Pixel Shader和 Vetex Shader這兩個參數(shù)非常重要，這兩個部分的多少完全決定了顯卡的性能表現(xiàn)，N卡和A卡雙方都為了提升Pixel Shader和Vetex Shader的數(shù)量而想盡一切辦法。但是，在DirectX 10這一代顯卡中，業(yè)界提出了一個新的概念—— 統(tǒng)一渲染架構(gòu)，就是把原有的VS單元和PS單元統(tǒng)一起來，統(tǒng)稱為Shader運算單元。這也就是我們所說的流處理器(Stream Processor)。因此，上述任務(wù)就由流處理器統(tǒng)一執(zhí)行了，既然流處理器是來自于VS單元和PS單元的統(tǒng)一渲染架構(gòu)。那么，流處理器的作用于VS單元+PS單元的合作用就是基本相同的。只是添加了全新的處理單元——Geometry Shader(幾何渲染器，又稱GS單元)。 　　同一架構(gòu)的顯卡，流處理器的個數(shù)自然是越多越好。相信讀者也在各大網(wǎng)站了解到這樣的信息——“同價位的產(chǎn)品中，N卡的流處理器數(shù)量要少于A卡”。比如本文開頭的裝機技術(shù)員提到ATI Radeon HD5970顯卡比NVIDIA GeForce GTX295顯卡的流處理器數(shù)量多，這是正確的。但是性能卻是前者稍遜于后者．這是為什么呢，其實在“流處理器”的名稱上A卡和N卡存在細(xì)微的差別，N卡的流處理器全稱為Stream Processing，而A卡的流處理器全稱為Stream Processing Units，一詞之差卻讓兩者的的性能差距有著天壤之別。而且因為A卡和N卡的GPU架構(gòu)存在根本性的差異，所以流處理器的工作方式和用途也有所差異，故不能直接比較流處理器的數(shù)量。這就可以解決許多讀者的疑問了 。A卡的GPU流處理器數(shù)量多很多但性能不一定就好。下面我們來分析A卡和N卡的GPU架構(gòu)及流處理器的工作方式，看看有什么不同．

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　　在DirectX 9時代末期，ATI意識到像素渣染的重要性，就通過1：3的架構(gòu)提高了像素著色器的數(shù)量．到了DirectX 10時代，ATI還是通過這種方式來提高重要的像素渲染性能。從RV770的核心架構(gòu)圖中可以看出，現(xiàn)在在ATI的GPU中，流處理器(Stream Processing)和流處理單元（Stream Processing Units）的比例就是1：5，也就是說ATI的每個“Stream Processing”都包含有5個“Stream Processing Units”。RV770的流處理器組群擴充至10組，因此數(shù)量也有了25倍的增長。達到160個(160x5=800個流處理單元)．所以A卡所稱的“流處理器”實際上一般是指流處理單元。

　　NVIDIA方面，GeForce GTX200核心架構(gòu)分為四個層。最上面一層包括幾何著色器(Geometry Shader)、頂點著色器（Vetex Shader）和像素著色器（Pixel Shader）．中間一層包括了10組TPCs(計算處理器群集)。每組TPC里面又包含了3組SMs（流處理器組) ，每組SM里面就包含了8個流處理器單元或計算單元，這樣一來，GeForce GTX 200顯卡就一共包含了240個流處理器單元或計算單元．流處理器是直接將多媒體的圖形數(shù)據(jù)流映射到流處理器上進行處理的,有可編程和不可編程兩種。1995年公布的名為Cheops中的流處理器,是針對某一個特定的視頻處理功能而設(shè)計的一種不可編程的流處理器。但為了得到一定的靈活性,系統(tǒng)中也包含一個通用的可編程處理器。 　　從1996年到2001年,MIT和Standford針對圖像處理的應(yīng)用,研制了名為Imagine 的可編程流處理器。Imagine流處理器沒有采用cache,而是采用一個流寄存器文件SRF(Stream Register File),作為流（主）存儲器與處理器寄存器之間的 緩沖存儲器,來解決存儲器帶寬問題的。流存儲器與SRF之間的帶寬是2GB/s,SRF與處理器寄存器之間的帶寬是32GB/s, ALU簇（ALU Cluster）內(nèi)寄存器與ALU之間的帶寬是544GB/s,三種帶寬的比例關(guān)系為1:16:272。 　　抗鋸齒是3D特效中最重要的效果之一，它經(jīng)過多年的發(fā)展，變?yōu)橐粋€龐大的家庭，有必要獨立開來說明一下。 　　作用：去除物體邊緣的鋸齒現(xiàn)象，廣州話稱之為“狗牙”，大家可以想像一下狗牙是如何的凹凸不平。 　　過程：我們在真實世界看到的物體，由無限的像素組成，不會看到有鋸齒現(xiàn)象，而顯示器沒有足夠多的點來表現(xiàn)圖形，點與點之間的不連續(xù)就造成了鋸齒。 　　抗鋸齒通過采樣算法，在像素與像素之間進行平均值計算，增加像素的數(shù)目，達到像素之間平滑過渡的效果。去掉鋸齒后，還可以模擬高分辨率游戲的精致畫面。它是目前最熱門的特效，主要用于1600 * 1200以下的低分辨率。理論上來說，在17寸顯示器上，1600 * 1200分辨率已經(jīng)很難看到鋸齒，無須使用抗鋸齒算法。如此類推，在21.6寸顯示器上，必須使用1920 x 1080分辨率，總之，越大的顯示器，分辨率越高，才越不會看到抗鋸齒1920 x 1200。由于RAMDAC（Random Access Memory Digital to Analog Converter，隨機存儲器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器）頻率和顯示器制造技術(shù)的限制，我們不可能永無止境地提升顯示器和顯卡的分辨率，抗鋸齒技術(shù)變得很有必要了。 　　 超級采樣抗鋸齒 　　最早期的 全屏抗鋸齒，方法簡單直接。首先，圖像創(chuàng)建到一個分離的 緩沖區(qū)，緩沖區(qū)圖像分辨率高于屏幕分辨率，假設(shè)是2*1（或2x），那么緩沖區(qū)場景的水平尺寸比屏幕分辨率高兩倍，若是2*2（或4x）抗鋸齒，緩沖區(qū)圖像的水平和垂直均比顯示圖像大兩倍。像素計算加倍之后，選取2個或4個鄰近像素，此過程稱為采樣。把這些采樣混合起來后，生成的最終像素，擁有鄰近像素的特征，那么像素與像素之間的過渡色彩，就變得更為近似，整個圖像的色彩過渡趨于平滑。再把最終像素輸出到幀緩沖，作為一幅圖像存儲起來，然后發(fā)到顯示器，顯示出一幀畫面。每幀都進行抗鋸齒處理，游戲過程中的所有畫面都變得帶有抗鋸齒效果了。 　　游戲卡曼奇四中采用的4X抗鋸齒算法，Commanche 4 4xs 　　 邊緣超級采樣抗鋸齒 　　超級采樣效果很好，但效率極低，嚴(yán)重影響顯卡性能。新的4x抗鋸齒方法，只把抗鋸齒應(yīng)用于物體邊緣，避免占用過大的緩沖區(qū)。工作過程比超級采樣稍為復(fù)雜，幾何引擎生成多邊形后，光柵單元會進行描色工作，同時檢查當(dāng)前的紋理，看看它是否需要用2x2采樣的方式填充到多邊形邊緣。如果不是，GPU只計算一種色彩，在中間插入紋理像素，然后用單色填充這個塊。這些就是非邊緣像素，無須進行抗鋸齒處理。

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分類

　　在進入 統(tǒng)一渲染架構(gòu)時代后，提高Shade運行頻率與效率是NVIDIA主導(dǎo)的設(shè)計思路，而AMD則維持龐大的流處理器數(shù)量。兩種思路各有優(yōu)劣。 　　 1、N的優(yōu)勢和A的劣勢 　　N卡的GPU中每個流處理器都具有完整的 ALU(算術(shù)邏輯單元)功能，在發(fā)出一條操作指令時每個流處理器都能充分工作．而A卡的GPU中每個流處理器的5個流處理單元都是固定的，不能拆開重組，如果在處理純4D指令的時候，每個流處理器只能處理一條4D指令，有一個流處理器單元閑置，但卻無法加入其他組合來共同工作． 　　簡單地說，一個指令任務(wù)派發(fā)下來的時候，N卡的GPU是需要1個“人”獨立工作即可完成。而A卡的GPU則需要5個“人”。結(jié)組工作才能完成ATI的人數(shù)雖然多，但這5個“人”中有可能會有4個“人”閑置，因為這4個“人”不具有獨立完整的ALU功能，不能執(zhí)行函數(shù)運算，浮點運算和Multipy運算。 　　 2、N的劣勢和A的優(yōu)勢 　　ATI的設(shè)計也有其顯著的特點——浮點運算能力強大。也就是說如果單純比拼顯示核心在浮點運算上的能力的話，可能ATI則要強一些，在目前 GPGPU(通用圖形處理器)項目應(yīng)用比較多的科學(xué)計算方面，理論上能適應(yīng)GPU和CPU融臺的趨勢。 　　 3、結(jié)論 　　開篇提到的，因為N卡的一個流處理器等于五個A卡的流處理單元，也即HD5970的3200個流處理單元相當(dāng)于640(3200/5)個流處理器。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的流处理器数量的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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