趋势专业显示卡芯片大点兵之ATI篇

  ATI可以说是目前NVIDIA在显卡领域最大的对手，不管是民用显卡领域还是专业显卡领域都是竞争都是非常激励，3DLABS只能说在专业显卡领域和这两个厂商有竞争实力，在民用显卡领域还是很难见到3DLABS的产品。ATI成立于1985年8月20号，可以说是一家在显卡领域历史比较悠久的企业。在NVIDIA的第一块3D显卡芯片Riva128之前，ATI就已经拥有自己的3D显卡芯片。不过一直以来，ATI的显卡芯片的性价比以及驱动程序的问题是影响它取得更多市场份额的最大障碍，不过它的技术实力也是不可小视，通过不断变革和发展，也研发了很多经典的产品，得到很高的评价，这是ATI在显卡领域能走到今天的主要原因之一吧。

    其实在专业显卡领域ATI起步还算是比较晚，2001年在完成FIREGL的收购和整合之后，正式开始进入专业显卡领域，第一块专业显卡芯片可以说是 FireGL 8700，但是并不是很成功，凭着FIREGL原来专业显卡的技术和ATI本来技术实力，在2002年以来相继推出了FIREGL X1、FIREGL X2等等专业显卡芯片产品，取得了不错的成绩，这也奠定了ATI在专业显卡领域的地位，不过按目前的市场份额来看，NVIDIA还是占据了专业显卡领域老大的位置，在这个竞争激励的市场上，ATI还需不断改进自己技术和市场战略，才能保住自己的市场地位，取得更大的市场份额。ATI专业显卡芯片和民用显卡芯片都是在一条流水线上出来的，只是在专业显卡芯片是百里挑一的，具有更良好的品质和性能，再加以专用驱动程序配合，应用专业领域。其实这个做法是NVIDIA最早采用的，当时其他专业显卡的厂商对此不屑一顾，但是这样的商业战略使得了NVIDIA走上了显卡领域大哥大的位置。ATI在进入专业显卡领域后，也同样的采用了这种战略。

    专业显卡除了具有民用显卡具有的性能之外，更多的是注重专业绘图和游戏制作等专业应用领域需要的性能。比如，民用显卡芯片主要是为使游戏的画面能够更加逼真，使用全屏抗锯齿技术等等重现画面的特效技术，而专业显卡芯片针对图形设计中对几何和光线处理能力等性能要求比较高的特点，作了优化和设计。这些应用需要的是稳定而高效的芯片来支持，所以芯片的选择上都经过了严格的检验，而民用显卡芯片为了节约成本会屏蔽或者不支持某些性能。所以现在很多民用产品被破解后升级为专业显卡，在很多的媒体中就曾经报道过民用显卡ATI RADEON 9550经过破解成为ATI FireGL T2的实例。

    ATI在专业显卡芯片产品分类上与NVIDIA大同小异，同样是按3D和2D两大应用领域分为了两大产品系列FIREGL系列、FIREMV系列。FIREMV系列芯片主要是应用于2D领域，与NVIDIA的QUADRO NVS系列一样主要是用于多屏显示领域。FIREGL系列则主要是针对3D性能要求比较高应用的领域，其中又按芯片支持的接口分为了AGP和PCI-E两个系列。

FIREGL系列

   FIREGL系列台式平台产品在按支持接口不同被分为了AGP和PCI接口两大系列。我们按照官方网站的产品分类给大家做个介绍。

AGP系列

产品	FGL T2-128	FGL Z1-128	FGL X1-128	FGL X2-256t	FGL X3-256
核心	FGL9600 (RV350GL)	FGL9500 (RV300GL)	FGL9700 (R300GL)	FGL9800 (R350GL)	X800Pro (R420GL-PRO2)
显存容量	128MB/DDR	128MB/DDR	128MB/DDR	256 MB/DDR-2	256 MB/DDR-3
显存位宽	128-bit	256-bit	256-bit	256-bit	256-bit
显存带宽	10.2GB/sec	19.8GB/sec	19.8GB/sec	22.0GB/sec	28.8GB/sec
几何引擎	2	4	4	4	6
像素管线	4	4	8	8	12
输出接口	DVI-I+VGA	DVI-I+DVI-I	DVI-I+DVI-I	DVI-I+DVI-I	DVI-I+DVI-I

    AGP系列的专业显卡芯片一共列了五款产品FIREGL T2-128 、FIREGL Z1-128 、FIREGL X1-128 、FIREGL X2-256t、FIREGL X3-256五款产品，其他还有几款衍生产品没有列出来，象FIREGL X1-256(P)、FIREGL X2-256等。通过下图的比较，其实我们可以把这些产品分为高、中、低三个档次，低端的产品包括了FFIREGL T2-128 、FIREGL Z1-128、FIREGL X1-128以及FIREGL X1-256(P)，中端的产品包括FIREGL X1-128 、FIREGL X2-256t以及FIREGL X2-256，高端产品则只有FIREGL X3-256。在产品的定位上，小编是根据ATI中国网站上的报价来定的，价格在5000元以下定位为低端，价格在9000千元以下为中端产品。AGP的产品在很多的品牌工作站中已经很少见了，可能在DIY中可能还是比较多，目前很多品牌工作站大多采用最新的PCI-E接口。

    ATI的目前市场低端芯片产品中没有PCI-32接口的产品，而直接采用的AGP接口。在支持AGP接口的芯片中低端的产品中，最早推出的产品要数FIREGL X1-128，2002年推出的产品，定位中端的产品，虽然推出的时间比较早，但是它的各项参数指标与目前的很多比较新中低端产品相比，还不算过时的。FIREGL X1-128基于FGL9700（R300GL)核心。具有256位的显存位宽、8组像素渲染管线和4组平行几何引擎，说实话这款产品各项指标都是非常不错的，在AGP接口的产品中，可以说具有不错的性价比的。另外一款FIREGL Z1-128采用的是和FIREGL X1-128同样核心代号，各项性能指标都是非常的相似，唯一的区别在与比FIREGL X1-128少了2组像素渲染管线，几何引擎和像素管线是影响专业显卡性能的两个比较重要的参数，像素渲染管线的数量，决定了像素的填充率，决定了画面细节的表现能力和逼真程度，因此8条渲染管线比4条渲染管线的显卡，性能将会大幅度提升，不仅增强了对复杂场景的表现能力，而且可以在处理更多的效果时保持稳定的性能。至于FFIREGL T2-128可以说是专业显卡的入门级产品，采用的VPU是FGL9600，核心的代号是RV350GL，只有2组平行的渲染管线和4组像素管线。还是能够满足一般的CAD、AEC和DCC的应用，并且支持Window和Liunx操作系统。在接口方面除了入门级产品FIREGL T2-128和PCI-E接口入门级芯片FIREGL V3100采用芯片采用了DVI-I和VGA接口之外，在ATI专业显卡的输出接口方面都是采用双DVI-I。

    FIREGL X2-256t可以说FIREGL X2-256的改进版本，采用的VPU是FGL9600XT，而FIREGL X2-256采用的是FGL9600，核心的代码都是一样的R350GL。两者相比，FIREGL X2-256t具有更高的显存频率，具有365MHZ的显存频率，核心的频率也提高到412MHZ，FIREGL X2-256只有350MHZ的显存频率和380MHZ的核心频率。其他的没有太多的差别，性能方面比FIREGL X2-256有一定的提升。由于FIREGL X2-256t采用了更高的工作频率所以在很多的显卡成品中，都使用散热更好的散热器。FIREGL X2-256t与我们定位低端的FIREGL X1-128同样具有4组几何引擎和8组像素渲染管线，不过采用了频率和带宽更高的DDR2内存，使得它具有更强的性能和传输带宽。其实FIREGL X2-256t的推出主要也还是针对NVIDIA的中端产品QUADRO FX1100，不过从各方面的参数看，FIREGL X2-256t还要比QUADRO FX1100要高出很多。

    FIREGL X3-256是目前ATI在AGP接口系列专业显卡芯片中最高规格产品，基于X800PRO的VPU，核心代码为R420GL-PRO2。它不仅具有6组平行几何引擎、12组像素渲染管线，还搭配了256-bit显存位宽的GDDR3的高速显存，能够提供高达28.8GB/s的数据传输带宽。采用高规格的配置使得它能够满足众多有关计算机辅助设计(CAD)和数字内容创作(DCC)设计等方面的需求，处理更多图像方面的光源和材质效果。

PCI-E接口
　

产品	FGL V3100	FGL V3200	FGL V5000	FGL V5100	FGL V7100
核心	X300 (RV370GL-PRO)	X600 (RV380GL-XT)	RV410GL	X800Pro (R423GL-PRO2)	X800XT (R423GL-XT)
显存容量	128MB/DDR	128MB/DDR	128MB/DDR-3	128MB/DDR	256 MB/DDR-3
显存位宽	128-bit	128-bit	128-bit	256-bit	256-bit
显存带宽	6.4GB/sec	12.8GB/sec	13.6GB/sec	22.4GB/sec	28.8GB/sec
几何引擎	2	2	6	6	6
像素管线	4	4	8	12	16
输出接口	DVI-I+VGA	DVI-I+DVI-I	DVI-I+DVI-I	DVI-I+DVI-I	DVI-I+DVI-I

   ATI作为PCI-E标准的制定者，也是首先推出PCI-E显卡芯片的，所以在PCI-E显卡方面具有一定的优势，再加上在开发AGP接口芯片过程中不断完善了自己在驱动程序等缺陷，PCI-E接口的芯片也是很多品牌厂商采用得比较多的产品之一。PCI-E接口与AGP接口相比具有更高的传输带宽，在16X的标准中达到上行4.2GB/s与下行4.2GB/s的传输率，比AGP8X的传输速率提高两倍。这样使得显卡的性能能够得到进一步的提升，成为目前专业显卡的主流。

    ATI的PCI-E接口同样只列出了五款产品，包括了FIREGL V3100、FIREGL V3200、FIREGL V5000、FIREGL V5100、FIREGL V7100。我们同样是按照www.ati.com.cn网站的上的报价对PCI-E接口芯片进行分类给大家介绍，低端的芯片包括FIREGL V3100、FIREGL V3200，中端芯片包括了FIREGL V5000、FIREGL V5100，高端芯片只有FIREGL V7100。我们可以从下表看到，低端产品与中端的产品在两个几何引擎和像素管线两个重要参数上差距挺大的，没有象NVIDIA的产品那样各种不同档次的产品过渡得比较平滑。

    我们首先来看一下低端得产品，FIREGL V3200和FIREGL V3100都是具有2组平行几何引擎、4组像素渲染管线，两者的区别在与于采用不同的工艺。FireGL V3100采用X300的VPU，具有先进的0.11微米的技术，这是它比较特别的地方，ATI很多的中低端产品都是采用的0.13微米和0.15微米的工艺，不得不说在这种入门级的产品中采用是一种新的尝试。0.11微米的技术使得它在单位面积上集成更多的晶体管，但是与集成同样数量晶体管（1.10亿颗）的FIREGL V3200相比，它具有更小的发热量，虽然采用的新的工艺技术，可能是因为产品定位的原因，它的显存各方面的参数都比较低，默认显存工作频率仅190MHz，带宽只有6.4GB/sec。FireGL V3200则是采用的0.13微米的工艺，X600核心，虽然采用了0.13微米的工艺，但是并不能说明它的性能比FIREGL V3100差，它各方面的频率和性能FIREGL V3100要高些，可以说是FIREGL V3100的升级版本，每秒12.8GB的显存带宽并不算太高，但是对于128M的显存容量来说，算是不错了，而且在采用其芯片显卡成品的价格也不贵，才4000元左右，而且采用mBGA的显存封装，可以说各方面的性能和稳定性都有一定的提高。这两款产品除了入门级的产品FIREGL V3100支持的单DVI-I接口加VGA接口输出之外，FIREGL V3200支持的双DVI-I输出，但是不支持高分辨率数字显示器。

    ATI在其产品的策略上有些比较奇怪的地方就是在同档次的产品中，低性能点的产品采用比较性能高的显存和工艺，比如FIREGL V3100采用的0.11微米的工艺，但是性能比FIREGL V3200采用0.13微米工艺的要低，而在FIREGL V5000芯片中其采用了0.11微米的工艺以及支持DDR-3的内存，而FIREGL V5100则支持的普通DDR内存。FIREGL V5000是比中高端的FIREGL V5100和FIREGL V7100更晚些时候推出的，专门针对中端的专业显卡市场。

    FIREGL V5000除了采用0.11微米的工艺，以及支持DDR-3内存之外，还可以支持3840x2400的超高分辨率数字输出，这一点是FIREGL V5100所不支持的，不过看整体的性能话FIREGL V5100要比FIREGL V5000要强，支持256-bit的显存位宽，并且具有22.4GB/sec的显存带宽，虽然FIREGL V5000采用DDR-3的内存，可以运行在比较高的频率，可能是由于产品定位的原因，FIREGL V5000只有125-bit的位宽，只有每秒12.8GB的显存带宽。其他的方面FIREGL V5100还具有比6组几何引擎和12组的像素渲染管线，我们看到的FIREGL V5100和FIREGL V7100采用的同样的核心，R423GL和游戏显卡采用的核心R423都是内部集成16条渲染管线（可屏蔽为12条或者8条）以及6个Vertex Shader处理单元，而FIREGL V5100只有12条像素管线。为了控制成本及其市场定位，FIREGL V5100只采用128M的显存容量，所以它的价格与V5000的差别也不是很大。

    我们现在来介绍一下目前ATI在PCI-E系列中最高端的芯片FIREGL V7100，虽然和FIREGL V5100采用同样的核心，但是完全拥有16条像素渲染管线，采用DDR-3的内存使显存可以稳定的工作在更高的频率上，并具有每秒28.8GB的显存带宽，同时还支持高分辨率的数字视频输出。虽然是高端的芯片，但是只采用的256M的显存，不得不说是有些不足，与NVIDIA的高端产品相比，各方面的参数还是要差些。而且总体的来说，ATI的产品没有NVIDIA的产品丰富，不过借助与是PCI-E接口标准的建立者，其驱动程序方面比以前的产品具有了很大的进步，可以满足目前市场上各种图形和图像设计的需求。

FIREMV系列

   FireMV 2D工作站显示芯片是为金融机构或者一些大的团体提供多显示输出提供的一个解决方案，MV（Multi-View）指的就是多屏显示的意思。为用户提供基于PCI-E接口和PCI接口两种架构的方案，并能支持2路输出或者4路输出。该系列的产品包括了有两个系列FireMV 2200（PCI）和FireMV 2400（PCI）一共四款产品，带有PCI后缀的是支持PCI接口的产品。该系列的产品具有以下几个特点：

    1、采用的小型外观设计，可以满足不同的机型和机箱的需要，给用户更多灵活的配置空间。
    2、采用DMS-59接口，可通过专用线缆转换为双DVI-I或DVI-I+VGA输出，主要是在FireMV 2200（PCI）系列的产品中采用。在FireMV2400（PCI）中采用的是VHDCI接头，可通过专用线缆转换为四DVI-I或VGA输出。
    3、与NVIDIA相似也是采用的UDA(Unified Driver Architecture)统一驱动结构。
    4、ATI提供很多软件来支持多显示器控制，以及低能耗、长使用周期的设计。
    5、这四款产品都支持1600 x 1200分辨率的数字视频信号输出和2048 x 1536的模拟视频信号输出。

    FireMV 2D系列主要还是用于2D的应用方面，但是可以说是在专业显卡芯片的低端产品。FireMV 2D系列据说是采用FireGL的核心。与Quadro NVS系列相比，FireMV 2D的功能还是比较少，不过采用很多小型、低能耗等各种优化设计。与NVIDIA的同类产品相比没有太大的优势。

    我们已经基本上把ATI在专业显卡芯片简单的介绍完了，NVIDIA的显卡芯片在"主流专业显卡芯片大点兵NVIDIA篇"中也作了介绍，我们可以看到，NVIDIA的产品比ATI的产品要丰富得多，而且在功能方面也比ATI的产品丰富，支持更丰富的视频输出接口，比如HDTV接口、SDI接口等。从各方面的参数来看，NVIDIA的专业显卡芯片也比ATI的芯片要强得多，在NVIDIA的专业显卡芯片参数中没有太多的强调几何引擎这个参数，而是使用了浮点运算序列（floATIng-point array），相当于三个几何处理引擎。 虽然在很多的参数上NVIDIA占了上风，但是在很多的评测中,ATI芯片的显卡还是具有比较不错的性价比的，这可能与ATI的价格策略有关。而且在NVIDIA的支持PCI-E接口的产品中很多的显卡芯片都不是原生的显卡芯片，需要另外加一个桥接芯片，把AGP接口转成PCI-E接口，这也使得NVIDIA的产品成本有所提高，例如目前比较主流Quadro FX 1300显示芯片，采用NV38GL核心，实际上是一个AGP芯片，NVIDIA必须要靠一颗HIS桥接芯片来转换PCI Express的讯号，使得成本提高，比ATI的FIREGL 5100都要贵些。而且由于在驱动程序方面的改进，所以近段时间，ATI在专业显卡市场表现还是很多不错的。

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