圖文教你選擇和區(qū)別A卡和N卡

曾經(jīng)有不少網(wǎng)友問過“A卡好還是N卡好”這個問題，不過隨著近年來，顯卡性能大幅提升，中高端顯卡對于多數(shù)用戶來說已都已經(jīng)耳熟能詳了，那下面來看看2012年最新的關(guān)于A卡與N卡區(qū)別對比吧。

N卡和A卡兩家架構(gòu)問題要深究就得寫一本書了。在DX9以前的時代，兩家的架構(gòu)主要由像素單元、頂點單元、紋理單元、光柵單元組成，一個渲染流程的所有單元綁在一起組成一條渲染管線，管線越多，性能就越強。而游戲中的指令以4D指令居多（像素有RGBA，頂點有XYZW），這些單元就被設(shè)計成了一次能處理4D指令的處理器，對于當時的游戲環(huán)境來說這種架構(gòu)效率很高。但到了DX9后期甚至DX10時代，游戲中的1D、2D、3D、4D指令開始頻繁混合出現(xiàn)，像素與頂點的渲染量比例也有了改變，原先的架構(gòu)就變得效率低下了，比如一個處理單元一次能處理4D運算，當碰到1D運算時就只用到4/1的資源，剩下3/4的資源就閑置掉了，相當于效率降低了4倍。而有些游戲的像素渲染量明顯多于頂點，那么這些綁在一起數(shù)量比例固定的單元就效率低下了，比如像素吃力的時候，頂點可能比較空閑，非常浪費資源。為了解決這個問題，NV和ATI都對架構(gòu)進行了改進，但都治標不治本。這時候重新設(shè)計架構(gòu)成為了必然，所以，從DX10時代起，兩家的架構(gòu)就起了翻天復地的變化。

當兩家DX10產(chǎn)品面市后，人們驚奇的發(fā)現(xiàn)，竟然是兩種不同的架構(gòu)。

N卡的架構(gòu)思路很簡單，用強大的前端處理器把所有指令拆分成一個個1D指令，而下面所有處理單元都變成了1D單元（流處理器），這些流處理器都能當做像素和頂點單元來使用，每個單元都能獨立收發(fā)指令，這樣不管碰到什么類型的指令都能“一擁而上”，效率幾乎達到100%的理想程度，是標準的線程級并行架構(gòu)，也是追求高效率的理想架構(gòu)。

N卡標志

N卡的架構(gòu)看上去很完美，但缺點也很明顯，由于每個流處理器都對應(yīng)獨立的指令發(fā)射端和控制單元這類東西，體積龐大，控制單元在晶體管的消耗上占了相當大的比例，在相同晶體管數(shù)量的情況下，N卡能做的運算單元就相對少很多。在流處理器數(shù)量相對少的情況下，處理4D指令時又會顯得性能不足（因為要耗費四個流處理器去處理一個指令），所以N卡的流處理器頻率會比核心頻率高出一倍以上，以彌補數(shù)量上的缺陷。由以上缺點又造成了另一個缺點，就是功耗巨大。

總結(jié)，N卡架構(gòu)執(zhí)行效率極高，靈活性強，在實際應(yīng)用中容易發(fā)揮應(yīng)有性能。但功耗較難控制，較少的處理單元也限制了其理論運算能力。

A卡方面，雖然也是采用了通用的1D流處理器做為執(zhí)行單元，但采用的是指令級并行架構(gòu)，每5個流處理器為一組，每組一次最大可接收一條5D指令（而N卡接收的是1D指令），在前端上就把所有指令打包成一個個5D指令發(fā)下去（而N卡是拆分成一個個1D發(fā)下去），所以A卡的架構(gòu)又被稱為5D架構(gòu)。這樣的設(shè)計可以實現(xiàn)高指令吞吐，能在較少的控制單元下做出龐大的運算單元，晶體管消耗也較少，所以A卡的流處理器一般都是N卡的4-5倍，理論運算能力也遠強于N卡，功耗也相對要低一些，同性能的芯片面積也都比較小。

A卡標志

但是，A卡架構(gòu)的缺點也很明顯，雖然理論上總運算性能強大，但一旦碰到混合指令或條件指令的時候，前端就很難實現(xiàn)完整的5D打包，往往變成3D、2D、1D的發(fā)下去了，造成每組流處理器只有3、2甚至1個在工作，幾乎一半的單元浪費掉了。軟件要想針對這種架構(gòu)優(yōu)化，必需減少混合、條件指令的出現(xiàn)（需要耗費程序員的大量精力），或杜絕（這是不可能的）。所以在軟件優(yōu)化度上A卡是處于劣勢的，常常無法發(fā)揮應(yīng)有性能。

總結(jié)，A卡架構(gòu)優(yōu)勢在于理論運算能力，但執(zhí)行效率不高，對于復雜多變的任務(wù)種類適應(yīng)性不強，如果沒有軟件上的支持，常常無法發(fā)揮應(yīng)有性能。所以A卡除了需要游戲廠商的支持外，自己也要常常發(fā)布針對某款游戲優(yōu)化的驅(qū)動補丁（造成A卡發(fā)布半年后，還可通過驅(qū)動提升性能的現(xiàn)象）。

在物理加速技術(shù)方面，全球主流的是Havok技術(shù)，目前為INTEL所有，平臺支持度高，各廠商（包括AMD）也都默認對其支持，在游戲支持度上占了60%以上市場份額。但該技術(shù)偏重CPU處理（少部分可由A卡協(xié)處理），性能比較有限，可展現(xiàn)的效果規(guī)模較小。

而物理技術(shù)的另一股新勢力就是AGEIA公司的PhysX技術(shù)，硬件上以獨立的加速卡形式存在，性能專一且強勁，能夠展現(xiàn)更復雜的物理效果，但該技術(shù)并不開放，而且要購買加速卡才能實現(xiàn)，限制了其支持度。自08年NV收購AGEIA公司后，PhysX技術(shù)就變成N卡專屬，在DX10架構(gòu)以后的N卡中都集成了PhysX物理引擎，但封閉的策略還是沒變，要想實現(xiàn)PhysX物理效果，用戶必需擁有一塊DX10以上級別的N卡，這對于游戲廠商來說比較冒險，如果“足夠性能”的硬件用戶量不足，那么軟件廠商就虧大了，所以支持PhysX技術(shù)的游戲數(shù)量至今也沒占到主流，很多廠商寧可對N卡優(yōu)化，也不支持PhysX技術(shù)。不過NV通過強勢的營銷策略，甚至有些時候是“非常規(guī)”的營銷，為人所知，市場前景也是被看好的。

總結(jié)：在物理加速技術(shù)上NV屬于劍走偏鋒型，企圖利用封閉的技術(shù)搞壟斷排擠（與索尼的儲存卡（記憶棒）有點相似），但要排擠主流的AMD、INTEL陣營是難上加難，結(jié)局是否和索尼一樣我們不得而知。

目前來看，支持PhysX技術(shù)的游戲只相當于Havok的三成左右，數(shù)量不占優(yōu)勢，而很多初學者把支持物理加速技術(shù)和游戲優(yōu)化的概念搞混了，以為針對N卡優(yōu)化的游戲就采用PhysX技術(shù)，其實這兩者沒有什么關(guān)系，針對N卡優(yōu)化的游戲雖然較多，但采用PhysX物理技術(shù)的游戲是比較少的。這方面兩家算是不分勝負，但在選購上N卡又多了個籌碼。