真DX11架构 Tessellation技术深度解析

    虽然微软在DX11当中已经明确了Tessellation的执行流程，但是对于核心架构设计方面，还是需要ATI与NVIDIA方面的自行设计。ATI与NVIDIA在历代产品当中的核心架构设计上都存在不同的设计方向，此次DX11产品同样如此。

◆ ATI——架构简单，推出迅速

    早在2009年9月份就已经亮相的Radeon HD 5870当中，就包含了ATI的首款DX11显示核心——Cypress（RV870，官方正式代号为Cypress）。Cypress核心可以看到两组SIMD阵列呈对称型排列，其中每组阵列当中均有800个流处理单元设计。在单一SIMD引擎当中，ATI采用的排列方式依然是RV770的设计方式。也就是说，每个SIMD阵列当中包含10组SIMD阵列，而每个SIMD阵列当中又包含16个流处理器，每个流处理器包含5个流处理单元，因此总计1600个流处理单元。两者通过相同的高速数据总线与L2 Cache相连，同时也连通到Global Data Share上进行数据共享。

    从上面的架构图可以看出，Cypress更像是两个RV770核心的合体，而对于DX11技术的升级，主要集中在Graphics Engine当中。这样的设计方式，无疑更加简单，对于ATI的研发周期来说也会大幅缩短，这也是为何ATI的DX11产品会如此之早就能发布的一个重要原因。

◆ NVIDIA——架构复杂，研发较慢

    接下来再来看看NVIDIA方面。NVIDIA为了让Tessellation能够实现更好的效果，在GPU架构方面进行了大幅度的改进。从下面的架构图可以看出，GF100核心主要划分为Host Interface（主接口，负责PCI-E通讯传输，包括读取CPU指令等）、GigaThread Engine（主线程调度引擎）、4组Graphics Processing Clusters（后文简称GPC，图形处理集群，GPU的核心部分）、6组Memory Controller（显存控制器，每组显存控制器位宽为64bit，总位宽384bit）、L2 Cache（二级缓存，容量为768KB）、6组ROP单元（每组包含8个ROP，共48个）。

在GF100核心架构当中，我们并不会看到ATI的Cypress核心当中独立设计的Graphics Engine，那么GF100的Tessellation单元又在哪里？实际上，每组GPC当中的SM当中，NVIDIA都加入了一组PolyMorph Engine（多形体引擎）。而PolyMorph Engine则正是Tessellation的核心部分，并且，NVIDIA为了保证光栅单元的效能，在每个GPC中均设有一个光栅引擎（也就是四组PolyMorph引擎共用）。那么，实际上NVIDIA的GF100相当于拥有了一共多达16个PolyMorph Engine，虽然无法直接与ATI的Graphics Engine划等号，但是性能方面绝对要更具优势。带来的负面问题就是NVIDIA首款DX11显卡的延期。

    对于Tessellation方面来说，ATI以及NVIDIA可以说拥有了两种截然相反的态度：前者更追求产品的研发速度，而后者更追求产品的性能表现。那么不同的态度带来了怎样的产品？在我们之前的两篇重量级评测当中已经为大家详细介绍过了，本文当中将会着重二者的Tessellation方面的设计进行详细介绍。