轉貼自"電子時報"
3D也迅馳
DX9遊戲特效的迅馳筆記型電腦特企(一)
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（陳文欽／DigiTimes Lab） 2004/04/26
■簡介Centrino迅馳運算技術
自半導體龍頭大廠英特爾（Intel）去年（2003）3月12日正式發表Centrino（迅馳）行動運算技術。具備Centrino迅馳行動運算技術的筆記型電腦，其內部主要由英特爾筆記型處理器Pentium M，Intel 855系列（855PM或855GM）行動晶片組，以及搭配Intel開發的PRO/Wireless 2100（802.11b、11Mbps）、Intel PRO／Wireless 2100A（802.11 a／b雙頻）、PRO／Wireless 2200BG（802.11b／g雙模）等無線上網模組所組成。
Intel Pentium M處理器是整個Centrino迅馳平台的第一個重要運算核心。Pentium M處理器起初整個研發計畫英特爾色列的研發小組負責。當時的研發代號為Banias，整個處理器電路由七千七百萬顆電晶體以130奈米製程所製造，晶粒面積為82.8mm2，目前最高時脈為1.7GHz，並且有1.3GHz、1.4GHz、1.5GHz以及1.6GHz等頻率版本。
Pentium M處理器設計了多達64KB L1 Cache，以及具備省電管理功能的1MB L2 Cache，均比目前Pentium4或Pentium4-M處理器的快取加大許多，Pentium M也內建SIMD特性的SSE2指令集，採取跟Pentium4相同的匯流排傳輸技術，目前FSB的時脈是400MHz，傳輸頻寬達到3.2GB／s。同時透過較先進分歧預測電路設計，能更精準的分析程式以往的執行模式；微指令碼匯集技術將多組細微指令碼捆綁聚合（Fusion），一併進入執行單元時鏈解分開執行，能提升解碼執行效能，同時減少匯流排的耗電性。
以往Intel筆記型處理器只有兩段頻率／電壓的切換設計，在Pentium M則分為為標準電壓（1.3～1.7GHz）、低電壓（1.1／1.2GHz）以及超低電壓（ULV 900MHz／300MHz）三種版本，最低時脈均可以降到最低600MHz。標準電壓版本有多達五種到七種的電壓／頻率變化，平均設計功率22～24.5W，在一般待機／睡眠模式下僅5.1～7.3W，最低可降到0.55W，，比以往Mobile Pentium4-M平均30W設計功率省電許多。
低電壓（LV）的Pentium M，有四到五段電壓／頻率變化，平均設計功率為12W，在一般待機／睡眠模式下僅1.1～3.2W，最低也可降到0.55W；而超低電壓ULV Pentium M雖然只有三到四段電壓／頻率變化，其工作電壓僅1.004V，平均設計功率僅7W，在一般待機／睡眠模式下可降到0.55～1.7W，最低可降到0.37W，確實是相當的省電。
也因此當筆記型電腦改採用搭配Pentium M處理器的Centrino技術之後，以往電池供電時間頂多兩三小時後就得要重新充電的情況不再，廠商可以輕易的設計出供電時間超過五小時、六小時甚至七小時的筆記型電腦，外出一天工作的方便性大大的增加。
原先預定接替目前Pentium M（Banias核心）的下一代處理器核心─Dothan，Dothan以既有Banias的核心架構為主，但改以更先進的90奈米製程製造，預料時脈可以達陣到2GHz，同時第二階快取記憶體也適度加大到2048KB（2MB）；並且除了目前前端匯流排為400MHz規格之外，Dothan也會推出提升到533MHz的前端匯流排規格，為下一世代Pentium M的效能再創新高。
不過比較可惜的是，由於英特爾在90奈米製程的良率以及產能尚待調校，原始規劃在去年（2003年）第四季就要推出的Dothan，經過了兩次延遲，預定在今年第二季結束之前才會正式現身，但新一代90奈米製程的Pentium M處理器，533MHz FSB外頻版本的設計功率（TDP）與耗電量也有所調升；加上真正能搭配發揮新一代Pentium M處理器的行動晶片組Alviso，預定第三季才開始導入市場，業界一般預料採用90奈米Pentium M處理器的機種，大約會在年底左右才會現身。
至於針對低價筆記型電腦的市場需要，以及壓擠競爭對手超微（AMD）、全美達（Transmeta）在低價筆記型電腦的生存空間，英特爾於今年第一季推出Celeron M處理器。Celeron處理器L2快取降為512KB，並且不具備Enhanced SpeedStep節電功能。
■建構Centrino平台的晶片組
迅馳（Centrino）平台除了Pentium M處理器之外，有兩套主力的筆記型晶片組。一套是Intel 855PM獨立型晶片組，由於須另外搭配筆記型圖形晶片，一般都是被規劃成較高價位、大機身，強調高階、高效能的Centrino機種，搭配像是ATI Radeon 9000／9200／9600／9700或NVIDIA GeForce4go 4200、GeForceFX 5200／5600Go GPU，如宏碁TravelMate 800、IBMThinkPAD T41、HP COMPAQ Presario X1000等機種便是。
另一種迅馳平台，則採用Intel 855GM整合型晶片組設計，無須外接GPU晶片的特性，有助於縮減內部主機板面積，打造較輕薄的筆記型電腦機身，在售價上體積得以大幅縮減。一般855GM設計的Centrino NB，一般都是設計成中間價位、強調機身輕薄機身的Centrino機種，如宏碁Travelmate 660、華碩M3N、技嘉的G-MAX 1401「極」系列等便是。
由於855GM內建的GPU是採用共享記憶體（UMA,Unified Memory Architeture）設計，加裝的記憶體容量（例如256MB），實際上扣除掉GPU所使用的影像記憶體容量（一般在8MB～32MB，可從BIOS指定）之後，剩下來的才是真正在Windows XP作業系統下能運用的記憶體（224～248MB），對整體系統執行效能會略有影響。
而855GM內建Intel Extreme Graphic圖形技術，約等於DX7等級的外接GPU晶片的架構／效能技術，這只是兩年前的技術水準，在一般2D以及較早期3D遊戲的表現上尚可，若跟一些搭配外接頂級3D GPU的Centrino機種（如配置ATI Radeon9000），DX7～DX8部份3D效能則差了三到三點五倍，DX9的3D效能相差十倍，要跑一些比較新穎、支援DX8.1甚至DX9等級的遊戲時，以855GM設計的Centrino NB，在3D效能上表現上，就很難跟採855PM、配置高效能獨立型GPU的Cetrino NB機種相比。這是讀者們選購Centrino NB時，必須要注意到的一點。
本次「DX9遊戲特效的迅馳NB特企」，便清一色以搭配Intel 855PM獨立型晶片組，搭配ATI Mobility RADEON9600或RADEON 9700圖形晶片為主的筆記型電腦，作為評測的標準。
■獨立晶片組＋獨立3D GPU－3D效能的保證
一般筆記型電腦在設計上，有不少關鍵性零組件是無從更換的，特別像是圖形晶片（GPU）這部份，要不是由整合繪圖功能的晶片組決定，就是在出廠時選好GPU規格後一切定案，並銲在筆記型內部的主機板上，換言之，筆記型電腦的GPU具有「不可升級」的命運，不能像桌上型電腦那樣，換張顯示卡就能達到升級3D效能的目的。
正由於NB不能像DT那樣能升級GPU零件，所以各廠商在設計筆記型電腦的當初，在決定使用哪種GPU或整合繪圖功能的晶片組時，就已經決定了這部NB命運。一般來說，使用整合晶片組的NB，通常在3D效能表現上可能不符合主流3D遊戲的需求；如採用獨立晶片組搭配Mobile GPU的設計，則3D的效能就取決與該GPU的性能。
目前研發獨立型Mobile GPU的供應廠商，有ATI、NVIDIA、XGI（圖誠）三家，其中比較受廠商看好的廠商，就是ATI，因為他們的Mobile GPU具備低耗電能、低發熱量、高效能，以及優異的2D、3D與高畫質DVD解碼播放能力的優勢，所以成為廠商的最愛。
同時，當廠商陸續推出支援到DX9等級GPU的高效能迅馳NB時，基於多媒體影音的視野需求，大多引入14.1吋、15吋大螢幕，這樣也可以適時的將機身適度放大，所以一般各位看到有配DX9等級獨立圖形晶片的迅馳機種，重量大多在三公斤上下的原因。
有些廠商甚至導入16：10長寬螢幕比例的寬型液晶顯示幕，例如Acer的Aspire 2000、HP的Compaq nx7000、Presario x1000、Pavilion zt3000，Toshiba的Satellite M30、技嘉N601以及華碩（ASUS） M6N系列等。除了在觀賞16:9的DVD電影效果特別好之外，有些還導入遙控器把強悍3D GPU加持的迅馳筆記型電腦，打造成最具數位家庭相的多媒體影音筆記電腦，要進駐向來是電視把持的家庭中心，跟電視搶占你與全家人對它關愛的眼神了。
圖說：Intel CENTRINO迅馳行動運算技術商標
圖說：由Pentium M、855x晶片組與Pro／Wireless 2100X無線網路晶片組成的Centrino平台
圖說：Pentium M的商標圖
圖說：Pentium M處理器電路圖
圖說：Pentium M工作頻率與電壓變換圖
圖說：Celeron處理器的商標圖
3D效能的DirectX九陽神功 支援DirectX9的行動圖形晶片
■沒有3D GPU 迅馳只有一半的快感
眾所皆知，為了要把筆記型電腦（Notebook PC，簡稱NB）設計成輕薄、可攜帶，在考量有限的機身體積與重量限制下，許多原先針對桌上型電腦開發的高效能零組件，會因為NB散熱、耗電等限制而無法使用，筆記型電腦的零組件屬性，大多針對可攜式環境來設計，以體積小、耗電低、發熱量少、可移動為準則，因此NB從主機板、系統晶片組、CPU，到記憶體、硬碟、光碟、電池，無不以特殊規格甚至是獨門絕學的專屬規格來設計，以迎合NB上述的種種需求。
隨著筆記型處理器時脈以及運算效能的突飛猛進，NB從早期一直是設計給商業人士使用，處理辦公文件、上網、線上聊天...等基本應用，到後來已經可以執行繪圖、多媒體影音剪輯、等負荷較重的軟體，今日高效能筆記型電腦的運算能力與規格，其實也才是九個月最多一年前最頂級桌上型電腦規格的縮影。
儘管NB的效能快要接近桌上型電腦，但長期以來筆記型電腦在處理器運算效能、圖形顯示效能上，一直跟當今桌上型電腦有一段不小的落差。而遊戲軟體向來有以發揮、將硬體運算資源壓榨殆盡的特質，對喜歡玩遊戲的玩家而言PC Game的大多數玩家，目前強調高階、高效能筆記型電腦很多，但真正能夠滿足他們的需求的很少。
目前筆記型電腦的運算核心，當屬英特爾（Intel）所力推的Pentium M處理器，搭配855PM、855GM晶片組與Pro／2100無線網路模組，所組成Centrino「迅馳」行動運算技術，在高執行效能、攜帶性以及長時間續航能力都有不錯的表現。一部可以攜帶在外一整天，不用充電的筆記型電腦已經是非夢事。
可惜英特爾似乎忘了照顧到3D繪圖、遊戲軟體這個市場族群的需求，因為所謂三合一Centrino「迅馳」行動運算技術，並沒有在3D效能上多加著墨。一般說來，整合型迅馳筆記型電腦，採用內建的Intel Extreme Graphic圖形核心技術，3D影像的表現都常不會太好；打什麼都好，但一碰到3D遊戲，NB所表現出來的結果就差強人意，迅馳變成了「遜遲」！電腦畫面速度卻緩慢產生，讓你玩遊戲的順暢感被「凌遲」，想上「天堂」卻下了地獄！
當然從過去到現在，向來都有強調圖形效能、堅持採用獨立型圖形晶片設計的筆記型電腦，但3D效能越強大的圖形處理器晶片（GPU），伴隨而來的是驚人的耗電量以及散熱量，這是考驗各大筆記型大廠的設計功力，有些筆記型廠商甚至迴避，不去設計強調3D效能的筆記型電腦。不過當筆記型電腦的圖形、多媒體影音效能，已經可以符合大多數消費者的要求之後，接下來NB的發展，勢必只能朝向提升3D效能的目標來設計，系統的3D性能好壞也成為廠商進軍玩家市場的重要因素。
■ATI Mobility RADEON圖形晶片家族
ATI在Mobile GPU發展至今已超過6個年頭了，從早期的M1（Rage Mobility），發展到今天的M10（Mobility RADEON 9600），除了在效能上持續突破之外，晶片的溫度控制上都能控制在系統允許的範圍內，同時在節電管理上不少工夫，使其Mobile GPU的效能表現，幾乎快與Desktop GPU旗鼓相當。
2002年底微軟正式發表DirectX 9規格，以強調讓3D遊戲具有劇院級的畫質為訴求，ATI則是先推出代號為R300的RADEON 9700 GPU家族，首度追平NVIDIA並取得3D效能的寶座；隨後ATI運用桌上型RADEON9700 GPU核心架構做精簡，首度跟台積電合作下，以0.13微米加銅導線製程的方式，在在2003年3月左右正式發表代號M10的圖形處理器－正式名稱為MobilityRADEON 9600。
ATI Mobility RADEON 9600是ATI第七代Mobile GPU，是全球第一顆到DirectX 9等級的筆記型電腦繪圖晶片。採0.13微米製程設計，1.0V超低工作電壓設計，同樣維持晶片面積小、封裝厚度薄的特性，工作時脈則往上飆高到350MHz；核心架構採用具備Pixel／VertexShader 2.0規格的雙Vertex引擎，以及四組3D圖素管線引擎的設計；並具備SMARTSHADER2.0引擎，可單一時脈可完成最多12個Shader指令、每個像素處理16道材質資料的運算的能力，高效率的計算宇處理複雜且真實的光影特效，並支援OpenGL延伸指令集。
隨後，ATI更進一步與台積電攜手合作，以0.13微米加上low K（低介電質）製程技術，成功的將原先工作時脈在350MHz左右的極限突破30％，達陣到了450MHz左右。推出了代號M11－Mobility RADEON9700圖形晶片。
嚴格說起來，Mobility RADEON9700，並不像桌上型RADEON9700 GPU那樣具備八組像素管線引擎（8 pixel pipeline），一樣跟既有的Mobility RADEON9600同樣是四組像素管線，兩者除了在製程、時脈極限有差異之外，基本上架構完全相同，或許稱M11為RADEON 9600Pro或RADEON 9600 Ultra，會更傳神一些。
也由於廠商在使用Mobility RADEON9600或RADEON9700時，因為功耗或其他技術考量，不見得會用到時脈的極限，因此接下來除非特別聲明，我們均已Mobility RADEON 9600/9700，來稱呼這一系列ATI DX9 GPU家族成員。
ATI Mobility RADEON 9600/9700是ATI第七代Mobile GPU，是全球第一顆到DirectX 9等級的筆記型電腦繪圖晶片。採0.13微米製程設計，1.0V超低工作電壓設計，同樣維持晶片面積小、封裝厚度薄的特性。核心架構採用具備Pixel／Vertex Shader 2.0規格的雙Vertex引擎，以及四組3D圖素管線引擎的設計；並具備SMARTSHADER 2.0引擎，可單一時脈可完成最多12個Shader指令、每個像素處理16道材質資料的運算的能力，高效率的計算宇處理複雜且真實的光影特效，並支援OpenGL延伸指令集。
Mobility RADEON 9600／9700具備HyperM－零失真的色彩與Ζ軸壓縮技術，壓縮材質資料讓記憶體頻寬最大化；同時具備SMOOTHVISION 2.1引擎架構，提供每圖點最高6組多重取樣的反鋸齒處理及Gamma校正，以及最高16方向（16x）非等向性過濾處理能力，遊戲畫面的人物、邊框的邊緣柔化更加自然、順暢；還有針對CD／DVD MPEG解碼播放所需的硬體處理電路，以及FullStream技術，可以更平順的播放高畫質動態影像，提升網路下載串流影片的播放品質。
Mobility RADEON 9600／9700 Pro核心內建PowerPlay 4.0電源管理技術，Power-On-Demand模式，可以隨時偵測目前GPU使用狀態，在負荷量輕時會自動降低工作時脈以節省耗電量；Low Power LCD模式可以降低螢幕更新率以節省耗電。若搭配ATI OVERDRIVE動態超頻功能，可開啟晶片內建的溫度感應器，來自定決定3D效能的提升。
也由於Mobility RADEON 9600／9700晶片內整合雙通道LVDS訊號驅動電路，165MHz TMDS訊號傳送器、雙400MHz的RAMDAC，整合HDTV電視輸出的視訊編碼器以及視訊輸入埠的設計，對外輸出方面支援到QXGA等級（2048x1536）LCD液晶螢幕面板，以及外接UXGA等級（1600x1200）的LCD、CRT螢幕或投影機等多部顯示裝置，並自動偵測。
Mobility RADEON 9600／9700遵循著ATI所定義的FLEXFIT晶片腳位相容架構，跟上一代Mobility RADEON9000、9200等GPU維持腳位相容的設計，筆記型廠商可以依市場需求，推出不同3D效能、市場區隔的產品；單一驅動程式架構與共同的使用介面，廠商可以減少測試與驗證時間，快速推出產品。
Mobility RADEON也具備相當彈性化的記憶體搭配，可使用共享或外接影像記憶體季構，或者採同尺寸多重晶片構裝（MCM,Multi-Chip Module）技術，將32MB（64-bit）、64MB DDR（128-bit）、128MB DDR（128-bit）記憶體顆粒與GPU晶粒本體嵌入同一組晶片內。而較高時脈的RADEON9700圖形晶片，則有獨立單晶片（Discret）、MCM 64MB以及MCM 128MB三種版本，以千顆為基本採買單位的量購價位上，則分別為50美元、75美元（MCM-64MB）與100美元（MCM-128MB）。
■想要撐夠久 需要DX9－DirectX9大環境成熟 遊戲／軟體蜂擁而至
DirectX 9.0是微軟（Microsoft）於2002年12月所公佈針對Windows視窗環境下，3D圖形處理的函式呼叫規格。在DirectX 9.0版中，首度加入對針對光跡照射來源的端點著色器（Vertex Shader）以及逐點光跡處理／著色器（Pixel Shader）的支援。換言之，當電腦的圖形處理器提供支援到DirectX 9.0的處理能力，並且提供符合DirectX 9.0的呼叫函式，與遊戲廠商的配合，就能夠處理3D影像所需要的密集運算、材質處理以及光跡、特效貼圖等效果。
起初是公佈Shader Model 1.0規格，隨後針對著Shader Model 2.0規格，推出DirectX9.0b的函式規格，以及相關的附加套件，並且放在微軟的網站上供人下載。最近則是公佈DirectX9.0 Shader mode 3.0的規格，但DirectX9.0c的附加套件，微軟目前尚未推出。
至於在遊戲軟體方面，一直到2003年3月左右，才有第一套運用到DirectX 9.0的Gun Metal－以鋼彈為主角的第三人視角射擊遊戲出現，Gun Metal這套遊戲與NVIDIA的GeForce FX相關產品搭售。當時這套遊戲只應用到Vertex Shader 2.0與Pixel Shader 1.1的規格，嚴格說來算是半套的DirectX 9遊戲。
2003年6月，首套真正完全支援DirectX 9的遊戲問世－Tomb Raider：Angel of Darkness（古墓奇兵：暗黑天使）終於推出，這套遊戲不僅跟ATI RADEON顯示卡產品搭售，也有市售版本的推出。
接著是趕在2003年的耶誕節前夕陸續推出的許多重裝遊戲，像知名的Max Payne2（江湖本色２）、Call of Duty（決勝時刻）、NBA Live 2004（勁爆美國職籃2004）、Counter-Strike：Condition Zero（絕對武力：一觸即發）、Need for Speed Underground （極速快感之飆風再起）...等重量級遊戲。而今年度（2004年），則預定有Half-Life 2（戰慄時空２）、極地戰嚎（Far Cry）以及延遲已久的DOOM 3（毀滅戰士３）等超重量級的遊戲陸續推出。
儘管這些遊戲並未限制非得要在僅支援到DirectX9的GPU平台上執行，但一般說來，最起碼也需要用到DirectX8.1，以及動輒1.4GHz以上的Pentium M，或對應Pentium4 2.2GHz以上的處理器時脈，記憶體也建議使用到512MB甚至1GB以上；甚至像是極地戰嚎（Far Cry），則指定要搭配DirectX 9等級的顯示卡，或筆記型GPU才能執行。
此外像是國內頗風靡的線上遊戲的新版，如Lineage II（天堂２），也採用DirectX 9的規範來設計，讓遊戲畫面以全3D的場景來呈現，各廠商皆紛紛趕達這一波DirectX 9等級遊戲的熱潮，在新推出的遊戲中將會有更加逼真的遊戲畫面。
事實上，繼目前Windows XP之後的下一代Windows作業系統（核心代號為Longhorn），將具備視窗呈現環境、內部運算函式等，完全使用到3D影像處理以及光跡特效的效果。像是多重視窗有半透明的層次之別，以及可以如真實3D立體空間般的投影、旋轉等種種特效。
微軟針對LongHorn作業系統，開出所謂的第一層基本規格（Tier1：基本的3D視窗呈現），需要到DirectX7等級的GPU；第二層基本規格（Tier2：全功能的3D視窗呈現），指明要用到DirectX9等級的GPU，對於目前才用到DX7 GPU的整合型筆記型電腦，以及DX8.1等級的所謂高效能筆記型電腦來說，都是相當高的視窗執行門檻。
不僅是為了遊戲，更為了能夠順利的執行明日的視窗作業系統而準備，你的筆記型電腦的GPU等級，都應該及早邁入DirectX9的階段，不然可能真的撐不久，就因為GPU顯示晶片的效能不足，你購買的高效能筆記型電腦，面臨到淘汰的邊緣。
接下來往後幾天，我們將陸續介紹四款最新送測的迅馳機種，均是配置到ATI MobilityRADEON9600／9700的DX9影像特效等級的高效能機種，包含惠普（HP）COMPAQ PresarioNC6000、華碩（ASUS）M6N、引發暴動等級震撼價位的宏碁（Acer）Travelmate 292XCi，以及初試啼聲的微星（MSI） MS-510C迅馳機種。
因篇幅所限，詳細圖文內容請參考電子時報實驗室專屬網站http://Lab.digitimes.com
圖說：ATI Mobility RADEON 9700
圖說：ATI Mobility RADEON 9600／9700架構圖
圖說：Mobility RADEON晶片／記憶體封裝圖
圖說：創下最高硬體需求等級的極地戰嚎（Far Cry），確定要DX9才能執行
圖說：線上遊戲的配備也要求到DX9等級的GPU才能呈現亮麗的效果（以天堂Ⅱ為例）
圖說：微軟下一代作業系統也將用到DirectX9的GPU運算效能
