紅色帝國(guó)的激進(jìn)美學(xué)!ATI先進(jìn)技術(shù)解讀
天涯上有一篇訪問(wèn)量過(guò)百萬(wàn)的帖子,不知道大家看過(guò)沒有,標(biāo)題叫做“尋找男人的世界一:落日余暉——追憶紅色帝國(guó)的暴力美學(xué)”,講得是前蘇聯(lián)設(shè)計(jì)的一些令強(qiáng)大的美帝也聞風(fēng)喪膽或自嘆不如的恐怖玩意,有成功的也有失敗的,但無(wú)一不是經(jīng)典之作,比如:米格25超高音速戰(zhàn)斗機(jī)、赫魯曉夫超級(jí)氫彈、N1霸王登月火箭、臺(tái)風(fēng)級(jí)核潛艇等等。
軍事是男人的世界,硬件同樣是男人的世界,筆者每天都在與硬件打交道,看完此貼后突發(fā)奇想,感覺這個(gè)“紅色帝國(guó)的暴力美學(xué)”用在ATI身上是最合適不過(guò)了,ATI雖然已被AMD收購(gòu),ATI顯卡雖然在市場(chǎng)占有率方面處于弱勢(shì)地位,但其顯卡的設(shè)計(jì)風(fēng)格以及對(duì)技術(shù)執(zhí)著的追求卻絲毫沒有改變。ATI帶給我們的經(jīng)典和驚喜一樣多,很多產(chǎn)品和技術(shù)都讓強(qiáng)大的NVIDIA頭痛不已,令以圖形技術(shù)領(lǐng)袖自居的NVIDIA馬不停蹄的追趕……
ATI顯卡雖然談不上暴力,但也足夠激進(jìn)了,因此本文就斗膽套用天涯精華貼的標(biāo)題,列出十項(xiàng)近年來(lái)ATI顯卡的經(jīng)典設(shè)計(jì)和技術(shù),每一項(xiàng)都足以讓對(duì)手汗顏,最終不得不跟進(jìn),從而推動(dòng)了GPU圖形技術(shù)的發(fā)展,并帶給用戶更完美的顯卡。
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往日經(jīng)典文章回顧:
一、ATI顯卡先進(jìn)技術(shù)回顧:GPU工藝的領(lǐng)頭羊/新制程開路先鋒
為了讓GPU擁有更強(qiáng)的性能和更多的功能,就必須在核心中植入更多的晶體管,而大規(guī)模晶體管的代價(jià)就是無(wú)可避免的功耗和發(fā)熱,為了解決功耗發(fā)熱問(wèn)題,使用更精密的工藝是最好的出路。
ATI一直以來(lái)都是新工藝的領(lǐng)頭羊,相對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手而言,幾乎就是全面的壓倒性優(yōu)勢(shì),始終令對(duì)手戴著保守與落后的帽子。遠(yuǎn)的就不提了,就從DX10芯片開始說(shuō)起吧:
● DX10第一代:RV630/RV610率先使用65nm
R600(80nm)核心面積432mm2,G80(90nm)核心面積496mm2
RV630(65nm)核心面積148mm2,G84(80nm)核心面積160mm2
ATI首顆DX10圖形核心R600就使用了80nm工藝,而保守的NVIDIA在G80上還是使用過(guò)時(shí)90nm工藝。先不論性能誰(shuí)勝誰(shuí)負(fù),在工藝上就慢了半拍。就在NVIDIA主流型號(hào)G84/G86都提升到80nm的時(shí)候,ATI對(duì)應(yīng)的RV630/RV610等一系列產(chǎn)品都已經(jīng)走入了65nm的行列。
● DX10第二代:RV670/RV635率先使用55nm
當(dāng)NVIDIA一再抨擊工藝不重要,唯性能論時(shí),自己也在暗度陳倉(cāng),悄悄的在G98核心上低調(diào)的試水65nm工藝,而后終于在中高端主力G92核心上大規(guī)模使用65nm工藝。NVIDIA本以為在工藝上終于可以與ATI齊頭并進(jìn)的時(shí)候,ATI最新的RV670已經(jīng)開始投產(chǎn),這次的高端芯片甚至跳過(guò)了65nm而直接步入了55nm的新高度,時(shí)至如今,ATI全新的RV790核心依舊走在55nm的前列。
● DX10第三代:RV740率先使用40nm,GPU工藝首次超越CPU
40nm的RV740新品為ATI將要推出的RV870芯片充當(dāng)開路先鋒
今年上半年,基本上兩大圖形芯片都在55nm工藝的道路上前行著,不過(guò)NVIDIA的55nm工藝來(lái)得較慢一些,最早是逐步通過(guò)原有的65nm G92核心升級(jí)到55nm G92b一路過(guò)來(lái)的,之后的高端產(chǎn)品GT200也是漸漸的升級(jí)到55nm,到如今NVIDIA才剛剛把全部陣營(yíng)統(tǒng)一到55nm行列,整整慢了一年。不過(guò),這時(shí)的ATI最新推出的RV740又震懾了我們一把,再次將現(xiàn)有新品工藝提升到40nm,意義不僅是在圖形芯片上超越了對(duì)手,也是首度超越了CPU 45nm的工藝。
● NVIDIA和ATI將全線使用40nm工藝
當(dāng)然,NVIDIA在工藝方面“追逐”的腳步也在不斷加快,據(jù)最新的報(bào)道顯示,NVIDIA剛剛正式發(fā)布的五款GeForce 200M系列筆記本顯卡全部使用了臺(tái)積電最新的40nm工藝,而且NVIDIA發(fā)言人自豪的聲稱:“我們使用了臺(tái)積電40nm生產(chǎn)能力的80%左右”??磥?lái),NVIDIA臺(tái)式顯卡全面普及40nm也指日可待了。
ATI一次又一次的在工藝方面上演傳奇,不得不令對(duì)手緊跟其后,這也為GPU的發(fā)展起到了推波助瀾的作用,不斷的日新月異。新工藝帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)不言而喻,更高頻的頻率意味著更強(qiáng)的性能,更小的核心意味著更低的功耗發(fā)熱與成本,也給廣大用戶帶來(lái)更優(yōu)秀的產(chǎn)品。
二、ATI顯卡先進(jìn)技術(shù)回顧:GPU顯存的領(lǐng)頭羊/GDDR4/5先驅(qū)者
除了工藝上的領(lǐng)先外,ATI顯卡在其顯存的規(guī)格上,也是高人一等的,一直以來(lái),對(duì)手NVIDIA幾年如一日般始終沿用著GDDR3顯存,而1.0ns的主流規(guī)格也只有2000MHz的頻率,即便最快的0.8ns GDDR3上限也就是2400MHz。
● 夭折GDDR4顯存:X1950XTX、HD2600XT、HD3870
提到ATI的GDDR4顯存,可以追溯到4年前的Radeon X1950XTX產(chǎn)品,那是首款采用0.9ns的GDDR4顯存的顯卡(當(dāng)時(shí)最快的DDR3是1.2ns),之后HD2600XT、HD3870也使用了GDDR4顯存,不過(guò)由于性能的關(guān)系和顆粒廠商的投放,GDDR4并沒有發(fā)展起來(lái),這也是NVIDIA為什么一直沿用GDDR3的一個(gè)重要原因,盡管ATI率先吃了第一個(gè)螃蟹,但是味道并不怎么樣,不過(guò)其敢于嘗試的精神還是值得推崇的。
2年前ATI首款GDDR4顯存的顯卡就是這個(gè)0.9ns的三星顆粒
GDDR4沒落的原因:同為0.8ns的GDDR3和GDDR4,雖然GDDR4容易達(dá)到更高頻率,但是由于延遲的增加,實(shí)際性能甚至比GDDR3還要差,因此GDDR4被冷落也在情理之中。最終由于內(nèi)存芯片廠商沒有投入精力研發(fā)改良GDDR4,其規(guī)格也就止步于0.8/0.7ns,甚至0.6ns都沒有放在產(chǎn)品上,僅僅只有樣品而已,相比GDDR3沒有質(zhì)的提升。
另有一說(shuō),JEDEC組織中GDDR4標(biāo)準(zhǔn)的制定者就是ATI的高層,NVIDIA自然全力抵制GDDR4,加之GDDR4相比GDDR3沒有質(zhì)的提升,而且成本又高,最終不了了之。
● GDDR5威力驚人:256Bit HD4870挑落448Bit GTX260
HD4870首次使用GDDR5顯存,256bit將對(duì)手448bit挑落馬下
雖然面對(duì)之前的GDDR4無(wú)疾而終,絲毫沒有阻擋住ATI前進(jìn)的步伐,新一輪的顯存爭(zhēng)奪上,又是ATI捷足先登,HD4870率先采用GDDR5顯存顆粒,緊接著是4870X2,在保持256Bit顯存位寬不變的情況下,大幅提升了顯存頻率,默認(rèn)頻率高達(dá)3600MHz,消除了困擾多年的帶寬瓶頸,成為了目前規(guī)格不凡的顯卡產(chǎn)品。
● GDDR5平易近人:128Bit HD4770完勝256bit 9600GT戰(zhàn)平9800GT
定位中端的HD4770上面也使用了GDDR5顯存,128bit對(duì)抗256Bit成為可能
也正是因?yàn)镚DDR5顯存的助陣,HD4870才能以較小的核心、較低的顯存位寬(256Bit),來(lái)挑戰(zhàn)NVIDIA恐怖的GTX200核心(512Bit),而且雙核的HD4870X2也迫使NVIDIA不得不拿兩顆怪獸GTX200來(lái)對(duì)抗。雖然最終在性能方面依然是N卡占優(yōu),但在產(chǎn)品設(shè)計(jì)及成本方面,NVIDIA已經(jīng)意識(shí)到了不足并開始重新審視GDDR5的威力。
● NVIDIA終于全面搭上GDDR5快車
據(jù)傳聞,NVIDIA將在下代GT300芯片上使用GDDR5顯存,不過(guò)最新消息,其筆記本GPU芯片已經(jīng)開始升級(jí)到GDDR5顯存并搭配40nm工藝,看來(lái)NVIDIA也有些按耐不住了。不過(guò)這一切相對(duì)于ATI來(lái)講,都是玩過(guò)的東西了,也許你會(huì)說(shuō)ATI一直在這方面比較激進(jìn),但這就是科技發(fā)展的動(dòng)力,保守固然可靠,但是失去敢于挑戰(zhàn)的勇氣,就不會(huì)有進(jìn)步。
三、ATI顯卡先進(jìn)技術(shù)回顧:公版率先使用數(shù)字供電/做工出色
ATI顯卡最為AFan津津樂道的莫過(guò)于其豪華的用料和出色的做工,奢侈的數(shù)字供電系統(tǒng)更是曾經(jīng)ATI顯卡的獨(dú)有標(biāo)志。追溯到過(guò)去的X1800時(shí)代,到現(xiàn)在的HD4000,每一次ATi近乎瘋狂的在高端原廠卡上面“不惜工本”采用豪華數(shù)字供電,事實(shí)上這種供電是很冗余的,用不好的話說(shuō)就是浪費(fèi),但ATI原廠卡設(shè)計(jì)師都是追求完美的,他們?yōu)閺V大AFan們獻(xiàn)上了一件件藝術(shù)品:
● 從X1000開始全面進(jìn)入數(shù)字時(shí)代:
從左到右依次為:X1900XTX、X1800XT、X1800XL
(豪華的7/6/5相數(shù)字供電)
從之前的X1000系列開始,ATI就與豪華的數(shù)字供電結(jié)下了不解之緣,當(dāng)時(shí)1950PRO采用特別訂做的雙路并聯(lián)磁閉貼片式電桿,每個(gè)都能通過(guò)40A的大電流(比很多顯卡整卡需要的電流還高),也就是說(shuō)這個(gè)小家伙總共能通過(guò)80A的電流。不要小看這種并聯(lián)電感,它最高可以在2MHz頻率下工作,屬于超高頻電感了,而且體積小,全球能設(shè)計(jì)并制造這種電感的廠商沒幾家,再加上是定制產(chǎn)品,所以價(jià)格高昂,甚至比很多顯卡整個(gè)電源部分的成本還高。
● HD2900XT空前豪華的陣容:
到ATI RV600身上,我們看到了更為驚人的數(shù)字供電體系,更猛的7相
到了HD2900XT這代,供電部分相比當(dāng)年的X1900XTX更加豪華,電子元件排列非常整齊。右上角的VT1165MF搭配6顆VT1195SF(此芯片已包含MOS在內(nèi))以及兩顆并聯(lián)電感組成6相電源給R600核心供電。而左邊的另一顆VT1165MF主控芯片僅控制1顆VT1195SF和電感單獨(dú)給顯存供電。相比對(duì)手傳統(tǒng)的供電方式,先不論供電性能如何,光憑豪華的尺度,ATI在供電方面就有足夠驕傲本錢。
● HD3870X2/HD4870X2/HD4870/HD4890,數(shù)字供電不斷升華
HD3870X2=(2+1)x2 HD4870X2=(3+1)x2
● GTX280/260/295,曇花一現(xiàn)的N卡數(shù)字供電
GTX280是NVIDIA最豪華的數(shù)字供電方案,然而只是曇花一現(xiàn)
反觀對(duì)手NVIDIA,在公版卡設(shè)計(jì)方面一直都本著夠用就好的實(shí)用主義原則,換句不好聽的話說(shuō)就是節(jié)約成本。一代又一代的產(chǎn)品相比較,在做工用料方面,ATI絕對(duì)是技高一籌。盡管GTX280顯卡告訴我們數(shù)字供電不是ATI的專利,N卡的用料做工也能做到極致奢華,但其供電設(shè)計(jì)始終缺乏美感,凌亂的布局根本無(wú)法同ATI原廠卡相提并論,這也就是雙方在設(shè)計(jì)理念方面的差異。
很遺憾NVIDIA最新的單核旗艦卡GTX285又拋棄了豪華數(shù)字供電系統(tǒng)
可是GTX280畢竟是曇花一現(xiàn),最新的GTX280升級(jí)版GTX285由于功耗下降不少,NVIDIA認(rèn)為數(shù)字供電太浪費(fèi)了,加之成本方面的考慮,GTX285的供電系統(tǒng)相對(duì)于GTX280來(lái)說(shuō)開始大幅縮水,雖然仍可以用豪華來(lái)形容,但少了數(shù)字供電怎么也稱不上奢華,這一點(diǎn)相比ATI來(lái)說(shuō),有些不厚道。
雙PCB版的9800GX2和GTX295都使用了數(shù)字供電
除了GTX280外,NVIDIA有兩款顯卡被逼無(wú)奈使用了數(shù)字供電,那就是雙核心雙PCB的9800GX2和GTX295,因?yàn)殓U空設(shè)計(jì)的PCB可用空間實(shí)在是太小,也只有集成度超高的數(shù)字供電才能在如此狹小的空間內(nèi)滿足龐大核心和顯存的需求。
在GTX295改用單PCB設(shè)計(jì)之后,NVIDIA又放棄了數(shù)字供電,看來(lái)NV的理念還是夠用就好,從不輕易使用成本高昂的數(shù)字供電系統(tǒng),除非是逼不得已——GTX280功耗太大,而9800GX2和GTX295的PCB空間極其有限。
● 綠色陣營(yíng)AIC也鐘愛數(shù)字供電
由于數(shù)字供電成本很高的原因,只有ATI高端公版卡才會(huì)使用,而AIB合作伙伴一般都會(huì)放棄數(shù)字供電,使用傳統(tǒng)供電重新設(shè)計(jì)高性價(jià)比的非公版顯卡。但在NVIDIA陣營(yíng)卻正好相反,AIC合作伙伴近年來(lái)對(duì)數(shù)字供電產(chǎn)生了濃厚的興趣,而且“出手闊綽”,這與“小器鬼”NVIDIA公版產(chǎn)生了鮮明對(duì)比:
華碩GTX295火星版,使用了迄今為止最強(qiáng)大數(shù)字供電(5+1)x2
影馳GTX275,核心供電部分使用了數(shù)字供電,但顯存還是傳統(tǒng)供電
雖然羊毛出在羊身上,數(shù)字供電和傳統(tǒng)供電到底相差多大,也不容易測(cè)試,但單憑數(shù)字供電的昂貴價(jià)格,我們總該相信一分錢一分貨的道理。與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手NVIDIA不同,ATI追求的是板卡的完美,而不是低成本,這可能是兩者設(shè)計(jì)風(fēng)格不同造成的,但我們不可否認(rèn)ATI在優(yōu)異產(chǎn)品上的先進(jìn)供電技術(shù)確實(shí)是值得推崇的。
四、ATI顯卡先進(jìn)技術(shù)回顧:?jiǎn)蜳CB雙核顯卡的設(shè)計(jì)方案
兩大圖形廠商,為了霸占性能王者的寶座,一直想方設(shè)法的提升產(chǎn)品的性能,在目前有限的工藝下,只有像CPU一樣,朝著多核發(fā)展,才是提升性能的有利手段,因此雙芯顯卡就應(yīng)運(yùn)而生了。
NVIDIA的雙核顯卡一直采用雙PCB設(shè)計(jì):7900GX2和7950GX2
NVIDIA的雙核顯卡一直采用雙PCB設(shè)計(jì):9800GX2和GTX295
一直以來(lái)NVIDIA和AMD-ATI在雙核心顯卡上就走著截然不同的道路。NVIDIA主張雙PCB雙芯設(shè)計(jì),認(rèn)為雙PCB結(jié)構(gòu)布線寬松不少,PCB層數(shù)要求低,但是成本及散熱是弊病,而且結(jié)構(gòu)越復(fù)雜越容易出問(wèn)題,基本無(wú)法使用第三方散熱器(除非是專門定做的)。
ATI一直采用單PCB雙芯設(shè)計(jì):HD3870X2和HD4870X2
而ATI無(wú)論是自己的公版還是旗下AIB自行研發(fā)的雙核心顯卡全部是清一色的單PCB雙芯結(jié)構(gòu)。但單PCB雙芯對(duì)于供電和布線的要求較為苛刻,布線緊密、PCB層多、集成度超高。
就此,到底雙PCB雙芯好,還是單PCB雙芯好的問(wèn)題,不僅是當(dāng)時(shí)NVIDIA與ATI相競(jìng)爭(zhēng)的手段,也成為發(fā)燒玩家之間一個(gè)爭(zhēng)議不斷的話題。究竟哪種設(shè)計(jì)技術(shù)更好更先進(jìn),自己說(shuō)永遠(yuǎn)沒有說(shuō)服力,只有對(duì)手承認(rèn)好才是真的好,看了NVIDIA最新的雙芯產(chǎn)品,相信我們心里也會(huì)有答案的。
最新的升級(jí)版NVIDIA GTX295顯卡拋棄雙PCB采用類似ATI的單PCB設(shè)計(jì)
最終,一直主張雙PCB雙芯的NVIDIA終于低下了高貴的頭,低調(diào)的推出了單PCB雙核心的新版GTX295。不能說(shuō)誰(shuí)模仿了誰(shuí),但與ATI設(shè)計(jì)有著異曲同工之妙,可以認(rèn)為變相肯定了對(duì)手的設(shè)計(jì)理念,因此說(shuō)ATI具有先進(jìn)的、完美的單PCB雙核顯卡的設(shè)計(jì)方案,相信不足為過(guò)。
五、ATI顯卡先進(jìn)技術(shù)回顧:率先引入筆記本PowerPlay節(jié)能技術(shù)
說(shuō)道先進(jìn)技術(shù),ATI的PowerPlay節(jié)能就不得不提,自AMD收購(gòu)ATI之后,對(duì)于顯卡的功耗發(fā)熱問(wèn)題投入了足夠多的重視,發(fā)布RV670核心時(shí)就把筆記本顯卡專用的PowerPlay節(jié)能技術(shù)引入到臺(tái)式機(jī)GPU身上,PowerPlay不但可以自動(dòng)降低GPU頻率,而且可以在顯卡空閑時(shí)降低電壓,讓部分晶體管處于深度休眠狀態(tài),從而最大限度降低GPU的發(fā)熱和功耗。
在一些老游戲或者網(wǎng)游中,強(qiáng)大的GPU無(wú)需全速運(yùn)行,從而節(jié)省大量功耗
vista系統(tǒng)可以識(shí)別出RV670支持PowerPlay節(jié)能技術(shù)
現(xiàn)在GPU的晶體管、核心面積、功耗和發(fā)熱量早已超過(guò)了CPU,可是一直以來(lái)顯卡的功耗和發(fā)熱問(wèn)題都沒能得到重視,即便您不玩游戲,顯卡還是要白白的浪費(fèi)很多電力、制造一些煩人的噪音、并且源源不斷地發(fā)出廢熱!
通過(guò)實(shí)際測(cè)試來(lái)看,PowerPlay除了能夠在GPU空閑和高清視頻播放時(shí)降低功耗發(fā)熱之外,還能夠在運(yùn)行一些負(fù)載不高的老游戲時(shí),智能的降低顯卡頻率、并適當(dāng)?shù)慕档虶PU使用率,從而達(dá)到節(jié)能、降低發(fā)熱、控制噪音(溫控風(fēng)扇自動(dòng)降速)的目的。
● NVIDIA也有節(jié)能技術(shù),但僅限高端卡
當(dāng)年AMD率先在K8 CPU上實(shí)現(xiàn)筆記本才有的CnQ節(jié)能技術(shù),之后Intel迅速跟進(jìn),也將SpeedStep節(jié)能技術(shù)引入桌面。而ATI率先在桌面GPU上引入PowerPlay技術(shù)后,NVIDIA的反應(yīng)就有些冷淡了,直到GTX280發(fā)布時(shí)才加以支持,而且還沒有一個(gè)正式名稱,因?yàn)橹械投孙@卡都不支持。
NVIDIA的風(fēng)格是不肯輕易低頭,雖然PowerPlay是項(xiàng)好技術(shù),但不能盲目跟風(fēng),否則就有失領(lǐng)袖風(fēng)范。與ATI全線顯卡統(tǒng)統(tǒng)支持PowerPlay技術(shù)不同,NVIDIA只有GTX200系列高端卡才能支持節(jié)能技術(shù),近期推出的一些綠色節(jié)能版9600GT和GTS250也能支持,那為什么這么低調(diào)呢?因?yàn)檫€有一大批型號(hào)不支持,如果過(guò)于強(qiáng)調(diào)節(jié)能的優(yōu)勢(shì),誰(shuí)還買老卡?
六、ATI顯卡先進(jìn)技術(shù)回顧:超越對(duì)手支持微軟DX10.1/SM4.1
ATI RV670是首款支持DX10.1和SM4.1的GPU,根據(jù)微軟的說(shuō)法,DX10.1是對(duì)DX10的一系列完善、補(bǔ)充、拓展和延伸,并增加5個(gè)新的API、支持即將發(fā)布的最新硬件、強(qiáng)制要求FP32紋理過(guò)濾和4x MSAA多重采樣反鋸齒。ATI HD3000/HD4000全系列顯卡都支持DX10.1。
一些游戲?qū)τ诓恢С諨X10.1的NVIDIA顯卡來(lái)說(shuō),性能大幅下滑
之前通過(guò)對(duì)一系列DX10.1游戲的測(cè)試,以及針對(duì)DX10.1游戲所做得AMD顯卡與nVIDIA顯卡的對(duì)比測(cè)試我們可以很明顯的看到DX10.1相對(duì)DX10來(lái)說(shuō)不僅僅是在游戲畫質(zhì)上有一定程度的提高,同時(shí)它對(duì)游戲速度的提升也是顯而易見的,特別是AA效能十分明顯。
● 被“和諧”的DX10.1游戲——《刺客信條》
遺憾的是,支持DX10.1的游戲還是太少了,屈指可數(shù),根本無(wú)法與NVIDIA的專利——PhysX游戲相提并論,這也使得ATI的DX10.1技術(shù)備受冷落。至于個(gè)中緣由只可意會(huì)不可言傳,通過(guò)首款DX10.1游戲《刺客信條》被和諧事件可以略知一二。
之前的測(cè)試,原版《刺客信條》DX10.1模式下,4xAA性能提升18.69%。
事件回顧:《刺客信條》發(fā)布時(shí),原版默認(rèn)支持DX10.1,但育碧很快就放出了一個(gè)升級(jí)補(bǔ)丁,偷偷的去掉了對(duì)DX10.1的支持,致使A卡性能下降不少。
● NVIDIA再次低頭?40nm新核心全部支持DX10.1
NVIDIA始終認(rèn)為DX10.1不是必須,因?yàn)镈X10.1所帶來(lái)的新特性實(shí)在是太少,NVIDIA擁有強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)研發(fā)團(tuán)隊(duì),通過(guò)改進(jìn)驅(qū)動(dòng)算法也能讓DX10顯卡“兼容”DX10.1的新技術(shù)和新特效。據(jù)之前的報(bào)道來(lái)看,NVIDIA聲稱DX10.1只是過(guò)渡規(guī)格,打算跳過(guò)DX10.1直接進(jìn)入DX11時(shí)代。
DX10.1游戲屈指可數(shù),只能說(shuō)ATI的影響力遠(yuǎn)不如NVIDIA
就在前幾天,NVIDIA正式發(fā)布了五款GeForce 200M系列筆記本顯卡,不但在NVIDIA史上首次全部采用40nm新工藝,并開始配備GDDR5顯存,還加入了對(duì)DX10.1的支持。此前雖再度有相關(guān)傳聞,但就在DX11迫近之際,NVIDIA竟然真的接納了長(zhǎng)期“恨之入骨”的DX10.1這一技術(shù),實(shí)在讓人難以捉摸,NVIDIA也尚未對(duì)此做出正面解釋。
終于沒有人再提“DX10.1無(wú)用論”了,ATI微笑著堅(jiān)持到了最后。但DX11也快來(lái)了,AMD已經(jīng)在臺(tái)北電腦展上拿出了DX11的GPU和Demo,并且信誓旦旦的稱AMD將率先推出DX11顯卡。現(xiàn)在,DX10.1不是沒用了,而是過(guò)時(shí)了!
七、A卡先進(jìn)技術(shù)之九:納入DX11的Tessellation技術(shù)
DX10.1改動(dòng)較少,未能帶來(lái)驚喜,所以很多玩家慢慢接受了N卡不支持DX10.1也無(wú)所謂的事實(shí)(但誰(shuí)也沒有料到NV變化這么快,又支持DX10.1了),并把希望寄托在了微軟下一代API DX11之上,而在DX11的五大主要特性當(dāng)中,我們發(fā)現(xiàn)有一個(gè)非常眼熟的技術(shù)——Tessellation。
沒錯(cuò),ATI第一代DX10核心R600(HD2900XT)中就整合了一個(gè)叫做Tessellation的特殊模塊,從HD2000系列開始、到HD3000再到如今的HD4000系列,ATI的每一款DX10顯卡都支持這項(xiàng)技術(shù),雖然還沒有任何一款游戲能夠支持該技術(shù),但ATI依然孜孜不倦的對(duì)它提供支持,因?yàn)锳TI堅(jiān)信——是金子總會(huì)發(fā)光的!
等到DX11正式接納Tessellation時(shí),這已經(jīng)是AMD的第六代技術(shù)了,真不容易
終于在DX11時(shí)代,微軟將Tessellation作為一項(xiàng)重要標(biāo)準(zhǔn)納入規(guī)范之中,這項(xiàng)被埋沒多年的技術(shù)得以重見天日。那么Tessellation究竟是何方神圣,讓ATI技術(shù)人員如此執(zhí)著,微軟到底是“禁不住軟磨硬泡”、“勉為其難”的吸納之,還是為其先進(jìn)的特性所傾倒,欣然接納之?故事還得從七年前的Radeon 8500系列談起……
關(guān)于Tessellation技術(shù),感興趣的朋友請(qǐng)參閱“七年磨一劍!DX11之ATI獨(dú)門絕技全解析”一文,本文不再贅敘。下面簡(jiǎn)要介紹Tessellation所能實(shí)現(xiàn)的效果:
Tessellation技術(shù)讓模型變得更加細(xì)膩
Tessellation是一種能夠在圖形芯片內(nèi)部自動(dòng)創(chuàng)造頂點(diǎn)、使模型細(xì)化、從而獲得更好畫面效果的技術(shù)。Tessellation能自動(dòng)創(chuàng)造出數(shù)百倍與原始模型的頂點(diǎn),這些不是虛擬的頂點(diǎn),而是實(shí)實(shí)在在的頂點(diǎn),效果是等同于建模的時(shí)候直接設(shè)計(jì)出來(lái)的。
而且,Tessellation過(guò)程被安排在了頂點(diǎn)著色之前,這就意味著Tessellation所創(chuàng)造出來(lái)的頂點(diǎn)全都可以參與Vertex Shader的處理和運(yùn)算。這些頂點(diǎn)所帶來(lái)的所有細(xì)節(jié),將具備所有特效。
經(jīng)過(guò)Tessellation智能拆嵌之后,模型精細(xì)了很多
拆嵌后再輔以各種陰影及著色效果,從而以很小的代價(jià)達(dá)到CG級(jí)別畫面
在R600發(fā)布時(shí),AMD拿出了一款CG級(jí)別實(shí)時(shí)渲染的Demo,其中被積雪所覆蓋的山體就是由Tessellation生成的。以往的演示Demo都是片面注重對(duì)主角的修飾,而背景往往只使用簡(jiǎn)單的紋理貼圖,而R600的這個(gè)Demo其背景和環(huán)境的精細(xì)程度甚至超越了主角Ruby。
《戰(zhàn)地:叛逆連隊(duì)2》宏偉的雪山場(chǎng)景
除了Demo之外,現(xiàn)在《戰(zhàn)地:叛逆連隊(duì)2》第一個(gè)跳出來(lái)聲援,號(hào)稱全球首款DX11游戲,該游戲使用了新版Frostbite Engine,當(dāng)年ATI演示R600 Ruby Demo的時(shí)候使用正是該引擎。戰(zhàn)地引擎的使用者不在少數(shù),看來(lái)Tessellation技術(shù)以及DX11很快就將進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段,臥薪嘗膽的Tessellation終于重見天日!
據(jù)DICE渲染架構(gòu)師Johan Anderson稱,從DX10到DX11的實(shí)際導(dǎo)入過(guò)程僅僅花費(fèi)了三個(gè)小時(shí),其中在代碼里搜索和替換相關(guān)部分最耗時(shí)間?,F(xiàn)在我們就不難理解戰(zhàn)地引擎升級(jí)支持DX11為何如此神速了,兩年前的戰(zhàn)地引擎就能支持Tessellation技術(shù),現(xiàn)在只不過(guò)是查找復(fù)制粘貼重新找回被閑置的代碼而已,那還不是輕車熟路?
八、ATI顯卡先進(jìn)技術(shù)回顧:性能功能全面的革命性整合平臺(tái)
我們不可否認(rèn)目前整合平臺(tái)的崛起和ATI的貢獻(xiàn)是密不可分的。2007年,沉默了將近1年的ATI芯片組,在投入“新東家”AMD懷抱后,終于交出了令人滿意的答卷。ATI 690G芯片組的發(fā)布,讓整合平臺(tái)煥發(fā)了第二春,而之后相繼推出的780G更是將整合平臺(tái)進(jìn)行了革命性的演變,成就了全能主板的誕生,而陸續(xù)推出的790GX則是錦上添花,拉開與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的距離。
整合平臺(tái)因690G而崛起:三大優(yōu)勢(shì)獨(dú)霸業(yè)內(nèi)
優(yōu)勢(shì)1:多媒體關(guān)鍵因素
當(dāng)時(shí)大部分主流芯片組均已提供對(duì)DX9.0C、HD視頻解碼的支持,但是支持HDMI接口的唯獨(dú)AMD 690G一款,是符合vista Premium徽標(biāo)需求的產(chǎn)品中的少數(shù)者。


此外,AMD 690G芯片組支持HD視頻解碼,包括對(duì)H.264/MPEG2/MPEG4的解碼,并且支持未來(lái)支持藍(lán)光/HD-DVD電影播放,尤其在CPU沒有足夠的速度解碼高分辨率的高清晰視頻下,HD視頻解碼將為CPU減輕負(fù)擔(dān)。此外,微軟還要求Premiun系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)支持多顯示器模式,用戶至少能夠使用兩臺(tái)顯示器,配備了DVI與D-Sub雙接口的AMD 690G也同樣符合這樣的需求。
優(yōu)勢(shì)2:影片畫質(zhì)提升,CPU占用率下降
AMD在690G整合芯片中加入了AVIVO視頻技術(shù),用以改善畫質(zhì)與視頻回放能力。
優(yōu)勢(shì)3:整合3D性能堪比獨(dú)顯且功耗低
當(dāng)時(shí)690G最明顯的優(yōu)勢(shì)就是整合3D性能的提升,主要來(lái)自兩項(xiàng)重要的改變:80nm制程、整合X1250顯示核心。
當(dāng)時(shí)的690G游戲性能相比同期對(duì)手提高30%
由于80nm工藝的引入,使得690芯片組核心面積縮小10%。80nm制程帶來(lái)了更低的功耗,當(dāng)然也使得簡(jiǎn)單的散熱片便足以完成芯片散熱的任務(wù),控制整機(jī)游戲功耗僅為110W以下。此外,與過(guò)去相比,690G芯片組提供了4組Pixel Shader(像素渲染)管線、2個(gè)Vertex Shader(頂點(diǎn)著色)引擎以及2個(gè)ROP(光柵化操作處理單元),在顯示核心上,與上一代產(chǎn)品相比,規(guī)格翻倍,性能堪比當(dāng)時(shí)1XXX級(jí)別的低端顯卡,消費(fèi)者怎么可能不心動(dòng)?
780G帶來(lái)整合革命:硬解高清/最全接口/板載顯存
性能升級(jí):集成了DX10的相當(dāng)于2400Pro級(jí)別的顯卡在780G的北橋中,集成了相當(dāng)于AMD的DX10低端顯卡2400Pro級(jí)別的整合顯卡,此款顯卡的代號(hào)為HD3200,初始為700MHz到800MHz。并將支持北橋緩沖內(nèi)存(LFB)技術(shù)通道。部分780G主板會(huì)自帶16-128MB的板載專用顯存“SidePort”,從而不再完全依賴系統(tǒng)內(nèi)存,因此有利于提高集成顯卡的性能。
提供最強(qiáng)硬件解碼UVD功能
780G硬件加速打開,1080P最高占用率不過(guò)7%
UVD相對(duì)于上一代的AVIVO以及NVIDIA當(dāng)時(shí)的解碼技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于,通吃H.264、VC-1格式的HDTV,通過(guò)大量的測(cè)試來(lái)看,UVD的實(shí)力的確非常強(qiáng)悍,可以毫不費(fèi)力的解壓40Mbps的高碼率視頻,雙核CPU的占用率可以下降至5%以下,即便是古老的賽揚(yáng)1.7這種低能CPU占用率也能控制在20%左右!
提供最全接口:VGA+DVI+HDMI+DisplayPort
目前來(lái)看無(wú)論高中低端780G都配備了最全的接口
接口方面,780G也毫不馬虎,提供了最全的接口配置,包括VGA、DVI、HDMI,甚至還將會(huì)提供DisplayPort接口。并且,780G為了通過(guò)HDMI同時(shí)輸出音頻和視頻信號(hào),RS780將集成音頻控制器。
正因?yàn)?80G的推出,令讓兩大芯片廠商如履薄冰,NVIDIA之后推出了MCP78芯片以抗衡780G,雖然在性能和功能上不相上下,但是過(guò)晚的推出,早已讓780G占盡先機(jī),自然無(wú)法輕易撼動(dòng)!而Intel推出的全新整合芯片組由于性能和功能的不足,都無(wú)法與圖形芯片出身的ATI與NVIDIA相抗衡,一時(shí)之間,在整合領(lǐng)域,ATI成為了NVIDIA與Intel不停追趕的目標(biāo)。
九、ATI顯卡先進(jìn)技術(shù)回顧:高清應(yīng)用出色/完美VC-1硬解碼
看到了上面的整合主板技術(shù),不禁讓筆者想起了有關(guān)高清硬解碼方面的一些技術(shù)及爭(zhēng)議。進(jìn)入DX10時(shí)代后,顯卡的3D引擎、核心架構(gòu)等都有了全新的變化。同樣對(duì)于視頻加速方面,NVIDIA與ATI也雙雙升級(jí)了自家的視頻加速技術(shù)(PureVideo和AVIVO),目的是在高清解碼過(guò)程中徹底解放CPU。
NVIDIA最先在G84/G86核心中加入了對(duì)H.264完全硬解碼的支持,但對(duì)于VC-1依然是半硬半軟的解碼方式,NVIDIA認(rèn)為,VC-1的壓縮率比H.264低,而且碼率一般也不高(VC-1大概20Mbps左右,H.264是30-40Mbps),VC-1的前途未卜不會(huì)是主流,因此不支持VC-1的完全硬解碼也無(wú)大礙,聽起來(lái)確實(shí)很有道理。
ATI稍稍晚了一步,在G84/G86發(fā)布兩個(gè)月后ATI推出了RV630/RV610,內(nèi)部整合的UVD解碼模塊對(duì)于H.264和VC-1提供了無(wú)差別完全硬解支持,真正做到了徹底解放CPU的目的,UVD確實(shí)要更完美一些。
PureVideo HD技術(shù)直到第三代才解決了VC-1完全解碼
也許NVIDIA忽視了微軟的影響力(VC-1是微軟的標(biāo)準(zhǔn)),雖然微軟領(lǐng)導(dǎo)的HD-DVD光盤標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)敗北,但VC-1編碼依然有很多藍(lán)光影片在使用,而且碼率越來(lái)越高,對(duì)CPU資源的消耗也水漲船高。更令人意想不到的是,入門級(jí)CPU的性能不升反降(為了追求低功耗,超低壓?jiǎn)魏颂幚砥?,以及Atom這種順序處理器成為主流),這些處理器根本無(wú)法軟解VC-1視頻,NVIDIA半軟半硬的方案也力不存心。
終于,NVIDIA再次妥協(xié),順應(yīng)歷史潮流推出了第三代視頻解碼方案(VP3),對(duì)于H.264、VC-1、MPEG2三大編碼提供了無(wú)差別完美硬解支持,代表產(chǎn)品就是入門級(jí)的G98核心,以及整合芯片組MCP78、MCP7A、還有之后的離子平臺(tái)。不過(guò),完美的硬解僅限入門顯卡及整合顯卡,NVIDIA的中高端顯卡依然不支持VC-1硬解,這一點(diǎn)不如ATI顯卡徹底。
● 高清解碼之爭(zhēng),未分勝負(fù)還是勝負(fù)已分?
以現(xiàn)在的眼光來(lái)看,NVIDIA的VP3引擎確實(shí)要比ATI的UVD2.0更加強(qiáng)大,NVIDIA除了H.264與VC-1外,還對(duì)MPEG2提供了完全硬解,而UVD忽視了MPEG2,并非完全硬解;另外NVIDIA領(lǐng)先ATI實(shí)現(xiàn)了雙流解碼(高清畫中畫或同時(shí)硬解兩部HDTV)以及GPU倍線視頻技術(shù)。
但是,NVIDIA的做法很令人費(fèi)解,自己不支持的時(shí)候就避而不談,或者旁敲側(cè)擊對(duì)方比自己先進(jìn)的技術(shù),等到自己能夠支持、甚至變得更強(qiáng)的時(shí)候反而變得極其低調(diào),堂堂八尺男兒緣何羞于見人?這不由得讓筆者聯(lián)想到了美蘇爭(zhēng)霸時(shí)期,第一顆人造衛(wèi)星、第一艘載人飛船、第一次登月永遠(yuǎn)是最強(qiáng)的,在競(jìng)爭(zhēng)激烈的尖端科技領(lǐng)域只有第一沒有第二,你可以說(shuō)你的衛(wèi)星比對(duì)手更重、飛船飛行時(shí)間更長(zhǎng)、各種各技術(shù)參數(shù)更優(yōu),但你已經(jīng)輸了。
Folding@home是一個(gè)研究蛋白質(zhì)折疊、誤折、聚合及由此引起的相關(guān)疾病的分布式計(jì)算工程,也是一個(gè)分布式計(jì)算的項(xiàng)目。世界各地來(lái)的人下載運(yùn)行這個(gè)客戶端程序,彼此組合在一起構(gòu)成了世界上最大的超級(jí)計(jì)算機(jī)之一。每一臺(tái)參與的計(jì)算機(jī)都使蛋白質(zhì)折疊項(xiàng)目更接近成功一步。Folding@home把分布式運(yùn)算和革新的計(jì)算方法有機(jī)的結(jié)合在一起,使人類能解決比以前碰到的困難無(wú)數(shù)倍的問(wèn)題。最開始F@H僅支持CPU,后來(lái)加入了對(duì)PS3游戲機(jī)的支持,但同樣是使用內(nèi)置的CELL處理器做運(yùn)算。F@H因ATI的加入為GPU計(jì)算翻開了新的一頁(yè),如今F@H第二代GPU客戶端已經(jīng)能夠支持ATI和NVIDIA的全系列DX10 GPU。
根據(jù)官方排名來(lái)看,NVIDIA早已后來(lái)者居上,GPU所貢獻(xiàn)的運(yùn)算量也超越所有CPU總和,甚至超過(guò)了PS3,而參與運(yùn)算的GPU數(shù)量卻要比CPU少很多。ATI GPU的表現(xiàn)也不差,僅次于NVIDIA和PS3,從表中可以看出ATI GPU數(shù)量要比NVIDIA少,這可能是A卡市場(chǎng)占用率不夠高、ATI推廣不力、或AFan不夠積極所致。
● GPU視頻編碼:ATI率先實(shí)現(xiàn)、NVIDIA全面超越
ATI同樣是GPU視頻編碼的鼻祖,還是在X1000時(shí)代,ATI在催化劑驅(qū)動(dòng)中集成了一款名為Avivo VIDEo Converter的小工具軟件,該工具能夠?qū)⒊R娨曨l轉(zhuǎn)換為手持設(shè)備(iPod、PSP等)支持的格式,速度比單純CPU編碼快好幾倍。
雖然當(dāng)時(shí)Avivo的速度非???,但據(jù)測(cè)試表明該軟件似乎跟GPU的處理能力沒關(guān)系,X1300/X1600/X1800/X1900的編碼速度幾乎相同,而且ATI的新顯卡(HD2000/3000/4000)并不支持Avivo編碼器。隨后Avivo被破解,使得它能夠應(yīng)用在所有DX9/DX10顯卡(包括N卡)上面,于是很多人懷疑Avivo只是一個(gè)打著GPU的幌子、通過(guò)犧牲畫質(zhì)換取速度的CPU編碼工具!時(shí)過(guò)境遷,當(dāng)Avivo編碼器快被眾人所遺忘,Badaboom大出風(fēng)頭之時(shí),ATI在2008年最后一款催化劑驅(qū)動(dòng)8.12當(dāng)中重新啟用塵封已久的Avivo編碼器。
雖然名稱沒變,但ATI稱這個(gè)小工具基于Stream流處理技術(shù)重新編寫,僅支持HD4000系列顯卡,速度更快,而且同樣堅(jiān)持完全免費(fèi)的策略。這對(duì)于垂涎Badaboom已久的A卡用戶來(lái)說(shuō),的確是個(gè)不小的驚喜。
根據(jù)國(guó)外媒體的測(cè)試結(jié)果,ATI在轉(zhuǎn)碼速度上擁有更強(qiáng)大的實(shí)力,然而卻也使用了更多的CPU占用率作為代價(jià),作為集CPU于GPU于一家的AMD來(lái)說(shuō),并不在意GPU應(yīng)用時(shí)CPU占用率的高低,不需要去刻意的控制CPU占用率,這或許也是它速度更快的一大原因。ATI稱:Avivo視頻轉(zhuǎn)換器僅使用GPU完成視頻編碼中的一部分工作,具體的說(shuō),GPU目前僅負(fù)責(zé)視頻編碼過(guò)程中對(duì)運(yùn)算能力最敏感,最適于GPU應(yīng)用的“運(yùn)動(dòng)估算”部分。由于在視頻編碼中交給GPU的負(fù)載是固定的,因此該過(guò)程中的GPU占用率可能因型號(hào)的不同而出現(xiàn)高低不等的現(xiàn)象。
NVIDIA雖然速度稍慢,卻在輸出的畫質(zhì)上明顯高于ATI,CPU占用率也要低出不少。就兩者看來(lái),并沒有一個(gè)明顯的贏家,都體現(xiàn)出了GPU的并行計(jì)算能力,雖然Avivo速度更快,支持格式更多,但輸出質(zhì)量結(jié)果并不完美。Badaboom輸出畫質(zhì)質(zhì)量高,界面精美,但速度比Avivo慢,支持格式也相對(duì)有限。
● GPU通用計(jì)算,NVIDIA CUDA大出風(fēng)頭
雖然許多GPU通用計(jì)算的概念最早由ATI提出并率先應(yīng)用,但NVIDIA的標(biāo)量流處理器架構(gòu)已經(jīng)后來(lái)者居上,在很多方面都比ATI做得好,不過(guò)喝水不忘挖井人,NVIDIA雖然通用計(jì)算領(lǐng)域風(fēng)頭正勁,但是ATI所付出的努力也是不可磨滅的。看看AMD近年來(lái)所做出的努力也是顯而易見的,對(duì)于GPU功能的開發(fā)也是緊追不舍,并沒有落后NVIDIA太多。
NVIDIA和ATI從3D游戲戰(zhàn)場(chǎng)打到了通用計(jì)算領(lǐng)域
回想過(guò)去,當(dāng)ATI率先提出GPU通用計(jì)算時(shí),很多人都以為這是天方夜譚,也不知道何年何月才能得償所愿。如今,只花了兩三年時(shí)間,GPU就已經(jīng)在科學(xué)研究和超級(jí)計(jì)算領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展,在民用市場(chǎng)也開始遍地開花。
也許你會(huì)為NVIDIA通用計(jì)算推廣力和實(shí)施力感到驚嘆,也許你也會(huì)為ATI因AMD收購(gòu)而浪費(fèi)了兩年崛起的時(shí)光,但是無(wú)論倡導(dǎo)者還是領(lǐng)導(dǎo)者同樣值得我們?nèi)ソo于崇高的敬意。
全文總結(jié):ATI在顯卡領(lǐng)域貢獻(xiàn)不可磨滅
寫了那么多超前的技術(shù),但無(wú)可避免的要回到原點(diǎn),顯卡最重要的還是性能和功能。而這兩方面偏偏是ATI的弱點(diǎn),性能方面ATI一直苦苦追趕縮小差距,功能方面Stream+DX10.1也完全被CUDA+PhysX所壓制。
由于ATI被AMD收購(gòu)耽誤了不少時(shí)間,加之Intel渾水摸魚挖走了不少人才,導(dǎo)致從DX10時(shí)代開始ATI就一直處于落后的地位。此后ATI痛定思痛、臥薪嘗膽,不斷改進(jìn)和優(yōu)化架構(gòu),終于在HD4800時(shí)代打了一場(chǎng)漂亮的翻身仗,令對(duì)手措手不及。但NVIDIA的GPU無(wú)論晶體管、流處理器還是顯存位寬都有明顯優(yōu)勢(shì),因此主動(dòng)權(quán)仍在NVIDIA手里,性能方面ATI始終占不到便宜。
不過(guò)ATI在HD4000時(shí)代的設(shè)計(jì)理念卻是成功的,較小的核心和顯存位寬在成本方面有明顯優(yōu)勢(shì),HD4000結(jié)束了N卡的暴利時(shí)代,將對(duì)手龐大的GTX200核心拉下馬,被迫在主流市場(chǎng)進(jìn)行價(jià)格肉搏戰(zhàn)。如果您享受到了千元價(jià)位的GTX260+,那么也得感謝ATI的這些先進(jìn)技術(shù)和設(shè)計(jì)。
總體來(lái)看,NVIDIA給人的感覺就是成熟、保守、踏實(shí)、務(wù)實(shí),每款產(chǎn)品都很在意成本控制,處處透露著商業(yè)的氣息,追求利潤(rùn)最大化,每年都會(huì)有非??捎^的財(cái)報(bào)(經(jīng)濟(jì)危機(jī)特殊時(shí)期除外)。而ATI則是努力追求完美卻很難達(dá)到,在做工、新工藝、新技術(shù)方面很激進(jìn),甚至甘愿冒險(xiǎn)一試,當(dāng)然代價(jià)就是經(jīng)常有不成熟的產(chǎn)品或技術(shù)。
俗話說(shuō),勝敗乃兵家常事,在全球性經(jīng)濟(jì)危機(jī)的惡劣環(huán)境下,被收購(gòu)的ATI依然能夠頂住壓力堅(jiān)持自己激進(jìn)冒險(xiǎn)派的風(fēng)格,著實(shí)難能可貴。那么ATI接下來(lái)的全球首顆40nm+DX11 GPU能帶給大家什么樣的驚喜呢?我們一同拭目以待!■
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