[技术] CrossFire的渲染模式

　　与SLI相比，ATi推出的CrossFire最具争议的一点莫过于主从卡的设计，在CrossFire系统中，用户需要一块主卡和一块从卡，通过主卡上特有的控制芯片分配渲染任务，实现双卡共同协作运行。但就架构而言，CrossFire无疑比SLI更先进，不仅是基于硬件的资源分配比基于软件的更高效，而且CrossFire可以实现的渲染模式更灵活，它可以支持交替页框渲染（Alternate Frame Rendering）、页框分离渲染（Scissor）和瓦片分离渲染（SuperTiling）三种渲染方式。

　　CrossFire 系统有四种可能的显示模式：

　　瓦片分离
页框分离模式
交替帧渲染
超级消除混叠

　　前三种模式以性能为导向，而“超级消除混叠”模式则以质量为导向。每种模式均采用不同方法在多个 GPU 之间分摊渲染 3D 图像所需的工作负荷。在任意特定时刻只能有一种模式处于运行状态。

　　启动 3D 应用程序时，ATI Catalyst 显示驱动程序将自动选择三种性能模式中的最佳模式，而无需用户干预。用户还可以通过在 Catalyst Control Center 中选择新的“超级消除混叠”模式来选择提高图像质量。

瓦片分离

　　在此模式下，要渲染的每个帧会以交错棋盘图案分成多个瓦片，这样即可为两个 GPU 各分配半数瓦片。每个瓦片均保持为一个 32x32 像素的相对较小的正方块，因此无论显示器上当前渲染的是何内容，这种方法都可以很好地在各个 GPU 之间平衡工作负荷，同时这样做不需要任何额外的软件开销。

　　“瓦片分离”的优点是能够与几乎任何 3D 应用程序一起工作。不过，有少数应用程序采用“瓦片分离”工作负荷分配无法获得最佳性能。对于这些特殊情况，可以使用“页框分离模式”。

页框分离模式

　　在此模式下，每个帧分割成两部分，每一部分由一个 GPU 进行处理。系统会为每个应用程序自动确定理想的配置。

　　尽管通常采用“页框分离模式”分摊工作负荷不如使用“瓦片分离”有效，但在少数情况下，前者可能更为有效。为了最大程度地提高兼容性和性能，CrossFire 对该模式提供支持。

交替帧渲染 (AFR) 模式

　　在此模式下，所有偶数帧在一个 GPU 上进行渲染，而所有奇数帧在另外一个 GPU 上进行渲染。在这两个 GPU 上完成渲染的帧将被发送到 CrossFire 版本卡上的“合成引擎”，然后“合成引擎”再将其发送到显示器上。在所有可用模式中，由于 AFR 允许两个 GPU 独立工作，因此其具备最大的性能提高潜力。该模式同时也是唯一一个可将两个 GPU 的处理性能共同发挥到极致的模式。

　　此模式的主要局限是无法在当前帧的外观取决于先前帧中所生成数据的应用程序中使用，这是因为 AFR 会在不同 GPU 上同时生成连续的帧。在这些情况下，应改用“瓦片分离”或“页框分离模式”。

超级消除混叠模式

　　消除混叠 (AA) 渲染技术旨在消除所渲染的 3D 图像中常见的锯齿边缘、闪烁及像素化问题。消除混叠不是仅仅通过在像素中心的一个位置采样来确定每个像素在屏幕上的颜色，而是在每个像素内的多个位置采样，然后将结果混合在一起来确定最终颜色。

　　采用 SmoothVision HD 技术的最新一代 ATI Radeon GPU 使用了一种称为“多重采样消除混叠”(MSAA) 的方法。这种方法从每个像素内的 2、4 或 6 个可编程位置采样，然后使用 gamma 校正样本混合对多边形边缘进行高质平滑处理。利用 SmoothVision HD 的可编程采样功能，CrossFire 新增的“超级消除混叠”模式提高了 CrossFire 系统上的消除混叠质量。

　　该模式的工作方式是让每个 GPU 渲染同一个启用了消除混叠功能的帧，但对每个帧分别使用不同的采样位置。当两个版本的帧都完成后，会在 CrossFire 的“合成引擎”中将其混合在一起。最终得到的图像效果是样本数的两倍，因此 4x 和 6x 的“消除混叠”将分别变成 8x 和 12x 的“超级消除混叠”。

　　有些类型的纹理（尤其是那些具有透明部分的纹理）可能会显现通过 MSAA 技术消除不了的混叠。在这些情况下，可以使用另一种形式的消除混叠（称为“超级采样消除混叠”(SSAA)），因为它会影响图像中的每一个像素。尽管该模式的运行速度通常比 MSAA 慢，但藉由多个 GPU 的强大能力，SSAA 变得非常实用。

　　SSAA 首先以高于显示器输出的分辨率来渲染场景，然后再通过降低采样率将其变回到显示器的分辨率。这种方法通常有两大缺点：一是它需要比正常情况渲染多得多的像素，从而会对性能造成巨大影响；二是它会导致一个有序的网格采样样式，从而在对某些类型的锯齿边缘进行消除混叠处理时效果很差。CrossFire 的“超级消除混叠”克服了上述两个问题。它利用第二个 GPU 来渲染每个帧所需的附加像素，因此对性能影响很小或根本没有影响。它还能利用一种更为有效的采样样式，这种采样样式可以更好地对接近水平和接近垂直的边缘进行消除混叠处理，从而使图像总体质量得以改善。

　　新的“超级消除混叠”模式中有两种模式组合使用 MSAA 和 SSAA 来达到终极图像质量。它们的工作方式是不仅在每个 GPU 上使用不同的多重采样位置，而且还略微偏移了像素中心。实际上，每个 GPU 都会从不同的视点来渲染图像，视点之间大约相隔半个像素的宽度。新的 10x 和 14x 的“超级消除混叠”模式就是以这种方式运行的，它们将 2x SSAA 分别与 4x 和 6x MSAA 合并在一起。

　　这两种模式可与 SmoothVision HD 的“各向异性过滤”(AF) 配合工作。

　　用户可通过 ATI Catalyst Control Center 界面启用新的“超级消除混叠”模式。

　　就对显卡性能的有效利用而言，瓦片分离是三种渲染模式中表现最理想的。唯一的困扰是软件的兼容问题，目前只有极少数游戏和程序支持这种渲染方式。而且OpenGL几乎无法支持这种渲染方式。也正是因为这样，无论是CrossFire还是SLi都同时支持多种渲染技术，以便可以根据实际情况选择合适的模式。