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2006-08-20 23:14:33

瓶颈在谁?论CPU和显卡的合理搭配!

                                      

我需要什么样的CPU?需要配什么样的显卡?怎么样才能尽量用最少的投资升级来获得高性价比的系统,这是一个DIYer们长久以来不断争论的话题。如今,CPU、显卡的进化速度越来越快。我们的老 AMD XP、老 P4 如何升级?升级 CPU 还是显卡?新攒机用什么主流显卡好?X700?6600?6600GT?6800?SLI?面对众多的疑惑,许多攒新机和计划将老机器升级的玩家们都迷了眼。

        接下来的文章,所有的测试都将围绕着CPU与显卡搭配的话题。有一点需要说明,因为这篇文章比较长,因此不建议玩家们一次看完,感兴趣的朋友可以分几次阅读。

        如今的游戏,单单从图象的生成来说大概需要下面四个步骤:

        一、Homogeneous coordinates 
        二、Shading models 
        三、Z-Buffering 
        四、Texture-Mapping

在这些步骤中,显示部分(GPU)只负责完成第三、四步,而前两个步骤主要是依靠 CPU 来完成。而且,这还仅仅只是3D图象的生成,还没有包括游戏中复杂的AI运算。场景切换运算等等……无疑,这些元素还需要CPU去完成,这就是为什么在运行《魔兽世界》的时候,当场景切换时再强劲的显卡都会出现停顿的现象。

        现在,市场上可以选择的CPU产品线非常的丰富,最近Intel和AMD又有64位新产品加入,64位赛扬和64位闪龙,引起了DIYer和玩家的广泛关注。


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对于这样通过FX-57调整实际工作频率来模拟 低端、主流、高端 CPU 的方法,无论从频率的角度,包括核心的优势,缓存大小的优势,总线的优势,都有考虑到这次的模拟中。比如说AthlonXP1600+的实际频率为1.4GHz。我们考虑到FX-57的核心、二级缓存、总线优势所以只用实际的1GHz来模拟。不知道各位网友是如何我们这种做法的。

        本次的测试我们选择了以下的显卡:

        X700 (425MHz / 800MHz)

        6600GT (500MHz / 1000MHz)

        6800 Ultra (425MHz / 1100MHz / 256MB)

        X800XT PE (520MHz / 1120MHz)

        6800 Ultra SLI (425MHz / 1100MHz / 512MB)

        参测的显卡都是主流,支持DirectX 9 的显卡,DIYer和玩家对于它们如何搭配CPU是比较关注的。

        内存方面仍然使用 1GB 的 Corsair CMX512-3200XL (时序 2-2-2-5)  DDR 400 。
测试方案:各种搭配循序渐进

        测试软件一:3DMark05



讨论CPU与显卡的搭配,基准测试项目自然少不了,因为本次参测的显卡都是X700级别以上的,所以我们采用了3DMark05。

        测试软件二:DOOM3


 DOOM3在我们的大测试中主要体现游戏系统在OpenGL系列游戏中的表现,测试时我们采取连续播放Demo1的测试方法,多次测试取平均值。OpenGL 类 FPS 游戏玩家应该关注 DOOM3 的测试结果分析。

        测试软件三:Farcry v1.3


Farcry 主要体现游戏系统在 DirectX9 游戏中的表现,我们采取连续播放 PC Games Hard Demo 的测试方法,多次测试取平均值。Farcry 对硬件的需求比较高,PC硬件系统在Farcry中的性能可以体现该系统在DriectX9游戏下的性能,所以一些喜欢单机游戏的玩家,还有大型网络游戏,比如《魔兽世界》应该关注Farcry的测试。

        为了不让本次的测试过于庞大,我们选择的测试项目不多,但是包括了基准测试应用,OpenGL类游戏和DirectX9类游戏的表现。

        所有的测试项目我们都测取2项成绩,分别是:

        基准的 1024*768 默认设置,关闭抗锯齿(AA)和各向异性过滤(AF);

        和 1280*1024  开启4倍抗锯齿(AA)和8倍各向异性过滤(AF)

        考虑到不同玩家的需求,我们分别选择了 普通分辨率且无特效的情况 和 较高分辨率高特效的情况。并做对比,分析变化的现象。我们接下来就开始进行各种搭配进行循序渐进的测试,看看在什么情况下,谁是瓶颈?

低端CPU,我很丑但是我很温柔

        我们先来讨论低端CPU和显卡的搭配。我们将FX-57实际工作频率调整到200MHz*5=1.0GHz,大家可以把它当成一块AthlonXP1600+。与之同档次的产品还有 Pentium 4 1.5/1.6GHz,目前不少玩家都用这类档次的CPU搭配9550;FX5200;甚至MX440在使用。那么这样的搭配合理吗?需要升级吗?要升级是升级CPU还是升级显卡?

        首先来看基准测试应用(3DMark05)


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我们看到在AthlonXP1600+ 的效能下,512MB 版的 6800U SLI 系统只比 256MB 版的 6800U 单显卡成绩提高14%,这显然和真正 6800 U SLI 的性能提升不符。很明显,低端CPU成了6800U SLI 这样的高端显示方案的瓶颈。

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当我们开启更高分辨率 1280*1024 和 高特效 4X AA / 8X AF 的时候。3DMark05的得分比之 1024*768 分辨率 No AA / AF 更加惨不忍睹,这也是正常的,可唯一例外的是 6800 U SLI 系统。它的超强性能使之在CPU低效能的情况下,处理高分辨率和 AA / AF 特效而速度几乎没有什么损失。可以说,3DMark05是十分依赖显卡性能的,低端CPU可以说我很“丑”但是很“温柔”。各显卡的得分虽然低,但是得分基本上可以反映大家的性能差距。可大家毕竟不都是测试狂,我们买东西回来是要玩游戏的,那么接下来的实际游戏应用更能说明问题。

        OpenGL游戏应用

        先来看看DOOM3 中 1024*768分辨率 No AA / AF 的性能对比。


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我们可以看到,各显示卡的性能几乎是一样的。X700稍微低了一些,但是6600GT以上显卡的差距几乎没有拉开。很明显,是“AthlonXP1600+” 限制了高级显卡的作用。

        但是,从另外一个角度可以说明:一些以前的老机器,比如Athlon XP 1800+或者Pentium 4 1.8A的玩家们,升级一块6600GT  AGP 就可以在1024*768分辨率 No AA / AF 的情况下(目前大多数玩家都用这样的设置进行游戏)DOOM3玩得很爽,再升高级一点的显卡就没有意义了。想来挺值的,算是打了个性能擦边球。


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当DOOM3 开启 1280*1024*32 4X AA / 8X AF 以后,显卡的性能都有所下降,这次连 6800 U SLI 都不能幸免。“AthlonXP1600+” 甚至让 X800XT PE 与 6800 U SLI 系统性能没有什么差别,实在是让人着急。看来,用高分辨率、高倍抗锯齿和高倍各项异性过滤的设置来玩游戏不属于这一级别的CPU。

        DirectX9.0 游戏应用

        “AthlonXP1600+”@ 1024*768*32 NO AA / AF 下各显卡Farcry 的性能对比:

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不用说了,从图中就可以看到,“AthlonXP1600+” 让大家的Farcry 性能都一样。使用老机器玩家(比如Athlon XP 1800+或者Pentium 4 1.8A),如果你不太喜欢DOOM3这样的OpenGL FPS游戏,而比较喜欢支持 DirectX 9 特效的游戏,那么升级 X700 AGP 是不错的选择。

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再改成高分辨率,高特效 1280*1024*32 4X AA / 8X AF 的情况,高端显卡比之1024*768*32 NO AA / AF 没有什么变化,但是主流显卡 6600GT 和 X700 的性能又有所下降。而且FPS也下降到了让人无法忍受的程度(FPS < 20),因此依然不建议玩家在低端平台上使用高分辨率,高级特效玩DirectX 9 游戏。

        低端平台小结:显卡的升级还是十分必要的,CPU虽然“年老色衰”,但是一块主流显卡仍然可以让整个平台“风韵忧存”。这么来看,6600标准版AGP,X700 AGP,6600GT AGP 是比较合适的选择。当然,即便升级为主流显卡,高分辨率高特效玩游戏不属于这类平台的玩家,想要更多的享受和刺激,只能关注我们下面分析的主流平台了……

主流CPU,是骡子是马?拉出来遛遛

        现在大家再攒新机,主流配置应该选择Pentium 4 3.0GHz 这一级别的CPU,其它与之性能相当的还有AMD A64 2800+、3000+、P4 2.8C、3.0C、P4 530 、或者超频后的754 闪龙和赛扬D……我们应该选择什么样的显示卡才能发挥主流CPU的性能吗?需要搭建 SLI 系统吗? 

        我们将FX-57调整到了200MHz*8.5=1.7GHz ,目的是模拟AMD A64 3000+,这也是市面上比较常见的主流CPU了。

        基准测试应用


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3DMark05的测试非常明晰,基本上各显卡在“A64 3000+”的支持下都可以发挥出自己正常的水平。“A64 3000+”可以区分出各显卡在基准测试中的位置,可谓,众显卡们是骡子是马?拉出来遛遛就知道了。
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和前面的测试方法一样,我们提高分辨率至1280*1024 打开 4X AA / 8X AF 之后,各卡也基本反映出了自己的性能,6800 U SLI 的系统得分下降相应要少一些,这应该得宜于双卡强大的图形处理能力。

        OpenGL游戏应用


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换到真实OpenGL游戏,我们却发现在 1024*768 NO AA / AF 的情况下,刚才在3DMark05测试中表现突出的 6800 U SLI 并没有获得比6800 U 单卡 或 X800XT PE 单卡提升许多的成绩,6800 U SLI 仅仅比 6800 U 单卡提高了10 FPS。这不禁让我们开始怀疑是否”A64 3000+“也成了6800 U SLI 的瓶颈?

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再换成高分辨率/高特效,SLI 发挥出了一点优势,6800 U SLI 一改刚才 1024*768 分辨率下的“颓势”,速度优势体现出来了。它比非SLI 的 6800 U 成绩提高了近1倍!

        DirectX9.0 游戏应用


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换到DriectX 9 游戏这一边,在“A64 3000+”的支持下,各卡又生成成一种拉不开绝对差距的混沌状态,顶级的 6800 U SLI 系统只比 X700 高12~13 FPS,中间各卡差距则更小。

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第二组DirectX9游戏测试取样依然来自是高分辨率、高特效下的Farcry。6800 U SLI 的成绩几乎没有下降,而其它显卡的成绩均有下降,而且幅度还不小,其中X700、6600GT已经让游戏很难在1280*1024 4X AA / 8X AF 下顺畅运行。(FPS<20)

        主流平台小结:各显卡在主流平台的支持下开始发挥自己的“能力”。而且玩家攒主流的机器动机我们也无法掌握,但是如果只开普通分辨率和特效进行游戏,6600GT也足够用,高端单卡,比如X800XT PE,6800 Ultra 在普通分辨率下性能提升有限,而开更高分辨率和特效情况也不是很好,可以说处于一种进退两难的地步。对于主流平台而言,笔者认为没有搭建高端SLI的必要,因为从测试成绩上来看,性能虽然提升,但与之付出的价钱比较,性价比不足。 

顶级CPU,千里马常有,而伯乐不常有!

        俗话说:千里马常有,而伯乐不常有。 先看基准测试。


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当CPU从之前的“A64 3000+”升级到目前桌面单核顶级CPU——FX-57。我们看到了众显卡的3DMark05得分还在升,相比其它卡而言,6800 U SLI 的提升多一些,也就是说,如果有更强力的CPU支持,高端显示解决方案的性能可能还有较大提升空间。
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3DMark05换成高分辨率 / 高特效测试,各卡的性能对比比较明显,6800 Ultra SLI 系统继续大幅度领先。

        OpenGL 游戏测试


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游戏DOOM3的测试,6600GT 比 X700 提升20 FPS,6800 U 比 6600GT 强17~18 FPS,X800XT PE 比 6800 U 高13  FPS,6800 U 又比 X800XT PE 提升25 FPS 。各卡在 FX-57 的支持下比刚才的“A64 3000+”的差距要明显。6800 U SLI 的DOOM3 FPS 甚至冲到了吓人的126.3!

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请大家注意这张测试图,在顶级桌面处理器FX-57的支持下,1280*1024 4X AA / 8X AF 让除了 SLI 系统之外的显卡都现了形,惟独  SLI 系统独孤求败,之前的”AMD XP 1600+“和”A64 3000+“都没有出现这样明晰的测试结果,6800 U 虽然满腹经纶但是却完全没有用武之地,而现在,千里马终遇伯乐。6800 U SLI 强大的图形处理能力加上顶级CPU的搭配让1280*1024 4X AA / 8X AF 玩 DOOM3也变成了很轻松的事情。(几乎平均100FPS,岂不是跟CS1.5一样了?)

        DriectX 9 游戏测试:


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经历过刚才DOOM3超过100FPS的兴奋,再来看Farcry这边,在默认1024分辨率下,高端显卡比主流显卡性能提升,但是SLI依然很郁闷。只比X800XT PE 高不到10FPS显然不能另人满意。看来还只有高分辨率 / 高特效 才能发挥SLI的优势。

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果不其然,1280*1024 4 AA / 8 AF 下,6800 U SLI 性能几乎没有变化,其余各卡有不同程度的下降,是高端CPU拉开了各卡的成绩,同时也得益于SLI 的强大图形处理能力。高端单卡(X800、6800U)在这样的条件下玩游戏也是可以的,不过主流显卡就不行了。看来1280*1024 4 AA / 8 AF 的DX9游戏还是对显卡有很高要求的。
X700 应该配什么CPU?

        经过前面对不同级别CPU的讨论,下面的内容主要讨论各显卡比较好的搭配,大家可以根据自己的需要来关注。

        那么X700应该配什么CPU呢?经过前面的铺垫,现在这个问题已经比较容易解答。请看下面的比较,分别是OpenGL游戏和DX9游戏在 不同分辨率/特效下的 速度变化。


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测试成绩图绿色柱的是1024*768分辨率无特效,橘黄色柱是1280*1024 4 AA / 8 AF 的成绩。我们首先看到开启特效后速度下降的比较厉害,比一倍还多!而且X700在 底端、主流、顶级CPU平台变化的时候,性能几乎没有什么改变。看来“Athlon XP”级的CPU就能“伺候好”X700。

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再来看看DX9游戏,我们看到,仅仅在CPU从低端过度到主流的时候,X700的默认分辨率/无特效情况下性能有所提升。同样,开高分辨率/高特效都会让游戏“卡”的像在看幻灯片。

        所以,如果你是一个老的OpenGL游戏狂热者,比如CS1.5 、1.6 或者是老CPU等待升级的话,X700是个不错的选择。

6600GT 应该配什么CPU?

        6600GT 现在在市场上很热,通过这次的测试,我们更加理解了这一点。


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OpenGL游戏DOOM3,我们看到,在低端/主流CPU的支持下,6600GT都有不错的表现(如果你不使用高分辨率/高特效)。大多数玩家如果采用1024*768分辨率,6600GT 就可以让DOOM3 很流畅!当然,如果CPU再提升,6600GT的性能也不会有提升,它只适合 低端/主流 的 CPU。并且可以将 CPU 的性能充分发挥。 
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DX9方面与OpenGL类似,6600GT 无论是老CPU升级 或者 攒新机 搭配主流CPU 都比较合适。只有一点,6600GT如果运行DX9游戏,单从速度角度而言比X700要慢一点点。OpenGL方面则强过X700不少。笔者认为,6600GT之前在市面上受宠的原因可能就是性能比较合适一些既追求速度,又预算有限的玩家,是性价比比较高的产品。
6800U 应该配什么CPU?

         nVIDIA较顶级的单卡(仅逊于7800GTX),6800 Ultra 又应该如何搭配CPU呢?


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先看DOOM3,作为OpenGL游戏应用,或许主流CPU就足够支持6800 U 了,CPU 提升到 顶级桌面系统 FX-57,性能提升或许并不能另发烧友满意。此外,如果使用 高分辨率/高特效 6800 U 似乎也能应付。此时,高端显卡的优势得以体现,DOOM3还是比较依赖显示卡的。
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再来看看DX9游戏应用,低端CPU明显吃力!主流到顶级CPU,6800 U 的性能又得以较大幅度的提升。看来,DX9游戏更偏向CPU一些,如果你喜欢玩DX9特效的游戏,CPU看来还是越快越好。

         关于6800 Ultra 的 CPU 搭配,关键要看你的应用!如果你是OpenGL游戏爱好者,那么主流CPU就可以发挥6800 Ultra 的性能潜力,如果你是DX9特效游戏发烧友,那么CPU每提升一点,性能将成线性提升。

X800XT PE 应该配什么CPU?

         从测试成绩图可以看出,情况和6800 Ultra 类似,毕竟都是高端单卡,产品定位类似。关键还是要看你的应用!


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建议,主流或顶级桌面CPU与之搭配!
6800U SLI /  G70 应该配什么CPU?

         目前6800 Ultra 的 SLI 系统以及 7800 GTX 单卡;7800 GTX 的 SLI ;以及 X850XT PE 的 CrossFire 这几种组合被我们称作顶级显示解决方案,从本次的大型测试结果来看,这类搭配主要受CPU性能的限制,性能还很难以发挥到极限。自7800 GTX 发布以来,不少发烧友采用它的SLI系统再进行超频,不断冲击3DMark05的世界记录。值得关注的是,每次的记录打破都是CPU频率的一点点提升而实现的。由此不难发现,CPU已经成了顶级显示方案的瓶颈。看下图


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OpenGL方面,CPU提升,性能与之成线性,即使遇到FX-57这样的“怪物”6800 U SLI 好象还有提升的空间,更不要说7800 GTX SLI 了。另外,高分辨率 / 高特效的设置下,性能随着CPU的提升而提升。大家不妨看之前主流显卡的测试成绩,高分辨率 / 高特效的设置下CPU提升,成绩几乎不发生变化,也就是说,CPU基本上已经发挥了显卡的极限。
按此在新窗口浏览图片大家看主流显卡6600GT在CPU从主流升级到顶级之后游戏性能几乎没有变化
再来看DirectX 9 游戏



按此在新窗口浏览图片DX9方面的情况如出一辙,特别要注意的是,高分辨率/高特效的设置下 性能几乎没有下降!SLI 显示系统处理高分辨率纹理,以及处理 AA / AF 的强大能力得以体现。

        建议搭配:必须顶级以上的CPU……顶级以上是什么意思?FX-57再超频呗!

游戏应用建议

        前面说了这么多,归根到底玩家花钱买东西是要回家玩游戏的,但是我们在测试中发现,我们下任何一个CPU和显卡搭配的结论都很谨慎,因为,无论何种搭配都必须服务于你的应用,不同的游戏应用就意味着不同的搭配。毕竟,玩QQ游戏和搞定DOOM3 不能拿到一个桌子上来说。

        一,游戏应用

        很简单,即你的系统是用来做什么用?玩什么游戏的?

        如果你喜欢玩的游戏属于OpenGL类,那么就应该参照OpenGL的测试来指导你的升级或攒机计划,如果你是DX9游戏的忠实Fans,那么就应该参照DX9系列游戏的测试结果。从目前的游戏普及和发展情况来看,DX9特效的游戏是主流。比如最新的FPS大作《战地2》和非常流行的《魔兽世界》。

        OpenGL游戏对显卡的依赖多一些,而DirectX9特效的游戏更倚重CPU的运算。

        主流OpenGL游戏:

        DOOM3

        Chronicles of Riddick

        City of Heroes

        Call of Duty

        今年晚些时候将发布的《雷神之锤4》也属于OpenGL游戏。





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今年年底将上市的《极品飞车9》《帝国时代3》也属于DirectX9游戏。看来还是DirectX 9 的游戏多一些。其中,老资格的OpenGL游戏 《Counter Strike》 新版本 《Counter Strike:S》 也在向 DirectX 9 系列发展,由此可见,DirectX 9 游戏是未来有些发展的趋势。

        二,分辨率和特效

        当然,除了游戏种类,你玩游戏时所采用的分辨率和特效也是很敏感的问题,目前大部分玩家用的是1024*768,没有开启 AA / AF。 那么这样的应用 6600GT 这样的主流卡就可以应付,当然,如果使用高级的单卡诸如6800 Ultra也能提高性能,但是性价比不如前者。


按此在新窗口浏览图片帝国时代3高分辨率纹理贴图
 如果你对游戏的效果有特别的追求或者是发烧友的话。SLI 配上顶级CPU绝对是首选。另外,这样的搭配在驱动程序中一定要开启 4AA / 8 AF ,开启后对画面质量的提升非常大而且对速度的影响几乎可以忽略。所以,既然花了高价钱就要多利用,否则是浪费行为!
写在最后,瓶颈究竟在谁?

        这次的测试我们花费了大量的时间,希望多少能给DIYer和玩家们一点帮助,什么级别的CPU配合什么显卡,才是最合适的,最具性价比的。

        我们要指出:CPU仍然是整台电脑的核心,显卡强但是CPU弱会很拖后腿,但是CPU强显卡稍微弱一点问题没有前者严重。(如果您非用FX-57配 6200 那当小编没说)CPU的提升对于大多数的应用都会有性能提升,而且基本成线性,仔细思考一下性价比不错。而更高级的显示解决方案分担了更多CPU本应该承担的东西,这就是我们看到的 6800 U SLI 系统开AA / AF 后几乎不影响性能的情况,游戏应用更是如此。

        对于大部分游戏玩家(1024*768分辨率)一块6600GT就很合适了。对于追求性能及至的玩家,我们要说现在还没有这个必要, 因为从以上的测试来看,即使你想升级到高端显卡。你的平台也不一定能发挥出它的性能,因为就算是目前主流Socket 939的Athlon64 3000+在不超频时,也会成为诸如像6800 U SLI的瓶颈!或许你真的买得起两块7800GTX(目前7800GTX最便宜的为2999元)但是你买得起FX-57吗(8000多元)?或许您又想到了超频,超您的Pentium 4 或者 Athlon 64,但是您又能超多少?能超成FX-57吗?超“冒青烟”了如何是好?这都是我们不得不面对的问题。

 对于老机器资金有限的玩家,考虑的当然是升级了。那么升级一块主流显卡的必要性还是很大的。X700,6600标准版,6600GT都可以让《魔兽世界》、《战地2》有大的改变。想想看仅千元左右的花消就又能享受到主流游戏大作了,挺值的!




对于老机器资金比较富裕的玩家,不妨考虑将老机器二手卖掉,整体升级成主流平台,这时候Penium 4 3GHz 级别 AMD A64 3000+级别的CPU配合主流显卡完全可以经受现在和未来2、3年之内主流游戏大作的考验。

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