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NVIDIA/ATI命运转折 GPU十年发展回顾

中关村在线 作者:ZOL 编辑:王旭 05-13

Geforce 256诞生与GPU概念的提出

    Geforce 256——代号NV10于1999年8月发布。这是图形芯片领域开天辟地的产品,也是第一款提出GPU概念的产品。Geforce 256所采用的核心技术有硬体T&L、立方环境材质贴图和顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等,而硬体T&L技术可以说是GPU概念形成的标志。


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图注:Geforce 256显卡造就了GPU概念

    1999年,已经凭借RivaTNT2在图形芯片界立足的NVIDIA,主动放弃帮自己打下江山的Riva品牌,新启用的Geforce强调力量并沿用至今,并衍生出驱动品牌Forceware及芯片组品牌nForce。

    Geforce256之所以被称作GPU原因就在于Geforce256划时代的在图形芯片内部集成了T&L(几何光照转换)功能,使得GPU拥有初步的几何处理能力,彻底解决了当时众多游戏瓶颈发生在CPU几何吞吐量不够的瓶颈。Geforce 256显卡的出色表现,NVIDIA强大的技术实力得到全面释放,这块显卡是真正的全面领先型产品,而不是靠16bit色和32bit色的区域优势或者是单纯依赖特定的3D API支持。

    T&L几何光照转换原先由CPU负责,或者由另一个独立处理机处理 (例如一些旧式工作站显视卡)。较强劲的3dfx Voodoo2 和 Rendition Verite显示核心已整合了几何(三角形)建构, 但硬件T&L仍是一大进步,原因是拥有该技术的显示核心从CPU接管了大量工作。硬件T&L单元让Geforce 256几乎成为一个全新的GPU标准,也让GPU更加独立自主。

    在当时,曾经不可一世的3DFX Voodoo难以抵挡TNT2的攻势,最终被GeForce 256所终结。同时ATI选择在一年后也就是2000年推出Radeon(镭)品牌,从此开创了GPU领域的两强争霸。从此开始桌面图形市场已经演变成两家公司的表演。

    ● GeForce256系列产品 技术优势:★★★★★ 市场优势:★★★★

    当时ATI用来对阵GeForce256的正是Radeon256,它提供了对DDR-RAM的支持,节省带宽的Hyper技术,完整地T&L硬件支持,Dot3,环境贴图和凹凸贴图,采用2管线,单管线3个材质贴图单元(TMU)特殊硬件架构。遗憾的是第三个贴图单元直到Radeon256退市的时候也没有任何程序支持它,同时由于驱动的不成熟,Radeon256并没有叫好又叫座。

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图注:市场定位准确的Radeon标准版32M DDR显卡

    但Radeon256毕竟打开了AIT公司的Radeon(镭)品牌,Radeon系列显卡除了同样拥有T&L外,具备ATI最先进的硬件几何变形,光照效果,和图象剪切等等功能使ATI Radeon在性能上完全可以与NVIDIA的旗舰产品一决高下。ATI和NVIDIA两大巨头之间的竞争也演化为Radeon和GeForce两大品牌的对决。

    ●Radeon256系列产品 技术优势:★★★ 市场优势:★★

    不可否认在成功的背后,离不开微软推出的图形API——DirectX 7.0的鼎力支持。DirectX 7.0最大的特色就是支持T&L,在T&L问世之前,位置转换和灯光都需要CPU来计算,CPU速度越快,游戏表现越流畅。使用了T&L功能后,这两种效果的计算用显示卡的GPU来计算,这样就可以把CPU从繁忙的劳动中解脱出来。同时从另一个角度提升了GPU在PC系统中的地位。

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图注:微软发布了当时最具影响力的图形API——DirectX 7.0

    与NVIDIA GeForce 2系列显示芯片的详细划分一样,ATI也将Radeon根据当时的市场情况划分为多个版本,包括Radeon标准板、Radeon SE(高频版)、Radeon VE(双头显示)以及Radeon LE(取消了Hyper-Z技术)。可以说Radeon是ATI跨入DirectX 7.0时代后最成功的一款显示芯片,同时今后的ATI产品也延用“Radeon”来命名。

    借助GeForce 256巨大的影响力,2000年5月,NVIDIA终于发布了新一代旗舰显卡,因为代号NV15的GPU拥有1.6Giga Texels/sec纹理填充率,所以NVIDIA将这个标志性的参数缩写为GTS,显卡全称为GeForce2 GTS。

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图注:曾今的高端卡GeForce2 GTS架构特色

    GeForce2 GTS首次采用了0.18微米工艺制程,由TSMC制造的GeForce2 GTS(0.18微米,564 PBGA 封装)中,晶体管数目已经增加到了2500万,工作频率也首次提高到200Mhz,显存方面搭配了32MB 166Mhz DDR SDRAM内存,GeForce2与上一代比起来最大不同的地方在于:增强的第二代T&L引擎,性能提升幅度达30%,填充速度也增加到1.6GTexel/s,这也是首款填充速度过亿的图形加速器,像素填充速度的增加主要是由原来的每管线单个TMU(纹理单元)增加到两个,GeForce显卡共有4条管线,所以200Mhz x 4 x 2=1.6GTexel/s。

    严格来说,GeForce2 GTS并不是一款全新架构的显卡,仅仅是对上代产品GeForce 256的升级改良版。但这种改良收到奇效,这种改良更多的是针对市场的需求做出应变,由GeForce2 pro、GeForce2 Ultra、GeForce2 TI、GeForce2 MX、GeForce2 GO构成了丰富的产品线。

    其中最为重要的产品就是2000年6月向低端市场推出的NV11核心GeForce2 MX显卡,这款显卡曾经在一段时间内统治了整个低端市场,即使到GeForce 3显卡推出,仍在市场热卖。同时GeForce2 MX也为NVIDIA与ATI争夺市场的时候增加了筹码。而高端产品GeForce 2 Ultra以更强的电气性能和核心显存频率牢固占据了性能宝座,也代表了DirectX 7时代GPU的顶级性能。

    ●GeForce2系列产品 技术优势:★★★★市场优势:★★★★

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