NVIDIA显卡编年史.doc

追寻绿巨人的足迹 NVIDIA显卡编年史-Green Mile：The Way Its Meant To Be Played.1、绿巨人的第一次NVIDIAidia的第一件图形产品代号为NV1，诞生于1995年。这块显卡除了是NVIDIA的第一块显卡，同时还是史上第一块PCI接口的声卡。与世嘉公司的合作诞生了这块显卡，除了将声音与图像处理芯片整合在一起，更增加了一个世嘉土星游戏机的手柄接口。世嘉也透过NV1的支持，将其代表的硬派游戏代表作如铁甲飞龙和VR战士Remix移植至PC上。然而由于各种客观条件，NV1在市场上最终还是败给了S3、Trident等老牌显卡厂商。NV1基于二次曲面技术开发，与当时常见的Polygan渲染的常用3D生成技术有着很大不同，这也就限制了NV1在3D游戏中的发挥。最后随着微软介入3D API的开发以及操作系统逐步升级至Win95，非主流的NV1也逐渐淡出了市场。2、挑战者随着Voodoo带来了个人计算机历史上最大的变革，无论是游戏还是硬件都开始了自己3D化的进程。面对自己失败的NV1和黑历史一般的NV2，NVIDIA没有气馁，他坚信中国一句古话：坏事不过三。1997年诞生的NV3和前辈一样激进，前辈将声卡和显卡整合到了一起，NV3则将3D与2D加速整合到了一起，消费者们不必再像Voodoo那样用一块2D显卡 +3D子卡的方式来运行3D游戏了。放弃了二次曲面贴图技术，NV3按照流行的Direct3D 5.0和OpenGL的API来进行软硬件的设计。100Mhz的核心频率，单条渲染管线，4M SGRAM显存，提供16位色3D画面的支持，采用了先进的128bit显存位宽，最高支持960x720的3D游戏分辨率，这些在当时看来都是非常出色的硬件性能指标。所以NV3零售版本被寄予厚望的NVIDIA取名为RIVA128，意思是128位实时交互视频动画加速器。3、大规模杀伤性武器诺贝尔用TNT来命名威力巨大的炸药，130年后，NVIDIA用同样的名字来称呼了自己的0第四代产品，1998年的RIVA TNT拥有强大的3D性能。与RIVA128一样是128位的显存位宽，TNT的核心频率降低到了90Mhz显存频率提升到了110Mhz，显存容量也提升到了16M。为了与Voodoo2竞争，TNT的渲染管线也增加到了两条。与RIVA128相比，TNT在速度，在画质上都有相当大的提高，TNT提供了32位色与24位Z-buffer的3D模式，采用了改进的材质过滤技术各向异性过滤，提高了游戏中的画质。TNT2是TNT的工艺改进版本。显存上升到32M，核心频率提升到了150，显存频率提升到了183，而芯片的制程工艺也从350nm提升到了250nm。工艺的上升提升了核心和显存的频率，原本的TNT炸药在改造了配方后，爆炸的威力更为惊人了。4、公元0年对于现在的NVIDIA来说，历史从1999年10月31日开始。如果说之前的RIVA是旧时代的象征，那么新时代的标志就是当时发布的Geforce256。从那时起，Geforce纪元延续至今，成为了显示芯片变迁的重要见证。5、追随盖茨，丰衣足食NVIDIA与微软大力推广的硬件T&L已经具备了顶点着色器VS的雏形，而NVIDIA专有的一般用于Demo展示的NSR则更像是原始形态的像素着色器PS。新的Direct3D8.0发生了巨大的变化，可编程着色器被纳入DirectX的范畴。紧紧追随巨人脚步的NVIDIA在2001年推出了硬件支持VS与PS的显示芯片Geforce3。6、滑铁卢Geforce4诞生四个月后，ATI史上最耀眼的明星R300系列显示芯片登场，无论是性能还是画质以及对未来DirectX9的支持度都全面压制住了Geforce4家族。2003年1月，NVIDIA为了对付眼前的强敌，结合早前收购的3dfx的技术，发布了新一代的显示芯片Geforce FX。相比较于NV2X与对手的R300，GeforceFX是一个激进的物理架构。130nm的先进工艺，在提高晶体管密度的同时带来了无法忽视的发热，提供对DDR、DDR2、DDR3三种显存的支持，显存位宽进一步升级成256bit，AF的算法也有所改进，画质得以提高。完整支持SM2.0/SM2.0a指令集，硬件支持DirectX9.0。然而在激进的同时，GeforceFX也保守的采用了之前的4条完整渲染管线，每条渲染管线2个纹理单元的4x2的设计。7、绿色奇迹GeforceFX的失败让NVIDIA清醒的认识到先进的规格与架构的重要性。NVIDIA充分吸取了GeforceFX的教训，2004年4月，一款让对手震惊的神奇产品诞生了。 上一次的战争，因为激进的130nm，NVIDIA吃了大苦头。这次NVIDIA却依然采用了130nm的制程工艺，然而出色硬件的设计让NV40塞进了2.2亿个晶体管，相比上代旗舰两倍的晶体管为NVIDIA带来了暴涨的性能。NVIDIA放弃了沿用多年的nX2架构，面对DX9游戏对PS运算带来的繁重压力以及纹理贴图在这些游戏中的比重不断下降的现况，NVIDIA向对手学习，NVIDIA4X全系列产品采用nX1的架构设计，旗舰NVIDIA40采用的是16x1的架构。在架构上创新的同时，NVIDIA4X在规格上 也率先支持DX9c及其所规定的SM3.0特性。更灵活的SM3.0带来了FP16 HDR，从此HDR这个字眼频频见诸于新发售的游戏的特性说明之中。8、游戏之路随着微软有史以来最为华丽的操作系统Vista登场，DX10成为了业界的焦点。NVIDIA与AMD都早早开始了自己的DX10硬件设计，NVIDIA再次把握了这个宝贵的机会。2006年11月，NVIDIA再次领跑全新的DX10时代。 作为DX10最主要的特征，VS和PS被更为灵活的流处理器SP所代替。而G80完全符合DX10的硬件要求，拥有128个全功能的SP， 64个纹理处理单元TU，24个光栅处理器ROP，先进的GigaThread线程调度与采用MIMD的超标量化架构，使得G80的SP调用更有效率，384位显存位宽，峰值带宽达到了86.4GB/s，同时使用业已成熟的着色器频率异步，让着色器频率达到了1.35Ghz。尽管功耗甚至一度达到了150W以上，但NVIDIA用8800U不计成本占领DX10制高点的策略取得了很大成效，AMD的R600在经历了难产，功耗过大等困境，正式发布后在性能上也无法与8800U相抗衡，以至于一年半时间里，AMD都无法拿出与8800U同等地位的产品。9、奥运精神：ATI被AMD整体并购之后，制程改良的R600摇身一变成为规格恐怖，成本低廉的怪物R770系列。面对对手汹汹的来势，NVIDIA以不变应万变，以G80的架构为基础进行改良，制造了出了新的巨无霸240SP的GTX280。GTX280采用NVIDIA第二代的统一着色器来进行架构设计，拥有240个具有指令双发能力的SP，线程处理器并行线程数也从G80的12288增加了1.5倍到了30720，改进后的纹理处理单元达到了160个，光栅处理单元也从G80的24个增加到了32个。GTX280相对G80最大的改进在于强大的浮点性能，在具有双发指令的SP帮助下，GTX280可以达到933GFlop/s的性能，几乎是G80的2.5倍，尽管在游戏中未必能达到相同差距的性能表现，但在用途更广的CUDA应用中，GTX280与G80的差距将会随着驱动的更新越来越