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显示器制造商:NVIDIA英伟达(2)
时间:2013-12-18 14:45 来源:美国资讯网
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    中央处理器
    • Tegra-系统单芯片产品,基于ARM架构的处理器,包含有图形处理器、音效处理器、北桥芯片、南桥芯片和存储器控制器等功能。
    芯片组

nForce 550芯片
 
    • ION - 行动电脑平台,包括芯片组与集成型绘图处理器
    • nForce - 原来只可支持AMD平台,在获得Intel的授权后,从nForce4开始连Intel平台亦可支持。而MCP79就可以支持VIA的C7及Isaiah处理器。
    • nForce IGP(AMD Athlon/Duron K7产品线)
    • nForce2(AMD Athlon/Duron K7产品线,北桥被称为SPP(system platform processor)或IGP(Integrated Graphics Platform),后者集成了显示芯片。而南桥被称为MCP(Media and Communications Processor),支持SoundStorm音效)
    • nForce3(AMD Athlon 64/Athlon 64 FX/AMD Opteron,南北桥集成的单芯片芯片组,被称为MCP)
    • nForce4(4X, Base, Ultra和SLi,支持PCI Express,AMD Athlon 64处理器。SLI版本支持SLI技术)
    • nForce 500(AMD Athlon 64 FX/Athlon 64 X2/Athlon 64/Sempron或Intel Core 2 Extreme/Core 2 Duo/Pentium D/Pentium 4/Celeron D)
    • nForce 600
    • nForce 700
    • nForce 800
    • nForce Professional - 专业级芯片组,针对搭载AMD处理器的工作站与服务器。
    • nForce Professional 2000
    • nForce Professional 3000
    • Xbox基于NV20显示核心设计,使用英特尔Pentium III/Celeron作为平台
    • PlayStation 3(RSX 'Reality Synthesizer')基于G70显示核心设计
    市场历史
    在DirectX前
    NVIDIA的第一款产品名为NV1(STG2000X),授权SGS Thomson Microelectronics生产,于1995年5月推出。它是建基于二次曲面贴图作为立体图形的实现方式。这张卡亦集成了声卡(只能作播放用,并没有音效输入),和SEGA Saturn(世嘉土星)游戏手柄和操纵杆的接口。由于世嘉土星是建基于Forward-Rendered Quads技术与Quadratic Texture Maps,几款SEGA Saturn的游戏亦被移植到电脑平台,例如《铁甲飞龙》和《VR快打》。但是,NV1只能艰难地行进,因为该市场已有很多对手。
    之后,市场对NV1失去兴趣,因为Microsoft发布了DirectX规格,DirectX以多边形作为立体图形的实现方式。随后,NV1继续秘密地发展,成为NV2计划,该计划由世嘉资助了几百万元。世嘉希望一个集成了音效和绘图的核心能减低下一代游戏核心的制造成本。但是,世嘉最终了解到二次曲面贴图是有缺点的,最终亦没有证据证明该核心被恰当地除错。这事件成为NVIDIA黑暗的一面。
    一个新颖的开始
 
RIVA 128显示核心
 
    NVIDIA发布了两款失败的产品后,CEO黄仁勋领悟到公司要继续生存,就必须作出改变。他雇佣了David Kirk, Ph.D.作为首席科学家。David Kirk原本是属于软件开发商Crystal Dynamics,一间提供优良视觉品质的公司。他基于对着色的熟悉,将NVIDIA的3D硬件经验合并起来,使NVIDIA得以翻身。
    作为企业转形的一部分,NVIDIA放弃了一些专利界面,转为全面支持DirectX,亦弃掉一些多媒体功能,减低制造成本。NVIDIA亦采用了一个为期六个月的内部周期目标。将来,就算某一产品失败,亦不会威胁到公司的生存,因为下一代的代替物随时可用。
    但是,自从世嘉NV2的合同隐蔽起来后,雇员都被投闲置散,很多任务业观察者都认为NVIDIA不会再活跃于研发工作。所以当RIVA 128在1997年首次推出时,它的规格都是难以置信的。性能比市场领导者3dfx的好,还有一个完整的三角形生成引擎。RIVA 128大量销售,因为其低廉的价格,高性能的2D/3D加速,使它成为OEM受欢迎的选择。
    市场领导
    RIVA 128大量销售后,NVIDIA的内部目标是将像素流水线的数目加倍,使性能有实质的增长。NVIDIA随后发展TwiN Texel(RIVA TNT)引擎。它容许两款材质应用在单个像素中,或每条像素流水线每个周期处理两个像素。前者能提升图像质素,后者能提升性能。新特色包括24-bit Z-缓冲,支持8-bit模板缓冲,非等方性过滤,和MIP mapping。TNT的复杂度可与Intel的Pentium处理器匹敌,但还不足以取代Voodoo 2,因为核心频率只有90 MHz,比原先估计少了35%。
    但对Voodoo而言,这只是死刑缓期运行。NVIDIA更新了TNT的制程,由0.35微米提升到0.25微米。最终,TNT的核心频率是125 MHz,Ultra版本则是150 MHz。Voodoo 3只是勉强比TNT快,而且不支持32-bit色彩品质。RIVA TNT2就成为了NVIDIA的转折点。NVIDIA终于拥有可以对抗市场最快的产品。它可以提供更多功能,更好的2D性能,所有的功能都集成在更好品质的芯片中,令频率得以提升。
    GeForce世代
 
划时代的GeForce 256 DDR显卡
首款支持DriectX 8.0的显卡GeForce3 Ti 500
 
    在1999年下半年,NVIDIA推出了GeForce 256(NV10),最特别的是它带来了硬件几何转换与光源(T&L)。GeForce 256的核心频率是120 MHz。它亦提供了先进的图像播放加速、动态补偿、硬件子像素alpha混合和四条像素流水线。配合DDR作为显示存储器,使NVIDIA轻易成为性能领导者。
    基于产品的成功,NVIDIA赢得了Microsoft的合约──为Xbox研发绘图硬件。这令公司增加了二亿美元收入。纵使这计划用去了工程师很多时间,但短期内,并没有对公司做成很大的影响。卒之,GeForce 2 GTS于2000年夏天正式发售。
    NVIDIA从研发高度合成核心时,得到很多额外的经验,并将之应用在GTS中,结果核心频率得到了改善。NVIDIA亦可以选出较高质素的芯片,用作高价产品。最终,GTS的核心频率是200 MHz。它的像素填充率是GF256的两倍;材质填充率是GF256的四倍,因为每条像素流水线都支持多层贴图。它亦新加支持S3TC压缩技术、FSAA和改善了的MPEG-2动态补偿。
随后,NVIDIA推出了GeForce 2 MX,针对低廉和OEM市场。它只有两条像素流水线,核心频率是175 MHz,随后增加到200 MHz。纵使价格低廉,但性能不俗。GeForce 2 MX成为史上最成功的显卡。而流动形号GeForce2 Go亦于2000年年尾装运。
    同时,3dfx的Voodoo 5延期过久,这引起电脑史上最令引人注目的破产。NVIDIA于2001年收购了3dfx,获得其专利和商标权,以及反锯齿技术和大约100位工程师。
    GeForce FX的缺点
 
NVIDIA史上最失败的显卡之一GeForce FX 5800 Ultra
NVIDIA推出的首款双核心显卡GeForce 7900 GX2
 
    此时,NVIDIA的市场地位看上去坚不可摧,业界观察家也开始把NVIDIA称为图形界的Intel。然而在下一代FX系列图形芯片开发研制的过程中,因为来自微软的合同,许多NVIDIA的研发工程师致力于XBOX的图形芯片、SoundStorm声音芯片以及主板解决方案的研发。
    值得一提的是,微软自掏腰包购买NVIDIA的芯片,并且合同规定即使制程上有所进步也不允许压低生产费用。微软最终意识到了他自己犯下的错误。但是NVIDIA拒绝对签订的合同进行再次协商。结果,NVIDIA和微软间之前非常好的合作关系恶化了。所以,DirectX 9规格确立的时候没有和NVIDIA进行商议。显而易见的结果是,ATI设计的Radeon 9700恰好迎合了DirectX 9的规范。由于DirectX 9的规范的原因,渲染精度被限定在FP24,着色性能被设置为开发重点。而且DirectX 9 HLSL着色器也是基于9700创建的。
    NVIDIA的GeForce FX系列显卡提供FP16和FP32精度模式。这两种模式前一种意味着低精度渲染(和竞争对手相对而言),另一种是低性能模式。32比特支持也使得晶体管数量大幅增加。着色性能通常也只有竞争对手ATI产品的一半或是更低。作为兼容微软DirectX标准上享有盛誉的NVIDIA,为此次误判微软下一代规范,付出了沉痛的代价。当越来越多的基于DirectX 9特性的游戏面世,GeForce FX系列可怜的着色性能就越发的显眼了。
    NVIDIA开始不顾一切的掩饰GeForce FX的缺点。这个时候备受关注的“FX Only”演示程序Dawn发布了。但是当这个程序被破解之后,人们发现在Radeon 9700显卡上运行的速度甚至更快。NVIDIA开始在驱动程序上进行“优化”,以此来提升性能。部分游戏的性能得到了提升,但是随后硬件评测网站撰文指出,NVIDIA是如何通过驱动检测测试软件,以及如何人为影响测试分数的。当然,通常他们是得到了ATI驱动研发队伍在背后的指点。随后,NVIDIA在驱动上进行了更多的修改和“优化”,但是NVIDIA的稳定和高效驱动的传奇已经不在了。后期,NVIDIA通过对指令的重新排序部分地缩小了性能差距,但是着色性能依旧较弱,而且对特定硬件指令十分敏感。NVIDIA于是寻求微软的合作,更新DirectX规范,依此可以生成对GeForce FX架构优化的指令代码。
    另外,GeForce FX运行温度很高,毕竟他们消耗了两倍于同等ATI显卡的电能。GeForce FX 5800 Ultra显卡也因为其风扇噪音而声名狼藉,并因此得到了“吸尘器”、“吹风机”的“美誉”。NVIDIA为此通过加大散热风扇,用更静音版本替换了早先版本。但是这也让显卡制造商面对ATI的显卡失去了价格优势。其最终结果,由于FX系列显卡的羸弱,导致NVIDIA始料未及的将显卡市场的领导地位易主ATI。
    性能领导
 
首款支持DirectX 10.0的显卡GeForce 8800 GTX
首款支持DirectX 11.0的显卡GeForce GTX 480
 
    NVIDIA推出GeForce 6显卡系列还击,成为FX灾难的关键解决方法。着色性能提升了,而电源消耗则减少了。通过与开发者,尤其是那些参与了NVIDIA的"The way it's meant to be played"计划的开发者紧密合作,NVIDIA做事更果断,以求更完善。这样就能更轻易制造一些与行业要求一致的硬件。
    结果这样改善了企业的焦点,随后NVIDIA亦发布了GeForce 7系列。它拥有24条像素流水线,自ATI Radeon 9700发布后,NVIDIA第一次取得无可争辩的性能优性。更重要的是,产品发布当天,消费者就可买到相关产品,而价钱亦适中。而ATI的产品则饱受产品延迟发布之苦。
    2005年,受惠于PCI-Express接口的高带宽,NVIDIA推出了自3dfx公司所获得技术SLI(速力)。通过这个技术,可以并联两张显卡,理论上使绘图性能加倍(实际上只有大约1.8倍)。它重新确立了NVIDIA在高端市场的名誉。ATI的同类型产品是X1000系列显卡的CrossFire。
    2009年1月,划时代的55纳米制程显卡问世并采用新的命名规则为GT200b.之后下一代GTX 280紧接推出;它拥有1062.72 GFLOPS浮点运算能力;另外还有一款双芯片架构的GTX 260问世它有216三角形着色力(作成显卡后称为GTX 295)于市场上投石问路,值得一提的是它每一独立GPU芯片有240条流线程能力,但是只有448-bit存储器带宽。借由双芯片之助一举达到1788.48 GFLOPS浮点运算能力并有1.75GB的GDDR3。
    2010年3月,NVIDIA正式推出了之前受困于良品率问题拖延很久才发表的Fermi架构,是NVIDIA首款支持DirectX 11的产品。
 
( 编辑:Lingli)
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