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成就3D图形霸业!NVIDIA历代显卡回顾


 NV攻其不备,ATI措手不及

    2005年6月份GeForce 7800GTX发布后,在很长一段时间内都没有对手。竞争对手ATI则忙于游戏平台领域的开发(微软的XBOX360、任天堂的WII ),以及公司内部也是斗争不断,使其下一代产品Radeon X1800XT系列一直拖延,竟然到10月中旬才上市,也失去了不小的市场份额。NVIDIA则抓住时间,全线出击,除了高端发布了GeForce 7800GTX,中低端除了降低下格外,还不断细化市场,推出了众多基于GeForce6系列的高性价比产品,其在图形市场中的占有率也进一步扩大。到第三季度,Nvidia的在独立图形芯片市场上的份额为50.4%反超ATI的47.9%。在整个2005年,NVIDIA实现了23.7亿美元的营业收入,净利润达到3.02亿美元。
 
    R520比G70晚了近4个月的时间才发布,但是Radeon X1800XT的性能却只能和GeForce 7800GTX打成平手,而前者的工作频率为600MHz/1400MHz,远远高于7800GTX的430MHz/1200MHz,所以看起来R520的核心处理效率偏低。但是R520的最大特色在于引入了全新的(Ultra-Threading dispatch processor)超线程分配处理器,最大能够同时处理512个并行的线程,大幅度的提高了核心的动态分支能力,动态分支也是SM3.0引入的动态控制流中的一个重要特性。而且在动态分支性能的测试中,X1800XT也确实高出GeForce 7800GTX不少。不过X1800XT的这个新特性在当时却没有体现出来,一个原因就是当时基于SM3.0开发的游戏还比较少,另一个就是,虽然R520可以支持多达512个的并行线程,SIMD流水线的并行度也很高,但是每个线程内的处理资源却严重不足,也就是R520的运算单元过少且效率一般(R520只有16个可以执行MADD指令的FP32 mainALU,而G70有48个可以执行MADD指令的FP32 mainALU),空有强大的动态分支能力,却无法充分发挥。
 
    当然ATI也清楚这一点,所以早在R520还没正式发布的时候就已经完成了R580的设计,并将相关信息通过一些文档透露出来。等到90nm工艺更成熟后,在2006年1月发布了R580以及X1900XT。R580相对于R520的扩充很大,ATI为其设计了规模空前的48个像素着色器单元(48个可以执行MADD指令的FP32 mainALU+48个 mini ALU),所以R580即有较高的动态分支性能(不过batch size也增大到了48),又有规模空前的浮点运算单元,SM3.0性能自然也上了个档次,在一些采用SM3.0、HDR技术的新游戏中也反映的很明显。不过R580并不能算是DirectX 9.0c级别的最完美的核心,这主要是因为90nm制程下,即便R580通过3:1的架构(在提高Shader性能(3)的同时降低了ROP、TMU等单元的比例(1)以减少不必要的晶体管消耗),但仍集成了3.84亿个晶体管,所以其功耗、发热也是很难控制,适用性不高。

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核心面积对比
 
    NVIDIA显然对ATI的反击有所准备,也清楚R520、R580的弱点,所以改变了策略,即在DirectX 9.0c级别的核心上不与ATI做过多纠缠,而是在GeForce 7800GTX发布后就立即继续进行下一代DirectX 10级别G80核心的研发。对于R580,NVIDIA则针对其弱点,推出了G70核心的高频、低功耗版——G71核心来抗衡。
 
性能并不是唯一,G71从成本、功耗、发热方面胜出
    
    2006年3月9日,在CeBIT2006展会上NVIDIA正式推出了G70的继任者G71图形核心。当时G71核心发布后,也使很多人都感到惊讶,因为新发布的优异核心在晶体管数量上反而低于其前任,这在历史上恐怕还是第一次,这也反映出了NVIDIA的魄力与对局势的准确把握。
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GeForce 7900GTX

    作为NV新一代旗舰级核心,G71拥有2.78亿个晶体管,较G70下降10%,而且由于采用了成熟的90nm工艺,核心面积仅有196mm2 ,远低于R580的352mm2,以及G70的346mm2,使得制造成本显著下降,良品率更高。同时可以在降低功耗、发热的同时,大幅度提高核心的运行频率,7900GTX(650MHz)的核心频率比7800GTX(430MHz)高出了220MHz,提升达50%,两代优异显卡的频率差距(220MHz)如此之大,在历史上恐怕也不多见。
 
    架构方面,G71与G70完全相同,也是CineFX4.0引擎的设计,具有24条像素渲染管线、8个顶点着色单元和16个ROP单元。G71的RTL(register transfer logic )被重新设计,并且精简了管线中一些不必要的cache,所以晶体管数得以减少,同时所有处理单元都保留了下来。G71架构的具体内容前面已介绍过的G70相同,这里就不再赘述。
 
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GeForce 7900GTX

    G71针脚定义与G70相同,和G70是Pin-to-Pin兼容的设计,因此7900GTX所使用的PCB和7800GTX 512MB一样都是P348公版。同时沿用了7800GTX 512MB的双槽散热器。显存方面,7900GTX采用了三星1.1ns GDDR3,显存默认频率为1600MHz。
   
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GeForce7900GT

    为旗舰级产品,GeForce7900GTX的售价为599美元,相比GeForce 7800GTX 599美元、X1900XTX 的649美元要也合理的多。
 
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    NVIDIA在2006年三月发布了采用90nm工艺的GeForce 7900系列显卡,在成本、功耗和发热等方面都控制的较好,产品的性价比、易用性都达到了一个新的高度。
 
    反观ATI方面,除了06年初发布的R580由于成本问题导致价格居高不下,让大多数消费者望而却步。不过随着时间推移,80nm制程逐渐成熟,ATI也准备推出RV570、RV560进行反击。
 
    不过NVIDIA早就预料到此种局面,早在RV570、RV560发布前就把原本只用于OEM市场的7900GS推向了零售市场,产品性价比再次攀升,受到广大游戏爱好者的热捧。

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 GeForce 7900GS
 
    GeForce 7900GS是GeForce 7900GT的简化版,核心仍然采用了G71核心核心,采用90nm工艺,只是在7900GT的24条像素管线和8个顶点渲染单元的基础上减少了4条像素管线和一个顶点单元,具备20条管线和7个顶点渲染单元。而核心频率与GeForce 7900GT相同,公版默认450MHz,显存位宽为256BIT,频率为1320MHz,如此低的默认频率使得显卡具有较好的超频潜力。GeForce 7900GS定位于中高端市场,上市价格在179美元左右。
 
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    GeForce 7900GS在默认频率下的性能在X1950Pro与X1650XT之间,但是超频后提升不小,远高于X1650XT也接近X1950Pro。GeForce 7900GS的出现使得ATI凭借X1950Pro与X1650XT进行反击的效果打了不小的折扣,X1950Pro还被迫与GeForce 7900GS进行价格战,7900GS很好的担当了一个阻击者的角色。
 
    后来ATI改变策略,用X1950Pro瞄准7900GS,以及2007年初又推出了X1950GT,使得7900GS的压力突然增大。不过NVIDIA也应对自如,在下调7900GS价格进入千元以下的同时大幅度提升显卡的频率,取得了不错的效果。
 
    GeForce 7900GS充分反映了NVIDIA对产品性能的知己知彼以及市场手段的灵活多变,对于消费者来说,GeForce 7900GS降价后也是具有相当的性价比的产品。
 
 完美演绎性价比,7600/7300又是一代经典 
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 GeForce 7600GT

   7600GT采用了90nm工艺G73核心,拥有12条像素管线和5个顶点单元,规格基本接近6800标准版,比6600GT高出一个档次,尤其是TMU、ROP单元数量是Radeon X1600XT的2倍,高分辨率下的反锯齿性能要强的多。默认核心频率达560MHz。
 
    90nm的GeForce 7系列的显卡大都具有高频、低功耗的特性,而GeForce 7600GT把这些特性发挥到了及至。7600GT基于公版P456 PCB制造,虽然7600GT的频率大幅提高,但功耗控制依旧非常出色,不会超过PCI-E接口75W的上限,所以省掉了外接供电。
 
    因为是中端产品,所以7600GT采用了128Bit显存接口,搭配4颗显存组成256MB/128Bit的规格,显存频率1400MHz。
   由于NVIDIA在G73内部集成了SLI处理模块,通过显卡PCB上SLI金手指,就可以非常方便的组建SLI系统,获得更大的性能提升。
 
    过去在中端市场中,GeForce 6600GT虽然有技术、性能优势,但是成本比对手的Radeon X700高出不少,无形中降低了显卡的性价比。而在G73核心中只有1.77亿晶体管,比X1600XT的1.57亿仅仅多了10%,在90nm制程下,成本差距下几乎可以忽略。而性能方面,1280X1024的分辨率下,7600GT在游戏中的性能几乎平均都有X1600XT的1.5倍,在DOOM3中更是2倍于X1600XT,所以在中端市场,7600GT取得了近乎辉煌的胜利,也是继GeForce 6600GT之后,又一个中端性能之王。

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GeForce 7600GS
 
    GeForce 7600GS是GeForce 7600GT的降频版本,采用G73核心,完整的继承了7600GT的所有规格和特性,上市价格只有129美元,售价与X1600Pro相当,但整体性能比X1600XT还要高。G73核心天生的优异超频性能更使得GeForce 7600GS成为中端市场性价比高的传奇式产品。
 
    GS这个后缀是从6800GS开始出现在我们的视线中的,由于6800GS出众的性能以及平易近人的价格, GS后缀命名的N卡从此给人留下了高性价比的印象。毫无疑问7600GS也是一款物美价廉的产品,从厂商到消费者都对其十分喜爱,从某种意义上说,7600GS才是6600GT真正的接班人。早期的7600GS是90nm制程,并以GDDR2 256M为主。随着后期80nm G73-B1核心的采用,7600GS的性价比进一步提高,而去年底599元128M GDDR3版本的上市使其达到了性价比的巅峰.
 
    直到发布一年后的今天,7600GS的传奇仍在继续,也是目前中低端市场中最成熟、产品最丰富、销量最大的显卡之一,深受消费者推崇,堪称一代以高性价比为特点的经典之作。
 
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    如果说GeForce 7600GS是2006年的中端性价比之王,那么GeForce 7300 GT 则是新一代的低端霸主,也可以说是NVIDIA的9550,而且其意义甚至还超过了7600GS。
 
    NVIDIA上一次中低端称霸还要追溯到GeForce4 MX440时期,那时候MX440凭借出色的性价比、良好的驱动支持,在低端及OEM市场全面开花,NVIDIA甚至还凭借GeForce GO MX440打入了ATI传统的移动独立核心市场。但是自从2002年在ATI发布Radeon 9000之后,NVIDIA在低端市场上就再没有领先过,其后的FX 5200、6200LE、6600LE都因为成本或是性能原因为Radeon 9250、9550、X550所压制,这一状况也一直持续到GeForce 7300GT 的发布。
 
    GeForce 7300GT采用了与7600GT相同的90nm G73核心,但为了合理划分档次,NV在硬件规格上作了限制,屏蔽掉了4条像素渲染管线和1个顶点着色单元,但是保留了全部的ROP单元因此7300GT的规格是8PS和4VS+8ROP的全8管线配置,在硬件规格上7300GT全面领先6600也是其成功的根本因素。部分管线的屏蔽还使得GeForce 7300GT的发热、功耗进一步缩小,超频能力也最高。
 
    NVIDIA对于GeForce 7300GT显卡的政策与以往完全不同,最出人意料就在于并没有限定7300GT的频率以及显存规格,也没有公版显卡参考标准。因此7300GT显卡种类繁多、规格各异,绝大多数厂商均推出了三款以上7300GT规格,令人惊叹。
 
    由于7300GT依然是G73核心,所以厂商既可以选择直接使用7600GS的各种公版/非公版PCB,也可以开发成本更低的方案,性价比优势更加明显。而且7300GT也可以支持SLI功能,两块显卡的价格不过1000左右,大大降低了SLI的价格门槛。
   
    550/1600MHz的7300GT  GDDR3在绝大多数游戏中均领先于ATI最高频的X1600XT,而7300GT GDDR2(450/800)也全面领先的X1600Pro(450/800),在成本相近的情况下几乎把X1600系列逼上了绝境。
 
     2006年后期基于全新80nm制造工艺G73-B1的7300GT  GDDR3也大量上市,不仅功耗下降,发热量更是大为降低,在1.4V的电压下,核心超频频率轻松达到700MHz以上,十分惊人,不仅横扫500元以下的显卡市场,G73-B1核心还被大量用于移动平台,移动平台独立显示核心也是今后增长最快的市场,以往ATI具有的传统的功耗优势从G73开始也被逐渐削弱。。
 
    7300GT的出现无疑了完善了整个GeForce 7系列产品线布局,也使得NVIDIA重新获得了丢失已久的主流市场。直到今天,7300GT仍然拼杀在500元以下的市场中,为NVIDIA扩大整体市场占有率立下了汗马功劳
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