王者归来！NVIDIA历代旗舰级显卡回顾
现在回过头来看，NV30在架构的设计上还是存在着不少问题，其中最主要的就是Piexl Shader的处理能力低下。由于NV30的Piexl Shader单元没有co-issue(标量指令+矢量指令并行处理)能力，而在DirectX9.0中，单周期3D+1D是最常见指令处理方式，即在很多情况下RGB+A是需要非绑定执行的，这时候NV30就无法并行执行，指令吞吐量大大降低。其次，NV30没有miniALU单元，也限制了NV30的浮点运算能力。
另外，NV30在寄存器设计（数量及调用方式）、指令存储方式（读写至显存）等方面也有缺陷。NV30的寄存器数量较少，不能满足实际程序的需要。而且，用微软的HLSL语言所编写的pixel shader2.0代码可以说NV30的“天敌”，这些shader代码会使用大量的临时寄存器，并且将材质指令打包成块，但是NV30所采用的显存是DDR-SDRAM，不具备块操作能力。同时，NV30材质数据的读取效率低下，导致核心的cache命中率有所下降，对显存带宽的消耗进一步加大。
寄存器调用
同时，由于NV30是VILW（超长指令，可同时包含标量和SIMD指令）设计类型的处理器，对显卡驱动的shader编译器效率有较高的要求。排列顺序恰当的shader代码可以大幅度提升核心的处理能力。NVIDIA也和微软合作开发了"Shader Model 2.0A"，可以为NV30产生更优化的代码。在早期的一些游戏中，这种优化还是起到了一定的作用。但对于后期Shader运算任务更为繁重的游戏则效果不大。
从宏观上说，NV30的整体架构更像是一个DirectX7（固定功能TRUE T&L单元）、DirectX 8（FX12combiner DX8整数处理单元）、DirectX 9（浮点像素单元）的混合体。而在DirectX 9的应用中，不能出现非浮点精度的运算，所以前两者是不起作用的，造成了NV30晶体管资源的浪费，同时也影响了性能。而NV30这种DirectX 7、8、9三带同堂的架构也让我们想起了一个至今仍在广泛使用的3D测试软件: 3DMark03——这会是一种巧合吗？
虽然NV30的架构决定了它在DirectX 9游戏中的表现不会很好，但是由于在整个2003年，DirectX 9并未成为游戏开发的主流，所以NV30的架构缺陷并未暴露出来。即便如此，NVIDIA还是意识到了NV30的一些不足，并迅速对NV30的像素着色单元做出了改进，并于2003年5月的GDC上,发布了新一代研发代号为NV35的5900系列。
● 亡羊补牢之作——NV35，FX5900
NV35芯片采用更加成熟了的0.13微米铜互联工艺，芯片的良率比NV30大幅度提升。核心面积为40mm×40mm，采用1309针FCPGA封装，内部晶体管数量达到了1.3亿。虽然比NV30又增加了500万个晶体管，不过通过改进的工艺，NV35的发热量略有降低，因此没有搭配Flow FX散热系统。
新的NV35采用了CineFX2.0引擎，和第1代CineFX相比，NVIDIA对Piexl Shader做出了一定的改进，在保留FX12 combiner的同时增加了两个可进行浮点运算的miniALU，虽然miniALU的功能有限，但是还是使得NV35的浮点运算能力提高了一倍。
NV30中的CineFX2.0还改进了Intellisample（智能采样）技术，增加了更多的高级纹理、色彩以及Z轴压缩算法以提升图象质量，并重新命名为“Intellisample HTC（高分辨率压缩技术）”技术。
CineFX 2.0引擎引的另一个改进是引入了UltraShadow的技术。UltraShadow也可以说是为IDSoftware的新一代DOOM3引擎量身打造的，因为DOOM3引擎大量采用了体积阴影技术（Volumetric Shadow），Shadow Volume可以更加精确的表现动态光影效果的场景，但由于阴影体积引入了额外的顶点和面，也加大了光影计算的强度。而Ultra Shadow可以简化光影计算的过程，它允许程序员定义场景中一个区域，将物体的阴影计算限定在一个特定范围内，从而加速阴影的计算速度。此外，UltraShadow技术还允许程序员在一些关键的区域对阴影进行调整，从而创造出可与真实情况媲美的优秀视觉效果。Ultra Shadow还能利用Intellisample HTC技术以确保阴影边缘的
NV35刚发布时有两个版本——GeForceFX 5900和5900 Ultra，核心频率分别为400MHz和450MHz，而显存频率都是850MHz。因此显存带宽达到27.2GB/s，不仅远远超过GeForceFX 5800 Ultra的16GB/s，也比Radeon 9800Pro的21.8GB/s高出不少。
虽然在5月发布的5900系列为NVIDIA在高端产品线挽回了不少损失，但是在市场规模、利润最大的中端方面，却面临更严峻的形势，由于ATI在3月发布了RV350，也就是Radeon 9600 系列，再加上因为具有修改潜力而已经颇具人气的Radeon 9500，使其竞争力大幅度提高，而NVIDIA则只能由经典但已显老迈的TI 4200、新一代的5600 Ultra来抵挡ATI的攻势，但是早期的5600 Ultra（350/700）因为自身架构和频率的原因，难以独当一面，在一些应用中性能甚至不敌Ti4200。后期的高频版5600 Ultra（400/800）则迟到了近2个月而且产量有限，业界还传出了NVIDIA在GeForce FX 5600 Ultra的生产上遇到了困难的消息。总之，NVIDIA的一系列变故使得ATI在中端主流市场轻松的获得了领先。
显然由于市场竞争的激烈态势，GeForce FX 5700 Ultra才是这次发布的重头戏。GeForce FX 5700芯片的开发代号为NV36，目的是替代GeForce FX 5600和GeForce FX 5600 Ultra。NV36内部集成了8200万个晶体管，虽然同样为4X1架构，具有4条像素管线及每管线一个TMU单元，由于继承了NV35的Cine FX2.0体系架构和Ultra Shadow阴影加速技术，顶点处理能力、特别是浮点性能比NV31提高了200%--300%。显存方面和NV31相同，使用了两个64-BIT显存控制器支持128-BIT的显存位宽。
有鉴于在NV31核心的生产遇到的种种意外，这次NVIDIA 将NV36交由IBM 生产，GeForce FX 5700也是IBM与NVIDIA合作的第一款产品。不过GeForce FX 5900/5950仍由TSMC负责生产。和GeForce FX 5600一样，GeForce FX 5700也基于0.13微米工艺制造，但是IBM采用了低介电系数材料工艺(low-k dielectric)，用来绝缘核心中的导体环路，在不增加功耗的情况进一步提升核心频率。
所以GeForce FX 5700 Ultra核心频率提高到475MHz，比FX 5600 Ultra高出75MHz。显存方面则搭配了日趋成熟DDR2的显存，工作频率900MHz，提高了性能的同时，也减少了功耗。后来，GDDR3显存的FX5700Ultra，GDDR2跟GDDR3的针脚是兼容的，所以不用重新设计PCB。由于GDDR-3的Latency比GDDR-2要高，所以将其显存工作频率升至950MHz 。
关注我们
