公元2002年11月18日，Comdex 2002上，NVIDIA发布了研发代号NV30的GeForce FX，这也成了历史上Nvidia最具争议的一款产品。在回顾GeForce FX系列产品前，我们不妨先对NV30的问世背景做个简单介绍。

 

 

 GeForce FX看上去很美好

 

    众所周知，从DirectX 6时代确立优势地位以来，经过DirectX 7、8两代的发展，伴随着与微软的良好合作，NVIDIA成为了桌面PC独立显示核心的霸主，市场占有率成倍提升。在收购了3DFX以后，NVIDIA又通过GeForce 3、4两代产品在市场占有率方面击败了另一个对手ATI，而且，通过雄厚的技术实力，其每半年更新一代的做法也令对手疲于奔命。随着GeForce 4的成功，NVIDIA也处于历史上的最巅峰时期，产品不仅局限于PC显示核心，更延伸到主版芯片组，电视游戏机领域。
 
    不过NVIDIA的一家独大也引起了一些业内人士的不满，他们指责NVIDIA是图形业内的INTEL。当然这也使与NVIDIA一贯合作良好的微软有所注意，尤其是NVIDIA在DirectX 8标准制定过程中的某些做法以及开发自主的CG语言等，使得微软不等不重新审视这个昔日的合作伙伴，两家公司的开始逐渐变得貌合神离。

 

    后来，在NVIDIA为微软提供XBOX硬件解决方案的过程中，随着制造工艺的进步，硬件产品的制造成本是逐渐下降的，但是NVIDIA与微软的合同中并未考虑这一点，等到微软意识到这一点后，希望修改合同中的部分内容，但却遭到了NVIDIA的拒绝……

 

 

 DX9第一代产品让NVIDIA一败涂地

 

    作为回应，DirectX 9规范的制定过程中，竟然没有考虑任何NVIDIA的意见。在参考了ATI的部分提议后，微软将24BIT渲染精度、着重于Shader并行处理性能等作为DirectX 9的主要特点。除此之外，在年底发布的3DMARK03中，微软的影响也是显而易见，NVIDIA这时再也按耐不住，对3DMARK的开发公司Futuremark进行了公开的指责。

 

 

    再来看NVIDIA自身方面，2001年秋到2002年底也是其历史上最忙碌的一段时间。除了半年一次的GPU升级之外，NVIDIA还要根据合同为微软开发XBOX用SoundStorm音频处理芯片以及XBOX的主板。而且在主版芯片组领域，NVIDIA的压力更大，在经历了NForce遭受冷遇的开局后，无疑对雄心勃勃的NVIDIA打击不小。所以在NForce2上，NVIDIA倾尽全力，誓要在AMD平台与VIA一较高下。摊子铺的过开，也使NVIDIA开发资源变得分散。

 

    综上所述，在这种大背景下，经过数次延期修改，并打破了NVIDIA过去半年发布一款核心的规律之后，NV30问世了。由于采用了3DFX的反锯齿技术，NVIDIA将其正式命名为GeForce FX 5800 Ultra，并于2003年初上市。

 

  

 

    NV30像素管线部分采用了成熟的4X2架构，为当时领先的0.13微米制程制造，核心集成的晶体管数达到创纪录的1.25亿个，由于较高的默认频率，所以其功耗、与发热非常之大，为此NVIDIA使用了称为名为“FX Flow”的散热系统，包含一个铜制散热片、热管和换气装置。

 

 

    GeForce FX 5800 Ultra使用Flip-Chip封装设计，频率提高到了惊人的500MHz。BGA和Flip-Chip封装方式的芯片，可以直接和插槽接触，缩短布线距离，同时也提高了信噪比，可以适应更高频率，并降低功耗。

 

 

 Flip-Chip BGA

    核心渲染架构方面，NV30首次引入了CineFX着色引擎。其中的Cine是Cinematic（电影般的）的缩写，而FX则表示其部分技术源自3DFX。CineFX的意思就是指新一代核心可以渲染出电影般的视觉效。

 

 

CineFX引擎  

    在CineFX着色引擎中，具有32个128位浮点处理器。并在PC图形核心历史上首次提供了128bit色彩精度的支持，并且可以在同一个着色程序中的不同色彩精度中切换。
 

 

SHADER规格对比

     NV30的顶点着色单元较前代也有了质的飞跃，可以支持到Vertex Shader 2.0+，所能处理的最大指令数为65536，这一点远远高于DX9.0的规范。而且，初级的动态循环和分支指令的引入提高了着色单元的可编程性。像素着色单元支持Pixel Shader 2.0+，同样也超出了DX9.0规范，最大指令数提高到1024，对于每一个像素最大可进行16个纹理贴图操作，而且像素单元可以支持更多的高级指令，并且可以进行指令预判。总的来说，CineFX引擎支持更多的指令，因此可以带给开发者更大的发挥空间。

 
    同时CineFX引擎也可以很好的支持NVIDIA的Cg(C for Graphics)编程语言，使得开发人员可以利用Cg语言而无需针对底层硬件进行编程，从而降低了图形编程的难度，可以更方便、快捷的开发出游戏所需要的渲染效果。

 

 

高度灵活的CG语言

    在反锯齿方面，4X FSAA是NV30设计的中心，也是NV30硬件效率最高的操作。为了使4X FSAA运行更快，NV30在反锯齿设计上进行了重新制定，每个数据通道的宽度都为4X FSAA做了优化。同时，NV30还首次采用了Intellisample（智能采样）、（Adaptive Texture Filtering）自适应纹理过滤等技术一提供更好画面质量。
 

 

让人想入非非的渲染效果

    在内存控制方面，NV30采用了4X32bit共128bit的位宽。由于采用了全新的DDR-II显存，所以NV30在GeForce 4的LMA II的基础上（Lightspeed Memory Architecture，光速内存结构）针对DDR-II做了相应的优化设计。这款内存控制器实际上是全新设计，对4X FASS进行了全速优化。ROP（光栅化处理器）、帧缓存等都是根据它来设计的。而且它运行在2X的核心频率上，可以充分利用DDR-II的特性。

 

 

DDR-II SDRAM

    GeForce FX 5800 Ultra的DDR-II SDRAM显存运行频率为1GHz，不过由于是128BIT位宽，和对手的Radeon 9700相比，其峰值带宽落后25％。但由于新型LMA内存控制器提高了Z-culling和压缩方面的性能，顶点、纹理和Z轴数据都进行了压缩以节省带宽，在程序配合较好的情况下，NV30可以更有效的使用带宽。再加上Z-occlusion和纹理压缩等技术，GeForce FX 5800 Ultra的实际最大带宽可以达到20GB/s。

 

    虽然在2002年11月18日NV30就已经发布，但是由于0.13微米制程等因素的延误，直到2003年2月，GeForce FX 5800 Ultra才正式上市，而且由于当时0.13微米工艺并不完善以及较高的核心频率，导致NV30芯片发热量极大，必须采用“FX Flow"散热系统。为了保证核心以及DDRII显存在高达500MHz的频率下稳定工作，nVidia不等不比较独特的采用12层PCB设计，同时供电电路的做工用料也是非常豪华，再加上DDRII显存在当时的价格也是十分昂贵，这些因素使得GeForce FX 5800 Ultra的成本异常之高且功耗也十分巨大。所以其上市售价也接近500美元，十分惊人。由于上市时间的延误以及核心自身的不成熟，GeForce FX 5800系列的辉煌也只持续了不到3个月，就被下一代的GeForce FX 5900所替代。