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      NVIDIA新一代产品GTX 600系列即将解禁,全新的28nm制程与Kepler架构会带给我们怎么样的惊喜呢,一切将在明天晚上揭晓。

      28nm所带来巨大变化我们在AMD Radeom HD 7900系列显卡中就可以看到,HD 7970晶体管规模为43.1亿,核心面积365mm2,而40nm的HD 6970则是389mm2,26.4亿晶体管,HD 7970在晶体管增加60%的情况下核心面积还缩小了6%,同时带来的还有频率和功耗的变化,新制程产品是旧制程产品难以抗衡的。

      说到制程就不得不提TSMC台积电了,NVIDIA与AMD在完成GPU了芯片设计后,接下来就要找TSMC这个代工厂进行流片并对样品进行大量测试,顺利的话接下来就是大量生产了,因此TSMC这个代工厂的工艺进度如何随时牵动着一个GPU的命运,NVIDIA Fermi初期产品的难产很大原因就是40nm工艺的不成熟导致的。

      40年前提出的摩尔定律现在依然有效,随着工艺的不断升级CPU与GPU内的晶体管数量也在成倍增长,在Kepler即将到来之际,我们带大家回顾一下NVIDIA在不同制程时期的各个经典产品,太老的就不谈了,从DX10时代开始说吧。

      本文中使用的数据表均是我们以前评测文章中的图表,这些图表虽然风格不一,但可以很好的反应这些显卡在当时的真实表现。

    ◆ 90nm时代,G80君临天下

      2006年11月,正在AMD-ATI正在为合并事情而奔波的时候,NVIDIA推出了G80这个怪兽,此时离DirectX 10的发布还有3个月之遥,GeForce 8800系列显卡在当时无人能敌,革命性的统一渲染架构不仅带来了DirectX 10,还带来了CUDA与PhysX这些通用计算技术,当然这是后话了。


    GeForce 8800系列与当时的旗舰卡规格对比

      说真的在那个年代GeForce 8800GTX以及随后发布的频率更高的8800Ultra就是无敌的存在,半年后AMD-ATI几经艰辛才把Radeon HD 2900XT拿出来,竟然被8800GTX轻松打败,这几年NVIDIA过得红红火火,进入了一个几乎无对手的帝国时代。


    GeForce 8800 Ultra

      GeForce 8800系列发布的时候正值LCD显示器取代CRT显示器的高峰时期,主流的分辨率是17寸液晶的1280*1024,和CRT的1600*1200,使命召唤2、半条命2、英雄连以及孤岛惊魂都是当时热门的单机游戏,此时DirectX 10还没发布,所以基本都是些DirectX 9游戏。

    下面是我们来看看GeForce 8800GTX/GTS在这些游戏中的表现如何:


    使命召唤2


    孤岛惊魂


    英雄连


    半条命2

      GeForce 8800 GTX面对当时的各个热门游戏基本没有压力,而且随后1、2年所发布的DX10游戏虽然对第一代DX10显卡来说负担很大,不过GeForce 8800 GTX毕竟是一代旗舰卡,还是可以在高画质下流畅运行的,这个会在后面介绍G92时会说到。

    ◆ 80nm半代工艺,差强人意的G84/G86

      2007年4月,NVIDIA在推出主流市场的8系列产品GeForce 8600/8500,它们所用的G84/G86核心并没有使用与G80一样的90nm工艺,而是采用当时已经成熟的80nm工艺制作,NVIDIA此前已经用上一代的7系列产品进行了试水,可以看得出当时NVIDIA对采用新制程工艺是相当保守的,毕竟在FX5800时吃了不成熟的130nm工艺的亏。


    GeForce 8600/8500家族

      G84/G86系列图形处理器继承了G80的所有特色,如采用统一架构单元,支持Giga Thread技术,支持CUDA,支持微软DirectX 10 Shader Model 4.0和OpenGL 2.0,整合NVIDIA PureVideo HD视频引擎,支持H.264/VC-1编码加速等。


    GeForce 8600 GT

      作为面向主流市场的DX10显卡,它们的性能表现却让不少玩家失望,G84与G80直接的跨度太大了,虽然8600/8500对付AMD Radeon HD 2600/2400是没什么问题,不过8600GTS的游戏性能还不如AMD的X1950 Pro与自家的7900GS,再加上正值DX9显卡退市阶段,售价相当低,8600/8500当时没什么竞争力。


     当时我们对GeForce 8600GTS的评测结果

    ◆ 65nm年代,漫长的G92王朝

      时间步入2007年10月,采用G92核心的GeForce 8800GT发布,拉开了G92长达三年传奇的序幕,到目前为止没有一个GPU的寿命有G92这么长的。


    GeForce 8800GT/GTS 512的规格

      G92图形核心采用台积电(TSMC) 65nm工艺制造,是G80的精简优化版本,保留所有128个流处理器,显存位宽缩减到256bit,Texture Address数量翻倍,G80时期独立在外面的视频处理及输出单元也回归GPU内部,晶体管数量也提升到7.54亿个,不过得益于更加先进的工艺核心面积由484mm2降低至324mm2,频率也得以进一步提高,功耗则大幅度下降。

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    GeForce 8800GT

      在8800GT所用的其实并不是完整的G92核心,是经过屏蔽只保留了112个SP的产物,不过其性能足矣战胜旧版的8800GTS,两个月后发布的,8800GTS 512则是用完整的128SP的G92核心,性能已经贴近曾经的旗舰8800GTX,此后G92还推出了两个衍生产品,双核心的9800GX2,以及再度精简的8800GS。


    GeForce 9800GTX

      在NVIDIA把9系列显卡布局完毕后,8800GT、8800GTS 512以及8800GS被重新命名为9800GT、9800GTX和9600GSO,这是G92系列的第一次改名。

      在G92盛行的时期,大量的优秀DX10游戏涌现,《失落的星球》、DX10版本的《英雄连》以及被叫做显卡危机的《Crysis》,此外DX9的《使命召唤4:现代战争》也是当时的热门大作,我们来看看这些游戏用当时的显卡运行情况如何。


    使命召唤4


    Crysis


    失落的星球

      07年宽屏显示器开始变为主流,记得当时不少装机的同学都是用19寸宽屏,24寸宽屏也降至一个比较合理的价位,高分辨率开始盛行,但是1920x1200对当时的显卡来说的确十分有压力,当时许多显卡都是标配512MB显存,面对对如此高分辨率的确力不从心。

      从当时的游戏测试来看8800GT/GTS 512用来玩《使命召唤》这种DX9游戏是绰绰有余的,但是像《失落的星期》以及《Crysis》这样DX10游戏想开高画质和高分辨率就不大流畅了,而8800GTX这款老旗舰还老当益壮,玩DX10游戏表现还是非常好的。


    GeForce 9600GT

      除了G92的产品外,NVIDIA的65nm产品中还有一款相当经典的主流产品——GeForce 9600GT,它与2008年2月发布,是NVIDIA第一款9系列显卡,直接瞄准AMD的Radeon HD 3850。

      G94核心晶体管数为5.05亿个,G94的核心面积约240mm2,为G92核心面积的75%,流处理器数有64个,拥有的TPC为4个,TF/TA单元都为32个,在这个规格上,是8600 GTS的两倍,8800 GTS 512MB的一半,而且拥有256bit的显存控制器与32个ROP。

      9600GT的性能只比8800GT低13%左右,比竞争对手HD 3850高15%,作为当时的主流游戏卡是一个非常不错的选择,只要不开太高连DX10游戏也能流畅的运行,再加上一个比较合理的售价,它市场上相当受欢迎。


    GeForce GTX 280

      2008年8月NVIDIA推出了GT200核心,这颗核心的规格在当时可以堪称无敌,240个流处理器与512 bit的显存位宽,NVIDIA在这个核心内集成了多达14亿个晶体管,但是由于对新工艺的保守态度,GT200依然用TSMC的65nm工艺制作,导致其核心面积有576mm2之巨,令NVIDIA背负了沉重的功耗和成本负担。


    两款GTX 280与GTX 260的规格

      GTX 280推出的时候虽然性能十分强劲另人佩服,但是3D性能并不能全面超越双G92核心的9800GX2让不少人对其不满意,而且功耗比9800GX2还高这点更是让用户难以接受,GT200的诸多毛病让NVIDIA不得不改用更先进55nm工艺的去制作后续产品。

    ◆ 55nm,临危受命的GT200b/G92b

      遭受到AMD 55nm RV770的打击后,NVIDIA加快了对55nm工艺产品的进度,不过做法依旧比较保守,用G92核心先去试水,2008年9月,NVIDIA首款55nm产品9800GTX+终于推出了,比AMD足足晚了一年多。

      由于采用55nm的制程G92b核心面积缩减到276mm2,9800GTX+的工作频率可以定得更高,功耗也比旧的9800GTX更低些。

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    GTS 250其实和9800GTX+是一样的

      09年2月GeForce 9800GTX+被改名为GTS 250,这是G92的第二次改名了,虽然所用核心是55nm的G92b,并不完全等同G92,不过这次改名引来非常多的骂声。

      不过9800GTX+确实能够良好的完成阻击HD 4850的任务,两者性能相差并不多,当时国内各大DIY论坛红绿阵型因为两款显卡而打的口水仗并不少。


    GTX 285


    GTX 260+

      在G92b试水成功后,NVIDIA开始着手55nm的GT200产品,使用55nm工艺的GT200b核心面积缩小到470mm2,升级工艺后的GT200b一扫GT200时期的诸多阴霾,首发的55nm版的GTX 260+更是被纵多玩家誉为一代神卡。

      

      随后推出的双核心的GTX 295则为NVIDIA夺回性能王者的称号,GTX 285更是大幅度的降低了自身功耗的同时提升了性能,GT200b的推出让NVIDIA有了反击AMD的王牌,让NVIDIA重新拿到市场的主动权。

      说到这个时期的经典游戏非《Crysis Warhead》莫属,此外由Valve推出的《Left 4 Dead》也是一款卓越的FPS游戏。

      《Crysis》本来就是显卡杀手,而它的资料片《Crysis Warhead》更是一个极度危险的杀手,直到现在也只有高端显卡能在特效全高的情况下流畅运行,GTX 260+在高分辨率下运行有点勉强,GTX285则有30多fps勉强可以流畅。

      而《Left 4 Dead》只是一个DX9游戏,因此对于GTX285/GTX260+这些高端显卡来说是没有什么问题的,完全可以流畅运行。

     

    ◆ 40nm,千呼万唤始出来的Fermi

      不过AMD并没有给NVIDIA多少欢乐的时间,2009年11月AMD推出了时间上首款支持DirectX 11的GPU——RV870,得益于先进的40nm工艺,Radeon HD 5870轻松的打败了当时的单卡旗舰GTX 285,性能接近GTX 295,而且功耗优势明显,最重要的是它是一块DX11的显卡,这是NVIDIA当时的GT200系列显卡不能媲美的。

      在那段时间里NVIDIA流失了不少市场,虽然也想加快自己的DX11显卡Fermi的进度,但是还是被TSMC那40nm工艺耍了一把,产品的良品率一直都上不来,而且初期流片产品性能也不太理想,NVIDIA花了许多时间去解决这个问题,在这些时间里AMD的HD 5000系列全线产品已经布局完毕。

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    GTX 480

      到了2010年3月,Fermi架构的GF100终于出来了,新一代的Fermi架构则是继G80架构后的又一重要GPU架构,它站在G80和GT200的肩上,几乎是重新设计了并更注重通用计算的架构。

      Fermi一直迟迟都不能推出的原因是因为它太过复杂和庞大了,晶体管数达到空前的30亿个,纵使使用40nm工艺其核心面积也高达529mm2,这也导致了其惊人的功耗以及巨大的发热。


    GF100/GF110的规格表

      GTX 480虽然没有战胜HD 5970成为单卡王者,不过GF100的确是最强单芯,而且GF100由于架构的关系使得GTX 480在DX11游戏中大幅度的领先同期的HD 5870,不过在功耗和显卡发热的控制上的确太糟糕了。


    GTX 580

      在GTX 480发布9个月后,NVIDIA拿出了GF110核心,虽然同样是采用40nm工艺,不过在这几个月中NVIDIA一直和TSMC紧密合作改善工艺,NVIDIA自己也对芯片内的电路进行优化,GF110相比GF100时的良品率提高了不少,因此GTX 580可以用上完整的512个流处理器,频率比GTX 480提高了10%,而且整体功耗还降低了,AMD在意个月后才拿出VLIW4架构的HD 6900系列产品,结果完全不是GTX 580/570的对手。


    GF100/GF110显卡在《战地:叛逆连队2》中的表现


    GTX 460

      NVIDIA发布GF100后并没有停下脚步,GTX 480/470是旗舰产品,毕竟找个产品来支撑主流市场,在2010年7月,一代经典显卡GTX 460诞生了,采用GF104核心的GTX 460直插AMD在千元级市场上的软肋,打AMD一个猝手不及。

      不过GTX 460也是和GTX 480一样用的是部分屏蔽后的核心,完整GF104核心是有384个流处理器的,而GTX 460显卡仅拥有336个,造成这样的原因估计也和当时40nm的良品率不高有关,毕竟GF104的核心面积也有332mm2,也是一个不小的核心。


    GTX 560 Ti

      2011年1月,采用改良后的GF114核心的GTX 560 Ti诞生,它拥有完整的384个流处理器以及822MHz的高频,这些资本足矣让GTX 560 Ti叫嚣AMD的次级旗舰Radeon HD 6950,也是现在市场上的热卖产品。

      Fermi时代也就是最近两年的事,最近两年好玩的游戏多着呢,比如《DiRT3》、《Crysis2》、《使命召唤:现代战争3》、《战地3》、《星际争霸2》等等,各种DX11大作也陆续涌现,玩家手中的DX11显卡终于有了用武之地。


    Crysis 2


    战地3

      《战地3》与DX11版本的《Crysis 2》要求的确高得吓人,不过由于游戏引擎的关系大概30fps以上画面就比较流畅了,因此GTX 560 Ti等级以上的显卡都能比较流畅的游戏。

    ◆ 即将到来的28nm时代,Hello Kepler

      在2011年下半年,显卡市场趋于平淡,TSMC 直接跳过了32nm工艺以及28nm工艺的延期致使NVIDIA与AMD在很长一段时间内没有推出新的产品。在2012年1月,AMD终于打破了这个沉默,采用GCN架构的HD 7000系列横空出世,性能王者宝座再次被AMD夺去,并且在3个月内就部署好了全系列产品座等NVIDIA的反应。

      不过NVIDIA再也不会像Fermi发布前那么被动,因为Kepler不会拖得太久,虽然预期是2011年底发布的,不过受限于TSMC台积电28nm工艺进展不利等多方面因素,Kepler一直拖到这个月才能发布。

      这几个月Kepler流言蜚语总是在漫天飞舞,大家应该也从这些流言中看得出这个即将发布的GK104大概是怎样的了,NVIDIA新一代显卡GTX 680将在明天晚上正式发布,我们的评测文章也将准时奉上,想知道Kepler的表现到底怎么样,请密切关注我们的评测。

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    已有 18 条评论,共 18 人参与。
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    • 游客  2012-03-22 16:25

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    • 超能网友高中生 2012-03-21 22:35    |  加入黑名单

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    • 超能网友大学生 2012-03-21 22:26    |  加入黑名单

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    • 游客  2012-03-21 21:46

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    • 我匿名了  2012-03-21 20:14

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