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科技年轮 | 核弹进化之路 NVIDIA旗舰进化史（上）

百家作者：极客湾 2017-12-01 15:40:27

你是否还记得你的第一张显卡？是否还记得那些陪你一起度过美好时光的显卡？是否还怀念着那些显卡运行的经典游戏？

显卡就像是玩家的武器，没有一张好显卡，良好的游戏体验就更是无从谈起了。

从这周开始，科技年轮系列将会开始更新显卡相关的内容，这几周我们就先来聊聊两家GPU巨头的旗舰显卡。旗舰显卡往往是最能展示厂商技术实力的产品，它们在很大程度上决定了一整代显卡的表现，具有相当的代表性，从中可以一窥显卡的进化之路以及厂商在特定时期的产品思路。

1993年，NVIDIA诞生了，作为联合创始人的黄仁勋曾经在AMD、LSI Logic工作过十年，而在十年当中，黄仁勋结识了几位志同道合的朋友，后来他们决定创办一家属于自己的图形芯片公司。

前GeForce时代

NVIDIA的处女作是一款游戏机芯片——那时黄仁勋认为当时的PC对图形卡要求并不高，而游戏领域则如饥似渴。然而NV1在市场上却是一款失败的产品，因为NV1选择了当年已经不被看好的QTM成像技术，然而此时的业界潮流早已是多边形成像技术，最终还是当年的板卡老大——帝盟向老黄抛出了橄榄枝，推出了一款叫做“Edge 3D”的加速卡，当然最后还是以失败告终。

由于NV1的失败，NVIDIA元气大伤，然而借着世嘉新主机的东风，NVIDIA获得了700万美元的订金，然而NVIDIA并没有按照世嘉的要求开发，使得NV2也并没有被大量采购。然而这700万美元却成了NVIDIA的救命稻草。

连着两次失败让NVIDIA终于清醒了过来，随着Windows95的流行，这次NVIDIA做出了一个后来看起来最正确的决定——将Direct3D作为自己优先支持的API

，并开始了NV3的开发工作，而这款产品就是后来著名的Riva 128。

Riva 128推出于1997年，由于对Direct3D的良好支持，使得其在非Glide API游戏当中的表现相当出色，而且与当年的Voodoo卡不同，Riva 128自带2D输出功能，加上当年风靡全球的《古墓丽影2》、《极品飞车3》开始转向Direct3D阵营，使得Riva 128大获成功，NVIDIA也因此终于摆脱了财务危机。

接下来的Riva TNT也就是NV4击败了不可一世的3Dfx Voodoo 2，成为了当年最快的显卡，而且NVIDIA也注意到优良的驱动程序对充分发挥显示芯片性能的重要性，并为RIVA TNT编写了全新的驱动，并命名为“雷管”（Detonator）。

凭借出色的3D性能，德国的ELSA 、美国的Canopus等四家显卡生产商宣布加入NVIDIA阵营，著名的Creative公司也在第一时间推出了基于TNT显示芯片的产品。凭借着众多厂商的支持，NVIDIA成为了真正的新星，而良好的驱动也奠定了后来NVIDIA与ATI共同成为图形业界双雄的基础。

仅仅半年之后，NVIDIA便发布了NV5芯片，也就是大名鼎鼎的Riva TNT2。由于采用了0.25 微米制程，Riva TNT2标准版的频率提高到125MHz，频率的提升以及核心内部的优化，使得Riva TNT2的性能有了巨大飞跃，性能在当时无人能及。后期NVIDIA RivaTNT2还采用了0.22微米制程的NV6，频率更是得以进一步提升。

从NVIDIA Riva TNT2开始NVIDIA对产品进行了市场化细分（阉割），在高中低端，面向多种不同的用户，NVIDIA Riva TNT2芯片衍生出TNT2 Vanta、TNT2 M64、TNT2、TNT2Pro、TNT2 Ultra等不同的型号产品，真正建立了完整的产品线，也确立了当年显卡的标准。

GPU诞生

在3Dfx被TNT2打得一脸懵逼的时候，NVIDIA祭出了革命性的大杀器——GeForce 256。

这是第一款被称作“GPU”的芯片，也是“GeForce”这个品牌第一次出现在人们的面前。

它是第一款256bit的图形芯片，也是第一款集成了硬件T&L、动态光影、三角形设置、四像素渲染等一系列3D加速功能的图形核心。其一发布，便吸引了所有人的目光，从最初的SDRAM显存版本慢慢过渡到后期的DDR显存版本，后期版本性能甚至领先Voodoo 3 75%以上，除了ATI同时期的Radeon 256，GeForce已经不再有其他对手了。虽然因为其高昂的售价，销量并不是很高，但它真正奠定了NVIDIA在图形芯片领域的地位，令其品牌形象获得了大幅度的提升。

又过了几个月，在ATI发布Radeon256的两天之后，第二代GeForce也推出了，名为GeForce2 GTS的它支持DirectX 7.0 API，性能提升巨大，而其引入的全新架构更是一直沿用到了GeForce 4 MX系列，而后者则是一代中低端神卡，由于我们今天是讲旗舰显卡，因此就不再赘述。

另一方面，GeForce 2 GTS也开启了GPU通用计算的大门。在当时，GeForce 2 GTS曾被用于求解扩散方程，成为GPU通用计算的最早应用。

2001年2月22日，东京，苹果MacWorld大会上，乔布斯带来了Power Mac G4，GeForce 3完成了其首秀。而在五天之后，这款新旗舰显卡才作为主角发布。

GeForce 3核心代号为NV20，是第一款支持DX8.0的显卡。而其不仅吸引了苹果，也吸引了微软的关注——第一代XBOX的GPU也是基于NV20开发的。

不过ATI发布了Radeon 8500之后，大家发现GeForce 3并不能打得过Radeon 8500，于是GeForce 3第一次引入了“Ti“。NVIDIA发布了全新的GeForce 3 Ti系列显卡，其中包含Ti 500和Ti 200两个型号，然而事实上，其核心相较于GeForce 3并没有什么变化，仅仅是在驱动和BIOS上略加更改，Ti 200算是降频廉价版，而Ti 500则是官方超频版。而且Ti 500甚至可以改造成Quadro显卡，性价比更是大幅提升。

而接下来的GeForce 4系列则分成了两个系列，中高端的GeForce 4 Ti 4000系列基于GeForce 3架构开发，支持DX8.1，而低端的GeForce 4 MX系列则基于GeForce 2架构开发，只支持DX7.0。而这其中Ti 4200和MX440成为了最具代表性的产品，前者只要超超频就可以获得跟顶级Ti 4600完全相同的性能。想象一下，你买了一张1060，回去超了超频，结果1080Ti被你的1060斩于马下……

然而GeForce 4的风光并没能持续太久，NVIDIA终于在不久之后迎来了第一次低谷。

虽然Radeon 8500明显不敌GeForce4 Ti，然而接下来的R300系列显卡却打得GeForce 4 Ti毫无招架之力，9700 Pro的性能在某些情况下甚至可以领先GeForce 4 Ti达到将近100%，而且功耗也并不算大，而面对这种状况，NVIDIA祭出了他们的第一代巨无霸GPU——代号NV30的GeForce FX5800。