Продолжая историю развития видеокарт из предыдущей — статьи, видеоадаптеры 2000-х годов.
NVIDIA идет в наступление. Чип NV10
В последнем квартале 1999 года компания NVIDIA выпустила новую линейку видеокарт — GeForce 256 (кодовое название NV10). Да, всеми любимому бренду GeForce в этом году исполнится уже 15 лет! И немалую роль в его становлении сыграло именно первое поколение видеокарт с индексом 256.
Нужно начать с того, что NVIDIA очень грамотно провела маркетинговую политику перед выходом нового чипа. Они настойчиво умалчивали о каких-либо характеристиках видеокарт, а также не давали никаких намеков, поэтому вокруг NV10 был создан нешуточный ажиотаж — все были в ожидании чего-то революционного.
И вот NVIDIA представила свой новейший графический процессор! Он сразу был назван первым в мире GPU (Graphics Processing Unit). В то время американская компания подразумевала под этим названием «одночиповый процессор со встроенными вспомогательными движками, способный обрабатывать до 10 миллионов полигонов в секунду». Большим нововведением в GeForce 256 стало наличие движка T&L (Transform and Lightning), который отвечал за обработку освещения и трансформации объектов в реальном времени. Прежде эти функции исполнял центральный процессор. В том числе благодаря движку T&L производительность GeForce 256 в играх была значительно выше, нежели у предшественников. Помимо этого, он помог выйти NVIDIA в новый сегмент рынка — компания начала выпускать видеокарты для систем автоматизированного проектирования под брендом Quadro.
Изначально NV10 планировалось производить по 180-нм техпроцессу. Однако эти технологические нормы не были освоены к моменту запуска новых видеокарт NVIDIA, поэтому чип изготавливался по 220-нм техпроцессу. Этим и объясняется тактовая частота ядра — 120 МГц. В планах «зеленых» были более высокие частоты, однако из-за возможного перегрева скорость GPU была ограничена данной отметкой.
NV10 содержал 23 миллиона транзисторов.
В качестве памяти использовались чипы SGRAM или DDR. В первом случае частота памяти составляла 166 МГц, в другом — 300 МГц. Шина памяти была 128-битной. Почти все видеокарты GeForce 256 использовали интерфейс AGP 4x. Пожалуй, впервые для видеокарты было обязательным стандартом использование вентилятора для охлаждения чипа — настолько сильно он грелся в сравнении с предшественниками. Из API поддерживались Direct3D 7 и OpenGL 1.2.
Что касается производительности, то GeForce 256 совершил большой скачок вперед при работе в системах с бюджетными центральными процессорами. В таких случаях его превосходство над предыдущим поколением видеокарт в лице Voodoo3 и TNT2 достигало 50%. Однако с более мощными CPU преимущество новой видеокарты было не так ощутимо. При этом стоит отметить, что GeForce 256 в очень редких случаях полностью раскрывала потенциал движка T&L, из-за чего во многих играх предпочтительнее выглядели карты, поддерживающие API Glide и MiniGL. Неудачной стороной GeForce 256 также являлась производительность видеокарты в 2D-приложениях, где она была не быстрее, чем все ее конкуренты и предшественники.
В целом GeForce 256 запомнился как довольно неоднозначный продукт.
3Dfx: VSA-100 и банкротство
Тем временем компания 3Dfx готовила свой ответ на новое решение NVIDIA. Им стал чип VSA-100, который был прямым последователем Voodoo3. Аббревиатура VSA расшифровывалась как Voodoo Scalable Architecture. В 3Dfx немного изменили идею построения видеокарт. Отныне они решили создавать многочиповые решения для разных сегментов рынка. В теории на видеокарте могли размещаться до 32 чипов VSA, причем производительность должна была возрастать прямо пропорционально. Напомним, в арсенале 3Dfx уже была технология SLI, поэтому некоторые наработки для реализации многопроцессорных устройств у компании уже были.
Первой видеокартой, использовавшей чип VSA-100, стала Voodoo5 5500. В ее основе лежали два «камня». Сами кристаллы изготавливались по 250-нм техпроцессу, несмотря на то, что уже были освоены более тонкие 220-нм технологические нормы. Чип содержал 14 миллионов транзисторов. Частота графического процессора и памяти составляла 166 МГц. Объем памяти был равен 64 Мбайт типа SDRAM. Шина была 128-битной. Впервые в видеокартах Voodoo поддерживался 32-битный цвет в трехмерном режиме. Также чип обзавелся поддержкой текстур с высоким разрешением 2048x2048 точек. А в качестве их сжатия использовались алгоритмы FXT1 и DXTC. Еще одним существенным преимуществом видеокарт Voodoo5 стала высокая производительность при использовании сглаживания.
Voodoo5 выпускались с разными интерфейсами. Среди них были AGP и PCI, а также была доступна версия для компьютеров Mac.
По производительности Voodoo5 5500 была впереди конкурирующих решений в лице GeForce 256 и ATI Rage 128 MAXX. Но успешной она так и не смогла стать, ибо 3Dfx слишком запоздала с запуском новой линейки видеокарт.
Тем не менее в компании пытались исправить положение. Во-первых, была выпущена бюджетная видеокарта Voodoo4 4500 на базе все того же чипа VSA-100. В своей конструкции она использовала лишь один «камень». Однако Voodoo4 4500 оказалась очень медленной и вчистую проигрывала конкурирующим решениям GeForce 2 MX и Radeon SDR.
Финансовые неудачи компании 3Dfx верно приближали ее к банкротству. Лебединой песней должен был стать запуск производительной видеокарты Voodoo5 6000, которая однако так и не увидела свет. В тестовых образцах применялись четыре чипа VSA-100 и 128 Мбайт памяти.
Как показали дальнейшие тесты, Voodoo5 6000 действительно обладала высоким уровнем производительности. Она легко конкурировала с такими топовыми видеокартами, как GeForce 2 Ultra и Radeon 7500. Но из-за проблем с совместимостью с материнскими платами под только вышедшие процессоры Pentium 4 ускоритель так и не был выпущен. К тому же ориентировочная стоимость видеокарты составляла целых 600 долларов США, что было значительно выше цены конкурентов.
В итоге 3Dfx была куплена NVIDIA за 25 миллионов долларов США. Сразу же было объявлено, что дальнейшего развития линейки видеокарт Voodoo не будет. «Зеленых» интересовала исключительно интеллектуальная собственность компании. Так, помимо всего прочего, NVIDIA получила все наработки технологии SLI, которую разрабатывает и продвигает по сей день.
Эра троевластья официально закончилась. Началась великая эпоха противостояния NVIDIA и ATI.
Чип NVIDIA NV15
В 2000 году NVIDIA представила чип NV15, на котором базировалось поколение видеокарт GeForce 2. Архитектура NV15 повторяла таковую от NV10, но, конечно же, была доработана. В качестве базовой модели NV15 выступала видеокарта GeForce 2 GTS. Для начала нужно заметить, что производство новых чипов уже было переведено на 180-нм техпроцесс, что позволило значительно поднять частоту графического ядра. В случае видеокарты GeForce 2 GTS она составляла 200 МГц (на 80 МГц выше, чем у GeForce 256). Сам чип содержал 25 миллионов транзисторов. Количество пиксельных конвейеров составляло четыре штуки, при этом на каждый конвейер приходилось по два текстурных модуля. Сама аббревиатура GTS расшифровывается как GigaTexel Shading. Адаптер обладал производительностью в 1,6 Гигатексель в секунду. NV15, так же как и предшественник, содержал движок T&L. Его работа была оптимизирована, и производительность при отрисовке геометрических объектов и освещения выросла примерно на 30%.
Объем памяти видеокарты составлял 32 или 64 Мбайт DDR SGRAM. Ее частота составляла 166 МГц. Шина памяти была 128-битной. Одним из недостатков GeForce 2 GTS стала как раз не очень быстрая подсистема памяти, которая в целом ограничивала производительность видеоадаптера.
Тем не менее GeForce 2 GTS оказалась быстрее, чем GeForce 256 приблизительно на 40%. В OpenGL-приложениях новинка также оказывалась быстрее, чем Voodoo5 5500 и ATI Radeon DDR. А вот в большинстве программ, работающих посредством Direct3D, видеокарта NVIDIA уступала устройству ATI.
Помимо версии с приставкой GTS, калифорнийская компания вывела на рынок целую гамму различных решений для всех сегментов рынка. Для Low-End была выпущена видеокарта GeForce 2 MX. От стандартной версии GTS она отличалась частотой ядра, а также более медленной подсистемой памяти. Кроме этого, встречались 64-битные видеокарты GeForce 2 MX. В остальном она поддерживала такие же функции, как и GTS.
Появилось и высокопроизводительное решение GeForce 2 Ultra. В сравнении с GeForce 2 GTS у него были значительно увеличены тактовые частоты. Так, скорость работы ядра составляла 250 МГц, а память функционировала с сигналом 460 МГц. Для стабильности у GeForce 2 Ultra также была доработана система питания. В остальном видеокарта повторяла версию GTS.
Но даже на этом гамма различных модификаций видеокарт GeForce 2 не заканчивалась. В нише между GTS и Ultra располагались видеокарты GeForce 2 Pro и GeForce 2 Ti. Они обладали более высокими частотами, чем GTS, но более низкими, чем Ultra. Отметим, что версия с приставкой Ti была выпущена почти через год после запуска Pro и превосходила последнюю в скорости.
Канадский ответ: чипы R100 и RV200
Ответом компании ATI на чип NV15 стал процессор Radeon R100. Изначально чип носил имя Rage 6, однако из-за изменения архитектуры было принято решение переименовать его. Появился первый Radeon! R100 изготавливался по 180-нм техпроцессу. И его отличительной особенностью стала поддержка геометрического движка Charisma Engine. R100 поддерживал технологию ATI HyperZ, которая повышала скорость передачи данных от видеопроцессора к памяти. Она работала на блочной основе. Так, экран делился на множество квадратных фрагментов. Затем графический процессор отрисовывал полигон в обычном порядке, после чего — в блочном. Если же блок полностью перекрывал полигон, то н исключался из дальнейшей обработки, что уменьшало количество информации, передаваемой в память, и тем самым повышало быстродействие.
Кроме этого, R100 поддерживал аппаратное декодирование видео формата MPEG-2. Также чип обладал поддержкой стандартов OpenGL 1.3 и Direct3D 7.
На основе R100 было выпущены две видеокарты: Radeon DDR и Radeon SDR. Первый ускоритель считался старшим в линейке. Частоты его ядра и памяти составляли 183 МГц. Использовалась 128-битная шина памяти, а объем памяти равнялся 32 или 64 Мбайт. Видеокарта обладала двумя пиксельными конвейерами, на каждый из которых приходилось по 3 текстурных модуля. В роли интерфейса выступал AGP 4x. Radeon DDR составила достойную конкуренцию GeForce 2 GTS. Пускай в 16-битных приложениях она и уступала продукту NVIDIA, но в программах, использующих 32-битный цвет, она зачастую вырывалась вперед.
Младшая версия — SDR — отличалась от DDR лишь типом используемой памяти и пониженными частотами. Эта видеокарта успешно конкурировала с устройством GeForce 2 MX. Также ATI выпустила несколько бюджетных продуктов для OEM-сегмента.
R100 оказался очень успешным. Следом за ним в 2001 году последовал выпуск кристалла с кодовым именем RV200 и созданных на его базе видеокарт Radeon 7500. Многие ошибочно принимают RV200 за новую разработку ATI, однако это не так. Данный GPU, по сути, являлся тем же R100, только выпущенным в соответствии с более тонким 150-нм техпроцессом, который позволил значительно поднять частоту ядра. В итоге получилась видеокарта Radeon 7500 с таким же набором функций, как и у Radeon DDR, однако с более высокой производительностью. Так, ядро работало на частоте 290 МГц, а память — 230 МГц. Был увеличен и объем памяти: в продаже встречались не только 64-мегабайтные, но и 128-мегабайтные устройства. Radeon 7500 конкурировал на рынке с поколением видеокарт GeForce 2 Ti, а позже — с бюджетной серией GeForce 4 MX.
2001 год: чипы NVIDIA NV20 и ATI R200
2001 год ознаменовался выпуском очередного чипа от NVIDIA — NV20, на котором базировалась линейка видеокарт GeForce 3. Процессор выпускался по 150-нм техпроцессу, но на этот раз он претерпел значительные изменения. Дело в том, что архитектура NV15 полностью исчерпала свой потенциал. Первой отличительной особенностью NV20 стала поддержка движка nFinite FX Engine. Это означало, что видеокарты GeForce 3 поддерживали пиксельные и вершинные шейдеры, которые позволили создавать огромное количество различных спецэффектов. Другой особенностью NV20 являлась улучшенная архитектура памяти под названием LMA (Lightspeed Memory Architecture). Видеокарты GeForce 2 как раз отличались неэффективной работой подсистемы памяти. Это проявлялось в том, что в 32-битном режиме она банально на справлялась с количеством передаваемой информации. В видеокартах GeForce 3 проблема была решена. Шина памяти новых ускорителей осталась 128-битной, однако теперь она состояла из четырех 32-битных контроллеров, тогда как GeForce 2 использовали один, 128-битный. Особенно эффективна такая система была в детализированных сценах. Помимо этого, NV20 поддерживал оптимизацию работы с Z-буфером наподобие технологии ATI HyperZ. Также новый чип лучше работал со сглаживанием благодаря поддержке двух новых алгоритмов: Quincunx и мультисэмплинга HRAA. NV20 содержал четыре пиксельных конвейера с двумя текстурными модулями в каждом и один вершинный конвейер.
Линейка видеокарт состояла из решений GeForce 3, GeForce 3 Ti 200 и Ti 500. Они отличались лишь тактовыми частотами. Интересно, что по показателям скорости новые акселераторы не всегда опережали GeForce 2 Ultra. Такое случалось в приложениях, где большую роль играли тактовые частоты ядра и памяти, которые у флагмана прошлого поколения были выше. Однако при использовании сглаживания уже видеокарты GeForce 3 оказывались впереди, причем с большим преимуществом.
Соперником NV20 являлся чип R200, выпущенный в том же году, который не претерпел значительных изменений и стал эволюционным развитием RV200. Он также выпускался в соответствии с 150-нм технологическими нормами и содержал 60 миллионов транзисторов. GPU содержал четыре пиксельных конвейера, каждый из которых имел по два текстурных модуля. Чип поддерживал несколько новых технологий. Например, Smartshader обеспечивала поддержку пиксельных и вершинных шейдеров версии 1.4. А технология Smoothvision предусматривала использование полностью программируемого полноэкранного сглаживания. Свое развитие получила и технология HyperZ — R200 поддерживал вторую ее версию.
Устройством High-End сегмента на базе R200 стала видеокарта Radeon 8500. Изначально она оснащалась 64 Мбайт DDR SDRAM памяти, однако чуть позже появились и 128-мегабайтные решения. Ускоритель графики обладал 128-битной шиной памяти. Частоты ядра и памяти составляли 275 МГц. Radeon 8500 немного уступала по производительности конкурирующему устройству в лице GeForce 3 Ti 500. Причина проигрыша заключалась (опять) в «кривых» драйверах. Со временем, когда проблема была решена, Radeon 8500 порой даже опережала GeForce 3 Ti 500. При этом видеокарта ATI была немного дешевле.
Интересно, что Radeon 8500 поддерживала работу сразу с несколькими мониторами.
Чип NVIDIA NV25
В NVIDIA явно не ожидали, что Radeon 8500 окажется настолько успешным продуктом. Поэтому вскоре в американской компании поспешили представить линейку видеокарт GeForce 4, основанных на чипе NV25. Этот процессор не представлял что-либо кардинально нового. Он выпускался по тому же 150-нм техпроцессу и архитектурно повторял NV20, получив небольшие доработки. Так, GPU поддерживал второе поколение технологии LMA, движок nFinite FX 2, а также аппаратное сглаживание.
Линейка видеокарт была представлена моделями GeForce 4 Ti 4400 и 4600, однако чуть позже к ним добавилась версия Ti 4200. Акселераторы отличались тактовыми частотами и количеством видеопамяти (64 или 128 Мбайт). Как вы помните, самой распространенной видеокартой из этой линейки стала GeForce 4 Ti 4200. Причина ее успеха заключалась в высокой производительности за умеренные деньги. Более того, выпускалась 128-мегабайтная версия GeForce 4 Ti 4200, которая оказалась быстрее, нежели GeForce 3 и Radeon 8500.
А в 2002 году NVIDIA выпустила обновленный NV25, который получил название NV28. Была введена поддержка интерфейса AGP 8x. На новый чип перевели всю линейку видеокарт. Видеоадаптер GeForce 4 Ti 4200 стал носить имя Ti 4200-8X, а на замену GeForce Ti 4400 и 4600 пришли видеокарты GeForce 4 Ti 4800SE и 4800 соответственно.
Тут же стоит отметить, что в линейку ускорителей GeForce 4 также входили модели с суффиксом MX. Однако к чипу NV25 они не имели никакого отношения. Серия GeForce 4 MX была создана на процессоре NV17 и должна была заменить бюджетные видеокарты GeForce 2 MX. Несмотря на свою бюджетность, GeForce 4 MX были очень популярны. Во многом их покупали потому, что кроме офисных задач они отлично справлялись с играми благодаря поддержке 128-битной шины памяти и сглаживания методом мультисэмплинга. Помимо этого, видеокарты GeForce 4 MX обладали аппаратным декодером MPEG-2. Главным минусом устройства являлось отсутствие поддержки шейдеров. Из-за чего в скором времени многие игры банально не поддерживали GeForce 4 MX.
Чип ATI R300
В августе 2002 года свет увидел новый флагманский чип ATI — R300. В отличие от R200, который не принес ничего нового в плане архитектуры, он был скорее революционным процессором. GPU изготавливался по 150-нм техпроцессу и содержал около 110 миллионов транзисторов, что сделало его самым архитектурно сложным чипом на то время. В его состав входили восемь пиксельных конвейеров (против четырех у R200), где на каждый конвейер приходился лишь один текстурный модуль. Однако восьми текстурных блоков оказалось более чем достаточно для эффективной работы. Поддерживались вершинные и пиксельные шейдеры версии 2.0. Шина памяти R300 была 256-битной, причем архитектура шины во многом повторяла таковую у NVIDIA NV20. По сути, 256-битная шина памяти была представлена четырьмя 64-битными модулями. На производительность чипа положительно сказалась и поддержка третьей версии технологии HyperZ. Также R300 поддерживал улучшенные методы сглаживания и новый алгоритм анизотропной фильтрации текстур.
Чипы ATI R520 и R580
ATI немного припоздала со своим ответом на G70. Чип R520 был выпущен только в октябре 2005 года. Задержка была связана из-за найденного бага в процессоре, который сильно ограничивал тактовую частоту ядра. R520 был основан на новой архитектуры и имел мало общего со своим предшественником R420. Кристалл выпускался в соответствии с 90-нм технологическими нормами и использовал новую многопоточную архитектуру ATI. Ее задачей было оптимальное распределение нагрузки между различными блоками. С этой целью в чип был добавлен специальный блок, который отвечал за оптимальную работу пиксельных конвейеров. Сами пиксельные конвейеры, которые, в свою очередь, работали через специальный регистр для наиболее быстрой передачи данных. Новые GPU работали с Shader Model 3.0. Количество пиксельных конвейеров в R520 увеличено не было, но их малое количество компенсировались высокими тактовыми частотами ядра и памяти. Были доработаны и вершинные конвейеры. Также R520 обзавелся совершенно новым контроллером памяти с шиной, равномерно распределяющей запросы. Кроме этого, R520 поддерживал новую версию технологии HyperZ, а также работал с HDR-изображениями.
Флагманским устройством на базе R520 была видеокарта Radeon X1800 XT. Ее частоты ядра и памяти составляли 625 МГц и 1500 МГц соответственно. Использовалась GDDR3-память объемом 256 или 512 Мбайт вместе с 256-битной шиной. В плане производительности Radeon X1800 XT была равна GeForce 7800 GTX с 256 Мбайт видеопамяти, но проигрывала 512-мегабайтной версии. Однако качество изображения на ультравысоких настройках порой было выше у акселератора ATI.
Из-за позднего запуска R520 и видеокарты серии Radeon X1800 недолго пробыли на рынке. Уже через несколько месяцев их сменил чип R580 и адаптеры серии Radeon X1900. R580 был запланированным обновлением R520. Новый чип незначительно, но все же отличался от предшественника. Так, количество пиксельных конвейеров было увеличено втрое — их стало 48. На 50% был увеличен HyperZ-буфер, а также была оптимизирована выборка текстур. Кроме этого, у Radeon X1900 XTX были увеличены частоты ядра и памяти. Они составляли 650 и 1550 МГц соответственно. Эти улучшения позволили Radeon X1900 XTX быть стабильно быстрее, чем 512-мегабайтная версия GeForce 7800 GTX.
Но и это было не последнее обновление видеокарт ATI. Еще через полгода канадская компания выпустила R580+. Единственным отличием данного процессора от R580 стал новый контроллер памяти, работающий со стандартом GDDR4. Новые ускорители получили название Radeon X1950 и, как вы могли догадаться, работали с более быстрой GDDR4-памятью. Частота памяти была увеличена до 2000 МГц, при этом шина оставалась 256-битной. В сравнении с Radeon X1900 XTX видеокарта Radeon X1950 XTX получила прибавку в производительности, которая позволила ей быть быстрее, чем GeForce 7900 GTX. Особенно это касалось тяжелых режимов с применением полноэкранного сглаживания.
Чип NVIDIA G80
В ноябре 2006 года свет увидел графический чип G80. На этот раз американская компания выпустила полностью новый процессор с принципиально иной архитектурой унифицированных шейдеров. Основным ее отличием стало то, что на замену пиксельным и вершинным конвейерам пришли потоковые процессоры, которые могли обрабатывать абсолютно разные данные: геометрию, вершины, пиксели и физику. И если раньше шейдерные процессоры были векторными, то потоковые процессоры стали скалярными. Максимальная пропускная способность скалярных процессоров была ниже, чем у векторных, однако данный недостаток компенсировался высокой частотой их работы. В G80 была добавлена поддержка новых алгоритмов фильтрации, благодаря которым включение фильтрации меньше влияло на общую производительность. Поддерживались и новые методы сглаживания, которые позволили блокам ROP работать с HDR-светом в режиме MSAA (Multisample anti-aliasing). Развитие получила и технология PureVideo — G80 умел декодировать HD-видео. Наконец, G80 поддерживал DirectX 10 и Shader Model 4.0.
На базе этого процессора было выпущено несколько видеокарт, самой мощной из которых являлась GeForce 8800 GTX. На то время G80 являлся самым сложным существующим чипом. Он выпускался по 90-нм техпроцессу, имел площадь 480 мм2 и содержал 681 миллион транзисторов. Ядро GeForce 8800 GTX работало на частоте 575 МГц, память — на частоте 1800 МГц. Потоковые процессоры работали на собственной частоте 1350 МГц. Интересно, что видеокарта имела непривычный объем памяти — 768 Мбайт, а ширина шины памяти составляла 384 бит.
Новая архитектура оказалась столь эффективной, что даже спустя год после своего запуска GeForce 8800 GTX являлась одной из самых быстрых видеокарт на рынке. Чуть позже появилась еще более быстрая видеокарта GeForce 8800 Ultra. От версии GTX ее отличали более высокие тактовые частоты.
Чипы ATI R600 и RV670
Компания ATI снова немного опоздала с выпуском ответного решения, и новый чип R600 увидел свет лишь в мае 2007 года. Однако чуть ранее произошло еще одно важное событие в истории компании — она была куплена американской компанией AMD за 5,4 миллиардов долларов США. В октябре 2006 года ATI официально стала графическим подразделением AMD.
Но вернемся к чипу R600. Так же как и G80, R600 кардинально отличался от своего предшественника R520 и имел унифицированную шейдерную архитектуру второго поколения. До выпуска R600 AMD применяла первое поколение этой архитектуры в графическом чипе для приставки Xbox 360. «Камень» теперь также имел потоковые процессоры вместо отдельных конвейеров. Интересно, что чип содержал кластеры, в которых располагались пять потоковых процессоров. Всего таких кластеров у R600 было 64, то есть общее количество потоковых процессоров составляло 320 штук. Поддерживались DirectX 10 и Shader Model 4.0, а также аппаратная тесселяция. В R600 присутствовал диспетчер потоков, который оптимально распределял нагрузку между ALU. Как и в G80, были улучшены алгоритмы сглаживания и фильтрации, поддерживалось HDR-освещение. Контроллер памяти имел кольцевую структуру. Среди других возможностей R600 стоит выделить наличие отдельного движка UVD (Unified Video Decoder), который отвечал за декодирование видео форматов MPEG4, VC-1, H.264. Технология CrossFire получила значительные доработки, которые повысили ее быстродействие, и была переименована в CrossFireX.
В мае 2007 года была представлена флагманская видеокарта Radeon HD2900 XT, использующая GDDR3-память. А через два месяца свет увидела модификация Radeon HD2900 XT, оснащенная «GDDR4-мозгами». Частота ядра видеокарты составляла 740 МГц, памяти GDDR3 — 1650 МГц. В обеих версиях использовались 512-битные шины памяти. К слову, подсистема памяти отнюдь не была ахиллесовой пятой R600, поэтому прирост от использования более быстрой GDDR4-памяти был минимален.
Весь запуск R600 получился каким-то скомканным. Изначально предполагалось, что AMD запустит модификацию XTX для конкуренции с GeForce 8800 GTX и Ultra, однако этого не произошло. Производительности же версии XT хватало лишь для конкуренции с младшей видеокартой GeForce 8800 GTS.
Более успешным оказался RV670, выпущенный в конце 2007 года. Чип выпускался по новому 55-нм техпроцессу, но архитектурно почти не отличался от R600. Изменения затронули шину памяти. Она стала 256-битной и работала с памятью типа GDDR4. Появилась поддержка DirectX 10.1 и Shader Model 4.1. Также RV670 поддерживал технологию энергосбережения AMD PowerPlay.
На базе RV670 производились видеокарты Radeon HD 3870 и HD 3850. Старшая версия была ориентирована на Middle-End-сегмент, ибо как такового флагмана в линейке HD 3000 у AMD не было. Однако в арсенале компании появилось первое двухчиповое решение Radeon HD 3870X2, по своей архитектуре схожее с GeForce 7950 GX2. Видеокарта оснащалась двумя RV670 и имела такие же характеристики, как и Radeon HD 3870. По производительности Radeon HD 3870X2 удавалось соперничать с «зелеными» флагманами GeForce 8800 GTX и Ultra, но порой видеокарту подводила оптимизация драйверов и игр.
Чип NVIDIA G92
Еще до запуска RV670 компания NVIDIA представила чип G92. Прежде всего, стоит отметить, что NVIDIA сразу же запутала пользователей тем фактом, что видеокарты на базе G92 принадлежали к серии GeForce 8800. Таковыми являлись GeForce 8800 GT, GS и GTS 512 Мбайт. Да и позиционирование нового процессора было довольно спорным. С одной стороны, по своей стоимости видеокарты на базе G92 были ориентированы на Middle-End-сегмент. С другой стороны, производительность чипа была настолько велика, что флагманская видеокарта GeForce 8800 GTS 512 на базе G92 напрямую конкурировала с GeForce 8800 GTX и Ultra.
G92 имел немного архитектурных отличий от G80. G92 выпускался по более тонкому 65-нм техпроцессу и содержал 754 миллиона транзисторов. Количество потоковых процессоров было уменьшено до 112 штук. Шина памяти была урезана до 256 бит. G92 поддерживал интерфейс PCI Express 2.0, но в то же время имел обратную совместимость с предыдущим стандартом. Частота ядра топовой видеокарты GeForce 8800 GTS 512 Мбайт составляла 650 МГц, а потоковые процессоры работали на частоте 1625 МГц. Частота памяти составляла 970 МГц.
G92 лег в основу и следующей линейке топ-устройств GeForce 9800. Так, версия GeForce 9800 GTX являлась переименованной видеокартой GeForce 8800 GTS 512 с повышенными частотами. А в июле 2008 года была выпущена модификация GeForce 9800 GTX+, которая использовала тот же чип G92, но выпущенный по 55-нм техпроцессу.
В линейке GeForce 9800 также появилась очередная двухчиповая видеокарта GeForce 9800 GX2. Каждый из ее процессоров имел спецификации, как у GeForce 8800 GTS 512, только с чуть сниженными частотами. А дизайн видеокарты напоминал модель GeForce 7900 GX2, поскольку чипы располагались на двух отдельных печатных платах, между которыми располагалась общая система охлаждения. GeForce 9800 GX2 стала самой быстрой доступной видеокартой.
Чипы NVIDIA GF100 и GF110
В 2010 году NVIDIA представила GF100 с архитектурой Fermi, который лег в основу топовой видеокарты GeForce GTX 480. GF100 производился по 40-нм техпроцессу и получил 512 потоковых процессоров, или, как их называли в NVIDIA, ядер CUDA. Однако видеокарта не задействовала все процессоры: из 512 работали только 480 штук. Количество текстурных блоков составляло 60, а модулей ROP — 48. Ширина шины памяти составила 384 бит, а объем памяти GDDR5 был равен 1,5 Гбайт. GF100 стал первым чипом NVIDIA, поддерживающим DirectX 11 и Shader Model 5.0. Также GF100 поддерживал новую технологию NVIDIA Surround, которая позволила использовать до трех мониторов одновременно в качестве единого рабочего пространства. Недостатком GF100 являлся высокий уровень тепловыделения. Тем не менее видеокарта вновь стала самым быстрым одночиповым решением на рынке.
В конце года была представлена видеокарта GeForce GTX 580 на базе обновленного GF110. Адаптер работал со всеми 512 ядрами CUDA и 64 текстурными модулями, что дало прибавку в производительности. Был улучшен алгоритм фильтрации текстур, а также усовершенствован блок отбрасывания невидимых треугольников. Все это позволило GeForce GTX 580 быть быстрее предшественника на 20-25%.
Чипы AMD Cypress и Cayman
Еще за несколько месяцев до выхода GF100 AMD выпустила 40-нм чип Cypress. В американской компании решили отойти от буквенно-цифровых значений и отныне присваивать каждому поколению чипов собственные имена. Сам принцип архитектуры Cypress продолжал идеи RV770, но дизайн GPU был переработан. Было вдвое увеличено количество потоковых процессоров, текстурных модулей и блоков ROP. Появилась поддержка DirectX 11 и Shader Model 5.0. Также был обновлен блок аппаратной тесселяции. В Cypress появились новые методы сжатия текстур, которые позволили разработчикам использовать большие по объему текстуры. Также AMD представила новую технологию Eyefinity, полным аналогом которой позже стала технология NVIDIA Surround.
Чип Cypress лежал в основе видеокарты Radeon HD 5870, которая до выхода GeForce GTX 280 была самым быстрым одночиповым решением. AMD выпустила и двухчиповое решение Radeon HD 5970. В целом Cypress оказался очень успешным.
Серия видеокарт Radeon HD 6000, выпущенная в конце 2010 года, была призвана конкурировать с акселераторами GeForce GTX 500. В основе графических адаптеров лежал чип Cayman. В нем применялась немного другая архитектура VLIW4. Количество потоковых процессоров составляло 1536 штук. Возросло количество текстурных модулей — их стало 96. Среди других изменений стоит выделить улучшенную работу с операциями двойной точности и увеличение производительности блоков ROP. Также Cayman умел работать с новым алгоритмом сглаживания Enhanced Quality AA. Ширина шины памяти чипа составляла 256 бит. Видеокарты использовали GDDR5-память.
Увы, но одночиповый флагман Radeon HD 6970 не смог составить конкуренцию GeForce GTX 580 и соперничал только с GeForce GTX 570 и GTX 480. Чуть позже AMD вновь выпустила двухпроцессорную видеокарту Radeon HD 6990 для конкуренции с GeForce GTX 580.
Последние разработки NVIDIA и AMD
Начиная с 2011 года как NVIDIA, так и AMD выпустили по два новых поколения графических ускорителей. Сначала NVIDIA выпустила 28-нм чип GK104 с абсолютно новой архитектурой Kepler, которая была разработана с целью увеличения производительности на ватт. «Камень» лег в основу видеокарты GeForce GTX 680. А весной 2013 года NVIDIA представила чип GK110, на котором основываются флагманские видеокарты GeForce GTX 780 и GeForce GTX Titan.
Совсем недавно была представлена архитектура Maxwell, которая вскоре полностью сменит Kepler. Пока что были выпущены лишь игровые видеокарты начального уровня GeForce GTX 750/750 Ti на базе чипа GM107, а выход High-End-решений ожидается во второй половине этого года.
Что касается AMD, то за это время они успели представить семейство 28-нм графических процессоров с архитектурой Graphics Core Next под названием Southern Islands, которые легли в основу «семитысячной» серии видеокарт Radeon. Помимо этого, в прошлом году компания представила чипы семейства Volcanic Islands и видеокарты Radeon R7/R9, которые используют доработанную архитектуру GCN версии 1.1.
Мы намеренно не углубляемся в нюансы этих архитектур, поскольку они были выпущены совсем недавно.
