NVIDIA GeForce 5
GeForce 5（官方統稱為GeForce FX系列）是由NVIDIA研發設計的第五代GeForce顯示核心產品，分為兩大系列：
- GeForce FX（核心代號NV3x）在2002年11月18日的COMDEX展上發佈。GeForce FX 5800 Ultra與FX 5800是全世界首款支援DDR2影像記憶體的顯示卡。它使用了當時許多超前的技術，其採用CineFX 2.0引擎，首次支援CG高階程式語言，亦完全支援Direct 9.0。NV30晶片是全新設計的，與NV25極少有相似之處，而電晶體數量是上一代NV25/NV28的兩倍。2003年3月19日，NVIDIA發表該系列的移動版GeForce FX Go，最初發表有五款產品FX Go 5700、FX Go 5650、FX Go 5600、FX Go 5200、FX Go 5100，同年9月發表了建基於NV3x系列的Personal Cinema FX數碼娛樂解決方案。
| 發佈日期 | 2002年11月18日 |
|---|---|
| 代號 | NV30、NV31、NV34 NV35、NV36、NV38 |
| 製造工藝 | 130納米 |
| 顯示卡 | |
| 入門GPU | 5100、5200、5300、5500 |
| 中階GPU | 5600、5700、5750 |
| 高端GPU | 5800、5900、5950 |
| API支援 | |
| OpenGL | OpenGL 2.0 |
| 歷史 | |
| 前代產品 | NVIDIA GeForce 4 |
| 後繼產品 | NVIDIA GeForce 6 |
- GeForce PCX（核心代號NV3xPCX）在2004年2月17日的IDF2004上正式發佈。是業界第一套全系列支援PCI-E介面的GPU。但GeForce PCX只是GeForce FX系列顯示卡配合HSI橋接晶片,將原本為AGP介面而設計的顯式卡，僅用該橋接晶片轉接至PCI-E插槽，效能瓶頸依舊存在，所以GeForce PCX只是理論上支援PCI-E，完全不能發揮PCI-E應有效果。GeForce PCX名副其實是過渡產品。
核心以TSMC0.13微米製程製造。與前代0.15微米製程相比，新的製程可使電晶體縮小25%且快上25%。但NV30結構複雜，導致成品率較低。而128位元的影像記憶體頻寬嚴重跟制了其效能，由於核心頻率高，所以發熱量也高。而必須採用更強的散熱風扇。然而該散熱風扇噪音過高，且需多佔用一條PCI槽，成為該產品所詬病的缺點。GeForce 5後期型號眾多，定位有部分重疊。
GeForce FX
NVIDIA於2002年11月18日發佈GeForce FX，由於其採用當時領先的0.13微米製程（臺積電代工）及GDDR2顯示記憶體（三星製造）的成品率太低，NVIDIA臨時改進了NV25核心使其支援AGP 8X，稱為NV28核心，即Ti 4600更新為Ti 4800來臨時應對競爭對手的Radeon 9700 Pro，但終究是上一代產品，效能完全不敵競爭對手，使ATi罕有的取得了之前從未獲得過的效能之王。GeForce FX正式上市前的這段時間NVIDIA陷入了這種難堪的局面，只能通過優化驅動來減小與ATi產品的差距。
GeForce FX正式開始上市是在2003年3月份，首批有兩個型號，FX 5800 Ultra與FX 5800。前者負責取代上代的Ti 4800，頻率達到核心500MHz/顯示記憶體1000MHz，是當時市面上頻率最高的顯示卡，首次超前使用三星剛剛開始量產的GDDR2作為顯存，時脈雖比DDR高，但功秏也提高，時間延遲亦変得嚴重。所以就算使用了新技術，只有128 Bit位寬，完全不能發揮NV30應有的效能，在與競爭對手Radeon 9700 Pro對比的多個媒體評測中只是勉強取得了勝利，但為此付出的代價相當大，即使NV30支援分頻技術，但由於採用兩倍於上代產品的電晶體製造，它的運行溫度很高，消耗了兩倍於同等ATi顯示卡的電能。FX 5800 Ultra採用史無前例的佔據兩個PCI槽的FX Flow散熱系統的噪音也相當高。FX 5800 Ultra的效能王座只坐了不到一個月，ATi在FX 5800 Ultra發佈不久迅速推出了Radeon 9800 Pro予以還擊，且效能比FX 5800 Ultra來得更高。現時FX 5800 Ultra被認為是NVIDIA公司自成立以來除NV1外第二失敗的產品。低一個檔次的FX 5800頻率稍低，負責取代上代的Ti 4800 SE，散熱器則為普通風扇，噪音稍小，但同樣需要佔用2個PCI槽。
FX 5800系列顯示卡採用第二代CineFX引擎，支援Intellisample技術，ForceWare統一軟件環境。提供了FP16和FP32精度模式。這兩種模式前一種意味着低精度彩現（和競爭對手相對而言），另一種是低效能模式。32位元支援也使得電晶體數量大幅增加。着色效能通常也只有競爭對手ATi產品的一半或是更低。作為相容微軟DirectX標準上享有盛譽的NVIDIA，為此次誤判微軟下一代規範，付出了沉痛的代價。
NVIDIA開始掩飾GeForce FX的缺點。這個時候備受關注的「FX Only」演示程式Dawn發佈了。但是當這個程式被破解之後，人們發現在Radeon 9700顯示卡上運行的速度甚至更快[1]。隨後，NVIDIA在驅動上進行了更多的修改和「優化」，但是NVIDIA的穩定和高效驅動的傳奇已經不在了。後期，NVIDIA通過對指令的重新排序部分地縮小了效能差距，但是着色效能依舊較弱，而且對特定硬件指令十分敏感。NVIDIA於是尋求微軟的合作，更新DirectX規範，依此可以生成對GeForce FX架構優化的指令代碼。
在2003年3月，NVIDIA還發佈了代號NV31的FX 5600 Ultra與FX 5600，代號NV34的FX 5200 Ultra與FX 5200四款顯示卡[2]，定位於中階與主流市場，對手是ATi的Radeon 9600與Radeon 9200，其中NV31與NV30的基本特性完全相同，同為CineFX引擎，支援Intellisample技術，但其採用了128位元的DDR顯示記憶體，顯核及記憶體頻率均有所降低，擁有四條像素管線化。稍後NVIDIA又針對OEM市場發佈FX 5600簡化版，其PCB用料簡化，頻率降低（不同國家地區有不同的三種名稱：FX 5600 SE/XT/LE）。FX 5600 Ultra的效能不足以撼動Radeon 9600 Pro，所以在5月份NVIDIA推出了新版FX 5600系列，核心採用覆晶技術，提升了50MHz的頻率達到400MHz，顯示記憶體亦提升到800MHz，與此同時之前的FX 5600簡化版開始走入零售市場。NV34則不支援Intellisample技術，像素管線化同為四條。FX 5200除了支援DirectX 9與上代產品相比毫無優勢，其效能比GeForce4 MX 440 SE還要低，並不足以流暢運行遊戲。競爭對手ATi在當時沒有支援DirectX 9的同級別低階產品，造成FX 5200相當暢銷，在2003年至2004年期間佔據了整個低階市場，後期更推出了FX 5200簡化版，直到2004年ATi發佈Radeon 9550。FX 5200 Ultra效能比FX 5200稍強，但它的公版設計是採用與FX 5600 Ultra相同的PCB，不利於降低成本，所以市場上相當少見。NVIDIA在OEM市場還有FX 5100，它的頻率相比FX 5200有所降低，當然效能一樣很低。
為了應對Radeon 9800 Pro，NVIDIA在NV30推出兩個月後迅速推出了核心代號NV35的FX 5900 Ultra與FX 5900來取代。由此導致FX 5800 Ultra與FX 5800的壽命相當短，不久就停產。這次NVIDIA迅速吸取了之前的教訓，重新採用技術成熟的256位元DDR顯示記憶體。NV35同時還改進了之前的技術，CineFX升級為CineFX 2.0，主要是改進了浮點Pixel Shader的運算能力，改善了各項異性過濾的圖像質素等。Intellisample升級為Intellisample HTC，它增加了色彩、進階紋理和Z軸壓縮演算法來提升圖像質素，另外1：4的無損壓縮技術也在256位影像記憶體頻寬的幫助下得到了很好的發揮。它還加入了UltraShadow技術用來加速Volumetric Shadow的速度，它允許程式設計師約束光源使物體的陰影在一個特定的範圍內，這樣就加速了陰影的計算速度。而之前的產品可以通過軟件模擬來實現該技術，但效能會有所降低。NV35相比NV30在主記憶體頻寬、反鋸齒填充率、圖形最佳化功能上分別有所提升和改進。FX 5900 Ultra和FX 5900的散熱系統相比FX 5800 Ultra小了許多，由於發熱量的降低，使其不用採用FX Flow的大型散熱系統，噪音也沒有之前這麼嚴重，它同樣支援分頻技術，在2D下的頻率降低以節約電能。縱使有如此多的改進，FX 5900 Ultra在與9800 Pro的較量中還是勉強取得了勝利。
對手不久又改進其Radeon 9800 Pro產品，於10月中旬發佈了Radeon 9800 XT，NVIDIA為了應對馬上在10月下旬又推出了代號NV38的FX 5950 Ultra[3]，它採用更先進的製造工藝，使其能獲得更高的頻率，NV38顯示卡只改進了PCB供電設計，其他特性與NV35完全相同，它在與Radeon 9800 XT較量中勢均力敵，但效能依然偏弱，只在少數項目中取得領先。與NV38一同發佈的還有代號NV36的FX 5700 Ultra[4]與FX 5700以及簡化版的FX 5900（性質與FX 5600簡化版相同），它的對手是ATi的Radeon 9600 XT，NV36交由IBM代工，亦是NVIDIA與IBM的第一次合作。FX 5700 Ultra是FX 5900 Ultra的中階版本，它擁有FX 5900 Ultra所支援的所有特性，唯一不同的是頻率有所降低並採用了DDR2記憶體，它的效能壓倒了9600 XT。2004年3月NVIDIA發佈了FX 5700的簡化版來取代之前的FX 5600簡化版，對手是Radeon 9600 SE，同時還發佈了代號同為NV34的FX 5500[5]，它在FX 5200的基礎上提升了頻率，但效能不足以超過FX 5200 Ultra，FX 5500是以較低的成本獲得了接近FX 5200 Ultra的效能。2004年5月NVIDIA將FX 5700系列改用最新的GDDR3顯示記憶體，頻率達到1GHz，其效能甚至超過了簡化版的FX 5900。2004年9月1日NVIDIA將OEM市場上的FX 5700 VE拿到零售市場上來彌補FX 5700簡化版的缺貨，同時針對中國大陸市場推出了FX 5900 ZT，它採用與FX 5900一樣的設計，但它的頻率稍低，完全可以通過超頻達到FX 5900的效能。
GeForce PCX
2004年2月推出的GeForce PCX[6]只是通過HSI橋接晶片[7]來支援PCI-E介面，非原生支援。5系列只有三款產品，早期發表的GeForce PCX 5950改為GeForce PCX 5900推出，採用FX 5900 XT（NV35）核心，GeForce PCX 5750採用FX 5700（NV36）核心，GeForce PCX 5300採用FX 5200（NV34）核心。GeForce PCX 4300[8]則是採用NV18核心的上代產品。競爭對手ATi曾諷刺NVIDIA「有路何需搭橋」，但最終也迫於市場壓力推出了單向橋接晶片Rialto。
產品規格
- CineFX2.0彩現引擎：
- UltraShadow Technology：
- 第一代陰影加速技術，支援Shadow Volume彩現技術
- 提供雙倍的Z-Buffer彩現速度
- 提供雙倍的Stencil Buffer彩現速度
- Advanced Display options：
- nView多媒體控制桌面系統
- 支援數字控制系統
- GPU內部整合TV-Encoder
- 內部整合MPEG2解碼器
相關條目
參考資料
- ^ Nvidia Dawn (fairy) demo on ATI cards. [2013-06-09]. （原始內容存檔於2015-02-15）.
- ^ GeForce FX 5600/5200 Ultra的首次评测出炉. [2010-10-24]. （原始內容存檔於2010-10-31）.
- ^ eVGA e-GeForce FX 5950 Ultra Review. [2010-10-24]. （原始內容存檔於2010-12-10）.
- ^ eVGA e-GeForce FX 5700 Ultra Review. [2010-10-24]. （原始內容存檔於2010-12-08）.
- ^ 虚晃一枪？彻底解读FX5500的“灵魂”. [2010-10-24]. （原始內容存檔於2009-06-01）.
- ^ NVIDIA領先推出業界首套PCI Express GPU全系列產品. [2009-08-06]. （原始內容存檔於2008-06-29）.
- ^ 桥接风行:解读NVIDIA HSI方案. [2009-08-06]. （原始內容存檔於2013-05-02）.
- ^ nVIDIA Geforce PCX 4300曝光. [2009-08-06]. （原始內容存檔於2019-02-17）.
外部連結
