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NV40 Vs R420——nVIDIA与ATi的新对决 |
本站 2004年05月15日 作者：王意 编辑：
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本文将与6月1日发表于《电脑时空》，谢绝一切媒体转载！
NV40与R420研发背景介绍：
2004年4月14日，万众期待的NVIDIA GeForce 6800系列图形芯片正式发布了，也就是我们以前常说的NV40。这款由500名研发人员参与，花费数亿美圆，历经18个月研发的产品就近能给我们带来什么？另外，R420的开发过程，中也经历了几次设计调整，其中最大的调整莫过于取消R400，转而开发R420了，发布时间也由2003年秋推迟到2004年春。对于放弃R400改而开发R420的原因我们虽然了解不多，但是我们知道R420的开发依然是有由原来R3xx的ArtX开发小组进行，有几次大的策略调整，最初原定在2003年秋发布的R400取消，转而改为2004年初发布R420。
nVIDIA与ATi新技术对比：
NVIDIA GeForce 6800：GeForce 6800系列图形芯片拥有着令人惊讶的规格参数，和诸多全新的技术特性。首先，GeForce 6800 Ultra拥有空前的222百万晶体管，几乎达到了130nm工艺所能达到的极限。
GeForce 6800 Ultra芯片的面积相当大，它集成了2.22亿个晶体管，数量相当于Northwood P4的四倍或者Pentium 4 EE的两倍。核心采用了BGA封装，封装面积达到了40mm x 40mm。
说到这里，大家可能关心的GeForce 6800系列图形芯片的良率问题，NV40会不会和NV30一样“胎死腹中”了？这次NVIDIA采用电路冗余技术来保证芯片的良率。简单的说，电路冗余技术就是采用附加备份电路和自动纠错功能，使得芯片具有自动修复能力。
在NV35时期，NVIDIA是通过台积电和IBM两家晶圆厂来生产的，现在因为台积电和Ati的关系，所以NVIDIA只选择了IBM一家。这次凭借IBM的逻辑电路冗余技术使得有一些瑕疵依旧可以正常使用，降低产品的报废率。
ATi X800 Pro：R420集成1.6亿个晶体管，相对R360的~1.07亿个，增加了60%之多，而晶体管数量的爆增也不得不让开发周期较原来有所延长。2002年上半年ATi也曾正式发表过声名，随着高端显示芯片设计难度的加大将原计划12个月的开发周期延长到18个月。
在渲染流水线上ATi为R420设计了16条象素处理管线，同时搭配顶点6个处理单元。可以说ATi与nVIDIA在这两点上不谋而合。不过令我们有些感到意外的是R420的顶点处理单元同R360相比，并不是成倍的增加。
新技术带来的新变化：
虽然NV40与R420都是一个历史性的飞跃，提供了两倍于上一代产品的性能，我们以前从来没有过这种情况。一般来说新产品比上一代快一倍以上非常困难，因此说新技术所带来一个突破性的产品是十分难得的，而且随着驱动的完善，性能还将有更大的提升。
不过对于NVIDIA和ATI而言，现在不只是一家芯片供应商，而是能够提供芯片级解决方案的信息技术厂商。比如前些时候ATI与任天堂GameCube和索尼PlayStation 3合作，ATI将负责他们下一代游戏机的绘图芯片部分；另外NVIDIA已经推出自己的手机芯片，所以NVIDIA和ATI今后的目标是向Intel看齐，全方面发展。
NV40与R420并不完美，挑战依旧存在！
写到这里，我们想问显卡世界每天都在变化，那么究竟显卡还能有多强？未来将还会有多少发展呢？
时至今日，显示芯片的制程工艺虽然仅仅相当于CPU两年前的水平，但其所集成的晶体管数和功耗却早已超过当时乃至现在的CPU，所以GPU要面临的问题与CPU一样：越来越大的发热量阻碍了显卡的普及，除非各位舍得牺牲2个以上的PCI槽来让显卡享受与CPU一样的空间待遇，否则单凭这前后不到5厘米的空间各位需要用何种风冷散热来应付那功率高达100W的NV40？所以笔者认为虽然NV40的性能如此强大，但依旧存在缺陷。
最近ATI有一句广告“有路何必搭桥”，这句话的意思是：采用ATi的PCIe技术才能真正提供未来游戏所需的4GB/s上下行能力，桥的限制在于采用PCIe桥接技术，实际还是AGP的带宽，仅仅提供一半的数据传输能力。此广告足以证明ATi对NVIDIA桥接PCI Express（以下简称PCIe）芯片的态度是多么地不屑一顾。
那么NVIDIA和ATI如何面对这次新的技术挑战了？ATi的PCIe策略主要是依靠全内置PCIe接口的显示芯片（以下用PCIe GPU表示）主打高端市场。但除了接口外，PCIe GPU产品的核心是和AGP产品基本是一样的，所以做ATi的PCIe显卡的厂商不必担心会增加什么成本，也不会在生产技术上增加什么难度。而NVIDIA对于PCIe的策略则完全是和ATi对立的。NVIDIA是通过自行开发的HSI（High-Speed Interconnect）技术，也就是最近炒得很热的“桥接”芯片来实现PCIe的。最有意思的是，这块HSI芯片的桥接功能是可逆的，即可以实现将AGP接口的显示芯片（以下用AGP GPU表示）桥接到PCIe接口，也可以将未来PCIe接口的显示芯片桥接到AGP接口。简单地讲，显卡厂商可以通过NVIDIA现在的显示芯片（AGP接口的）加上HSI芯片，就可以生产出搭配PCIe主板使用的显卡。
从表面上看，NVIDIA增加了一块桥接芯片，显卡的成本显然会增加。但有知情人士透露，采用了HSI的显卡的销售价格和同档次采用Native PCIe GPU的显卡差不多的。如果重新设计GPU将花费2000万美金，而HSI芯片的可逆性为NVIDIA占领AGP GPU和PCIe GPU市场争取了更多的过渡时间。当然，NVIDIA等到PCIe主板市场成熟的时候，肯定也会量产PCIe GPU的。因此，我们可能会在市场上同时见到NV40的AGP显卡和PCIe显卡，还可能见到核心为PCIe GPU的AGP显卡。这一招的确要灵活许多，至少在市场策略上棋高一招。
未来显卡将何去何从？
在NVIDIA的演示文档中我们看到了有关未来10年CPU，总线带宽，显卡填充率等一些具体参数的发展趋势，按照NVIDIA预测，到2014年，CPU的工作频率将达到100G，内存工作频率达到44G，总线带宽160GB/S，硬盘30TB以上，显卡浮点性能10TF，显卡带宽3TB/S，就连显存大小也将达到32GB，另外根据这份文档显示NVIDIA将在06年转用65纳米工艺生产GPU。不知道这些我们目前看来完全是天文数字的规格到时候能否实现，但至少让我们了解到未来显卡的发展趋势，看来显卡市场将会永远精彩！ |
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