3Dfx的衰落与英伟达、ATI、GTX版本英伟达的崛起

在10出现之前，没有必要通过扩大芯片面积来增加不必要的复杂性。 这增加了顶点着色器的能力，并将像素着色器的浮点精度从24位提高到满足顶点运算的要求。 32 位。 随着 DX10 的到来，顶点和像素着色器在很大程度上保持了通用功能，因此转向统一着色器架构消除了许多不必要的重复处理块。 第一个使用该架构的 GPU 是 标志性的 G80。

经过4年研发、投资4.75亿美元，一款拥有6.81亿个晶体管、484mm²的庞然大物终于在11月8日诞生——首次成为旗舰产品，并在11月8日成为640MB。 超频 GTX 代表了 G80 的顶峰，其发布版本夹在两个较小的产品之间：2 月份推出的 320MB GTS 和 2007 年 11 月 19 日推出的限量生产的 GTS 640MB/112 Core。

很高兴看到其高性能 GTX 在新的抗锯齿 (CSAA) 算法的帮助下击败了所有单 GPU 和双 GPU 竞争对手。 尽管取得了成功，但该公司的独立显卡市场份额在第四季度下降了 3 个百分点，而 AMD 则在 OEM 合同的支持下取得了进展。

微星8800 GTX版本

G80 业务战略的其余部分分别于 2007 年 2 月和 6 月成为现实。 为了支持利用 GPU 高度并行特性的生态系统，基于 C 的 CUDA 平台 SDK（软件开发套件）以测试版形式发布。 的PhysX物理引擎及其分布式计算项目、专业虚拟化和OptiX（的光线追踪引擎）是使用CUDA的较为引人注目的应用。

和 ATI（现在的 AMD）都将不断增强的计算能力集成到图形管道中。 ATI/AMD将选择依靠开发者和委员会来实施路径，而则在CUDA和高性能计算方面有更直接的计划。

为此， 在 6 月推出了 Tesla 系列数学协处理器，最初基于已为 FX 4600/5600 和 FX 4600/5600 提供动力的相同 G80 内核，并经过了漫长的开发过程，其中包括至少两次主要的调试练习，AMD在5月发布了R600。

媒体大肆宣传这是 AMD 对 8800 GTX 的回应，使得此次发布备受期待，但最终的 HD 2900 XT 却令人失望。 它是一款中端和高端显卡，与发烧友主板的功耗相结合，比任何其他当代解决方案消耗更多的功率。

R600 的错误对 ATI 产生了深远的影响。 为了最大限度地提高在期限内发布的机会，ATI 做出了战略改变。 RV770 () 以及南北岛系列的性能有所提高。

R600不仅是迄今为止最大的ATI/AMD GPU，面积达420mm²，而且还拥有多项GPU第一。 它是AMD的第一个10芯片，也是唯一一个具有512位内存总线的GPU，也是该单元供应商的第一个桌面芯片（由于缺乏游戏开发者的支持而基本上是桌面芯片而没有使用） ，第一个支持 HDMI 集成音频的 GPU，也是第一个使用 VLIW 的 GPU。 这种架构一直沿用到目前的8000系列。 这也是继7500之后，ATI/AMD第一次没有推出价格和性能都顶级的显卡。

AMD将R600升级为RV670，将GPU从台积电的80nm工艺缩小到55nm节点，并用更标准的256位取代了512位双向内存环总线。 这使得 R600 的芯片面积减少了一半，同时封装了几乎相同数量的晶体管（6.66 亿个，而 R600 为 7 亿个）。 AMD还更新了其GPU，加入了DX10.1，并增加了对PCI 2.0的支持，所有这些应该足以让HD 2000系列与主流8800 GT和其他较小的卡竞争。

在缺乏高端GPU的情况下，AMD于2008年1月推出了两款双GPU显卡，以及迎合较低预算的RV620/635显卡。 HD 3850 X2于4月推出，最后一款全品牌显卡HD 3650于6月推出。 这款双GPU显卡在发布优化后的驱动包后立即引起了评论家和消费者的关注。 HD 3870 X2 无疑是最快的单显卡，而 HD 3850 X2 也慢不了多少。 与 的 SLI 解决方案不同，AMD 使用通用 ASIC 来支持该卡。

HD 3870 X2 将两个 GPU 集成到一张卡中

继G80取得成功之后，于10月29日推出了G92 8800 GT，受到科技网站的广泛好评，主要是因为其极具竞争力的价格。 512MB 卡的价格在 199 美元到 249 美元之间，提供比基于 G80 的 8800 GTS 更好的性能。 基本上击败了HD和HD 3870。HD和HD 3870比GT晚三周发布，与GTX整体差距在80%以内。 不出所料，这导致了 8800 GTS 的短缺长达数周。 对 新竞争对手及其 8600 GS/GT 兄弟产品的强劲需求帮助该公司在年底获得了 71% 的独立市场份额。

继 GT 之后， 于 12 月 11 日推出了基于 G92 的 8800 GTS 512MB。虽然 GTS 在性能上普遍落后于 GT，但它的优点是使用了更好的内置 GPU，基本上与 GTX 相当。超频后价格更高的 8800 Ultra。

8系列还有后续，不幸的是，一些G86、G84、G73、G72/72M图形处理器以及C51和MCP67图形芯片组的BGA中使用了高铅焊料，这与低温相结合。底部填充、冷却不足和密集的热/冷循环机制导致了太多的显卡故障。

2008年中期，改用AMD使用的日立共晶（高锡）焊料，并大幅改变了8800 GT冷却器的单槽参考设计，增加了更多风扇叶片并调整导流罩以促进更高的气流。 G92也被怀疑受到底部填充问题的影响，尽管8800 GTS 512M的双插槽设计和非参考冷却卡似乎没有受到太大影响。

在此次事件中收取了 4.759 亿美元的费用，导致 笔记本电脑 OEM 厂商遭到了消费者的强烈抵制。 这两家制造商在该事件被公开之前已经知道了一段时间。 英伟达在行业中的地位将永远与其历史低点挂钩。

如果说8系列是的技术胜利，那么9系列则带来了一段停滞期。 该系列的亮点也是 2008 年 2 月推出的首款型号。9600 GT 基于“新”G94，无非是采用相同 65nm 台积电工艺打造的前一年 G92 的缩小版。

AMD 对 HD 3870 和 HD 3850 的降价，以及 对 8800 GS 和 GT 的降价，使得 9 系列的其余产品几乎完全处于品牌重塑的旗帜之下。

最初的9800 GT是8800 GT的重新定位，而8800 GT（G92）则演变为9800 GTX。 向台积电 55 纳米工艺的过渡使 G92 的面积减少了 20%，并略微提高了时钟速度，生产出了 9800 GTX+、相同的 OEM GTS 150 以及在推出 15 个月后进入零售渠道的 8 系列显卡。 GTS 250。

凭借迟来的旗舰产品 GT200 和 AMD 的 HD 3870 X2 在单卡竞赛中领先， 采用传统方法将两块 9800 GX2 夹在一起，将 GPU 数量增加了一倍。 9800 GX2 生产出来。 尽管它赢得了基准竞赛，但大多数观察家很快注意到，以 3 个独立 9800 GT 的价格出售双 9800 GT 充其量只能吸引有限的受众。

GTX 260 主板上的 G200 GPU

截至 6 月， 发布了 GT200 GPU 的 GTX 260 和 GTX 280，该部件尺寸为 576mm²，代表了迄今为止最大量产的 GPU 芯片（英特尔估计为 600-700mm²），也是台积电生产的最大量产芯片。

GT200 重申了 希望通过将专用双精度 (FP64) 和计算硬件集成到设计中来将 GPGPU 推向聚光灯下。 面向游戏的架构变化较为温和，但这并没有阻止 将 280 定价为 649 美元，也没有阻止推出 3D （3D 游戏和视频）驱动程序，以及 3D 快门眼镜和红外发射器 - 这是一个非常昂贵的软件包。

HD 4870和4850推出后，价格大幅下跌，GTX 280下跌38%至400美元，GTX 260下跌25%至299美元。

AMD用RV770回应GT200和G92。 第一款卡是不太主流的 HD 4730，于 6 月 8 日推出，随后是主流和性能市场 HD 4850 和 4870。由于规格泄露以及商店一周前开始销售 HD 4850，HD 4850 的推出失去了一些影响力NDA 过期——现在很常见，但在 2008 年不太常见。

4870 和 4850 成为第一批使用 GDDR5 显存的消费类显卡，18 个月后， 终于推出了基于 GT 215 的 GT 240。

4850 因其丰富的功能列表而赢得好评如潮，包括 7.1LCPM 的 HDMI 声音、一般性能和多 GPU 扩展，当然还有价格。 该卡的唯一缺点是它会在参考板的电压调节部分产生局部高温，这可能导致不成比例的故障率和锁定，特别是在使用老化软件时。

为了与上一代保持一致，并缩短 GTX 280 两个月的统治时间，AMD 在 8 月份发布了 HD 4870 X2。 该卡很快在大多数类别（包括性能）的评测基准图表中名列前茅，但由于参考鼓风机，它在噪音输出和热量产生类别中也名列前茅。

HD 4870 X2（上图）和 HD 4870

2009年1月，英伟达的产品线只经历了一次增量调整，GT200转向台积电55纳米工艺。 55nm 用于 B3 修订版芯片，该芯片于去年 9 月作为 GTX 260 的 Core 216 版本首次亮相。该公司提供 GTX 295，其中包括两个切口（ROP 和内存总线），即 GT200-B3。

该显卡的单 GPU 变体于 4 月份推出，名为 GTX 275。AMD 也做出了回应：改进了 AMD 首款 40 纳米显卡 HD 4890 和 HD 4770 (RV740) 的驱动程序。

虽然HD 4770本身并不是一款主要产品，但它为AMD提供了台积电40纳米工艺的重要经验，该工艺由于GPU芯片中金属层之间的不完整连接而导致电流泄漏发生了很大变化。 由此产生的漏电流变化很大，缺陷率很高。 凭借这些工作知识，AMD 将能够改善 在 Fermi 架构下面临的铸造工艺问题，而这些问题在 最初的微型 40nm GPU 中尚未出现。

今年7月，英伟达推出了首款40纳米产品。 入门级 GT216 和 GT218 分别为 205、210 和 GT 220，在 10 月份上市之前，所有这些产品都是 OEM 产品。 值得注意的是 的首款 DX10.1 卡 - AMD 已通过 HD 4870/4850 实现了这一目标 - 并添加了 7.1 音频、无损 LPCM 音频、杜比/DTS-HD/-HD-MA 位改进的声音功能，例如流媒体和HDMI 音频。 该系列瞄准家庭影院市场，最终于2010年2月更名为300系列。

在 2009 年 9 月至 2010 年 2 月的四个月里，AMD 全面推出了该系列的四款 GPU（、、、和 Cedar），首先是顶级的 HD 5870，一周后紧随其后。中端和高端HD 5850。

由于供不应求，台积电陷入困境的 40 纳米工艺已经打击了 AMD 利用 的 Fermi No-Show 的能力。 这很大程度上归功于 AMD 同步版本和采用的能力。

虽然 DX11 花了很长时间才展示出巨大的价值，但 HD 5000 推出的另一项功能产生了立竿见影的影响，即每板可灵活支持多达 6 个显示管道。 它们包括路由到传统 DAC 或内部 TMDS 发射器和显示端口的组合。

以前的显卡通常使用 VGA、DVI 和 HDMI 的组合，所有这些都需要专用的时钟源。 这增加了 GPU 的复杂性、尺寸和引脚数。 这消除了对单独时钟的需求，并为 AMD 将多达 6 个显示管道集成到其硬件中开辟了道路，而软件仍然负责提供用户体验。 这包括边框补偿和以最佳分辨率覆盖整个面板的显示。

该系列成为全面领先的产品（除了纹理过滤问题），并吸引了大量注重成本的游戏玩家，而 Dual 提供了无与伦比的性能和效率。

六个月后的 4 月 12 日， 终于推出了第一款 Fermi 主板，搭载 GTX 470 和 480。Fermi 的芯片都没有功能齐全，比如下面的 GF104，而且由于 的原因，Fermi 的核心速度相当保守，以抑制功耗。缺乏 GDDR5 I/O 经验，显存带宽较低。

由于GF100 Fermi的芯片尺寸为529mm²，台积电40nm工艺的良率并未达到最佳水平，导致AMD出现供货问题。 由于芯片尺寸、产量、功率要求和热量输出都密不可分，因此与 AMD 的产品相比， 400 系列在游戏性能方面具有优势。

由于专业市场内的生态系统，特斯拉版本的 GF100 对市场的影响很小（如果有的话）。 此版本的一个方面不会令人失望，那就是引入了透明超级采样抗锯齿 (TSAA)，它将与实时覆盖采样 AA (CSAA) 一起使用。

虽然 GTX 480 的反响不温不火，但 的第二款 Fermi 芯片、GTX 460 中的主流 GF104 却取得了巨大成功。 它以优惠的价格提供良好的性能，192 位/768MB 起价为 199 美元，256 位/1GB 起价为 229 美元。 由于 选择保守的参考时钟来帮助降低功耗，因此他们发布了许多具有大量超频空间的非参考和工厂超频卡。

460 的好评部分源于 GF100 推出后的低期望。 据推测，GF104 的容量还不到 GF100 的一半，与 AMD 的 GPU 相比，GF100 的性能受到了很大影响。 事实证明这是错误的。 第二个惊喜等待着博主“专家”，AMD、将于11月推出GF100的新版本，即GF110。

升级后的芯片实现了之前芯片无法实现的功能，即实现了整个芯片的功能。 由此产生的 GTX 570 和 580 是对原始 400 系列的期望。

第一个 AMD 系列 GPU Bart 已于 10 月上市。 Barts更多的是一种进化，旨在降低模具生产成本。 该 GPU 并没有显着提高性能，而是看起来与之前的 HD 5830 和 HD 5850 相当，但显着节省了 GPU 的大小。 AMD削减了流处理器（着色器）的数量，彻底检修并减少了内存控制器的物理尺寸（以及相应的内存速度降低），并取消了执行双精度计算的能力。 不过，巴茨确实对赛车进行了细分升级。

虽然性能提升并不明显，但AMD确实对显示技术进行了升级。 在升级到 1.2（能够从单个端口驱动多个显示器、高分辨率显示器的 120Hz 刷新以及比特流音频）、HDMI 升级到 1.4a（3D 1080p 视频播放、4K 屏幕分辨率）后，该公司添加了一个更新了视频编解码器，支持 DivX。

AMD 还通过引入形态抗锯齿 (MLAA) 来改进驱动程序的功能集，这是一种后处理模糊滤镜，其功能（尤其是在发布时）将受到很大影响。

HD 6970 和 HD 6950 的推出为带有 EQAA（增强质量 AA）的驱动程序添加了传统的 AA 模式，而 AMD 还实现了对 HD3D 的支持（充其量是不完整的）和动态功耗（这一次进行了分析）。

总体来说，元件比第一代费米芯片要好。 他们本应表现出色，但落后第二代（GTX 500）几个百分点，随后两个阵营的驱动程序发布进一步拉大了差距。

11 月的发布推迟了一个月，随着 6950 于 12 月 15 日发布，它代表着与自 R300 系列以来一直使用的 VLIW5 架构的（短暂）背离。 该公司改用了 VLIW4，它删除了每个流处理块中的第五个特殊功能（或更多）执行单元。

这样做的目的是从 DX9（及更早版本）游戏中撤回过多的资源，同时添加更加面向计算的图形管道重组。

和系列APU的集成显卡是VLIW4唯一的其他组件，而AMD最新的图形架构基于GCN（Core Next），而VLIW5则仍然作为入门级GPU的品牌留在HD 8000系列中。

GTX 460 的后继产品 - GTX 560 Ti - 与 GF100/GF110 的发展相呼应，并于 2011 年 1 月推出。基于 GF114 的显卡具有 GF104 的全功能版本，并已被证明同样强大和多功能作为他们的前辈。 它提供了许多非参考性的解释，无论是否超频。

AMD 的回应是立即降低 HD 6950 和 6870 的成本，因此 GTX 560 Ti 的性价比优势消失了，即使在撰写评论时也是如此。 由于许多主板合作伙伴提供的邮寄折扣，HD 6950（尤其是 1GB 版本）更具吸引力。

GTX 590 参考板

2011年3月26日，发布了第二个主要版本，这次发布引起了轰动。 GTX 590 将两个全功能 GF110 组合到一块板上。 公关影响几乎立即开始。

这些主板运行的驱动程序不会将功率限制在正确的程度，并与允许高电压的 BIOS 配对。 这种疏忽会导致过压并开始烧毁。 通过更克制的 BIOS 和驱动程序纠正了这个问题，但发布日活动引发了一些刻薄的评论和至少一个病毒视频。 GTX 590 的性能与 AMD 推出两周的双 SIM 卡 HD 6990 相当。

1月9日开始，AMD北岛后继者南岛推出旗舰产品HD 7970，并开始分阶段发布计划。 它是首款 PCI-E 3.0 卡，也是首款基于台积电 28 纳米工艺节点上的 AMD GCN 架构的芯片。 仅仅三周后，7970就推出了基于HD 7950的第二款显卡，2月15日，主流Verde显卡也加入了行列。 这款基于 GPU 的性能卡在一个月后的 3 月份上架。

这些部件的好处之一是它证实了 AMD 通过超频留下了大量未开发的性能。 这是功耗和热输出与时钟速度之间的权衡，但会导致保守的核心和内存频率。 最大化生产的需要和对 所基于的 GTX 680/670 的低估也可能是其中的一部分。 这些显卡很不错，但与之前的 40 纳米基板相比，并没有提供惊天动地的游戏改进。 再加上自HD 2000系列以来AMD旗舰产品的定价就不那么有竞争力，WHQL驱动程序已经两个月没有发布，以及视频编解码引擎（VCE）功能的缺乏，这些因素都让很多潜在的产品望而却步。用户和评论者的热情。

通过架构的引入不断丰富 GPU 的功能集。

在前几代中， 使用最复杂的芯片来满足高端游戏社区的需求，并开始了专业（特斯拉/）模型验证的漫长过程。 这种方法在最近几代中并没有为公司带来特别好的效果，因此看起来较小的 GK107 和注重性能的 GK104 优先于蹩脚的 GK110。

GK107 可能是必要的，因为 有大量 OEM 移动合同需要履行，并且需要 GK104 来满足高端桌面市场。 两款 GPU 均以 A2 修订版芯片的形式发布。 移动版（GT 640M/650M、GTX 660M）从2月份开始向OEM厂商发货，并于3月22日正式发布。当天，推出了基于GK104的GTX 680。

与 最近的 GPU 设计的另一个区别是着色器时钟的运行频率与核心频率相同。 自8系列推出以来，使用的着色器运行频率至少是9系列核心频率的2.67倍，这恰好是400和500系列产品的两倍。

这一变化的基本原理是基于 将重点（在消费台式机/移动领域）从纯粹性能转向每瓦性能效率。 对于并行工作负载，以较低速度运行的更多核心比以两倍频率运行的更少核心更高效。 基本上，这是对 GPU 和 CPU 模式（多核、低频率、高带宽和延迟 vs 少核、高频率、低带宽和延迟）的改进。

减少着色器时钟还具有降低功耗的优势， 通过显着减少芯片上可用的双精度单元数量，以及将总线宽度减少到更主流的 256 位，进一步节省了设计成本。 这些变化与动态加速功能（按需超频）一起提高了相对适中的基本核心速度，提供了更加平衡的产品 - 尽管以计算能力为代价。 但如果英伟达保留费米的计算能力和带宽设计，它就会因为生产大型、发热、耗电的设计而被嘲笑。 物理定律再次将芯片设计变成了一门妥协的艺术。

再次推出双GPU主板。 由于 GK104 功率带的改进，GTX 690 本质上是 SLI 中的两个 GTX 680。 唯一的区别是690的最大核心频率（Boost）比它低了52MHz。 虽然性能仍然取决于驱动程序的 SLI 配置，但该卡的功能是一流的，其美观程度也值得限量版品牌。

GK110标志着打破了之前先以该名称发布GPU的做法。 该卡最初被认为是 Tesla K20，在超级计算合同中大量使用，ORNL 的 Cray XK7 Titan、NCSA 的 Blue、瑞士 CSCS Todi 和 Piz Daint 系统需要超过 22,000 张卡。

消费者不得不等待 6 个月，GK110 才以 2019 年的形式出现。 缺乏被称为 GTX Titan 的数字模型增强了 将该显卡视为与现有（可能还有后续）系列不同​​的独立模型的愿望。 英伟达还在预算范围内扩大对研究人员和专业人士的吸引力，因为这标志着该公司首次允许一张卡保留与其专业特斯拉和显卡相同的计算能力。

GTX 泰坦

该卡很快在游戏基准测试中处于领先地位，特别是在使用过采样抗锯齿的多显示器分辨率下。 不过，缺乏驱动支持以及近期游戏产品的激增，再加上AMD的游戏进化计划，削弱了Titan的影响力并打压了其价格。

今年6月，AMD推出了HD版本，核心频率先提升了75MHz，然后提升了50MHz（相对于提供的动态调整版本）。 GHz 版本代表该卡可能应该在一月份开始使用的频率。

不幸的是，对于 AMD 来说，该 SKU 的目标市场已经确定，标准型号基本上能够通过超频以更低的价格和更低的核心电压实现相同（如果不是更好）的性能。 AMD 紧随其后，推出了 HD 7970 GHz 版本和 HD 7950 Boost。

2013年，和AMD似乎正在争夺独立显卡的市场份额，由于游戏开发和屏幕分辨率未能跟上集成显卡的步伐，独立显卡的市场份额正在萎缩。 2002 年初，英特尔拥有 14% 的 PC 显卡市场份额。 随着其极限显卡（830至865芯片组）的到来，该公司的份额上升至33％，然后第三代和第四代DX 9芯片组为38％，到2013年，该数字超过50％ DX10 GMA 4500系列。

将GPU集成到CPU中意味着英特尔现在负责PC图形传输的60%。

JPR：GPU 市场份额，2012 年第 4 季度

随着一代又一代的过去，对新图形产品的需求变得越来越不明显。

当时，大多数游戏都是基于 10 年前的 API（DX 9 于 2002 年 12 月推出），因此游戏中的图像增强较少涉及 GPU 负载，更多涉及后处理过滤。 由于光线追踪被证明是一个难以破解的难题，因此对光栅化的依赖仍将继续。

所有这一切都表明，除非游戏引擎有根本性的发展，或者超高分辨率显示器的出现，否则硬件爱好者不会有太多事情可做。

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