NVIDIA GeForce 5
GeForce 5（官方统称为GeForce FX系列）是由NVIDIA研发设计的第五代GeForce显示核心产品，分为两大系列：
- GeForce FX（核心代号NV3x）在2002年11月18日的COMDEX展上发布。GeForce FX 5800 Ultra与FX 5800是全世界首款支持DDR2显存的显卡。它使用了当时许多超前的技术，其采用CineFX 2.0引擎，首次支持CG高级编程语言，亦完全支持Direct 9.0。NV30芯片是全新设计的，与NV25极少有相似之处，而晶体管数量是上一代NV25/NV28的两倍。2003年3月19日，NVIDIA发表该系列的移动版GeForce FX Go，最初发表有五款产品FX Go 5700、FX Go 5650、FX Go 5600、FX Go 5200、FX Go 5100，同年9月发表了建基于NV3x系列的Personal Cinema FX数字娱乐解决方案。
| 发布日期 | 2002年11月18日 |
|---|---|
| 代号 | NV30、NV31、NV34 NV35、NV36、NV38 |
| 制造工艺 | 130纳米 |
| 显卡 | |
| 入门GPU | 5100、5200、5300、5500 |
| 中端GPU | 5600、5700、5750 |
| 高端GPU | 5800、5900、5950 |
| API支持 | |
| OpenGL | OpenGL 2.0 |
| 历史 | |
| 前代产品 | NVIDIA GeForce 4 |
| 后继产品 | NVIDIA GeForce 6 |
- GeForce PCX（核心代号NV3xPCX）在2004年2月17日的IDF2004上正式发布。是业界第一套全系列支持PCI-E接口的GPU。但GeForce PCX只是GeForce FX系列显卡配合HSI桥接芯片,将原本为AGP接口而设计的显式卡，仅用该桥接芯片转接至PCI-E插槽，性能瓶颈依旧存在，所以GeForce PCX只是理论上支持PCI-E，完全不能发挥PCI-E应有效果。GeForce PCX名副其实是过渡产品。
核心以TSMC0.13微米制程制造。与前代0.15微米制程相比，新的制程可使晶体管缩小25%且快上25%。但NV30结构复杂，导致成品率较低。而128位的显存频宽严重跟制了其性能，由于核心频率高，所以发热量也高。而必须采用更强的散热风扇。然而该散热风扇噪音过高，且需多占用一条PCI槽，成为该产品所诟病的缺点。GeForce 5后期型号众多，定位有部分重叠。
GeForce FX
NVIDIA于2002年11月18日发布GeForce FX，由于其采用当时领先的0.13微米制程（台积电代工）及GDDR2显示内存（三星制造）的成品率太低，NVIDIA临时改进了NV25核心使其支持AGP 8X，称为NV28核心，即Ti 4600更新为Ti 4800来临时应对竞争对手的Radeon 9700 Pro，但终究是上一代产品，性能完全不敌竞争对手，使ATi罕有的获取了之前从未获得过的性能之王。GeForce FX正式上市前的这段时间NVIDIA陷入了这种难堪的局面，只能通过优化驱动来减小与ATi产品的差距。
GeForce FX正式开始上市是在2003年1月27日，首批有两个型号，FX 5800 Ultra与FX 5800。前者负责取代上代的Ti 4800，频率达到核心500MHz/显示内存1000MHz，是当时市面上频率最高的显卡，首次超前使用三星刚刚开始量产的GDDR2作为显存，主频虽比DDR高，但功秏也提高，时间延迟亦変得严重。所以就算使用了新技术，只有128 Bit位宽，完全不能发挥NV30应有的性能，在与竞争对手Radeon 9700 Pro对比的多个媒体评测中只是勉强获取了胜利，但为此付出的代价相当大，即使NV30支持分频技术，但由于采用两倍于上代产品的晶体管制造，它的运行温度很高，消耗了两倍于同等ATi显卡的电能。FX 5800 Ultra采用史无前例的占据两个PCI槽的FX Flow散热系统的噪音也相当高。FX 5800 Ultra的性能王座只坐了不到一个月，ATi在FX 5800 Ultra发布不久迅速推出了Radeon 9800 Pro予以还击，且性能比FX 5800 Ultra来得更高。现时FX 5800 Ultra被认为是NVIDIA公司自成立以来除NV1外第二失败的产品。低一个档次的FX 5800频率稍低，负责取代上代的Ti 4800 SE，散热器则为普通风扇，噪音稍小，但同样需要占用2个PCI槽。
FX 5800系列显卡采用第二代CineFX引擎，支持Intellisample技术，ForceWare统一软件环境。提供了FP16和FP32精度模式。这两种模式前一种意味着低精度渲染（和竞争对手相对而言），另一种是低性能模式。32位支持也使得晶体管数量大幅增加。着色性能通常也只有竞争对手ATi产品的一半或是更低。作为兼容微软DirectX标准上享有盛誉的NVIDIA，为此次误判微软下一代规范，付出了沉痛的代价。
NVIDIA开始掩饰GeForce FX的缺点。这个时候备受关注的“FX Only”演示程序Dawn发布了。但是当这个程序被破解之后，人们发现在Radeon 9700显卡上运行的速度甚至更快[1]。随后，NVIDIA在驱动上进行了更多的修改和“优化”，但是NVIDIA的稳定和高效驱动的传奇已经不在了。后期，NVIDIA通过对指令的重新排序部分地缩小了性能差距，但是着色性能依旧较弱，而且对特定硬件指令十分敏感。NVIDIA于是寻求微软的合作，更新DirectX规范，依此可以生成对GeForce FX架构优化的指令代码。
在2003年3月份，NVIDIA还发布了代号NV31的FX 5600 Ultra与FX 5600，代号NV34的FX 5200 Ultra与FX 5200四款显卡[2]，定位于中端与主流市场，对手是ATi的Radeon 9600与Radeon 9200，其中NV31与NV30的基本特性完全相同，同为CineFX引擎，支持Intellisample技术，但其采用了128位的DDR显示内存，显核及存储器频率均有所降低，拥有四条像素流水线。稍后NVIDIA又针对OEM市场发布FX 5600简化版，其PCB用料简化，频率降低（不同国家地区有不同的三种名称：FX 5600 SE/XT/LE）。FX 5600 Ultra的性能不足以撼动Radeon 9600 Pro，所以在5月份NVIDIA推出了新版FX 5600系列，核心采用覆晶技术，提升了50MHz的频率达到400MHz，显示内存亦提升到800MHz，与此同时之前的FX 5600简化版开始走入零售市场。NV34则不支持Intellisample技术，像素流水线同为四条。FX 5200除了支持DirectX 9与上代产品相比毫无优势，其性能比GeForce4 MX 440 SE还要低，并不足以流畅运行游戏。竞争对手ATi在当时没有支持DirectX 9的同级别低端产品，造成FX 5200相当畅销，在2003年至2004年期间占据了整个低端市场，后期更推出了FX 5200简化版，直到2004年ATi发布Radeon 9550。FX 5200 Ultra性能比FX 5200稍强，但它的公版设计是采用与FX 5600 Ultra相同的PCB，不利于降低成本，所以市场上相当少见。NVIDIA在OEM市场还有FX 5100，它的频率相比FX 5200有所降低，当然性能一样很低。
为了应对Radeon 9800 Pro，NVIDIA在NV30推出两个月后迅速推出了核心代号NV35的FX 5900 Ultra与FX 5900来取代。由此导致FX 5800 Ultra与FX 5800的寿命相当短，不久就停产。这次NVIDIA迅速吸取了之前的教训，重新采用技术成熟的256比特DDR显示内存。NV35同时还改进了之前的技术，CineFX升级为CineFX 2.0，主要是改进了浮点Pixel Shader的运算能力，改善了各项异性过滤的图像质量等。Intellisample升级为Intellisample HTC，它增加了色彩、高级纹理和Z轴压缩算法来提升图像质量，另外1：4的无损压缩技术也在256位显存带宽的帮助下得到了很好的发挥。它还加入了UltraShadow技术用来加速Volumetric Shadow的速度，它允许程序员约束光源使物体的阴影在一个特定的范围内，这样就加速了阴影的计算速度。而之前的产品可以通过软件模拟来实现该技术，但性能会有所降低。NV35相比NV30在内存带宽、反锯齿填充率、图形优化功能上分别有所提升和改进。FX 5900 Ultra和FX 5900的散热系统相比FX 5800 Ultra小了许多，由于发热量的降低，使其不用采用FX Flow的大型散热系统，噪音也没有之前这么严重，它同样支持分频技术，在2D下的频率降低以节约电能。纵使有如此多的改进，FX 5900 Ultra在与9800 Pro的较量中还是勉强获取了胜利。
对手不久又改进其Radeon 9800 Pro产品，于10月中旬发布了Radeon 9800 XT，NVIDIA为了应对马上在10月下旬又推出了代号NV38的FX 5950 Ultra[3]，它采用更先进的制造工艺，使其能获得更高的频率，NV38显卡只改进了PCB供电设计，其他特性与NV35完全相同，它在与Radeon 9800 XT较量中势均力敌，但性能依然偏弱，只在少数项目中获取领先。与NV38一同发布的还有代号NV36的FX 5700 Ultra[4]与FX 5700以及简化版的FX 5900（性质与FX 5600简化版相同），它的对手是ATi的Radeon 9600 XT，NV36交由IBM代工，亦是NVIDIA与IBM的第一次合作。FX 5700 Ultra是FX 5900 Ultra的中端版本，它拥有FX 5900 Ultra所支持的所有特性，唯一不同的是频率有所降低并采用了DDR2存储器，它的性能压倒了9600 XT。2004年3月NVIDIA发布了FX 5700的简化版来取代之前的FX 5600简化版，对手是Radeon 9600 SE，同时还发布了代号同为NV34的FX 5500[5]，它在FX 5200的基础上提升了频率，但性能不足以超过FX 5200 Ultra，FX 5500是以较低的成本获得了接近FX 5200 Ultra的性能。2004年5月NVIDIA将FX 5700系列改用最新的GDDR3显示内存，频率达到1GHz，其性能甚至超过了简化版的FX 5900。2004年9月1日NVIDIA将OEM市场上的FX 5700 VE拿到零售市场上来弥补FX 5700简化版的缺货，同时针对中国大陆市场推出了FX 5900 ZT，它采用与FX 5900一样的设计，但它的频率稍低，完全可以通过超频达到FX 5900的性能。
GeForce PCX
2004年2月推出的GeForce PCX[6]只是通过HSI桥接芯片[7]来支持PCI-E接口，非原生支持。5系列只有三款产品，早期发表的GeForce PCX 5950改为GeForce PCX 5900推出，采用FX 5900 XT（NV35）核心，GeForce PCX 5750采用FX 5700（NV36）核心，GeForce PCX 5300采用FX 5200（NV34）核心。GeForce PCX 4300[8]则是采用NV18核心的上代产品。竞争对手ATi曾讽刺NVIDIA“有路何需搭桥”，但最终也迫于市场压力推出了单向桥接芯片Rialto。
产品规格
- CineFX2.0渲染引擎：
- UltraShadow Technology：
- 第一代阴影加速技术，支持Shadow Volume渲染技术
- 提供双倍的Z-Buffer渲染速度
- 提供双倍的Stencil Buffer渲染速度
- Advanced Display options：
- nView多媒体控制桌面系统
- 支持数字控制系统
- GPU内部集成TV-Encoder
- 内部集成MPEG2解码器
相关条目
参考资料
- ^ Nvidia Dawn (fairy) demo on ATI cards. [2013-06-09]. （原始内容存档于2015-02-15）.
- ^ GeForce FX 5600/5200 Ultra的首次评测出炉. [2010-10-24]. （原始内容存档于2010-10-31）.
- ^ eVGA e-GeForce FX 5950 Ultra Review. [2010-10-24]. （原始内容存档于2010-12-10）.
- ^ eVGA e-GeForce FX 5700 Ultra Review. [2010-10-24]. （原始内容存档于2010-12-08）.
- ^ 虚晃一枪？彻底解读FX5500的“灵魂”. [2010-10-24]. （原始内容存档于2009-06-01）.
- ^ NVIDIA領先推出業界首套PCI Express GPU全系列產品. [2009-08-06]. （原始内容存档于2008-06-29）.
- ^ 桥接风行:解读NVIDIA HSI方案. [2009-08-06]. （原始内容存档于2013-05-02）.
- ^ nVIDIA Geforce PCX 4300曝光. [2009-08-06]. （原始内容存档于2019-02-17）.
外部链接
