Přehled desktopových grafických čipů

Přehled grafických čipů kalifornské společnosti NVIDIA tedy zahájíme, jak jsme si v úvodu řekli, rokem 2000. V té době měla NVIDIA v oblasti 3D grafických akcelerátorů jasnou převahu. Na trhu měla již od srpna roku 1999 modely grafických karet GeForce 256.

Název GeForce vznikl spojením slov „Geometry“ a „Force“, což mělo evokovat vysoký výkon ve zpracování geometrických operací. Číslovka „256“ pak označovala 256bitovou architekturu.

Modely GeForce 256 byly postaveny na grafickém čipu NV10. Tento čip byl vyrobený 220nm výrobním procesem, obsahoval 22 miliónů tranzistorů a 4 pixel pipeline, vždy s jednou trilineární texturovací jednotkou. Díky integrovanému paměťovému řadiči přinesl rovněž podporu DDR grafických pamětí.

Čip se jako první v historii mohl pochlubit označením GPU (Graphics Processing Unit), protože v sobě integroval funkční programovatelnou jednotku T&L (Transform & Lighting) a rovněž technologii cube-mapping, které tak společně zajišťovaly plnou podporu specifikací Microsoft DirectX 7.0 a OpenGL 1.0.

Z dalších funkcí můžeme jmenovat například podporu DOT3 bump-mappingu, trilineárního a 2x anizotropického filtrování, rozlišení VGA maximálně 2048x1536px při 32bitové barevné hloubce nebo hardwarovou akceleraci přehrávání DVD videa.

Modely postavené na čipu NV10 byly GeForce 256 SDR a GeForce 256 DDR. Oba měly čip shodně taktovaný na frekvenci 120 MHz. Jak už z názvů vyplývá, lišily se pouze použitým typem grafických pamětí. Model s SDR dosahoval frekvencí 166 MHz pro paměti, naproti tomu model s DDR měl paměti taktovány pouze na 150 MHz, ale díky jejich konstrukci dosahoval více než dvojnásobné datové propustnosti. Oba společně podporovaly AGP 4x grafické rozhraní.

V dubnu roku 2000 představila NVIDIA nový grafický čip NV15. Čip konstrukčně vycházel z NV10, byl však už vyroben pokročilejším 180nm výrobním procesem, díky čemuž mohl pracovat na výrazně vyšších frekvencích. Skládal se z 25 miliónů tranzistorů a nesl 4 pixel pipeline, nyní však každá z nich obsahovala dvě bilineární texturovací jednotky.

I přes fakt, že nedošlo k výrazným změnám v architektuře, byl čip NV15 neohroženým králem na trhu 3D akcelerátorů. Jediné, co trochu brzdilo výkon karet, bylo použití levnějších (=pomalejších) grafických pamětí.

Základním modelem postaveným na čipu NV15 se stal GeForce 2 GTS. Zkratka GTS měla vyjadřovat schopnost čipu zpracovat více než 1,5 miliardy Texelů (Giga Texels => GTS). Frekvence byly stanoveny na 200 MHz pro čip a 166 MHz pro osazené DDR paměti komunikující přes 128bitovou paměťovou sběrnici.

Na podzim roku 2000 byl ještě uveden model GeForce 2 PRO, který byl shodný s modelem GTS, pouze u něj byly použity tolik potřebné rychlejší DDR grafické paměti postavené na 128bitové paměťové sběrnici. Frekvence tohoto modelu tak dosáhly na 200 MHz shodně pro čip i grafické paměti.

Současně s ním byl uveden „osekaný“ model GeForce 2 MX postavený na mainstreamovém čipu NV11. Čip byl rovněž vyráběn 180nm výrobním procesem, obsahoval 19 miliónů tranzistorů, ale nesl pouze 2 pixel pipeline. Zachována mu naopak zůstala T&L jednotka, takže výkonově oproti hi-endu příliš neztrácel a vzhledem k nižší ceně byly modely s tímto čipem poměrně oblíbené.

Model GF 2 MX byl taktován na 175 MHz pro čip a nesl pouze SDR grafické paměti na frekvenci 166 MHz při použití 128bitové paměťové sběrnice. Později byla uvedena i verze s DDR grafickou pamětí, ovšem níže taktovanou a komunikující přes pouze poloviční 64bitovou paměťovou sběrnici.

Posledním modelem vydaným na podzim 2000 byl GeForce 2 Ultra. Čip byl pojmenován NV16, ale jednalo se pouze o rychleji taktovaný model GeForce 2 PRO a vznikl vlastně proto, že se NVIDII nedařil přechod na pokročilejší 150nm výrobní proces a přesto chtěla dodržet svůj půlroční inovační cyklus.

V březnu roku 2001 (společně s uvedením nové řady GeForce 3) byly modely GF 2 MX SDR a GF 2 MX DDR přejmenovány na GeForce 2 MX 400 a byla u nich navýšena frekvence čipu na 200 MHz. Osazení i frekvence grafických pamětí zůstaly beze změn, nově pouze přibyla varianta modelu s SDR grafickou pamětí i pro PCI grafické rozhraní. Zároveň s nimi byla uvedena i slabší verze GeForce 2 MX 200, která disponovala pouze poloviční 64bitovou šířkou paměťové sběrnice a nesla výhradně pomalejší SDR grafické paměti.

Posledním zástupcem postaveným na čipu NV15 byl v září roku 2001 vydaný model GeForce 2 Ti (Titanium). Model běžel na frekvencích 250 MHz pro čip a 200 MHz pro osazené DDR paměti a výkonově se zařadil mezi modely GeForce 2 PRO a Ultra.

Na tomto místě nás čeká tak trochu skok do budoucnosti, protože v únoru roku 2002 uvedla NVIDIA novou řadu grafických karet GeForce 4 a její mainstreamové modely MX byly postaveny právě na derivátech staršího čipu NV10.

Konkrétně se jednalo o čip NV17, který byl již vyráběn pokročilejším 150nm výrobním procesem, obsahoval 29 miliónů tranzistorů a stejně jako NV11 pouze 2 pixel pipeline. Tento čip byl mixem technologií mainstreamového NV11 (GeForce 2 MX) a nově nesl vylepšení v podobě optimalizace práce s pamětí a FSAA z hi-endové části řady GeForce 4. Oproti té navíc přinesl mimo jiné technologii VPE (Video Processing Engine), která značně vylepšovala podporu přehrávání DVD videa.

Celkově byla řada GeForce 4 MX dost rozporuplná. Vytýkána jí byla zejména (na rozdíl od hi-endové části řady GeForce 4) nepodpora DirectX 8 a absence vertex pipeline. Přesto byla poměrně vyhledávaná a velké úspěchy slavila hlavně na OEM trhu.

Čip NV17 tedy do mainstreamu uvedl modely GeForce 4 MX 460, slabší GeForce 4 MX 440 (konkurence pro Radeon 7500) a GeForce 4 MX 440-SE a rovněž nejslabší „kancelářský“ GeForce 4 MX 420. Modely se lišily pouze velikostí dosahovaných frekvencí. V případě nejslabší verze GF 4 MX 420 byly navíc použity pouze SDR grafické paměti, všem modelům ale zůstala zachována 128bitová šířka paměťové sběrnice.

Výroba modelu GeForce 4 MX 460 byla navíc brzy omezena, protože výkonově konkuroval slabším hi-endovým modelům z vlastní řady.

Koncem roku 2002 tuto mainstreamovou řadu doplnil ještě čip NV18, který byl konstrukčně shodný s NV17, nově přinesl pouze podporu pro grafické rozhraní AGP 8x. Na jeho základě byl v září roku 2002 uveden model GeForce 4 MX 440 AGP 8X, který se od původního modelu GF 4 MX 440 lišil pouze vyšší frekvencí grafických pamětí a již zmíněnou podporou AGP 8x grafického rozhraní.

V roce 2004 byl pak na stejném čipu uveden ještě model GeForce PCX 4300. Model vycházel z GeForce 4 MX, využíval ale pouze poloviční 64bitovou šířku paměťové sběrnice. Představoval tak nejnižší low-endovou variantu z celé řady PCX určené pro PCIe grafické rozhraní.

U všech modelů řady PCX, která byla souhrnně uvedena v únoru 2004, byla podpora PCIe grafického rozhraní řešena přidáním HSI (High Speed Interconnect) můstku, který umožňoval použití původně nativních AGP čipů bez nutnosti zásahu do jejich architektury.

Posledním modelem postaveným na čipu NV18 byl v září roku 2004 vydaný GeForce MX 4000, který podporoval AGP 8x grafické rozhraní a rovněž pouze 64bitovou šířku paměťové sběrnice. Díky tomu to byl low-endový multimediální model určený pro zákazníky, kteří nepožadovali vysoký 3D grafický výkon.

U DDR pamětí je jejich skutečná frekvence poloviční oproti té v tabulce.