Přehled desktopových grafických čipů

Za této nelichotivé situace musela NVIDIA rychle přijít s něčím novým. Tím se měl stát hi-endový čip NV30, který ovšem navzdory všem papírovým předpokladům tato očekávání nesplnil.

Byl to první čip s podporou DirectX 9 (sama NVIDIA podporu označovala jako vyšší DX 9+) a skládal se ze 125 miliónů tranzistorů, konstrukčně ale bohužel stále vycházel z předchozích architektur. Obsahoval celkem 3 vertex a 4 pixel pipeline. Velkou novinkou se stal tzv. CineFX engine, který měl tyto pipeline optimalizovat pro vyšší výkon a lepší obrazové efekty. Každá pixel pipeline pak nesla dvě texturovací jednotky, které ovšem byly značně nestabilní a snižovaly výkon při použití Shader Modelu 2.0.

Čip byl vyráběn pomocí nového 130nm výrobního procesu, který však v té době nebyl u společnosti TSMC natolik technologicky zvládnutý, aby dokázal s požadovanou výtěžností produkovat čipy umožňující vysoké frekvence, které ale NVIDIA nutně potřebovala.

Další slabinou NV30 bylo použití pouze 128bitové paměťové sběrnice, samozřejmě pro AGP 8x grafické rozhraní. Její šířka ve spojení s nekvalitním FSAA, které se v podstatě nelišilo od GeForce 3 a 4, znamenala výrazně vyšší propady ve výkonu a nižší kvalitu, než nabízela konkurence. NVIDIA se to snažila kompenzovat rychlostí grafických pamětí a byly tak použity nové paměti typu DDR2. Ty sice dokázaly být dostatečně rychlé, ale celou grafickou kartu značně prodražovaly. Navíc ani technologie IntelliSample pro správu vyhlazování obrazu nebyla tak účinná jako její konkurenční obdoba SmoothVision.

Další nepříjemnou záležitostí byl konektor přídavného napájení, který se na modelech s čipem NV30 stal nutností a který s sebou přinesl i požadavek na výkonnější napájecí zdroj.
Posledním kamenem úrazu se stal dvouslotový systém chlazení FlowFX, který svou hlučností a dalšími problémy odradil mnoho zákazníků.

Celkově tak byl čip NV30 v hrubém výkonu srovnatelný s R300, po zapnutí optimalizací obrazu (antialiasingu a anizotropního filtrování) se však jeho výkon razantně propadal.

Zejména díky problémům s novým výrobním procesem se navíc úvodní modely postavené na čipu NV30 dostaly na trh až se zcela zásadním, téměř půlročním, zpožděním oproti konkurenčnímu R300.

V lednu 2003 byl tedy uveden hi-endový model FX 5800 Ultra, který dosahoval frekvencí 500 MHz shodně pro čip i DDR2 grafické paměti a slabší FX 5800, který byl taktován na 400 MHz, rovněž shodně pro čip i paměti.

V březnu roku 2003 byla řada FX doplněna o mainstream a low-end grafické čipy NV31 a NV34, čímž NVIDIA přinesla podporu DirectX 9 do všech segmentů trhu. Oba čipy konstrukčně vycházely z NV30, zachována byla i 128bitová šířka paměťové sběrnice. Nesly však pouze 1 vertex pipeline a také levnější DDR grafické paměti.

Mainstreamový čip NV31 byl, stejně jako NV30, vyráběn pokročilejším 130nm výrobním procesem a obsahoval 80 miliónů tranzistorů. Uvedl na trh model FX 5600 Ultra taktovaný na 350 MHz shodně pro čip i DDR grafické paměti. Model na trhu nahradil řadu GeForce 4 Ti a postavil se proti konkurenčním Radeonům 9500 PRO a 9600 PRO, kterým však nedokázal příliš konkurovat. Během roku 2003 pak dostal novou revizi a byly u něj navýšeny frekvence na 400 MHz opět shodně pro čip i grafické paměti.

Dále byly na tomto čipu postaveny ještě modely FX 5600 a FX 5600 XT, které běžely na nižších základních taktech. Zkratka XT tedy u NVIDIE znamená „osekanou“ verzi, na rozdíl od ATI, která touto zkratkou označuje vyšší modely svých řad. Model FX 5600 byl navíc k dispozici i ve variantě pro PCI grafické rozhraní.

Pro low-end připravený čip NV34 byl vyráběn ještě pomocí staršího 150nm výrobního procesu a obsahoval 47 miliónů tranzistorů. Navíc přišel o technologii vylepšení obrazu IntelliSample a stal se tak představitelem levných a úsporných „kancelářských“ verzí. Na jeho základě byl uveden model FX 5200 a výše taktovaný FX 5200 Ultra, které tak nahradily předchozí řadu GeForce 4 MX. Rovněž u modelu FX 5200 nezapomněla NVIDIA na verzi pro PCI grafické rozhraní.

V únoru 2004 pak na tomto čipu vyšel ještě model PCX 5300, připravený rovněž za pomoci HSI můstku pro PCI-Express grafické rozhraní.

V květnu roku 2003 uvedla NVIDIA inovovaný (tzv. půlgenerační) hi-endový čip NV35, který konstrukčně vycházel z NV30, NVIDIA mu však konečně dodala tolik potřebné optimalizace pro jeho vyšší efektivitu a dala tak zapomenout na neúspěch řady FX 5800.

Čip tedy nesl rovněž 3 vertex a 4 pixel pipeline, skládal se ze 130 miliónů tranzistorů a byl vyráběn v té době již zvládnutým 130nm výrobním procesem. Za jeden z jeho hlavních přínosů lze považovat použití 256bitové paměťové sběrnice, jejíž šířka přinesla, i přes použití pomalejších (a levnějších) DDR paměti, výrazné zvýšení teoretické propustnosti, konkrétně ze 16GB/s u modelu FX 5800 Ultra až na 27,2GB/s.

Další optimalizace přinesla technologie IntelliSample HCT (High Compression Technology), která při použití FSAA vylepšila barevnou kompresi až o 50%. Navíc až dvojnásobným zrychlením prošel také samotný CineFX engine ve verzi 2.0 a úplnou novinkou byla technologie UltraShadow, která programátorům umožňovala přesně určit, v jaké hloubce scény se budou nacházet renderované stíny a tím výrazně šetřit výpočetní výkon čipu při počítání celé scény.

Na čipu NV35 postavené modely FX 5900 Ultra a slabší FX 5900 tak na hi-endovém trhu vystřídaly nepříliš povedenou řadu FX 5800. I přes nižší frekvence dokázaly díky všem optimalizacím plně konkurovat a ve většině případů i porážet v březnu 2003 uvedený Radeon 9800 PRO, což byl pouze mírně inovovaný (rovněž "půlgenerační") Radeon 9700 PRO.

Během roku 2004 byly na tomto čipu uvedeny ještě slabší modely FX 5900 XT a FX 5900 ZT. Oběma však zůstala zachována šířka paměťové sběrnice a oba nesly DDR grafické paměti shodně taktované na 350 MHz. Čip běžel u modelu XT na frekvenci 400 MHz, u modelu ZT na 325 MHz.

V říjnu roku 2003 uvedla NVIDIA na trh dva nové grafické čipy. Jednalo se o mainstreamový NV36 a hi-endový NV38. Oba čipy již konstrukčně vycházely z úspěšného NV35, což pro hi-end v podstatě nic nového neznamenalo, ovšem do mainstreamu, který stále ještě pracoval na derivátech předchozí nepovedené architektury NV30, to konečně přineslo čerstvý vítr.

Do hi-endu tedy vstoupil model FX 5950 Ultra postavený na čipu NV38. Čip byl v podstatě kopií NV35 a kromě mírně vyššího taktování nepřinesl žádné další změny. Frekvence se tedy zastavily na konečných 475 MHz shodně pro čip i DDR grafické paměti, což bylo tehdy v podstatě běžně používané přetaktování většiny výrobců a celé toto uvedení "nového" čipu spíše připomínalo marketingovou akci.

V únoru 2004 byly ještě uvedeny na tomto čipu postavené modely PCX 5900 a PCX 5950, které tak vytvořily hi-endovou část řady PCX pro PCIe grafické rozhraní. Rychlejší PCX 5950 svými parametry odpovídal AGP 8x modelu FX 5950 Ultra a dosahoval i shodných frekvencí. Oba modely tedy nesly 3 vertex a 4 pixel pipeline, ale využívaly již rychlé GDDR3 grafické paměti.

Mainstream tedy v říjnu 2003 obsadil čip NV36, který obsahoval 82 miliónů tranzistorů a byl vyráběn pomocí 130nm výrobního procesu u společnosti IBM, která na rozdíl od TSMC výrobu zvládala bez sebemenších problémů. Nahradil tak na trhu nepříliš výkonnou řadu FX 5600 a vzhledem k tomu, že vycházel z inovovaného NV35, přinesl oproti ní velké množství novinek. Dokázal například pracovat na výrazně vyšších frekvencích a podporoval již DDR2 i GDDR3 grafické paměti při použití 128bitové paměťové sběrnice. Z hi-endového NV35 také převzal mimo jiné strukturu rozložení pipeline a kompletní engine CineFX 2.0 starající se o optimalizace vertex a pixel pipeline.

Úvodním modelem postaveným na čipu NV36 se stal FX 5700 Ultra, který pracoval na frekvencích 475 MHz pro čip a 450 MHz pro použité DDR2 grafické paměti. V červnu 2004 byl pak tento model uveden i s GDDR3 grafickou pamětí taktovanou na 475 MHz.

Dalšími uvedenými modely byly FX 5700, FX 5700 LE a FX 5700 VE, které se lišily pouze dosahovanými základními frekvencemi a využívaly výhradně DDR grafické paměti.

Posledním modelem postaveným na čipu NV36 byl v únoru 2004, stejně jako všechny ostatní modely řady PCX, uvedený PCX 5750 s podporou PCIe grafického rozhraní. Jeho frekvence byly stanoveny na 425 MHz pro čip a 250 MHz pro osazené DDR2 grafické paměti.

Úplně posledním zástupcem řady FX se stal začátkem roku 2004 uvedený model FX 5500 postavený na čipu NV34B. Tento čip, jak označení napovídá, vycházel z low-endového NV34/FX 5200 a kromě mírného zvýšení frekvencí čipu na 270 MHz nic nového nepřinesl. Jeho číselné označení 5500 tedy rozhodně neodpovídalo dosahovanému výkonu a jednalo se tak o typický low-endový model.

U DDR/2 a GDDR3 pamětí je jejich skutečná frekvence poloviční oproti té v tabulce.