成就3D图形霸业！NVIDIA历代显卡回顾 (一)
  1995年11月6日，从3DFX发布首款具有3D加速功能的VOODOO芯片开始，电脑图形核心正式进入了3D时代。在此之后，众多的3D显示产品设计、制造厂商投入到了这个全新的领域中，不过经过多年来激烈的市场竞争的洗礼，时至今日，NVIDIA与ATI的两强争霸成为了桌面独立图形领域竞争的主旋律。而当年也曾叱诧一时的许多名字，如SGI、SIS、TRIDENT、3DFX、等都已成为了历史，不禁让人唏嘘不已。
一代枭雄“野人”S3被VIA收购，3D时代昙花一现的TRIDENT被SIS收购（改名XGI图形部门），曾经不可一世的3DFX被NVIDIA收购，XGI被ATI收购，最后ATI被AMD所收购（依然是ATI图形部门）……能够在激烈的市场竞争中成功的生存并发展壮大，显然不是一件简单的事情，那么NVIDIA与ATI多年来得成功经验，也值得我们去探讨与总结。
去年在ATI被AMD收购之后，也就是在ATI 21周岁生日那天，我们曾对这位图形巨人的全系列显示产品进行了全方位回顾与介绍。接下来本文就通过对NVIDIA产品的总结及回顾，让读者对这些年来图形芯片市场的竞争有个全面的了解。
● 1993年NVIDIA诞生，年轻的NVIDIA后来者居上：
NVIDIA成立于1993年1月，总部位于美国加州圣克拉拉，目前已成为在全球拥有超过3,600名员工，股票市值超过100亿美元！其图形产品广泛应用于包括个人数字媒体PC、商用PC、专业工作站、数字内容创建系统、笔记本电脑、军用导航系统和视频游戏控制台等在内的多个领域。

NVIDIA总部
同时我们也看到，NVIDIA“并不是一个人战斗”——NVIDIA一直以来采用的都是芯片授权开放政策，在NVIDIA在自身发展的同时，也实现了与自己的合作伙伴共同发展。随着NVIDIA的发展壮大，合作伙伴的规模越来越大，也逐渐形成了一套AIC（Add－in－Cards亲密合作伙伴）制度。这无疑使得NVIDIA整体阵营实现了一个良性的发展，得以在激烈市场竞争中立于不败之地。
编者注：鸣谢NVIDIA的老牌AIC合作伙伴映众（Inno3D）独家提供全线NVIDIA显卡；并感谢NVIDIA亚太区邓培智先生提供相关技术支持。
1993年1月，NVIDIA总裁兼首席执行官Jen-Hsun Huang(黄仁勋)与IBM专业图形适配器的技术师Curtis Priem以及Sun Microsystems的资深高级工程师Chris Malachowsky一起成了NVIDIA公司，开始了新的创业。

NVIDIA总裁兼首席执行官Jen-Hsun Huang(黄仁勋)
当时，黄仁勋经过细致、认真的市场调查，还咨询过Bay Area公司的图形芯片业分析师Jon Peddie，最后决定正式进入当时甚至还没有形成市场的独立3D图形芯片行业。
● NVIDIA的处女作：NV1——声卡显卡二合一
1995年5月， 在SGS-Thomson Microelectronics（ST Micro）的帮助下，发布了第一款3D图形加速芯片NV1，并为著名的Diamond EDGE3D所采用。

Diamond EDGE3D
NVIDIA选择的3D实现方式是几家电视游戏机公司使用的forward-rendered quads技术与二次方程纹理映射（QuadrATIc Texture Maps，一种派生自NURBS：nonuniform rATIonal B-splines 的算法）。而且，当时很多的3D加速卡都用到大量的小多边形来生成图形的曲线部分，由于每个多边形都包含了若干的顶点，大量的顶点处理提高了CPU的计算强度。
而NV1采用了一种更聪明的办法，通俗的说就是把正方形自身的边线弯曲化后再组合起来，所以整体减少了多边形的用量，也将低了计算强度。二次曲面技术可以提高很好的成像质量，但是当时这一技术并未被广泛采用。
NV1还整合了一个具有350MIPS的音频处理核心，具有32路并行音频通道。音频部分支持相位抖动，很适合游戏中的特效表现（怪兽的呼吸声、枪声）。另外，音频部分具有一个DMA引擎，可以通过PCI或者VL-Bus接口直接从主存中读取数据，避免了占有显卡的存储器。
在研发期间，多边形还没有成为3D应用程序的标准。不过，当时的3D游戏程序不少都是基于3DFX的GLIDE API开发，S3 Graphics ViRGE, Matrox Mystique, ATI Rage, and Rendition Verite V1000等显卡也都支持多边形技术，而微软在Windows 95系统中引入了以多边形填充为基础的Direct3D API，由于NV1并不支持上述两种API，而且不支持MPEG-1解码功能，所以NV1并未被PC市场所接受。
同时，正像NVIDIA副总裁Chris指出的那样，个人电脑市场的趋势是将显卡、声卡和游戏手柄等功能分开。然而，NV1采用的集成设计，虽然提高了产品成本，但技术上背道而驰缺乏竞争力。不过，即便NV1并不成功，但是由于其提供了诸如二次纹理映射功等功能，NVIDIA逐渐树立起技术派先驱的形象。
虽然在市场上吃了闭门羹，但是在游戏机市场，尤其是当时与任天堂双雄并立的日本家用游戏机巨头世嘉SEGA，在其新一代游戏机土星上使用了orward-rendered quads技术，这些游戏也使得NV1逐渐有了用武之地，而且SEGA也作了不少努力将土星平台的游戏移植到PC平台，如铁甲飞龙和VR战士。因此NVIDIA和SEGA也建立紧密的合作关系。
● NV2胎死腹中，但获得世嘉资金支援
就在NVIDIA因为NV1而陷入财政危机的时候，SEGA给NVIDIA送来了700万美元的定金，用于下一代游戏机显示芯片的开发。但是当时SEGA发现QTM有所缺陷，而且日本的游戏开发人员也开始逐渐接受了多边形成像技术，所以SEGA也希望NV2能有所进步，并派图形设计工程师小组到NVIDIA协助开发。
但是NVIDIA则固执的坚持使用QTM技术，这也使SEGA十分失望。为了给新主机一个更好的开发环境，SEGA同时也开始与在PC游戏领域风头正劲的3DFX接触，甚至在1997年2月同SEGA秘密签署了合同，采用Banshee的onBoard版本。当然由于NEC在中间的作用，最终SEGA采用了NEC/Videologic的产品，即PowerVR（ImaginATIon Technologies 的子公司）的图形芯片，NV2也被SEGA所弃用，最终不了了之。
1995年8月，微软发布了Windows95操作系统，凭借崭新的图形交互式界面设计，很快席卷了全球个人电脑市场。在PC领域，微软的成功是空前的，几乎没有遇到任何可以匹敌的对手。微软的Windows95操作系统凭借接近90%（PC OS）的市场占有率，直接代动了相关硬件产品的需求,也使得全球的硬件软件厂商都不得不向其靠拢。由于微软的Windows95采用图形交互式界面（GDI），对于显示芯片有了更高的要求，这也使个人电脑市场的大幕正式揭开了！

Windows 95的震撼力远大于如今的vista
在之前的1995年2月，微软收购英国Rendermorphics公司，利用其所有的RealityLab 2.0技术制定了Direct3D标准，整合在其WINDOWS操作系统中，对PC图形芯片市场产生了巨大影响。
● NV3＝Riva 128，首次大获成功：
此时的NVIDIA总结了前2款芯片的经验教训，在经过细致的市场分析之后，将研发的方向定位于市场前景广阔的PC图形芯片市场，并且决定加入对DirectX的支持。这无疑是个非常明智的选择，在当时由于3DFX的GLIDE的成功，各家显示芯片公司纷纷效仿，也想推出自己的3D API，例如，3dfx有GLIDE、PowerVR的PowerSGL、ATI的3DCIF，无疑使得微软Direct 3D的推广十分缓慢，NVIDIA此时选择旗帜鲜明的站到了Direct 3D的一边，这种做法也受到了微软的赏识，从而有了一个坚强的后盾。
另外，当时在3D FPS游戏市场，独领风骚的是ID SOFRWARE的QUAKE系列，而其程序设计师JOHN CARMARK明确的拒绝了3DFX采用GLIDE的建议，而是基于公开的OPENGL API开发，这无疑也是NVIDIA得以崛起的另一个因素。而且，经过时间的考验，至今这两家公司仍然保持了非常好的关系。后来在Quake3的硬件加速问题上，John Carmack甚至拒绝提供任何形式的MiniGL加速，而要求所有图形卡运行在OpenGL ICD环境下，使得3DFX相当难堪。

NV3－RIVA 128
接着，为配合研发方向的转变，NVIDIA聘请了David Kirk（NVIDIA首席科学家，现已当选美国国家工程院院士），并将其任命为技术总监。1997年，NV3终于面世，被命名为RIVA 128。它也是第一个提供硬件三角形引擎的128 bit图形芯片，虽然RIVA 128的图像质量比不上3dfx Voodoo，但是凭借100M/秒的像素填充率和对OPENGL的良好支持，RIVA 128在非GLIDE API的游戏中完全超过了Voodoo，迅速赢得了消费者和一些OEM厂商的青睐。

RIVA 128显卡
Riva128支持AGP 1x规范，可以配合Intel的LX芯片组主板使用。1997年底，Dell、Gateway等厂商相继使用了RIVA 128显卡。零售市场上，Diamond、STB、ASUS、ELSA和Canopus等也都相继推出了基于此芯片的产品。不到一年，Riva 128的出货量就突破100万颗，NVIDIA终于凭借NV3打了个翻身仗。
总的来看，Riva 128取得成功的因素是多方面的，本身的处理性能固然很重要，但是1998年游戏软件方面的发展变化也很关键：
首先，年初ID开放了QUAKE2引擎的授权，包括VALVE在内的游戏软件开发商在3月份就获得了QUAKE2引擎的源代码，并用于游戏的开发，使得QUAKE2引擎的3D游戏名作诸如《异教徒》、《半条命》等大量上市，Riva 128良好的OpenGL性能得到了充分的发挥。
第二，3DFX的GLIDE API失去了过去在游戏开发领域的统治地位，最著名的两个例子就当时称得上是风靡世界的古墓丽影2和极品飞车3，这两个过去本来是GLIDE的御用游戏，都加入了对D3D的支持，Riva 128等非VOODOO显卡也可以通过D3D接口很完美的运行游戏。

当时主要3D显卡规格对比
半年后，NVIDIA又发布了Riva 128ZX，并为它提供了完整的OpenGL支持，在Win95/98和WinNT4.0下都有完整的OpenGL ICD驱动程序。同时，Riva 128ZX还解决了Riva 128的一些BUG，显存也增至8MB，效能改善比较明显。
● NV4＝TNT震撼发布，雷管引爆性能
1998年10月，NVIDIA发布了TNT，TNT是TwiN Texel的缩写。核心架构为2条32bit象素流水线的渲染体系，每条象素流水线有1个TMU，在每个时钟周期内并行处理两个纹理。这样工作在90MHz的RivaTNT最大填充率能达到180M Texels/sec。同时Riva TNT还首次拥有24bit Z缓冲（Z－Buffer）以及8位的stencil buffer。
而且NVIDIA也注意到优良的驱动程序对充分发挥显示芯片性能的重要性，并为RIVA TNT编写了全新的驱动，并命名为“雷管”（Detonator）。
凭借出色的3D性能，德国的ELSA 、美国的Canopus等四家显卡生产商宣布加入NVIDIA阵营，著名的CreATIve公司也在第一时间推出了基于TNT显示芯片的产品。9月，NVIDIA被《个人电脑杂志》评为最有影响力的显示芯片生产商，而TNT被Mercury研究公司评为速度最快的显示芯片。同时，NVIDIA还被OpenGL架构委员会吸纳为新成员，成为第一个加入OPGL ARB的专业显示芯片设计公司。
● NV5＝TNT2，性能翻倍，奠定NVIDIA王朝
1999年4月，核心代号为NV5的RivaTNT2发布了，由于采用了0.25 微米制程，TNT2标准版的频率提高到125MHz，频率的提升以及核心内部的优化，RivaTNT2的性能有了一个较大的飞跃，性能在当时无人可及。后期RivaTNT2还采用了0.22微米制程，频率进一步提升。
名称
RIVA TNT
RIVA TNT 2
架构
NV4
NV5
制造工艺
0.35 Micron
0.25 Micron
晶体管数目
7 Million
15 Million
DirectX支持
6
6
顶点管线
1
1
VS版本
-
-
像素管线
2 x 1
2 x 1
PS版本
-
-
核心频率
90 MHz
125 MHz
填充率
180 MTexels/s
250 MTexels/s
显存位宽
128-bits
128/64-bits
显存类型
SDR
SDR
显存速度
110 MHz
150 MHz
显存带宽
1.76 GB/s
2.40/1.00 GB/s
从TNT2开始NVIDIA对产品进行了市场化细分，在高中低端，面向多种不同的用户，TNT2芯片衍生出TNT2 Vanta、TNT2 M64、TNT2、TNT2 Pro、TNT2 Ultra等不同的型号产品，搭配不同显存的容量，产品线覆盖了大部分的市场。

Inno3D TNT2 Ultra
TNT2 Ultra是系列最高端产品，也是NVIDIA第一次使用Ultra后缀命名高端产品，TNT2 Ultra只是从NV6核心中挑选出的品质优秀的芯片，并搭配了速度最快的显存，其核心/显存频率高达150/183MHz，后期更是提高到175/200MHz，性能上超过了3DFX的VOODOO3 3500以及MATROX的G400 Max，而且支持的特效也很全面（比G400少一个EBM环境凹凸贴图），成为当时性能之王。当然TNT2 Ultra的售价也很高，当时丽台、华硕、创新等一线品牌TNT2 Ultra的国内上市售价高达2300元（1999年5月）。
TNT2标准版是高端系列的普及型产品，也是TNT2 Ultra的降频版，核心/显存频率为125/150MHz，但是由于TNT2采用0.25微米工艺，核心普遍可以工作在150MHz左右，所以也造就了良好的超频能力，于是众多游戏发烧友更倾向于购买TNT2标准版版超频至TNT2 Ultra来使用，记得当时甚至还有不少玩家超到了165/200MHz的水平，性能也是也达到了一个新的高度。价格上TNT2标准版也更有优势，32MB显存的TNT2国内上市售价为1500-1750元左右，16MB的TNT2 Pro则在1350-1500左右。
● NV6＝NV5工艺改进版，TNT2 Pro/M64/Vanta诞生
后期随着制程的进步，NV6也使用了0.22微米工艺，并被命名为TNT2 PRO，也被用于部分TNT2 Ultra。由于使用0.22微米制程后，TNT2 PRO的成本、功耗有、发热有明显下降，超频能力更强，性价比进一步提高。除了高中端的TNT2标准版外，NVIDIA同时也利用0.22微米工艺的NV6芯片，推出了针对中低端用户的TNT2 Vanta和TNT2 M64。

Inno3D TNT2 M64
TNT2 M64是NVIDIA在中端的力作，针对125美元以下的主流市场，对手为S3 Savage 4 Pro。为了降低成本，其显存接口从128bit降到了64bit，显存带宽为1GB/s，其他方面和相差不大，最大也可以支持32MB显存容量，AGP4X规范。性能上M64介于TNT2 VANTA和TNT2 Pro之间，只是在高分辨率及32BIT色深下的性能下降不少。其在国内的上市价格也在1000元以下， TNT2 M64也成为中端市场曝光率最高的显卡，凭借出色雷管驱动程序，M64也战胜了Savage 4 Pro。整个TNT2家族在1999年几乎抢占了80%的独立3D显卡市场。使得NVIDIA不仅在技术上，在市场上也领先于3dfx。

TNT Vanta规格和M64相同，频率降至100/125MHz，主要面向OEM市场
TNT Vanta是系列的入门级产品，针对OEM市场，相比TNT2 M64核心/显存频率降到了100/125 MHz，有8/16MB两个版本。价格也更低廉，价格在600元以内。由于性能不俗且价格优势明显，后期采用了0.22微米工艺NV6芯片的产品竞争力更强。NVIDIA第一次进军OEM市场便取得了非常好的成绩，也使在这一领域经营多年的ATI感受到了相当的压力，凭借RAGE系列出色的DVD解压能力，总算保住了一定的市场份额。
1999年8月，伴随着微软DirectX7.0的发布，引入基于图形核心的多边形转换与光源处理（Transform and Lighting），而且10月上市QUAKE3引擎也采用了这种技术。
● 硬件T&L，首款GPU诞生，GeForce的时代来临
在Direct7时代,多边形转换和光照处理是由CPU负责的，大量复杂的数学运算对CPU造成了极大的负担，而GeForce 256可以支持硬件Transform and Lighting，也成为了第一个GPU图形核心。
  GeForce 256是被作为一个图形处理单元(GPU)来设计的，GPU是一个单芯片处理器。它有完整的转换、光照、三角形设置和渲染引擎(分别为:Transform、Lighting、Setup、Rendering)等四种3D处理引擎，一些以前必须由CPU来完成的图形运算工作现在可以由GeForce256 GPU芯片独立完成，大多数情况下具有完整的传输和光照相引擎的GPU运算速度比CPU快2-4倍，同时也有效地减轻了CPU的浮点运算负担，减少了对CPU的依赖性。
NV10图形核心，为0.22微米工艺制造，集成了2300万个晶体管，在当时已经超过了PentiumIII的数量，本应采用0.18微米的制造工艺，不过为了尽早抢占市场，仍然采用了0.22微米，如此大量的晶体管数量芯片的发热和功耗也是不小的问题，NVID1A公司只好将其核心频率定为120MHz，不过凭借创纪录的有4条象素管线，峰值像素填充率达到480M/s，远高于TNT2 Ultra。
Geforce 256具有了现代GPU的大部分的初步特征，核心采用了256位渲染引擎，具有4条象素管线，每管线一个纹理映射单元，它也是第一个使用DDR显存的PC显卡。Geforce 256核心频率为120MHz，三角形生成率为1500万个/秒，峰值像素填充率达到480 M/s，并使用了四纹理（Quad Texel）引擎，相同频率下，Geforce 256的纹理处理性能是TNT2的两倍。特效方面，支持立方体环境映(Cube environment mapping）以及顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图等。视频方面，为了加强为MPEG-2视频回放性能，NV10中加入了硬件动态补偿功能。

GeForce 256 DDR
GeForce 256 DDR的显存频率为300MHz，带宽由SDRAM的2.66 GHz提升至4.8 GHz，也达到了当时PC图形卡的巅峰，使得GeForce 256像素填充能力进一步爆发，在高分辨率下、32BIT渲染环境中表现趋于完美。由于当时DDR显存售价也是十分的昂贵，所以GeForce 256 DDR的售价也是高达到2500元以上。

GeForce 256 SDR
GeForce 256 SDR版的售价上有不小的优势，在国内的售价至少比GeForce 256 DDR要便宜500元。其显存频率为200MHz，带宽2.4GB/S，这样对NV10核心的性能有了不小的限制，高分辨率、32为色深下的性能下降很大，几乎和TNT2 Ultra相近，但由于成本下降不少因此销量也不错。
● GeForce 2代，您知道GTS的含义吗？
2000年5月，研发代号为NV15的新一代图形核心问世，由于其纹理填充率达到了创纪录1.6Giga texels/sec，也是第一个纹理填充率过亿的GPU，所以NVIDIA将其命名为GeForce2 GTS以纪念其特殊的历史含义。
GeForce2 GTS 采用了更先进的0.18微米制程，核心频率200MHz，也具有4条象素管线，和GeForce256不同的是，每管线采用了两个纹理映射单元，这一经典的4x2架构一直延续GeForce4才结束。
NV15采用了第二代的T&L引擎(2nd GenerATIon Transform and lighting) ，支持立方体环境映(Cube environment mapping) 、顶点混合(Vertex blending)、 材质保护(Protective textures) 、材质压缩(Texture compression）、逐象素着色控制（Per-Pixel Shading Control）， 核心还具有多结构图形Single Pass处理、 硬体反锯齿(Anti-Aliasing)效果处理 、各异向性过滤(Anisotropic)处理。
GeForce2上也首开了PC图形核心通用计算的先河，凭借其强大的多纹理处理性能，结合纹理环境参数和纹理函数可以实现一些很灵活的应用。它具有Texture Shader以及Register Combiner单元，有一定的数值计算能力。开发人员可以利用Texture Shader的依赖纹理进行数据访问，用Register Combiner进行计算。GeForce2被用于求解数学上的扩散方程，成为GPU通用计算的最早应用。
值得注意的是，在GeForce2 GTS 上，NVIDIA Shading Rasterizer(NSR)技术被正式引入。NSR让处理器每次可对单一像素进行七项运算，包括：基本贴图、单像素曲面映射(bump mapping)、单像素diffuse lighting、单像素specular lighting、颜色烟雾效果、ambient light、以及Alpha transperency。过去，GPU对Vertex（即三角形的三点）上的像素进行运算，再以平均值来决定整个三角形的光影和bump mapping（凹凸映射）等效果。而NV15可以对三角形上的每个像素(Per-Pixel Shading )进行运算，因此光影效果更加细致和准确。
另外，相比GeForce 256，GeForce 2 GTS另一个进步是采用单周期双纹理处理技术，不仅拥有4条像素渲染管线，而且每管线每周期可以处理两个纹理贴图，当时游戏画面的提高基本上都是通过大量的多边形、更复杂的贴图来实现的，QUAKE3引擎以DirectX 7来说都是如此，所以强大的纹理贴图对提高游戏速度很有帮助。三角形生成率为2500万个/秒。
GeForce2 GTS 的另一个革新在于其首次采用了0.18微米工艺制程，由TSMC制造的GeForce2 GTS(0.18微米,564 PBGA 封装)中，晶体管数目已经增加到了2500万，采用0.22微米GeForce256的晶体管数目为2200万到2300万。GeForce2 GTS的耗电量是GeForce256 18瓦特的一半，10瓦特左右，功耗大幅度下降。因此，GeForce2 GTS 也成为了核心频率首次超过200MHz的GPU。

GeForce 2 GTS 显卡
由于完整支持DirectX 7.0与OpenGL 1.2 ICD，所以不仅在3D游戏的表现超越了所有的同级显卡，在工作站级3D应用设计上也有不俗的表现。GeForce2 GTS在多媒体性能也有一定的提高，可以连接更多的周边设备。 DVD压缩方面使用新一代Enhance Motion CompensATIon硬件解压缩，使得 DVD的品质与速度都非常不错。
2000年10月，在ATI正式发布Radeon256后，NVIDIA推出了GeForce 2 Ultra，依然牢牢控制着显示性能的制高点。

GeForce 2 Ultra
GeForce 2 Ultra相比GeForce 2 GTS有着更高的显存及核心频率。其核心频率为250 MHz，所以GeForce 2 Ultra的峰值像素填充率达到了1GB/s，而其纹理填充率高到2GB/s，后来的GeForce3 TI 500甚至也没能超过这个高度，也遥遥领先于其竞争对手Radeon256。
● 细分产品线，高端GeForce 2 Ti出世：
2001年秋，NVIDIA又推出了GeForce2 Titanium以及低频率版本的GeForce2 Ti VX，也成为了GeForce Titanium系列的开端。GeForce2 Ti其实就是改进了部分线路设计的GeForce2 Pro显示卡，规格与后者完全一样，GeForce2 Ti采用了全新的简化PCB，并减少周边PWM元件的使用。不过，GeForce2 Ti 的核心频率依然保持在250MHz，显卡的性能并不会受到影响，但其成本价格却会降低20美元左右。

Inno3D GeForce 2 TI
● 细分产品线，低端一代经典GeForce 2 MX出世：
除了在高端领域独领风骚，在低端领域，NVIDIA也是大展拳脚，推出了支持硬件T&L的GeForce 2 MX，它是NV15芯片的简化版，面向中低端市场。Geforce2 MX具有两条像素管线和TNT2一样。虽然管道数减少，但是Geforce2 MX采用了源于NV15的部分特性，支持第二代硬件T&L。由于频率提高，材质填充速度也比Geforce 256的快。这让Geforce2 MX在中低分辨率下的性能并不逊于Geforce 256 SDR。Geforce2 MX可以支持64bit SDR/DDR SDRAM或者128bit SDR SDRAM，但去掉了对128bit DDR SDRAM的支持，对于只有2条像素管线的Geforce2 MX也确是没有必要。

Geforce2 MX
Geforce2 MX推出后，迅速成为了市场的宠儿，在对于性价比更为关注的国内尤其是如此，很多国内用户都是从Geforce2 MX开始领略了3D游戏的魅力。它在全球范围内显卡市场上的出货量也是屡创新高，一直持续到GeForce4 MX440。NVIDIA继续采取了细分市场的策略，把Geforce2 MX分化成频率、显存规格的不同而分为MX400、MX200、MX100等几种产品，专业应用方面也推出了Quadro2 MXR，Geforce2 MX系列，可以满足不同层次、多种领域的不同用户的需求。
GeForce2 MX 还不只是一个的精简版，芯片还增加了两个重要的特点。一是TwinView 技术，这一技术有点类似于Matrox 的双头技术，可以让一块显卡同时驱动两个独立的显示器。第二，就是它做了一些修改，可以支持 Macintosh平台。因此也被选中作为Apple Power Macintosh G4 的缺省高挡图形方案。
2000年9月，NVIDIA推出了以Geforce2 MX 为基础 的GeForce2 Go 登场。正式进军移动图形领域。

GeForce 2 MX 32M

GeForce 2 MX 200
GeForce 2 MX 400是GeForce 2 MX系列的最高端产品，GeForce 2 MX 400核心与GeForce 2 MX完全一样，只是频率由175/166 MHz提升至200/166 MHz。由于有了完整128bit的显存支持，其性能表现相当不俗，全面领先于GeForce 2 MX 。

GeForce 2 MX 400
这是采用Low Profile设计Inno3D GeForce 2 MX 400 64m 64 bit显卡，专为小机箱及准系统设计。

GeForce 2 MX 400 64M
2000年底，NVIDIA以一亿一千二百万美元的价格正式收购了竞争对手3DFX，成为当时轰动一时的新闻，也标志NVIDIA成为了PC独立显示核心领域的霸主。不过2000年还有一桩收购虽然默默无闻，但是对后来的影响更大并持续到今天，那就是ATI收购ARTX。
● DX8时代，考验像素和顶点能力
2001年以后，由于NVIDIA已经完成了对3DFX的收购，显卡市场演变为NVIDIA与ATI两雄争霸的局势。
而在此时，微软正式推出了划时代的DIRECTX8 ，将可编程的着色管线概念正式引入到GPU,新的shaders（光影处理器）数据处理方式也是DirectX 8中最具意义的创新。Shader采用了新的数据处理程序模型，这与旧有的预定义模型是不同的。这种模型中，数据是透过virtual machine以一个类似于带有特殊汇编指令集的pre-arranged（事先安排好）程序进行处理的，程序员可以直接对其进行编程。
凭借可编程几何管线和可编程像素管线，使用者可以自由的控制几何和像素的代码设计。这对于图形开发者是空前的，他们可以通过基本的着色器，利用开发工具，产生全新的，极具创造力的效果。也正是可编程管线的引入，为GPU发展翻开了新的篇章，GPU开始向SIMD处理器方向发展，凭借强大的并行处理性能，使得GPU开始用有了部分流式处理器特征。
● 首款DX8显卡，GeForce 3发布
2001年初，NVIDIA正式发布Geforce 3 ，代号NV20。从Geforce 3开始，可编程的nFiniteFX SHADER引擎正式被引入，完整实现了对Pixel shaders和Vertex shaders 处理单元的硬件支持，Geforce 3也是2001年上半年唯一完全可以支持DirectX8.0的GPU。
Geforce 3默认核心频率为200MHz，拥有4条管线，每管线2个TMU(纹理贴图单元)，这和Geforce 2是一样的，所不同的是Geforce 3还拥有一个Vertex shaders 单元，以及4个Pixel shaders单元，这也是和Geforce 2质的区别。

Geforce 3
NVIDIA在Geforce3还在采用了第一代的“光速显存架构”（Light Speed Memory Architecture）采用了一系列新技术来充分利用显存提供的带宽。光速显存架构采用的第一个技术是“显存交错控制”技术，由芯片内核集成的专门的显存控制单元来完成。光速显存架构另一个技术是“无损Z压缩算法”，在不降低画质的前提下大大降低了Z-缓存数据对显存带宽的占用。除此之外，Geforce3中还加入了一个被称之为Z轴吸收选择（Z-Occlusion Culling）的技术来达到隐面消除技术（HSR）的效果以尽量减少不必要的资源消耗。
不过Geforce 3上市后在当时大部分DX7以及QUAKE3游戏的主流分辨率中，GeForce 3并没有能完全超过GeForce 2 ULTRA，确实出乎所有人意料。但由于首次使用交错内存结构，超高的内存效率使得GeForce 3在高分辨率下还是有很强的优势。此后随时间的推着移，大量DIRECTX8的游戏上市，人们才意识到在画面Geforce 3特效方面带来的革新与震撼。
● 对抗8500，GeForce 3细分为Ti 500/200
GeForce 3上市后，伴随着新一代DirectX8的游戏引起了不小的轰动，市场反响也很不错，，但是300多美元的售价阻碍了GeForce 3的普及。2001年秋，NVIDIA又对市场进行了细分，由GeForce 3派生出面向中端的GeForce 3 Ti 200和具有最顶级性能、直接对抗Radeon 8500的GeForce 3 Ti 500。

GeForce3 Ti200
GeForce3 Ti200相对于标准版的GeForce 3，核心/显存频率从200/230 MHz降至175/200 MHz，这样在性能上与GeForce 3标准版拉开了一定的距离，而且较低的运行频率提高了使得对良品率的要求不再苛刻，同时供电电路的精简也使板卡厂商降低生产成本。过低的默认频率也给了GeForce3 Ti200相当大的超频潜力，从而成为当时2000元左右最具性价比的高端产品。由于硬件上可以完整支持DirectX8，在这个价位上优势明显，所以迫使对手ATI把仅支持DirectX7的Radeon 7500从上市初的1999元降到了1500以内。根据当年测试表明，Inno3D GeForce3 Ti200显卡凭借出色的品质很容易通过超频达到GeForce 3标准版的200/230 MHz频率下，受到游戏玩家的追捧。

GeForce3 TI500
GeForce3 TI500拥有系列中最高的频率，达到240/250 MHz。GeForce3 Ti500使用8层PCB以及更奢华的作工用料来确保高频率下的稳定运行，价格因此也居高不下，当时售价为3000人民币左右。 面对晶体管数量更多、频率高于自己Radeon 8500，GeForce3 TI500得益于优秀的驱动支持，在于Radeon 8500对抗中丝毫不落下风，但功耗方面却更具优势，成为当时高端游戏显卡的首选。
由于竞争对手ATI在2001年秋发布了的Radeon 8500，也是在高端市场上第一次略微领先了NVIDIA。虽然凭借出色的驱动支持，TI500在游戏中仍然有一定的优势，但是即使这样，Radeon 8500和TI500的势均力敌的态势，还是给了NVIDIA一定的压力。
● 为了王位！GeForce 4 Ti发布

NV25
于是，2002年2月，NVIDIA发布了研发代号为NV25的GeForce4 Ti系列显卡，也是DirectX 8时代下最强劲的GPU图形处理器。。GeForce4 Ti芯片内部包含的晶体管数量高达6千3百万，为改良的TSMC 0.15微米工艺生产，采用了新的PBGA封装，运行频率达到了300MHz。核心集成的6300万个晶体管相当于Athlon CPU的2倍，发热也不小，所以GeForce4 Ti系列显卡上都配备了散热风扇。
NV25拥有4条素管线，每管线2个TMU(纹理贴图单元)，这和前两代产品是一样的，所不同的是Geforce 4还拥有2个Vertex shaders单元，以及4个Pixel shader单元。
GeForce4 Ti采用了第二代nfiniteFX 引擎，它是从GeForce3时代开创的nFiniteFX引擎改进而来的，顶点SHADER单元增加到2个，像素着色单元的效率显著的提升。GeForce4 Ti也同时引入了第二代LightSpeed Memory Architecture II(LMA II)光速显存构架技术，在全屏反锯齿方面，GeForce4 Ti采用了新的Accuview AA技术。从总体上看，GeForce4 Ti也是从GeForce3的加强优化版本，核心增加了一个顶点单元，同时频率也比GeForce3有了很大的提升。
NVIDIA采用和以往相同的方法，通过运行频率的高低将高端的GeForce 4 Ti系列细分为4600、4400、4200三个系列，其中的GeForce 4 Ti 4200性价比最高，性价比最高，深深受消费者喜爱。其原本用于OEM市场，也是寿命最长的一款GeForce 4 Ti产品。
后来随着AGP8X规范的发布，NVIDIA推出了NV25的AGP8X版本—NV28，核心频率和显存频率略有提升。NV28也有三个型号的产品：GeForce4 Ti4200-8X和GF4 TI4800SE和GF4 TI4800。GeForce4 Ti4200-8X和GF4 TI4800SE和GF4 TI4800可以看成是GeForce4 Ti4200、GeForce4 Ti4400、GeForce4 Ti4600的AGP8X版本。

GeForce 4 Ti 4400
GeForce 4 Ti 4400的运行频率275 / 275 MHz，和GeForce 4 Ti 4600一样使用8层PCB，并使用了3.6 ns显存颗粒。

GeForce 4 Ti 4200 8X

GeForce 4 Ti 4800SE
GeForce 4 Ti 4800se显卡采用NV28图形核心，支持AGP 8X，后期的产品工艺更加成熟，核心的发热及功耗有所下降。所以GeForce 4 Ti 4800se频率275 / 275 MHz，GeForce 4 Ti 4400相同，但没有使用加长的PCB，供电电路也有所精简。

GeForce 4 Ti 4600 128MB
GeForce Ti 4600是系列的最强的产品，GeForce 4 Ti 4600显卡使用了加长型PCB,供电电路较另两款产品更加充足，并使用了3NS的mbga封装的GDDR显存。GeForce 4 Ti 4600工作频率为惊人的300 / 300 MHz，对于一款拥有6400万晶体管的核心来说，实在是难能可贵。
● 不能磨灭的经典，GeForce 4 MX系列
除了高端的GeForce 4 Ti 系列，在低端NVIDIA推出了核心代号为NV18的GeForce 4 MX，GeForce 4 MX 定位于GeForce 2 MX 的升级产品。NV18具有两条像素管线，并且每条像素管线拥有两个纹理单元，是唯一一款2x2架构的核心，像素处理单元也被简化掉了。不过由于其部分特性源自GeForce 4，拥有较高的核心效率，高于在很多DX7尤其是OPENGL应用中可以领先GeForce 2 GTS以及低频率的TI200。
由于在2002年中，主流游戏还没有完全过渡到DX8，而且QUAKE3引擎仍然为很多的游戏所采用，在游戏市场中仍然不小的比例。GeForce 4 MX 440还有很大的生存空间。在中低端由于竞争对手的产品没有有力的产品，MX 440迅速占领了市场。

GeForce 4 MX 440 8x 64m

GeForce 4 MX 440SE
和GeForce 2 MX 一样，GeForce 4 MX 也分为了GeForce 4 MX 460/440/420三款产品但是由于GeForce 4 MX 420采用64BIT显存，性能也是最低。为了提高产品的性加比，NVIDIA还推出了GeForce 4 MX 440 SE，只是频率低于GeForce 4 MX 440的270 / 200 MHz，但是超频空间更大。

GeForce 4 MX 440 64b 32m
总的来说GeForce 4系列产品获得空前的成功，由于对手ATI在8500、7500犯下了致命的错误－－片面的追求显卡的性能而丧失了自己一贯成本的优势，ATI 8500 在设计上也有不少问题，不仅核心架构的效率低下，而且ATI一直以来的驱动问题也反映的很明显，使得8500在竞争中一直处于劣势。而7500则由于采用了2x3架构，较多的TMU单元带了的性能提升很小，却导致了成本的上升。不仅在零售市场，ATI传统优势的OEM市场也逐渐被GeForce 所蚕食。甚至在移动领域，GeForce 4 mx440 go的出现，使得NVIDIA在产品的性能和功耗上找到了一个较好的平衡点，也占据了一定的份额。在这一时期，ATI在竞争中完败于NVIDIA，不过这也客观上加速了ARTX从幕后走向台前。
● 最具争议的作品——GeForce FX系列
公元2002年11月18日，Comdex 2002上，NVIDIA发布了研发代号NV30的GeForce FX，这也成了历史上NVIDIA最具争议的一款产品。在回顾GeForce FX系列产品前，我们不妨先对NV30的问世背景做个简单介绍。
众所周知，从DirectX 6时代确立优势地位以来，经过DirectX 7、8两代的发展，伴随着与微软的良好合作，NVIDIA成为了桌面PC独立显示核心的霸主，市场占有率成倍提升。在收购了3DFX以后，NVIDIA又通过GeForce 3、4两代产品在市场占有率方面击败了另一个对手ATI，而且，通过雄厚的技术实力，其每半年更新一代的做法也令对手疲于奔命。随着GeForce 4的成功，NVIDIA也处于历史上的最巅峰时期，产品不仅局限于PC显示核心，更延伸到主版芯片组，电视游戏机领域。
不过NVIDIA的一家独大也引起了一些业内人士的不满，他们指责NVIDIA是图形业内的INTEL。当然这也使与NVIDIA一贯合作良好的微软有所注意，尤其是NVIDIA在DirectX 8标准制定过程中的某些做法以及开发自主的CG语言等，使得微软不等不重新审视这个昔日的合作伙伴，两家公司的开始逐渐变得貌合神离。
后来，在NVIDIA为微软提供XBOX硬件解决方案的过程中，随着制造工艺的进步，硬件产品的制造成本是逐渐下降的，但是NVIDIA与微软的合同中并未考虑这一点，等到微软意识到这一点后，希望修改合同中的部分内容，但却遭到了NVIDIA的拒绝……

DX9第一代产品让NVIDIA一败涂地
作为回应，DirectX 9规范的制定过程中，竟然没有考虑任何NVIDIA的意见。在参考了ATI的部分提议后，微软将24BIT渲染精度、着重于Shader并行处理性能等作为DirectX 9的主要特点。除此之外，在年底发布的3DMARK03中，微软的影响也是显而易见，NVIDIA这时再也按耐不住，对3DMARK的开发公司Futuremark进行了公开的指责。

NVIDIA忙碌于芯片组的研发
再来看NVIDIA自身方面，2001年秋到2002年底也是其历史上最忙碌的一段时间。除了半年一次的GPU升级之外，NVIDIA还要根据合同为微软开发XBOX用SoundStorm音频处理芯片以及XBOX的主板。而且在主版芯片组领域，NVIDIA的压力更大，在经历了NForce遭受冷遇的开局后，无疑对雄心勃勃的NVIDIA打击不小。所以在NForce2上，NVIDIA倾尽全力，誓要在AMD平台与VIA一较高下。摊子铺的过开，也使NVIDIA开发资源变得分散。
综上所述，在这种大背景下，经过数次延期修改，并打破了NVIDIA过去半年发布一款核心的规律之后，NV30问世了。由于采用了3DFX的反锯齿技术，NVIDIA将其正式命名为GeForce FX 5800 Ultra，并于2003年初上市。
NV30像素管线部分采用了成熟的4X2架构，为当时领先的0.13微米制程制造，核心集成的晶体管数达到创纪录的1.25亿个，由于较高的默认频率，所以其功耗、与发热非常之大，为此NVIDIA使用了称为名为“FX Flow”的散热系统，包含一个铜制散热片、热管和换气装置。

“FX Flow”散热系统
GeForce FX 5800 Ultra使用Flip-Chip封装设计，频率提高到了惊人的500MHz。BGA和Flip-Chip封装方式的芯片，可以直接和插槽接触，缩短布线距离，同时也提高了信噪比，可以适应更高频率，并降低功耗。
核心渲染架构方面，NV30首次引入了CineFX着色引擎。其中的Cine是CinemATIc（电影般的）的缩写，而FX则表示其部分技术源自3DFX。CineFX的意思就是指新一代核心可以渲染出电影般的视觉效。
在CineFX着色引擎中，具有32个128位浮点处理器。并在PC图形核心历史上首次提供了128bit色彩精度的支持，并且可以在同一个着色程序中的不同色彩精度中切换。
NV30的顶点着色单元较前代也有了质的飞跃，可以支持到Vertex Shader 2.0+，所能处理的最大指令数为65536，这一点远远高于DX9.0的规范。而且，初级的动态循环和分支指令的引入提高了着色单元的可编程性。像素着色单元支持Pixel Shader 2.0+，同样也超出了DX9.0规范，最大指令数提高到1024，对于每一个像素最大可进行16个纹理贴图操作，而且像素单元可以支持更多的高级指令，并且可以进行指令预判。总的来说，CineFX引擎支持更多的指令，因此可以带给开发者更大的发挥空间。
同时CineFX引擎也可以很好的支持NVIDIA的Cg(C for Graphics)编程语言，使得开发人员可以利用Cg语言而无需针对底层硬件进行编程，从而降低了图形编程的难度，可以更方便、快捷的开发出游戏所需要的渲染效果。
在反锯齿方面，4X FSAA是NV30设计的中心，也是NV30硬件效率最高的操作。为了使4X FSAA运行更快，NV30在反锯齿设计上进行了重新制定，每个数据通道的宽度都为4X FSAA做了优化。同时，NV30还首次采用了Intellisample（智能采样）、（Adaptive Texture Filtering）自适应纹理过滤等技术一提供更好画面质量。
在内存控制方面，NV30采用了4X32bit共128bit的位宽。由于采用了全新的DDR-II显存，所以NV30在GeForce 4的LMA II的基础上（Lightspeed Memory Architecture，光速内存结构）针对DDR-II做了相应的优化设计。这款内存控制器实际上是全新设计，对4X FASS进行了全速优化。ROP（光栅化处理器）、帧缓存等都是根据它来设计的。而且它运行在2X的核心频率上，可以充分利用DDR-II的特性。
GeForce FX 5800 Ultra的DDR-II SDRAM显存运行频率为1GHz，不过由于是128BIT位宽，和对手的Radeon 9700相比，其峰值带宽落后25％。但由于新型LMA内存控制器提高了Z-culling和压缩方面的性能，顶点、纹理和Z轴数据都进行了压缩以节省带宽，在程序配合较好的情况下，NV30可以更有效的使用带宽。再加上Z-occlusion和纹理压缩等技术，GeForce FX 5800 Ultra的实际最大带宽可以达到20GB/s。
虽然在2002年11月18日NV30就已经发布，但是由于0.13微米制程等因素的延误，直到2003年2月，GeForce FX 5800 Ultra才正式上市，而且由于当时0.13微米工艺并不完善以及较高的核心频率，导致NV30芯片发热量极大，必须采用“FX Flow"散热系统。为了保证核心以及DDRII显存在高达500MHz的频率下稳定工作，NVIDIA不等不史无前例的采用12层PCB设计，同时供电电路的做工用料也是非常豪华，再加上DDRII显存在当时的价格也是十分昂贵，这些因素使得GeForce FX 5800 Ultra的成本异常之高且功耗也十分巨大。所以其上市售价也接近500美元，十分惊人。由于上市时间的延误以及核心自身的不成熟，GeForce FX 5800系列的辉煌也只持续了不到3个月，就被下一代的GeForce FX 5900所替代。
● 备受指责的5800衍生物——FX5600和FX5200
由于GeForce FX 5800 Ultra高昂的价格，显然很难为普通的消费者所接受，旗舰级产品更多的是为了技术实力，只能面向规模较小的高端市场。为了加快GeForce FX系列的普及，2003年3月的GDC大会上，NVIDIA发布了面向主流市场的NV31和NV34，即GeForce FX5600和GeForce FX5200系列，这标志着NVIDIA开始全面更新其产品线，使得更多的普通用户也可以体验到GeForce FX系列的新技术。
按照以往惯例，GeForce FX 5600系列按工作频率不同分为GeForce FX 5600 Ultra和GeForce FX 5600两个版本，GeForce FX 5200系列也同样包括GeForce FX 5200 Ultra和GeForce FX 5200两个版本，它们的核心设计上都基于NV30的“CineFX"架构，这意味着它们在对3D特性上的支持基本与GeForce FX 5800 Ultra相同。
Geforce FX5600 Ultra显示芯片内部研发代号为NV31，同样采用0.13um制程工艺生产，晶体管数量约为8000万个，和NV30相比减少了36％。产品定位于Geforce Ti4200接替者，是DX9级别的中端主力显卡。NV31采用了四条像素管线，每条管线的纹理单元缩减到了一个，也是进入Shader时代后，NVIDIA第一个基于4×1架构的核心。显存方面，NV31采用了主流的DDR，虽然速度不及FX 5800 Ultra的DDRII，但是成本及功耗都有大幅的下降。NV31的显存控制方面也有所变动，用两个64-bit显存控制器而不是FX 5800那种四个32-bit显存控制器的设计。NV31也采用CineFX引擎，具有与高端NV30完全一样的技术特性，不过浮点运算单元的数量被精简，具体为Vertex Shader缩减到NV30的1/3，Pixel Shader数量则为NV30的3/4。
Geforce FX5600 Ultra是系列的最强版本，核心频率最初为350MHz，后来经过改进后提升至400MHz。虽然GeForce FX 5600 Ultra被定为Ti4200接班人，但早期低频版（350MHz）在当时的一些游戏中得性能提升得有限，甚至在部分游戏中还输给了超频后的GeForce4 Ti 4200，这样的表现无疑令人感到意外。面对Radeon 9600 PRO的强劲攻势，GeForce FX 5600 Ultra显然难以招架，只能将对手定为Radeon 9600。
为了进一步提升Geforce FX5600 Ultra的竞争力，NVIDIA协同TSMC将NV31的封装方式进行了改进，核心频率也提升到400MHz，和Radeon 9600 PRO相同。同时，显存速度也提升到800MHz，这时FX5600 Ultra才真正超越了GeForce4 Ti 4200，与Radeon 9600 PRO也的差距被缩小了很多。不过这也延误了不少时间，新版的FX5600 Ultra直到7月份才上市，让Radeon 9600 PRO独占中端市场数月之久。NVIDIA后来还迁怒于TSMC，并将Geforce FX 5700的NV36核心改由IBM生产。
Geforce FX5200 Ultra显示芯片的研发代号为NV34，目的是取代Geforce MX440，FX5200的出现也标志着NVIDIA的低端产品线跳过了DX8而直接进入DX9。NV34采用更为成熟的0.15微米工艺，集成的集体管数目大约在4500万个。架构方面和NV31相同，具有4条像素管线及4个TMU单元。NV34核心作为Geforce FX家族中的低端产品，但也采用了CineFX引擎，完整支持DirectX 9.0的Pixel Shader 2.0+与Vertex Shader 2.0+ ，但是去掉了对IntelliSample技术的支持。不过NV34集成TV编码器、TMDS传送器和两个350 MHz RAMDAC，支持高画质电视输出，在多媒体方面有更好的表现。
Geforce FX5200 Ultra的核心/显存频率分别为325/650MHz；5200标准版则为250/400MHz。Geforce FX5200的推出有效缓解了NVIDIA在低端市场的压力，因为只支持DX7的MX440已经无法胜任新一代游戏。同时在DirectX 规格上Geforce FX5200 也领先对手的Radeon 9000和Radeon 9100。
GeForce FX 5200 Ultra是NV34系列的的最高版本，运行频率325/650MHz，性能较上一代的MX460有一定的提升，而且规格上也是全面领先。但是较高的工作频率使得FX 5200 Ultra必须使用6层PCB（Inno3D 这款采用了8层的公板P140 PCB）以及外接供电设计，这些都提高了该产品的生产成本，FX 5200Ultra版本比普通版本高出至少20美元，接近于FX 5600 XT的售价使其在当时低端市场的地位也是比较尴尬。
在低端显卡的市场上，消费者往往对产品的3D性能并不十分关心，但是对显卡的多媒体功能有较全面的的要求，所以Inno3D还推出了GeForce FX 5200 TV Tuner,也是NVIDIA Personal Cinema系列的第二代产品，针对当时的All-In-Wonder Radeon 9000。FX 5200 TV Tuner显卡上板载了一颗数字高频头，以及飞利浦或者其他第三方的解码芯片，配合附送的丰富的专业处理软件，可以为用户提供从家庭影院到视频剪辑、编辑等全方位的数码娱乐体验。总的来说，虽然进入多媒体领域较晚，但是凭借Personal Cinema系列的出色表现，NVIDIA大有后来者居上的架势。
GeForce FX5600Ultra作为系列的最高版本，其做工用料也是非常出色。为了保证高频下的稳定工作，NVIDIA专门为它开发了成本高昂的但具有优良电气性能的P140公版，早期Wirebond封装的NV31核心采用的的PCB是P140/A02版本，后期FC-BGA封装核心为P140/A04。P140公版为8层PCB设计，而且只支持MBGA封装的显存颗粒，同时供电部分也采用了较多的三洋OSCON固态电容，因而FX5600Ultra也有不错的超频潜力。
但是遗憾的是，由于0.13微米工艺的不成熟，NVIDIA在NV31核心的生产过程中并不顺利，产量始终难以满足市场的需求，而且由于NV31核心设计上的不成熟，很快就让位于NV36核心的GeForce FX5700Ultra。

FX5600频率较低，被动散热足以搞定
Inno3D GeForce FX 5600是系列中的主力产品，相比成本高昂的GeForce FX5600Ultra，FX5600标准板的价格更加贴近主流用户，因而出货量也是系列中最大。FX 5600标准板核心/显存的工作频率分别为325MHz/550MHz，核心频率非常接近FX5600Ultra的350MHz，所以性能与FX5600Ultra的差距不是很大，由于采用了6层PCB，其成本也得到了较好的控制，性价比更高。由于在2003年DirectX 9的游戏还不多见，所以GeForce FX 5600在大多数游戏中还是显示出了不错的性能。同时在当时市场上，Ti4200已经略显老态，Radeon9500缺货现象严重，因而FX5600标准板也为多数主流用户所采用，取得了不错的市场份额。
GeForce FX5600XT是GeForce FX5600的低频率版本，默认频率为235/400MHz，公版采用128 bit的4ns显存，售价和GeForce FX5600标准版相比也更加低廉。这也是NVIDIA 首次用“ XT"后缀命名同系列的低端产品，GeForce FX5600XT也是FX5600系列的最低版本。这和对手ATI用“ XT"后缀命名高端显卡的方式正好相反，也容易使用户产生一定的误解。由于GeForce FX5600XT和标准板一样采用了nv31核心，其性能还是得到了相当程度的保证，而且多数FX5600XT都可以超频达到标准板的工作频率，所以FX5600XT还是具有不错的性价比，在多数的非DX9游戏中都可以领先Radeon 9600 SE。
● 重新审视NV30的失败之处：
现在回过头来看，NV30在架构的设计上还是存在着不少问题，其中最主要的就是Piexl Shader的处理能力低下。由于NV30的Piexl Shader单元没有co-issue(标量指令+矢量指令并行处理)能力，而在DirectX9.0中，单周期3D+1D是最常见指令处理方式，即在很多情况下RGB+A是需要非绑定执行的，这时候NV30就无法并行执行，指令吞吐量大大降低。其次，NV30没有miniALU单元，也限制了NV30的浮点运算能力。
另外，NV30在寄存器设计（数量及调用方式）、指令存储方式（读写至显存）等方面也有缺陷。NV30的寄存器数量较少，不能满足实际程序的需要。而且，用微软的HLSL语言所编写的pixel shader2.0代码可以说NV30的“天敌”，这些shader代码会使用大量的临时寄存器，并且将材质指令打包成块，但是NV30所采用的显存是DDR-SDRAM，不具备块操作能力。同时，NV30材质数据的读取效率低下，导致核心的cache命中率有所下降，对显存带宽的消耗进一步加大。
从宏观上说，NV30的整体架构更像是一个DirectX7（固定功能TRUE T&L单元）、DirectX 8（FX12combiner DX8整数处理单元）、DirectX 9（浮点像素单元）的混合体。而在DirectX 9的应用中，不能出现非浮点精度的运算，所以前两者是不起作用的，造成了NV30晶体管资源的浪费，同时也影响了性能。而NV30这种DirectX 7、8、9三带同堂的架构也让我们想起了一个至今仍在广泛使用的3D测试软件——3DMark03——这会是一种巧合吗？
虽然NV30的架构决定了它在DirectX 9游戏中的表现不会很好，但是由于在整个2003年，DirectX 9并未成为游戏开发的主流，所以NV30的架构缺陷并未暴露出来。即便如此，NVIDIA还是意识到了NV30的一些不足，并迅速对NV30的像素着色单元做出了改进，并于2003年5月的GDC上,发布了新一代研发代号为NV35的5900系列。
● 亡羊补牢之作——NV35，FX5900
NV35芯片采用更加成熟了的0.13微米铜互联工艺，芯片的良率比NV30大幅度提升。核心面积为40mm×40mm，采用1309针FCPGA封装，内部晶体管数量达到了1.3亿。虽然比NV30又增加了500万个晶体管，不过通过改进的工艺，NV35的发热量略有降低，因此没有搭配Flow FX散热系统。

NV35
新的NV35采用了CineFX2.0引擎，和第1代CineFX相比，NVIDIA对Piexl Shader做出了一定的改进，在保留FX12 combiner的同时增加了两个可进行浮点运算的miniALU，虽然miniALU的功能有限，但是还是使得NV35的浮点运算能力提高了一倍。
NV30中的CineFX2.0还改进了Intellisample（智能采样）技术，增加了更多的高级纹理、色彩以及Z轴压缩算法以提升图象质量，并重新命名为“Intellisample HTC（高分辨率压缩技术）”技术。
CineFX 2.0引擎引的另一个改进是引入了UltraShadow的技术。UltraShadow也可以说是为IDSoftware的新一代DOOM3引擎量身打造的，因为DOOM3引擎大量采用了体积阴影技术（Volumetric Shadow），Shadow Volume可以更加精确的表现动态光影效果的场景，但由于阴影体积引入了额外的顶点和面，也加大了光影计算的强度。而Ultra Shadow可以简化光影计算的过程，它允许程序员定义场景中一个区域，将物体的阴影计算限定在一个特定范围内，从而加速阴影的计算速度。此外，UltraShadow技术还允许程序员在一些关键的区域对阴影进行调整，从而创造出可与真实情况媲美的优秀视觉效果。Ultra Shadow还能利用Intellisample HTC技术以确保阴影边缘的平滑，提高了最终输出的效果。

GeForce FX 5900 Ultra
由于NV30核心是采用128bit位宽的显存控制器，GeForce FX5800Ultra即使搭配很高工作频率的DDR II显存，在付出了更大发热量和更高成本的代价下，显存带宽（16Gb/s）仍然低于采用256bit DDR I规格显存的Radeon 9700 Pro。所以在NV35也采用了256bit显存控制器，不但可以提升是显存带宽，利用普通的DDR显存代替DDR II还可以减少显卡的成本，而且频率降低后的发热量也小的多。最终，GeForce FX 5900 Ultra搭配的850MHz DDR-I显存可以提供的带宽高达27.2GB/s。
NV35刚发布时有两个版本——GeForceFX 5900和5900 Ultra，核心频率分别为400MHz和450MHz，而显存频率都是850MHz。因此显存带宽达到27.2GB/s，不仅远远超过GeForceFX 5800 Ultra的16GB/s，也比Radeon 9800Pro的21.8GB/s高出不少。
虽然在5月发布的5900系列为NVIDIA在高端产品线挽回了不少损失，但是在市场规模、利润最大的中端方面，却面临更严峻的形势，由于ATI在3月发布了RV350，也就是Radeon 9600 系列，再加上因为具有修改潜力而已经颇具人气的Radeon 9500，使其竞争力大幅度提高，而NVIDIA则只能由经典但已显老迈的TI 4200、新一代的5600 Ultra来抵挡ATI的攻势，但是早期的5600 Ultra（350/700）因为自身架构和频率的原因，难以独当一面，在一些应用中性能甚至不敌Ti4200。后期的高频版5600 Ultra（400/800）则迟到了近2个月而且产量有限，业界还传出了NVIDIA在GeForce FX 5600 Ultra的生产上遇到了困难的消息。总之，NVIDIA的一系列变故使得ATI在中端主流市场轻松的获得了领先。

三款FX Ultra版显卡，5800、5900和5950
直到2003年10月24日，NVIDIA在全球正式发布其代号NV38和NV36的全新一代图形芯片，分别将其命名为GeForce FX 5950 Ultra以及GeForce FX 5700 Ultra。NV38采用了更为成熟的0.13mm的生产工艺，有利于产能的扩大以及芯片频率的提高、功耗的下降。FX 5950 Ultra 的工作频率由FX 5900Ultra的450MHz/850MHz提高到475MHz/950MHz。
显然由于市场竞争的激烈态势，GeForce FX 5700 Ultra才是这次发布的重头戏。GeForce FX 5700芯片的开发代号为NV36，目的是替代GeForce FX 5600和GeForce FX 5600 Ultra。NV36内部集成了8200万个晶体管，虽然同样为4X1架构，具有4条像素管线及每管线一个TMU单元，由于继承了NV35的Cine FX2.0体系架构和Ultra Shadow阴影加速技术，顶点处理能力、特别是浮点性能比NV31提高了200%--300%。显存方面和NV31相同，使用了两个64-BIT显存控制器支持128-BIT的显存位宽。
有鉴于在NV31核心的生产遇到的种种意外，这次NVIDIA 将NV36交由IBM 生产，GeForce FX 5700也是IBM与NVIDIA合作的第一款产品。不过GeForce FX 5900/5950仍由TSMC负责生产。和GeForce FX 5600一样，GeForce FX 5700也基于0.13微米工艺制造，但是IBM采用了低介电系数材料工艺(low-k dielectric)，用来绝缘核心中的导体环路，在不增加功耗的情况进一步提升核心频率。
所以GeForce FX 5700 Ultra核心频率提高到475MHz，比FX 5600 Ultra高出75MHz。显存方面则搭配了日趋成熟DDR2的显存，工作频率900MHz，提高了性能的同时，也减少了功耗。后来，GDDR3显存的FX5700Ultra，GDDR2跟GDDR3的针脚是兼容的，所以不用重新设计PCB。由于GDDR-3的Latency比GDDR-2要高，所以将其显存工作频率升至950MHz 。
整体来看，GeForce FX时代让NVIDIA陷入低潮，高中低端都损失了大量份额，但在当时N卡凭借价格优势和NVIDIA自身驱动方面的优势还是一大批忠实的拥护，尤其是在FX5900和FX5700发布之后，诞生了一大批经典产品：
● 亡羊补牢为时不晚，FX5900衍生物苦苦支撑到GF6发布
Inno3D GeForceFX 5900Ultra显卡为系列的旗舰级产品，配备了256MB DDR显存价格也是非常的昂贵。其性能较GeForceFX 5800Ultra有了不小提高，虽然其采用了改进的0.13微米工艺，但是发热和功耗依然不小， Inno3D采用了一个双槽的散热器，散热片体积很大，密集的鳍片了有效的增大了散热面积，结合通道式导风扇罩引导气流从右端排出，迅速将核心热量带走，具有高效、静音的特点。
GeForceFX 5900Ultra虽然性能顶尖，但是高达500美元的价格也让人难以接受。Inno3D GeForce FX5900同样基于NV35核心，显卡核心/显存运行频率为400/425 MHz，而且可以轻易的超频至5900 Ultra的水平，所以在性能上得下降并不大，由于采用了128MB显存，售价也下降了100美元。
无论是GeForceFX 5900Ultra或是5900普通版，虽然拥有目前超强的性能，但是过高的售价无疑成为了其走向普及的最大障碍。按照NVIDIA一惯的作法，为了扩大产品占有率往往会出一些系列高端的简化版。虽然在2003年8月份NVIDIA发布的雷管驱动泄漏的信息中发现了“5900SE"，但是很快也被NVIDIA官方所否认。由于预见到FX 5900低频版的潜在市场巨大，一些有实力的显卡厂商通过研发迅速推出了标识为FX5900SE的显卡产品，Inno3D GeForce 也是其中较早推出的厂家之一。
实际上NVIDIA的产品线中并没有“ FX5900SE"这款芯片，尽管目前有不少显卡厂商使用这样的名称来命名自己的显卡产品。根据当时NVIDIA的规定， NV35系列的显卡，除了GF FX5900Ultra外， FX5900的规格，比如PCB，显存/核心频率等参数，厂商均可以自由设定。同时，NVIDIA在2003年秋季也针对GF FX5900开发出了第二种公版，也就是P177板型，P177简化了P172板型的10层PCB设计而采用8层，厂商可以使用这种板型，搭配相应规格的显存来推出“普及型”的 FX5900。
综上所述，叫做“FX5900SE"的显卡，使用的芯片和标准 FX5900是完全一样的NV35。只不过在做工和频率方面， "GF FX5900SE"有所简化与降低。这种简化却使FX5900SE拥有比GF FX5900标准版更超值的价格，显卡的性价比大幅度提高。这也就是FX5900SE推出的市场背景。
Inno3D GeForce FX 5900SE，核心频率和标准版一样为400MHz。采用了P177公版，是8层PCB简化设计，比FX5900的十层PCB和奢华的供电系统，成本大幅度降低，这也是FX5900se能够以1999元价格上市的原因。
总的来说，Inno3D GeForceFX 5900SE只是FX5900的低频版，做工方面也保持了相当的水准，三洋OS-CON Low ESR固态电容的使用使得产品的超频能力更强大。根据当时的评测结果，大部分GeForceFX 5900SE都可以GeForceFX 5900Ultra的频率，性价比很高。
NVIDIA曾乐观的估计到2003年圣诞节前，基于NV35核心的出货量可以达到60万,不过由于GeForceFX 5900高昂的售价，这一目标实现起来也是难度不小。由于当时很多厂商都推出了GeForceFX 5900SE，销售情况也很不错，但是由于这并非NVIDIA的官方行为，所以多少有些名不正言不顺的感觉。为了扩大并且规范GeForceFX 5900产品的出货，2003年12月前后，NVIDIA正式将GeForceFX 5900SE命名为FX5900XT，默认频率为390MHz/700MHz，也是P177公版的设计，由于有了NVIDIA的支持，其价格较5900SE也有所降低，Inno3D GeForceFX 5900XT得上市价格只有1589，性价比很高。
由于对手ATI用“XT"后缀命名高端产品，例如Radeon 9800XT，NVIDIA则用“XT"命名了5900的低频版，这种做法虽然引起了一些非议，但是市场效果还是不错，也反映了NVIDIA市场手段的灵活。
Inno3D GeForce FX 5900 TV Tuner显卡是针对ATI All-In-Wonder Radeon9800XT，也是Personal Cinama家族中3D性能最强的产品。同时凭借出色的视频功能，将3D游戏与家庭影院功能整合到一起，为用户提供全方位的数字娱乐体验。
GeForce FX5700Ultra是NV36核心的最高频版本，最初采用了DDR II显存，运行频率为475/450 MHz，较高的工作频率已经接近当时0.13微米工艺的极限，所以GeForce FX 5700 Ultra采用了高规格8层P190公版PCB以及较为奢华供电电路，并提供了外接供电接口。同时由于显存频率也很高，所以搭配了DDR II显存，这些也使得FX5700 Ultra的成本较高，售价更是超过了200美元。由于NV36核心可以支持全部的DDR I、II、III显存颗粒，后期FX5700Ultra采用了DDR III显存颗粒后，显存频率更是提高到950MHz。
现在来看，GeForce FX5700 Ultra的定位与GeForceFX 5900XT有些重叠，当时二者的售价都在200美元左右，显然FX 5900XT的性能更高，这也注定了GeForce FX5700 Ultra的尴尬的地位。
如果说GeForce FX 5600并不是GeForce4 Ti4200合格的接班人的话，那么凭借改进的CineFX 2.0架构以及较高的运行频率（默认425MHz/550MHz），GeForce FX 5700才真正有资格作为Ti4200的继任者。GeForce FX 5700采用了公版P191设计，为6层PCB，周边电路有所简化，成本上也更低，相比FX5700 Ultra 200美元的价格，FX5700的上市售价也仅为135美元，性价比较高，也吸引了相当多的注重性价比的中端游戏玩家。
虽然GeForce FX 5700性能不俗，但其针对的是100美元以上的中端市场，当2004年5月左右ATI推出性价比更高的9550后，NVIDIA再低端市场的处境更加不妙。由于5600系列已经停产，这一市场上只好靠孱弱的FX5200与英雄迟暮的GeForce4 Ti4200来抵挡9550的攻势，这显然是不够的。加之2004年初，大量的DX9.0游戏已经上市，这无疑使得NV31、NV34架构上的不足反映的更明显。
为了挽回在低端市场的劣势，NVIDIA推出了GeForce FX 5700的降频版——GeForce FX 5700LE，以顶替FX5600XT的位置。GeForce FX 5700 LE核心/显存频率为250 / 200 MHz，和对手的Radeon 9550相同。FX 5700LE采用了专门开发的4层P222公版PCB，通过降低运行频率，可以大幅度降低成本，同时由于支持CINFX 2.0以及Ultra Shadow等新技术，其在DOOM3中的表现也很不错，伴随着DOOM3的热卖，所以GeForce FX5700LE成为当时500-700元市场的有力竞争者。同时，FX5700LE同样采用的是0.13微米、FC-PGA封装的NV36核心，朝频潜力很大，对ATI构成了一定的威胁。所以，在FX5700LE发布的当天，ATI就不得不把Radeon 9600SE的产品价格降低30%。
GeForce FX5700LE并不是5700家族的最后一款产品，2004年后期，NVIDIA还推出了GeForce FX5700VE，是一款专门针对OEM市场核心。随着后期FX5700/5700 Ultra的停产，为了弥补低端AGP接口产品线的缺口，其也被用于零售市场的销售。FX5700VE采用和标准版同的34x34封装，而FX5700LE采用了31x31封装，除此以外，二者规格完全相同，此处不再详细介绍。
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以上内容转自泡泡网
http://www.pcpop.com/doc/0/179/179977.shtml

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