電腦達人養成計畫 5-9：3D 圖形的三國爭霸時代

NVIDIA Corporation

接下來最後要談的是三國爭霸時期裡的最後一個要角－NVIDIA，我記得在 5-8 當中我們只談了 NVIDIA 創辦後的頭兩個作品與從破產鬼門關前走一遭卻遇上貴人而回神的早期歷史，而在本節當中我要介紹的 NVIDIA 產品將有三款，全部屬於 RIVA 系列，分別是元老 RIVA 128 與先後兩代 RIVA TNT，這三款產品為後來 NVIDIA 的成長、茁壯與成就奠下了穩固的基礎。

RIVA 128

發佈時間：1997 年
API 支援等級：DirectX 5.0、OpenGL 1.0

RIVA 128 的開發代號是 NV3，顧名思義是 NVIDIA 創辦以來的第三款產品，其中 RIVA 是 Real-time Interactive Video and Animation (即時互動影片與動畫) 的意思。

有了到鬼門關前走一遭的經驗之後 NVIDIA 在開發 NV3 的過程中顯然記取了教訓－像是不要太特立獨行不跟風選則使用多邊形繪圖之類的，因此 NV3 基本上走的是盡可能相容公定業界標準 API 的道路 (而不再像 3dfx 自己造 GLIDE 那樣自己發展自家專用 API)，納入了對 Direct3D 5.0 與 OpenGL 1.0 的支援，並且採用主流的三角多邊形繪圖管線設計。

發佈於 1997 年的 RIVA 128，顧名思義是一款基於 128 位元架構設計出來的產物，因此性能比起上一代的產品來說有了明顯的提升 (足以跟同期的 Rage Pro 與 Voodoo Graphics 互相披靡)，再加上價格上相對低廉 (比起 3dfx 來說)，因此在 OEM 市場如同 ATI 一般受到了 OEM 廠商們的熱愛，並且加上透過對 DirectX 提供完整支援，擁有微軟這一強大後盾的 NVIDIA 在個人電腦 3D 圖形市場上可說是無往不利，隨著 DirectX 的聲勢逐漸擴張 (約莫是這個時期，GLIDE 與 DirectX 的市場影響力即將死亡交叉)，遊戲廠商們也開始漸漸從 3dfx 自家發展的 GLIDE 轉移到微軟的 DirectX 上 (也有不少遊戲廠商是直接推出 GLIDE 與 DirectX 雙版本)。

至於在記憶體支援方面 RIVA 128 最高可以搭配 4 MB 的 SDRAM 或 SGRAM，而在享受了 RIVA 128 為 NVIDIA 帶來的 (真正靠自己賺到的) 第一桶金與第一次成功經驗之後 NVIDIA 在隔年又以 RIVA 128 為基礎推出了小幅改良的版本－RIVA 128 ZX，主要的差異為加入對速度更快的 AGP 4x 界面支援與將記憶體的支援容量翻倍來到 8 MB、整合 RAMDAC 的時脈也獲得大幅度的提升 (因此可以支援更高的解析度與更新頻率)。

總體來說 RIVA 128 在當時受到最大的挑戰仍然是來自於 3dfx，當時有太多的遊戲使用了 3dfx 自家發展且專屬於 Voodoo 系列晶片的 GLIDE API，而 NVIDIA 最早開始對自家驅動程式投入大量心力大致上也可以追溯到這個時期，當時主要目標是為了解決 RIVA 128 初期的驅動程式對於 OpenGL API 的支援度仍然差強人意的問題 (儘管這個問題最後並沒有被解決，但卻成功讓 NVIDIA 開始重視驅動程式這個領域)。

RIVA TNT

發佈時間：1998 年
API 支援等級：DirectX 6.0、OpenGL 1.1

接下來時序來到 1998 年下半，NVIDIA 端出了旗下第四款產品－開發代號為 NV4 的 RIVA TNT，這款產品與 NV3 整個砍掉重練不同，基本上是從 RIVA 128 修改而來。RIVA TNT 與前作最大的不同是像素管線從一條增加為兩條 (同時這也是名稱中 TNT 的由來，TNT 是 TwiN Texel 的意思，但同時也雙關意指這款產品具備有如炸藥般的性能)，因此在處理性能上有了大幅度的提升。

RIVA TNT 的主要競爭目標為 3dfx 的 Voodoo2，與 Voodoo2 不同，RIVA TNT 增加了對 32 位元色彩深度模式的支援 (與之同時 Voodoo 系列依然無動於衷) 與 24-bit Z-Buffer、更高解析度的材質處理能力等特色，因此在畫質上比起 RIVA 128 來說有了明顯的提升，不過在性能方面由於受到製程限制的影響，RIVA TNT 最終未能達到預期設定的時脈且工作溫度相當高，90 MHz 的時脈使得 RIVA TNT 在對上同期競爭對手時並沒有壓倒性的優勢 (大抵上是持平)。

而前面提過 RIVA 128 時 GLIDE API 主宰市場的困境則依然持續著，當時有太多的遊戲軟體基於 GLIDE API 開發因此使得使用 RIVA 128 顯示卡的人們雖然擁有性能不至於落後太多的設備卻沒能在實際遊戲過程中發揮，但這個情況會在下一代的 RIVA TNT2 中有所改變，不過在板卡廠與 OEM 廠商的支持之下，RIVA TNT 獲得了相當不錯的銷售成績，也醞釀了接下來遊戲廠商們的轉向與 NVIDIA 日後的扶搖直上。

最後關於 RIVA TNT 我要提的是驅動程式，前面提過 NVIDIA 對驅動程式做了許多努力，在 RIVA TNT 上市一段時間之後針對 RIVA TNT 推出的 Detonator (雷管) 驅動程式大概就是最好的例子，相較於其他廠商與 NVIDIA 自家過去的驅動程式來說，Detonator 的相容性與穩定性都有相當不錯的表現 (特別是解決了 NVIDIA 顯示卡在 AMD 平台上性能不彰的問題)，而且可以帶來相較於出廠時驅動程式而言將近 25% 的性能提升，NVIDIA 以優質驅動聞名大概就是從這時開始的。

RIVA TNT2

發佈時間：1998 年
API 支援等級：DirectX 6.0、OpenGL 1.1

在 RIVA TNT 推出幾個月後，為了迎戰 3dfx 新推出的 Voodoo 3，NVIDIA 以 RIVA TNT 為基礎開發了 RIVA TNT2 (實際上在設計層面上 TNT 與 TNT2 幾乎是一樣的架構，同樣是兩條像素管線、每時脈週期可以處理兩個像素，只是在功能參數上有所改良與補完)。

RIVA TNT2 的主要改進內容有製程從 350 奈米製造工藝提升為 250 奈米製造工藝，加入對 AGP 4x 介面的支援，並將記憶體支援上限拉高到 32 MB，並且解決了 RIVA TNT 當時最大的缺憾－時脈拉不上去的問題，RIVA TNT2 系列產品的時脈從 125 MHz 起跳 (後來有推出最低 80 MHz 的廉價版)，最高可以達到 150 MHz 之譜。

而延續 RIVA TNT 的設計，RIVA TNT2 同樣可以支援 32 位元色彩深度，至於主要競爭對手 3dfx 陣營的 Voodoo 3 則是仍然只能輸出 16 位元色彩深度的畫面，這是 RIVA TNT2 當時主打的賣點之一 (即便其實看起來差異並不如 NVIDIA 宣稱的那麼大，畢竟 Voodoo 3 在晶片內部運算的時候也是以 32 位元色彩深度為標準，只是輸出時只剩下 16 位元深度罷了，但這樣的商業宣傳效果卻給 NVIDIA 帶來了不少加分)。

RIVA TNT2 對 NVIDIA 來說是一個非常重要的里程碑，除了 RIVA TNT2 在商業宣傳上相當成功之外，還加上 3dfx 做了一系列錯誤決定 (像是買下 STB 而搞到其他板卡廠眾叛親離之類的)，在這個時期裡 NVIDIA 的市場占有率與 3dfx 有了交叉的情形出現，在這之後 NVIDIA 逐步成為新的圖形晶片霸主，而 3dfx 則持續走向衰亡。

最後要談的是 RIVA TNT2 家族先後推出的不同版本 (RIVA TNT2 是 NVIDIA 有史以來第一次採用由高到低針對每個市場推出符合各自需要的顯示晶片版本的作法)，首先在中高階的部分除了一開始推出的 RIVA TNT2 (運作時脈為 125/150 MHz) 之外，後來又推出了針對旗艦頂級市場推出的 RIVA TNT2 Ulta (將運作時脈提高到 150/183 MHz)，並在半年後推出了針對高階市場的 RIVA TNT2 Pro (運作時脈為 143/166 MHz)。

至於低階入門市場的部分，這應該是 NVIDIA 第一次以現有產品的電路設計簡化成新晶片後當成入門版產品賣的案例 (以往入門版產品也會使用和高階產品相同的基礎電路)，在 1999 年 10 月 (約莫與 RIVA TNT2 Pro 同期) NVIDIA 以 NV5 為基礎，將記憶體傳輸介面的寬度由 128 位元減半為 64 位元，並將記憶體容量支援上限壓低為 16 MB 後發展出 NV6 核心，並以 Vanta 系列為名發售 (但有一個特例，名為 TNT2 Model 64 的顯示核心其實也是 NV6)。