電腦達人養成計畫 5-14：ATI 的輝煌歲月與 NVIDIA 的黑歷史 (SM 2.0)

功能很多很好很強大，結局卻是歷來最悲劇。

不過選用最新製程的代價卻是由於良率拉不起來而造成的不斷延期，本來 NVIDIA 暗算 ATI 應該會發生的悲劇居然落到自己身上了，在發佈後不久就發出 GeForce FX 得拖到 2003 年才能上市的新聞，而實際上最後要等到 2003 年 01 月我們才能真正在市場上見到 GeForce FX 的身影，在這之前 NVIDIA 則只能靠 GeForce 4 Ti 的超頻版來與 ATI 對抗 (顯然只有被壓著打的份)。

除了製程造成的問題之外，搶先採用尚未成熟的 DDR2 記憶體也帶來了悲劇。當時的 DDR2 記憶體溫度很高，而且儘管時脈所提升，但延遲卻提升了更多，又加上 NVIDIA 只給第一批 GeForce FX 搭配 128-bit 的記憶體通道，於是即便在採用新世代記憶體的狀況下，GeForce 2 時代的記憶體瓶頸卻再次重現了 (理論資料傳輸率落後於 Radeon R300)，甚至還帶來了新的散熱問題，GeForce FX 能發揮的性能也因此大打折扣。

接下來回到 GeForce FX 的架構本身，以前期最高階的版本 NV30 為例，NVIDIA 將 NV30 使用的架構設計命名為 CineFX 引擎，從架構圖上其實可以看得出來 NV30 (上圖) 是演化自 NV25 (下圖) 而生的產物 (很像同時融合 DirectX 7、8、9 的結果)，主要可見的改進有 Pixel Shader 數量的成長與多了一組 Vertex Shader，記憶體控制器的部分則經過重新設計，由 DDR 升級為 DDR2、Crossbar 從四通道變成五通道，不過仍然只有 128-bit 的通道寬度，此外，TDMS 輸出的數量也大增為三組 (可以支援更多 DVI 螢幕) 等。

單從架構上看來 NV30 確實在各方面都有比 NV25 進步沒錯，因此在執行 DirectX 8 程式的時候 NV30 的性能確實可以贏過上代的產品不少，不過最大的根本問題是，作為當家旗艦競爭對手絕對不會是上代產品，而是得跟競爭對手的最新旗艦直接 PK，特別是在處理 Shader Model 2.0 等新技術的時候必須要能輾壓對手，這樣才說得上是真正的旗艦產品吧？

BUT，根據實驗結果顯示，在絕大多數情形下 NV30 處理 Shader Model 2.0 的速度大概只有 Radeon R300 的一半左右。

GeForce FX 背後牽扯的三方角力

至於為什麼會發生這麼慘的狀況呢？其實跟 GeForce FX 的浮點運算單元配置有關，在 Radeon R300 上我目前掌握的資料顯示 ATI 給每條像素管線都設計了完整的兩套 24-bit 浮點運算單元，而 NV30 則是設計每條像素管線都由兩組 12-bit 浮點運算單元組成，這意味著對於 NV30 來說會有兩種運算情形：

• 高精度模式 (FP32)：畫質比 Radeon R300 好 (但其實看不出來)，但速度只有 Radeon R300 的一半甚至更低
• 低精度模式 (FP16)：畫質比 Radeon R300 差 (其實相當的明顯)，但速度還是只有 Radeon R300 的一半甚至更低 (因為一組 FX12 仍然不足以處理 16-bit 的浮點運算)

而在這樣的狀況下造就了 GeForce FX 不僅在很多狀況下速度不及對手的一半，甚至連畫質都比對手差一大截，可以說幾乎是全盤皆輸的慘烈狀況，而且為了做到 FP32 支援，電晶體的數量與電路複雜度又再次往上飆了一個等級，連帶的讓溫度也飛上天了。

至於為什麼會發生這種慘劇呢？有一個說法是當年 NVIDIA 與微軟因為在 Xbox 晶片的價格上喬不攏，因此微軟刻意跟 ATI 聯手一起婊了 NVIDIA 一次，一方面讓 ATI 較早獲知確定的 DirectX 9.0 規範以讓其能夠提早推出 Radeon R300，另一方面又刻意把 FP24 這個挺特別的數字定為高精度浮點的下限 (微軟還特別在文件中提到 FP24 與 FP32 的圖片品質沒有差別，而 Radeon R300 的浮點處理能力更是全部專為 FP24 而設計，讓人很難不懷疑其中有特別偏向 ATI 的部分)，不過這樣的說法永遠也不會被公開證實就是了。

NVIDIA 永遠的黑歷史－GeForce FX 5800

接下來，回到產品本身來看，首先是剛剛才花費不少篇幅介紹、在 2003 年 01 月推出的前期完整版核心 NV30，以 GeForce FX 5800 Ultra (500/1000 MHz) 與 FX 5800 (400/800 MHz) 的名稱發售。

第一眼看到 FX5800 系列的時候，相信絕大多數人的想法都是「哇，這風扇也太大太豪華了吧？」，對吧？確實 FX5800 最後給人們留下的印象大概就是很燙、很貴、很慢三個悲劇吧，如同剛剛談過的，DDR2 記憶體的溫度很高，因此 FX5800 使用的 FX Flow 散熱器首度把記憶體顆粒晶片也納入散熱器的管轄範圍，除此之外 NVIDIA 也跟進 ATI 的做法，在自家旗艦晶片上使用了新的覆晶封裝技術 (不過由於溫度太高，所以還學 Pentium 4 上了一組金屬均熱板)。