電腦達人養成計畫 5-18：NVIDIA 的首款統一渲染器架構－Tesla (上)

G84 與 G86 這兩款晶片的生存年代都不算長 (最主要的原因是閹割太多導致性能根本沒競爭力)，其中面向中階市場的 G84 就是後來的 GeForce 8600 系列，有較高階的 8600 GTS (675/1450/2000 MHz) 、降頻後的 8600 GT (540/1188/1400 MHz，亦有採用 800 MHz DDR2 記憶體的版本) 以及僅供 OEM 出貨用的 8600 GS (540/1180/800 MHz，搭配 DDR2 記憶體) 三個版本。

至於採用 G86 核心的顯示卡則是後來的 GeForce 8500、8400、8300 系列，是系列當中唯一可以製成半高卡的版本，型號有 8500 GT (450/900/800 MHz，128-bit DDR2 記憶體)、8400 GS (450/900/800 MHz，64-bit DDR2 記憶體) 與 8300 GS (450/900/800/64-bit DDR2 記憶體，只提供 OEM 出貨用) 三款，值得注意的是，只有後兩者沒有支援 SLI 技術 (不過會有人想拿 8500 GT 來做 SLI 嗎？)。

G84 與 G86 瑕疵，差點成為 NVIDIA 歷來最大危機

如果照當時的銷售情況與性能表現來說，G84 與 G86 應該是沒辦法給人們留下太多深刻印象的，不過這件事情卻在 2008 年 G9x 核心推出一段時間，正好是搭載 G84 與 G86 晶片的電腦服役約一年之後有了轉折。

在 2008 年許多電腦廠商 (特別是筆記型電腦的部分) 發現自家的產品返修率突然提高了許多，而且有很多案例的問題都是螢幕出現雪花紋、畫面無法正常顯示或是開機後沒畫面，後來在網路上有消息來源指出這些問題是由於 G84 與 G86 晶片所以用的黏著材料所具備的熱膨脹係數與晶片的其他部位並不相同，在經過長時間使用受熱之後就會逐漸發生晶片脫落甚至短路的情況，最終導致顯示卡完全失去作用，這問題在溫度經常變化的筆記型電腦上會更明顯且更易出現。

後來 NVIDIA 方面提列了兩億美元損失用於善後這次事件，而這次事件在後來也沒有越演越烈，且在桌上型電腦的部分 G84 與 G86 沒有獲得使用者太大的青睞而是以 OEM 出貨為主，因此在各大電腦廠商更新 BIOS 修改風扇運作邏輯與召回維修之後，這個問題沒有壓垮 NVIDIA (其實當時還一度傳出連 G9x 都有問題，NVIDIA 的股價跌了好幾天，市值瞬間蒸發了很多)。

第 1.5 代 Tesla 架構－G9x 系列核心

• 推出日期：2007 年 10 月
• 所屬系列編成：GeForce 8 系列、GeForce 9 系列、GeForce 100 系列、GeForce 200 系列
• API 支援：DirectX 10.0、OpenGL 3.3
• Shader Model 支援：SM 4.0

之後又過了半年，在 2007 年秋天 NVIDIA 端出了代號 G92 的核心，昭告了 G9x 世代的開始，然而相較於 G80 來說，G9x 的改變其實並不算多，因此還不足以被稱為第二代 Tesla 架構，更逞論被認為是下一世代的 GPU 架構了，但 G9x 世代絕對是重要的一代，理由很簡單，因為這代超級長壽，被 NVIDIA 改過 N 次名字 (看看上面精美的系列編成)，所以能見度也超級高。

架構只有小幅改變，自打臉的 TMU 設計

G9x 系列核心與上一代的 G8x 系列核心基本上主要的不同出現在記憶體控制器、 PCI Express 介面與製程三個部分，以系列當中規模最完整的 G92 來說，上圖中的架構與 G80 的差異基本上只出現在記憶體控制器略有減少 (基本上這是為什麼要叫 G92 而不叫 G90 的原因)，記憶體頻寬從 384-bit 降回 256-bit (為了降低成本，因為這跟記憶體顆粒晶片的數量需求有關係)，從這裡可以看出 G92 一開始推出的目的並不是為了取代 G80 (G92 在理論上性能不會比 G80 強太多，甚至在某些時候是落後的)。

不過比較特別的地方是出現在 TMU 的部分，還記得 NVIDIA 曾經信誓旦旦的說 G80 裡面 TAU 與 TFU 的數量呈 1:2 是最有效率的比例嗎？在 G92 當中 NVIDIA 就自己打臉自己給大家看了，實際上 G92 與較晚推出的 G84、G86 一樣都是使用 1:1 對稱的 TMU 結構。

第二代 PureVideo HD 與取消 NVIO 晶片設定

在 G84、G86 與 G92 當中，PureVideo HD 技術的功能有獲得一些提升 (NVIDIA 其實常常這樣，最高階的核心反而缺掉這些額外功能，對，我就是在講 GTX 980)，包含了新的 BSP 引擎，可以進行 H.264、VC-1 與 MPEG-2 格式影片的硬體解碼，並且在硬體上處理全部的 CAVLC 與 CABAC 解碼操作。

上面這張圖顯示了從 GeForce 6 系列到 G70、G80、G84、G86、G92 歷經三次變化的 PureVideo 技術，綠色方塊表示該部分在當時仍然需要交給 CPU 處理，而無法由 GPU 全權負責，除此之外 G9x 也跟 G84、G86 一樣，把 LVDS 與 RAMDAC 塞回 GPU 晶片裡了，因此不再有 NVIO 系列晶片的存在 (嗯，NVIDIA 當年死不承認把 NVIO 拉出來的理由，一直說是為了方便未來有新介面的時候可以快速引入，現在又自打臉了)。

PCI Express 2.0 支援

硬要說的話這是 G9x 系列晶片在架構上唯一帶來的新東西 (除此之外其實就像 G80 與 G84 加起來除以二的結果)，透過將傳輸介面從 PCI Express 1.1a 升級到新的 PCI Express 2.0，頻寬加倍之後可以有效緩解 GPU 性能越來越強但傳輸介面的頻寬逐漸不敷使用的問題。

製程提升

G9x 系列核心的另一項重點就是製程提升，得益於 G9x 系列核心根本沒有甚麼太大的架構變革，加上市面上還有大量 G8x 系列核心產品、AMD 短期內還爬不起來等因素因此 NVIDIA 很放心的在 G92 上面使用了新的製程，一舉從原本的 90/80 奈米製造工藝跳到新的 65 奈米製程。

G92 核心－歷來最長壽的 NVIDIA 核心

看完 G9x 核心系列為數不多的改進之後，接下來是時候來看 NVIDIA 歷來最為長壽的一款晶片了，這款晶片真的可以說是 NVIDIA 前無古人後無來者的傳奇，到目前為止還沒有任何一款產品能夠在改名次數、橫跨年代方面擊敗 G92。

G92 這款晶片是整個 G9x 核心家族當中規模最大、最為完整的一款，具有 8 組 TPC 與 128 個 SP，基本配置與 G80 一模一樣 (除了記憶體控制器從六組被砍成四組之外)，得益於採用了全新的 65 奈米製程，因此在電晶體數量又進一步成長到 7.54 億個的狀況下 (大部分應該是出自於補齊的 TMU 吧)，晶片仍然比 G80 還要小上不少 (從 484 平方公分下降到 334 平方公分)。

為什麼我要一直強調 G92 這款核心是傳奇呢？這要從第一款採用 G92 核心的顯示卡開始說起，照理說從 G92 的命名來看這款產品應該是用於 GeForce 9 系列的東西，不過第一款基於 G92 的顯示卡其實是 GeForce 8800 GT，而且讓人匪夷所思的是，這款產品的 TPC 數量居然是奇數的七組，連帶的 SP 也就被刪減為 112 個了，顯然定位比 8800 GTX 還要來得低，更別提要上打 8800 Ultra 了 (而且當時 NVIDIA 並沒有透漏實際上完整版 G92 有 8 組 TPC 的事實，8800 GT 只給七組其實是良率考量下自主屏蔽的結果，所以推出的時候讓很多人摸不著頭緒)。

儘管推出時的奇怪規格讓大家感到無言，但 GeForce 8800 GT 應該無庸置疑是截至當時為止最強大的單槽顯示卡 (很特別吧？)，而且應該也是單槽顯示卡當中散熱器看起來質感最高的 (整片鋼琴黑烤漆還帶銀色廠徽貼紙耶，這通常是頂級卡才有的待遇 XD)，後來在 2007 年底 NVIDIA 才推出完整具有 8 組 TPC 的 G92 核心，並且將其命名為 GeForce 8800 GTS (嗯，這名字用過了，不過 NVIDIA 不 Care 這件事情，導致當時買這款顯示卡之前都還要先問是 G80 還是 G92，雖然有經驗的人可以從記憶體大小看出來就是了，因為記憶體控制器只有四組，所以容量是 512 MB 而不是過去的 640 MB 那種奇怪的數字，至於時脈的部分則是 600/1500/1800 MHz)，不過看到這裡為止你應該會覺得 G92 實際的定位比 G80 低吧？這在之後的要介紹的 9800 GTX 會造成很詭異的現象 (9800 GTX 跑不贏 8800 Ultra)。