NVIDIA GeForce 4

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NVIDIA GeForce 4系列
GeForce 4 Series logo.jpg
代號 NV17、NV18、NV19、NV25、NV28
發佈日期 2002年
低端GPU MX 420、MX 440、MX 460
中端GPU MX 4000、PCX 4300、Ti 4200
高端GPU Ti 4400、Ti 4600、Ti 4800 SE、Ti 4800
DirectX版本 MX:Direct3D 7
Ti:Direct3D 8.1
Pixel Shader 1.3、Vertex Shader 1.1
OpenGL版本 OpenGL 1.2、1.4、2.0
前代产品 NVIDIA GeForce 3
后继产品 NVIDIA GeForce FX/PCX

GeForce 4(核心代號是NV25)是nVIDIA研發的第九代繪圖處理器。架构實際基於GeForce3改進而成。它擁有4条像素流水线,每条流水线包含2个材质贴图单元,即4*2架構。T&L方面,GeForce4采用了nfiniteFX II引擎,它是從GeForce3的第一代發展而成。GeForce4 Ti配备了两个頂點著色引擎,比舊的GeForce3多了一个,這表示同一時間可以處理更多頂點。這並不是全新的設計,皆因Xbox中的显核亦使用了個頂點著色引擎。縱使GeForce4架构与GeForce3分別不多,但是依然有效能提升,原因是功能的改進与微調。

GeForce4系列有三個分支,分別是高端的Ti,較低端的MX以及一款通過HSI橋接晶片來支援PCI-E介面的PCX 4300。膝上型輕便電腦方面,則推出了GeForce4 Go (NV17M),它的架構與MX系列是相同的。三個家族都是於2002年頭發佈。在2002年尾,GeForce4 4200 Go (NV28M) 發佈,它的架構與Ti系列是相同的。

產品特性[编辑]

頂點與像素著色引擎[编辑]

nfiniteFX II引擎是從GeForce3的第一代發展而成。這是一个可程化的頂點與像素著色引擎。

nfiniteFX II頂點著色引擎[编辑]

GeForce4 Ti配備了兩個頂點著色引擎,比舊有的GeForce3多了一个。這不是一个新設計,較早時推出的XBOX,內裏的顯核已配備兩个頂點著色引擎。兩个頂點著色引擎是可以一同運作的。NV25顯核能分配適當的指令予兩个頂點著色引擎处理。這样可確保兩个引擎正在處理不同的資料,不會造成資料重複處理,進而提升效率。總括來說,兩个更先進頂點著色引擎配合NV25效高的時脈,NV25可处理的頂點數目的GeForce3的三倍。

nfiniteFX II像素著色引擎[编辑]

nfiniteFX II像素著色引擎能支援Pixel Shader 1.2與1.3版本

Accuview[编辑]

一種應用在GeForce4的改良型反鋸齒技術。Accuview使用了新的取樣位置來改善反鋸齒的品質,新技術可減少錯誤,效能和品質更高。另外,雖然是4XAA的品質,但效能和2XAA一样快。為此,nVidia稱這个新反鋸齒模式為「4xS」。美中不足的是此模式只支援Direct3D不支援OpenGL。

Accuview技術亦支援非等方性過濾,可以改善從前景到背景的材質品質。

LMA II[编辑]

這是GeForce4 Ti特有的顯示記憶體控制器,GeForce3擁有的是第一代。NVIDIA改進了一些算法,令到記憶體傳輸得更有效率,改善記憶體頻寬。亦改善了其像素剔除技術,剔除的過程可在顯示核心內進行,不用額外佔用記憶體頻寬。以往,在場景看不到的像素,核心依然會計算,因而浪費了其運算資源。GeForce3可以略過被遮蔽的部分,而不作運算。而GeForce4就改良了這個過程,只有通過核心的數據,才會判斷是否被遮蔽,不用理會顯示記憶體的數據,節省記憶體頻寬。LMA II的另一個技術是Lossless Z-Buffer Compression,能無損壓縮數據,壓縮比是4:1,同樣是節省記憶體頻寬。改良了的頂點緩存,使頂點數據不會被重複傳輸,共用邊緣的多邊形是一個好好的例子。幾何圖形和像素快取,使處理後的頂點和像素數據,能重複利用。雙材質快取,提升GeForce4 Ti的材質過濾效能。

LMA II亦新增了自動預先充電技術。顯示記憶體在每一次讀取時,插槽需要先充電。這個技術論通過算法,能為特定的插槽預先充電,節省讀取時間。快速Z軸清除,一個在ATI Radeon時期已擁有的技術,一個場景渲染後,通過這個技術,就能快速Z軸數據清除。

nView[编辑]

所有GeForce4系列顯示卡都配備了兩个350MHz RAMDACTDMS傳送器,可以支援雙顯示輸出。

GeForce4 Ti[编辑]

青雲推出的GeForce4 Ti 4800顯示卡

GeForce4 Ti(NV25)於2002年4月發佈,但是GeForce 3(NV20)的後續產品。它的架構與上一代的顯示核心相似;主要的分別是更高的核心和顯示記憶體頻率。顯示記憶體控制器亦有改良,額外增加的頂點著色器,硬體支援反鋸齒,和DVD播放。[1]它亦從GeForce 2 MX繼承了雙顯示輸出。[2]GeForce4 Ti的性能和功能是完全勝過舊的GeForce 3。[1]對手ATI的Radeon 8500,效能整體上是快過GeForce 3產品線,但就被GeForce 4 Ti追過,只是價格上有優勢。[1]

Ti系列原本有兩個成員,Ti 4400和最高端的Ti 4600。當它們發佈的話時候,NVIDIA的最重要的產品是主流級的GeForce 2 MX,中端的GeForce4 MX產品(與Ti 4400和Ti 4600同時發佈),較舊但效能依然強勁的GeForce 3(降級成為中高端顯示卡)。[1]NVIDIA於2002年發佈了一個較平價的版本:Ti 4200。這張卡是用來取代GeForce 3 Ti系列,成為效能主流級產品,由於GeForce 4 Ti系列核心是一樣的,不少廠商推出了GeForce 4 Ti 4200的超頻版,效能等於GeForce 4 Ti 4600,令後者銷售情況變差。而在往後的GeForce FX顯示卡,中階級與高階級顯核架構將絕不相同。它亦比ATi的Radeon 8500快。[3]

2002年尾,NV25核心被新推出的NV28核心取代,原因是為了支援AGP 8X。基於此核心的有三款型號:Ti 4200-8XTi 4800SETi 4800[4]。Ti 4800的頻率與Ti 4600相同,只是支援AGP 8X,在北美地區的早期名稱即為Ti 4600-8X,但由於售價昂貴,該晶片只有極少數的廠商推出過,如微星青雲eVGAPNYPoint of View[5]。Ti 4800SE的頻率與Ti 4400相同,同樣在北美地區的早期名稱為Ti 4400-8X,效能稍遜於Ti 4600,相比Ti 4800倒是有很多廠商推出了相關產品。中階的Ti 4200-8X則非常暢銷。直到ATi於2002年尾發佈Radeon 9500 Pro,它的地位才被取代[6]。Ti 4200於DirectX 8.1的環境下,效能比低端的GeForce FX 5200和中端的FX 5600強,與中端的Radeon 9600的旗鼓相當[7][8] 。但ATi的Radeon 9700 Pro在效能和功能上,就完全擊敗Ti 4600[9]

Ti系列顯示卡唯一的流動產品就是GeForce4 4200 Go (NV28M),它於2002年尾發佈。[10]它的功能和效能,都和以NV28為基礎的Ti 4200相似,以縱使它的核心頻率較低。它的效能遠比Mobility Radeon 9000強,亦是NVIDIA首款支援DirectX 8的流動型顯示核心。由於它原先是應用於桌面電腦,所以功秏比較大。4200與建基於MX架構的GeForce4 4x0 Go系列和Mobility Radeon 9000不同,並沒有內建節能電路。這對膝上型輕便電腦製造商造成困擾,因為流動型產品講究節能,提高電池壽命。[11]

GeForce4 MX[编辑]

GeForce4 MX 440-SE GPU
NVIDIA GeForce PCX 4300

若GeForce4的能力由GeForce4 Ti去定義,那麼GeForce4 MX (NV17)就只是一個稱號。很多人批評,GeForce MX的名稱,誤導了其真正的功能,以為是GeForce 3的低階版。發佈後,人們始知道它只是GeForce 2 Ti,而顯示記憶體控制器和抗鋸齒功能則屬於GF4 Ti系列、並配備兩個RAMDAC。

GeForce4 MX不同GeForce4 Ti,前者並不支援可程式化頂點和像素著色器。這不會影響它的運算速度,只是不支援新的Direct-X 8特效。雖然如此,它能很好的執行高端的CAD軟體,在非遊戲應用中,有不俗的表現。(最值得注意的例子是AutoCAD,GeForce4 MX只比Ti版本慢數個百分比,但價格就相差好幾倍。)GeForce4 MX 440能輕易勝過舊的GeForce 2 Ultra和MX,而且更省電和更便宜,

MX與其餘的GeForce4產品線於2002年頭推出,Id Software的技術主管John Carmack擔心GeForce4 MX的潛在能力。他認為若果MX顯示卡被廣泛接受,反而會阻礙DirectX 8遊戲的發展,因為MX不支援可程式化頂點和像素著色器,他更勸告遊戲玩家不要購買MX系列顯示卡。但是在2004年中,Carmack的Doom 3推出,它竟然支援GeForce4 MX;MX顯示核心是唯一的核心不支援DirectX 8,卻被Doom 3支援。

儘管受到遊戲熱心者不斷的批評,GeForce4 MX依然是成功的。它的價錢比GeForce 2 MX多30%,但能提供更好的效能,所以能夠玩更多遊戲,正當那些遊戲並不相容GeForce 2。對一般人來說,這已是真正的GeForce4。較低端的GeForce4 Ti效能是比更舊更貴的GeForce 3差,而NVIDIA亦容許GeForce 3繼續售賣。GeForce 4 MX在OEM市場尤其成功,它迅速取代GeForce 2 MX,成為最受歡迎的產品。

MX系列最原先有三個形號 - MX420、MX440和MX460。MX420用來滿足低端電腦的要求,取代GeForce 2 MX100和MX200。GeForce 4 MX440用來應付OEM的大量市場,取代GeForce 2 MX和MX400。最後的形號,就是MX460,是中端市場的解決方案,並沒有明確的對手。MX460的效能並不弱,所以售價並不比GeForce4 Ti4200,GeForce 3 Ti200和Radeon 8500LE/9000(即使是完整的8500)低很多。但這裏每張卡都比MX460好,不論效能和對DirectX 8的支援度。最後,MX460不能在市場佔一席位,所以產品失敗了。

就3D效能而言,MX420的效能只比GeForce 2 MX400稍好,但就差過GeForce 2 GTS,但這不會造成問題,因為它所針對的是低端市場。與MX420最接近的對手是ATI的Radeon 7000。但實際上,它的對手更像是整合式晶片組,例如Intel的845G和NVIDIA自家的nForce 2。

而MX440的效能就合理的多,亦足以勝過它的對手 - ATI的Radeon 7500,和停止發售的GeForce 2 Ti和Ultra。ATI於2002年9月發佈的Radeon 9000 Pro,效能與MX440相近,但就完整支援DirectX 8,而且單一材質填充率更高。但是,9000始終未能打破MX440在OEM市場的壟斷。MX440有一個分支,名為MX440-SE。它與MX 420相似,但就增加了顯示記憶體頻寬。NVIDIA利用GeForce FX 5200去回應ATI Radeon 9000,而且FX5200更支援DirectX 9。但是,5200除了支援DirectX 9外,效應卻不足以玩遊戲。

視頻播放方面,GeForce4 MX就支援了一個新的功能。它(不包括GeForce4 Ti)是GeForce系列,第一款支援NVIDIA VPE (video processing engine),硬體-iDCT 和VLC (variable length code) 解碼的顯示卡。這些功能都比之前的HDVP強得多。在MPEG-2播放中,VPE終於可以與ATI出色的影像引擎競爭。所有的GeForce4 MX系列顯示卡都能夠對DVD播放提供硬體加速,所以入門級的它在視頻播放上,比高階Ti系列效果更好。這已不是新鮮事,因為ATi早就為其產品配備這樣的功能。

與Ti系列相似,MX產品線都更新到支援AGP-8X接口,成為NV18核心。新增的兩個型號是MX440-8X,它比原本的MX440稍快,使用BGA封裝記憶體,和MX440SE,配備較窄的顯示記憶體總線,用來取代MX420。MX460就不再更新,在數個月前已停止推出。另一個版本是MX 4000,於2003年尾推出。它是GeForce4 MX440SE,但核心頻率較快。GeForce4 MX4000代号为NV18B,用来取代MX440-8X,對手是便宜的低端Radeon9200SE。MX4000支援16MB×16bit顯存架構,显卡成本更低,MX4000是當時最廉价的高容量显存低端显卡,部分支持DirectX 8.1指令。

GeForce4 Go是MX產品線的分支,與其他的GeForce 4晶片於2002年頭同時發佈。有三個型號,分別是420 Go,440 Go和460 Go。但是,ATI已開始反擊,推出了Mobility Radeon 7500。(短壽命的4200 Go並不屬於這個系列,它是Ti產品線的分支。後期更新到支援AGP 8X,有兩個型號448 Go與488 Go。

GeForce PCX[编辑]

GeForce4 MX產品線於2004年仍被第三次更新,該產品同GeForce 5系列的PCI-E版一同發表,稱為GeForce PCX 4300[12] - GeForce MX 4000的PCI Express版本,擁有更寬的顯示記憶體頻寬。儘管有了新的代號(NV19),但PCX 4300只是採用支援AGP的NV18核心加上HSI接橋晶片的非原生PCI-E顯示卡。該顯示卡只供OEM渠道使用,所以非常罕見。

相關條目[编辑]

參考文獻[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Lal Shimpi, Anand. NVIDIA GeForce4 - NV17 and NV25 Come to Life, AnandTech, February 6, 2002.
  2. ^ Worobyew, Andrew. Medvedev, Alexander. NVIDIA GeForce4 Ti 4400 and GeForce4 Ti 4600 (NV25) Review, Digit-Life, accessed May 15, 2007.
  3. ^ Freeman, Vince. NVIDIA GeForce4 Ti 4200 Review, Sharky Extreme, April 26, 2002.
  4. ^ R., Jason.MSI GeForce4 Ti4800SE 8X VIVO Video Card, Extreme Overclocking, March 30, 2003.
  5. ^ Neoseeker.com: MSI GF4 Ti4600 8X Review, Tech Report, September 16, 2002.
  6. ^ Wasson, Scott. ATI's Radeon 9500 Pro graphics card: DirectX 9 goes mainstream, Tech Report, November 27, 2002.
  7. ^ Gasior, Geoff. ATI's Radeon 9600 Pro GPU: One step forward, two steps back?, Tech Report, April 16, 2003.
  8. ^ Gasior, Geoff. NVIDIA's GeForce FX 5200 GPU: Between capability and competence, Tech Report, April 29, 2003.
  9. ^ Wasson, Scott. ATI's Radeon 9700 Pro graphics card: Render farm on a stick, Tech Report, September 16, 2002.
  10. ^ GeForce4 Go, NVIDIA, accessed May 15, 2007.
  11. ^ Witheiler, Matthew. NVIDIA GeForce4 4200 Go: Bringing mobile gaming to new heights, AnandTech, November 14, 2002.
  12. ^ nVIDIA Geforce PCX 4300曝光. 

外部連結[编辑]