Данная карта была построена на основе GPU с кодовым именем NV40, который производился по 0,13 мкм FSG техпроцессу IBM и состоял из 222 миллионов транзисторов, что в то время вчетверо превышало транзисторный бюджет Pentium 4. Архитектура серии 6800 была развитием идей GeForce FX (5000 линейка) и называлась CineFX. Данный ускоритель был первым в мире с поддержкой Microsoft DirectX 9.0c.

Среди нововведений 6800 Ultra можно упомянуть выделенный движок теней Ultra Shadow II, поддержку 16 и 32-битной точности в вычислениях с плавающей запятой, пусть и с определенными ограничениями. Шестнадцать пиксельных и шесть вершинных конвейеров в сочетании с достаточно высокой ПСП давали отличную производительность, да и функциональность была на высоте. Поддерживалось аппаратное кодирование (!) и декодирование MPEG2, MPEG4 и WMV9 видео, присутствовали даже некоторые фильтры, вроде гамма-коррекции и удаления шума. Интересно, что, хотя ATI озаботилась врожденной поддержкой DVI на уровне чипа еще в 9700 PRO, NVIDIA требовалось использовать внешнюю микросхему для реализации цифровых интерфейсов на своем флагмане шестого поколения.

[N3-GeForce 7900GTX – последний из эпохи DX9]

7800GTX получился быстрой, но довольно-таки горячей картой. Стремясь снизить энергопотребление и тепловыделение быстрейшей из своих карт с GPU G70, NVIDIA разработала оптимизированный G71. Производившийся по 90нм техпроцессу, по площади он был вдвое меньше ATI Radeon X1900XTX. Восемь вершинных и 24 пиксельных конвейера были размещены всего лишь на 190 кв. мм, причем число используемых транзисторов даже сократилось по сравнению с 7800GTX. Повышенные частоты, новая тихая и эффективная система охлаждения – все это делало 7900GTX высококлассной картой с превосходным уровнем быстродействия.

Формально G71 является представителем той же архитектуры, что и 6800 Ultra, только уже в четвертом поколении. Отсюда полная поддержка DirectX 9.0c и OpenGL 2.0, USII, HDR, PureVideo и т.д. Пожалуй, главным недостатком GPU была невозможность одновременного использования определенных комбинаций режимов сглаживания с HDR.

[N4-GeForce 8800 Ultra – первенец унифицированной шейдерной архитектуры NV и лучший из G80]

Пожалуй, за всю историю развития потребительских видеокарт для рендеринга трехмерной графики, серия GeForce 8800 в целом и чип G80 в частности стали одними из самых революционных продуктов. В соответствии с требованиями DX10, NV представила свое видение Unified Shader Architecture, которое, хотя и было направлено на перспективу, но устраняло многие узкие места предшественников, и потому новинка демонстрировала сногсшибательный прирост производительности даже в старых играх. Фактически, 8800 Ultra стал мелкосерийным продуктом и отличался от 8800 GTX лишь более быстрой памятью и ревизией чипа A3 против A2. Восемь групп унифицированных мультипроцессоров формировали общее количество в 128 SP.

Крайне удачная архитектура GPU была дополнена быстрейшей 0.8нс GDDR3 памятью, хотя в X1950XTX ATI уже тогда использовала GDDR4. Несмотря на то, что частота таких уникальных чипов была высока, из-за возросших задержек нельзя было говорить о существенном превосходстве Ultra над GTX. Впоследствии обе компании переключились на использование GDDR5. 384-битная шина памяти обеспечивала более чем достаточную ПСП в 103,7 Гб/с. G80 стал самым настоящим долгожителем, дав жизнь не только более новому, фактически упрощенному G92, но и повлияв на будущие продукты, такие как GTX 280 с GT200, и даже Fermi. Похоже, что если для ATI в свое время самым «взрывным» продуктом стал 9700 PRO, интересующиеся историей GPU поклонники NVIDIA отдадут корону лучшей карты всех времен 8800 GTX/Ultra.

[N5-GeForce GTX 9800+ – формальное обновление]

Чрезвычайный успех продуктов на базе G80 вместе с неудачей ATI с Radeon HD 2900XT и R600 привел к тому, что NVIDIA позволила себе выпустить новое поколение видеокарт, флагман которого практически не отличался от предыдущего. И, если в случае с парой R600-RV670 это было единственно верным для ATI решением, поведение NV можно охарактеризовать как недальновидное. Модель GF 9800GTX+ использовала 55нм ядро G92b, которое практически ничем не отличалось от G80. Несколько измененный баланс функциональных блоков и интеграция NVIO на кристалл в масштабах истории не слишком значимы. «Плюс» в названии видеокарты был обусловлен 55нм GPU с повышенными тактовыми частотами, который, в свою очередь, являлся небольшим обновлением простого 65нм G92.

Рекомендуемая частота ядра 9800GTX + составляла 740 МГц, шейдерный домен работал на 1,836 ГГц. 128 потоковых процессоров остались без изменений. Из интересных нововведений – движок VP2 с поддержкой аппаратного декодирования H.264, новые возможности CUDA и PhysX. В эту эпоху NVIDIA приобрела разработчика Ageia и портировала данный физический движок на свои видеокарты.

[N6-GeForce GTX 280 – начало новейшей истории]

Видеокарта GeForce GTX 280 основывалась на 65нм ядре GT200, которое представляло собой второе поколение унифицированной архитектуры NV. В то время у карты были победоносные спецификации с 240 потоковыми процессорами, чипом в 1.4 миллиарда транзисторов и 512-битная шина. Теоретическая производительность должна была вдвое превосходить 9800GTX. В дополнение NVIDIA еще более усилила возможности GPGPU с CUDA и PhysX. Наряду с играми, карта могла с успехом применяться одновременно и в тяжелых математических вычислениях. Задачи с высокой степенью параллелизма и вовсе давали многократный прирост скорости по сравнению с CPU.

Как и прошлые модели GeForce, GTX 280 поддерживал DirectX 10 и Shader Model 4.0. Нельзя сказать, что архитектурно чип далеко ушел от G80, налицо были скорее количественные изменения. Тем не менее, определенные перегруппировки были сделаны. 240 потоковых процессоров вместе с 80 текстурными блоками были скомпонованы в 10 кластеров по 24 SP и 8 текстурных модулей с разделяемым кэшем L1. С 512-битной шиной памяти ПСП 1 Гб GDDR3 достигла 141,7 Гб/с, и это был первый опыт NVIDIA в применении столь широкой шины.

[N7-GeForce GTX 480 – Fermi, наши дни]

Текущий high-end от NVIDIA, GeForce GTX 480, основан на 40нм GF100. Хотя калифорнийская корпорация предпочитает относить данный GPU к принципиально новому классу Fermi, мы склонны считать GF100 третьим поколением Unified Shader Architecture после G80, так как базовые принципы, несмотря на множественные усовершенствования новинки, остались неизменными. Вновь число исполняемых модулей было удвоено (на чипе всего располагается 512 SP, но активно 480 «ядер CUDA»), и структура перетрясена. На высоком уровне GF100 состоит из общего интерфейса соединения блоков внутри ядра и внешней шины, движка GigaThread, 4 кластеров обработки графики Graphics Processing Cluster, 6 контроллеров памяти, 6 ROP и общего разделяемого L2.

В свою очередь, каждый из четырех GPC включает в себя 4 массива SM, состоящих из 32 SP. Кроме того, в SM входят растровый движок и специальный полиморфный движок, по сути, являющиеся главными нововведениями GF100. Кроме того, все модули чипа были обновлены в соответствии с DX11, GTX 480 полностью поддерживает Shader Model 5.0 и имеет очень мощные аппаратные тесселяторы. Наконец, с этим поколением NVIDIA представила некоторые новые уникальные технологии, вроде очередной версии CUDA, 3D Vision Surround, поддержки построения изображения методом трассировки лучей и т.д.