NVIDIA GeForce 4

GeForce 4(核心代號是NV25)是nVIDIA研發的第4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。

NVIDIA GeForce 4系列
发布日期2002年
代号NV17、NV18、NV19、NV25、NV28
显示卡
入门GPUMX 420、MX 440、MX 460
中端GPUMX 4000、PCX 4300、Ti 4200
高端GPUTi 4400、Ti 4600、Ti 4800 SE、Ti 4800
API支持
OpenGLOpenGL 1.2、1.4、2.0
历史
前代产品NVIDIA GeForce 3
后继产品NVIDIA GeForce FX/PCX

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

頂點與像素著色引擎

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

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

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

Accuview

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

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

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

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

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

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

參考文獻

  1. Lal Shimpi, Anand. NVIDIA GeForce4 - NV17 and NV25 Come to Life 页面存档备份,存于, AnandTech, February 6, 2002.
  2. Worobyew, Andrew. Medvedev, Alexander. NVIDIA GeForce4 Ti 4400 and GeForce4 Ti 4600 (NV25) Review 页面存档备份,存于, Digit-Life, accessed May 15, 2007.
  3. Freeman, Vince. NVIDIA GeForce4 Ti 4200 Review 页面存档备份,存于, Sharky Extreme, April 26, 2002.
  4. R., Jason.MSI GeForce4 Ti4800SE 8X VIVO Video Card 页面存档备份,存于, Extreme Overclocking, March 30, 2003.
  5. Neoseeker.com: MSI GF4 Ti4600 8X Review 页面存档备份,存于, Tech Report, September 16, 2002.
  6. Wasson, Scott. ATI's Radeon 9500 Pro graphics card: DirectX 9 goes mainstream 页面存档备份,存于, Tech Report, November 27, 2002.
  7. Gasior, Geoff. ATI's Radeon 9600 Pro GPU: One step forward, two steps back? 页面存档备份,存于, Tech Report, April 16, 2003.
  8. Gasior, Geoff. NVIDIA's GeForce FX 5200 GPU: Between capability and competence 页面存档备份,存于, Tech Report, April 29, 2003.
  9. Wasson, Scott. ATI's Radeon 9700 Pro graphics card: Render farm on a stick 页面存档备份,存于, Tech Report, September 16, 2002.
  10. GeForce4 Go 页面存档备份,存于, NVIDIA, accessed May 15, 2007.
  11. Witheiler, Matthew. NVIDIA GeForce4 4200 Go: Bringing mobile gaming to new heights 页面存档备份,存于, AnandTech, November 14, 2002.
  12. . [2009-08-06]. (原始内容存档于2019-02-17).

外部連結

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