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2008-08-19 10:13 出处:PConline原创 作者:Alex 责任编辑:zhuyumian
1前言:AMD-ATi率先进入55nm制程回顶部

前言:AMD-ATi率先进入55nm制程

  随着3D技术的发展,今天显示芯片的革新换代的速度也是相当惊人的,从DirectX 8到DirectX 9,再到今天的DirectX 10,显卡不仅在性能及技术上有了长足的进步,在核心制程上的长进也是相当大的。如今适逢nVIDIA两代显卡的交接期,在核心制程上也出现了新旧交接的情况出现,而不同的核心制程会对显卡带来什么影响呢?我们又应该如何选择?在今天的文章中笔者将为大家解读。

名称

架构

制造工艺

晶体管数目

DirectX支持

GeForce256

NV10

0.22 Micron

23 Million

7.0

GeForce2 GTS

NV15

0.18 Micron

25 Million

7.0

GeForce3

NV20

0.15 Micron

57 Million

8.0

GeForce4 Ti4600

NV25

0.15 Micron

63 Million

8.0

GeForce FX 5900

NV35

0.13 Micron

135 Million

9.0

GeForce 6800 Ultra

NV40

0.13 Micron

222 Million

9.0C

GeForce 7800GTX

G70

0.11 Micron

302 Million

9.0C

GeForce 7900GTX

G71

0.09 Micron

278 Million

9.0C

GeForce 8800GTX

G80

0.09 Micron

671 Million

10

GeForce 9800GTX

G92

0.065 Micron

754 Million

10

GeForce 9800GTX+

G92b

0.055 Micron

754 Million

10


多年来GPU的发展不仅仅是性能和技术,制造工艺也有了很大的飞跃

  更先进的制程能够为GPU在更小的面积带来更多的晶体管数量,也能够有效的降低GPU的发热量及功耗,与nVIDIA相比,AMD-ATi一直在核心工艺制程上都保持着领先的优势,如RV630,它是业界首款65nm工艺制程的独立显示芯片,比起nVIDIA的第一款采用65nm工艺的GPU要足足领先一个季度。而自RV670开始,AMD-ATi的显示芯片已经投入到55nm的工艺制程中去,这个在当时大家看起来像是“赌一把”的做法,为AMD-ATi在生产成本、功耗发热量以及良品率上的控制都取得了很大的突破,凭借性能优异,价格低廉的55nm军团,AMD-ATi也打破了以往nVIDIA在独显市场上一支独秀的局势。

AMD-ATi的55nm军团
AMD-ATi赖以翻身的55nm军团

使用先进制程的好处:

  先进的制程技术的确能够为芯片类产品大大提高竞争能力,无论CPU、GPU又还是内存,它们其实都是采用晶圆切割生产芯片,在CPU市场上,Intel一直领先AMD也得归因于先进的制程技术,先进的制程技术为Intel的处理器带来了更小的功耗和发热量,从而使得产品有更大的性能提升空间。更值得一提的就是,更先进的制程技术能够在晶圆切割过程中,在相同面积大小的晶圆块上切割出更多的核心,从而提高生产的良品率及降低生产成本。

45nm晶圆
45nm晶圆

  在独显市场上,先进的制程能够为显示芯片开发方带来很多好处,AMD和nVIDIA的市场争夺战中,虽然nVIDIA有性能以及渠道上的优势一直领先,但AMD-ATi凭借先进制程的优势,在成本控制上更为出色,再加上显卡性能和价格定位都不错,一直和nVIDIA在独显市场上周旋。

  虽然nVIDIA目前在独显市场上仍然占据有利位置,但从近来的趋势分析,nVIDIA想要在未来继续保持领先的市场地位,就需要有更具竞争能力的显示芯片支持。从性能来看,目前nVIDIA的G9X系列和GT200系列已经具备相当的竞争能力,但在制程落后的前提下,nVIDIA上始终能以抵挡AMD-ATi的低价攻势,为此,nVIDIA在籍着两代的核心换代过程中,将本来65nm的显示核心过渡到55nm。

2G92和G92b:NV新中高端系列制程转换回顶部

G92和G92b:nVIDIA新中高端系列制程转换

  nVIDIA于2007年10月29日发布了代号为G92的独立显示芯片,而同时基于G92芯片的首款显卡GeForce 8800GT上市,当时对于整个DX10独显市场可以说是一次革命性的产品,它作为首款具备256bit显存位宽的中端DX10显卡,拉近了当时旗舰高端显卡与中端显卡间的性能差距,作为一款新一代的中端DX10显示核心,G92有着相当重要的市场意义。

  而随后基于G92核心打造的GeForce大军阵容相当庞大,有新一代的高端用户的单核显卡GeForce 8800GTS/9800GTX,也有面向中层用户的GeForce 8800GS/9600GSO,以及面向发烧顶级用户的GeForce 9800GX2。从整体上看,nVIDIA的G92大军无论从性能还是价格上都做到非常明确的市场细分,而为了应对AMD-ATi最新推出的RV770大军,nVIDIA将旗下的G92核心转换至更先进的55nm工艺,基于G92b代号的GeForce 9800GTX Plus和GeForce 9800GT因而产生。

核心规格
GeForce 9800GTX
GeForce 9800GTX+
GeForce 8800GT
GeForce 9800GT

核心代号

G92-420

G92b

G92

G92/G92b

工艺制程

65nm
55nm

65nm

65nm/55nm

核心晶体管数量

7.54亿
7.54亿
7.54亿
7.54亿

核心时钟频率

675Mhz
738Mhz
600Mhz
600Mhz

核心Shader频率

1688Mhz
1834Mhz
1500Mhz
1500Mhz

显存时钟频率

2200Mhz
2200Mhz
1800Mhz
1800Mhz

显存类型

GDDR3
GDDR3
GDDR3
GDDR3

显存位宽

256bit

256bit

256bit

256bit

显存容量

512MB
512MB

512MB

512MB

Stream Processor

128

128

112

112

纹理单元

64

64

56

56

ROPs

16

16

16

16

接口总线

PCIE 2.0
PCIE 2.0
PCIE 2.0
PCIE 2.0

Shader Model标准

4.0

4.0

4.0

4.0

DirectX标准

10

10

10

10

互联技术

3-Way SLI
3-Way SLI

SLi

3-Way SLI

视频回放技术

PureVideo HD II/VP2
PureVideo HD II/VP2
PureVideo HD II/VP2
PureVideo HD II/VP2

  从上面的表格可以看出,GeForce 9800GTX+实际上就是GeForce 9800GTX转换制程的高频版,得益于先进的工艺制程,9800GTX+的G92b核心在功耗发热量上得到更好的控制,超频能力也更为强劲,因此9800GTX+的默认核心频率就达到了738MHz,比起9800GTX的675MHz要高出不少,在性能上有了不少的提升;9800GT在具体参数上和8800GT区别不大,仅是改进了核心制程,另外9800GT也加入了对3路SLi的支持,当然这还需要看开发厂商推出的98GT带不带MIO,因为市面上的9800GT都将会以非公版设计为主,由于现在还是过渡期,因此市面上的9800GT将会有65nm和55nm两个版本。

3首款G92显卡88GT及其接班人98GT回顶部

首款G92显卡88GT及其接班人98GT

nVIDIA 65/55nm显示核心

  GeForce 8800GT 采用了NVIDIA核心代号为G92的芯片打造,芯片型号为GeForce 8800GT,采用65nm制造工艺、拥有112个统一渲染单元、核心集成了支持256Bit的显存位宽的控制器。作为最新的中高端DX10显卡,G92的主要特性有以下几点:1、全新的核心制程,首款支持PCI-E2.0规范的显卡;2、更低发热量,单插槽设计;3、首款256bit显存位宽的DirectX 10中高端显卡;4、GeForce 8800GT整合PureVideo HD高清回放技术。

nVIDIA 65/55nm显示核心
从上图可以看见8800GT的核心代号为G92-270-A2

换上马甲?nVIDIA新中端9800GT

nVIDIA 65/55nm显示核心

  GeForce 9800GT 是8800GT转换制程的产物,而由于目前尚出于过渡阶段,9800GT将有采用G92b(55nm)和G92(65nm)两个版本,9800GT在参数规格上与8800GT一样,而根据nVIDIA表示,9800GT将还加入对3-Way SLi的支持,当然这也得看厂商的意愿,因为目前市面上的98GT都是采用非公版制造的,厂商会根据自己的定位来对9800GT作调整,是否具备支持3路SLi的MIO桥接口,就要看厂商的市场定位了。

nVIDIA 65/55nm显示核心
目前市面上出售的9800GT还是采用了65nm的G92-270-A2核心打造

nVIDIA 65/55nm GPU nVIDIA 65/55nm GPU

  65nm的G92核心面积大小,如上图所示:核心长度为17.79mm / 宽度为18.47mm。

小结:目前市面上的9800GT大多都采用65nm的G92-270-A2核心制造,也有个别厂商对旗下65nm制程的9800GT加入了MIO接口以支持3-Way SLi,从这点笔者估计8800GT本来就可以支持3-Way SLi,只不过厂商为了区分级别,只在9800GT上应用这种技术。而目前不具备MIO接口的9800GT,无论从规格参数还是性能上都和8800GT一致,消费者选购9800GT或者8800GT的朋友可以留意这点,切勿为了麻木追求新而忽略了它们本质上的异同。

455nm!nVIDIA GeForce 9800GTX+回顶部

55nm制程打造!nVIDIA GeForce 9800GTX+

nVIDIA 65/55nm显示核心

  9800GTX+则是一款采用新工艺制程的产品,核心代号为G92b,有别于旧版的G92核心,G92b基于55nm工艺制程打造,先进的工艺制程不仅使得核心面积得到了降低,更有利于在晶圆切割中控制成本,发热量和功耗的降低也使得9800GTX+有着更好的超频能力,显卡的默认频率就达到738/2200Mhz,远高于公版9800GTX的运行频率。

nVIDIA 65/55nm显示核心
9800GTX+采用了新工艺制程技术的G92b核心

nVIDIA 65/55nm GPU nVIDIA 65/55nm GPU

  55nm的G92核心面积大小,如上图所示:核心长度为16.68mm / 宽度为16.99mm。采用更先进的55nm制成后,对比G92核心,G92b的面积大小马上降了下来。

小结:9800GTX和9800GTX+最大的区别在于其默认运行频率上,实际以9800GTX的体质,要上到740Mhz的核心频率是不成问题的,9800GTX+的优势应该在于先进的工艺降低了核心面积,从而降低了显示芯片在晶圆切割时的成本,9800GTX+理应可以做到比9800GTX更低的市场零售价,也就是说性价比是9800GTX+的撒手锏,如果nVIDIA在日后放开9800GTX+在非公版上的限制,随着非公版9800GTX+的到来,相信市面上将出现不少性价比高的中高端显卡,9800GTX+能否成为新一代的7900GS呢?

5革新换面,96GT也用上55nm制程回顶部

革新换面,96GT也用上55nm制程

  自6600GT开始,nVIDIA的每代6系列显卡都会火热一把,从9600GT的命名来看,可知这是一款面向于中端主流用户的产品,现在为了更好的应对主要的竞争对手HD3850,9600GT也将换入55nm的工艺制程制作。

核心规格
GeForce 9600GT
GeForce 9600GT

核心代号

G94-300-A1

G94-300-B1

工艺制程

65nm
55nm

核心晶体管数量

5.05亿
5.05亿

核心时钟频率

650Mhz
650Mhz

核心Shader频率

1625Mhz
1625Mhz

显存时钟频率

1800Mhz
1800Mhz

显存类型

GDDR3
GDDR3

显存位宽

256bit

256bit

显存容量

512MB
512MB

Stream Processor

64

64

纹理单元

32

32

ROPs

16

16

接口总线

PCIE 2.0
PCIE 2.0

Shader Model标准

4.0

4.0

DirectX标准

10

10

互联技术

SLI
SLI

视频回放技术

PureVideo HD II/VP2
PureVideo HD II/VP2

  采用不同工艺制作的96GT在规格参数上没有太大不同,但55nm的工艺制造为9600GT带来了更小的核心面积,这种做法无疑能够降低9600GT的生产成本,而提高9600GT的性价比。

6两款不同工艺制程9600GT比较回顶部

两款不同工艺制程9600GT比较

nVIDIA 65/55nm显示核心

  GeForce 9600GT基于nVIDIA最新的G94-300显示核心,采用65nm工艺制程,拥有64个Stream Processor,32个纹理单元和16个光栅处理单元,支持256bit显存位宽,支持DirectX 10.0和Shader Model 4.0特效。支持PCI-E 2.0规范,支持第二代的PureVideo HD技术,支持MPEG-2、H.264高清视频的硬件解码。

nVIDIA 65/55nm显示核心
目前市面上的9600GT大多采用了65nm的G94-300-A1核心打造

nVIDIA 65/55nm GPU nVIDIA 65/55nm GPU

  65nm的G94核心面积大小,如上图所示:核心长度为15.57mm / 宽度为16.27mm。

nVIDIA 65/55nm显示核心

  更新了核心制成后的9600GT,整体规格及性能和旧版的9600GT对比其实没有什么不同,但更先进的核心制程为9600GT带来了更细小的面积,从而降低了晶圆切割上的成本,也为显卡带来了更低的发热量以及功耗。

nVIDIA 65/55nm显示核心
新版9600GT采用55nm的G94-300-B1核心打造

nVIDIA 65/55nm GPU nVIDIA 65/55nm GPU

  55nm的G94核心面积大小,如上图所示:核心长度为13.57mm/ 宽度为14.18mm。

小结:55nm制程的9600GT和65nm的9600GT在规格参数上没有什么不同,目前市面采用55nm G94核心制造9600GT的厂商也寥寥无几,由于到现在也没有证据表明55nm工艺的9600GT有更好的体制,因此消费者在选购显卡时也无需太过在于9600GT是否采用新的工艺技术,品牌、价格、性能和造工才是选购显卡首要考虑的。

7低端新军:95GT亦有两种制程规格回顶部

8500GT的接班人:95GT亦有两种制程规格

  9500GT作为8500GT的接班者,主要面向低端用户,它在性能规格上基本保持和8600GT一致,而为了提高产品在市场上的竞争能力,9500GT在计划中亦将有两个不同的核心版本,65nm和55nm。

核心规格
GeForce 9500GT(P727/GDDR3)
GeForce 9500GT(P729/GDDR2)

核心代号

G96-300

G96-300

工艺制程

55nm/65nm
55nm/65nm

核心晶体管数量

3.14亿
3.14亿

核心时钟频率

550Mhz
550Mhz

核心Shader频率

1375Mhz
1375Mhz

显存时钟频率

1600Mhz
1000Mhz

核心与Shader频率比值

1:2.5

1:2.5

显存类型

GDDR3
GDDR2

显存位宽

128bit

128bit

显存容量

256MB
256MB

流处理器

32

32

纹理单元

16

16

ROPs

8

8

接口总线

PCI-E 2.0
PCI-E 2.0

Shader Model标准

4.0

4.0

DirectX标准

10

10

互联技术

SLI

SLI

PCB层数

6

4

视频回放技术

PureVideo HD II/VP2
PureVideo HD II/VP2

输出接口

DVI/DisplayPort/HDMI/TV
DVI/HDMI/TV

新特色功能

Hybird Power(2D、Light-3D下单相供电)
Hybird Power(2D、Light-3D下单相供电)

  65nm的95GT和55nm的95GT,在规格参数上基本一样,55nm采用了更先进的工艺制程,在核心面积大小上得到了更好的控制。而9500GT也没有加入我们期待的PureVideo III HD功能。规格参数来看,9500GT就更像8600GT的工艺制程改进版。

8细看两种不同制程9500GT核心对比回顶部

细看两种不同制程9500GT核心对比

nVIDIA 65/55nm显示核心

  与上一代的8600GT相比,9500GT并没有很大的改变,同样基于DX10统一架构(Unified Shader),但和仍然样只支持DX10.0和SM4.0,依然无缘DX10.1。由于工艺上的进步,GeForce 9系列的Shader单元体质了得到了加强,从上面表格中我们可以看见,在过去的GeForce 8系列中,核心和Shader频率的比值保持在1:2~2.2之间,而到了GeForce 9系列,9500GT的核心:Shader比值已经保持在1:2.5上,这样能够给显卡渲染单元带来更高的执行效率。除此以外,GeForce 9500GT主要的改进是:支持PCI-E 2.0规格,拥有新一代“Hybrid Power”功能,在2D、Light-3D模式下GPU供电将为单项模式,以达到节能省电目的。这是NVIDIA首款支持该节能技术的中低端显卡。

nVIDIA 65/55nm显示核心
G96-309-A1核心,采用了台积电65nm工艺制造

nVIDIA 65/55nm GPU nVIDIA 65/55nm GPU

  采用65nm制程的nVIDIA GeForce 9500GT,其核心大小如上图所示:核心长度为12.43mm/ 宽度为12.09mm。

nVIDIA 65/55nm显示核心

nVIDIA 65/55nm显示核心

nVIDIA 65/55nm GPU nVIDIA 65/55nm GPU

  采用55nm制程的nVIDIA GeForce 9500GT,其核心大小如上图所示:核心长度为11.56mm/ 宽度为11.25mm。

小结:9500GT也有65nm/55nm两种不同工艺,但除了核心大小外,两种规格的显示核心没有其他区别,用户选择时也不需太过在于显卡是否采用了更先进的工艺。

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