Lịch sử của bộ vi xử lí đồ họa hiện đại - Phần 7 - Sự xuất hiện của GPU để thực hiện những công việc thông thường - GPGPU
Với sự có mặt của DirectX 10 , Pixel Shader và Vertex Shader thành Shader hợp nhất để loại bớt những xử lí hai lần không cần thiết . GPU đầu tiên dùng cấu trúc này là NVIDIA G80 .
4 năm phát triển và 475 triệu USD sản xuất , G80 đầu tiên có diện tích 484mm2 và 681 triệu bóng bán dẫn , dùng trong hàng khủng 8800GTX và 8800 GTX 640MB từ 8/11 . Phiên bản Overclock GTX là 8800 Ultra là model cao nhất của G80 , kèm theo hai sản xuất nhẹ hơn đó là 320MB GTS trong tháng Một và GTS 6400MB/112-lõi vào ngày 19/11/2007 .
Cùng với sự hỗ trợ của thuật toán CSAA ( Coverage Sample Anti-Aliasing ) , NVIDIA đã hài lòng khi thấy model GTX của họ đã vượt trội mọi Card màn hình 1-GPU và 2-GPU của đối thủ cạnh tranh . Mặc dù thành công nhưng NVIDIA đã mất 3% trong thị trường đồ họa rời trong Q4 trong khi đó AMD lại tập trung cho hợp đồng OEM .
32. Phiên bản GeForce 8800GTX của MSI
Các thành phần còn lại chiến lược kinh doanh của NVIDIA liên quan tới G80 đã trở thành hiện thực trong tháng Hai và tháng Sáu 2007 . SDK ( Software Development Kit ) nền tảng CUDA dựa trên ngôn ngữ C đã được phát hành bản Beta để cho phép tận dụng những lợi thế tính toán song song của GPU . Công cụ xử lí vật lí PhysX của NVIDIA cũng được sử dụng trong những dự án tính toán , áo hóa chuyên nghiệp và OptiX , là công cụ RTE ( Ray Tracing Engine ) của NVIDIA , và cũng như những ứng dụng cao cấp dùng CUDA .
Cả hai NVIDIA và AMD ( trước kia là ATI ) đã tích hợp những tính năng tính toán ngày càng tăng trong GPU . AMD/ATI lựa chọn cách dựa vào những nhà phát triển và những tổ chức cho OpenGL , trong khi đó NVIDIA lại tập trung vào những kế hoạch của mình với CUDA và tính toán hiệu suất cao .
Cuối cùng thì NVIDIA đã giới thiệu dòng Tesla của những bộ đồng xử lí toán học trong tháng Sáu , dựa trên lõi G80 đã tạo nên sức mạnh cho GeForce và Quadro FX4600/5600 , và sau một thời gian dài phát triển trong đó có ít nhất hai lỗi lớn thì AMD đã phát hành R600 trong tháng Năm .
Các phương tiện truyền thông đã thổi phồng cho đợt ra mắt sản phẩm của AMD để cạnh tranh với 8800 GTX , nhưng Radeon HD 2900XT đã gây ra nỗi thất vọng lớn . Nó là sản phẩm cao hơn tầm trung một chút nhưng lại có mức độ tiêu hao điện năng quá lớn .
Sự sai lầm của R600 đã ảnh hưởng sâu sắc trong ATI thúc đẩy họ phải thay đổi chiến lược làm thế nào để nhanh chóng đưa ra sản phẩm thay thế . Sự cải tiến đã đưa ra RV770 ( Evergreen ) để dùng cho những sản phẩm có tên mã Northern Island và Southern Island .
Là GPU có diện tích lớn nhất cho tới lúc đó với 420mm2 , R600 cũng tích hợp những tính năng lần đầu tiên xuất hiện . Nó là chip DirectX 10 đầu tiên của AMD , đầu tiên có bus nhớ video 512-bit , chip để bàn đầu tiên trang bị Tessellator Unit ( nhưng hầu như không sử dụng tới là do sự thờ ơ của những nhà phát triển game và thiếu sự hỗ trợ DirectX ) , GPU đầu tiên tích hợp âm thanh lên HDMI , chip đầu tiên dùng VLIW ( là cấu trúc mà AMD vẫn tiếp tục sử dụng cho tới dòng Radeon HD 8000 Series ) . Đó cũng là lần đầu tiên kể từ Radeon 7500 khiến cho Card màn hình cao cấp nhất của AMD/ATI không thể cạnh tranh được với giá và hiệu suất làm việc so với Card màn hình của NVIDIA .
AMD cập nhật R600 bằng việc giới thiệu RV670 , là phiên bản thu nhỏ được TSMC sản xuất bằng công nghệ 55nm so với 80nm của R600 và thay thế Bus bộ nhớ video từ 512-bit thành 256-bit .
RV670 cũng được giảm kích thước do AMD loại bỏ bớt những bộ phận bên trong không cần thiết nên GPU này chỉ có 666 triệu bóng bán dẫn so với 700 triệu của R600 . RV670 hỗ trợ DirectX 10.1 và hỗ trợ thêm PCI 2.0 , điều này đã đủ để dòng HD2000 có thể cạnh tranh được với GeForce 8800GT và những sản phẩm khác thấp hơn .
Trong trường hợp không có GPU cao cấp nên AMD đã phát hành hai Card màn hình 2-GPU dựa trên RV620/635 rẻ tiền trong tháng Một 2008 . Radeon HD 3850 X2 xuất đi trong tháng Tư và Card màn hình cuối cùng mang nhãn hiệu All-In-Wonder Radeon HD 3650 trong tháng Sáu .
Phát hành kèm theo driver đã được tối ưu hóa nên những Card màn hình 2-GPU đã ngay lập tức tác động tới những phòng thí nghiệm và sức mua của công chúng . Radeon HD 3870 X2 đã nhanh chóng trở thành Card màn hình nhanh nhất và HD 3850 X2 cũng được phát hành kế tiếp . Không như giải pháp SLI của NVIDIA , AMD xây dựng hỗ trợ cho những Card CrossFire với ASIC chung .
33. Radeon HD 3870 X2 đặt 2 GPU vào một bảng mạch duy nhất
Từ sự thành công của G80 , NVIDIA đã phát hành G92 tạo nên sức mạnh của 8800GT từ 29/10 được sự hoan nghênh của các trang web công nghệ và lại có giá rất cạnh tranh . Có khung giá từ 199$ tới 249$ , 8800 GTS 512MB dựa trên GPU G80 đã đánh bại HD 2900XT và HD 3870 , được phát hành sau model GT 3 tuần và tạo nên 80% sức mạnh so với GTX . Không có gì ngạc nhiên điều đó đã khiến cho những Card màn hình 8800 bị khan hiếm . Nhờ mức cầu mạnh cùng với những model mới như 8600 GS/GT nên NVIDIA đã chiếm tới 71% thị phần đồ họa rời cho tới cuối năm .
Kế tiếp sự thành công NVIDIA lại tiếp tục phát hành 8800 GTS 512MB dựa trên GPU G92 từ 11/12 . GTS được cho là tương đương với những model GTX và 8800 Ultra khi chạy Overclock .
Câu chuyện của dòng GeForce 8 đã không được đầy đủ nếu như không nói tới những thất bại liên quan tới mối hàn trong kiểu đóng gói BGA của G86, G84, G73, G72/72M GPU, và C51 và những chipset đồ họa MCP67 . Do mức độ làm mát không phù hợp nên dưới tác động của những chu kì nóng lạnh đã làm ảnh hưởng tới mối hàn nên khiến cho một số Card màn hình bị lỗi .
Do vấn đề về mối hàn khiến cho NVIDIA phải bỏ ra 475.9 triệu USD để khắc phục lỗi trong những máy xách tay dùng chip đồ họa của NVIDIA .
Nếu dòng GeForce 8 Series là sự chiến thắng về công nghệ của NVIDIA thì dòng 9 Series lại mở ra thời kì trì trệ . Model 9 Series đầu tiên được giới thiệu trong tháng Hái 2008 , GeForce 9600 GT dựa trên G94 “mới” , mà ít nhiều được cắt gọt từ G92 cách đó một năm và được chế tạo từ công nghệ 65nm TSMC .
Sự giảm giá mạnh mẽ của Radeon HD 3870 và HD 3850 , cùng với sự giảm giá của 8800 GS và GT khiến cho những model Series 9 được cho là chỉ là cách gọi tên lại từ những model cũ .
9800 GT ban đầu là 8800GT được đổi tên , 8800 GTS (G92) đã biến thành 9800 GTX . Nhờ công nghệ sản xuất 55nm của TSMC nên diện tích GPU giảm đi tới 20% so với G92 ban đầu và nhờ đó mà đẩy tốc độ xung nhịp của GPU để biến thành 9800 GTX+ . Tương tự như vậy với những model GTS 150 và GTX 250 để cung cấp cho những nhà sản xuất OEM đều được đổi tên từ những Card Series 8 ban đầu .
Do sự chậm trễ của GT200 mà AMD Radeon HD 3870 X2 đã trở thành Card màn hình mạnh nhất . NVIDIA đã phải đưa hai 9800GT làm thành một để tạo thành 9800 GX2 và đã chiến thắng trong cuộc đua Benchmark . Bên cạnh đó việc bán 9800 GX2 có mức giá bằng ba lần so với 3 Card màn hình 9800GT riêng biệt đã là một giải pháp hoàn hảo cho cả lợi nhuận với hiệu suất làm việc .
34. NVIDIA GeForce GTX 260 trang bị GPU G200
Tới tháng Sáu , NVIDIA đã phát hành GTX 260 và GTX 280 dùng GPU GT200 , là GPU lớn nhất với diện tích 576mm2 .
GT200 lặp lại mong muốn của NVIDIA để tiến vào giải pháp GPGPU với thiết kế phần cứng cho những giải pháp tính toán và kết hợp FP64 trong những phép tính có độ chính xác gấp đôi chuyên dụng . Cấu trúc chuyên dụng cho game cũng được thay đổi với nhiều cái mới và GTX 280 được NVIDIA bán với giá khủng 649$ cùng với những driver 3D Vision kèm theo với kính màn chập 3D với bộ phát hồng ngoại .
NVIDIA Demo công nghệ của dòng GTX 200 Series
NVIDIA đã giảm giá GTX280 xuống còn 400$ và GTX 260 còn 299$ sau khi AMD phát hành Radeon HD 4870 và 4850 .
AMD đã đáp trả GT200 và G92 bằng RV770 . Card đầu tiên là Radeon HD 4730 hôm 8/6 và tiếp theo là HD 4850 và HD 4870 hôm 25/6 .
HD 4870 và HD 4850 là những Card màn hình tiêu dùng đầu tiên dùng bộ nhớ video GDDR5 và cuối cùng cũng được NVIDIA sử dụng trong GT 240 dựa trên GT215 18 tháng sau đó .
HD 4870 và HD 4850 được đánh giá cao nhờ những tính năng phong phú bao gồm âm thanh 7.1 LPCM lên HDMI , hiệu suất làm việc cao , giả cả hợp lí . Hạn chế duy nhất của những Card màn hình này đó là nhiệt độ tỏa ra cao nên tốc độ Quạt làm mát cao và sẽ có mức độ tiếng ồn lớn .
Để ngăn chặn sự thống trị của GTX 280 trong hai tháng qua , AMD đã phát hành HD 4870 X2 trong tháng Tám . HD 4870 X2 đã nhanh chóng dẫn đầu trong những thử nghiệm nhưng lại tạo ra quá nhiều tiếng ồn và nhiệt độ tỏa ra lớn .
35. Radeon HD 4870 X2 ( phía trên ) và HD 4870
Tháng Một 2009 chỉ có một chút thay đổi nhỏ khi GT200 được chuyển sang sản xuất bằng công nghệ 55nm . Công nghệ 55nm dùng để sản xuất chip cải tiến B3 , lần đầu tiên giới thiệu trong tháng Chín năm trước trong phiên bản Core 216 của GT 260 . NVIDIA đã cung cấp GTX 295 , trang bị 2 GPU GT200-B3 đã được cắt gọt với số lượng ROP và Bus nhớ giảm đi .
Phiên bản Card màn hình 1-GPU là GTX 275 được phát hành trong tháng Tư . AMD đã phản pháo băng việc đưa ra Radeon HD 4890 ( dùng RV790XT ) và HD 4770 (RV740) , là những Card màn hình đầu tiên của AMD dùng công nghệ 40nm .
HD 4770 đã cung cấp cho AMD những trải nghiệm vô cùng quý giá với công nghệ 40nm có vấn đề của TSMC khiến cho sản lượng thấp tỉ lệ hỏng hóc cao . Nhờ có kinh nghiệm này AMD đã cải thiện các vấn đề trong khâu sản xuất trong khi đó NVIDIA cũng phải chật vật khó khăn trong khâu 40nm với cấu trúc Fermi như những gì diễn ra lúc ban đầu mà AMD phải đối mặt trong hd 4770 .
NVIDIA đã đưa ra những sản phẩm 40nm đầu tiên trong tháng Bảy . GT216 rẻ tiền và GT218 trong Card màn hình GeForce 205 , 210 và GT 220 , tất cả đều cung cấp cho những nhà sản xuất OEM cho tới tháng Mười . Những Card màn hình này là sản phẩm đầu tiên của NVIDIA hỗ trợ DirectX 10.1 , AMD đã đạt được điều này từ model HD 4870/4850 , hỗ trợ âm thanh 7.1 , âm thanh LPCM , hỗ trợ Dolby TrueHD/DTS-HD/-HD-MA và âm thanh lên HDMI . GT216 và GT218 có thiết kế dùng trong thị trường Home-Theater và được đổi tên thành dòng 300 trong tháng Hai 2010 .
Trong thời gian 4 tháng từ 9/2009 tới 1/2010 , AMD đã cho ra mắt 4 GPU (Cypress, Juniper, Redwood và Cedar) trong họ Evergreen hỗ trợ DirectX 11, bắt đầu từ model cao cấp Radeon HD 5870 và một tuần sau là HD 5850 .
Do khâu sản xuất 40nm có vấn đề của TSMC khiến cho mức cầu vượt quá mức cung điều này làm cho NVIDIA không thể đưa ra bất kì sản phẩm Fermi nào .
Phần 1 : Giai đoạn 1976 - 1995 : Những ngày đầu của đồ họa 3D thông thường
Phần 3 : Giai đoạn 1995 - 1999 : 3Dfx Voodoo là người thay đổi cuộc chơi
Phần 5 : Kỉ nguyên của NVIDIA đấu với ATI bắt đầu từ năm 2000 - 2006
