GeForce 4: Серия графических карт Nvidia

Введение

Серия графических процессоров Nvidia GeForce с номером модели 4X0. Серия GeForce 4 (кодовые имена указаны ниже) относится к четвертому поколению линейки графических процессоров (GPU) GeForce от Nvidia. Существуют два различных семейства GeForce4: высокопроизводительное семейство Ti и бюджетное семейство MX. Семейство MX породило практически идентичное семейство GeForce4 Go (NV17M) для рынка ноутбуков. Все три семейства были представлены в начале 2002 года, а различия между моделями внутри каждого семейства заключались в тактовых частотах ядра и памяти. В конце 2002 года была предпринята попытка создать четвертое семейство, также для рынка ноутбуков, единственным представителем которого стал GeForce4 4200 Go (NV28M), основанный на линейке Ti.

Архитектура

В феврале 2002 года был представлен GeForce4 Ti (NV25) с дополнительным вершинным шейдером (вершинные и пиксельные шейдеры теперь назывались nFinite FX Engine II), аппаратным сглаживанием (Accuview AA) и поддержкой воспроизведения DVD. Устаревший фиксированный конвейер T&L Direct3D 7 теперь реализовывался как вершинные шейдеры. GeForce 4 Ti превосходил GeForce 4 MX практически во всех аспектах, кроме себестоимости производства, хотя MX обладал видеопроцессором Nvidia VPE, которого не было у Ti.

Состав

Первыми двумя моделями были Ti4400 и флагманская Ti4600. На момент их выхода основными продуктами Nvidia были модели начального уровня GeForce 2 MX, модели GeForce4 MX среднего класса (выпущенные одновременно с Ti4400 и Ti4600) и более старая, но все еще высокопроизводительная GeForce 3 (переведенная в категорию верхнего среднего или производительного сегмента). Чтобы предотвратить снижение продаж Ti4400 из-за Ti4200, Nvidia установила скорость памяти Ti4200 на 222 МГц для моделей с 128-ми МБ видеопамяти – на целых 53 МГц медленнее, чем у Ti4400 (все модели которой имели 128 МБ видеопамяти). Модели с 64-ми МБ видеопамяти получили скорость памяти 250 МГц. Однако эта тактика не сработала по двум причинам. Во-первых, Ti4400 не удовлетворял тех, кто искал максимальную производительность (они предпочитали Ti4600), и тех, кто ценил хорошее соотношение цены и качества (которые обычно выбирали Ti4200), в результате чего Ti4400 воспринимался как ненужный компромисс между этими двумя вариантами. Во-вторых, некоторые производители видеокарт просто проигнорировали рекомендации Nvidia для Ti4200 и установили скорость памяти 250 МГц даже на моделях с 128 МБ видеопамяти. Затем, в конце 2002 года, ядро NV25 было заменено на ядро NV28, которое отличалось лишь добавлением поддержки AGP 8X. Ti4200 с поддержкой AGP 8X был основан на этом чипе и продавался как Ti4200 8X. Ti4800SE заменил Ti4400, а Ti4800 – Ti4600, соответственно, после внедрения ядра 8X AGP NV28. Единственным мобильным вариантом серии Ti был GeForce4 4200 Go (NV28M), выпущенный в конце 2002 года. Это решение имело тот же набор функций и сопоставимую производительность с Ti4200 на основе NV28, хотя мобильная версия имела более низкую тактовую частоту. Он значительно превосходил Mobility Radeon 9000 и стал первым ноутбучным графическим решением Nvidia с поддержкой DirectX 8. Однако, поскольку графический процессор не был разработан для мобильных устройств, его тепловыделение было сопоставимо с десктопной версией. 4200 Go также не имел схем энергосбережения, как серия GeForce4 4x0 Go на основе MX или Mobility Radeon 9000. Это создавало проблемы для производителей ноутбуков, особенно в отношении времени автономной работы.

The initial two models were the Ti4400 and the top of the range Ti4600. At the time of their introduction, Nvidia's main products were the entry level GeForce 2 MX, the midrange GeForce4 MX models (released the same time as the Ti4400 and Ti4600), and the older but still high performance GeForce 3 (demoted to the upper mid range or performance niche). In an attempt to prevent the Ti4200 damaging the Ti4400's sales, Nvidia set the Ti4200's memory speed at 222 MHz on the models with a 128 MiB frame buffer—a full 53 MHz slower than the Ti4400 (all of which had 128 MiB frame buffers). Models with a 64 MiB frame buffer were set to 250 MHz memory speed. This tactic didn't work however, for two reasons. Firstly, the Ti4400 was perceived as being not good enough for those who wanted top performance (who preferred the Ti4600), nor those who wanted good value for money (who typically chose the Ti4200), causing the Ti4400 to be regarded as a pointless middle ground of the two. Furthermore, some graphics card makers simply ignored Nvidia's guidelines for the Ti4200, and set the memory speed at 250 MHz on the 128 MiB models anyway. Then in late 2002, the NV25 core was replaced by the NV28 core, which differed only by addition of AGP 8X support. The Ti4200 with AGP 8X support was based on this chip, and sold as the Ti4200 8X. A Ti4800SE replaced the Ti4400 and a Ti4800 replaced the Ti4600 respectively when the 8X AGP NV28 core was introduced on these. The only mobile derivative of the Ti series was the GeForce4 4200 Go (NV28M), launched in late 2002. The solution featured the same feature set and similar performance compared to the NV28 based Ti4200, although the mobile variant was clocked lower. It outperformed the Mobility Radeon 9000 by a large margin, as well as being Nvidia's first DirectX 8 laptop graphics solution. However, because the GPU was not designed for the mobile space, it had thermal output similar to the desktop part. The 4200 Go also lacked power saving circuitry like the MX based GeForce4 4x0 Go series or the Mobility Radeon 9000. This caused problems for notebook manufacturers, especially with regards to battery life.

Выступление

GeForce4 Ti значительно превосходил более старую GeForce 3. Matrox Parhelia, несмотря на наличие ряда функций DirectX 9.0 и других инновационных возможностей, был конкурентоспособен в лучшем случае с GeForce 3 и GeForce 4 Ti 4200, но при этом стоил столько же, сколько Ti 4600 – 399 долларов США. GeForce 4 Ti4200 отличался значительным сроком службы по сравнению с более высокочастотными моделями. Стоя вдвое дешевле, чем 4600, 4200 оставался оптимальным сочетанием цены и производительности до выхода ATI Radeon 9500 Pro в конце 2002 года. Ti4200 всё ещё успешно конкурировал с несколькими чипами DirectX 9 следующего поколения, выпущенными в конце 2003 года, превосходя GeForce FX 5200 и FX 5600 среднего уровня, и демонстрируя схожую производительность с Radeon 9600 Pro среднего уровня в некоторых сценариях.

Архитектура

Хотя его происхождение восходило к GeForce2 предыдущего поколения, GeForce4 MX включал в себя технологии экономии пропускной способности и скорости заполнения, поддержку двух мониторов и модуль мультисэмплинг антиалиасинга из серии Ti. Улучшенный 128-битный контроллер памяти DDR сыграл решающую роль в решении проблем с пропускной способностью, которые преследовали линейки GeForce 256 и GeForce2. Он также унаследовал некоторые конструктивные решения от высококлассных CAD-продуктов Nvidia и демонстрировал замечательную эффективность в критически важных для производительности неигровых приложениях. Наиболее ярким примером является AutoCAD, где GeForce4 MX выдавал результаты, лишь на единицы процентов отличающиеся от карт GeForce4 Ti, которые стоили в несколько раз дороже. Многие критиковали название GeForce4 MX как вводящий в заблуждение маркетинговый ход, поскольку он был менее продвинутым, чем предшествующий GeForce3. Сравнительная таблица характеристик серий Ti и MX показала, что единственным отсутствующим компонентом в MX был движок nfiniteFX II – программируемые вершинные и пиксельные шейдеры DirectX 8. Однако GeForce4 MX не являлся GeForce4 Ti с удаленным шейдерным оборудованием, поскольку его производительность в играх, не использующих шейдеры, значительно уступала GeForce4 Ti и GeForce3. Несмотря на резкую критику со стороны игрового сообщества, GeForce4 MX добился коммерческого успеха. Его цена была примерно на 30% выше, чем у GeForce2 MX, но он обеспечивал лучшую производительность и возможность запускать ряд популярных игр, которые GeForce2 не мог воспроизводить должным образом. Прежде всего, для обычного пользователя это звучало как "настоящий" GeForce4 – то есть GeForce4 Ti. GeForce4 MX был особенно успешен на рынке PC OEM и быстро вытеснил GeForce2 MX как самый продаваемый графический процессор. В приложениях для работы с видео GeForce4 MX предлагал новые возможности. Именно он (а не GeForce4 Ti) стал первым представителем линейки GeForce, оснащенным Nvidia VPE (видеопроцессинговым движком). Он также стал первым GeForce, предлагающим аппаратное декодирование iDCT и VLC (кода переменной длины), что сделало VPE значительным обновлением по сравнению с предыдущим HDVP от Nvidia. В задачах воспроизведения MPEG 2 VPE наконец смог конкурировать на равных с видеодвижком ATI.

Though its lineage was of the past generation GeForce2, the GeForce4 MX did incorporate bandwidth and fill rate saving techniques, dual monitor support, and a multi sampling anti aliasing unit from the Ti series; the improved 128 bit DDR memory controller was crucial to solving the bandwidth limitations that plagued the GeForce 256 and GeForce2 lines. It also owed some of its design heritage to Nvidia's high end CAD products, and in performance critical non game applications it was remarkably effective. The most notable example is AutoCAD, in which the GeForce4 MX returned results within a single digit percentage of GeForce4 Ti cards several times the price. Many criticized the GeForce4 MX name as a misleading marketing ploy since it was less advanced than the preceding GeForce3. In the features comparison chart between the Ti and MX lines, it showed that the only "feature" that was missing on the MX was the nfiniteFX II engine—the DirectX 8 programmable vertex and pixel shaders. However, the GeForce4 MX was not a GeForce4 Ti with the shader hardware removed, as the MX's performance in games that did not use shaders was considerably behind the GeForce4 Ti and GeForce3. Despite harsh criticism by gaming enthusiasts, the GeForce4 MX was a market success. Priced about 30% above the GeForce2 MX, it provided better performance, the ability to play a number of popular games that the GeForce2 could not run well—above all else—to the average non specialist it sounded as if it were a "real" GeForce4—i. e., a GeForce4 Ti. The GeForce4 MX was particularly successful in the PC OEM market, and rapidly replaced the GeForce2 MX as the best selling GPU. In motion video applications, the GeForce4 MX offered new functionality. It (and not the GeForce4 Ti) was the first GeForce member to feature the Nvidia VPE (video processing engine). It was also the first GeForce to offer hardware iDCT and VLC (variable length code) decoding, making VPE a major upgrade from Nvidia's previous HDVP. In the application of MPEG 2 playback, VPE could finally compete head to head with ATI's video engine.

Состав

Было 3 первоначальных модели: MX420, MX440 и MX460. MX420 использовал только память с одинарной скоростью передачи данных (SDR) и был предназначен для самых бюджетных ПК, заменяя GeForce2 MX100 и MX200. GeForce4 MX440 представлял собой OEM-решение для массового рынка, заменяя GeForce2 MX/MX400 и GeForce2 Ti. GeForce4 MX460 изначально планировался как промежуточное решение между MX440 и Ti4400, но позднее добавление Ti4200 в линейку по схожей цене (в сочетании с уже существующими GeForce3 Ti200 и ATI Radeon 8500LE/9100, которые также стоили примерно столько же) не позволило MX460 стать по-настоящему конкурентоспособным, и модель вскоре устарела. По 3D-производительности MX420 был лишь немного лучше GeForce2 MX400 и значительно уступал GeForce2 GTS. Однако, учитывая его целевую аудиторию, это не было серьезной проблемой. Ближайшим конкурентом MX420 был ATI Radeon 7000. Фактически, основными конкурентами были интегрированные графические решения, такие как Intel 845G и Nvidia nForce 2, но главным преимуществом MX420 была поддержка нескольких мониторов; решения Intel не поддерживали эту функцию вообще, а поддержка нескольких мониторов в nForce 2 была значительно хуже, чем у серии MX. MX440 показал хорошие результаты для своей целевой аудитории, превзойдя своего ближайшего конкурента ATI Radeon 7500, а также снятые с производства GeForce2 Ti и Ultra. Когда ATI представила Radeon 9000 Pro в сентябре 2002 года, он показал производительность, сопоставимую с MX440, но имел важные преимущества в виде лучшей производительности при однотекстурном рендеринге и полноценной поддержки шейдеров DirectX 8. Однако Radeon 9000 не смог поколебать прочные позиции MX440 на рынке OEM. Ответным шагом Nvidia на Radeon 9000 стал GeForce FX 5200, но, несмотря на функции DirectX 9, 5200 не продемонстрировал значительного прироста производительности по сравнению с MX440 даже в играх DirectX 7.0. Это позволило продолжить производство MX440, в то время как 5200 был снят с производства. GeForce4 Go был создан на базе линейки MX и был анонсирован вместе с остальными моделями GeForce4 в начале 2002 года. Были представлены модели 420 Go, 440 Go и 460 Go. Однако ATI опередила их на рынок с Mobility Radeon 7500, обладающим аналогичной производительностью, а позже и с Mobility Radeon 9000, соответствующим DirectX 8.0. (Несмотря на название, недолговечная модель 4200 Go не входит в эту линейку, она была основана на серии Ti.) Как и серия Ti, MX также была обновлена в конце 2002 года для поддержки AGP 8X с использованием ядра NV18. Двумя новыми моделями стали MX440 8X, работающий на немного более высокой частоте, чем оригинальный MX440, и MX440SE, с более узкой шиной памяти, предназначенный как замена MX420. MX460, который к этому моменту был снят с производства, так и не получил замены. В конце 2003 года появилась еще одна модификация — MX 4000, представляющая собой GeForce4 MX440SE с немного увеличенной частотой памяти. Линейка GeForce4 MX получила третье и последнее обновление в 2004 году с выпуском PCX 4300, который был функционально эквивалентен MX 4000, но с поддержкой PCI Express. Несмотря на новое кодовое название (NV19), PCX 4300 фактически представлял собой ядро NV18 с чипом BR02, соединяющим родной AGP-интерфейс NV18 с шиной PCI Express.

There were 3 initial models: the MX420, the MX440 and the MX460. The MX420 had only Single Data Rate (SDR) memory and was designed for very low end PCs, replacing the GeForce2 MX100 and MX200. The GeForce4 MX440 was a mass market OEM solution, replacing the GeForce2 MX/MX400 and GeForce2 Ti. The GeForce4 MX460 was initially meant to slot in between the MX440 and the Ti4400, but the late addition of the Ti4200 to the line at a very similar price point (combined with the existing GeForce3 Ti200 and ATI's Radeon 8500LE/9100, which were also similarly priced) prevented the MX460 from ever being truly competitive, and the model soon faded away. In terms of 3D performance, the MX420 performed only slightly better than the GeForce2 MX400 and below the GeForce2 GTS. However, this was never really much of a problem, considering its target audience. The nearest thing to a direct competitor the MX420 had was ATI's Radeon 7000. In practice its main competitors were chipset integrated graphics solutions, such as Intel's 845G and Nvidia's own nForce 2, but its main advantage over those was multiple monitor support; Intel's solutions did not have this at all, and the nForce 2's multi monitor support was much inferior to what the MX series offered. The MX440 performed reasonably well for its intended audience, outperforming its closest competitor, the ATI Radeon 7500, as well as the discontinued GeForce2 Ti and Ultra. When ATI launched its Radeon 9000 Pro in September 2002, it performed about the same as the MX440, but had crucial advantages with better single texturing performance and proper support of DirectX 8 shaders. However, the 9000 was unable to break the MX440's entrenched hold on the OEM market. Nvidia's eventual answer to the Radeon 9000 was the GeForce FX 5200, but despite the 5200's DirectX 9 features it did not have a significant performance increase compared to the MX440 even in DirectX 7.0 games. This kept the MX440 in production while the 5200 was discontinued. The GeForce4 Go was derived from the MX line and it was announced along with the rest of the GeForce4 lineup in early 2002. There was the 420 Go, 440 Go, and 460 Go. However, ATI had beaten them to the market with the similarly performing Mobility Radeon 7500, and later the DirectX 8.0 compliant Mobility Radeon 9000. (Despite its name, the short lived 4200 Go is not part of this lineup, it was instead derived from the Ti line.) Like the Ti series, the MX was also updated in late 2002 to support AGP 8X with the NV18 core. The two new models were the MX440 8X, which was clocked slightly faster than the original MX440, and the MX440SE, which had a narrower memory bus, and was intended as a replacement of sorts for the MX420. The MX460, which had been discontinued by this point, was never replaced. Another variant followed in late 2003—the MX 4000, which was a GeForce4 MX440SE with a slightly higher memory clock. The GeForce4 MX line received a third and final update in 2004, with the PCX 4300, which was functionally equivalent to the MX 4000 but with support for PCI Express. In spite of its new codename (NV19), the PCX 4300 was in fact simply an NV18 core with a BR02 chip bridging the NV18's native AGP interface with the PCI Express bus.

Поддержка драйверов GeForce4 Go

Это семейство является производным от семейства GeForce4 MX, предназначенного для рынка ноутбуков. По производительности семейство GeForce4 Go можно считать сопоставимым с линейкой MX. Одним из возможных решений проблемы с отсутствием поддержки драйверов для семейства Go являются сторонние драйверы Omega Drivers. Использование сторонних драйверов может, в частности, привести к потере гарантии. Драйверы Omega не поддерживаются ни производителями ноутбуков, ни ODM-производителями ноутбуков, ни компанией Nvidia. Компания Nvidia предприняла судебные действия против версии Omega Drivers, содержащей логотип Nvidia.

Прекращение поддержки

Nvidia прекратила поддержку драйверов для серии GeForce 4.