R520和R580对NVIDIA的影响

    ● R520和R580对NVIDIA的影响

    此后为了应对NVIDIA迅速推出的Geforce 7800GTX，ATI发布了Radeon X1000系列产品，开发代号为R520。基于R520的X1800XT是全球首批采用0.09微米制程的显示核心。采用新工艺的好处是不言而喻的，除了使显卡的核心频率能达到前所未有的高度之外也降低了芯片的生产成本。

    不过R520仍然不是Radeon X1000系列的最终形态，2006年1月24日，距离Radeon X1800发布4个月还不到的时间，ATI正式发布新一代的高端产品——Radeon X1900系列。作为06年推出的新高端产品，RADEON X1900不仅拥有高时钟频率的特点，而且还在架构上作了大刀阔斧的改进，性能获得显著提升。在玩家眼中最为出色的3：1黄金架构正是在R580时代诞生。

代号R580的RADEON X1900系列的每条传统的像素管线拥有3个像素渲染单元

    传统的管线概念（Pipeline）中，像素渲染单元（Pixel Shader）跟Pipeline数目相同，NVIDIA的G70图形就是这样一个概念；但是ATI在全新的R580图形芯片中，稍微修正了像素渲染单元跟Pipeline的关系。Radeon X1900需要重点强调的地方在于，R580图形芯片拥有16条传统的像素管线（Pixel Pipeline），但是却拥有48个像素渲染单元和16个纹理单元，算术处理能力是以前旗舰级GPU的3倍，在晶体管数量只增加20％的情况下，渲染能力理论上增加了200％。

    Radeon X1900让ATI重夺性能王座。ATI从R520到R580让人意想不到的变化无疑激怒了NVIDIA，NVIDIA习惯把持性能王座，它肯定不想王位被ATI夺去。在ATI内部，Carrell Killerbrew（ATi工程院院士、RV770首席架构师）正在下一个赌注，他打赌NV会低估R580，NV会像评估R480一样评估R580。他打赌NVIDIA会被R580弄得大吃一惊然后弄出一颗比G70大得多的芯片。NVIDIA不想丢掉性能王座，所以G80会是一个怪兽。

    NVIDIA果然做出了惊人的选择，不但快速将GPU的着色器Shader结构从SIMD迁移到MIMD领域，同时将MIMD结构的流处理器数目提升到128个。代号G80的GeForce 8800 GTX相对于上一代产品，几乎经过了重新设计，各方面的改进都非常大。

G80微架构示意图

    G80架构使用了多指令流多数据流MIMD结构标量流处理器，一共128个流处理器替代了原来分立的Vertex Shader和Pixel Shader，拥有当时最强的性能，当然G80拥有6.81亿个晶体管，是G71的2.5倍之多，显存方面384Bit显存位宽也充分保证了数据吞吐能力。在性能上GeForce 8800GTX显卡把3D图形处理器的性能又引领到一个前所未有的高度，这给对手承重的打击，ATI竟在半年之内拿不出一款足以抗衡G80核心的产品。NVIDIA凭借G80的革命性架构毫无悬念的夺取了3D性能的制高点。

    G80架构奠定了NVIDIA此后长时间的产品线发展规划，直至今天在市场上热卖的GT240等中端产品，都基于G80架构衍生而来。同时G80架构在图形处理方面的执行效率出色，也成为NVIDIA自己至今难以逾越的标杆。

    G80架构的所有流处理器，会被GigaThread线程处理器根据工作负荷，自动分配执行顶点着色器、几何着色器、像素着色器指令，线程调度是硬件执行完全自动化的，加上采用的是标量架构，不管是DX7、DX8、DX9、DX10还是OpenGL，G80的统一着色器都会达到100%的运作效率。这是MIMD架构区别与传统SIMD架构最明显的地方，也是NVIDIA和ATI在走进统一渲染时代所使用的不同策略。