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Geforce
來源:互聯網

Geforce是英偉達(英偉達)旗下的顯卡品牌,中文名精視,是NVIDIA的核心產品系列之一。

NVIDIA(NVIDIA)顯卡的發展歷史經歷了多個架構階段。從1999年首次發布的NV10核心(GeForce256)引領了GPU時代,通過硬件T&L實現圖形加速,將圖形處理從CPU解放出來。隨后的Kelvin、Rankine、Curie、Tesla、Fermi、Kepler、Maxwell、Pascal、Volta、Turing、Ampere等微架構推陳出新,不斷引入創新功能,如Tensor Cores和實時光線追蹤支持,逐步提升了GPU的計算和圖形處理能力。2022年9月,英偉達推出了新款RTX40系列顯卡,共3款,包括RTX 4090、RTX 4080 16GB、RTX 4080 12GB。

2022年第三季度PC GPU出貨量呈現-25.1%(年同比)的下降,這也被視為自2009年以來最大的跌幅,但NVIDIA仍然成功地將其市場份額提升至88%。

發展歷史

NV核心階段

1999年底,英偉達(NVIDIA)推出了NV10核心的顯卡產品GeForce256,該產品被認定為首款GPU(圖形處理器)。GeForce256的發布標志著GPU時代的開端,NVIDIA通過這一初代GeForce產品的創新,為電腦顯卡領域引入了GPU的概念。該產品的顯著特點在于其硬件圖形加速和變換-照明(T&L)功能,這項技術將圖形處理的任務從CPU中解放出來,實現了圖形加速的效果。這一特性大幅提升了圖形計算的效率,使得GeForce256的運算能力達到了當時CPU的5倍,從而奠定了GPU在獨立計算核心領域的初步地位,標志著GPU開始超越CPU,成為獨立的計算和圖形處理核心。之后逐步發展,2000年推出?NV11、NV15、NV16核心的GeForce2;2001年發布NV20核心的GeForce3;2002年占據GPU領域統治地位的NVIDIA開始細分產品線,推出了?NV17、NV18、NV19、NV25、NV28核心的GeForce4。

Kelvin(開爾文)

Kelvin微架構于2001年問世,作為英偉達(NVIDIA)在千禧年推出的首個全新GPU微架構。最開始Kelvin微架構被應用于搭載NV2A GPU的XBOX游戲主機,這標志著其首次在實際產品中的運用。此外,GeForce 3和GeForce 4 系列GPU也是以Kelvin微架構為基礎進行發布的。

Rankine(蘭金)

Rankine微架構是在2003年推出的Kelvin微架構的后續版本,主要應用于英偉達 GPU的GeForce 5系列產品。在GeForce 5系列中,Rankine微架構引入了一系列增強功能,包括對頂點和片段程序的支持。此外,Rankine微架構還將顯存(VRAM)的大小擴展至256MB,為GPU的性能提升和圖形處理能力的增強提供了支持。

Curie(居里)

Curie微架構是用于NVIDIA GeForce 6和7系列GPU的一種設計,于2004年作為Rankine微架構的繼任者發布。Curie微架構的引入為該系列的顯卡產品帶來了重要的技術更新。其中,Curie微架構在GeForce 6和7系列中將顯存(VRAM)的容量翻倍,使其達到512MB,這一改進進一步增強了顯卡的性能和數據處理能力。此外,Curie微架構還是支持PureVideo視頻解碼的第一代NVIDIA GPU。

Tesla(特斯拉)

Tesla GPU微架構于2006年發布,作為Curie微架構的繼任者,引入了NVIDIAGPU產品線的關鍵變化。這一微架構不僅被應用于GeForce 8、9、100、200和300系列GPU,還被廣泛應用于Quadro系列GPU,拓展了其在圖形處理以外領域的用途。Tesla微架構在NVIDIA的GPU產品線中具有雙重身份,既是微架構的名稱,也是GPU產品線的名稱。它為NVIDIA顯卡帶來了重要的創新,包括優化的性能和功能。2020年,NVIDIA做出了決定,停止使用“Tesla”的名稱,以避免與流行的電動汽車品牌造成混淆。

Fermi(費米)

Fermi是Tesla特斯拉的繼任者,于2010年發布。Fermi引入了許多增強功能,包括支持512個CUDA內核;64KBRAM和分區L1緩存/共享內存的能力;支持糾錯碼(ECC)。

Kepler(開普勒)

作為2012年Fermi架構的后繼者,Kepler GPU微架構在多個方面進行了關鍵改進。這些改進包括引入了一種全新的流式多處理器架構,被稱為SMX。該架構的引入帶來了多方面的提升,其中包括對TXAA(一種抗鋸齒方法)的完整支持,以及CUDA核心數的顯著增加,達到了1536個。此外,Kepler架構還實現了更低的功耗效率,允許通過GPU加速自動超頻功能,以及支持GPUDirect技術,該技術使得GPU能夠在無需訪問CPU的情況下相互通信,無論是在同一臺計算機內部還是通過網絡進行通信。

Maxwell(麥克斯韋爾)

2014年問世的麥克斯威(上海)商貿有限公司架構,是Fermi架構的繼任者。首代Maxwell GPU相對于Fermi架構在多個方面表現出優越性能。這些優勢包括以下方面的增強功能:改進的多處理器效率,這得益于對控制邏輯分區、時鐘門控、指令調度以及工作負載平衡的增強;每個流式多處理器上的專用共享內存容量增至64KB;引入了本地共享內存原子操作,相對于Fermi架構使用的鎖定/解鎖模式,這種改進為動態并行處理提供了性能優勢。

Pascal(帕斯卡)

Pascal架構于2016年取代麥克斯威(上海)商貿有限公司架構。英偉達的Pascal GPU微架構在Maxwell的基礎上進行了多方面的改進。其中包括以下幾個方面的增強:引入了支持NVLink通信的能力,相較于PCIe總線,NVLink能夠提供顯著的通信速度優勢;采用了高帶寬內存2(HBM2)技術,通過4096位內存總線,為系統提供了高達720GB的內存帶寬;實現了計算搶占功能,使得計算任務能夠被有效地中斷和重新啟動;引入了動態負載均衡機制,以優化GPU資源的利用率。這些改進使得Pascal架構在性能和效率方面相對于Maxwell有了顯著的提升。

Volta(伏特)

Volta是2017年發布的一個有點獨特的微架構迭代。Volta GPU嚴格針對專業級市場。Volta也是第一個使用Tensor Cores的微架構。Tensor Cores(張量核心)是一種較新型的處理核心,用于執行專門的數學計算。Tensor Cores執行矩陣運算,以支持AI和深度學習應用。

Turing(圖靈)

Turing于2018年發布,支持Tensor Cores,并首次加入RT Core。Turing是英偉達流行的Quadro RTX和GeForce RTX系列GPU使用的微架構。GPU 支持實時光線追蹤,對于虛擬現實 (VR) 等計算量大的應用至關重要。

Ampere(安培)

2020年5月推出Ampere架構,旨在進一步提升光線追蹤運算、高性能計算(HPC)和AI運算的能力。Ampere中的增強功能包括第3代NVLink和Tensor Core,結構稀疏性(將不需要的參數轉換為零以實現AI模型訓練),第二代光線追蹤內核,多實例GPU(MIG)等。

Ada Lovelace

Ada Lovelace架構是英偉達公司推出的第三代RTX架構。該架構在2022年9月的GTC22大會上被首次發布,并被應用于GeForce RTX 40系列顯卡。Ada Lovelace架構所配備的GPU流式多處理器擁有高達83 TFLOPS的著色器性能,其吞吐量相較于前一代產品提升了2倍。NVIDIA的CEO黃仁勛(Jensen Huang)在發布中表示,新的Ada架構在游戲領域邁向了質的飛躍,同時也在為未來完全基于仿真的游戲體驗鋪平了道路。

系列產品

GeForce256

1999年末,英偉達(NVIDIA)公司推出了搭載NV10核心的顯卡產品,命名為GeForce256。這款顯卡被認為是首個被冠以“GPU”(圖形處理單元)稱號的產品,標志著電腦顯卡進入了GPU時代。GeForce256的主要創新在于引入了硬件變換與光柵化(T&L)技術,這一特色使得圖形處理從傳統的中央處理器(CPU)中分離出來,顯著提升了圖形性能。該產品不僅釋放了比當時CPU高出5倍的計算能力,同時也奠定了GPU作為獨立計算核心的開創性地位。

GeForce2

于2000年問世的GeForce2,是GeForce256的升級版本,同時也是首個支持多顯示器的GPU產品。該系列涵蓋了NV11、NV15和NV16核心,為用戶帶來更強大的圖形性能和多顯示器功能。

GeForce3

2001年,NVIDIA發布了GeForce3顯卡,該產品引入了多項創新。它支持了DirectX8圖形技術,并首次采用了LMA(Lightspeed Memory Architecture)顯存架構,該架構允許對Z緩沖進行壓縮,顯著降低了顯存位寬對性能的制約。此外,GeForce3還引入了Quincunx算法,以加速全屏抗鋸齒(FSAA)處理。GeForce3所搭載的是NV20核心。

GeForce4

在GPU領域占主導地位的英偉達在2002年開始細分產品線,推出了GeForce4系列。該系列針對不同市場需求,分為入門級和高端市場,并采用了多個不同核心,包括NV17、NV18、NV19、NV25和NV28。為滿足低端市場,NVIDIA延續了部分GeForce2系列的設計,以降低成本,并在桌面和筆記本領域都提供了競爭力。在高端市場方面,GeForce4系列則分為支持AGP8X和PCI-E16X接口的產品。這些高端產品主要通過增強頂點渲染單元性能來改進,從而顯著提升了在DirectX 8游戲中的表現。

FX5000

2002年,微軟發布了更新的DirectX9圖形技術,導致游戲市場再次發生變革。英偉達的競爭對手ATI率先推出了支持DirectX9的硬件產品,引入了新的像素渲染單元升級。在這個背景下,NVIDIA推出了基于NV30核心的FX5000系列顯卡。該系列采用了PixelShader 2.0A技術,不僅兼容微軟的PixelShader 2.0,還融入了一些PixelShader 3.0的特性。然而,由于FX5000系列采用了大核心設計,功耗較高,需要強大的散熱解決方案。盡管如此,由于技術設計較為超前,實際游戲中未能充分發揮預期水平。之后,英偉達在2003年基于同一架構推出了改進版,該版配置了更多的頂點渲染單元,支持更快的GDDR3顯存。這進一步提升了產品的競爭力,為NVIDIA在市場上的地位注入了新的活力。

GeForce6000

2004年,NVIDIA推出了GeForce 6000系列產品,采用了NV40核心。這一系列在修正了FX5000系列的不足之后,取得了爆發性的性能增長。相比之前,部分游戲下的性能甚至實現了成倍的提升。同時該系列還成功降低了功耗水平,為更高的能效做出了貢獻。其中旗艦型號GeForce 6800 Ultra更是具備更強大的性能,進一步提升了產品在市場上的競爭力。

GeForce7000

2005年,英偉達顯卡設計上進行了改進,擴大了GPU的硬件規格,并顯著提升了GPU和顯存的運行頻率。在此基礎上,他們發布了GeForce 7000系列產品,其中包括GeForce 7800 GTX和GeForce 7800 GTX 512顯卡。這一系列達到了新的GPU性能巔峰,為當時的顯卡技術帶來了顯著提升。

GeForce8000

2007年,NVIDIA發布了Tesla架構,這一架構采用了整合的著色器設計,不再區分頂點渲染單元和像素渲染單元,同時充分支持微軟的DirectX10和PixelShader 4.0技術。這一舉措為GeForce 8000系列產品(如GeForce 8800 Ultra和GeForce 8800 GTX)帶來了全新的性能增強。

GeForce9000

在2008年,英偉達推出了Tesla架構的改進版產品,即GeForce 9000系列。通過顯著的性能功耗比提升,該系列引入了“雙芯”旗艦級產品。其中,GeForce 9800 GTX和GeForce 9800 GTX+鞏固了GTX作為GeForce產品線中的高端地位。這些創新使得GeForce 9000系列在性能和能效方面取得了顯著的進步。

GeForce100

2008年NVIDIA針對OEM市場推出GeForce100系列產品,該產品線只針對OEM市場銷售。

GeForce200

2008年,英偉達發布了GeForce 200系列產品和Tesla 2.0,通過在Tesla架構上進行改進,這兩者都實現了顯著的性能提升。這一系列的創新使得GeForce 200系列產品和Tesla 2.0在性能方面都得到了大幅度的提升。

GeForce300

2009年NVIDIA基于Tesla2.0架構推出OEM產品GeForce300系列。

GeForceGTX400

2010年的GF100核心成為英偉達史上最大的芯片,新的硬件規格帶來非常大的散熱壓力,同時導致旗艦級GTX480的產品良品率不足。

GeForceGTX500

2011年,NVIDIA推出了基于Fermi架構改進版的GeForce GTX 500系列產品。通過在晶體管層面進行優化,這一系列顯著提升了性能。其中,旗艦型號為GTX 580。

?GeForceGTX600

2012年作為Fermi的繼任者,Kepler架構正式發布,使用Kepler架構的GeForceGTX600系列產品采用了小核設計,更注重性能功耗比。旗艦型號為GTX680。

GeForceGTX700

2013年英偉達發布了GeForceGTX700系列產品和GK110大核心,其中GK110大核心是一款為超級計算機設計的產品。該系列不同性能有著不同的編號,如:GTXTitan、GTX780、GTX780Ti。

GeForceGTX900

2014年,NVIDIA發布了基于Maxwell架構的GM204核心的GeForce GTX 900系列產品。Maxwell架構在性能功耗比方面有顯著提升,通過改進存儲器子系統并引入新的顯存壓縮技術,有效降低了顯存物理帶寬的需求。此外緩存系統也得到改進,同時該架構還帶來了一系列游戲開發技術。旗艦型號為GTX 980 Ti。

GTX 10系列顯卡

GTX 10系列顯卡基于NVIDIAPascal架構,可提供卓越的性能、能效和游戲體驗。GTX10系列顯卡提供了優秀的性能功耗比,首次實現了桌面級GPU和筆記本GPU規格一致。

GTX 16系列顯卡

GTX 16 系列顯卡和筆記本電腦,擁有屢獲殊榮的 英偉達 Turing? 架構帶來的突欠勸鉆破性圖形性能。使用 GeForce GTX 顯卡,可以獲得更好的游戲加速體驗。

RTX 20 系列顯卡

RTX 20 系列顯卡采用了NVIDIATuring? 架構, NVIDIA Turing 是非常先進的 GPU 架構,集新一代著色器、實芝歡院估時光線追蹤技術和AI增強圖形特性于一身,將實時光線追蹤技術和AI驅動的圖像增強技術帶入現代游戲,開創了光追游戲的新時代。 ?

RTX 30 系列顯卡

GeForce RTX? 30 系列的 GPU 采用屢獲殊榮的第二代 英偉達 RTX 架構 - Ampere,搭載全新 RT Core、Tensor Core 及 SM 多單元流處理器,可為您帶來逼真的光線追蹤效果和先進的 AI 功能。搭載全新第三代 Max-Q 技術的 GeForce 筆記本電腦通過 AI 和全新的系統優化選項,讓高性能游戲筆記本電腦的表現遠超以往。

RTX 40 系列顯卡

2022年9月,首批RTX 40系列顯卡共有三款推出,分別是RTX 4090、RTX 4080 16GB和RTX 4080 12GB。2022年9月20日,英偉達在美國加利福尼亞州圣克拉拉縣舉辦了2022秋季GTC大會,宣布發布了GeForce RTX 40系列GPU。此系列旨在為游戲玩家和創作者提供革命性的性能。其中,新的旗艦產品GeForce RTX 4090 GPU的性能相較于上一代顯著提升,最高可達到4倍的性能提升。截至2023年1月,NVIDIA已經發布了三款搭載Ada Lovelace架構的GeForce RTX 40系列GPU,分別是GeForce RTX 4090、GeForce RTX 4080以及GeForce RTX 4070 Ti。

技術

RTX平臺

英偉達 RTX 平臺包含專用于光線追蹤的 RT Core 以及專用于 AI 計算的 Tensor Core,二者能夠以突破性速度共同打造開創性技術,用前所未有的方式體驗時下熱門游戲大作。

DLSS

NVIDIA DLSS(深度學習超級采樣)是一項開創性 AI 渲染技術,它利用 GeForce RTX? GPU 上的專用 AI 處理單元 - Tensor Core 將視覺保真度提升至全新高度。DLSS 利用深度學習神經網絡的強大功能提高幀率,為游戲生成精美清晰的圖像。

NVIDIA REFLEX

NVIDIA Reflex 融合 GPU 和游戲優化,動態降低系統延遲, 可以帶來出色的制勝優勢。GeForce RTX 30 系列 GPU 和 NVIDIA? G-SYNC? 顯示器的組合可提供更低延遲和更出色的響應速度,這套針對競技類游戲量身打造的革命性技術,可幫助玩家更快地捕獲目標,更迅速地作出反應并提高瞄準精度。

市場占有

2022年第三季度,盡管整體GPU出貨量持續下降,但英偉達的獨立GPU顯卡市場份額卻顯著增長,同時AMD的份額跌至個位數。根據Jon Peddie Research(JPR)發布的報告,NVIDIA在該季度占據了88%的市場份額,創下歷史新高,而AMD的份額則下降至僅有8%。與此同時,英特爾在該季度的市場份額保持在4%左右,略有下降。這些數據反映了NVIDIA在GPU市場的強勢地位以及AMD所面臨的競爭挑戰。盡管整個PC GPU出貨量在2022年第三季度呈現-25.1%(年同比)的下降,這也被視為自2009年以來最大的跌幅,但英偉達仍然成功地將其市場份額提升至88%。

命名含義

以上參考資料:

爭議事件

合作終止

2022年9月19日,EVGA(顯卡制造商)宣布結束與NVIDIA長達22年的合作關系。將不再參與新一代顯卡RTX 40系列的制造和生產,現有的RTX 30系列顯卡也將在售完后停止生產。

取消開發

2022年10月15日,NVIDIA宣布取消推出此前計劃的GeForce RTX 4080 12GB顯卡,該卡從其RTX 40列陣容中刪除,并取消了其11月的上市。

縱容挖礦

2022年10月,英偉達發布的Windows最新驅動(version 522.25)和Linux驅動(version 520.56.06)取消了對LHR(Lite Hash Rate)顯卡挖礦算力速率限制。搭載LHR后綴的顯卡,如GeForce RTX 3060 v2、RTX 3070 Ti、RTX 3080 Ti等,其哈希速率被解除限制,從之前的限制狀態恢復到正常狀態,允許其在挖礦過程中表現出更高的算力。英偉達顯卡的“挖礦”限制解除,用戶會擔心顯卡嚴重短缺的情況會卷土重來。

停產GTX 16系列GPU

2023年12月14日,英偉達計劃從2024年第一季度開始徹底停產GTX 16系列GPU,包括GTX 1660Super、GTX 1650和GTX1630三款型號。

驅動程序

GeForce Experience是一款與GeForce GTX顯卡配套的應用程序,旨在提升游戲體驗,不僅可自動更新顯卡驅動程序,保持其最新狀態,還能自動優化游戲設置,讓用戶在玩游戲時輕松獲得更好的性能和畫質。GeForce Experience還支持與朋友分享精彩游戲時刻。同時GeForce Experience驅動程序專門為最新游戲的兼容性和性能進行了優化。

參考資料 >

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英偉達稱Ampere GeForce RTX 30系列顯卡是公司有史以來最好的產品.新浪財經.2023-08-15

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回顧NVIDIA GeForce顯卡發展史,看看你都用過哪些顯卡.zol新聞中心.2023-08-15

英偉達正式發布RTX 4090與RTX 4080顯卡.techweb.2023-08-15

JPR 發布 2022 年 Q3 獨立顯卡市場份額報告:英偉達占據 88%,AMD 占 8%,英特爾為 4%.IT之家.2023-08-15

英偉達GeForce旗下歷代架構大全-盤點歷代英偉達顯卡能夠亥市的根源 .zol新聞中心.2023-08-15

英偉達GeForce旗下歷代架構大全-盤點歷代英偉達顯卡能夠亥市的根源.中關村在線.2023-08-15

NVIDIA發布全新7nm安培GPU架構 A100加速卡亮相.騰訊網.2023-08-19

GTC速遞|“加量也加價”:英偉達40系顯卡性能提升70%.澎湃新聞.2023-08-15

GEFORCE? GTX 10 系列.nvidia.2023-08-15

GeForce? GTX 16 系列.nvidia.2023-08-15

GeForce RTX 20 系列.nvidia.2023-08-15

GEFORCE RTX 30 系列筆記本電腦.razerzone.2023-08-15

GEFORCE RTX 30 系列.geforce.2023-08-15

2022GTC大會“工程師的元宇宙”現雛形,股價腰斬的英偉達能否走出“至暗時刻”?.百家號.2023-08-15

NVIDIA實現性能巨大飛躍,GeForce RTX 40系列開創神經網絡渲染新時代.百家號.2023-08-15

英偉達發布 RTX 4070 Ti 顯卡:國行 6499 元,1 月 5 日上市.IT之家.2023-08-15

RTX. It’s On..nvidia.2023-08-15

NVIDIA DLSS性能倍增,源自 AI 動力.nvidia.2023-08-15

NVIDIA Reflex.nvidia.2023-08-15

菜鳥掃盲區!教你認識常見的顯示核心(nVIDIA篇).太平洋電腦網.2023-08-15

各品牌所使用的英文命名解釋.痞客邦.2023-08-19

突然!顯卡大廠EVGA宣布終止與英偉達合作:不生產RTX40系列.騰訊網.2023-08-22

板卡廠商EVGA宣布將停止與英偉達合作 退出顯卡市場.游俠網.2023-08-22

老朋友分手!EVGA宣布終止與英偉達合作:不參與新顯卡生產.騰訊網.2023-08-19

EVGA斷腕,結束與英偉達22年合作關系:不再跟進RTX 40系列生產.澎湃新聞.2023-08-19

遭怒斥聲不絕,英偉達被迫取消推出 12GB GeForce RTX 4080 顯卡.IT之家.2023-08-15

挖礦涼涼 NVIDIA官方解鎖RTX 30系LHR顯卡算力:性能不再殘血.快科技.2023-08-19

英偉達顯卡“挖礦”限制被徹底破解,可提供100%虛擬貨幣開采性能,或進一步影響顯卡價格.騰訊網.2023-08-19

消息稱英偉達 GTX 16 系列 GPU 將在明年第一季度全部停產.IT之家.2023-12-15

GeForce Experience.nvidia.2023-08-19

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