AMD和NVIDIA之间的显卡战争


显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分,承担输出显示图形的任务,在追求娱乐视听享受的今天,显卡的地位即将超越计算机的核心CPU。大家都知道民用显卡图形芯片供应商主要是AMD(ATI)和Nvidia(英伟达)两家,而两家在近几年的显卡市场竞争得相当激烈,烽烟弥漫,到底AMD和Nvidia两家在显卡战争中都取得过怎样的胜利和失败?我们来观摩下近几年AMD和Nvidia之间的显卡战争。

 NVIDIA大胜两代,重点转移后却受挫

●  2006年-2007年,GeForce 8上大胜对手:


让AMD无法应对的8800GTX

由于NVIDIA在GeForce 7上的低投入高产出,使其有了充足的时间准备新一代显卡。2006年底,NVIDIA抢先发布了第一款DX10显卡GeForce 8800GTX,此时ATI刚被AMD收购,内部调整加上顶级核心策略,使HD2900XT延期了半年之久。NVIDIA再次复制GeForce 7上的完美布局,加上AMD的HD2000系列显卡性能不济,使NVIDIA再下一成,在DX10的初战大胜AMD。

 
面对AMD的HD3870,8800GT轻松应对

GeForce 8系列的胜利,使NVIDIA又有充足时间研发与改进产品,由于GeForce 8800GTX采用的是90nm工艺,在当时来说是非常落后的水平,因此NVIDIA要做的就是改进制作工艺了。于是一个非常经典的核心诞生了,也是后来的马甲王子,G92系列显卡,它们的第一个名字是GeForce 8800GS/GT/GTS。此时AMD采用了“Sweet Spot”策略,第一款Radeon HD 3870完全不是8800GT的对手,之后HD3850、HD3870 X2更是被NVIDIA的9600GT、9800GX2轻松应付。

●  2008年,马甲战略开始,几年来首次受挫:

  
经典“马甲王子”,8800GTS 512->9800GTX->GTS250

也许是GeForce 7和GeForce 8的成功,使NVIDIA开始轻敌,开始了“马甲”战略:8800GT->9800GT->GTS240,8800GS->9600GSO,8800GTS512->9800GTX->GTS250。之前的8800GTS 512M直接升级为9800GTX,普通用户还以为是新一代产品,其实其性能只能和8800GTX打成平手,比8800Ultra要差一些,可以说是最失败的“旗舰”显卡。不过由于当时AMD最强的但核心显卡也就是HD3870而已,相比之下9800GTX实在强太多了。


GTX 280虽然取得了性能之王,但代价太大

在上代的8800GTX发布一年半之后,到2008年6月,NVIDIA才发布新一代显卡GeForce GTX 280/260,同一个月AMD也发布了一代的Radeon HD 4870/4850,结果让全世界的网友都感到惊讶:虽然GTX280取得了性能宝座,但GTX260只能与HD4870打平,之前的“旗舰”9800GTX性能反而不如HD4850。

两个月后AMD推出的HD 4870 X2把性能宝座也拿下了。HD4800系列使NVIDIA在几年内首次受挫,这时NVIDIA不得不临时改变策略,推出一系列应对措施。例如推出高频版的9800GTX+应对HD4850,升级GTX260为216SP版来对抗HD4870,中端主流市场则是靠“马甲”产品应付。直到09年1月,55nm GTX200系列显卡发布,NVIDIA才重新掌握主动权。

●  2010年,GTX480延期半年,NVIDIA再变得被动:


由于良品率不佳,GTX480(Fermi)延期半年

NVIDIA似乎并没有吸取GTX280/GTX260的教训,继续采用研发最强GPU的策略,当然,NVIDIA这么做还是有原因的,下面会说明。这一策略使NVIDIA再次陷入被动,由于Fermi核心的GTX480过于复杂,庞大的晶体管数目使其良品率非常低,发热量、功耗都均不能很好控制,使其一再延期。此时AMD的Radeon HD 5000系列早已布局完成,NVIDIA错失了先机,加上其主流的GTS400系列发布还有几个月时间,NVIDIA在DX11的初战非常被动。

●  制作工艺不能再拯救GTX400了:


40nm制作工艺目前还没完全成熟

今天这样的被动局面,在GTX280时代NVIDIA也碰到过,只是这次更为严重了,顶级的GTX480/470良品更差,当年有55nm制作工艺帮助NVIDIA改进产品,但现在NVIDIA已经采用最新的40nm工艺,但代工厂TMSC的40nm工艺还没完全成熟,并且有消息指它要取消32nm制作工艺直接跳到28nm,但进度不太理想,因此期望新工艺拯救GTX400系列,至少在一年内是不可能的。

●  解决燃眉之急,GTS400系列需尽快发布:


GTS 450/440/430会在7月发布?

随着NVIDIA高端的GTX260/275停产,能卖的只有老迈的GTS250、口碑不佳的GT240、入门的GT220。NVIDIA的AIC合作伙伴只能推荐GT240,然后就是GTS250了,面对这样的状况,NVIDIA的合作伙伴也比较无奈。也许会有资深网友会问,为什么NVIDIA不把GTS250、GTX260等显卡改进40nm工艺,然后配上GDDR5显存,这样性能绝对能打败同等级的A卡的。

确实,如果NVIDIA这么做的话,在性能能取胜,但别忘记,这样做的研发成本并不少,而投入与产出不一定成正比,而且还不支持DX11技术,负面影响太大,因此直接更新换代才是王道。好消息的是,取代GTS250和GTX260/275的GTS450、取代GTS250的GTS440将在7月份发布上市,这将是NVIDIA扭转乾坤的关键。

       AMD痛定思痛,改变策略以出奇制胜

     ●  2005年-2006年,总结失败教训:

 
GeForce 7对战Radeon X1000的时代,NV抢占先机

2005年,一直关注显卡市场的网友肯定会记得,当年GeForce 7对战Radeon X1000的时代,NVIDIA通过优化修改GeForce 6的核心架构,抢先ATI(这时ATI还没被AMD收购)发布了7800GTX显卡,占了先机,虽然几个月后ATI发布的X1800、X1900在性能与功能(支持HDR+AA)上取得领先,但时间上太迟了。

 
NVIDIA的7900系列、7600系列和7300GT完美布局

接下来2006年,NVIDIA的7900、7600和7300完美布局,让ATI的X1900、X1600和X1300系列黯然失色,7600GT/GS和7300GT更成为了一代经典。尽管后来ATI凭借X1950、X1650等产品在性能上去的优势,但已经来得太迟了,此时NVIDIA高端已开始进入GeForce 8时代,主流的7600GT/GS和7300GT已深入民心。

总结这代的经验教训,笔者认为NVIDIA胜在三点:1、新一代产品研发周期短,效能不错。2、性能与芯片面积合理,良品率、功耗、性能等找到很好的平衡点。2、产品定位合理,布局迅速。

●  2007年,发现问题,制定新计划:


ATI最失败的旗舰显卡:Radeon HD 2900XT

其实显卡都是靠堆砌晶体管来获得更强性能的,不过AMD在Radeon HD 2900XT发布后意识到了,在制作工艺限制的情况下,堆砌过多的晶体管对核心的成本、发热量、功耗等都难以控制,最终产品的性能也不一定如意。DX10时代,在NVIDIA的8800GTX上市半年之后,ATI的Radeon HD 2900XT,虽然晶体管数目创高峰,显卡规格也非常夸张,但实际性能却不如意,甚至连NVIDIA的8800GTS 640也打不过。其衍生产品HD2600/2400更是再次挫败于NVIDIA的相同布局。

这时AMD发现问题了,综合研发成本、用户需求、制作工艺等因素考虑,设计一个成本、功耗、性能合理的GPU更符合当时的要求,于是便实施了“Sweet Spot”计划,第一款产品是Radeon HD 3870。

●  2008年,杀NVIDIA一个措手不及:


HD4800让AMD尝到了“Sweet Spot”策略的好处

2008年,AMD的Radeon HD 4870/4850可以说是“Sweet Spot”计划中的第二代产品了,它们强大的性能,合理的价格受到用户的好评,相信还有很多用户记得HD4850让NVIDIA的9800GTX一夜暴降1000元、HD4870让NVIDIA推出第二版GTX260的情形,后来的HD4870 X2更是抛离了NVIDIA的旗舰GTX280。

HD4800系列可谓杀了NVIDIA一个措手不及,落后的制作工艺、庞大的核心使GTX280、GTX260的成本高居不下,短时间内也没法拿出双核的GTX280,使NVIDIA在08年下半年非常被动,只能匆忙拿9800GTX+、GTX260 216SP来应对。直到09年初NVIDIA发布55nm的GTX260、GTX285和GTX295后,整个高端市场的格局才发生改变。

●  2009-2010年,以彼之道,还施彼身:

 
DX11之战,HD5870时间上领先GTX480半年之久

HD4800系列的成功更让AMD感觉到“Sweet Spot”的正确性,DX11这代显卡中,AMD继续采用这个策略,缩短研发周期,在HD4800的架构上优化修改,抢先推出了第一款DX11显卡Radeon HD 5870/5850,比NVIDIA的GTX480足足提早了半年,和当年的7800GTX与X1800XTX、8800GTX与HD2900XT情况类似,只是角色调换了。

 
 AMD半年时间迅速完成DX11显卡布局

GTX480延期了半年,或许这个连AMD都没想到,不过这半年时间对于显卡市场来说,可以发生太多事了。没有等待NVIDIA,AMD按照自己的计划,在这半年内完成了整个DX11显卡布局,从包括旗舰HD5970、主流的HD5770、HD5750等。到目前为止,AMD的DX11 GPU出货量已达到200万颗,反观NVIDIA,零售的DX11显卡还是零。


类似当年NVIDIA的7950GX2,最强显卡HD5970短期没对手

当年在NVIDIA以GeForce 7的小核心策略对付ATI,现在AMD用回这一招来对付NVIDIA,并且用得更好了,可谓是“以彼之道,还施彼身”。

 

不只是3D游戏,NVIDIA要创造GPU的新视界

 ●  NVIDIA为何要追求最强GPU?

相信很多网友很不明白,为什么NVIDIA要追求最强的GPU,忽略了功耗、良品的问题,让NVIDIA两次在桌面显卡市场陷入被动。笔者在这里做大胆的猜测,其实以NVIDIA的实力与投入的研发成本,设计一个比性能HD5800强、功耗低、良品率又高的核心并不难,但NVIDIA志不在此,NVIDIA要设计出能与CPU相抗衡的GPU,创造未来的“新视界”。

这样的构思单从设计游戏显卡与专业显卡的方向走是行不通的,毕竟这类人群太小众,到最后显卡还只是一个附属产品。因为NVIDIA明白到未来的独立显卡市场将会缩小,一部分会被整合显卡所占据,没有CPU的NVIDIA在未来会变得非常被动,但如果NVIDIA GPU功能强大的理念深入民心,那么未来的NVIDIA就变得主动了。

●  不只是3D游戏,未来GPU要拥有更强的功能:


不只是3D性能,未来GPU的功能要更强大

其实NVIDIA早在8800GTX设计时,心中便有了一套完全的路线图,未来GPU要拥有更强的功能,普通用户需要GPU,专业用户(如需要通用计算的)更需要GPU。因此在8800GTX设计时便加入了CUDA技术,让显卡可以帮助游戏之外的软件加速。通过大力推广CUDA、在全世界高校开设CUDA课程、培训等,当一批又一批会使用CUDA的程序员出现后,让越来越多软件支持CUDA,那么其显卡就变得更重要,当GPU地位能与CPU抗衡时,NVIDIA的GPU新“视界”便诞生了。


很多行业需要用到GPU强大的运算能力

从8800GTX开始的这三年里,CUDA确实有一定效果,很多需要并行计算的行业用上了Tesla显卡(NVIDIA面向高性能计算推出的显卡),并帮NVIDIA创造了不少利润。民用级的娱乐,NVIDIA收购AEGIA,通过CUDA使GeForce 8以上的显卡支持PhysX物理加速技术,现在很多游戏都支持PhysX。工作应用方面,很多软件开始支持CUDA加速了,如FLASH、PhotoShop、视频转换等。

回过头来看,如果说AMD显卡只注重3D性能,那么NVIDIA显卡就需要兼顾3D性能与通用计算性能,这就是为什么NVIDIA的GTX280、GTX480一直走最强GPU策略了,比AMD多出的晶体管除了提升3D性能外,还需要提升通用计算能力,但代价是带来了高发热量、高功耗甚至是更低的良品率。


未来倍受看好的OpenCL、Direct Compute标准

虽然NVIDIA显卡已拥有强大的通用计算基础、远胜AMD的显卡,但是这不等于NVIDIA就拥有绝对优势,现在通用计算技术已群雄并起,包括CUDA、OpenCL、DirectCompute等,开放标准的OpenCL、DirectCompute似乎更被业界看好,而NVIDIA和AMD显卡都支持这两个技术,正所谓得民心者得天下,现在优势明显的CUDA不一定能最终一统天下。

 

总结

由于NVIDIA与AMD对显卡的侧重点已经不同,形成了今天的显卡竞争格局。在DX11这代显卡的竞争中,AMD确实取得了优势,并且继续以“Sweet Spot”策略,在今年年底或明年年初会推出新一代显卡,届时GTX 400系列面对的对手无疑更强了。尽管NVIDIA在通用计算领域取得不错的成果,但对于显卡厂商和普通用户而言,显卡的本职工作是3D性能,如果继续照目前的情况发展下去,NVIDIA可能会失去更多的用户支持,未来NVIDIA是否应该在策略上做一些调整呢?

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