Nvidia GeForce FX

A GeForce FX (kódnevén NV3x) az Nvidia cég grafikus kártya termékvonala.

A Valve bemutatója

2003 második felében ismertté vált a GeForce FX DirectX 9 Vertex & Pixel shadereinek gyenge teljesítménye a népszerű játékfejlesztő, a Valve Software nagyhangú prezentációja jóvoltából. A potenciálisan gyenge Pixel Shader 2.0 teljesítményt a szintetikus tesztek korábban már jelezték (mint a 3DMark 2003), azonban a fejlesztői közösségen és a technikailag hozzáértő számítógépes játékosokon kívül csak néhány átlagfelhasználó volt felkészülve ilyen eredményre, így a Valve Software mondhatni bombát robbantott a játékos közösségben prezentációjával. Bemutatva egy kiadás előtti verzióban a nagyon várt Half-Life 2 játékot, amely a „Source” motort használta, a Valve publikálta a teszteredményeket, amelyek felfedték a hatalmas különbséget (80-120% vagy több) a GeForce FX 5900 Ultra és az ATI Radeon 9800 között. A Shader 2.0-t használó pályákon az NVIDIA csúcskategóriás FX 5900 Ultrája olyan szinten teljesített, mint az ATI középkategóriás Radeon 9600-a, amelynek ára nagyjából a harmada volt az NVIDIA kártyájának. A Valve kezdetben tervezte a részleges lebegőpontos precizitás (FP16) támogatását az NV3x-hez, azonban végül rájöttek, hogy ezt a tervet túl sokára tudnák megvalósítani. Ahogy korábban már említve volt, az ATI kártyái nem profitáltak az FP16 módból, tehát az egész munka az NVIDIA NV3x kártyái miatt vált volna szükségessé, azonban a szűk piaccal rendelkező termék miatt nem érte volna meg a ráfordított idő és erőfeszítés, főleg azokban az időkben, amikor még a DirectX 8 kártyák, mint például a GeForce 4, még mindig sokkal jobban elterjedtek voltak, mint a DirectX 9 kártyák. Amikor a Half-Life 2 egy évvel később megjelent, a Valve úgy döntött, hogy minden GeForce FX hardver alapból a játék DirectX 8 shadereit használja, elkerülve az FX sorozat gyenge Shader 2.0 teljesítményét.
Megjegyzendő, hogy lehetséges a Half Life 2-t arra kényszeríteni, hogy DirectX 9 módban fusson minden kártyán egy egyszerű trükk segítségével a konfigurációs fájlban. Amikor ezt kipróbálták, a felhasználók és a tesztelők jelentős teljesítményesést vettek észre az NV3x kártyákon, és csak a csúcsváltozatokon (5900 és 5950) maradt játszható. A megjelenítési sebesség az olcsóbb Radeon 9600 kártyákhoz volt hasonlítható, igazolva a Valve nyilvánosságra hozott aggodalmait. (Kapcsolódó hír: Prohardver, 2003.09.11.)
Mindazonáltal egy nem hivatalos, rajongók által készített patch (amely optimalizálta a Half-Life 2 shadereit a GeForce FX-re) lehetővé tette, hogy az alsóbb kategóriás GeForce FX kártyák (5600 és 5700) használói is játszhassanak a játékkal DirectX 9 módban, és jelentős mértékben javította a teljesítményt a GeForce FX 5800, 5900 és 5950 grafikus kártyákon. Ez azonban csak azt bizonyította, hogy a GeForce FX gyenge teljesítményt nyújt, ha a DirectX9 shaderek nincsenek optimalizálva az architektúrájára.

Kifogásolható taktika

Az GeForce FX éra volt az NVIDIA egyik legproblémásabb korszaka. A versenyben technikai fronton alaposan alulmaradtak, és az egyetlen mód, hogy versenyképessé tegyék az FX chipeket az R300 ellenében, a meghajtó programok végletekig való optimalizálása volt; ez pedig számos formában megjelent.
Az NVIDIA hagyományosan lenyűgöző teljesítményű és minőségű OpenGL meghajtóiról volt ismert, és az FX sorozat természetesen igazolta is ezt. Azonban mind DirectX, mind OpenGL alatt olyan, a képminőséget érintő, megkérdőjelezhető optimalizálási technikákba kezdtek, amelyet korábban senki nem látott. Kezdték a szűrési optimalizálásokkal olyan módon, hogy megváltoztatták a trilinear szűrés működését a játékok textúráján, csökkentve a pontosságát, és ezáltal a minőségét, láthatóságát. Az anisotropic szűrés szintén drámai tweak-en esett át, hogy limitálva legyen a használata ahány textúrán csak lehetséges, a memória sávszélesség és fillrate megspórolása érdekében. Ezen típusú textúra szűrésekkel történő trükközés eredménye gyakran látható volt a játékokban, egy csillámló jelenség fordult elő a padló textúráin ahogy a játékos mozgott a környezetben (ez gyakran a gyenge mip-map átmenetet jelezte). A meghajtót „High Quality” beállításra változtatva enyhíteni tudta ezen előfordulásokat, persze a teljesítmény rovására.
Az NVIDIA ezen kívül titkon megkezdte a szoftverek pixel shader kódjainak alacsony precizitásra optimalizált verziókra történő kicserélését, detektálva, hogy éppen milyen program fut. Ezek a trükkök különösen a Futuremark tesztprogramjaiban voltak megfigyelhetők. A 3DMark03-ban kiderült, hogy az NVIDIA elment a végsőkig a színtér komplexitás limitálásának érdekében a meghajtó shader változtatásaival és agresszív hack-elésével, melynek következményeképpen a teljes színtér csak egy része került megjelenítésre. Ez mesterségesen növelte az FX sorozat által elért pontszámot. A játékokból és 3DMark03-ból származó képek egymás melletti vizsgálata hatalmas különbségeket mutatott ki abban, hogy mit jelenít meg a Radeon 9800/9700, és mit művel az FX sorozat. Az NVIDIA emellett nyilvánosan támadta ezen programok és a bennük jelen lévő technikák hasznavehetőségét, aláaknázva az ügyfelekre gyakorolt hatásukat.
Alapvetően az NVIDIA arra programozta a meghajtóit, hogy keressék a specifikus szoftvereket és azokhoz használják az agresszív optimalizálásokat, amelyek az NV3x hardveres limitjeihez voltak igazítva. Ezen trükkök felfedezésekor hangos felhördülést hallatott a felhasználói közösség, valamint számos népszerű hardverelemző weboldal.
Sajnos ezen optimalizálások legtöbbjének kikapcsolásakor megmutatkozott, hogy az NVIDIA hardvere drámaian alkalmatlan a 3D színterek renderelésére azon a szinten, amelyen az ATI hardvere megjelenített. Így tehát a legtöbb optimalizálás maradt, kivéve a 3DMarkban, ahol a Futuremark cég megkezdte a szoftverének frissítését és a meghajtó programok trükközések miatti szűrését.
Mind az NVIDIA, mind az ATI bűnös a meghajtók optimalizálásában már korábbról, de az NVIDIA sokkal messzebbre ment az FX sorozattal. Mindkét gyártó optimalizálja a meghajtóit egyes programokra még napjainkban is (2006), de rövid póráz és figyelő szemek kísérik az optimalizációkat most már, hogy létezik egy képzett és óvatos felhasználói közösség.

Versenyképes válasz

GeForce FX5900 Ultra (forrás: Guru3D)

Kora 2003-ra az ATI megszerezte a csúcskategóriás grafikus piac jelentős részét, és a népszerű Radeon 9600 pedig a felső-középkategória szegmensét dominálta. Időközben, megcélozva az átlagfelhasználókat, az NVIDIA bemutatta a középkategóriás 5600 és a belépőszintű 5200 modelleket. Hagyományos egykártyás hűtésével és sokkal megfizethetőbb árazással az 5600 tiszteletreméltó teljesítményt nyújtott, azonban a közvetlen versenytárshoz, a Radeon 9600-hoz hasonlítva elbukott. Tény, hogy a középkategóriás GeForce FX-ek nem nyújtottak nagyobb teljesítményt, mint azon chipek, amelyek leváltására készültek, azaz a GeForce 4 Ti és az MX440. DirectX 8 alkalmazásokban az 5600 gyengébb vagy egyenlő volt a Ti4200-vel. Hasonlóan a belépőszintű FX5200 sem teljesített olyan jól, mint a DirectX 7.0 generációs GeForce MX440, annak ellenére sem, hogy az FX5200 sokkal jobb képesség-listával rendelkezett. Az FX 5200-zal értékben könnyen párba lehetett állítani az ATI idősebb R200 alapú Radeon 9000-9250 sorozatát, és túlteljesítette még az idősebb Radeon 8500 is.
Az GeForce FX 5900 kiadásával az NVIDIA helyrehozta az 5800 sok problémáját. Amíg az 5800 gyors, de drága és „forrófejű” GDDR-2 memóriát használt 128 bites memóriabusszal, addig az 5900 visszatért a lassabb, de olcsóbb DDR-re, de már 256 bites memóriabusszal szerelve. Az 5900 mindenben, ami nem használt erősen shadereket, valamennyivel jobban teljesített, mint a Radeon 9800, és csendesebb hűtést kapott, mint az 5800, de a legtöbb kártya, amely 5900 alapú volt, még mindig két slotot foglalt el (a Radeon 9700 és 9800 egyslotos kártyák voltak). 2003. közepére az ATI csúcsterméke (Radeon 9800) az eladásokban lekörözte az NVIDIA csúcs FX 5900 terméket; talán ez volt az első alkalom, hogy az ATI át tudta venni az NVIDIA piacvezetői helyét.
Az NVIDIA később megtámadta az ATI középkategóriás kártyáját, a Radeon 9600-at a GeForce FX 5700-zal és 5900XT-vel . Az 5700 egy új chip volt, amely osztozott az 5900 magjának, az NV35-nek architekturális tökéletesítéseivel. Az FX 5700 Ultra GDDR-2 memóriája magasan tartotta a termék árát, ez pedig elvezette az NVIDIÁ-t az FX 5900XT bemutatásához. Az 5900XT hasonló volt az 5900-hez, azonban alacsonyabb órajeleken működött, és lassabb memóriát használt.
A legvégső GeForce FX modell az 5950 Ultra volt, amely egy 5900 Ultra volt magasabb órajelekkel. Ez a modell nem lett különösebben népszerű, mivel nem volt annyival gyorsabb az 5900 Ultránál, mint amennyivel az ára magasabb volt. A kártya meglehetősen versenyképes volt a 9800 XT ellenében, de megint csak addig, amíg a pixel shaderek kisebb mértékben kerültek bevonásra.

The way it's meant to be played

Az NVIDIA 2002-es Játék Fejlesztői Konferencián (Game Developers Conference, GDC) bemutatta az új kampányát, motiválandó a fejlesztőket az NVIDIA hardverre történő fejlesztésre. Lehetőséget ajánlott a játékfejlesztőknek az NVIDIA programjában történő további reklámozásra, cserébe a játék NVIDIA grafikus megoldásaira történő tudatos optimalizálásáért.

Windows Vista és GeForce FX PCI kártyák

Habár a legtöbb játékos számára tény, hogy az ATI kártyái tisztán felülmúlták a GeForce FX sorozatot, az NVIDIA visszanyerhet valamennyi piaci részesedést a Windows Vista kiadásával, amelyhez szükséges a DirectX 9 megjelenítési képesség a sokat emlegetett Windows Aero felülethez. Sok felhasználó, akik integrált grafikus processzorral rendelkeznek (ami egyébként bőven megfelel a Vista számára), de AGP vagy PCI-Express bővítőhely nélkül, igényt támaszthatnak DirectX 9 PCI videó kártyára a Vistára történő átállásnál, bár ennek a szűk piacnak a nagysága nem ismert.
Napjainkban a legáltalánosabb alsó kategóriás kártyák GeForce FX sorozatú chipeket használnak: a legtöbb FX 5200 alapú, de néhány FX 5500 (emelt órajelű 5200), vagy FX 5700 LE, (amely hasonló órajelű, mint az 5200, de több pixel pipeline-nal rendelkezik). Rövid ideig az egyetlen más PCI kártya, amely Aero-képes volt, az a kétféle GeForce 6200 PCI kártya, amelyet a BFG Technologies és a 3D Fuzion nevű divíziója gyártott, valamint a SPARKLE, aki szintén készített GeForce 6200 128MB PCI kártyát. Az XGI Technology Volari V3XT szintén DirectX 9 képességű megoldás volt PCI buszra, de az XGI 2006. elején a grafikus piacról való kivonulásával az XGI chip láthatólag nem támogatott az Aero által a Vista Beta 2 kiadásban sem.
Már hosszú ideje az ATI PCI termékvonala az R200 alapú Radeon 9000, 9200 és 9250 kártyákra korlátozódik, amelyek nem képesek megjeleníteni az Aero felületet, mivel mindössze DirectX 8.1 képességekkel rendelkeznek. Ráadásul az ATI elősegíthette, hogy az NVIDIA bebiztosítsa kezdeti dominanciáját a PCI DirectX 9 piacon azzal, hogy felvásárolta az XGI grafikus részlegét. Mindamellett 2006 júniusában egy Radeon X1300 alapú PCI kártya tűnt fel Japánban, tehát úgy látszik, az ATI megpróbál harcba szállni a GeForce FX dominanciájával ebben a szűk szegmensben. Annak ellenére, hogy az ATI hadrendbe állít egy későbbi generációs GPU-t, amelyet a belépőszintre szán, ez a nem-játékos szűk piac az NVIDIÁ-é maradhat az eladások többségével.

A fenti írás nagyrészt a Wikipedia GeForce FX angol nyelvű szócikkének tükörfordítása.

Mélyebb technikai információért javaslom megtekinteni rudi PH-s VGA-guru oldalát: [link]