從芯片小廠成為顯卡巨頭：NVIDIA的逆襲之旅
日前，NVIDIA發(fā)布新顯卡GTX 1080，該顯卡采用帕斯卡架構(gòu)，制程工藝也升級為16nm Finfet。顯存為8GB，峰值功耗為180W。在發(fā)布會的游戲演示中，平均幀數(shù)達到了61幀，GPU溫度為67℃。其實，現(xiàn)在威風(fēng)八面的NVIDIA，也并非生來如此，NVIDIA在GPU方面的地位，也是經(jīng)過艱苦卓絕的市場競爭，并在一系列機緣巧合下的結(jié)果。今天一起回顧一下NVIDIA的逆襲之旅。
昔日的霸主們
想當(dāng)年，從事顯卡開發(fā)的廠家遠不止現(xiàn)在的NVIDIA、AMD、Intel等少數(shù)幾家公司，在NVIDIA展露頭角之前，Trident、S3、3dfx等公司都曾稱雄一時。Trident是SVGA時代的王者，曾憑借Trident 8900/9000系列牢牢的坐穩(wěn)了市場，但遭遇S3挑戰(zhàn)之后，Trident 9680在中高端領(lǐng)域技不如人，而中低端集成顯卡因為Intel的殺入，使Trident在高端市場失利后，在低端市場也失去了安生立命之地，最終逐漸沒落。
S3在2D時代曾經(jīng)大紅大紫，依靠自身在2D領(lǐng)域的技術(shù)實力擊敗了昔日的王者Trident，S3 765更是一代經(jīng)典。不知道是否是因為2D畫質(zhì)方面的造詣過于出色，遲滯了其在3D技術(shù)上的發(fā)展，S3 Virge在Z-buffering、Doubling buffering、Shading、Atmospheric effect、Lighting等3D加速功能方面的表現(xiàn)并不理想，甚至因在一些游戲場景下表現(xiàn)不佳，進而獲得了“3D減速卡”的“美名”。游戲玩家往往將S3的卡作為2D卡，配上一張Voodoo來彌補S3顯卡3D性能的短板。
加上S3的驅(qū)動問題遲遲得不到改善――Savage 2000 Diamond Viper II雖然在理論上具有與NVIDIAGeForce 256一較高下的可能性，但因驅(qū)動問題，致使S3的顯卡在競爭對手面前敗下陣來。之后S3被臺灣VIA收購，但依舊難有起色。在2011年VIA先把S3賣給了HTC，雖然業(yè)界曾經(jīng)期待S3能借助HTC在移動端復(fù)活，然后隨著HTC的江河日下，S3的借助HTC復(fù)活的可能性已接近于零。
然后東邊不亮西邊亮，在2013年與上海市國資委合資成立上海兆芯，上海兆芯獲得了S3的部分技術(shù)，進而研發(fā)出用于機頂盒的Elite1000，該機頂盒成為第一家廣電TVOS“御用”機頂盒，并在廣電“犯規(guī)”的市場推廣能力下，出貨量已達30萬，而下一代產(chǎn)品Elite2000據(jù)網(wǎng)媒爆料，性能與Mali T760MP6相當(dāng)，這恐怕是S3留下的最后遺產(chǎn)。
NVIDIA伺機崛起
之前說過S3的顯卡因為3D性能有限，游戲玩家往往配以張Voodoo來彌補S3顯卡3D性能不足的缺陷。而Voodoo正是3Dfx公司的杰作，由于S3顯卡在2D性能上的短板，使得3Dfx公司在3D加速卡的市場占有率曾達到過85%，如此高的市場占有率自然導(dǎo)致眾多3D游戲紛紛圍繞3Dfx的Glide接口進行開發(fā)，進而使Glide引擎接口一度稱雄3D游戲領(lǐng)域。
但成也Glide接口，敗也Glide接口。由于3Dfx公司沒有抓住機遇推出將2D顯卡和3D顯卡合二為一的產(chǎn)品（Voodoo 2雖然性能相對于Voodoo有很大提升，但依然是一款純3D加速卡，不具備2D顯示功能），而且Glide引擎接口授權(quán)費異常昂貴，這就給后來者一個彎道超車的機會。
在遭到競爭對手沖擊的同時，3Dfx公司又在經(jīng)營策略上下了一步臭棋，收購了板卡制造廠商STB，使3Dfx公司從GPU供應(yīng)商變成了顯卡制造商，這種做法直接將其他板卡制造商打到自己的對立面，使NVIDIA獲得了眾多板卡制造商的支持。
在眾多板卡制造商、微軟DirextX接口、NVIDIA的顯卡的聯(lián)合打擊下，3Dfx公司受到了嚴重沖擊，Glide接口也逐漸被拋棄。而NVIDIA則成為一顆新星正冉冉升起。
將昔日霸主甩在身后
NVIDIA成立于1993年，早起的NV1和NV2并不成功，真正使NVIDIA展露頭角的是Riva 128。Riva 128像素填充率為100Mpixel/s，支持微軟的Direct 3D標(biāo)準，在能效上超越了3Dfx的Voodoo和ATI的Rage Pro，加上價格低廉獲得了整機廠的青睞。
之后，NVIDIA又發(fā)布了RIVA 128ZX，并支持OpenGL，并隨著越來越多的游戲公司支持OpenGL和Direct3D，3Dfx公司的GLIDE接口逐漸有成為雞肋的趨勢。但真正使NVIDIA實現(xiàn)逆襲的卻是Riva TNT。
這個TNT可不是三硝基甲苯，而是TwiN Texel的意思――擁有2條32位像素流水線的架構(gòu)，每條流水線有1個TMU，每個周期可并行處理兩個像素。這使得RIVA TNT的像素填充率達250M Texels/s。
雖然因為制造工藝的問題，導(dǎo)致RIVA TNT的主頻沒有達到預(yù)期水準，但因為之前提到的原因，眾多顯卡制造商站到了3Dfx公司的對立面，加入了NVIDIA陣營，使RIVA TNT的綜合性能雖然略遜色于Voodoo 2，但依舊實現(xiàn)了商業(yè)上的成功。緊接著，NVIDIA乘勝追擊，推出了Riva TNT2，徹底擊敗了Voodoo 3，使NVIDIA成為新的霸主。
在1999年，NVIDIA發(fā)布了GeForce 256。相對于RIVA TNT2，GeForce 256增加了Pixel Shader流水線的數(shù)目，性能得到較大提升，并將3Dfx和S3這些昔日霸主徹底拋在身后，唯獨ATI的Radeon尚具一拼之力。
NVIDIA與ATI
2000年，NVIDIA發(fā)布了GeForce 2，其理論性能是GeForce 256的3.3倍。但因為GeForce 2的存儲器帶寬上存在短板，而且沒有存儲器帶寬節(jié)省技術(shù)，致使其在游戲中的實際表現(xiàn)并沒有達到理論預(yù)期。
與此同時，ATI的Radeon 256問世，Radeon 256支持DirectX 7.0以及DirectX 8.0的部分特性，具備當(dāng)時先進的硬件幾何變形，光照效果和圖像剪切等功能，并可以搭配DDR顯存,并支持三重紋理貼圖，在很多測試中的表現(xiàn)比GeForce 2好。
由于當(dāng)時支持三重紋理貼圖的應(yīng)用程序太少，加上NVIDIA及時更新驅(qū)動，最終使GeForce 2與Radeon 256的競爭中取得優(yōu)勢。隨后，NVIDIA對GeForce 2進行改進，GeForce 2 MX則是集中改進版本中最成功的一款，GeForce 2 MX400更是因為CS的流行而成為很多游戲玩家和網(wǎng)吧的標(biāo)準配置。
2001年，采用R200核心的Radeon 8500雖然曾經(jīng)取得過對GeForce 3的優(yōu)勢，但NVIDIA在2002年發(fā)布GeForce4 MX系列顯卡后，NVIDIA重新確立起自己的優(yōu)勢。正如花無百日紅，ATI基于R300核心開發(fā)的Radeon 9700 Pro瞬間給NVIDIA一記回馬槍，在性能上勝過NVIDIA上一代的GeForce 4 Ti 4600/4800。
就在NVIDIA推出FX 5800 Ultra重新奪回王者寶座沒多久，ATI發(fā)布了Radeon 9800 Pro再度把NVIDIA踩在腳下。為了應(yīng)對Radeon 9800 Pro，NVIDIA發(fā)布了FX 5900 Ultra與FX 5900，ATI發(fā)布Radeon 9800 XT，NVIDIA發(fā)布FX 5950 Ultra。就性能而言，F(xiàn)X 5950 Ultra與Radeon 9800 XT綜合性能不相伯仲。
接下來，NVIDIA和ATI又推出了Geforce 6800 Ultra、GeForce 6800 GT與Radeon X800 Pro、Radeon X800 XT殺得難解難分，并最終以NVIDIA推出GeForce 7800 GTX獲得勝利而告終。即便技術(shù)優(yōu)勢僅僅保持了半年，就被ATI推出的Radeon X1950 XTX扳回一城。NVIDIA推出GeForce 8800 Ultra和Geforce 8800GTX擊敗Radeon HD2900 XT。NVIDIA和ATI一直保持著你追我趕，交替領(lǐng)先的格局，直到2006年AMD收購ATI。
NVIDIA大勢已成
在ATI被AMD收購后，間接將Intel和NVIDIA推進了同一個戰(zhàn)壕。站在事后諸葛亮的角度分析，這項收購也許并不明智，不僅使AMD不得不同時面對Intel、NVIDIA這兩個強敵，還使AMD在耗費了43億美元的流動資金后，很難滿足在CPU和GPU這兩條戰(zhàn)線上同時與Intel、NVIDIA較量。
雖然在XBOX游戲平臺上，由于遭遇三紅問題（NVIDIAGPU溫度過高，導(dǎo)致無鉛錫溶解后短路），使游戲主機大量轉(zhuǎn)投AMD，但在PC方面，雖然AMD也推出過很多飽受市場青睞，或者在性能上超越過NVIDIA顯卡的產(chǎn)品。
在總體上，NVIDIA還是保持了對AMD的相對優(yōu)勢，這一點從NVIDIA和AMD的顯卡售價上就可以看出來。就以最近2年的產(chǎn)品來說，NVIDIA的麥克斯韋架構(gòu)使NVIDIA的顯卡在性能不遜色于AMD的情況下，功耗得到有效控制，而帕斯卡架構(gòu)的GTX1080更是新一代卡皇。
雖然非常希望AMD能翻身，推出綜合性能不遜于Intel、NVIDIA的CPU和GPU，并進一步拉低各家CPU和GPU的市場價格，但AMD糟糕的財務(wù)現(xiàn)狀――2015年第四季度營收為9.58億美元，經(jīng)營虧損4900萬美元，凈虧損1.02億美元，每股虧損0.13美元；非GAAP經(jīng)營虧損3900萬美元，凈虧損7900萬美元，每股虧損0.10美元；2015年全年營業(yè)額為39.9億美元，同比下降28%。這使得AMD恐怕無力投入大量資金和Intel、NVIDIA拼技術(shù)，畢竟僅僅Intel在2015年的研發(fā)投入就高達121億美元，是AMD 2015年營業(yè)收入的3倍。
而根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，拿NVIDIA和AMD在2015年的研發(fā)投入做對比的話，NVIDIA的研發(fā)投入比AMD多46.2%。因此，AMD很可能要依舊保持“卡秒英特爾，U秒NVIDIA”的狀態(tài)，而NVIDIA將繼續(xù)在顯卡/GPU上保持優(yōu)勢。