GeForce 8000: DirectX 10 и универсальные шейдеры

GeForce 9000

GeForce 200

GeForce 400: DirectX 11 и тесселяция

GeForce 500

GeForce 600

GeForce 700

GeForce 8000: DirectX 10 и универсальные шейдеры

В ноябре 2006 года были выпущены первые видеокарты новой 8000 серии — GeForce 8800GTS и 8800GTX. Их сердцем стал чип G80, первенец новой архитектуры Tesla с поддержкой DirectX 10 и шейдеров версии 4.0.

Графическая архитектура была кардинально переработана. G80 состоит из восьми вычислительных блоков, именуемых кластерами текстурной обработки (TPC). Внутри TPC два потоковых мультипроцессора (SM), в каждом из которых два TMU и восемь универсальных скалярных шейдерных процессоров (SP). Равномерно распределяет работу между блоками диспетчер потоков Thread Engine. Помимо работы с графикой, поддерживаются расчеты с помощью нового API СUDA, разработанного NVIDIA.

Растровые блоки сгруппированы по четыре, и привязаны к 64-битному контроллеру памяти. У G80 шесть таких контроллеров. Таким образом, он обладает 384-битной шиной памяти, 24 ROP, 32 TMU и 128 SP. Для сравнения: в современном флагмане RTX4090 - 16384 SP, ровно в 128 раз больше. Шейдерные процессоры в новой архитектуре работают на собственной частоте. Она более чем вдвое превышает частоту ядра и масштабируется вместе с ней. Флагманская карта получила 768 МБ памяти GDDR3 с пропускной способностью 86 ГБ/c.

G80 обеспечивал качественную анизотропную фильтрацию с меньшим штрафом производительности, и поддерживал новые режимы сглаживания — MSAA 8x и CSAA. Тепловыделение чипа достигло 150 Вт. Для запаса по разгону модели оснащались двумя разъемами дополнительного питания 6-pin. Появилась поддержка 3-Way SLI, позволяющего объединить три новые карты в тандем.

В апреле 2007 года выпущено еще два чипа для младших карт серии. Первый — G84 с 32 SP, ставший основой серии GeForce 8600. Второй — G86 с 16 SP, предназначенный для карт 8500GT и 8400GS. Серия GeForce 8600 оснащалась двумя видами памяти: GDDR3 и DDR2. Более бюджетные карты использовали только DDR2. Обе линейки карт имели 256 или 512 МБ памяти.

Карты на флагманском G80 опережали конкурирующую серию Radeon HD 2900, но были очень дороги. G84 был лишь четвертинкой от старшего чипа, и не мог обеспечить хорошей скорости в DirectX 10. Серии требовались не слишком дорогие, но производительные карты, которые стали бы массовыми. В недрах NVIDIA уже кипела разработка еще одного чипа, который решил эту проблему. Встречайте — G92.

В основу G92 лег чип G80 с переносом на 65 нм техпроцесс и серией доработок. Конфигурация памяти была упрощена: осталось четыре 64-битных контроллера из шести. Таким образом, количество ROP сократилось до 16, а шина памяти стала 256-битной. Количество TMU было увеличено до 64 штук. G92 получил поддержку шины PCI-E 2.0, которая удваивает скорость «общения» карты с системой.

Первая модель 8800GT на основе нового ГП, слегка урезанного по блокам, была выпущена в октябре 2007 года. Спустя два месяца увидела свет 8800GTS 512 на полной версии чипа G92. Новые карты пользовались популярностью за счет высокой производительности: первая приближалась к 8800GTX, а вторая часто обгоняла ее. В январе 2008 года успешный чип лег в основу новой младшей карты серии 8800 — 8800GS.

GeForce 9000

GeForce 8800 на чипе G92 имели большой успех, но разрыв в производительности между ними и «середнячками» GeForce 8600 был очень большим. Эту ошибку исправила первая карта новой серии — GeForce 9600GT, основой которой стал чип G94. В его арсенале 16 ROP и 256-битная шина памяти, как и у G92, но вдвое меньшее количество SP и TMU. Невысокая цена вкупе с хорошей производительностью сделали карту не менее популярной, чем ее предшественники высокого класса.

Среди одночиповых решений NVIDIA лидировала, и ей некуда было торопиться. Конкурирующая серия Radeon HD3800 была медленнее, но выпуск двухчиповой 3870X2 в январе 2008 года подорвал позиции лидера. Поэтому в марте была представлена первая двухчиповая карта на архитектуре Tesla — 9800GX2. По сути, модель представляла собой пару объединенных 8800GTS 512 с пониженными частотами. Tепловыделение такого «бутерброда» составило 197 Вт.

Позже чип G92 стал основой карт других карт серии GeForce 9800, а также модели 9600GSO. ГП G94 лег в основу 9600GSO 512 и 9600GS. Основная часть моделей имела 512 МБ или 1 ГБ памяти GDDR3, а модели со 192-битной шиной — 768 МБ.

Для бюджетного сегмента был выпущен новый чип G96, представляющий собой «половинку» от G94 со 128-битной шиной памяти. Он использовался в моделях 9500GT и 9400GT, у которых встречались варианты как c памятью GDDR3, так и с DDR2.

В конце 2008 года NVIDIA перенесла удачные чипы G92 и G94 на более тонкий техпроцесс 55 нм. Обновленные версии заменили старые чипы в картах линеек GeForce 9600 и 9800, снизив их энергопотребление.

GeForce 200

В июне 2008 года, параллельно с расширением графической линейки GeForce 9000, NVIDIA представляет флагманские видеокарты следующего поколения — GTX260 и GTX280.

Чип GT200, используемый в картах, основан на архитектуре Tesla с некоторыми доработками. Шейдерным процессорам добавлена возможность одновременного исполнения двух инструкций, а части из них — поддержка вычислений FP64. ГП получил ускоренный темп работы с геометрическими шейдерами и увеличенное количество одновременно обрабатываемых потоков. Алгоритмы сжатия памяти стали более эффективными.

Строение чипа претерпело некоторые изменения. Теперь в каждом TPC не два, а три SM. Количество TPC увеличено с 8 до 10, вследствие чего полный чип имеет 32 ROP, 80 TMU и 240 SP. Восемь 64-битных контроллеров составляют 512-битную шину памяти GDDR3, которая в топовой карте имела пропускную способность свыше 140 ГБ/c. GT200 был крайне горяч и прожорлив, умудряясь потреблять до 236 Вт. Для его питания понадобилась комбинация из двух коннекторов — 6-pin и 8-pin.

ATI Radeon серии HD4000 были куда успешнее предшественников. Старшая HD4870 могла конкурировать с GTX260 при меньшем энергопотреблении, а двухчиповая HD4870X2 не оставляла камня на камне от GTX280 в играх, оптимизированных под CrossFire.

В конце 2008 года NVIDIA перенесла GT200 на техпроцесс 55 нм, тем самым немного остудив его горячий нрав. Эта версия нашла применение в обновленных моделях GTX260 216, GTX 275, GTX285, а также GTX295 — нового двухчипового короля графики, ставшего ответом на HD4870X2. Все карты на чипе GT200, за исключением GTX280 и GTX285 с 1ГБ, обладают нестандартным объемом памяти 896 МБ — это следствие урезанной до 448 бит шины памяти.

В 2009 году была представлена GTS250 на базе чипа G92, уже знакомого по предыдущим сериям. На моделях бюджетного ценового сегмента NVIDIA решила обкатать технологию производства 40 нм, выпустив три новых ГП: GT215, GT216 и GT218. Они получили слегка доработанную версию архитектуры Tesla с поддержкой DirectX 10.1 и шейдерной модели 4.1. Карты выпускались в двух вариантах — с 512 МБ и 1 ГБ памяти.

Старший чип GT215 с 96 SP лег в основу модели GT240, которая первой из карт компании получила версию с памятью GDDR5. Средний GT126 с 48 SP использовался в модели GT220. Оба чипа получили 128-битную шину памяти, в отличие от младшего ГП GT218 с шиной 64 бит. Он использовался в картах GeForce 205 и 210, и имеет всего 16 SP.

GeForce 400: DirectX 11 и тесселяция

Первые карты серии GeForce 400 с поддержкой DirectX 11, основными новшествами которого являются поддержка тесселяции и вычислений DirectCompute, были представлены в марте 2010 года. В их основу легла новая архитектура Fermi и уже обкатанный техпроцесс 40 нм. Конкуренты в этот раз выпустили новые карты быстрее — линейка Radeon HD5000 появилась на рынке на полгода раньше.

Дебютной новинкой стала карта GTX480 на чипе GF100. Он состоит из четырех вычислительных графических кластеров (GPC). В каждом из них находятся по четыре SM. Один SM содержит 32 SP и блок Polymorph Engine, предназначенный для работы тесселяции.

Полный GF100 имеет 48 ROP, 64 TMU и 512 SP. Шина имеет ширину в 384 бита, а в качестве памяти используется 1.5 ГБ GDDR5 с полосой пропускания 177 ГБ/c. Чип был очень сложным, трудно было добиться малого количества брака. Поэтому в топовой GTX480 использовалась урезанная версия GF100, TDP которого даже в таком виде достигло 250 Вт. ГП поддерживает технологию 4-way SLI, которая позволяет объединить силы сразу четырех карт.

Модель GTX470 вдобавок к еще более урезанному чипу получила меньшую ширину шины — 320 бит, из-за чего объем памяти составил нетипичные 1280 МБ. Младшая GTX465 получила 1ГБ 256-битной памяти, и растеряла львиную долю SP — их осталось всего две трети.

Карты на GF100 опережали предыдущее поколение до полутора раз, но стоили недешево, требовали мощного питания и хорошего охлаждения. В июле 2010 года была представлена GTX460: карта среднего ценового сегмента, получившая популярность. В ее основе чип GF104, получивший 384 SP и 256-битную шину. Он получил улучшения TMU, позволяющие обрабатывать текстуры FP16 вдвое быстрее.

GTX 460 имела две разновидности: с полной 256-битной шиной и урезанной до 192 бит. В первом случае объем памяти составил 1 ГБ, во втором — 768 МБ. Чип был немного урезан по блокам в обеих картах, но больше всего — в появившейся позже GTX460 SE.

По чистой производительности GeForce 400 были сравнимы с серией Radeon HD5000, но значительно опережали их при использовании тесселяции — соответствующий блок у карт ATI был слабее.

Осень 2010 года принесла с собой бюджетные новинки. Чип GF106 — половина от полного GF104, стал основой GTS450. Она имеет 1 ГБ 128-битной GDDR3 или GDDR5, хотя ГП поддерживает 192-битный интерфейс памяти.

GT440 получила две разновидности. Первая основана на урезанном по блокам GF106, но со 192-битной памятью GDDR3. Вторая — на чипе GF108, младшем в линейке. Он содержит всего 96 SP и обладает 128-битной шиной. Помимо GT440, этот же чип использует младшая GT430.

GeForce 500

Линейка GeForce 500 представляет собой обновление GeForce 400, и использует ту же архитектуру Fermi. Прирост производительности в этом поколении небольшой.

Чип GF110 пришел на смену GF100, повторяя его по устройству и количеству различных блоков. ГП получил удвоенный темп обработки текстур формата FP16, аналогично GF104 из прошлой линейки. К тому же, он научился более эффективно отбрасывать полигоны, невидимые в кадре. Благодаря отлаженному производству удалось повысить частоты и сохранить все блоки чипа активными во флагмане GTX580. Совокупность изменений ускорила карту на 15–20% по сравнению c GTX480.

GTX580 увидела свет в ноябре 2010 года. Как и предшественник, карта оснащалась 1.5 ГБ 384-битной GDDR5, хотя позже появились и варианты с 3 ГБ. Пропускная способность памяти возросла до 192 ГБ/c. GTX570 основана на том же чипе, но с частью отключенных блоков. Шину памяти урезали до 320 бит, а объем — до 1280 или 2560 МБ. Позже на основе еще более урезанного чипа были выпущены две модели GTX 560 Ti, отличающиеся различным количеством активных SP.

В январе 2011 года на сцену выходит GTX560 Ti на основе ГП GF114, являющегося ближайшим родственником GF104. Как и в случае с GTX580, старшая карта теперь имеет полный чип. Память 256-битная, аналогично предшественнику. Позже в продажу поступили GTX560 и GTX560SE, обладающие меньшим количеством активных SP, но сохранившие полную шину. Объем памяти всех моделей линейки — 1 или 2 ГБ.

Двухчиповая Radeon HD5970 конкурента в прошлом поколении осталась без ответа. В марте AMD, которая уже перестала использовать в названиях карт бренд ATI, запускает следующую «двухголовую» карту HD6990. На этот раз NVIDIA подготовила ответную меру: ей стала GTX590, представляющая собой склейку из двух GTX580 со сниженными частотами. TDP достиг внушительных 365 Вт, вследствие чего карта впервые потребовала двух дополнительных разъемов питания 8-pin.

Одновременно с GTX590 появилась GeForce GTX 550 Ti на базе наследника GF106 — чипа GF116. В отличие от предшественницы, она получила 1 ГБ 192-битной памяти. Это стало возможным благодаря микросхемам памяти с разной плотностью. Позже на базе того же чипа вышла GT545 с 1.5 ГБ GDDR3.

Младший чип получил название GF119. Имеющий всего 48 SP и 64-битную шину, он нашел пристанище в самой бюджетной карте серии — GT520.

GeForce 600

Первой картой новой серии стала GTX680, выпущенная в марте 2012. В ее основе лежит архитектура Kepler, которая получила внутреннюю реорганизацию и поддерживает часть возможностей DirectX 11.1/11.2.

В ГП архитектур Tesla и Fermi шейдеры работают на своей частоте не просто так: на старых техпроцессах было невозможно «впихнуть» в чип большое количество SP, вместо этого увеличивали их частоту. Чипы Kepler перешли на 28 нм техпроцесс, который позволил разместить больше SP на той же площади, а также преодолеть барьер частоты ядра в 1 ГГц. Поэтому от старой схемы отказались, приведя к единой частоты работы ядра и шейдеров.

Основой GTX680 стал чип GK104. У него четыре GPC, но мультипроцессоров в каждом не по четыре, а по два. Теперь они содержат в себе гораздо большее количество SP — 192. Блок тесселяции Polymorph Engine 2.0 стал быстрее. Полный чип содержит 32 ROP, 128 TMU и 1536 SP. ГП получил поддержку шины PCI-E 3.0, удваивающей скорость обмена данными между картой и системой.

Ширину шины сократили до 256 бит, но за счет более быстрой GDDR5 пропускная способность осталась на уровне GTX580. Появилась технология GPU Boost — теперь частота ядра не фиксированная, а динамическая, в зависимости от нагрузки на ГП и его энергопотребления. Последнее стало довольно скромным — 195 Вт.

Карта конкурировала с ранее представленной Radeon HD7970, обгоняя ее в старых проектах. А вот в новых все было не так однозначно: представительница AMD получила новую архитектуру GCN, в которой устранили слабые места прошлого поколения, и с каждой новой игрой разрыв между картами только сокращался.

Вскоре появилась GTX690 — двухчиповая карта с парой GK104 и TDP 300 Вт. За ней последовала GTX670 со слегка урезанным чипом. Младший вариант на GK104 — GTX660 Ti. Как и прочие карты на чипе, она имеет 2 ГБ памяти GDDR5, но отличается 192-битной шиной.

GTX 660 появилась через полгода после выхода флагмана. В ее основу лег чип GK106 с 960 SP, а память представляли 2 ГБ 192-битной GDDR5. Чуть позже свет увидели две версии GTX650 Ti на том же чипе: обычная с урезанной до 128 бит шиной, и версия «Boost» с полной шиной памяти. Часть блоков в этих картах была отключена. К тому же, в отличие от старшей, они были доступны в двух версиях: с 1 и 2 ГБ памяти.

Младшим чипом GK107 оснащались две карты, GTX650 и GT640. Обе имели полную версию чипа с 384 SP, отличия в частотах и типе памяти: первая оснащалась GDDR5, вторая — GDDR3. Бюджетные карты GT630, GT620 и GT610 были построены на чипах архитектуры Fermi: GF108 и GF119.

GeForce 700

В феврале 2013 года была выпущена карта GTX Titan, с которой началась история GeForce 700, хотя номинально в эту линейку модель не входила.

GK110, ставший основой карты, построен на той же архитектуре Kepler. По сравнению с GK104, чип разросся «вширь». Новый ГП имеет пять GPC, в каждом из которых три SM. В каждом SM значительно возросло число блоков FP64, обычно используемых для неигровых вычислений — с 8 до 32.

Полный чип имеет 48 ROP, 240 TMU и 2880 SP. При этом количество активных блоков в карте было слегка сокращено. GK110 обладает 384-битной шиной памяти, которую у GTX Titan представляют 6 ГБ GDDR5. Ее пропускная способность достигла 288 ГБ/c. Технология GPU Boost была обновлена до версии 2.0, позволяющей эффективней повышать частоту с учетом температуры чипа. TDP карты достиг 288 Вт.

GTX Titan предназначался в первую очередь для неграфических вычислений, но на некоторое время получил статус самого быстрого игрового решения. Спустя три месяца NVIDIA выпустила первую игровую карту на чипе GK110 — GTX 780. Чтобы не составлять конкуренцию GTX Titan, чип был урезан еще сильнее, а cкорость вычислений FP64 ограничена. Карта получила 3 ГБ памяти, хотя иногда встречались и варианты с 6 ГБ.

Спустя год эту пару на посту сменили GTX Titan Black и GTX 780 Ti, обладающие чипами GK110 со всеми активными блоками. В мае 2014 NVIDIA представила двухчиповый GTX Titan Z, ставший кульминационной точкой развития архитектуры Kepler и последней картой компании с двумя ГП.

AMD ответила картами серии R9 290. Как и в случае с парой GTX680/HD7970, новая пара GTX780 Ti/R9 290X с переменным успехом «бодалась» друг с другом. Флагман NVIDIA на старте был быстрее и стоил дороже, но со временем карта AMD стала его обгонять.

Ступенькой ниже карт на GK110 расположились модели на уже знакомом нам GK104. GTX 680 «превратилась» в GTX770. GTX 760 получила на четверть урезанный чип, но за счет 256-битной шины памяти, хорошей производительности и гуманной цены карта стала очень популярным решением. Обе карты оснащались 2 или 4 ГБ памяти.

Февраль 2014 года принес с собой новинки: GTX750 и GTX750 Ti. В отличие от прочих решений GeForce 700, в них использовался новый ГП архитектуры Maxwell — GM107, подробнее о котором мы расскажем в третьей части истории.

Более бюджетные карты серии использовали как старые чипы GK107 и GF108, так и новый бюджетный чип архитектуры Kepler — GK208. Аналогично GK107, он имеет 384 SP, но обладает вдвое меньшим количеством растровых и текстурных блоков. Шина памяти сокращена до 64-битной, а интерфейс подключения к системе ограничен режимом PCI-E 2.0 x8. Полный чип лег в основу GT730, версия с половиной активных SP использовалась в GT720 и GT710.

С появлением ОС Windows 10 линейки видеокарт GeForce 400, 500, 600 и 700 получили частичную поддержку DirectX 12. Но полностью соответствуют функциям нового API только более современные поколения видеокарт, которые поддерживают его изначально.

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ...

NVIDIA. Давний и бессменный лидер рынка дискретных графических процессоров. Рассмотрим, как появились и развивались видеокарты NVIDIA. Первая часть повествует о становлении графики компании в период до появления DirectX 10.

STG-2000: неоднозначный первенец

RIVA 128: совместимость с DirectX

RIVA TNT: мультитекстурирование

GeForce 256: аппаратная трансформация и освещение

GeForce 2

GeForce 3: шейдеры

GeForce 4

GeForce FX5000: ранний DirectX 9

GeForce 6000: DirectX 9.0c и HDR

GeForce 7000

STG-2000: неоднозначный первенец

NVIDIA была основана в 1993 году. Тогда происходил рост популярности трехмерных игр, который делал перспективным разработку 3D-ускорителей. Именно этим и занялась новая компания.

В течение двух лет NVIDIA разрабатывала свой первый продукт, и, наконец, представила его в мае 1995 года. Это была мультимедийная карта STG-2000 на базе чипа NV1. Плата имела разъем PCI и объединяла в себе 3D-ускоритель, блок работы с 2D-графикой и звуковую карту.

NV1 стал первым графическим чипом для IBM-PC совместимых компьютеров с поддержкой аппаратного текстурирования. Он имел по одному текстурному модулю (TMU), пиксельному конвейеру и растровому блоку (ROP). Чип производился по техпроцессу 500 нм и работал на частоте 12 МГц. В качестве памяти использовалось 2 или 4 МБ EDO RAM с пропускной способностью 600 МБ/c.

Особенностью NV1 стала работа с четырехугольными примитивами, аналогично приставке Sega Saturn. Несколько игр с этой приставки, такие как Virtua Fighter и Panzer Dragoon, были портированы на ПК и успешно работали на STG-2000.

Вскоре после выхода STG-2000 компания Microsoft представила API DirectX, работающий с треугольными полигонами. В итоге чип NV1 остался не у дел. NV2, разрабатываемый в недрах компании для приставки Sega Dreamcast, был отменен.

RIVA 128: совместимость с DirectX

В 1996 году NVIDIA приступила к работе над 3D-ускорителем, работающим с треугольными полигонами. В приоритете была максимальная совместимость с графическими API DirectX 5 и OpenGL 1.0. В основе ускорителя лежит доработанная архитектура прошлого чипа, получившая название Fahrenheit. Разработка увидела свет в августе 1997 года — тогда компания представила карту RIVA 128.

Сердцем модели стал чип NV3, выпускаемый по техпроцессу 350 нм. Как и предшественник, он имел по одному пиксельному конвейеру, ROP и TMU, но обладал гораздо более высокими частотами чипа и памяти — оба работали на 100 МГц. Память представляла SGRAM объемом 4 МБ. Ее полоса пропускания увеличилась до 1.6 ГБ/c благодаря 128-битной шине. Буфер кадра и текстуры могли храниться в системной ОЗУ. Чип NV3 одним из первых получил поддержку шины AGP 2x, но выпускались и PCI-карты.

RIVA 128 стала первым популярным продуктом компании благодаря совместимости с DirectX, неплохой производительности, а также сочетанию обработки 2D-изображения и 3D-ускорителя в одной карте — конкурирующая Voodoo Graphics от 3dfx Interactive для своей работы требовала дополнительной 2D-карты. Другой конкурент, ATI 3D Rage Pro, обладала сравнимой с RIVA 128 функциональностью, но часто была медленнее, и вдобавок не поддерживала OpenGL.

В феврале 1998 года NVIDIA выпускает обновленную RIVA 128 ZX. Объем памяти возрос до 8 МБ, а ее частота увеличилась на четверть.

RIVA TNT: мультитекстурирование

На фоне усиливающейся конкуренции со стороны Voodoo 2, NVIDIA понадобилось более производительное решение. Им стала RIVA TNT на базе чипа NV4, выпущенная в июне 1998 года. Модель получила поддержку мультитекстурирования, которое стало одним из главных нововведений DirectX 6 и OpenGL 1.2.

Конвейеров, ROP и TMU в NV4 стало по два. Чип научился работать с 32-битным цветом и 24-битным Z-буфером, в отличие от конкурирующей Voodoo 2, и получил более качественную фильтрацию текстур. Память представляли 8 или 16 МБ SDRAM. Модели все чаще стали оснащаться активным охлаждением, хотя чип еще мог обходиться и без него.

Voodoo 2 была популярнее и показывала более высокую производительность при использовании собственного API Glide, который к тому времени получил большое распространение в играх. Но Riva TNT привлекла внимание к DirectX и OpenGL. Единственная модель не способствовала популярности, поэтому в начале 1999 года NVIDIA решила расширить линейку новыми моделями RIVA TNT2.

Карты серии TNT2 основаны на чипе NV5. Новый техпроцесс 250 нм позволил повысить частоты до полутора раз. Чип получил поддержку шины AGP 4x, 32-битного буфера и текстур разрешением 2048х2048. Карты серии TNT2 оснащались 16 или 32 МБ памяти SDRAM. Для сравнения: у современной RTX4090 24 ГБ памяти. Или, по меркам 1998 года, 24576 МБ.

Бюджетные модели основывались на NV6, упрощенном варианте NV5 с 64-битной шиной. Самой быстрой картой с ним стала Riva TNT2 M64. Младшие модели со сниженными частотами получили названия Vanta и Vanta LT.

Главным конкурентом линейки TNT2 стала Voodoo 3. Несмотря на меньшие продажи и более низкую производительность, линейка RIVA TNT2 за счет разнообразия моделей нашла применение в компьютерах разных ценовых сегментов, тем самым поспособствовав популяризации 3D-игр.

GeForce 256: аппаратная трансформация и освещение

Развитие 3D-ускорителей в 90-е годы происходило бурно, но большую часть обработки графики все так же выполнял ЦП компьютера. В сентябре 1999 года Microsoft выпустила DirectX 7, который принес поддержку аппаратной трансформации и освещения (T&L) с помощью видеокарты.

В октябре 1999 года NVIDIA дает старт карте GeForce 256. В ее основе графическая архитектура Celsius. Чип NV10 имеет аппаратный блок T&L и четыре пиксельных конвейера, к каждому из которых привязано по одному ROP и TMU. 128-битная шина поддерживает два вида памяти — SDRAM и DDR. Пропускная способность модели с DDR была почти вдвое выше, чем у версии с SDRAM: 4.8 ГБ/c против 2.6 ГБ/c. Имелись версии с 32 и 64 МБ памяти.

На внедрение аппаратного T&L в игры потребовалось время, и на момент выхода дороговизна GeForce 256 не оправдывала чистого роста производительности без учета этой технологии. С оптимизированными играми в системах со слабым процессором карта могла значительно превосходить предшественников и конкурентов, но такое применение было маловероятно.

GeForce 2

В апреле 2000 года была выпущена первая карта серии GeForce 2 на базе чипа NV15, переведенного на техпроцесс 180 нм.

Новшеством по сравнению с NV10 стало два TMU на конвейер. TMU работают совместно с новым блоком Nvidia Shading Rasterizer, который смешивает текстуры для реализации эффектов мультитекстурирования. Таким образом, реализованы некоторые функции DirectX 8, хотя шейдеров у ГП еще нет. Используется память DDR. Ее полоса пропускания возросла до 7.3 ГБ/c.

В июне свет увидела бюджетная серия GeForce 2 MX. В ее основу лег чип NV11, получивший вдвое меньше блоков, чем NV15, но сохранивший 128-битную шину. Большинство карт серии оснащались памятью SDRAM, хотя существуют и варианты с 64-битной DDR.

С появлением GeForce 2 и первых Radeon от ATI, поддержка аппаратного T&L в играх стала распространяться все больше. Voodoo 4 и 5 появились позже, и уже не могли обогнать конкурентов по производительности при гораздо большей цене. В итоге, в конце 2000 года NVIDIA купила 3dfx Interactive, тем самым положив конец одному из конкурентов.

В отличие от прошлой линейки, карты серии GeForce 2 стали по-настоящему массовыми. Игры положительно откликались на удвоенное количество TMU, но производительность все чаще стала упираться в пропускную способность памяти.

GeForce 3: шейдеры

В феврале 2001 года была представлена GeForce 3. В ее основу лег чип NV20 на архитектуре Kelvin, производимый по 150 нм техпроцессу. Главным улучшением стала программируемая шейдерная архитектура с поддержкой DirectX 8.0.

Конфигурация NV20 схожа с предшественником: 4 ROP и 8 TMU. На каждый из четырех конвейеров приходится по пиксельному шейдеру. Еще один шейдер используется для обработки вершин, он совмещен с блоком T&L. 128-битная шина памяти стала использоваться более эффективно благодаря технологии сжатия Lightspeed Memory Architecture. GeForce 3 оснащаются 64 или 128 МБ памяти DDR.

NV20 получил поддержку сглаживаний MSAA и Quincunx, которые значительно быстрее доступного ранее SSAA. Работа анизотропной фильтрации улучшена, добавлена поддержка текстур разрешением 4096х4096. ГП поддерживает технологию RT-Patches, являющуюся одним из предков современной тесселяции, но так и не получившую распространения.

Производительность GeForce 3 в старых играх, не использовавших шейдеры, была на уровне или даже ниже прошлой линейки GeForce 2. Как и конкурирующий Radeon 8500 на чипе R200, карты стали раскрываться только с приходом игр с поддержкой DirectX 8. К тому времени компания выпустила следующее поколение карт, обладающее повышенной производительностью — GeForce 4.

GeForce 4

В феврале 2002 года были представлены GeForce 4 — новые представители архитектуры Kelvin, распространившие ее в массы. Чип NV25 схож с NV20, но имеет два вершинных шейдера, которые могли работать как сдвоенный блок T&L. Добавилась поддержка пиксельных шейдеров версии 1.3, требующаяся для совместимости с DirectX 8.0a. Сглаживание теперь отнимало меньше производительности. Ядру покорились 300 МГц частоты, а память ускорилась на четверть, хотя объем не изменился.

NV25 использовался в производительной линейке GeForce 4 Ti. В бюджетной линейке GeForce 4 MX использовался другой чип — NV17, который из-за отсутствия шейдеров ограничен DirectX 7. Он достаточно схож с NV11, использовавшимся в GeForce 2 MX, и немного быстрее него за счет частоты и поддержки технологии сжатия памяти.

В конце 2002 года появились модели на чипах NV28 и NV18. Они повторяли прежний ассортимент, но получили поддержку шины AGP 8x.

Ti-модели были дорогими, MX — дешевыми. Поэтому GeForce 4 MX пользовались популярностью. Но с появлением игр, которые задействовали шейдеры, их пользователи остались не у дел: в ранних проектах не отображались некоторые эффекты, а более поздние отказывались запускаться. Благо, после этой серии производитель избавился от подобной практики, и современные Ti-модели по функциональности не отличаются от обычных карт серии.

У ATI не было адекватного ответа на топовые GeForce 4 Ti до июля 2002 года, когда была выпущена гораздо более быстрая Radeon 9700 Pro с поддержкой DirectX 9. Но спустя полгода NVIDIA ответила новой линейкой — GeForce FX5000.

GeForce FX5000: ранний DirectX 9

В январе 2003 года NVIDIA выпускает первые карты линейки GeForce FX5000, рассчитанные на работу с DirectX 9. В их основе новая архитектура Rankine.

Потребляемая мощность превысила возможности слота AGP, поэтому GeForce FX потребовали дополнительного питания с помощью разъема MOLEX. Появилось автоматическое управление вентилятором в зависимости от температуры ГП.

Первыми стали карты серии FX5800 на основе 130 нм чипа NV30. 4 ROP и 8 TMU соседствуют с четырьмя пиксельными и тремя вершинными шейдерами, которые переработаны для поддержки шейдерной модели 2.0a и управления потоком команд. К 128-битной шине подключалось 128 МБ памяти нового типа — GDDR2. Качество сглаживания и анизотропной фильтрации улучшилось. К тому же, они стали меньше влиять на производительность.

Карты серий FX5600 и FX5200 вышли спустя два месяца. В их основе — чипы NV31 и NV34. По сравнению со старшим NV30, у них вдвое меньше TMU. Младший NV31 имеет несколько упрощений в работе конвейеров. В отличие от старшей карты, здесь использовалась обычная память DDR объемом 64, 128 или 256 МБ.

Во второй половине 2003 года NVIDIA выпустила обновленные чипы NV35 и NV36, пришедшие на смену NV30 и NV31. Пиксельные процессоры получили усовершенствования, повышающие производительность. NV36 лег в основу карт серии FX5700, которые комплектовались памятью DDR, GDDR2 или GDDR3. NV35 использовал обычную DDR, но за счет 256-битной шины превосходил NV36 по пропускной способности памяти в два раза. Этот чип использовался в серии карт FX5900.

Выпущенный позже NV38 представлял копию NV35, оптимизированную для достижения высокой частоты. Его обладателем стала топовая FX 5950 Ultra. В начале 2004 года NVIDIA выпускает модели серии с интерфейсом PCI-E x16, который реализуется с помощью чипа-моста HSI. Эти карты получают новый суффикс «PCX».

Несмотря на поддержку DirectX 9, серия FX работала с ним достаточно медленно из-за малого количества шейдерных блоков. Конкурирующие Radeon на базе чипов серии R300 в этом плане были быстрее. Повышение производительности в новом API принесет следующая серия карт — GeForce 6000 на новой архитектуре Curie.

GeForce 6000: DirectX 9.0c и HDR

Первые карты нового семейства выпустили в мае 2004 года — за несколько месяцев до прихода DirectX 9.0c, поддержкой которого они могли похвастать. Обновленный DirectX принес рендеринг в расширенном динамическом диапазоне (HDR) и шейдеры версии 3.0.

Большинство моделей линейки выпускались со 128 или 256 МБ памяти, за исключением топовой 6800 Ultra, которая имела вариант с 512 МБ. Эти карты первыми получили поддержку технологии SLI, позволяющей объединять силы двух ГП для ускорения работы игр.

Шейдерные процессоры получили множество улучшений и изменения в организации. Каждый пиксельный шейдер содержит в себе два ALU, занимающихся вычислениями. По четыре шейдера и TMU сгруппированы в пулы квадов, которые работают с фрагментами изображения 2х2 пикселя. В дебютном чипе NV40 четыре пула — то есть, 16 шейдеров и 16 TMU.

Помимо этого, в чипе шесть вершинных шейдеров, а также 16 блоков ROP. Интерфейс памяти 256-битный. Он способен работать с DDR, DDR2 и GDDR3, пиковая пропускная способность которой достигла 35 ГБ/c. NV40 используется в серии видеокарт GeForce 6800.

Практически каждая модель серии имела два вида: с интерфейсами AGP 8x и PCI-E x16. Мост HSI, ранее распаиваемый на плате, интегрировали на подложку ГП. AGP-варианты получали дополнительное питание через разъемы MOLEX, а для PCI-E карт стал использоваться привычный и сегодня разъем питания 6-pin.

Чип NV40 получил несколько обновлений. В NV41 был интегрирован мост HSI для реализации PCI-E варианта. NV42 перенесли на более тонкие нормы 110 нм, как и младшие модели чипов. NV45 остался на техпроцессе 130 нм, но получил оптимизации для достижения более высоких частот. Конкурирующая серия Radeon X800 превосходила GeForce 6800 при использовании шейдеров версии 2.0, но более современные шейдеры версии 3.0 не поддерживала.

Старшие карты были хороши, но достаточно дороги. В августе 2004 года NVIDIA выпускает видеокарту среднего ценового сегмента, сразу же ставшую хитом — 6600GT. Несмотря на более простой чип NV43, содержащий лишь 4 ROP, половину шейдерных процессоров и TMU от полного NV40, карта показывала хорошую производительность. Свою роль в этом сыграла быстрая память GDDR3, хотя шина памяти у нового ГП была урезана до 128 бит.

На основе NV43 вышли и другие модели серий 6600 и 6200, в которых была заблокирована часть имеющихся блоков. В младшем чипе NV44 осталась лишь половина блоков от NV43, за исключением трех вершинных процессоров. Этот ГП использовался в картах серии GeForce 6200 и 6500.

GeForce 7000

Серия GeForce 7000 также основана на архитектуре Curie, но с некоторыми доработками Карты получили улучшения в поддержке сглаживания: стали доступны гамма-коррекция и Transparency AA, за счет комбинации методов сглаживающий полупрозрачные текстуры.

Первенец серии GeForce 7800 был выпущен в июне 2005 года. Чип G70 получил шесть пулов квадов, 24 TMU и столько же пиксельных шейдеров. В состав последних, помимо векторных ALU, вошли два небольших скалярных ALU для простых операций. Это дало прирост производительности при выполнении сложных шейдеров.

Вершинные шейдеры изменений не претерпели, но их количество увеличилось до восьми. Аналогично NV40, у G70 16 блоков ROP и 256-битная шина памяти. Карты GeForce 7800 оснащались 256 или 512 МБ памяти GDDR3, которая обеспечивала полосу пропускания до 54 ГБ/c. Интерфейс PCI-E x16 теперь был интегрирован в чип, а для реализации шины AGP применялся «развернутый» мост HSI.

Среди продуктов NVIDIA эта линейка карт последней получила AGP-модели. После этого по сей день все видеокарты для соединения с системой используют только интерфейс PCI-E, в том числе современные NVIDIA RTX. В марте 2006 года на смену G70 пришел G71. Он производился по более тонкому техпроцессу 90 нм, который снизил TDP и увеличил рабочие частоты. На основе G71 были выпущены карты серии GeForce 7900, в том числе первые двухчиповые модели компании — 7900GX2 и 7950GX2.

Одночиповые GeForce 7900 модели конкурировали с картами серии Radeon X1800 и X1900, которые где-то превосходили, а где-то наоборот уступали продукции NVIDIA. Связка двух карт этих серий в CrossFire противопоставлялась двухчиповым 7900GX2 и 7950GX2.

В отличие от топовых, карты среднего и младшего ценового сегмента серии GeForce 7000 имели 128 или 256 МБ памяти. Средний сегмент представлял G73 — «половинка» старшего чипа, не считая еще один вершинный шейдер. К 128-битной шине памяти подключалась память DDR2 или GDDR3. Полный чип стал основой серии GeForce 7600, а урезанная версия — модели 7300GT.

Младший G72 использовался в сериях GeForce 7300 и 7200. Его характеристики по сравнению с G73 урезали вдвое. Ширина шины памяти у разных моделей — 64 или 32 бита. В основе модели 7100GS — чип прошлого поколения NV44.

GeForce 7000 стала последней линейкой с отдельными пиксельными и вершинными шейдерами. Следующая линейка GeForce 8000 принесла универсальные шейдеры, которые и до сих пор используются в любой современной видеокарте

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ...

Nvidia не на шутку напрягает Минюст США. Тамошние антимонопольщики решили, что Nvidia слишком уж зажала рынок ИИ и гребет под себя весь хайп. Они начали копать, не мешает ли эта технокорпорация другим жить и не душит ли тех, кто осмелится не брать её чипы. Акции Nvidia уже полетели вниз, и они потеряли 279 миллиардов за день, хотя всё ещё на коне благодаря бешеному спросу на ИИ-шные мозги.

Nvidia ускоряется, лазерная гонка, игры киберпанков | В цепких лапах
https://oper.ru/news/read.php?t=1051626616

00:00 Начало
00:30 Во что поиграть на Neuralink
02:28 Tesla погубила человека
05:13 NVIDIA ускорилась
06:53 Как сидят профессионалы
09:13 Машина, которая работает за тебя
10:30 Технологический предел
14:10 Новый микроэлектронный путь
16:10 Лазерный ответ

Аудиоверсия:
https://oper.ru/video/getaudio/v_lapah_neuralink.mp3

Nvidia обогнала по стоимости Saudi Aramco, и теперь выше детища Дженсена Хуанга лишь Microsoft да Apple. Microsoft за последние годы ИИ-бума влезли в очень плотную зависимость от чипов Nvidia, из-за чего сейчас экстренно пилят собственную замену. Apple же слез с чипов Nvidia в 2010-х, но, уверен, у Nvidia неплохие шансы пободаться и с этим гигантом.

Возможно, кто-то спросит "Аффтар, почему ты так уверено назвал Nvidia главной компанией нашего будущего?". Отвечу: "Потому что Nvidia продает те самые пресловутые лопаты современным золотоискателям. А это самая надежная и устойчивая бизнес-стратегия независимо от эпохи и контекста".

Ладно, к делу. Изучая материалы про Nvidia, я регулярно сталкивался со следующим лейтмотивом:

"Да просто чуваки каждый раз оказывались вовремя с востребованным продуктом. Они просто крайне везучие".

Так вот, если компания умудряется несколько раз подряд оказаться с востребованным продуктом (причем, самым популярным на рынке, или одним из самых) в нужные моменты времени, то это означает, что у компании офигеть какая мощная стратегия, а СЕО - крутой визионер.

Поэтому, в этом материале я хочу не просто рассказать историю развития компании и основные этапы её развития. Но также понять, как Дженсену и ко. удавалось делать настолько верные и точные стратегические ставки. А еще, по ходу дела расскажу, что же за продукцию такую производит эта Nvidia, что на неё всегда есть устойчивый спрос в самых разных индустриях и сегментах рынка.

Disclaimer. История Nvidia - это большой и яркий путь с россыпью крутых бизнес-решений. Так что, я поделю материал на две части. Сегодня расскажу, как из небольшого перспективного "стартапа из кафешки" Nvidia превратилась в важнейшего производителя железа для современной технологических отраслей. А во второй части (coming soon) мы разберемся, как Nvidia из просто крупной и важного игрока превратилась в главную компанию будущего, которая (очень возможно), скоро станет самой дорогой корпорацией в истории.

Этап первый. Как жизнь Nvidia чуть не закончилась после первого же выпущенного чипа

Думаю, многие из вас слышали историю, как Дженсен Хуанг, Крис Малаховски и Кертис Прэм сели за столик в дешевой кафешке в Сан-Хосе и стали думать, какая технология станет the next big thing в этом мире. Еще ходит байка, что эта забегаловка была в таком суровом районе, что в её стенах зияли дырки от гангстерских пуль.

Последний факт, наверно, должен был символизировать стартаперский дух начинания, но на самом деле все трое фаундеров на тот момент уже были состоявшимися взрослыми спецами. Например, наш главный герой трудился руководителем направления в LSI Logic - довольно крупном производителе интегральных схем, а два других партнера инженерили в Sun Microsystems (эту компанию позже поглотит Oracle). В общем, ребята были весьма матерыми профи, а не какими-то оборванцами, бросившими колледж ради стартапа в гараже.

Приятели сходились во мнении, что компьютерная отрасль только набирает обороты, и что в самое ближайшее время машины будут использоваться для все более широкого спектра вычислительных задач. А значит, центральным процессорам (CPU) явно понадобится помощь. Эта помощь называется аппаратное ускорение вычисления.

В двух словах. CPU - это такой "мозг компьютера". Он обрабатывает сигналы и распределяет вычислительные команды. А теперь представьте, что вам на работе подкинули 10-20 задач одновременно. Что случится с вашим мозгом? Правильно, он "перегреется" и вы поймаете мощный приступ прокрастинации (=зависнете). То же самое и с центральным процессором компьютера, который должен выполнять все больше и больше задач одновременно.

Так вот, элементы аппаратного ускорения - это такие вспомогательные мини-мозги, призванные разгрузить основной мыслительный центр.

Без этих штук мы едва бы смогли параллельно запустить на ноутбуке несколько вкладок браузера, эксель, фотошоп, Телегу, и игру в отдельном окошке.

Кстати, на счет игр. Дженсен, Крис и Кертис не сомневались, что за аппаратным ускорением будущее. Оставалось лишь выбрать направление внутри этого тренда. Решили, что это будет гейминг. Если конкретнее, то их особенно привлекала бурно развивающаяся 3D-графика для этого самого гейминга. Продвинутый графон - это штука энергозатратная, вычислительные мощности она жрет как конь. Так что, друзья решили софкусироваться на графических процессорах (GPU).

В 1995 г. Nvidia выпустила свой первый продукт - мультимедийную видеокарту NV1.

NV1 отличалась от аналогов тем, что на одной плате размещалось сразу несколько модулей - блок обработи 2D-графики, ускоритель 3D-графики, звуковая карта и порт для игрового геймпада приставки Sega Saturn. Кстати, в рамках этой карты Nvidia сотрудничала с Sega, что позволило портировать некоторые популярные эксклюзивы для этой консоли на ПК.

Нужно отметить, что Nvidia - это fabless (=fabricless) company, т.е. компания без своего производства. По сути, это просто конструкторское бюро. Очень большое и крутое конструкторское бюро! Они всего лишь (ну, если сравнивать с полноценной сборкой) придумывают и разрабатывают свои технологии и продукты, а непосредственной изготовкой занимаются подрядчики по контракту. Например, первый чип NV1 для Nvidia производила компания SGS Thomson-Microelectronics на своем заводе во Франции. Сейчас, конечно, у Nvidia есть кое-какие собственные производственные мощности, но львиная доля производства все равно происходит на стороне - например, с помощью тайваньских компаний.

В итоге NV1 стал прорывом и принес компании известность... хотелось бы мне написать. Но нет, он провалился! Да-да, история третьей по стоимости компании в мире началась с провала.

Дело в том, что NV1 был больше всего заточен на игровую консоль Sega. А в те годы происходит бум ПК-гейминга. Большинство ПК же работает на операционной системе Microsoft. NV1 вышел в мае 1995, а уже в сентября Microsoft представил свой API под названием DirectX.

Если упрощенно, DirectX - это специальный модуль, позволяющий разработчикам задействовать все мощности железа без написания специального кода под каждый элемент комплектующих.

Так вот, принцип ускорения графики у чипсета NV1 принципиально расходился с таковым у DirectX. Следовательно, первый продукт Nvidia оказался принипицально несовместим с подавляющим большинством игр, которые геймеры ставили на ПК!

А учитывая, что в создание NV1 стартап бахнул почти все первые привлеченные инвестиции (первый раунд был 10 миллионов долларов - довольно серьезная сумма по тем временам), это был epic fail. Хуангу даже пришлось сократить половину сотрудников, которых к тому моменту уже успели нанять... Был момент, когда у Nvidia хватало денег всего лишь на один месяц зарплат. Тогда родился негласный девиз компании: "У нас есть всего лишь 30 дней, чтобы продолжать делать бизнес".

Так что, да, в начале своего пути сооснователи получили довольно мощный апперкот от жестоких реалий рыночной экономики.

Впрочем, Nvidia сделала правильные выводы. С пор они редко промахивались с трендами рынка, особенно в сегменте ПК.

Интересный факт. Первые годы у Nvidia не было названия. В рабочих переписках компания называла свои первые продукты "NV" - Next Version. Ну типа, новая версия этих ваших видеокарт. Когда компания развилась до такого масштаба, что без названия уже было сложно, основатели решили открыть словарь и найти что-то прикольное из похожего на NV. В итоге остановились на слове "'invidia"', что на латыни значит... "зависть". Да-да, тот самый дух неуёмной конкурентной борьбы, который позже проявился в схватках с 3dfx, ATI, AMD и другими крутыми компаниями.

Этап второй. Первый большой успех и победа над Voodoo

Есть такой миф, что Nvidia придумала видеокарты. На самом деле, это не так. Первый графический видеоадаптеры с поддержкой 3D-графики еще в бородатом 1982 году запилила IBM. Чуть позже многие другие компании выпустили свои версии. Однако первые версии были очень дорогими и не слишком производительными. В общем, узкоспециализированная история для избранных.

Действительно массовые, доступные, универсальные и широкосовместимые 3D-видеокарты появились во второй половине девяностых. Первый образец выпустила та же IBM в 1995 г., был еще чипсет S3 ViRGE от компании S3 Graphics (сейчас принадлежит тайваньской HTC). Еще было сразу несколько популярных моделей от компании Matrox, да и японцы из Yamaha тоже что-то делали... В общем, хотя океан еще не был алым, он уже стремительно краснел.

В 1996 г. на рынок выбрасывается сразу несколько успешных моделей, но настоящий прорыв происходит, когда компания 3dfx выпускает свой 3D-ускоритель под названием Voodoo Graphics.

3dfx специализировалась на графике для игровых автоматов, и их чип выдавал скорость и качество рендера, близкое к автоматам. Тогда это была вершина крутости. К тому же, их карты хорошо совмещались с ПК-играми.

Короче говоря, это был очень крутой 3D-ускоритель, который быстро завоевал популярность. Сначала среди производителей видеокарт, а позже и среди геймдев-компаний, которые целенаправленно начали оптимизировать графон своих проектов под него.

В 1998 г. 3dfx выпустила чипсет Voodoo2, который был еще производительнее первой версии. И вот с этой штукой Nvidia пришлось конкурировать. Скажу сразу, Nvidia выиграла, а позже вообще выкупила 3dfx, интегрировав к себе их наработки. Как же им это удалось?

Если вычленять самую суть, то более массовый и простой продукт победил более продвинутый. В общем, классика. Voodoo2 показывал исключительную производительность и качество текстур, к которым не могли приблизиться конкуренты. Однако Nvidia выпустил свой новый продукт - NV4, также известный как Riva TNT. Дело в том, что поверх набора ускорителей Voodoo2 нужно было отдельно прикрутить внешнюю видеокарту. А Riva TNT имела изначально встроенную видеокарту внутри своего набора (т.е. предлагала готовое решение под ключ). К тому же, Riva TNT была банально дешевле ("дешевые карты Nvidia" сейчас звучит как плохой анекдот, но тогда реально было так). Так что, Nvidia начал активно отжирать бюджетный и средний сегменты, которые благодаря растущей доступности 3D-игр росли быстрее всего.

Тем не менее, Nvidia и 3dfx активно конкурировали следующие 2-3 года. Но Дженсен Хуанг победил. Во-первых, пока у 3dfx каждый следующий чипсеть был масштабным мегапроектом, Nvidia намеренно минимизировал цикл разработки, научившись быстро выкатывать новые версии на рынок. Это позволяло еще быстрее отжимать бюджетный и средний сегмент. К тому же, Nvidia изначально заложила в конструкцию своих продуктов систему проверки чипов на брак, за счет чего у них была ниже доля неисправной продукции.

Закончилось все тем, что в 2002 г. 3dfx проиграла Дженсену Хуангу патентный спор, что окончательно добило некогда мощного игрока. В итоге Nvidia выкупила своего закадычного конкурента за 70 миллионов долларов. Первый громкий триумф.

В 1999 г. компания выпустила один из своих главных продуктов - GeForce 256, который Nvidia с гордостью называла "первым графическим процессором". На самом деле, это было не совсем так. Хотя GeForce 256 умел создавать более сложные и реалистичные трехмерные объекты за счет наложения структур, был способен обрабатывать солидный объем графических примитивов (примитивы - это простейшие объекты, из которых на экране складывается изображение), и вообще очень резво работал с графикой, он точно не был первым графическим процессором. Более того, он был даже не самым мощным в свое время. Однако, он точно выдавал оптимальную "цену-качество", а еще Nvidia весьма талантливо его пиарила (в хорошем смысле этого слова).

К тому моменту Nvidia уже стала крупным поставщиком графических ускорителей и видеокарт. Её выручка была в районе 200 миллионов в год, капитализация достигала 700 млн долл., а в 1999 г. компания провела IPO на NASDAQ, окончательно перестав быть стартапом.

Этап третий. Новая конкуренция на зрелом рынке

В начале 2000-х на рынке графических процессоров уже миновал этап бешеной конкуренции между кучей стартапов. Сформировались три явных лидера - Nvidia, Intel и ATI. У Nvidia и Intel было примерно по 30% рынка, у ATI - чуть меньше. Однако в 1998 г. Intel выпустил неудачный внешний ускоритель i740, так что, через некоторое время решил забить на рынок дискретных (т.е. внешних) видеокарт, состредоточившись на внутренней графике, а также других направлениях, коих у этого диверсифицированного гиганта было предостаточно.

В итоге в сегменте внешних графических модулей образовалась дуополия - Nvidia против ATI. Тут-то Дженсен Хуанг и попал в свою любимую среду ультраконкуренции. В 2000 г. ATI как раз выпустила свой самый жирный продукт, название которого вы наверняка слышали - это чипсет Radeon (сейчас это флагман компании AMD, но об этом позже).

В общем, две компании начали бодаться за самые жирные сегменты и контракты.

Сначала Nvidia стала поставщиком чипов для консоли Xbox, которую только-только начинал развивать Microsoft. Однако в дальнейшем Microsoft ушел к конкурентам из ATI. Дженсен Хуанг подумал "А чем я хуже?", и пошел к Sony с их PlayStation. Вдобавок, Nvidia стала эксклюзивным поставщиком внешних видеокарт для компов Apple. Кстати, в рамках партнерства с Sony Хуанг поступил очень мудро - Nvidia не просто продавала свои чипы, но и помогала Sony разрабатывать собственную графику для PlayStation 3 и PSP. Конечно, в перспективе Sony мог полностью перейти на свои решения, но глава Nvidia понимал, что рано или поздно это случится в любом случае (так и случилось). Так что, лучше поучаствовать в процессе, выжав из сотрудничества максимум хотя бы до создания японцами своего GPU.

Параллельно, Nvidia начала себя вести как настоящая взрослая корпорация. Она начала скупать перспективные компании и стартапы, диверсифицируя технологическую и продуктовую базу. В частности, прикупили:

• Exluna - разработчика оборудования для 3D-рендеров в кино.

• MediaQ - производителя чипов, которые оптимизируют работу дисплеев и аккумуляторов мобильных телефонов и прочих "беспроводных устройств".

• iReady - разработчика чипов, которые "разгружали мозги" сетевого адаптера (это штука внутри компьютера, с помощью которой он ловит сеть или вайфай).

А еще, что любопытно, в 2005 г. хитрая Nvidia купила некую тайваньскую компанию ULI Electronics (сейчас она называется чуть по-другому), которая была важным поставщиком компонентов для главного конкурента - ATI. Этот удар Хуанга был крайне чувствительным для конкурента.

Второй удар по себе нанесла сама ATI. Компания продалась диверсифицированному производителю микропроцессоров AMD. В итоге ATI стала "графическим юнитом" в составе AMD, при этом лишившись большинства контрактов со своим основным потребителем - Intel (ведь AMD - это уже прямой конкурент Intel, а не какой-то там поставщик графических чипов). Угадайте, кому после этого достались безхозные контракты от Intel?

В итоге получилась очень характерная ситуация. С одной стороны, огромный процессорный холдинг купил главного конкурента Nvidia (а также, соответственно, их главный продукт - чип Radeon). С другой стороны, сама Nvidia активно диверсифицировалась, скупала компании в смежных сегментах и готовилась играть по-крупному. Все это предзнаменовало главное противостояние в сегменте графики, рендеров, процессоров и всего что с этим связано - Nvidia vs AMD ("зеленые" против "красных").

Кстати, есть версия, что AMD сначала хотели купить Nvidia, но Дженсен Хуанг их послал. Этот хитрый CEO что-то знал уже тогда.

Этап четвертый. Первые ростки в направлении ИИ

Середина 2000-х. Nvidia - уже совсем серьезная корпорация, зарабатывающая по 200-300 миллионов баксов за квартал.

В 2007 г. компания выпускает свой, возможно, самый важный продукт. Очень вероятно, что именно он открыл ей путь к нынешним триллионам. Он назывался CUDA (Compute Unified Device Architecture). CUDA - это GPGPU (General-purpose computing on graphics processing units). И здесь я остановлюсь подробнее.

Дженсен Хуанг понимал, что одними ускорениями графона и рендерами сыт не будешь. Так что, Nvidia выпустил, скажем так, адаптер (ну или прееходник), который позволял задействовать мощности большинства своих графическиих чипов для обработки математических вычислений, алгоритмов и прочих веселых штук, которыми занимаются разработчики самых продвинутых технологий.

Проще говоря, с помощью CUDA разрабы смогли делать запросы на упрощенных диалектах языков C, С++ и Fortran, которые обрабатывались прямо на мощностях чипов Nvidia. Позже прикрутили еще Python, MATLAB и другие популярные языки.

Отдельно выделю крайне удачное решение добавить язык Fortran. С одной стороны, этот язык сложно назвать самым популярным для разработки (видели хоть один войтивайтишный курс про Фортран?). С другой стороны, он считается "высоким языком", на котором программисты-ученые любят вести научные изыскания. В том числе, именно Fortran стал одним из ключевых языков для ранних наработок в области искусственного интеллекта и машинного обучения (есть версия, что это вообще первый язык для ИИ).

Таким образом, помимо очевидного стимулирования спроса на чипы, успешный выпуск CUDA, вероятно, стал фундаментом (или хотя бы первым кирпичиком) для лидерства компания в вычислительных мощностях для искусственного интеллекта.

Интересный факт. В 2012 г. прошел ImageNet Large Scale Visual Recognition Challenge - крупный конкурс, где разработчики соревновались, чья технология круче всех распознает разные картинки. Лучший результат показала нейронная модель AlexNet, которая обучалась через мощности графических чипов Nvidia с помощью CUDA. Тогда окончательно стало ясно, что графические чипы в целом и Nvidia в частности ой как пошумят по мере развития ИИ. Кстати, одним из создателей AlexNet был Илья Сутцкевер, который теперь нам известен как сооснователь OpenAI и один из самых важных людей в мире современных технологий.

Этап пятый. Новые вызовы и работа с рисками

В конце 2000-х Nvidia продолжила усиленную диверсификацию. В частности, был куплен Ageia - разработчик движка PhysX, который позволяет моделировать и разрабатывать симуляции физических явлений. PhysX - крайне важная штука для гейминга, которую активно используют Unreal Engine, Unity и другие игровые движки. Он стал весьма важным продуктом для компании.

Однако, к началу 2010-х перед Nvidia встал серьезный вызов - стремительно набирал обороты сегмент интегрированной (внутренней) графики. Это означало, что диверсифицированный крупняк вроде Intel, Sony, Microsoft, Apple и прочих становились гораздо более самостоятельными в плане работе с графическими задачами. Если в 2007 г. Intel контролировал 30% рынка графики, то к началу 2010-х - уже более половины, и продолжал усиливать свои позиции за счет поглощения целой россыпи мелких производителей.

Позиции основного бизнеса Nvidia (дискретных, т.е. "встраиваемых", решений для графики) оказались под серьезной угрозой. К тому же, в 2008 г. Nvidia выпустила большую партию чипов с дефектами, которые отгрузили Apple, Dell, HP и другим крупным ребятам. В итоге Nvidia получила серьезный репутационный ущерб, а еще пришлось раскошелиться на компенсации.

Нужно было что-то менять. В первую очередь - еще активнее диверсифицироваться, чтобы сделать бизнес-модель прочной и устойчивой.

Действовать решили по всем фронтам:

• Радикально усилили чипы и прочие вычислительные продукты для игр на ПК и консоли.

• Активно пошли в мобильный сегмент. Еще в 2007 г. Nvidia купила разработчика системных чипов PortalPlayer. В 2010-х на основе технологий PortalPlayer была выпущена серия процессоров (не GPU, а полноценных CPU) для мобильных устройств под названием Tegra (их еще называют "кристаллы"). Правда, на мой взгляд, Nvidia слегка промахнулась с операционной системой, ведь большинство Tegra применялось в смарфтонах и планшетах на Windows. Впрочем, это сейчас мы видим, что мобильные потуги Microsoft оказались провалом, а в начале 2010-х это была весьма перспективная история с неплохой долей рынка. Так что, бизнес Nvidia неплохо на этом вырос. Даже CEO Microsoft Сатья Наделла недавно признавался, что сворачивание мобильного бизнеса Microsoft было главной стратегической ошибкой компании.

Nvidia даже отважилась на нетипичный для себя эксперимент - выпустила собственную портативную игровую консоль Nvidia Shield Portable:

Вообще, консоль Shield - это крайне нетипичный продукт для Nvidia. Компания всегда отличалась высокой прагматичностью при выборе конфигурации продуктов и оценке будущего спроса, всегда стараясь сделать относительно доступный продукт, который найдет отклик у массовой аудитории. Но тут получилось с точностью до наоборот. Shield стоила дороже аналогов, а игр для неё было крайне мало (хотя Nvidia даже запилила собственную платформу для разработки). Так что, хотя эксперты и игровые издания хвалили консоль за весьма недурную графику и производительность, особой популярности продукт не сыскал. Что ж, видимо, если умеешь производить чипы и процессоры, то не стоит лезть в истории про платформы и пользовательские девайсы.

• Еще Nvidia начал активничать в сегменте автомобильной электроники. В том числе, в области начинки для беспилотного управления.

Но про это я расскажу во второй части. Как и про конкуренцию с AMD, качели из-за криптомайнинга, партнерства с китайцами и, собственно, путь к триллионной капитализации за счет лидерства в ИИ в последние годы. Там много интересных историй. А на сегодня хватит.

Если эта статья круто зайдет, то я быстрее сяду за вторую часть. Так что, если вам понравилось, то можете подкинуть мне дополнительной мотивации в виде плюсов, комментов и репостов статьи друзьям.

Если вам заходит такой контент, то подпишитесь на мои тг-каналы. Мне будет приятно, а вы найдете там еще больше подобного:

• На своем основном канале Дизраптор я простым человечьим языком разбираю инновации, технологические продукты и знаковые компании (а еще анонсирую все свои статьи, чтобы вы ничего не пропустили).

• А на втором канале под названием Фичизм более точечно пишу про новые фичи и функции продвинутых компаний и сервисов.