Serie GeForce 3

La serie GeForce 3 (NV20) es la tercera generación de la línea GeForce de unidades de procesamiento gráfico (GPU) de Nvidia . Presentada en febrero de 2001, ^{[ 1 ]} mejoró la arquitectura GeForce al agregar sombreadores de píxeles y vértices programables, suavizado de bordes multisample y mejoró la eficiencia general del proceso de renderizado.

La GeForce 3 se presentó durante la conferencia y exposición Macworld 2001 en Makuhari Messe , Tokio, y se utilizó para realizar demostraciones en tiempo real de Junior Lamp de Pixar y Doom 3 de id Software . Posteriormente, Apple anunció los derechos de lanzamiento para su nueva línea de ordenadores.

La familia GeForce 3 comprende 3 modelos para el consumidor: la GeForce 3 , la GeForce 3 Ti200 y la GeForce 3 Ti500 . Una versión profesional independiente, con un conjunto de características adaptadas al diseño asistido por ordenador, se vendió como Quadro DCC .

Una variante de la GeForce 3, conocida como NV2A , se utiliza en la consola de videojuegos Microsoft Xbox .

La GeForce 3 se presentó tres meses después de que Nvidia adquiriera los activos de 3dfx . Se comercializó como el motor nFinite FX y fue la primera tarjeta 3D compatible con Microsoft Direct3D 8.0. Su arquitectura de sombreado programable permitía a las aplicaciones ejecutar programas de efectos visuales personalizados en el lenguaje Microsoft Shader 1.1. Se cree que el hardware T&L de función fija de la GeForce 2 todavía estaba incluido en el chip para su uso con aplicaciones Direct3D 7.0, ya que el sombreador de vértice único no era lo suficientemente rápido para emularlo todavía. ^{[ 2 ]} Con respecto al rendimiento puro de píxeles y texeles, la GeForce 3 tiene cuatro pipelines de píxeles que pueden muestrear dos texturas por reloj cada uno. Esta es la misma configuración que la GeForce 2, excluyendo la línea GeForce 2 MX más lenta.

Para aprovechar al máximo el rendimiento de la memoria disponible, la GeForce 3 cuenta con un subsistema de memoria denominado Lightspeed Memory Architecture (LMA). Este se compone de varios mecanismos que reducen la sobrecarga, conservan el ancho de banda de la memoria mediante la compresión del búfer Z (búfer de profundidad) y gestionan mejor la interacción con la DRAM.

Otros cambios arquitectónicos incluyen soporte para EMBM ^{[ 3 ] [ 4 ]} (introducido por primera vez por Matrox en 1999) y mejoras en la funcionalidad de suavizado de bordes . Los chips GeForce anteriores solo podían realizar suavizado de bordes por supermuestreo (SSAA), un proceso exigente que renderiza la imagen internamente a un tamaño grande y luego la reduce a la resolución de salida final. GeForce 3 agrega suavizado de bordes por multimuestreo (MSAA) y métodos de suavizado de bordes Quincunx , ambos con un rendimiento significativamente mejor que el suavizado de bordes por supermuestreo a costa de la calidad. Con el multimuestreo, las unidades de salida de renderizado supermuestrean solo los búferes Z y los búferes de plantilla , y utilizando esa información obtienen un mayor detalle geométrico necesario para determinar si un píxel cubre más de un objeto poligonal. Esto evita que el sombreador de píxeles/fragmentos tenga que renderizar múltiples fragmentos para píxeles donde el mismo objeto cubre todos los mismos subpíxeles en un píxel. Este método falla con mapas de texturas que tienen transparencia variable (por ejemplo, un mapa de texturas que representa una cerca de alambre). El suavizado de bordes Quincunx es un filtro de desenfoque que desplaza la imagen renderizada medio píxel hacia arriba y medio píxel hacia la izquierda para crear subpíxeles que luego se promedian en un patrón diagonal en cruz, destruyendo tanto los bordes dentados como algunos detalles generales de la imagen. Finalmente, las unidades de muestreo de texturas de la GeForce 3 se actualizaron para admitir filtrado anisotrópico de 8 taps , en comparación con el límite anterior de 2 taps de la GeForce 2. Con el filtrado anisotrópico de 8 taps habilitado, las texturas distantes pueden ser notablemente más nítidas.

Una variante de la GeForce 3, conocida como NV2A, se utiliza en la consola de juegos Microsoft Xbox . Tiene la misma frecuencia de reloj que la GeForce 3 original, pero cuenta con un sombreador de vértices adicional, que proporciona un rendimiento equivalente al de la GeForce 4 Ti. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

La GPU GeForce 3 (NV20) tiene el mismo rendimiento teórico de píxeles y texeles por ciclo de reloj que la GeForce 2 (NV15). La GeForce 2 Ultra tiene una frecuencia de reloj un 25 % superior a la GeForce 3 original y un 43 % superior a la Ti200; esto significa que en casos específicos, como en las pruebas de rendimiento Direct3D 7 T&L, la GeForce 2 Ultra e incluso a veces la GTS pueden superar a la GeForce 3 y la Ti200, porque las GPU más nuevas usan la misma unidad T&L de función fija, pero tienen una frecuencia de reloj menor. ^{[ 11 ]} La GeForce 2 Ultra también tiene un ancho de banda de memoria bruto considerable disponible, solo igualado por la GeForce 3 Ti500. Sin embargo, al comparar el rendimiento de antialiasing, la GeForce 3 es claramente superior debido a su compatibilidad con MSAA y la eficiencia de la gestión del ancho de banda de memoria/tasa de relleno.

Al comparar las capacidades de sombreado con la Radeon 8500, los revisores notaron una precisión superior con la tarjeta ATi. ^{[ 12 ]}

Nvidia renovó su gama en octubre de 2001 con el lanzamiento de las GeForce 3 Ti200 y Ti500. Esto coincidió con los lanzamientos de ATI de las Radeon 7500 y Radeon 8500. La Ti500 tiene frecuencias de núcleo y memoria más altas (240  MHz de núcleo/250  MHz de RAM) que la GeForce 3 original (200  MHz/230  MHz), y en general iguala el rendimiento de la Radeon 8500. La Ti200 tiene una frecuencia más baja (175  MHz/200  MHz), lo que la convierte en la GeForce 3 más económica, pero aun así supera a la Radeon 7500 en velocidad y características, aunque carece de compatibilidad con dos monitores.

Las GeForce3 y Ti500 originales solo se lanzaron en configuraciones de 64 MiB, mientras que la Ti200 también se lanzó en versiones de 128 MiB.

La GeForce 4 Ti (NV25), presentada en abril de 2002, fue una revisión de la arquitectura GeForce 3. ^{[ 13 ] [ 14 ]} La GeForce 4 Ti era muy similar a la GeForce 3; las principales diferencias eran velocidades de núcleo y memoria más altas, un controlador de memoria revisado, sombreadores de vértices y píxeles mejorados , antialiasing por hardware y reproducción de DVD. También se incorporó la compatibilidad adecuada con dos monitores de la GeForce 2 MX. Con la GeForce 4 Ti 4600 como el nuevo producto estrella, este fue el principio del fin de la GeForce 3 Ti 500, que ya era difícil de producir debido a los bajos rendimientos, y que más tarde fue reemplazada por completo por la mucho más barata pero de rendimiento similar GeForce 4 Ti 4200. ^{[ 15 ]} También se anunció al mismo tiempo la GeForce 4 MX (NV17), que a pesar del nombre estaba más cerca en términos de arquitectura y conjunto de características de la GeForce 2 (NV 11 y NV15). ^{[ 16 ]} La GeForce 3 Ti200 se mantuvo en producción durante un corto tiempo, ya que ocupaba un nicho entre la (retrasada) GeForce 4 Ti4200 y la GeForce 4 MX460, con un rendimiento equivalente al de la MX460 compatible con DirectX 7.0, además de tener soporte completo para DirectX 8.0, aunque sin la capacidad de admitir monitores duales. ^{[ 17 ]} Sin embargo, ATI lanzó la Radeon 8500LE (una versión con menor frecuencia de reloj de la 8500) que superó tanto a la Ti200 como a la MX460. La decisión de ATI a su vez obligó a Nvidia a lanzar la Ti4200 antes de lo previsto, también a un precio similar al de la MX 460, y poco después descontinuó la Ti200 en el verano de 2002 debido a la confusión de nombres con las líneas GeForce 4 MX y Ti. La GeForce 3 Ti200 sigue superando a la Radeon 9000 (RV250), que se introdujo aproximadamente al mismo tiempo que la descontinuación de la Ti200; ya que, a diferencia de la 8500LE, que era simplemente una 8500 con una frecuencia de reloj más baja, la 9000 fue un rediseño importante para reducir el costo de producción y el consumo de energía; el rendimiento de la Radeon 9000 era equivalente al de la GeForce 4 MX440. ^{[ 18 ]}

• Todos los modelos se fabrican mediante el proceso de fabricación de 150 nm de TSMC. 
• Todos los modelos son compatibles con Direct3D 8.0 y OpenGL 1.3.
• Todos los modelos admiten texturas 3D, arquitectura de memoria Lightspeed (LMA), motor nFiniteFX y búferes de sombras.

Nvidia ha dejado de ofrecer soporte para los controladores de la serie GeForce 3.

• Tarjeta gráfica
• unidad de procesamiento gráfico
• Kelvin (microarquitectura)

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