GPU技术大会

**NVIDIA**（Nvidia Corporation，/ɛnˈvɪdiə/；港稱乎為 NVIDIA, 臺灣與香港譯為**輝達**，中國大陸譯為**英偉達**），創立於 1993 年 1 月，是一家以設計和銷售圖形處理器為主的無廠半導體公司。NVIDIA 亦會設計遊戲機核心，例如 Xbox 和 PlayStation 及任天堂 Switch。NVIDIA 最出名的產品線是為個人與遊戲玩家所設計的 GeForce 系列，為專業 CGI 工作站而設計的 Quadro 系列，以及為伺服器和高效運算而設計的 Tesla 系列，雖然起家於 PC 電腦的顯示卡業務，輝達也曾涉及移動晶片 Tegra 的設計，但智慧型機市場對此響應不大，不過近年卻利用這些研發經驗，目前朝向人工智慧和機器視覺的市場發展，也是圖形處理器上重要的開發工具 CUDA 的發明者。不過 NVIDIA 的發展過程也是非議不斷，批評多集中於濫用排他性商業合作、不正當行銷方式、對業界開放標準和自由軟體運動的拒斥等。

NVIDIA 的總部設在美國加利福尼亞州的聖塔克拉拉位於矽谷的中心位置。

## 歷史

黃仁勳、克里斯・馬拉科夫斯基和克蒂斯・普里姆於 1993 年 4 月美國加州創辦了輝達（NVIDIA），隨後成為德拉威州企業。公司名字源於拉丁語 _invidia_（英文「envy」一詞的詞源），意思是「仰慕」，原因是當時三人將所有的規劃檔案都存在「NV」（意思是「下一版本」）的名頭下，因此需要一個既含有這兩個字母、又能夠展現對未來憧憬的名字.。

輝達保持低調到 1997－1998 年，當時它發佈了 RIVA 個人電腦繪圖處理器產品線。並於 1999 年 1 月在那斯達克掛牌上市；同年 5 月，售出第一千萬個繪圖處理器。於 2000 年收購了 3dfx 的智慧財產權。3dfx 是 1990 年代中期其中一間最大的圖形處理器廠商。輝達與許多代工生產廠商，和一些組織建立起密切關係，最知名的包括台積電。2002 年 2 月，輝達售出第一億個繪圖處理器。

目前輝達和超威半導體供應了市場上大部分獨立顯示卡。輝達最著名的 GeForce 繪圖處理器產品線於 1999 年首次亮相。現在 GeForce 產品線已經擴充至桌上型和筆記型電腦。行動裝置方面，輝達擁有 Tegra 產品線。它能提供高效能，同時保持低電源消耗。此類產品通常用於無線通訊裝置。

2020 年 4 月 27 日，輝達宣布已完成對邁絡思的收購，成交價 70 億美元。

2020 年 7 月，有報導稱輝達正在與軟銀談判以 320 億美元收購英國晶片設計公司安謀。 2020 年 9 月 13 日，輝達宣布將以 400 億美元的價格從軟銀集團手中收購安謀，但須接受通常的審查，後者保留輝達 10% 的股份。然而，儘管輝達一再表示收購完成後安謀仍然保持開源模式和對客戶採取中立態度，此收購案卻遭到監管機構和大型企業（例：高通、微軟、Google 等）的一致反對。他們擔心一旦收購完成後，將會造成嚴重的競爭問題，使安謀無法保持中立性。最終，2022 年 2 月 7 日，輝達和軟銀宣布已同意終止雙方此前達成的安謀股份交易協定，收購案正式宣告失敗，同時軟銀將推動安謀上市。

2021 年 6 月 11 日，輝達宣布收購自動駕駛汽車高畫質地圖開發商 DeepMap。

2022 年 1 月，輝達宣布 Bright Computing 加入輝達。

2022 年 3 月 7 日，輝達宣布儲存方案提供商 Excelero 加入輝達。

## 產品製造

作為一家無晶圓 IC 半導體設計公司，NVIDIA 於自己的實驗室研發晶片，但將晶片製造工序分包給晶圓代工廠。以往，NVIDIA 從其他廠商，例如 IBM、意法半導體、台積電（NVIDIA 目前最重要的代工合作夥伴）和聯華電子獲得矽晶片生產能力。晶片的供應鏈需涉及數間第三廠：製造完畢的晶圓由積體電路封裝場進行初步測試封裝作業，之後交由測試廠的測試部門進行深度測試並根據效能分類。依據存貨清單，NVIDIA 必須提早數月訂購晶片，並將之儲存起來等待使用。

在最終產品上（指顯示卡、主機板等），NVIDIA 會推出所謂原廠「公版」（Reference）產品（稱為參考樣卡或參考模板）供展示及測試之用，早期產品是由台灣的微星和斯博科、美國的威竣（VisionTek）和新美亞（Sanmina-SCI）、德國的艾爾莎代工，目前由新加坡的偉創力與台灣的鴻海（富士康）、華碩和捷波代工或設計。在零售市場上，NVIDIA 會把頂級型號的「原廠」公版產品給各個第三方廠商貼牌，如 GeForce 7950 GX2、Quadro FX 5600、nForce 680i SLI 等等，這些廠商的產品設計用料完全相同，均由一家廠商代工。在 OEM 市場上，亦有部分「原廠」公版產品存在。2008 年後 NVIDIA 允許了旗艦級產品的「非公版」（Non-Reference）設計，但只有極少數有實力的廠商（如華碩、技嘉、微星、影馳等）會推出自己設計的產品。2010 年 10 月初，NVIDIA 曾透過 BestBuy 少量銷售由富士康代工的 NVIDIA 品牌「原廠」產品。

## 主要產品

NVIDIA 的產品組合包括繪圖處理器、個人電腦平台（主機板邏輯核心）晶片組和數位媒體播放器的軟體。在 Mac/PC 使用者社群中，NVIDIA 的 "GeForce" 產品線最為人熟悉。除了獨立型顯示卡外，還有微軟的 Xbox 遊戲核心和 nForce 主機板（已停產）的核心技術，NVIDIA 最近進入的領域是用於手機和平板電腦的 ARM 晶片，品牌為 Tegra 至今已推出 5 代。

在 2004 年 12 月，NVIDIA 宣佈會協助索尼設計 PS3 的繪圖處理器（RSX）。NVIDIA 只會負責設計，Sony 會負責製造該繪圖處理器。根據合約，NVIDIA 會使用索尼的晶元廠（索尼和東芝）來製造 RSX，並將製程提升至 65 奈米。這與微軟的協定是互相違背的，因為 NVIDIA 會透過第三者製造 Xbox 的繪圖處理器。（其間微軟選擇了 AMD 去提供 Xbox 360 的繪圖硬體的 IP 設計。任天堂的 GameCube 和 Wii 亦採用 ATI 的繪圖處理器。）

2008 年 2 月 11 日，NVIDIA 發布了用於手機平台的 APX 2500 應用處理器。該處理器整合了一個 ARM 處理器和一個顯示核心。這款處理器是由 NVIDIA 和微軟聯合研製，方面應用於使用 Windows Mobile 的電話中，提高 Windows Mobile 平台的多媒體處理能力。晶片的製程是 65nm，核心頻率 750 MHz，並整合 256KB 的 L2 快取。晶片亦內建 GeForce 核心，支援 OpenGL ES 2.0 和 Direct3D Mobile 標準。APX 2500 屬於 ARM 架構，其低耗電設計，使手提電話可以長時間播放音樂或 720p 高解析影片。

NVIDIA 於 2008 年 12 月發佈了一支援 Intel Atom 處理器的 NVIDIA ION 行動平台，主打輕薄桌上型市場，可以支援 DirectX 10 的內建顯示晶片效能是原本英特爾官方 945GSE 晶片組的 5 倍，讓迷你電腦也有部分遊戲能力；它解決了 Atom 沒有 GPU、無法支援高畫質、無法支援數位顯示、螢幕需小於 10 英寸、不能支援更高版本的 Windows Vista 的種種問題。

在 2011 年 1 月 5 日的 CES 上，NVIDIA 宣佈將自行設計與研發基於 ARM 架構的桌上型電腦 CPU，産品代號 Project Denver（丹佛計畫）。其處理器能夠支援微軟下一代桌面系統 Windows 8 以及行動平臺上的 Android、蘋果 iOS 等。相比之前的 Tegra 產品，NVIDIA 總裁表示這將是一顆高度客製化的「ARM 相容 CPU」，即獲得 ARM 指令集授權，但處理器微架構則完全由 NVIDIA 自行開發，以更高效能面向桌面、伺服器甚至高效能計算市場。屆時 NVIDIA 基於 ARM 架構的處理器將在市場上與英特爾和 AMD 等基於 X86 架構的處理器直接競爭。

在 GTC 2020 主題演講中，NVIDIA 宣布推出 Ampere 架構，是 NVIDIA 8 代 GPU 歷史上最大的一次效能飛躍，包含超過 540 億個電晶體，是有史以來最大的 7 奈米晶片，效能相較於前代提升了高達 20 倍，

NVIDIA A100 是首款基於 NVIDIA Ampere 架構的 GPU，全新多實例 GPU 技術可將單個 A100 分割成最多七個獨立的 GPU 來處理各種計算任務；第三代 NVIDIA NVLink 技術能將多個 GPU 組合成一個巨型 GPU；全新結構化稀疏功能將 GPU 的效能提高一倍。具有 TF32 的第三代 Tensor Core 核心 ，其功能經過擴充後加入了專為 AI 開發的全新 TF32，它能在無需更改任何代碼的情況下，使 FP32 精度下的 AI 效能提高多達 20 倍。此外，Tensor Core 核心現在支援 FP64 精度，相比於前代，其為 HPC 應用所提供的計算力比之前提高了多達 2.5 倍。

2020 年，NVIDIA 發布軟體開發套件 NVIDIA Maxine。

2021 年 4 月，NVIDIA 在 GTC 2021 發布其首款基於 Arm 架構的資料中心 CPU 處理器。專為滿足全球最先進應用的計算要求而設計 —— 這些應用包括自然語言處理、推薦系統、AI 超級計算 —— 其所進行的海量資料分析需要超高速計算效能和大容量記憶體。

2021 年 4 月，NVIDIA 宣布推出全新 DGX SuperPOD，雲原生、多租戶超級電腦，將 AI 的世介面向企業開放。

2021 年 4 月，NVIDIA 推出面向自動駕駛汽車的 AI 處理器 NVIDIA DRIVE Atlan。該處理器將提供每秒超過 1000 萬億次（TOPS）運算次數。

2021 年 4 月，NVIDIA 於今日發布 NVIDIA Morpheus 應用框架，可提供一整套能夠即時檢測和預防安全威脅的加速 AI 技術。

2021 年 6 月，NVIDIA 在 Computex2021 主題演講中推出兩款遊戲 GPU——GeForce RTX 3080 Ti 和 GeForce RTX 3070 Ti。

2021 年 7 月，NVIDIA 推出 Cambridge-1，這是 NVIDIA 的數字生物學革命，投資 1 億美元。

2021 年 11 月，NVIDIA 在 GTC 線上大會主題演講中宣布將建立一個數字孿生來類比和預測氣候變化。該數字孿生名為 Earth Two，簡稱 E-2。

2022 年 3 月，在 NVIDIA GTC 大會主題演講中，NVIDIA 推出採用 NVIDIA Hopper 架構的新一代加速計算平台。NVIDIA Hopper GPU 架構利用新 DPX 指令，將動態編程速度提高多達 40 倍。

2022 年 3 月，NVIDIA 推出面向 AI 基礎設施和高效能計算的基於 Arm Neoverse 的資料中心專屬 CPU。NVIDIA Grace CPU 超級晶片由兩個 CPU 晶片組成，它們之間通過 NVLink-C2C 互連在一起。NVLink-C2C 是一種新型的高速、低延遲、晶片到晶片的互連技術。

### 企業級解決方案

* NVIDIA 資料中心 GPU，產品包括：
  * Tesla V100 GPU - 基於 Volta 架構，深度學習達每秒 100 萬億次浮點運算。V100 裝有 640 個 Tensor 核心，能提供 120 萬億次浮點運算的深度學習效能。
  * T4 GPU - 基於 Turing 架構，擁有多精度計算效能。
  * A100 GPU - 基於 NVIDIA Ampere 架構，可以實現 AI 訓練和推理應用，已登陸 Google Compute \*Engine（雲端運算引擎）。
* NVIDIA HGX ，NVIDIA HGX-1 和 HGX-2 可以用在標準化加速 AI 和高效能計算的資料中心設計。
* NVIDIA DGX 基於 NVIDIA GPU Cloud 構建，包括：
  * NVIDIA DGX Station - ，配備四塊 NVIDIA Tesla V100 Tensor Core GPU，整合四路 NVLink™ 架構，可提供 500 teraFLOPS 的 AI 效能。
  * NVIDIA DGX-1
  * NVIDIA DGX-2 - 整合 16 個 NVIDIA V100 Tensor Core GPU 的 2 petaFLOPS 系統。
  * NVIDIA DGX A100 - 搭配了 8 個 NVIDIA A100 Tensor Core GPU
* NVIDIA EGX - 是一款雲原生的平台
* NGC - GPU 最佳化深度學習、機器學習和高效能計算 (HPC) 軟體中心。
* NVIDIA Jetson - 運用在自主機器領域裡的的嵌入式系統。
* NVIDIA DRIVE - 自動駕駛領域中的一個點到點平台。
  * NVIDIA DRIVE 嵌入式超級計算平台是 AI 平台，能處理網路攝影機、普通雷達和雷射雷達感測器等資料來分辨周邊環境、在地圖上確定汽車位置，然後規劃和執行安全行車路線。AI 平台支援自動駕駛、座艙功能、駕駛員監視和其他的安全功能。
  * DRIVE 軟體（包括 DRIVE OS、DriveWorks、DRIVE AV、DRIVE Chauffeur、DRIVE IX、DRIVE Concierge、DRIVE Map）：軟體能讓車輛化身智慧型機器。NVIDIA DRIVE SDK 是開放式軟體，可以為開發者提供了自動駕駛的相關構建塊和演算法堆疊，幫助開發者構建和部署自動駕駛應用程式，如感知、定位和地圖繪製、計劃和控制、駕駛員監視和自然語言處理。
  * DRIVE 基礎架構：包括開發自動駕駛技術（從原始資料收集到驗證）所需的完整資料中心硬體、軟體和工作流程。該基礎架構為神經網路開發、訓練和驗證、回放以及在仿真中進行測試提供了所需的端到端構建模組。
  * DRIVE AGX - 車載運算主機，包括開發者套件和軟體。
  * DRIVE Hyperion - 自動駕駛汽車的參考架構，DRIVE AGX 和傳感器套件 API。
  * DRIVE Constellation - 是基於雲端服務架構的 VR 虛擬實境類比平台，專用於支援自動駕駛汽車的開發和驗證。
  * NVIDIA DGX - DNN 訓練平台，訓練神經網路進行 AV 感知。
* NVIDIA Quadro - 視覺計算平台
  * Quadro RTX 8000、6000、5000、4000、3000；
  * Quadro GV100；
  * Quadro GP100；
  * P 系列：P6000、5000、4000、2200、2000、1000、620、600、400；
  * M 系列：M6000、5000、4000、2000 等；
  * Quadro RTX 伺服器；
  * Quadro vDWS；
  * NVIDIA Quadro View - 桌面管理軟體；
  * NVIDIA Quadro Experience。
* NVIDIA Titan - 基於 Turing 架構的 PC 顯示卡。
* Mellanox -NVIDIA 於 2020 年 4 月 27 日完成收購 Mellanox Technologies, Ltd.（邁絡思科技有限公司），Mellanox 主要為伺服器和儲存提供端到端 InfiniBand 和乙太網路智慧型互聯解決方案服務，端到端高速互連產品包括： 網卡、交換機、線纜、光模組、軟體和晶片等
* CloudXR - 串流媒體解決方案
* NVIDIA AI-on-5G 計算平台 - 為邊緣設計、將 5G 和 AI 相結合的計算平台
* NVIDIA BlueField-3 DPU - 第三代以 400Gb/s 線速處理軟體定義網路、儲存和網路安全的 DPU（資料處理器）。
* NVIDIA Quantum 平台 -NVIDIA InfiniBand 產品系列的總稱，集計算和通信於一體的網路計算平台。
  * NVIDIA Spectrum 系列交換機 - 基於 NVIDIA Spectrum ASIC 交換晶片的高效能乙太網路交換機產品系列。
* NVIDIA ConnectX-7 網卡 - 一款 400Gb/s 的智慧型乙太網路 / InfiniBand 智慧型網路配接器。
* H100 GPU - 基於 Hopper 架構的 GPU，整合 800 億個電晶體，擁有 Transformer 引擎和可延伸的 NVIDIA NVLink 互連技術等功能。
* NVIDIA DGX H100 系統 - 第四代 NVIDIA DGX 系統，基於 NVIDIA H100 Tensor Core GPU，能滿足大型語言模型、推薦系統、醫療健康研究和氣候科學的大規模計算需求。
* NVIDIA Isaac Nova Orin - 一款計算和感測器參考平台，基於 NVIDIA Jetson AGX Orin 邊緣 AI 系統而構建，加速自主移動機器人 (AMR) 的開發。
* NVIDIA Omniverse -NVIDIA 發布的一個易於擴充的平台，可以實現 3D 設計協同運作以及可延伸的多 GPU 即時逼真仿真。

### 繪圖處理器

* NV1－NVIDIA 的第一款產品，建基於二次曲面。
* NV2－NVIDIA 的第二款產品，產品名為 Mutara V08，原先預做為作為世嘉遊戲機晶片。但於開發途中取消。
* RIVA 128－建基於 NV3，支援 DirectX 5 和 OpenGL 1, NVIDIA 第一款支援 DirectX 的產品。
* RIVA TNT－建基於 NV4，支援 DirectX 6 和 OpenGL 1.1，這個顯示卡系列使 nVIDIA 成為市場領導者。
* RIVA TNT2－建基於 NV5，支援 DirectX 6 和 OpenGL 1.1。擁有 128 位元 3D 架構。
* Vanta－建基於 NV6，支援 DirectX 6 和 OpenGL 1.1。是一顆 128 位元 TNT 架構的低成本繪圖處理器。
* GeForce－個人桌上型繪圖處理：
  * GeForce 256－代號為 NV10，支援 DirectX 7，OpenGL 1.2，硬體轉換與投影（T&L），能使用 DDR 作為顯示記憶體。
  * GeForce 2－代號為 NV1x，支援 DirectX 7，OpenGL 1.2。
  * GeForce 3－代號為 NV20，支援 DirectX 8.0 著色，OpenGL 1.3，記憶體頻寬節省技術。
  * GeForce 4－代號為 NV2x，支援 DirectX 8.1，OpenGL 1.4。低廉的 MX 系列只支援 DirectX 7，因為它是建基於 GeForce 2。該系列最後發表的 PCX 4300 是加入 HSI 橋接晶片以支援 PCI-E 介面的繪圖處理器。
  * GeForce 5－代號為 NV3x，支援 DirectX 9.0B，OpenGL 1.5，特色是可以呈現 ' 電影級效果 '。PCX 系列是加入 HSI 橋接晶片來支援 PCI-E 介面的繪圖處理器。
  * GeForce 6－代號為 NV4x，支援 DirectX 9.0C，OpenGL 2.0，特色是一個改進了的著色引擎，更節省電力的設計和 SLI 技術。
  * GeForce 7－代號為 G7x，支援 DirectX 9.0C，'Windows Display Driver Model'，OpenGL 2.0。這系列改進了著色效率，率先支援 TSAA 和 TMAA 抗鋸齒技術，亦支援 SLI、vP 引擊。
  * GeForce 8－代號為 G8x，支援 DirectX 10，OpenGL 3.3，採用統一管線結構。它是由頂點、幾何和像素著色引擎（統稱 SM 4.0）組成。支援 Luminex 引擎、CSAA 抗鋸齒技術、Quantum Effects、B2P（8600GT/GTS/8500GT/8400 GS 系列）引擊和改良後的 vP 引擊。
  * GeForce 9－代號為 G9x，支援 DirectX 10，OpenGL 3.3。
  * GeForce 100－代號同樣為 G9x，支援 DirectX 10、OpenGL 3.2，均為 GeForce 9 系列的更名產品，僅提供於預先建置（OEM）的系統中。
  * GeForce 200－代號為 G2xx，支援 DirectX 10、OpenGL 3.2，部分後期型號支援 DirectX 10.1 與支援 GDDR5 顯示記憶體，運算效能兩倍於上代的，而且其首發的高級顯示卡 - GTX 280 以單 GPU 勝過 GeForce 9800GX2 的雙 GPU。唯其高效能帶來的也包括用電量上升。
  * GeForce 300－代號為 G21x，支援 DirectX 10.1、OpenGL 3.2，部分為 GeForce 200 系列的更名產品，僅提供於預先建置（OEM）的系統中。
  * GeForce 400－代號為 GF10x，支援 DirectX 11、OpenGL 4.1、OpenCL 1.1，首次配備 GDDR5 顯示記憶體，2010 年 3 月 26 日推出。
  * GeForce 500－代號為 GF11x，支援 DirectX 11、OpenGL4.1、OpenCL 1.1，主要為 GF10x 系列的改良，2010 年 11 月 8 日推出。
  * GeForce 600－代號為 GK10x，支援 DirectX 11、OpenGL4.2、OpenCL 1.1。
  * GeForce 700－除旗艦型號 GTX 780 及 GTX 780Ti 外仍為 GK10x，但有改進。而旗艦型號 GTX780 是 Titan 的縮減版，使用 GK110，2013 年 5 月 23 日推出。
  * Titan，Titan Black Edition，Titan Z - 代號為 GK110，支援 DirectX 11.1、Shader Model 5.0、OpenGL 4.3 以及 Open CL 1.2，為 Kepler 系列晶片的完整版本，Titan Z 為 Titan 的雙 GPU 版本，目標市場為高端遊戲玩家。
  * GeForce 900－代號 GM20x，是第一款使用 Maxwell 的高階繪圖卡，現時推出了 GTX 980 和 GTX 970 兩款旗艦及次旗艦型號，以及偏向中階的 GTX 960，偏向中低階的 GTX 950。
  * Titan X - 是第一款使用 Maxwell 的超旗艦繪圖卡，以取代上一代採用 Kepler 晶片的 Titan 系列，主力偏向要求高端遊戲達到 4K 畫質的玩家；2016 年則推出 Titan X Pascal 超旗艦繪圖卡，使用與 GeForce 10 同樣的 Pascal 架構 (GP102)，同時記憶體升級為 GDDR5X，效能比 Titan X Maxwell 更佳
  * GeForce 10－代號 GP10x，是第一款使用 Pascal 的高階繪圖卡，現時推出了 Titan Xp、Titan X 、GTX 1080 Ti、GTX 1080 和 GTX 1070Ti 、 GTX 1070 六款旗艦、中階的 GTX 1060 (3/6GB)、GTX 1050 Ti (4GB) 以及 GTX 1050 (2GB)。
  * GeForce 16 - 代號 TU11x 使用了與 GeForce RTX 20 一樣的 Turing 架構 但是缺少了即時光線跟蹤，中階的 GTX 1660Ti (6GB) 、GTX 1660 (6GB)、以及 GTX 1650 (4GB)。
  * GeForce RTX 20 系列－代號 TU10x，是第一款使用 Turing 的高階繪圖卡也是第一款使用即時光線跟蹤功能，類比光線反射的繪圖卡，現時推出了 RTX 2080 Ti (11GB)、RTX 2080 (8GB)、RTX2070 (8GB)、RTX2060 (6GB）
  * Titan RTX－代號 TU102，為 Turing 系列晶片的完整版本，使用光線跟蹤跟蹤功能，類比光線反射，同時核心原是為深度學習而設計。
  * GeForce RTX 30 系列－代號 GA10x，使用 Ampere 的高階繪圖卡，擁有第二代即時光線跟蹤功能，成員包括 RTX 3050, RTX 3060, RTX 3060Ti, RTX 3070,RTX 3070Ti, RTX 3080, RTX 3080Ti, RTX 3090, RTX 3090Ti。於 2020 年 9 月 17 日開始逐步發售，但因加密貨幣礦潮而供貨緊張，導致價格飆升，不過 2022 年開始，加密貨幣幣值大跌，價格回到正常範圍。
  * GeForce RTX 40 系列－代號 AD10x，使用 Lovelace 的高階繪圖卡，擁有第三代即時光線跟蹤功能，成員包括 RTX 4090, RTX 4080, RTX 4070Ti。於 2022 年 10 月 12 日開始逐步發售。RTX 4090 在發售後被報導有多起顯示卡的 12VHPWR 供電介面過熱融化的案例發生，輝達官方在調查該事件的原因後，表示根據收到全世界的 50 多起案例，認為是使用者沒有完整將電源插頭插入顯示卡的供電介面所導致的。

* Quadro－專業級繪圖處理器。
  * Quadro－基於 GeForce 256，專業級繪圖處理器。
  * Quadro 2－基於 GeForce 2，Quadro 改良型專業級繪圖處理器。
  * Quadro DCC－基於 GeForce 3，數位內容創作。
  * Quadro 4－基於 GeForce 4，專業級繪圖處理器。
  * Quadro FX－針對桌上型電腦和行動工作站的專業級繪圖處理器。
  * Quadro CX－專為 Adobe Creative Suite 設計的加速器。
  * Quadro NVS－專業級商用繪圖處理器，後獨立劃分為 NVS 系列。
  * Quadro Plex－針對最複雜的重度繪圖和運算問題的專業級繪圖處理器。
  * Quadro RTX 為圖形彩現、AI 深度學習或是光線跟蹤等方面而設。
* Tesla－伺服器高效能運算處理器。

### 中央處理器

* Tegra－系統單晶片產品，基於 ARM 架構的處理器，包含有圖形處理器、音效處理器、北橋晶片、南橋晶片和記憶體控制器等功能。

### 晶片組

* ION - 行動電腦平台，包括晶片組與整合型繪圖處理器
* nForce - 原來只可支援 AMD 平台，在獲得 Intel 的授權後，從 nForce4 開始連 Intel 平台亦可支援。而 MCP79 就可以支援 VIA 的 C7 及 Isaiah 處理器。
  * nForce IGP（AMD Athlon／Duron K7 產品線）
  * nForce2（AMD Athlon/Duron K7 產品線，北橋被稱為 SPP（system platform processor）或 IGP（Integrated Graphics Platform），後者整合了顯示晶片。而南橋被稱為 MCP（Media and Communications Processor），支援 SoundStorm 音效）
  * nForce3（AMD Athlon 64／Athlon 64 FX/AMD Opteron，南北橋整合的單晶元晶元組，被稱為 MCP）
  * nForce4（4X, Base, Ultra 和 SLi，支援 PCI Express，AMD Athlon 64 處理器。SLI 版本支援 SLI 技術）
  * nForce 500（AMD Athlon 64 FX／Athlon 64 X2／Athlon 64／Sempron 或 Intel Core 2 Extreme/Core 2 Duo/Pentium D／Pentium 4／Celeron D）
  * nForce 600
  * nForce 700
  * nForce 800
* nForce Professional - 專業級晶片組，針對搭載 AMD 處理器的工作站與伺服器。
  * nForce Professional 2000
  * nForce Professional 3000
* Xbox 基於 NV20 顯示核心設計，使用英特爾 Pentium III／Celeron 作為平台
* PlayStation 3（RSX 'Reality Synthesizer'）基於 G70 顯示核心設計

### 開放 GPU 授權

輝達於 2013 年 6 月宣布將向裝置製造商授權顯示卡技術，首個授權的 GPU 核心將基於克卜勒架構。輝達還表示，其他核心（如下一代 Maxwell）也會開放授權給 ARM 廠商。

## 市場歷史

### 在 DirectX 前

NVIDIA 的第一款產品名為 NV1（STG2000X），授權 SGS Thomson Microelectronics 生產，於 1995 年 5 月推出。它是建基於二次曲面貼圖作為立體圖形的實現方式。這張卡亦整合了音效卡（只能作播放用，並沒有音效輸入），和 SEGA Saturn（世嘉土星）遊戲手柄和操縱桿的介面。由於世嘉土星是建基於 Forward-Rendered Quads 技術與 Quadratic Texture Maps，幾款 SEGA Saturn 的遊戲亦被移植到電腦平台，例如《鐵甲飛龍》和《VR 快打》。但是，NV1 只能艱難地行進，因為該市場已有很多對手。

之後，市場對 NV1 失去興趣，因為 Microsoft 發佈了 DirectX 規格，DirectX 以多邊形作為立體圖形的實現方式。隨後，NV1 繼續秘密地發展，成為 NV2 計劃，該計劃由世嘉資助了幾百萬元。世嘉希望一個整合了音效和繪圖的核心能減低下一代遊戲核心的製造成本。但是，世嘉最終瞭解到二次曲面貼圖是有缺點的，最終亦沒有證據證明該核心被恰當地除錯。這事件成為 NVIDIA 黑暗的一面。

### 一個新穎的開始

NVIDIA 發佈了兩款失敗的產品後，CEO 黃仁勳領悟到公司要繼續生存，就必須作出改變。他僱用了 David Kirk 作為首席科學家。David Kirk 原本是屬於軟體開發商 Crystal Dynamics，一間提供優良視覺品質的公司。他基於對著色的熟悉，將 NVIDIA 的 3D 硬體經驗合併起來，使 NVIDIA 得以翻身。

作為企業轉型的一部分，NVIDIA 放棄了一些專利介面，轉為全面支援 DirectX，亦棄掉一些多媒體功能，減低製造成本。NVIDIA 亦採用了一個為期六個月的內部週期目標。將來，就算某一產品失敗，亦不會威脅到公司的生存，因為下一代的代替物隨時可用。

但是，自從世嘉 NV2 的合同隱蔽起來後，僱員都被投閒置散，很多工業觀察者都認為 NVIDIA 不會再活躍於研發工作。所以當 RIVA 128 在 1997 年首次推出時，它的規格都是難以置信的。效能比市場領導者 3dfx 的好，還有一個完整的三角形生成引擎。RIVA 128 大量銷售，因為其低廉的價格，高效能的 2D/3D 加速，使它成為 OEM 受歡迎的選擇。

### GeForce 世代

在 1999 年下半年，NVIDIA 推出了 GeForce 256（NV10），最特別的是它帶來了硬體幾何轉換與光源（T&L）。GeForce 256 的核心頻率是 120 MHz。它亦提供了先進的影像播放加速、動態補償、硬體子像素 alpha 混合和四條像素流水線。配合 DDR 作為顯示記憶體，使 NVIDIA 輕易成為效能領導者。

基於產品的成功，NVIDIA 贏得了 Microsoft 的合約──為 Xbox 研發繪圖硬體。這令公司增加了二億美元收入。縱使這計劃用去了工程師很多時間，但短期內，並沒有對公司做成很大的影響。終於，GeForce 2 GTS 於 2000 年夏天正式發售。

NVIDIA 從研發高度合成核心時，得到很多額外的經驗，並將之應用在 GTS 中，結果核心頻率得到了改善。NVIDIA 亦可以選出較高品質的晶片，用作高價產品。最終，GTS 的核心頻率是 200 MHz。它的像素填充率是 GF256 的兩倍；材質填充率是 GF256 的四倍，因為每條像素流水線都支援多層貼圖。它亦新加支援 S3TC 壓縮技術、FSAA 和改善了的 MPEG-2 動態補償。

隨後，NVIDIA 推出了 GeForce 2 MX，針對低廉和 OEM 市場。它只有兩條像素流水線，核心頻率是 175 MHz，隨後增加到 200 MHz。縱使價格低廉，但效能不俗。GeForce 2 MX 成為史上最成功的顯示卡。而移動型號 GeForce2 Go 亦於 2000 年年尾裝運。

同時，3dfx 的 Voodoo 5 延期過久，這引起電腦史上最令引人注目的破產。NVIDIA 於 2001 年收購了 3dfx，獲得其專利和商標權，以及反鋸齒技術和大約 100 位工程師。

### 效能領導

NVIDIA 推出 GeForce 6 顯示卡系列還擊，成為 FX 災難的關鍵解決方法。著色效能提升了，而電源消耗則減少了。透過與開發者，尤其是那些參與了 NVIDIA 的 "The way it's meant to be played" 計劃的開發者緊密合作，NVIDIA 做事更果斷，以求更完善。這樣就能更輕易製造一些與行業要求一致的硬體。

結果這樣改善了企業的焦點，隨後 NVIDIA 亦發佈了 GeForce 7 系列。它擁有 24 條像素流水線，自 AMD Radeon 9700 發佈後，NVIDIA 第一次取得無可爭辯的效能優性。更重要的是，產品發佈當天，消費者就可買到相關產品，而價錢亦適中。而 ATI 的產品則飽受產品延遲發布之苦。

2005 年，受惠於 PCI-Express 介面的高頻寬，NVIDIA 推出了自 3dfx 公司所獲得技術 SLI（速力）。透過這個技術，可以並聯兩張顯示卡，理論上使繪圖效能加倍（實際上只有大約 1.4-1.6 倍）。它重新確立了 NVIDIA 在高端市場的名譽。ATI 的同類型產品是 X1000 系列顯示卡的 CrossFire。

2009 年 1 月，劃時代的 55 奈米製程顯示卡問世並採用新的命名規則為 GT200b. 之後下一代 GTX 280 緊接推出；它擁有 1062.72 GFLOPS 浮點運算能力；另外還有一款雙晶片架構的 GTX 260 問世它有 216 三角形著色力（作成顯示卡後稱為 GTX 295）於市場上投石問路，值得一提的是它每一獨立 GPU 晶片有 240 條流執行緒能力，但是只有 448-bit 記憶體頻寬。藉由雙晶片之助一舉達到 1788.48 GFLOPS 浮點運算能力並有 1.75GB 的 GDDR3。

2010 年 3 月，NVIDIA 正式推出了之前受困於良品率問題拖延很久才發表的 Fermi 架構，是 NVIDIA 首款支援 DirectX 11 的產品。

### 供貨困難

2020 年，受新冠疫情對全球供應鏈造成的影響，以及虛擬貨幣生產者對於顯示卡近乎空前狂熱的需求，NVIDIA 的 RTX 30 系列顯示卡從 2020 年上市之日起從未有過充足供貨。部分虛擬貨幣生產者願意以超過官方指導價 50% 甚至 100%、200% 的誇張加價幅度去購買市面上本就不多的顯示卡。導致個人玩家根本買不到新型號的顯示卡。在中國大陸的電商平台京東，甚至出現十萬人蹲守在半夜搶幾十張顯示卡的場面。在日本新蛋平台，也出現了超出原價顯示卡 20%-30% 並必須搭配指定主機板一起捆綁售賣的情況。輝達表示，供貨緊張的情況可能會持續到 2022 年 4 月才會改善。 而到 2021 年 12 月，顯示卡供貨緊張現象未見緩解。

### 隱瞞電子加密貨幣利潤被罰

美國 SEC 證監會在 2022 年 5 月 6 日宣布 NVIDIA 公司同意繳納 550 萬美元的罰金以便和解相關指控，NVIDIA 被指在 2017 到 2018 年間故意誤導投資者關於加密貨幣市場如何影響其銷售。美國證券交易委員會 (SEC) 執行部門加密資產和網路部門負責人克里斯蒂娜・利特曼 (Kristina Littman) 表示:「輝達未能披露資訊，導致投資者無法獲得評估該公司在一個關鍵市場業務的關鍵資訊。」「所有發行人，包括那些追求涉及新興科技機會的發行人，都必須確保其資訊披露及時、完整和準確。」SEC 裁定 NVIDIA 違反了 1933 年證券法案第 17 (a)(2) 和 (3) 條以及 1934 年證券交易法的披露規定。該命令還發現，輝達未能維持充分的資訊披露控制和程式。輝達既沒有承認也沒有否認 SEC 的調查結果，但它同意接受勒令停止，並支付 550 萬美元的罰款。

## 相關條目

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* NVIDIA 晶片組列表
* 全球二十大半導體廠商

## 參考文獻

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