GeForce4

**GeForce 4**（核心代號是 NV25）是 NVIDIA 研發的第 4 代繪圖處理器。架構實際基於 GeForce3 改進而成。它擁有 4 條像素管線，每條管線包含 2 個材質貼圖單元，即 4\*2 架構。T&L 方面，GeForce4 採用了 nfiniteFX II 引擎，它是從 GeForce3 的第一代發展而成。GeForce4 Ti 配備了兩個頂點著色引擎，比舊的 GeForce3 多了一個，這表示同一時間可以處理更多頂點。這並不是全新的設計，皆因 Xbox 中的顯核亦使用了個頂點著色引擎。縱使 GeForce4 架構與 GeForce3 分別不多，但是依然有效能提升，原因是功能的改進與微調。

GeForce4 系列有三個分支，分別是高端的 Ti，較低階的 MX 以及一款通過 HSI 橋接晶片來支援 PCI-E 介面的 PCX 4300。膝上型輕便電腦方面，則推出了 GeForce4 Go (NV17M)，它的架構與 MX 系列是相同的。三個家族都是於 2002 年頭發佈。在 2002 年尾，GeForce4 4200 Go (NV28M) 發佈，它的架構與 Ti 系列是相同的。

## 產品特性

### 頂點與像素著色引擎

nfiniteFX II 引擎是從 GeForce3 的第一代發展而成。這是一個可程化的頂點與像素著色引擎。

#### nfiniteFX II 頂點著色引擎

GeForce4 Ti 配備了兩個頂點著色引擎，比舊有的 GeForce3 多了一個。這不是一個新設計，較早時推出的 XBOX，內裏的顯核已配備兩個頂點著色引擎。兩個頂點著色引擎是可以一同運作的。NV25 顯核能分配適當的指令予兩個頂點著色引擎處理。這樣可確保兩個引擎正在處理不同的資料，不會造成資料重複處理，進而提升效率。總括來說，兩個更先進頂點著色引擎配合 NV25 效高的時脈，NV25 可處理的頂點數目的 GeForce3 的三倍。

#### nfiniteFX II 像素著色引擎

nfiniteFX II 像素著色引擎能支援 Pixel Shader 1.2 與 1.3 版本

### Accuview

一種應用在 GeForce4 的改良型反鋸齒技術。Accuview 使用了新的取樣位置來改善反鋸齒的品質，新技術可減少錯誤，效能和品質更高。另外，雖然是 4XAA 的品質，但效能和 2XAA 一樣快。為此，NVIDIA 稱這個新反鋸齒模式為「4xS」。美中不足的是此模式只支援 Direct3D 不支援 OpenGL。

Accuview 技術亦支援非等方性過濾，可以改善從前景到背景的材質品質。

### LMA II

這是 GeForce4 Ti 特有的顯示記憶體控制器，GeForce3 擁有的是第一代。NVIDIA 改進了一些演算法，令到記憶體傳輸得更有效率，改善記憶體頻寬。亦改善了其像素剔除技術，剔除的過程可在顯示核心內進行，不用額外佔用記憶體頻寬。以往，在場景看不到的像素，核心依然會計算，因而浪費了其運算資源。GeForce3 可以略過被遮蔽的部分，而不作運算。而 GeForce4 就改良了這個過程，只有通過核心的數據，才會判斷是否被遮蔽，不用理會顯示記憶體的數據，節省記憶體頻寬。LMA II 的另一個技術是 Lossless Z-Buffer Compression，能無失真壓縮數據，壓縮比是 4:1，同樣是節省記憶體頻寬。改良了的頂點快取，使頂點數據不會被重複傳輸，共享邊緣的多邊形是一個好好的例子。幾何圖形和像素快取，使處理後的頂點和像素數據，能重複利用。雙材質快取，提升 GeForce4 Ti 的材質過濾效能。

LMA II 亦新增了自動預先充電技術。顯示記憶體在每一次讀取時，插槽需要先充電。這個技術論通過演算法，能為特定的插槽預先充電，節省讀取時間。快速 Z 軸清除，一個在 ATI Radeon 時期已擁有的技術，一個場景彩現後，通過這個技術，就能快速 Z 軸數據清除。

### nView

所有 GeForce4 系列顯示卡都配備了兩個 350MHz RAMDAC 及 TDMS 傳送器，可以支援雙顯示輸出。

## GeForce4 Ti

**GeForce4 Ti**（NV25）於 2002 年 4 月發佈，但是 GeForce 3（NV20）的後續產品。它的架構與上一代的顯示核心相似；主要的分別是更高的核心和顯示記憶體頻率。顯示記憶體控制器亦有改良，額外增加的頂點著色器，硬體支援反鋸齒，和 DVD 播放。它亦從 GeForce 2 MX 繼承了雙顯示輸出。GeForce4 Ti 的效能和功能是完全勝過舊的 GeForce 3。對手 ATI 的 Radeon 8500，效能整體上是快過 GeForce 3 產品線，但就被 GeForce 4 Ti 追過，只是價格上有優勢。

Ti 系列原本有兩個成員，**Ti 4400** 和最高端的 **Ti 4600**。當它們發佈的話時候，NVIDIA 的最重要的產品是主流級的 GeForce 2 MX，中階的 GeForce4 MX 產品 (與 Ti 4400 和 Ti 4600 同時發佈)，較舊但效能依然強勁的 GeForce 3 (降級成為中高端顯示卡)。NVIDIA 於 2002 年發佈了一個較平價的版本：**Ti 4200**。這張卡是用來取代 GeForce 3 Ti 系列，成為效能主流級產品，由於 GeForce 4 Ti 系列核心是一樣的，不少廠商推出了 GeForce 4 Ti 4200 的超頻版，效能等於 GeForce 4 Ti 4600, 令後者銷售情況變差。而在往後的 GeForce FX 顯示卡，中階級與高階級顯核架構將絕不相同。它亦比 ATi 的 Radeon 8500 快。

2002 年尾，NV25 核心被新推出的 NV28 核心取代，原因是為了支援 AGP 8X。基於此核心的有三款型號：**Ti 4200-8X**、**Ti 4800SE**、**Ti 4800**。Ti 4800 的頻率與 Ti 4600 相同，只是支援 AGP 8X，在北美地區的早期名稱即為 Ti 4600-8X，但由於售價昂貴，該晶片只有極少數的廠商推出過，如微星，青雲，eVGA，PNY 和 Point of View 等。Ti 4800SE 的頻率與 Ti 4400 相同，同樣在北美地區的早期名稱為 Ti 4400-8X，效能稍遜於 Ti 4600，相比 Ti 4800 倒是有很多廠商推出了相關產品。中階的 Ti 4200-8X 則非常暢銷。直到 ATi 於 2002 年尾發佈 Radeon 9500 Pro，它的地位才被取代。Ti 4200 於 DirectX 8.1 的環境下，效能比低階的 GeForce FX 5200 和中階的 FX 5600 強，與中階的 Radeon 9600 的旗鼓相當 。但 ATi 的 Radeon 9700 Pro 在效能和功能上，就完全擊敗 Ti 4600。

Ti 系列顯示卡唯一的行動產品就是 **GeForce4 4200 Go** (NV28M)，它於 2002 年尾發佈。它的功能和效能，都和以 NV28 為基礎的 Ti 4200 相似，以縱使它的核心頻率較低。它的效能遠比 Mobility Radeon 9000 強，亦是 NVIDIA 首款支援 DirectX 8 的流動型顯示核心。由於它原先是應用於桌面電腦，所以功秏比較大。4200 與建基於 MX 架構的 GeForce4 4x0 Go 系列和 Mobility Radeon 9000 不同，並沒有內建節能電路。這對膝上型輕便電腦製造商造成困擾，因為流動型產品講究節能，提高電池壽命。

## GeForce4 MX

若 GeForce4 的能力由 GeForce4 Ti 去定義，那麼 GeForce4 MX (NV17) 就只是一個稱號。很多人批評，GeForce MX 的名稱，誤導了其真正的功能，以為是 GeForce 3 的低階版。發佈後，人們始知道它只是 GeForce 2 Ti，而顯示記憶體控制器和抗鋸齒功能則屬於 GF4 Ti 系列、並配備兩個 RAMDAC。

GeForce4 MX 不同 GeForce4 Ti，前者並不支援可程式化頂點和像素著色器。這不會影響它的運算速度，只是不支援新的 Direct-X 8 特效。雖然如此，它能很好的執行高端的 CAD 軟體，在非遊戲應用中，有不俗的表現。（最值得注意的例子是 AutoCAD，GeForce4 MX 只比 Ti 版本慢數個百分比，但價格就相差好幾倍。）GeForce4 MX 440 能輕易勝過舊的 GeForce 2 Ultra 和 MX，而且更省電和更便宜，

MX 與其餘的 GeForce4 產品線於 2002 年頭推出，Id Software 的技術主管 John Carmack 擔心 GeForce4 MX 的潛在能力。他認為若果 MX 顯示卡被廣泛接受，反而會阻礙 DirectX 8 遊戲的發展，因為 MX 不支援可程式化頂點和像素著色器，他更勸告遊戲玩家不要購買 MX 系列顯示卡。但是在 2004 年中，Carmack 的 Doom 3 推出，它竟然支援 GeForce4 MX；MX 顯示核心是唯一的核心不支援 DirectX 8，卻被 Doom 3 支援。

儘管受到遊戲熱心者不斷的批評，GeForce4 MX 依然是成功的。它的價錢比 GeForce 2 MX 多 30%，但能提供更好的效能，所以能夠玩更多遊戲，正當那些遊戲並不相容 GeForce 2。對一般人來說，這已是真正的 GeForce4。較低階的 GeForce4 Ti 效能是比更舊更貴的 GeForce 3 差，而 NVIDIA 亦容許 GeForce 3 繼續售賣。GeForce 4 MX 在 OEM 市場尤其成功，它迅速取代 GeForce 2 MX，成為最受歡迎的產品。

MX 系列最原先有三個形號 - MX420、MX440 和 MX460。MX420 用來滿足低階電腦的要求，取代 GeForce 2 MX100 和 MX200。GeForce 4 MX440 用來應付 OEM 的大量市場，取代 GeForce 2 MX 和 MX400。最後的形號，就是 MX460，是中階市場的解決方案，並沒有明確的對手。MX460 的效能並不弱，所以售價並不比 GeForce4 Ti4200，GeForce 3 Ti200 和 Radeon 8500LE/9000（即使是完整的 8500）低很多。但這裏每張卡都比 MX460 好，不論效能和對 DirectX 8 的支援度。最後，MX460 不能在市場佔一席位，所以產品失敗了。

就 3D 效能而言，MX420 的效能只比 GeForce 2 MX400 稍好，但就差過 GeForce 2 GTS，但這不會造成問題，因為它所針對的是低階市場。與 MX420 最接近的對手是 ATI 的 Radeon 7000。但實際上，它的對手更像是整合式晶片組，例如 Intel 的 845G 和 NVIDIA 自家的 nForce 2。

而 MX440 的效能就合理的多，亦足以勝過它的對手 - ATI 的 Radeon 7500，和停止發售的 GeForce 2 Ti 和 Ultra。ATI 於 2002 年 9 月發佈的 Radeon 9000 Pro，效能與 MX440 相近，但就完整支援 DirectX 8，而且單一材質填充率更高。但是，9000 始終未能打破 MX440 在 OEM 市場的壟斷。MX440 有一個分支，名為 MX440-SE。它與 MX 420 相似，但就增加了顯示記憶體頻寬。NVIDIA 利用 GeForce FX 5200 去回應 ATI Radeon 9000，而且 FX5200 更支援 DirectX 9。但是，5200 除了支援 DirectX 9 外，效應卻不足以玩遊戲。

影片播放方面，GeForce4 MX 就支援了一個新的功能。它（不包括 GeForce4 Ti）是 GeForce 系列，第一款支援 NVIDIA **VPE** (video processing engine)，**硬體 - iDCT** 和 VLC (variable length code) 解碼的顯示卡。這些功能都比之前的 _HDVP_ 強得多。在 MPEG-2 播放中，VPE 終於可以與 ATI 出色的影像引擎競爭。所有的 GeForce4 MX 系列顯示卡都能夠對 DVD 播放提供硬體加速，所以入門級的它在影片播放上，比高階 Ti 系列效果更好。這已不是新鮮事，因為 ATi 早就為其產品配備這樣的功能。

與 Ti 系列相似，MX 產品線都更新到支援 AGP-8X 介面，成為 NV18 核心。新增的兩個型號是 MX440-8X，它比原本的 MX440 稍快，使用 BGA 封裝記憶體，和 MX440SE，配備較窄的顯示記憶體總線，用來取代 MX420。MX460 就不再更新，在數個月前已停止推出。另一個版本是 MX 4000，於 2003 年尾推出。它是 GeForce4 MX440SE，但核心頻率較快。**GeForce4 MX4000** 代號為 NV18B，用來取代 MX440-8X，對手是便宜的低階 Radeon9200SE。MX4000 支援 16MB×16bit 顯存架構，顯示卡成本更低，MX4000 是當時最廉價的高容量視訊記憶體低階顯示卡，**部分**支援 DirectX 8.1 指令。

**GeForce4 Go** 是 MX 產品線的分支，與其他的 GeForce 4 晶片於 2002 年頭同時發佈。有三個型號，分別是 420 Go，440 Go 和 460 Go。但是，ATI 已開始反擊，推出了 Mobility Radeon 7500。（短壽命的 4200 Go 並不屬於這個系列，它是 Ti 產品線的分支。後期更新到支援 AGP 8X，有兩個型號 448 Go 與 488 Go。

## GeForce PCX

GeForce4 MX 產品線於 2004 年仍被第三次更新，該產品同 GeForce 5 系列的 PCI-E 版一同發表，稱為 GeForce PCX 4300 - GeForce MX 4000 的 PCI Express 版本，擁有更寬的顯示記憶體頻寬。儘管有了新的代號（NV19），但 PCX 4300 隻是採用支援 AGP 的 NV18 核心加上 HSI 接橋晶片的非原生 PCI-E 顯示卡。該顯示卡只供 OEM 管道使用，所以非常罕見。

## 相關條目

* GeForce 4 系列規格列表
* GeForce 4 Go 系列規格列表
* Quadro 4

## 參考文獻

## 外部連結

* NVIDIA GeForce 4 主頁（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* NVIDIA GeForce 4 Go 主頁（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）