GPU必须适应游戏画面渲染发展趋势才能生存

　　对于ATI、NVIDIA这样的GPU开发厂商来说，在研发GPU的时候最重要的事情莫过于是要能够准确预计未来游戏的渲染程序编写趋势，在确保现有游戏能流畅运行的前提下，为未来一年的新游戏作好准备。如果厂商对这样的趋势把握不准的话，后果将可能是非常严重的。

　　例如在2002年，ATI和NVIDIA分别推出了RADEON 9700和GeForce FX 5800这两款DX9卡，RADEON 9700采用了8条像素流水线的设计，各像素流水线的(浮点像素着色器:纹理单元:光栅操作器)的比率为1:1:1。而GeForce FX 5800采用了4条像素流水线的设计，各像素流水线的(浮点像素着色器:纹理单元:光栅操作器)的比率为1:2:1。

　　ATI的RADEON 9700在运行DX8/DX9游戏的时候，都能保持每个周期作8个算术和8个贴图操作，如果考虑到双发射指令结构和mini ALU的话，最理想的情况下可以达到32个算术操作。

　　而NVIDIA的GeForce FX 5800设计在碰到DX9游戏的时候，每个周期就只能执行4个浮点算术操作。更严重的是，由于DX9允许在一个着色器程序里编写更多的指令，而程序员在写DX9着色器程序的时候所使用的指令大多数是算术指令，此时GeForce FX 5800中的8个贴图单元就很有可能会有一半被长期闲置，造成巨大的晶体管资源浪费。

　　这样的设计放在DX8游戏横行的时代其实是比较合理的，因为DX8 PS1.3允许的着色器程序比较短，像素着色器程序中的算术指令和纹理指令比率自然是比较接近了，此时GeForce FX的效能就能比较接近最佳的性能理论值。

　　NVIDIA在设计GeForce FX 5800的时候可能就是认为DX8->DX9的迁移还需要比较长的时间，因此才采用了GeForce FX 5800这样的体系。

　　但是让NVIDIA出乎意料的是，GeForce FX 5800并没有顺利按期推出，让ATI RADEON 9700得以比GeForce FX 5800提前半年的时间上市。

　　游戏开发人员很快就被RADEON 9700的简洁、高效体系所吸引，大量的DX9游戏都以RADEON 9700为主要开发平台，使得NVIDIA当初的如意算盘打空，由于GeForce FX家族设计失误所引发的一系列问题直到2005年才在NV4X系列和G70等采用了2:1(浮点像素着色器:纹理单元)比例的产品下得以完全扭转。

　　当然，像素着色器程序中的（算术指令:贴图指令）比率只是GPU体系架构中考虑的一环，在GPU流水线中，不同指令的吞吐率、寄存器最佳使用量的阈值、贴图单元的高速缓存设计、指令发射能力、多线程能力等环节同样是GPU能够满足新游戏需求的关键。

　　总之，GPU架构师在构思流水线体系结构的时候就必须把性能/成本、未来的游戏画面渲染趋势等因素一并考虑，在性能和成本之间取得最佳的平衡点，这样的产品才会比较有生命力。之前的ATI RADEON 9X00、NVIDIA的GeForce 6/7都是获取这个平衡点的佼佼者，取得了巨大的成功。