首次突破1亿晶体管 ATI R300震撼登场
2002年7月，在NVIDIA推出NV25核心刚刚半年之久，ATI抢先发布了全球首款支持DirectX 9.0的R300核心，在性能和各项技术指标上都完胜前者，并成为首个突破1亿晶体管的GPU（当时被ATI称为VPU），也远超NV25/R200的6千万晶体管的规模。
R300核心采用150nm制程工艺，虽然ATI当时并未公布核心面积，但显然要超过200平方毫米。
首款基于R300核心的便是Radeon 9700 Pro显卡，内建8条渲染管线，并提供了256bit显存控制器。后来登场的Radeon 9700、9500 Pro和9500也都是基于R300核心，通过采用不同的规格细分产品线。
NVIDIA对R300的反击便是于2003年1月正式发布的NV30核心，首发GeForce FX 5800 Ultra和FX 5800两款显卡。NV30核心内建1.25亿个晶体管，核心面积同样超过了200平方毫米，并激进地采用了130nm制程工艺和DDR2显存，不过只能支持128bit的显存位宽。
不过由于NVIDIA的NV30在架构设计方面存在缺陷，在运行DirectX 9.0的应用时性能不佳，虽然有超高的频率设定，最终在性能上还是没能超过R300。
几个月之后，NVIDIA和ATI展开了第二轮搏斗，两家分别发布了改进版的NV35核心和R350核心，也因而集成了更多的晶体管。其中前者终于实现了对256bit显存位宽的支持，全新的GeForce FX 5900Ultra在性能得以增进。而R350则得益于频率的增长，让Radeon 9800 Pro大受欢迎。
到了2003年下半年，ATI和NVIDIA又再一次更新了自己的旗舰产品，纷纷祭出R360核心和NV38核心，但两者基本上都只是频率的提升而已。
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