GeForce 3, GeForce 4, Radeon 8500 e Radeon 9000

O final de 2001 marcou o lançamento das primeiras placas compatíveis com o DirectX 8, que ofereciam suporte ao rudimentar Shader Model 1.0. Na prática, a mudança não foi muito grande, pois poucos jogos efetivamente utilizaram os novos recursos e, praticamente todos mantiveram a compatibilidade com o DirectX 7, garantindo a sobrevida das placas de geração anterior. O uso de shaders só pegou realmente a partir do Shader Model 2 (DirectX 9.0).

A primeira a lançar um chipset compatível com o DirectX foi a nVidia, que em 2001 lançou o NV20, o chipset que deu origem à série GeForce 3.

O NV20 era um chipset muito maior que os anteriores, com 57 milhões de transístores (mais do dobro do NV10), produzido em uma técnica de 0.015 micron. As duas principais evoluções em relação ao NV15 foram o suporte a shaders e a inclusão de duas novas unidades de processamento de texturas em cada pipeline de renderização, permitindo que o chipset aplicasse texturas de até quatro camadas em um único ciclo de clock (contra duas no NV15).

Apesar disso, os recursos programáveis do NV20 acabaram nunca sendo muito utilizados, já que a maioria dos jogos saltou do DirectX 7 diretamente para o DirectX 9.0 e o Shader Model 2 (e em seguida para o DirectX 9.0c e o Shader model 3) fazendo com que a GeForce 3 acabasse sendo usada como uma versão levemente mais rápida da GeForce 2 Ultra.

Outra mudança importante foi a inclusão de suporte ao multisampling antialiasing (apelidado pela nVidia de Quincunx Antialiasing), que oferecia uma redução menor no FPS quando ativo.

Tanto as GeForce originais quanto as GeForce 2 ofereciam suporte ao supersampling antialiasing, mas ele era mais uma curiosidade técnica, já que a queda no FPS era grande demais para que ele fosse usado na prática (a menos que você se contentasse a jogar em resoluções muito baixas). A introdução do multisampling antialiasing, combinado com a maior potência bruta do NV20 marcou o início do uso prático do antialiasing.

A GeForce 3 original utilizava 64 MB de memória DDR, com clocks de 200 MHz para a GPU e 460 MHz para a memória. Ela foi seguida pela GeForce 3 Ti 200 (uma versão mais barata, que utilizava clocks de 175 e 400 MHz) e pela GeForce 3 Ti 500, que foi a versão topo de linha, com clocks de 240 e 500 MHz.

Os três modelos da GeForce conviveram com as GeForce 2 MX durante quase um ano. Diferente do que fez na série anterior, a nVidia optou por não produzir uma versão de baixo custo do NV20, posicionando as três placas como opções de alto desempenho.

Quando finalmente chegou a hora de atualizar a linha, optaram por simplesmente refinar os chipsets existentes, dando origem à série GeForce 4, que foi constituída por versões mais rápidas (porém sem grandes inovações) das placas anteriores. A nVidia usou também a migração do AGP 4x para o 8x para diferenciar as placas, oferecendo os modelos AGP 8x com uma numeração superior, muito embora a diferença de desempenho na prática fosse muito pequena.

As GeForce 3 foram substituídas pelas GeForce 4 TI, baseadas no chipset NV25 (produzido em uma técnica de 0.15 micron). Ele era uma versão levemente aperfeiçoada do NV20, que incluiu uma unidade adicional para o processamento de shaders, melhorias no controlador de memória e um decodificador MPEG (DVDs) aperfeiçoado. Ele foi usado na GeForce 4 Ti 4200 (250/500 MHz), GeForce 4 Ti 4400 (275/550 MHz), GeForce 4 Ti 4600 (300/650 MHz) e GeForce 4 Ti 4800 (também 300/650 MHz, mas com AGP 8x).

No caso da série MX, foi usado o chipset NV17, que foi uma versão de 0.15 micron do NV11, ainda sem suporte a shaders e limitado ao DirectX 7. A série foi composta pela GeForce 4 MX 420 (250/166 MHz), GeForce 4 MX 440 (270/400 MHz), GeForce 4 MX 440 8x (275/513 MHz, AGP 8x), GeForce 4 MX 460 (300/550 MHz).
Com exceção da MX 420, todas as placas utilizavam memórias DDR, que na época já estavam bem estabelecidas. Além das versões AGP, existiram também versões PCI da MX 400 (desempenho consideravelmente mais baixo), que serviram como opção de upgrade para os donos de máquinas antigas. Elas foram as últimas placas com chipset nVidia a serem produzidas em versão PCI.

O concorrente da ATI para o chipset NV20 foi o R200, que fez sua estreia na Radeon 8500, lançada em 2001. Ele adotou o uso de 4 pipelines de renderização (cada um com duas unidades de processamento de texturas) e incorporou suporte a shaders. Embora o barramento com a memória tenha continuado sendo de 128 bits (a partir da 8500 a ATI adotou o uso de memória DDR em todas as placas), o R200 introduziu o HyperZ II, uma versão aperfeiçoada do sistema de compressão introduzido no R100, que era capaz de aumentar substancialmente (de 10 a 30%) o barramento efetivo com a memória.

Assim como no caso da GeForce 3, a ATI incluiu um sistema de multisampling antialiasing na Radeon 8500, batizado de SMOOTHVISION. De uma maneira geral, ele oferecia uma qualidade visual ligeiramente superior ao Quincunx da nVidia, com uma redução similar no FPS.

Clock por clock, o desempenho do R200 era levemente inferior ao do NV20 (que afinal possui 4 unidades de processamento de texturas por pipeline), mas o chip da ATI era capaz de atingir frequências mais altas, o que permitiu que a ATI virasse a mesa, usando clocks de 275 MHz para o chipset e 550 MHz para a memória (DDR) na Radeon 8500, que resultaram em um desempenho ligeiramente superior ao da GeForce 3 Ti 500.

O grande problema da Radeon 8500 na época do lançamento foram os drivers, que mais uma vez se tornaram o ponto fraco da placa, com um desempenho abaixo do esperado no Windows XP e a falta de suporte ao SMOOTHVISION. A ATI demorou quase 4 meses para conseguir lançar drivers competitivos, frustrando os usuários que pagaram caro ao comprar a 8500 assim que foi lançada.

Em 2002 o R200 ganhou uma versão reduzida, o RV250. Ele manteve todos os recursos do R200, incluindo o suporte a shaders, o HydraVision (suporte a dois monitores), recursos de aceleração de vídeo e outras funções. Entretanto, para reduzir o tamanho do chip, a ATI removeu a segunda unidade de processamento de texturas em cada pipeline, resultando em um chip capaz de processar 4 pixels e 4 texels por ciclo.

Esta acabou se revelando uma boa solução em termos de chipset de baixo custo, já que permitiu que as placas mantivessem a compatibilidade com o DirectX 8 (diferente do que tivemos no caso das GeForce 4 MX) e oferecessem um desempenho próximo do oferecido pelas 8500, perdendo por uma grande margem apenas em jogos que faziam uso intensivo de texturas de múltiplas camadas, como o Unreal 2003.

O RV250 foi usado na Radeon 9000 e na Radeon 9000 Pro. Como de praxe, a diferença entre as duas placas ficou por conta das frequências, com a 9000 operando a 250/400 MHz (core e memória) e a 9000 Pro 270/550 MHz. Na época em que ambas foram lançadas, os problemas com os drivers já haviam sido em grande parte resolvidos, fazendo com que elas apresentassem uma relação custo-benefício muito boa em relação às GeForce 4 MX.

De fato, a linha fez tanto sucesso que a ATI decidiu reciclá-la não apenas uma, mas duas vezes. A primeira rodada veio em 2003, com o lançamento das Radeon 9200 e Radeon 9200 SE, que foram baseadas no RV280, que nada mais era do que uma nova revisão do RV250, com suporte ao AGP 8x. A Radeon 9200 oferecia exatamente o mesmo desempenho que a 9000 (clocks de 250 e 400 MHz), enquanto a 9200 SE era uma versão mais lenta, que usava um barramento de 64 bits com a memória.

Em 2004 a linha foi reciclada novamente, com o lançamento das Radeon 9250 e 9250 SE. Ambas operavam a 240 MHz (core) e 400 MHz (memória), mas a 9250 utilizava um barramento de 64 bits e era por isso muito mais lenta. O único mérito dessa nova série foram os preços baixos, já que em 2004 já existiam opções muito melhores no mercado.

Talvez mais importante do que os próprios lançamentos, foi a mudança de estratégia da ATI com relação ao fornecimento das placas. Até a Radeon 8500 a ATI trabalhava de maneira muito similar à 3Dfx na época das Voodoo 3 e 4, produzindo suas próprias placas e vendendo-as principalmente através das lojas de varejo.
A partir da Radeon 9000, a ATI mudou a estratégia e passou a vender chipsets para fabricantes de placas (assim como a nVidia). Demorou alguns meses até que fabricantes como a Gigabyte e a FIC fossem capazes de colocar placas no mercado, mas eventualmente a produção cresceu e os preços caíram, fazendo com que as vendas da ATI crescessem vertiginosamente. Não é à toa que muitos dos usuários de placas da ATI começaram justamente com uma Radeon 9000 ou 9200.

A ATI continuou produzindo sua própria linha de placas, mas os modelos produzidos por outros fabricantes passaram a representar a maior parte das vendas e a competição entre eles fez com que os preços caíssem, sobretudo no caso das placas de baixo e médio custo, que são produzidas em grande volume.