Marknaden för budgetkretsar var svår, och konkurrensen om prestandatronen hettade till allt mer. Nvidia lanserade en prestandamässig slägga i Geforce 3 i början av år 2001. Huvudkonkurrenten ATI höll relativt jämna steg i de lägre upplösningarna, men i den då höga upplösningen 1 600 x 1 200 pixlar dominerade Geforce 3 prestandamässigt.
Med Geforce 3 introducerades nya avancerade funktioner och stöd för moderna ramverk. Bild från SweClockers-medlemmen Multiman.
Geforce 3 var ett stort steg framåt, med undantag för OpenGL-drivrutinerna som var tämligen buggiga vid lanseringen. Korten var dock ett av de tidigaste med fullt stöd för nyligen släppta DirectX 8 och stödde avancerade funktioner som kantutjämning med multisampling, quincunx AA (en kombination av 2x MSAA och oskärpe-effekter), 8x anisotropisk filtrering och möjligheten att kombinera detta med trilineär filtrering vilket inget annat kort kunde göra.
Med DirectX 8-kompatibla grafikkort började spelen få stöd för mer avancerade visuella effekter via programmerbara shaders.
Nyheterna slutade inte där. Geforce 3 stödde även programmerbara vertex-shaders vilket gav utvecklare den djupare kontroll över manipuleringen av polygonnät (polygon mesh) vilket gav möjlighet till smidigare animationer. Här adderades även Nvidias version av HyperZ, det vill säga att objekt som inte syns i bilden inte renderas, samt förbättrad bandbredd tack vare komprimering och uppackning av data.
Ytterligare ett signifikant tillägg i Geforce 3-familjen som skulle komma att forma grafikkrets-design framöver var tillägget av en så kallad Crossbar Memory Controller – en kombination av fyra oberoende minneskontroller som kunde dirigera minnesanrop betydligt mer effektivt än vad dåtidens rådande lösningar med en enda minneskontroll kunde.
Med Geforce 3-generationen började Nvidia cementera sig som den dominerande aktören på grafikkortsmarknaden. Nvidia hade uppskattningsvis en marknadsandel på 31 procent, att jämföra med 17 procent för ATI. När Nvidia sedan blev leverantör av grafikkretsen i Microsofts första Xbox-spelkonsol växte andelen ytterligare. NV2A som kretsen hette var ett derivat av Geforce 3 med inslag av funktioner från Geforce 4.
Snubblande introduktion på båda sidor
ATI:s försök att återta prestandatronen hette Radeon 8500 och byggde på grafikkretsen R200. Inför lanseringen skapade korten rejält med uppståndelse hos både pressen och industrin i stort, där grafikgurun John Carmack slog på stora trumman med att Radeon 8500-korten skulle kunna köra kommande Doom 3 dubbelt så snabbt som Geforce 3.
Radeon 8500 kunde inte riktigt leva upp till den rejäla förväntan som fanns på korten. Bild från SweClockers-medlemmen dix_xib.
När Radeon 8500 väl nådde marknaden med pompa och ståt blev verkligheten en annan. Prestanda visade sig ungefär på nivå med Nvidias nyligen lanserade Geforce 3 Ti 200, en underklockad variant av prestandakorten. När drivrutinerna mognat efter några månader på marknaden presterade korten någonstans mellan ett Geforce 3 Ti 200 och standardkorten, vilket blev ytterligare bekymmersamt när Geforce 3 Ti 500 lanserades med ytterligare uppskruvade specifikationer.
Även om Radeon 8500 lyckades hålla jämn fot med flera av Nvidias alternativ hade Geforce-produkterna vid det här laget etablerat sig som prestandaledarna, och ATI:s bekymmer förstärktes ytterligare när Nvidia under början av 2002 lanserade en hel svit av produkter i Geforce 4-familjen. Den bestod av två budgetalternativ i MX-familjen, tre mobila grafikkretsar och två prestandakort i form av Geforce Ti 4400 och Geforce Ti 4600.
Geforce 4-familjen innehöll de svarta fåren i MX-serien som byggde på gammal teknik. Bild från SweClockers-medlemmen kakan86.
Trots att Geforce-familjen mer eller mindre hade varit en solskenshistoria sedan lanseringen av Geforce 256 fick Nvidia här sitt första större mothugg i form av Geforce 4 MX-korten, som namnet till trots baserades på den gamla Geforce 2-arkitekturen och hade därför endast stöd för DirectX 7. Detta öppnade upp för ATI:s mer prisvänliga alternativ som var mer moderna i samma prisklass.
