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顯卡的歷史

工程師 ? 來源:未知 ? 作者:姚遠香 ? 2019-01-03 10:11 ? 次閱讀

說到顯卡我想大家都不會陌生,目前獨顯市場只有N卡和A卡可選,著實少點新意。然而在不算遙遠的年代,顯卡市場風云迭起,有著太多的值得回味的故事了,今天我們就來一場顯卡發展歷程之旅吧!

2D統治的年代

在個人電腦剛面世的年代,DOS系統對顯示性能要求極低,用途主要是文字數據處理,并沒有顯卡什么事。隨著計算機性能的不斷提高,286時期的到來,人們開始在PC上設計圖形軟件甚至一些游戲,對顯示性能的要求越來越高,顯示標準也從MDA—CGA—EGA,顯示技術有了很大的提高,不過這個階段的顯卡還是主板合成的,并沒有獨立顯卡的概念。

直到VGA標準出現,顯卡從主板上分離開來,VGA(VideoGraphicArray)即顯示繪圖陣列,它的數字模式可以達到720x400色,繪圖模式則可以達到640x480x16色,以及320x200x256色,這時顯卡首次可以同時最高顯示256種色彩。

這個時代,真正迎來了第一個小BOSS——Trident8900/9000顯卡,它既是ISA/16色顯卡的代名詞,也是3D顯卡的真·鼻祖,第一次使顯卡獨立于電腦,而不再是集成的一塊芯片,為以后獨立顯卡的巨大發展提供了可能性。

在那個2D統治的年代,ATI和老黃還只是個毛頭小子,業界真正的巨人是Trident和S3。前面已經說過Trident了,下面我們看看比Trident更強的巨人S3吧!

S3是從89年就開始造顯卡的老品牌了,在2D畫質領域造詣無人能及,盛極一時的Trident也無奈敗下陣來。S3最經典的產品當屬S3Trio64V+,有著高速的2D性能和強大的VCD軟解實力,能夠支持1024×768的分辨率,并且在低分辨率下支持最高32Bit真彩色,而且性價比也較高,相信很多朋友現在想起都津津有味。

S3在95年推出的ViRGE,2D性能依然頂級,然而新加入3D性能落后,雖然不算是失敗的產品,但被后來3Dfx推出的產品吊打,只能接受被市場淘汰的命運。面對3D時代,S3并沒有抓住機會,推出的Savage系列由于驅動問題使得S3產品使用體驗大打折扣,也就被后來的3Dfx、老黃迎頭趕上,逐漸走向衰落。

2D卡時代還有Matrox這樣的優質品牌,幾乎不授權別人生產自己的芯片,擁有最佳的2D性能,遠超其他民用級,不過3D性能并不出色,當時3DMark2000的最后一項環境凹凸貼圖也只有Matrox的顯卡能跑。

Matrox顯卡是好,不過功能過于專業,而且價格高昂,面對3Dfx、老黃性價比極高的產品,也無奈飲恨。

在76年~95年這個漫長而沉悶2D時代,顯示技術發展緩慢,廠商把單個功能精煉到極致,就能獲得巨大成功,而95年之后,3D顯卡涌現,對性能與技術的要求不斷提高,廠商也要不斷推陳出新才能跟上市場腳步,而跟不上節奏的昔日霸主S3也只落得被收購的命運。

3D時代開幕

1995年游戲剛剛步入3D時代,大量的3D游戲的出現,CPU的性能已經不能滿足人們對3D畫面的追求,人們迫切需要專門用于3D畫面計算的獨立顯卡,這樣的大環境下成就了一家公司,不用說大家也知道,沒錯,就是3Dfx。

94年成立的3Dfx在當時還是一個小公司,不過定位明確,很快就推出了業界的第一塊真正意義的3D圖形加速卡:Voodoo。在摩托英豪、Quake2、Doom等經典游戲中,Voodoo在速度以及色彩方面的表現都讓喜歡游戲的用戶為之瘋狂,Voodoo幾乎是玩家們唯一的選擇,3Dfx的專用Glide引擎接口統治了整個3D世界。

Voodoo2為3Dfx最為成功的產品,自帶8Mb/12MbEDO顯存,PCI接口,卡上有雙芯片,可以做到單周期多紋理運算,性能遠超同期產品。值得一提的是Voodoo2依然為純3D加速卡,不具備2D顯示功能,采用子卡形式,配合主卡的2D顯示使用,于是有了Voodoo2+S3Trio64V+的黃金搭配,當年有這樣爽玩大菠蘿的朋友嗎?

由于銷售極為火爆,3Dfx坐穩霸主寶座,也是由于太成功而變得盲目,推出的Voodoo3僅支持16bit和16MB顯存,而且僅是將接口改為AGP2X(亦有PCI版本),不支持AGP2X的絕大多數特性,后續一些產品也無法力挽狂瀾,最終走向敗局。正如諾記固守塞班,3Dfx對Glide3D過度依賴而對D3D的消極支持,創新能力匱乏,最終在2000年被老黃以7000萬美元現金收購,一代霸主就此隕落。

3D剛興起的時代,也涌現了一批不錯的廠商,例如SiS(XGI)。SiS和VIA一樣是芯片組的制造商,但不同于VIA,SiS是有自己的圖形芯片研發團隊的。SIS的顯卡雖說性能不是頂尖,但該有的都有,而且影音播放效果極其出色,可硬解DVD,而且售價低廉,當時國內政府、學校采購的電腦主要都是使用SIS的顯卡。

其實SIS憑著低廉的價格,不錯的性能,發展良好很有機會在業界占一席之地的,然而當時A卡和N卡已經把持了市場,即使Xabre400能夠擊敗MX440也無濟于事,在Nvidia和ATI的高壓之下,SIS渠道的推廣舉步維艱,被扼殺在搖籃之中,SIS真可謂生不逢時。

隨著3D技術的飛速發展,專業顯卡的需求也不斷增加。3DLabs就是這樣的公司,主要開發高端繪圖芯片,有著Wildcat與Oxygen系列顯卡代表作,而Permedia系列則是入門級專業卡相當不錯的選擇,對OpenGL的完美支持,性能強大,可惜Permedia3研發不順,上市時間較晚,3D性能也不佳,同樣是沒火起來。

當年專業顯卡市場3DLabs的產品幾乎是唯一選擇,然而面對訊息萬變的世界,3DLabs還是落后了,對D3D技術重視不足和對OpenGL過度依賴,最終被老黃的Quadro干掉,于02年被創新科技收購,成為旗下子公司。

PowerVR這個詞大家是不是很眼熟。。。。。。。。。對,你手上腎機用的就是它家的圖形芯片。當年PowerVR也是有涉足桌面顯卡市場的,比較有名的就是PCX2芯片,性能強大,支持D3D、OpengGL,SGL,然而由于驅動使兼容性較差,許多游戲運行有問題,加上對CPU要求較高,大大影響了銷售,但即使如此,在Voodoo2上市前還是做到了市場占有率第二。

后來PowerVR技術授權給了STMicroelectronics(意法半導體),于是PowerVRKyro誕生。Kyro2是PowerVR第三系列的產品,擁有強大的性能和便宜的價格,成為GeForce2的勁敵。無論是多好的顯卡,必須經過優化才能充分發揮性能,Kyro2也不例外,Kyro1/2的兼容性不太好,與某些游戲有沖突,容易引起渲染錯誤或性能下降。加上意法半導體作死一定只要大力神來生產顯卡,使得售價高昂,而且銷售渠道也不多,在老黃GeForce2MX的圍剿下,只能接受失敗的結果。

雖說桌面顯卡市場失敗了,但PowerVR聰明的轉向了移動圖形市場,避免了桌面圖形市場的殘酷競爭,同時發揮了自己的技術優勢,樹立了一個良好的榜樣。

談到顯卡,又怎能少得我們的絕對霸主英特爾呢!大家對Intel顯卡印象幾乎都是核顯和集顯,然而Intel早些年還真是有生產過獨顯的。i740就是Intel推出的第一款產品,極大的推動了AGP標準的發展。性能比Voodoo1低,靠著Intel的地位和便宜的價格,一眾廠商也很樂意推出有關i740的產品,一來二去Intel提高了在圖形核心市場的占有率,后來,Intel將i740改進后集成在810芯片組(被稱為i752)內,原本也有將i752獨立生產為顯卡的的想法,但后來并未正式生產。此后,Intel專注于整合顯卡領域,再也沒有推出過獨立顯卡,i740成了Intel獨立顯卡的絕唱。

Nvidia霸權之路

在2D轉3D歷程中,前面的一些廠商都做出了不少貢獻,然而真正開創了3D顯卡大時代還是要說我們的兩彈元勛——黃仁勛,老黃為臺裔美國人,黃總可謂顯卡界的喬布斯,一般說到某產品,很少會有人去關注它們的老板,喬布斯和老黃一樣都是例外,懂技術又懂銷售和管理的黃總成就了Nvidia,而Nvidia的產品無處不彰顯著黃總的特點,性格。

Nvidia成立初期發布的產品NV1、NV2顯卡都失敗了,當時窮得連工資也發不出,只好把員工都裁掉,只留下核心員工,一直忍辱負重埋頭研發NV3,即Riva128,搭上微軟的Direct3D,性能超越了3dfx的Voodoo和ATI的RagePro,雖說畫質一般,但是憑著低廉的價格,在OEM市場著實火了一把,半年后,發布RIVA128ZX(小影霸),支援OpenGL,在雷神之錘中有不錯的表現。雷神之錘因為不采用GLIDE,3dfx的GLIDE優勢不再,NVIDIA間接取得優勢。由于RIVA128能良好支援OpenGL,在后來一眾熱門游戲中表現都有著不錯的表現,消費者認同感大大上升。

由于NV3的成功,老黃在98年更有底氣的推出自己的下一款產品——NV4,被稱為“3dfx的終結者”。NV4也就是RivaTNT,相信大家都有印象,為當時速度最快的顯示核心之一,越來越多廠商加入NVIDIA陣營。也在TNT時代,老黃意識到顯卡驅動的重要性,專門為TNT編寫全新的驅動程式,并命名為“雷管”(Detonator)。

隨著“老黃定律”的應驗,Nvidia推出了震驚全球的RivaTNT2,完秒Voodoo3及ATI的Rage128系列,在當年的顯卡界所向披靡,RivaTNT2的另一個重要意義是NVIDIA學會了更好的規劃產品線,在高中低端,面向多種不同的用戶,TNT2芯片衍生出TNT2Vanta、TNT2M64、TNT2、TNT2Pro、TNT2Ultra等不同的型號產品,搭配不同顯存的容量,產品線覆蓋到市場的每一個角落,當之無愧的一代神級顯卡。

以上可稱為3D加速卡時代,這個時代最大的特點是各家都有自己的3DAPI接口技術,比較多見的就是3dfx的Glide、微軟的DirectX、OpenGL、PowerVR的PowerSGL、ATi的3DCIF等,而微軟的DX7硬件T&L技術使得GPU誕生,從此告別3D加速卡時代,成就了GeForce256與ATIRadeon256的輝煌,3dfx徹底退場,也使微軟的DX顯示標準統治至今。

時間來到2000年,NVIDIA發布具有特殊的歷史含義的Geforce2系列,其中最成功的顯卡就是GeForce2MX,完美取代TNT2顯卡,而GeForce2MX400幾乎是每一位CS玩家的標配。

雙雄爭霸

從GeForce2系列開始,NVIDIA已經基本鎖定勝局了,但我們的斗士ATI又一次頑強的站出來了,帶來了劃時代產品——Radeon,初代產品為Radeon256顯卡,性能完全不落下風,隨后進行了提頻,改名叫Radeon7500,性能更是擊敗了Geforce2GTS,也就是從Radeon256開始,N卡和A卡真正成為了宿敵,它們的戰斗歷程代表了當代顯卡發展史,延續至今。

在DX8時代,老黃推出GeForce3,而ATI則推出Radeon8500,如果說DX7時代A卡一直在追趕N卡,那么DX8則是A卡閃耀爆發的時代,Radeon8500采用最先進的技術,在規格上成為當時最強的產品,GeForce3也無法抗衡。然而規格上是強大,ATI的驅動還是拖了很大的后腿,在早前很多游戲并不能完美運行,總有些貼出錯誤問題出現。

Radeon8500的出現,使得A卡在高端市場領先了N卡,這下老黃坐不住了,于是在02年發布了DX8時代最強顯卡——GeForce4Ti系列,其中最受大家喜歡的就是Ti4200,Nvidia歷史最為厚道的產品,它是顯卡歷史上唯一以旗艦產品一半的售價卻可以得到80%以上的頂級性能和100%規格的顯卡,入手后玩家稍微再超頻一下當即變為頂級旗艦卡,不得不說當年的硬件就是好玩,廠商總是會給人驚喜,不過直到現在,也不見老黃再送這種福利了。

當年提到GeForce4系列,怎少得國人印象心目中的真神卡GeForce4MX440呢,事實上GeForce4MX系列并不是GeForce4系列的,而是GeForce2Ti系列,運行速度雖然沒差,最大的缺陷是不支持新的DX8特效。然而神卡MX440豈是浪得虛名,特效不支持不重要,搭配上神器“3DA”專治各種不服,通過軟件模擬流暢運行生化危機4、無雙3、鬼泣3,由MX440引發的神跡在廣大囊中羞澀的屌絲中廣為流傳,紛紛加入神卡探索的隊伍中來,他們都篤信著這塊02年的神卡能讓他們暢玩07、08甚至是09年的主流大作,事實寂靜嶺4、極品飛車10、戰爭機器、刺客信條、孤島危機等游戲神卡都是可以運行,只不過屏幕透出的抽象畫面,讓屌絲們猛然的清醒過來,是時候揮別這塊屹立在自己老舊AGP插槽主板上的傳奇了!

通過上文大家都明白,老黃的成功有很大一部分歸功于緊跟微軟的DX標準,通過搶先發布支持新顯示標準的產品來搶占市場,而接下來的這次失敗,老黃也是栽在DX上面。

Geforce4Ti完美狙擊了ATI,老黃也覺得ATI已經走投無路了,然而ATI仍留了一手,在Geforce4Ti發布完的短短4個月后,ATI突然宣布秘密開發已久代號R300的Radeon9700Pro,完美支持DirectX9.0,老黃深知大事不妙,因為GeForce4系列采用的依然是DX8架構。Radeon9700的完美表現,使得ATI在3D時代第一次真正意義上的領先Nvidia。

由于ATI這一著實在太秒,老黃計劃反擊的GeForceFX5800也完全不是對手,R300核心系列無后顧之憂的推出了一大波產品,成為最長壽的顯示芯片。

由于R300系列產品都只是流水線及顯存支持部分有所修改,Radeon9500PRO核心非常接近Radeon9700,精明的玩家都學會了使用修改電阻,刷新顯卡Firmware等軟件修改方式和硬件修改方式將顯卡被屏蔽掉的渲染管線打開,從而把顯卡刷成Radeon9700Pro,甚至還能改造成FireGLZ1專業顯卡,當年不少DIYer為之而瘋狂,這也是DIY的樂趣所在。

由于改造事件嚴重沖擊了ATI的高端市場,ATI不得不加快新產品的推出,用Radeon9600代替Radeon9500來挽回高端市場的損失。

在這個特別的時間點,我們又迎來一款在國內無人不知無人不曉的究極神卡——Radeon9550,在ATI乃至顯卡史上的絕對經典,中低端市場上的神化,ATI企業的頂峰,以后的產品就算再沿用“50”這個數字,也無法重現當年的盛景。

從規格上來說,Radeon9550只有4條流水線,其性能非常一般,優點就是價格低,真正創造9550神話的是它前無古人的超頻性能和不可思行的性能提升幅度,核心默認250MHz頻率的Radeon9550幾乎每一塊都能達到400MHz,幅度高達60%,而一些做工優秀的Radeon9550隨意就能達到450MHz,部分體質較好的可以超過500MHz,達到了觸碰旗艦卡邊緣的實力,區區一張Radeon9550,就能統治當年所有的主流顯卡,達到非Radeon9550不買的境地,Radeon9550,成為了AGP顯卡最后的瘋狂,也代表著DIY產業的巔峰。

時間來到這里很多年輕朋友都開始數得出往后推出的產品了,緊跟微軟DX系列的更新,2大廠商也不斷更新自己的產品,中間還夾雜著ATI被收購的事情,總體是互有攻守,其中有不少大家當年都是用過的經典產品,例如GeForce6800,6600GT,7600GT,7300GT,8800GTX,8600GT,X1950XTX,“馬甲王”G92系列,HD4/5系列,GTX260+,HD6950等等,新時代顯卡換代越來越快,性能越來越強,然而玩家熱情似乎一直在下降,因為產業成熟,產品也只是在散熱以及性能方面不斷提高,再也看不到當年全民為某一產品瘋狂的情景。

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