显卡发展历史浅谈

显卡发展历史浅谈纵观显卡发展史，没有一个厂商能够永远站在显卡技术的最高峰。逆水行舟的竞争道路上，技术的落伍、决策的失误都随时会被市场所遗弃。十年前S3无情地将Trident打败，而3dfx让霸主S3明白了什么叫3D加速；八年前nVIDIA让不可一世的3dfx俯首称臣，让业界明白技术发展的推动力；六年前厚积薄发的ATi开始冲击王座，不断蚕食巨人nVIDIA打下的巩固江山。都说竞争促使进步，其实竞争也能带来乐趣。如果说没有了AMD，那么Intel的光芒恐怕没有那么耀眼；同样地，如果没有了ATi，nVIDIA的独脚戏势必不会那么精彩。除了独立显卡这两大主角，S3、XGI、Matrox等厂商也一直在孜孜不倦地努力着，即便是已经被收购的Trident和3Dlabs也都依然没有离开这一领域。PC显卡发展的近代史犹如一壶陈年老酒，让人回味悠长……一切源于游戏－－显卡为游戏而生对于老一代玩家来说，游戏无疑是他们最好的老师，为了游戏，玩家们必需要掌握更多的电脑知识，而这种精神正是DIY精神的鼻祖。从286时代的《警察抓小偷》、386时代的《大航海时代》，到486时代风靡亚太地区的《仙剑奇侠传》，乃至586时代的《命令与征服》，PC游戏伴随了一代又一代人的成长。随后3D游戏的兴起，则不断激励最新技术的发展，也因此造成了显卡行业的重新洗牌。从最初简单的显示功能到如今疯狂的3D速度，显卡的面貌可谓沧海桑田。无论是速度、画质，还是接口类型、视频功能，显卡在这十年里的革新甚至已经可以超越CPU。了解显卡的发展历史对于理解这十年来的厂商们的疯狂竞争将会很有帮助，更是硬件爱好者必备的知识。从EGA到VGA：来之不易的绚丽世界显卡早期称显示适配器，在“黑底白字”的DOS年代时，对显示的要求是极低的。然而随着各种软件应用的普及，人们对于PC图形界面的需求越来越强烈，为此才出现了彩色显示。最早的显示类型是EGA，只能认别出黑白两色。早期使用8080、8088一直到80286都是使用这种类型的显示适配器，功能极为简单，一般集成16K显存，并不为人关注。到了20286时，PC上出现了一些和图形相关的软件，开始有人在PC上设计一些图形，最早的就是CAD。那时的程序员们为了自己闲暇的消遣也开始编写一些小游戏，或是移植一些游戏机上的Game到PC上来。因此出现了一种四色适配器，能认别三元色和黑白。当时这种适配器的效果是很差的，你能想像出只有三元色和黑白的图像效果是什么样吗？不过在当时这已经是一个大的进步了。由于这是第一种彩色的显示适配器，所以称为CGA。CGA时代对显卡的要求已经大幅度提高，但是当时的制作工艺仍然远远高于显卡芯片的需求，因此CGA显示适配器依旧整合在主板上，以一块单芯片的方式来实现。VGA标准可谓是如今显示标准的雏形，我们的显卡也是从这一时代开始独立起来，成为真正意义上的显卡，而不仅仅是一块默默无闻的芯片。最先的VGA标准可以现实16色，要求显卡具备512KB显存。VGA时代的代表产品是Trident8900/9000系列。512KB显存的Trident9000SVGA是VGA标准的衍生产物，这种改良过的图形适配器已经能够技持16Bit的彩色，并且逐渐过渡到如今的32Bit。最早的SVGA显卡芯片是CirrusLogic的GD5428/5429，它直接集成了1～2MB显存，支持16Bit的彩色。不过GD5428/5429依然没能逃出老迈的VESA总线，因此卡身特别长，成本也不低。事实上，真正将SVGA发扬光大的还是S3735（Tr64V）以及Trident9680，它们能够达到1024×768的分辨率，并且在低分辨率支持32Bit真彩色PCI时代经典的Trident9680惊人的巨变：显卡接口发展过程显卡接口也不断制约着显卡技术的发展，并逐渐成为瓶颈。为了加快显示芯片与总线之间的传输速度，使用高带宽的接口总线势在必行。在民用市场，显卡接口的起点便是最普通的ISA接口，事实上ISA接口包含ISA总线、EISA总线和VESA总线，ISA接口是一种统称。当我们来到VGA标准时代之后，ISA接口就开始力不从心，PCI接口取而代之。不过PCI接口也并未持续多少时间就被更为先进的AGP淘汰。与PCI相比，AGP不仅在带宽上突飞猛进，更是可以有效利用系统内存。然而值得注意的是，AGP的发展之路并不像PCI那样平坦，半开放性的格局使之不断面临兼容性的困扰。从最早的AGP1X到如今的AGP8X，真正具有里程碑意义的只有AGP4X。而如今AGP8X也逐渐走下神坛，PCIExpressx16取而代之。下表是对各种显卡接口的技术对比：总线规格ISAEISAVESAPCIAGP1XAGP2XAGP4XAGP8XPCIExpressx16工作电压5v5v5v5v3.3v3.3v1.5v0.8v3.3v/12v时钟频率8MHz16MHz33MHz33MHz66MHz66MHz66MHz66MHz100MHz工作频率8MHz16MHz33MHz33MHz66MHz133MHz266MHz533MHz533MHz理论带宽4MB/s16MB/s66MB/s133MB/s266MB/s533MB/s1066MB/s2100MB/s8GB/s带宽位数8～16Bit32Bit32Bit32Bit32Bit32Bit32Bit32Bit32Bit向下兼容全兼容无AGP1xAGP1xAGP2xAGP4xPCIExpress现在这一代用户恐怕只知道nVIDIA和ATi，老一代的骨灰级玩家应该能记住S3与Trident。在十年前，PC显卡正经历从ISA到PCI的一场巨变，而主宰这一舞台的并不是当今的两位霸主，S3和Trident才是叱咤风云的英雄硬汉。回到十年前，当时并没有疯狂的3D效果、完美的硬件级DirectX支持、更没有什么实用的视频功能！当时的显卡还远没有达到小康水准，高人一等的2D速度以及基本令人满意的VCD软解压就已经足以让众多用户欢呼雀跃了。如果说nVIDIA是如今显卡市场的龙头老大，那么当时的S3就可以说是独步天下的霸主，其市场份额到了令人诈舌的地步，在显示领域甚至可以与业界大哥Intel齐名。为S3开创这一时代的大功臣当数S3765。当显卡正式进入PCI总线时代之后，2D速度得到前所未有的增强。此时，S3765最多支持2MBEDO显存，能够实现高分辨率现实，这可是当时价格不菲的高端显卡才能做到的。平滑的2D速度以及不错的画质表现令这款芯片大受欢迎，而价格上的平民化也使之在短时间内普及。在S3765时代，在电脑上播放VCD还需要借助专用的解压卡。不过，通过S3765的解码补偿功能，只要CPU的主频在66MHz以上就可以实现令人满意的软解压效果。如果有Pentium处理器以及大容量内存的配合，那么其软解压效果完全可以与硬件解压卡相媲美。也就是从此片芯片组开始，S3不断地向Trident施加压力，无情的排挤Trident的市场。S3压倒Trident的标志作为ISA时代的霸主，Trident在进入PCI时代之后并没有立即溃败。Trident9685是一款不逊于S3765的显示核心，而且在视频输出功能方面有着一定的优势。然而正如很多用户所知道的那样，很多时候技术不仅仅是绝对成败的关键，渠道支持同样十分重要。S3凭着强大的市场操作手段，几乎得到当时所有板卡厂商的支持，技术上突破困难的Trident最终落败。S3765的成功并没有让S3冲昏头脑，继S3765后马不停蹄地推出S3VirgeDX，但是S3VirgeDX只能算是S3765的升级产品，这款显示芯片将2D速度几乎发展到了顶峰，同时具备了初级的3D功能。与S3VirgeDX同时代的处理器是PentiumMMX，当时的CPU已经具备了相当的多媒体能力。而S3VirgeDX也顺应了这一潮流。通过2～4MB的高速度显存，S3VirgeDX已经完全不用担心VCD软解压，而且在2D速度方面几乎已经无可挑剔。更加值得关注的是，S3VirgeDX为Microsoft的第一代DirectDraw进行优化（并不是Direct3D），因此在游戏中的速度表现相当不错，也能简单处理一些伪3D画面。当S3VirgeDX发展到后期，AGP总线开始流行，采用AGP接口的S3VirgeDX在速度上也稍有提升。S3VirgeDX让人记忆犹新当S3还在为自己的市场份额沾沾自喜的时候，另一场风暴正在悄悄地酝酿着。那就是3D革命风暴的到来，这场风暴造就了一代枭雄3dfx的辉煌王朝。其实，在3D概念还未完全成形之时，3dfx就以第一代Voodoo加速卡刮起一阵旋风。为了使Voodoo加速卡能够更加专注地做好3D工作，3dfx使这款显卡只具备3D能力，而不具备2D显示功能。客观而言，3dfx的这一做法十分聪明，这样既能降低技术难度，又可以不与当时的S3、Trident、Matrox等形成正面冲击。没有谁会估计得到这样的3D子卡会大受市场欢迎，S3更是将没有2D显示功能的显卡视为另类的非对手之列。但是疯狂的游戏迷们视这种3D加速卡为宝，在Quake2、Doom等经典游戏中，当时的Voodoo1几乎是玩家们唯一的选择，毕竟众多3D游戏都为3dfx专用的Glide3D函数进行优化开发。Voodoo1的巨大成功使3dfx的势力迅速壮大。而令众多玩家翘首期盼的Voodoo2延续了3dfx的辉煌，众多3dfx的死敌更是难以望其项背。Voodoo2芯片的速度非常快，大约是Voodoo1芯片的三倍。Voodoo2芯片除了提供一般3D加速卡的全部3D功能之外，还提供一些特殊的效果，例如抗锯齿边缘修补、三线过滤、深度Buffering等等。老吴2005-10-2413:45在游戏迷们欢呼声中，S3才在梦中惊醒，决心进军之前不太重视的3D游戏市场。但是为时已晚，3dfx打下的3D江山坚不可催，当时的玩家甚至以拥有一块3dfx的显卡为荣，3D游戏也因Onlyfor3dfx而大行其道！甚至乎3dfx就是显示业界的标准，刹那间3dfx如雷贯耳般地响彻了全球的每一个角落，与其说是3dfx给我们带来了激动人心的3D游戏，不如说是3D游戏成就了3dfx的一代神话！3dfx的另一杀手锏自然是至今还为老玩家津津乐道的SLI工作模式。其实现在nVIDIA所宣传的近期炙手可热的SLI模式早就在3dfx上的Voodoo2产品上应用过了。当时的SLI技术允许在一台电脑中同时使用两块Voodoo2，它们之间通过一条传输电缆相联，两块卡分别处理屏幕上的奇偶线级信号，令理论速度直接增加一倍。在Voodoo1以及Voodoo2盛行之时，3dfx曾先后推出具备2D显示功能的VoodooRush以及VoodooBanshee，不过这两款芯片并没有像其前辈们那么成功。可以SLI工作的Voodoo2风靡全球其实，当年的S3VirgeDX也具备一定的3D能力，但是与Voodoo系列相比还是微不足道。不过由于3dfx初期的Voodoo没有2D功能，所以部分高要求的发烧友将其作为Voodoo2搭配的2D显卡，所以S3还是占有一定的市场份额，并没有因此而退出市场。与S3VirgeDX同时代的产品还有MatroxG100，但过高的价格使之普及率远不如S3VirgeDX，更不用与3dfx相比了。面对3dfx的巨大成功，无论是S3还是Trident都无力抵抗，不可一世的3dfx已经无视来自其它厂商的威协。而此时另一位默默耕耘的新兴力量正在悄悄出现，这就是我们熟悉的nVIDIA。其实，早在Voodoo2独步天下之时，nVIDIA就以性能表现不俗的Riva128和TNT引起了人们的注意。如果说TNT只是nVIDIA攻击3dfx的试探，那么TNT2则是真正挥向3dfx的一记重拳。客观而言，TNT2绝对是nVIDIA的成名之作。也许是3dfx的一意孤行惹火了Microsoft，在Direct3D的帮助下，TNT2异军突起。尽管Voodoo系列也具备Direct3D加速能力，但是当游戏开发商开始倾向于Direct3D之后，Voodoo系列的Glide优势尽