图形大战1:像素滞后20世纪

视频卡的五十年历史(1970-2020年):视频卡及其祖先的完整历史



第1部分



电脑图像。听到这些话,我们将展示来自大型大片的惊人特效,来自AAA游戏的精美角色模型以及与现代技术的视觉美感相关的所有内容。但是,与任何技术方面一样,计算机图形学已经发展了十多年,它克服了从在单色显示器上显示多个字符到令人惊叹的风景和英雄的道路,每年越来越难以与现实区分开。今天,我们将开始一个故事,讲述计算机图形学的历史是如何开始的,记住“视频卡”一词和GPU的缩写是如何出现的,以及市场领导者为了征服新观众而逐年克服的技术界限。



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时代的前言。电脑的诞生(1940年代/ 1950年代)



许多计算机技术时代与80年代初个人计算机时代的开始有关,但实际上,第一台计算机的出现要早得多。这种机器的第一次开发甚至在第二次世界大战之前就开始了,模糊地类似于将来的PC的原型已经在1947年发布。第一个这样的设备是IBM 610,这是由哥伦比亚大学沃森实验室的John Lenz开发的实验计算机。它是历史上第一个以“个人自动计算机”(PAC)为傲的名称,尽管它有些夸张-该机器的价格为55,000美元,只制作了150份。



在同一年出现了第一批令人印象深刻的视觉系统。在1951年,IBM在通用电气和许多军事承包商的参与下,开发了一种满足军队需求的飞行模拟器。它使用了三维虚拟化技术-在模拟器后面的飞行员看到了座舱的投影,可以像在真实飞机的控制下一样工作。后来,该图形原型由Evans&Sutherland使用,该公司基于一系列DEC PDP-11计算机创建了完善的CT5飞行员模拟器。试想-仍然是50年代,我们已经有了三维图形!



1971-1972年。Magnavox奥德赛和PONG



半导体技术和微电路制造的繁荣完全改变了市场上的电源平衡,而市场过去属于占据整个大厅的笨重的模拟计算机。该行业已从真空管和打孔卡市场转移到了家庭娱乐时代,将西方世界引入了“家用视频游戏系统”,这是现代游戏机的曾祖母。



视频游戏娱乐的先驱是称为Odyssey Magnavox的设备,这是第一个正式发布的游戏系统。 《奥德赛》的控制器按照现代标准显得怪异,整个图形系统在电视屏幕上仅显示一条线和两个点,这是由玩家控制的。该设备的创造者们以想象的方式接近了这个问题,游戏机在屏幕上配备了特殊的彩色覆盖层,可以“绘制”奥德赛附带的多个项目的游戏世界。该设备总共发布了28款游戏,其中包括一个看似简单的乒乓球,这激发了年轻的Atari公司的发烧友发布了一款与Pong相同的游戏机。正是Pong成为了老虎机魔术的开端,顺便说一句,到80年代初,老虎机完全占领了日本和西方世界。



尽管Magnavox Odyssey非常简单,但还是使用了真正的墨盒-尽管在许多方面只是为了达到效果。它们中没有内存芯片-墨盒用作一组跳线,神奇地将带点的线的一种排列转换为另一种,从而改变了游戏规则。原始的机顶盒还远远没有成熟的视频芯片,但是Magnavox Odyssey的受欢迎程度表明了公众的明显兴趣,许多公司开始开发自己的设备,感受到了获利的潜力。



1976年至1977年。Fairchild Channel F和Atari 2600



等待新生的游戏市场的第一场严肃的战斗并没有花很长时间。 1975年,迅速老化的Magnavox Odyssey从书架上消失了,取而代之的是两款设备争夺最佳新一代游戏机的称号-Fairchild的Channel F和为Pong贡献世界的公司Atari VCS。



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尽管游戏机的开发几乎是同时进行的,但Atari并没有跟上发展的步伐-飞兆半导体是第一个发布其名为飞兆半导体视频娱乐系统(VES)的设备的公司。



飞兆半导体游戏机于1976年11月上架销售,是技术实力的宝库。而不是模糊的奥德赛控制器,出现了舒适的控制器,将假冒的墨盒替换为真实的墨盒(在其中装有带有游戏数据的ROM芯片),并且在控制台内安装了扬声器,该扬声器再现了正在运行的游戏的声音和音乐。附件能够使用分辨率为102x54像素的8色调色板(以黑白线模式或彩色)绘制图像。另外,应该指出的是,安装在VES系统中的Fairchild F8处理器是由Robert Noyce开发的,Robert Noyce于1968年成立了一家规模虽小但很有前途的公司Intel。



Atari处于绝望的边缘-未来控制台的基础Stella项目在开发速度上远远落后,您知道市场不会等待。随着Fairchild VES的发布,许多看起来具有创新性的事物将成为所有未来游戏机不可或缺的一部分。在意识到一切都准备就绪之后,Atari创始人Nolan Bushnell与Warner Communications签署了一项协议,以2800万美元的价格出售了他的创意,条件是Atari控制台将尽快投放市场。



Warner并不失望,控制台上的工作开始焕发出新的活力。为了简化逻辑并降低生产成本,著名工程师Jay Miner参与了开发工作,他将视频输出和音频处理TIA(电视接口适配器)芯片重新设计为一个元件,这是在调音台准备就绪之前的最后一步。令Fairchild感到烦恼的是,Atari营销人员将控制台命名为VCS(视频计算机系统),迫使竞争对手将其重命名为ChannelF。



但这并没有帮助Channel F与新产品成功竞争-尽管在1977年游戏机发布阶段仅准备了9款游戏,开发人员迅速意识到了新技术时代的开始,并开始充分利用游戏机的力量。 Atari VSC(后来成为Atari 2600)是第一个基于复杂芯片的机顶盒,不仅处理视频和音频,还处理从操纵杆接收的命令。在日本公司Taito决定许可“太空侵略者”游戏厅的决定后,最初令华纳感到尴尬的小额销售让位给了惊人的成功。盒带最初限制为4 KB内存,最终增加到32 KB,游戏数量达到数百种。



Atari成功的秘诀在于设备最简化的逻辑,开发人员能够使用2600种资源灵活编程游戏的能力(例如,能够在绘制时更改精灵的颜色),以及外部吸引力和方便的操纵杆(称为操纵杆)(从字面意义上为操纵杆)。 ... 因此,如果您不知道该术语的来源,则可以感谢Atari开发人员。以及所有复古游戏的主要形象-来自Space Invaders的有趣外星人。



在Atari 2600的成功超越了所有预期的价值之后,Fairchild离开了视频游戏市场,并决定方向很快就会消失。该公司很可能仍对这一决定感到遗憾。



1981-1986年。IBM PC的时代。



尽管事实上,早在1979年,苹果公司就推出了Apple II,从而永远改变了可访问计算机的形象,但“个人计算机”的概念出现了不久,并属于一家完全不同的公司。具有里程碑意义的IBM,后面有数十年繁琐的大型机(梭壳噪音和闪烁的灯光),突然退出市场,创造了一个前所未有的市场。

1981年,传奇的IBM PC上市销售,随后进行了营销史上最好的广告活动之一。 “从来没有人因收购IBM而被解雇过,”这句话一直宣告着广告史。



但是,不仅仅是口号和华而不实的广告插入才成为IBM个人计算机的名称。对他来说,有史以来第一次,由两个视频适配器-单色显示适配器(MDA)和彩色图形适配器(CGA)开发了复杂的图形系统。



MDA旨在在屏幕上以720×350像素的分辨率支持ASCII字符的80列和25行的键入。该适配器使用4K视频内存,并在黑色屏幕上显示绿色文本。在这种模式下,处理团队,文档和业务部门的其他日常任务非常容易和方便。

另一方面,CGA在图形功能方面可以称为突破。该适配器支持640x200像素分辨率的4位调色板,具有16 KB的内存,并构成了积极扩展的IBM PC计算机产品线的计算机图形标准的基础。



但是,使用两个不同的视频输出适配器存在严重的缺陷。许多可能的技术问题,设备的高成本以及许多其他局限性促使发烧友致力于开发通用解决方案-图形适配器能够同时在两种模式下工作。市场上第一个这样的产品是由同名公司Hercules在1984年开发的Hercules图形卡(HGC)。



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大力神图形卡(HGC)



据传说,大力神的创始人范·苏万努库(Van Suwannukul)开发了一种系统,专门用于以他的泰语撰写博士学位论文。标准的IBM MDA适配器不能正确呈现泰文字体,这促使开发人员从1982年开始构建HGC。



支持720x348的文本和图形像素,以及在MDA和CGA模式下工作的能力,确保了Hercules适配器的长寿命。公司的传统以通用视频输出标准HGC和HGC +的形式被IBM兼容计算机的开发商以及后来的许多其他系统的开发商使用,直到90年代后期。但是,世界并没有停滞不前,计算机行业(及其图形部分)的飞速发展吸引了许多其他爱好者-其中包括四名来自香港的移民-胡源豪,刘利,刘Franc仪(Francis Lau)和Benny Lau(Benny Lau),他们创立了Array Technology Inc.,该公司将被全世界公认为ATI Technologies Inc.。



1986年至1991年。显卡市场的第一波繁荣。ATI的早期成功



在IBM PC发布之后,IBM长期以来一直不在计算机技术的最前沿。史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)早在1984年就推出了第一台具有令人印象深刻的图形界面的Macintosh,对于许多人来说,图形技术将真正迈出一大步变得显而易见。但是,尽管失去了行业领导地位,但IBM在其愿景中仍将自己与苹果和其他竞争对手区分开。 IBM的开放标准理念为任何兼容的设备打开了大门,吸引了许多初创公司投入该领域。



其中包括年轻的公司ATI Technologies。 1986年,香港专家推出了他们的第一个商业产品OEM颜色仿真卡。



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颜色仿真卡



为了扩展标准单色控制器的功能,ATI工程师在黑屏上提供了三种字体颜色-绿色,琥珀色和白色。该适配器具有16 KB的内存,并被证明是Commodore计算机的一部分。在销售的第一年,该产品为ATI带来了超过1000万美元的收入。



当然,这只是ATI的第一步-在扩展的图形解决方案具有64 KB的视频内存和能够在三种模式(MDA,CGA,EGA)下工作的能力之后,ATI Wonder系列产品就进入了市场,随着以前的标准的出现,它可以被写入古迹...



听起来太大胆了吗?自行判断-Wonder系列适配器获得了256 KB的视频内存缓冲区(是原来的4倍!),并且不是四色调色板,而是以640x350的分辨率在屏幕上显示了16种颜色。同时,使用各种输出格式时没有任何限制-ATI Wonder成功地模拟了任何早期模式(MDA,CGA,EGA),并且从第二系列开始,它获得了对最新Extend EGA标准的支持。



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ATi Wonder



1987年,该线的发展达到了顶点,就是著名的ATI EGA Wonder 800,它以令人难以置信的800x600高分辨率显示了VGA格式的16色调色板。该适配器以更实惠的VGA改进性能卡(VIP)格式出售,但对VGA输出的支持有限。



显卡市场的第一个鼎盛时期。 ATI创新,竞争的开始

ATI在商用图形适配器开发方面的巨大成功吸引了许多其他公司的关注-从1986年到1987年,诸如Trident,SiS,Tamarack,Realtek,Oak Technology,LSI(G-2)等品牌Inc.,Hualon,Cornerstone Imaging和Windbond。除了崭新的面孔,硅谷目前的代表-AMD,Western Digital / Paradise Systems,Intergraph,Cirrus Logic,Texas Instruments,Gemini和Genoa等公司对进入图形市场也很感兴趣-他们每个人都以某种方式展示了第一款图形产品。同一时间段。



1987年,ATI作为Graphics Solution Plus系列产品的供应商进入了OEM市场。该生产线旨在与基于Intel 8086/8088平台的IBM PC / XT计算机的8位总线配合使用。 GSP适配器还支持MDA,CGA和EGA输出格式,但是它们之间的原始切换是在电路板本身上进行的。该设备在市场上广受欢迎,即使是天堂系统的类似产品,具有256 KB的视频内存(GSP只有64 KB),也不能阻止Ati向其产品组合中添加新的成功产品。



在接下来的几年中,加拿大公司ATI Technologies Inc.始终处于图形创新的顶峰,始终领先于竞争对手。当时著名的Wonder系列适配器是市场上第一个切换到16位颜色的适配器。获得了对EVGA(在Wonder 480和Wonder 800+适配器中)和SVGA(在Wonder 16中)的支持。 1989年,ATI降低了Wonder 16系列产品的价格,并增加了VESA连接器,以便能够将两个适配器彼此连接-我们可以说,这是关于将在不久后面市的几种设备捆绑的第一手幻想。



由于市场激增,格式和制造商不计其数,因此需要一个专门的组织来规范它们并为市场参与者制定关键标准。 1988年,在六家主要制造商的努力下成立了VESA(视频电子标准协会),该标准接管了标准和分辨率格式以及图形适配器的调色板的集中化。第一种格式是SVGA(800x600像素),已经在Ati Wonder 800卡中使用过,后来出现了更多,其中一些(包括HGC和HGC +)使用了数十年。



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在1990年代初期,ATi的技术领导地位继续保持。 1991年,Wonder XL上市销售-第一个图形适配器,支持32 000种颜色,并以60 Hz的刷新率支持800x600分辨率。这是通过使用Sierra RAMDAC转换器实现的。此外,Wonder XL成为第一个具有1 MB板载视频内存的适配器。



同年5月,ATI推出了Mach8,这是Mach新生产线中的第一个产品,用于处理简单的2D操作,例如线条绘制,颜色填充和位图绘制。 Mach8既可以作为芯片(用于后续集成,例如在OEM商业系统中)购买,也可以作为成熟的板购买。现在,许多人会发现发布一个单独的适配器来处理这些事情很奇怪,但是30年前,许多特殊的计算仍然落在中央处理器的肩膀上,而图形适配器仅用于狭窄的任务。



但是,这种方法并没有持续很长时间-有趣的VGA Stereo F / X,图形适配器和Sound Blaster卡的共生,用于动态模拟单格式编解码器,行业领导者提出了一种可同时用于2D和3D图形的产品- VGA Wonder GT。通过结合Mach8和Wonder Ati的功能,率先解决了需要额外的适配器来处理不同类型任务的问题。流行的Windows 3.0操作系统的发布首次集中于处理2D图形的各种任务,这为新产品的巨大成功做出了贡献。系统集成商对Wonder GT的需求很大,这对公司的利润产生了有利的影响-1991年,ATI的营业额超过了1亿美元。前途一片光明,但市场竞争从未减弱-领导者等待着新的挑战。



1992-1995。 OpenGL开发。显卡市场的第二次繁荣。 2D和3D的新领域

1992年1月,Silicon Graphics Inc.推出了第一个多平台OpenGL 1.0编程接口,同时支持2D和3D图形。



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未来的开放标准基于专有库IRIS GL(集成栅格成像系统图形库,用于处理栅格图形的集成系统库)。意识到许多公司即将在市场上推出此类库之后,SGI决定将OpenGL设为开放标准,与市场上的任何平台兼容。这种方法的流行很难被高估-整个市场吸引了对OpenGL的关注。



最初,Silicon Graphics瞄准专业的UNIX市场,为未来的开放库计划特定的任务,但是由于其对开发人员和发烧友的可用性,OpenGL迅速在新兴的3D游戏市场中占有一席之地。



但是,并非所有主要市场参与者都欢迎这种SGI方法。大约在同一时间,微软正在开发自己的Direct3D软件库,并不急于将OpenGL支持集成到Windows操作系统中。



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Direct3D受到著名的《毁灭战士》作者约翰·卡马克(John Carmack)的公开批评,他亲自将Quake移植到Windows的OpenGL中,强调了在复杂且“垃圾”版本的Microsoft背景下,开放库的简单易懂的代码的优势。



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约翰·卡马克



但是微软的立场保持不变,并且在Windows 95发行之后,该公司拒绝许可OpenGL MCD驱动程序,因此用户可以独立决定通过哪个库启动应用程序或新游戏。 SGI通过发布可安装客户端驱动程序(ICD)驱动程序发现了漏洞,该驱动程序除OpenGL光栅化外,还支持处理照明效果。



OpenGL的迅猛增长导致SGI解决方案在工作站领域变得越来越流行,这迫使Microsoft投入所有可能的资源以在最短的时间内创建其专有库。 1995年2月购买的RenderMorphics工作室为将来的API提供了基础,该工作室的软件库Reality Lab构成了Direct3D的基本原理。



显卡市场的复兴。并购浪潮



但是,让我们回到过去。1993年,视频卡市场经历了复兴,许多有前途的新公司引起了公众的注意。NVidia就是其中之一,它由黄仁勋,柯蒂斯·普拉姆和克里斯·马拉乔夫斯基于1993年1月创立。在LSI担任软件工程师的Huang长期以来一直想创办一家显卡公司,而他在Sun Microsystems的同事们刚刚从事GX图形架构的工作。通过共同努力并筹集了40,000美元,这三位爱好者创建了一家注定要在行业中扮演关键角色的公司。



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黄仁勋



但是,在那些年中,没有人敢于展望未来-市场瞬息万变,几乎每个月都有新的专有API和技术出现,很明显,并不是每个人都能在激烈的竞争中生存。在1980年代后期进入图形军备竞赛的许多公司被迫宣布破产,包括Tamerack,Gemini Technology,Genoa Systems和Hualon,而Headland Technology被SPEA收购,而Acer,Motorola和Acumos则归其所有。卷云逻辑。



您可能已经猜到了,ATI在这一系列的并购中脱颖而出。无论如何,加拿大人都继续努力工作并生产创新产品,即使这变得困难得多。

在1993年11月,ATI推出了VideoIt!视频捕获卡!它基于68890解码器芯片,能够以每秒15帧的速度记录320x240或每秒30帧的分辨率为160x120的视频信号。得益于Intel i750Pd VCP芯片的集成,新颖性的所有者可以实时对视频信号进行压缩/解压缩,这在处理大量数据时特别有用。VideoIt!市场上第一个被教导使用中央总线与图形加速器进行通信,并且像以前一样不需要电缆和连接器。



ATI问题和S3 Graphics成功



对于ATI而言,1994年是一次真正的考验-由于竞争激烈,该公司蒙受了470万美元的损失。加拿大开发人员遇到麻烦的主要原因是S3 Graphics的成功。 S3 Vision 968图形加速器和Trio64适配器已与戴尔,惠普和康柏等市场领导者为这家美国公司赢得了12个主要OEM合同。如此受欢迎的原因是什么?前所未有的统一水平-Trio64图形芯片在一个盖子下组装了一个数模转换器(DAC),一个频率合成器和一个图形控制器。 S3的新增功能使用了合并的帧缓冲区和受支持的硬件视频覆盖(通过在渲染过程中分配一部分视频内存来实现)。Trio64芯片及其32位同类产品Trio32的大量优点以及缺乏明显缺点的情况导致了基于它们的板卡合作伙伴版本的众多选择的出现。 Diamond,ELSA,Sparkle,STB,Orchid,Hercules和Number Nine提供了他们的解决方案。从基本的基于VirGe的适配器(价格为169美元)到功能强大的具有4 MB视频内存的Diamond Stealth64(价格为569美元)不等。



1995年3月,ATI推出了许多创新产品,重新引入了大型游戏机Mach64,Mach64是市场上第一个64位图形加速器,也是第一个可在PC和Mac系统上运行的图形加速器。与流行的Trio 958一起,Mach64提供了硬件加速的视频功能。 Mach64为ATI进入专业市场开辟了道路-加拿大人在该领域的首个解决方案是3D Pro Turbo和3DProTurbo + PC2TV加速器。新产品的价格为899美元,可提供多达4 MB的视频内存。



图形加速器市场的另一个重要新来者是技术初创公司3Dlabs。这家年轻公司的优先发展方向是面向专业市场的高端图形加速器的发布-带有4 MB显存的Fujitsu Sapphire2SX的价格为1600美元,而带有8 MB显存的ELSA Gloria 8当时的价格却高达2600美元。 3Dlabs试图通过Gaming Glint 300SX进入大众游戏图形市场,但是高昂的价格和仅1 MB的视频内存并没有为适配器带来普及。



其他公司也向消费者市场展示了他们的产品。Trident是2D图形解决方案的OEM供应商,它推出了9280芯片,该芯片具有Trio64的所有优点,价格在170到200美元之间。同时,Weitek的Power Player 9130和Alliance Semiconductor的ProMotion 6410上市销售,它们在视频播放过程中提供了出色的平滑度。



NV1-NVidia的首次亮相和问题区域



1995年5月,NVIDIA加入了新来者,推出了其首个图形加速器,其符号名称为NV1。该产品是商业市场上第一个结合3D渲染,硬件视频加速和图形界面功能的产品。束手无策的商业成功并没有以任何方式打扰这家年轻的公司-黄仁勋和他的同事们很清楚,要在一个每月推出新解决方案的市场中“射击”是非常困难的。但是从NV1出售中获得的利润足以使公司维持运营并提供动力以继续经营。



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钻石EDGE 3D 2120(NV1)



意法半导体(ST Microelectronics)负责基于500 nm工艺技术的芯片生产,但不幸的是,对于英伟达(Nvidia),在推出基于NV1的合作伙伴解决方案(例如Diamond Edge 3D)仅仅几个月后,微软推出了人们期待已久的DirectX 1.0图形API的第一个版本。 “最后!” -来自世界各地的游戏玩家大声疾呼,但图形加速器的制造商并未表现出这种热情。



DirectX的主要特征是三角形多边形。许多人错误地认为臭名昭著的三角形一直存在,但实际上这是一种错觉。 Nvidia工程师在他们的第一个产品中包括了二次纹理贴图(而不是三角形和多边形,而是正方形),这就是为什么应用程序和具有DirectX支持的第一款游戏对NV1所有者造成了很多兼容性问题。为了解决该问题,Nvidia包括了一个用于在驱动程序中将正方形纹理标记转换为三角形的处理程序,但是这种格式的性能仍有很多不足之处。



大多数具有二次纹理映射支持的游戏都是从Sega Saturn控制台移植的。 Nvidia认为这些项目非常重要,因此他们将新控制台的两个端口放置在4MB NV1型号上,并通过带状连接器连接到显卡。当它开始销售时(1995年9月),Nvidia的第一款产品使客户花费了450美元。



到Microsoft API推出时,大多数图形加速器制造商都严重依赖于其他公司的专有解决方案-当比尔·盖茨的公司的开发人员刚刚开始开发自己的图形库时,市场上已经有许多API,例如S3d(S3),Matrox Simple Interface,Creative图形库,C接口(ATI)和SGL(PowerVR),后来包括NVLIB(Nvidia),RRedline(Rendition)和著名的Glide。由于API彼此不兼容,并且不同的游戏支持不同的库,因此这种多样性极大地简化了新硬件开发人员的生活。 DirectX的发布终止了所有第三方解决方案,因为在Windows游戏中使用其他专有API完全没有意义。



但是我们不能说微软的新产品没有严重的缺陷。介绍DirectX SDK后,许多图形加速器制造商已经失去了在播放数字视频时控制视频卡硬件资源的能力。最近发布的Windows 95上的许多驱动程序问题激怒了习惯于Windows 3.1稳定运行的用户。随着时间的流逝,所有问题都得到了解决,但市场的主要战役仍在继续-休息了一段时间的ATI正准备用新的3D Rage系列征服三维游戏世界。



ATI Rage-3D Rage



1995年洛杉矶E3展览会上演示了新的图形加速器。 ATI工程师充分利用了以前的设计,将Mach 64芯片的优势(及其出色的2D图形功能)与新的3D处理芯片结合在一起。 1995年11月,第一台3D加速器ATI 3D Rage(也称为Mach 64 GT)进入市场。



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ATI 3D狂暴



与Nvidia一样,工程师不得不面对许多问题-DirectX 1.0的更高版本引起了许多与缺乏深度缓冲区相关的问题。该卡只有2 MB的EDO RAM,因此3D应用程序和游戏的分辨率不超过640x480(16位色)或400x300(32位色),而在2D模式下,屏幕分辨率要高得多-高达1280x1024。尝试以640x480的32位色运行游戏时,通常会在屏幕上产生色彩瑕疵,并且3D Rage的游戏性能并不出色。新奇的唯一无可争辩的优势是能够以全屏模式播放MPEG格式的视频文件。



ATI在1996年9月发布的Rage II上进行了错误修复并重新设计了该芯片。纠正了硬件缺陷并增加了对MPEG2编解码器的支持后,工程师出于某种原因没有考虑增加内存大小的需要-最初的型号仍然配备了可笑的2 MB视频内存,这在处理几何图形和透视图时不可避免地影响了性能。在适配器的更高版本中,该缺陷已得到纠正-例如,在Rage II + DVD和3D Xpression +中,内存缓冲区增长到8 MB。



但是3D市场之战才刚刚开始,三家新公司正在为最新游戏准备其产品-Rendition,VideoLogic和3dfx Interactive。正是后者在最短的时间内展示了图形芯片,大大超越了所有竞争对手,并开始了3D图形的新时代-3Dfx Voodoo图形



1996-1999。3Dfx的时代。有史以来最伟大的图形启动。市场竞争的最后阶段



3Dfx令人难以置信的故事已成为一家初创企业的教科书体现,它象征着令人难以置信的成功和令人眼花profits乱的利润,以及自信领导的无能以及结果-崩溃和遗忘。但是悲惨的结局和痛苦的经历无法否认显而易见的事实-3Dfx单枪匹马掀起了一场图形革命,令人惊讶地吸引了众多竞争对手,并树立了新的,惊人的高性能标准。在视频卡发展史上这个令人难以置信的时期之前或之后,我们都没有看到与90年代后半期3Dfx疯狂兴起相似的东西。



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3Dfx Voodoo Graphics是专门用于处理3D图形的图形适配器。假定新颖性的购买者将使用另一个板来处理二维负载,并通过第二个VGA连接器将其连接到Voodoo。

这种方法并没有使众多爱好者迷惑,创新的解决方案立即吸引了许多合作伙伴制造商,他们发布了自己的Voodoo变体。



基于第一个3Dfx芯片的有趣卡之一是Orchid Technologies的Orchid Righteous 3D。售价299美元的适配器的商标是机械继电器,在启动3D应用程序或游戏时发出独特的咔嗒声。



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兰花正义3D



在以后的版本中,这些继电器被固态组件所取代,并且失去了原有的魅力。与Orchid,Diamond Multimedia(Monster 3D),Colormaster(Voodoo Mania),Canopus(Pure3D和Quantum3D),Miro(Hiscore),Skywell(Magic3D)以及2theMAX Fantasy FX Power 3D系列中最自命不凡的产品一起,他们还展示了最新加速器的版本。 ...以前,他们毫不犹豫地命名视频卡!



新产品令人兴奋的原因很明显-尽管存在所有可能的缺点,Voodoo Graphics的性能令人难以置信,其外观立即使许多其​​他模型过时-尤其是那些只能用于2D图形的模型。尽管在1996年3D加速器市场有一半以上属于S3,但3Dfx迅速赢得了数百万的粉丝,到1997年底,该公司已拥有85%的市场。这是一个巨大的成功。



竞争对手3Dfx。渲染和视频逻辑



昨天新人的巨大成功并没有把竞争对手排除在游戏之外,我们前面提到的是VideoLogic和Rendition。 VideoLogic创建了分片延迟渲染(TBRD)技术,从而无需对帧进行Z轴前缓冲。在渲染的最后阶段,清除了隐藏的像素,并且仅在应用了纹理,阴影和光照之后才开始几何处理。 TBRD技术的工作原理是将框架分成矩形单元,在矩形单元中多边形彼此独立地呈现。在这种情况下,消除了位于框架可见区域之外的多边形,仅在计算了像素总数之后才开始渲染其余部分。这种方法可以在帧渲染阶段节省大量计算资源,显着改善整体性能。



该公司已将NEC和ST Micro的三代图形芯片推向市场。第一代产品是Compaq Presario计算机中的独家产品,称为Midas 3(Midas 1和2是街机的原型)。后来发布的PSX1和PSX2专注于OEM市场。

第二代芯片构成了日本世嘉Dreamcast的基础,后者在3Dfx的不幸命运中发挥了作用。同时,VideoLogic没有时间进入图形卡的消费市场-到首映之时,他们的Neon 250型号已经过时,失去了所有预算解决方案,这也就不足为奇了,因为这种新颖性仅在1999年才问世。



Rendition在图形创新方面也表现出色,并创建了首款图形芯片Vérité1000,这归功于RISC处理器内核和像素管线的使用,能够同时处理2D和3D图形。处理器负责多边形的处理以及渲染管线的机制。



微软对这种构建和处理图像的方法很感兴趣-该公司在DirectX的开发过程中使用了Vérité1000,但是该加速器有其自身的体系结构缺陷。例如,它仅在支持直接内存访问(DMA)技术的主板上工作-数据是通过PCI总线通过它传输的。由于其价格便宜和软件优势,包括id软件在Quake中的抗锯齿和硬件加速,该卡一直很受欢迎,直到Voodoo Graphics发行为止。3Dfx的新产品的生产率提高了2倍以上,而DMA技术迅速在游戏开发人员中失去了知名度,将曾经充满希望的V1000推向了历史垃圾箱。



ATI-与Rage II和Rage Pro竞赛伏都教



同时,ATI并未停止对Rage的新修订。在1997年3月的Rage II之后,Rage Pro出现了-前一天ATI 3D Engineering Group形成了第一张AGP视频卡。



配备4 MB显存的Rage Pro在性能上几乎与传奇的Voodoo相当,而在AGP总线上具有8 MB显存的版本在许多游戏中甚至超过了著名的竞争对手。在Pro卡的专业版中,由于增加了4KB的缓存,ATI工程师改进了透视校正和纹理处理,并增加了对硬件抗锯齿和三线性过滤的支持。为了减少适配器性能对计算机中央处理器的依赖性,将一块单独的芯片焊接在板上以处理浮点运算。播放DVD媒体中的视频时,现代多媒体的爱好者赞赏对硬件加速的支持。



Rage Pro的加入使ATI能够改善财务状况并将净利润增加到4,770万美元,总营业额超过6亿美元。该产品的大部分财务成功来自OEM合同,主板上图形芯片的实现以及移动版本的发布。该卡通常在Xpert @ Work和Xpert @ Play变体中出售,具有2到16 MB的视频内存配置,可以满足不同的需求和细分市场。



ATI员工的重要战略优势是以300万美元收购了Tseng Labs,该公司致力于将RAMDAC芯片集成到图形卡上的技术。该公司正在开发自己的图形适配器,但面临技术问题,导致加拿大市场领导者提出了反报价。除知识产权外,40位顶级工程师也被转移到ATI的员工手中,并立即开始工作。



新的竞争对手。Permedia和RIVA 128



3DLabs的专业人士从未放弃希望吸引游戏玩家的兴趣。为此,发布了一系列使用德州仪器(TI)350 nm工艺技术制造的Permedia产品。原始的Permedia具有相对较差的性能,已在Permedia NT中修复。新卡具有用于处理多边形的独立Delta芯片和抗锯齿算法,但同时价格昂贵-高达600美元。当更新的Permedia 2产品线在1997年底准备就绪时,它再也无法与游戏产品竞争-3DLabs改变了营销方式,并推出了新产品,作为用于2D应用程序和有限3D支持的专业卡。



在3DLabs和ATI的最新首映仅一个月之后,Nvidia凭借其极具竞争力的游戏钱包RIVA 128重返市场。 Direct3D的实惠价格和出色性能确保了新产品的普遍认可和商业成功,使该公司与TSMC签订了生产更新的RIVA 128ZX芯片的合同。到1997年底,两张成功的视频卡将黄仁勋带到了24%的市场-几乎全能的3Dfx都没有时间崩溃。



具有讽刺意味的是,当世嘉为新Dreamcast控制台的开发做准备时,与图形解决方案制造商签订了几份初步合同时,英伟达与市场领导者之间的道路已经开始交叉。其中包括Nvidia(具有NV2芯片设计)和3Dfx(具有Blackbelt原型)。3Dfx管理层对收到合同充满信心,但令他们惊讶的是,日本人选择不冒险,并选择NEC进行开发,该开发先前已证明自己是与Nintendo合作的。3Dfx的代表对Sega提起诉讼,指责该公司打算在原型的工作过程中挪用专有开发产品-一项漫长的诉讼于1998年结束,以1050万美元的赔偿金支付了这家美国公司。



Quantum3D和SLI的首次使用



同时,他们继续说,3Dfx设法收购了一家子公司。她是Quantum3D,获得了SGI和Gemini Technology最高水平的专业图形解决方案开发的丰厚合同。未来的产品基于3Dfx-SLI (扫描线交错)技术的创新发展



该技术假定可以在一块板上使用两个图形芯片(每个都有其自己的内存控制器和缓冲区),或者使用特殊的带状电缆连接两个独立的板。相似地连接的卡(采用双芯片卡或两个单独的卡的格式)将图像处理分成了一半。 SLI技术提供了将屏幕分辨率从800x600像素提高到1024x768像素的能力,但这样的价格并不便宜:Obsidian Pro 100DB-4440(两副带有Amethyst芯片的卡)的价格为2500美元,而100SB-4440 / 4440V双芯片板则要花钱价格为1895美元。 然而,



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Obsidian Pro 100DB-4440



专业解决方案丝毫不影响市场领导者开发Voodoo系列新卡。



3Dfx Voodoo Rush。匆忙,预算和沮丧



1997年夏天,3Dfx上市并试图通过发布Voodoo Rush来巩固Voodoo的压倒性成功,该卡可同时使用2D和3D图形,并且不再需要第二个适配器。最初,它原本是基于新的Rampage芯片,但由于技术问题,它的发布被推迟了,Rush则基于原始Voodoo的精简版。为了适应两种类型的图形工作负载,开发板装有两个芯片-SST-1负责使用Glide API处理3D游戏,而Alliance或Macronix的性能更中等的芯片负责其他2D和3D应用程序和游戏。由于不同步,这些芯片在不同的频率(50和72 MHz)下工作,导致屏幕上出现随机伪像,并在所有者之间造成混乱。



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巫毒冲



此外,Voodoo Rush还具有一个公共的视频存储缓冲区,两个芯片同时使用。最大的屏幕分辨率受此影响-仅为1024x768(512x384像素)的一半,并且较低的RAMDAC频率不允许在屏幕刷新时提供所需的60 Hz。



渲染V2100和V2200。离开市场



在3Dfx出现大问题的过程中,Rendition再次尝试使用Rendition V2100和V2200给大众市场带来惊喜。在Voodoo Rush首映后不久,这些新奇产品就进入了市场,但是,令发烧友失望的是,即使与精简的Voodoo一样,它们也无法与之竞争。无人认领的显卡迫使Rendition成为退出显卡市场的众多产品中的第一个。



结果,公司的许多项目仍停留在原型阶段-其中之一是带有富士通FXG-1几何处理器(双芯片格式)的V2100 / V2200的修改版。但是,FXG-1也有一个单芯片变体,它在历史上曾是历史上最精美的产品-Hercules Thrilled Conspiracy。连同其他开发成果(例如V3300和4400E芯片),该公司于1998年9月以9300万美元的价格卖给了美光。



进取的经济。争取预算部分



持续的生产率增长和新技术优势的出现使二线制造商很难与ATI,Nvidia和3Dfx的解决方案竞争,后者不仅占据了发烧友和专业人士的市场,而且还占据了200美元以下适配器市场的“热门”市场。



Matrox推出了其Mistique图形卡,价格在120美元至150美元之间,但是由于缺乏OpenGL支持,新产品立即跌入了劣势类别。 S3开始销售新的ViRGE系列产品,其中存在最广泛的型号-带动态电源管理的适配器的移动版本(ViGRE / MX)和主ViRGE的特殊版本,支持电视输出,S-Video连接器和DVD播放(ViRGE / GX2)。设计用于竞争预算市场的两种主要适配器(ViRGE,VIRGE DX和ViRGE GX型号)在发行时的价格从较小的一个120美元到较大的一个200美元。



很难想象,但是超预算类别也是竞争激烈的地方。来自CirrusLogic的Laguna3D,来自Trident的9750/9850和SiS 6326争夺了愿意为图形加速器支付不超过99美元的用户钱包,所有这些卡都是具有最少功能的折衷解决方案。



在发布Laguna3D之后,CirrusLogic离开了市场-低质量的3D图形,中等(和不一致)的性能以及更有趣的竞争对手(同一个ViRGE,价格略高一些)并没有给业内资深人士留下生存的机会。 CirrusLogic的唯一收入来源是以50美元的价格出售antitiluvian 16位图形卡,只有最经济的客户才感兴趣。



Trident还看到了“低于平均水平”市场的潜力-1997年5月,发布了3D Image 9750,不久之后,9850推出了对双通道AGP总线的支持。解决了9750的许多PCI总线问题之后,9850经历了中等的纹理处理,并获得很少的好评。

在几乎一无所获的卡中,最成功的是SiS 6326,它于1997年6月推出,价格低于50美元。6326具有良好的图像质量和相对较高的性能,1998年的销量超过800万台。但是在1990年代后期,发烧友的世界被充满认真承诺的初创公司-BitBoys所震撼。



BitBoys-神话般的3D世界中的大胆家伙



BitBoys于1997年6月宣布了引人入胜的Pyramid3D项目。革命性的图形芯片由初创公司本身与Silicon VLSI Solutions Oy和TriTech联合开发。不幸的是,对于发烧友来说,除了在Pyramid3D演示中大声疾呼外,它从未出现在任何地方,而且TriTech公司被裁定挪用了他人的音频芯片专利,这就是后来破产和关闭的原因。

但是BitBoys并没有停止工作,而是宣布了另一个名为Glaze3D的项目。在SIGGRAPH99上向公众展示了令人难以置信的真实感,一流的性能和许多最新技术。图形适配器的工作原型使用了RAMBUS和英飞凌的9 MB视频内存DRAM。

遗憾的是,就像第一次一样,硬件问题和转移导致了预期的革命不会再来的事实。



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宣传性屏幕截图旨在强调Glaze3D卡本应实现的现实性。



该项目在更晚的时候再次被重命名为Ax,并且选择了支持DirectX 8.1的游戏作为竞争领域-该原型甚至设法获得了正式名称Avalanche3D,并承诺在2001年“炸开”市场,但没有它发生了。在开发的最后阶段,Ax更改为Hammer,承诺可以支持DirectX 9.0。图形历史上最自命不凡的长期建设历史以英飞凌的破产告终,此后,BitBoys放弃了“梦想项目”,并转向了移动图形领域。现在让我们回到舒适的1998年。



英特尔i740-大型专业人士的重大失败



英特尔于1998年1月发布了首款(迄今为止)最后一款用于3D游戏的图形卡,称为Intel i740。该项目有一段有趣的历史,它扎根于NASA和通用电气为著名的阿波罗系列登月任务创建的太空飞行模拟程序。后来,这些开发物被出售给了马丁·玛丽埃塔(Martin Marietta),后者后来成为了国防巨头洛克希德公司的一部分(这就是洛克希德·马丁公司的出现方式)。洛克希德·马丁公司在该项目的基础上创建了一系列专业设备Read3D,其中包括两种型号的图形适配器-Real3D / 100和Real3D / Pro-1000。具有讽刺意味的是,尽管设备具有军事起源,但杰出技术的应用之一已成为……使用两个Pro-1000板的Sega街机。



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不久之后,洛克希德·马丁公司宣布了与英特尔,芯片与技术公司合作的Project Aurora项目的启动。在i740发行前一个月,英特尔收购了Real3D项目的20%,到1997年7月,它已完全收购了Chips and Technologies。

Real3D项目的关键功能是使用两个单独的芯片来处理纹理和图形-英特尔将它们结合在一起创建了i740。该适配器使用了一种原始的数据缓冲方法-帧缓冲区和纹理的内容通过AGP总线直接加载到计算机的RAM中。在i740的合作伙伴版本中,仅当适配器自己的缓冲区已完全填满或分段过多时,才可以访问RAM。今天通常使用相同的方法-当视频卡上的内存用完时,系统会使用可用的RAM增加缓冲区。



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但是,当缓冲区以兆字节计算并且纹理尚未膨胀到不雅大小时,这种方法似乎至少很奇怪。



为了减少使用总线时的潜在延迟,英特尔使用了其功能之一-直接访问内存缓冲区(直接内存执行或DiME)。该方法也称为AGP纹理化,它允许使用计算机的RAM映射纹理,并选择性地对其进行处理。平均性能加上中等的图像质量使i740达到了其价格范围内去年卡的水平。



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对于具有4 MB视频内存的型号,他们要价119美元,而具有8 MB的版本价格为149美元。此外,除了基本版本的Intel外,只有两个合作伙伴选项可见一斑-Real3D StarFighter和Diamond Stealth II G450。



依靠成功,英特尔开始开发下一代i752芯片,但OEM和发烧友都没有对预算适配器产生兴趣,该适配器严重落后于当前解决方案。这并不奇怪,因为同时出售S3的ViRGE,购买该产品会使用户更加满意。适配器的生产已被淘汰,进入市场的i752芯片被重新用作集成图形解决方案。

1999年10月,洛克希德·马丁公司(Lockheed-Martin)淘汰了Real3D,富裕的劳动力转移到了英特尔和ATI。



ATI-使用Rage Pro和Rage 128重返游戏



ATI于1998年2月使用Rage Pro Turbo重新建立了自己的位置,但该卡实际上只是Rage Turbo的更名,其驱动程序进行了调整,以使合成文本具有出色的显示效果。一些出版物的审阅者惊喜地发现,但449美元的价格很难证明。尽管如此,Finewine现象才首次出现在Rage Pro Turbo中-驱动程序在每个新版本中逐渐提高了适配器的性能。



ATI于同年8月发布了Rage 128 GL和Rage 128 VR,做出了更加严肃的尝试来影响力量平衡。由于供应问题,ATI几乎无法确保在寒假之前在商店中提供模型,这极大地影响了新产品的促销。与OEM合同不同,OEM合同始终为加拿大人带来可观的利润,而普通的发烧友由于市场上缺少适配器而无法欣赏新产品。但是还有另一个原因导致Rage 128的销售低于预期。



ATI通过为新产品配备32 MB的显存(为All-In-Wonder 128品牌生产16 MB的变体),为新产品配备了32 MB的显存来为Rage 128带来光明的图形未来,该子系统可用于快速高效的子系统-32位色,NVidia Riva TNT的直接竞争对手没有机会。 las,在发布新颖性之时,大多数游戏和应用程序仍在16位模式下运行,在这种情况下,Rage 128在NVidia和S3的背景下丝毫没有脱颖而出(就图像质量而言,它甚至不如Matrox的型号)。公众不喜欢ATI的方法,但是那时加拿大人第一次领先于他们的时代,直到后来他们才意识到他们的方法。



1998年是ATI创纪录的一年-营业额达11.5亿美元,公司的净利润达1.684亿美元。这家加拿大公司在今年年底的图形加速器市场份额为27%。

1998年10月,ATI以6700万美元的价格收购了Chromatic Research。该公司以其MPACT媒体处理器而闻名,已成为Compaq和Gateway的PC TV解决方案提供商,具有出色的MPEG2性能,高音频质量和出色的2D性能。具有讽刺意味的是,这是MPACT唯一的缺点,即3D性能不佳的形式,导致Chromatic Research成立仅四年后便濒临破产。通用解决方案的时代越来越近。



3Dfx Voodoo 2和Voodoo Banshee-市场领导者成功失败



英特尔试图进入图形市场时,其3Dfx领导者介绍了Voodoo 2,该产品同时成为多个领域的技术突破。来自3Dfx的新图形适配器具有独特的设计-除中央芯片外,该板还具有两个成对的纹理处理器,这归功于该卡不仅是三芯片,而且还提供了在OpenGL中进行多纹理处理的可能性(当同时将两个纹理应用于一个像素时,可加速场景的整体渲染)以前从未使用过。与原始的Voodoo一样,该卡仅在3D模式下工作,但是与竞争对手将2D和3D处理结合在一个芯片中的竞争对手不同,3Dfx并没有做出任何妥协,其主要目标是捍卫其作为市场领导者的地位。



新适配器的专业版本即将推出-子公司3Dfx Quantum3D基于新颖性发布了三款引人注目的加速器-两片Obsidian2 X-24,可与2D板,SB200 / 200Sbi以及与板载24 MB EDO内存一起使用,以及Mercury重金属-一种异国情调的三明治,通过Aalchemy接触板将成对的200Sbi互连,该板将来成为著名的NVidia SLI桥的原型。



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汞重金属



后者是为复杂的图形模拟设计的,售价为9999美元。 MHM怪物需要具有四个PCI插槽的Intel BX或GX系列服务器主板才能正常运行。



意识到控制预算市场的重要性,1998年6月3Dfx推出了Voodoo Banshee-第一个支持2D和3D操作模式的图形加速器。与期望和希望相反,传奇的Rampage芯片从未准备就绪,并且卡上只有一个纹理处理单元,实际上破坏了多多边形渲染中新颖性的性能-Voodoo 2的速度快了很多倍。但是,即使以知名品牌进行的经济生产确保了Banshee的良好销售,粉丝的失望也没有消失在任何地方-“那个非常伏都教”的创作者们期望的更多,这使图形市场一夜之间成为了现实。



此外,尽管伏都教2发挥了领导作用,但与竞争对手的差距正在迅速缩小。 3Dfx在ATI和NVidia上展开了激烈的竞争,因此面临着越来越多的高级解决方案,只有通过有效的管理(3Dfx自己生产和销售卡,而没有合作伙伴的参与),该公司才能从销售中获得可观的利润。但是3Dfx的领导层看到了收购自己的工厂生产硅晶片的大量机会,因此该公司以1.31亿美元的价格收购了STB Technologies,以期大幅削减生产成本并给供应商Nvidia(TSMC)和ATI(UMC)带来竞争。这笔交易在3Dfx的历史上是致命的-STB的墨西哥工厂在产品质量方面无可救药地落后于亚洲竞争对手,并且无法参与技术流程竞赛。



收购STB Technologies的消息广为人知之后,大多数3Dfx合作伙伴都不支持这个可疑的决定,而是转而使用NVidia产品。



Nvidia TNT-技术领导力申请



原因是Nvidia在1998年3月23日推出的Riva TNT。通过向Riva架构添加并行像素管线,工程师将渲染和渲染速度提高了一倍,再加上16MB SDR内存,显着提高了性能。Voodoo 2使用的EDO内存要慢得多,这使Nvidia的新产品具有明显的优势。las,芯片的技术复杂性硕果累累-由于350 nm TSMC芯片生产中的硬件错误在工程师设想的125 MHz上不起作用-频率通常降至90 MHz,这就是Voodoo 2能够保持性能正式领导者的原因。



即使存在所有缺陷,TNT还是令人印象深刻的新产品。由于使用了双通道AGP总线,该卡提供了对高达1600x1200的游戏分辨率的支持,并具有32位色彩(以及用于图像深度的24位Z缓冲区)。在16位Voodoo 2的背景下,nVidia的新产品看起来像是图形的真正革命。尽管TNT并不是基准测试的领导者,但由于采用了先进的AGP总线,它仍与Voodoo 2和Voodoo Banshee保持危险的距离,它们提供了更多的新技术,更好的处理器频率缩放以及更高质量的2D和纹理处理。与Rage 128一样,唯一的缺点是交货延迟-大量适配器仅在1998年9月秋季才开始销售。



英伟达在1998年声誉的另一个污点是SGI提起的诉讼,根据该诉讼,NVidia侵犯了其内部纹理映射技术的专利权。由于诉讼持续了整整一年,因此达成了一项新协议,根据该协议,NVidia可以使用SGI技术,而SGI则有机会利用Nvidia的开发成果。同时,SGI本身的图形部门被解散,这只能使未来的图形领导者受益。



九号-一步



同时,在1998年6月16日,OEM图形制造商Number Nine决定通过发布自己品牌的Revolution IV卡来尝试在图形卡市场上的好运。

落后于ATI和Nvidia的旗舰解决方案,Number Nine专注于商业领域,为大型公司提供了游戏和3D图形的经典显卡所不具备的功能-支持32位彩色高分辨率。

为了吸引大公司的兴趣,Number Nine在其Revolution IV-FP中集成了专有的36针OpenLDI连接器,并出售了与17.3英寸SGI 1600SW显示器(支持1600x1024分辨率)捆绑在一起的板。整套价格为2795美元。

这项提议并不是很成功,而Number Nine则回到了合作的S3和Nvidia卡上,直到1999年12月被S3收购,然后卖给了公司的前工程师,后者在2002年成立了Silicon Spectrum。



S3 Savage3D-只需$ 100即可替代Voodoo和TNT的廉价选择



S3 Savage的预算冠军是在1998年E3上首次亮相的,与上述部门长期受苦的主导者(Voodoo Banshee和Nvidia TNT)不同,该消息宣布后一个月就进入了货架。不幸的是,匆匆忙忙无法引起人们的注意-驱动程序是“原始的”,并且仅在Quake中实现了OpenGL支持,因为我无法忽视本年度最流行的游戏之一S3。



S3 Savage的频率也不流畅。由于制造缺陷和高功耗,参考适配器型号非常热,无法提供预期的125 MHz频率阈值-该频率通常在90至110 MHz之间浮动。同时,来自领先出版物的审稿人获得了在125 MHz下正常工作的工程样本,这些样本提供了各种基准的漂亮数字,并得到了专业媒体的好评。后来,合作伙伴模型解决了早期的问题-Savage3D Supercharged在120 MHz下稳定工作,而Terminator BEAST(Hercules)和Nitro 3200(STB)征服了梦co以求的125 MHz条形。尽管在三巨头的领导者的背景下原始的司机和平庸的表现,但100美元以内的民主价格和播放高质量视频的能力使S3取得了不错的销售。



1997年和1998年是收购和破产的又一个时期-许多公司无法在竞争中脱颖而出,被迫退出行业。因此,Cirrus Logic,Macronix和Alliance Semiconductor被甩在了后面,而Dynamic Pictures被卖给了3DLabs,Tseng Labs和Chromatic Research被ATI收购,Rendition离开了Micron,AccelGraphics收购了Evans&Sutherland,而Chips and Technologies成为了Intel的一部分。



Trident,S3和SiS-预算图形千年的最终战役



OEM市场一直是制造商的最后一根稻草,无可救药地落后于3D图形和绝对性能的竞争。 SiS也是这种情况,它发布了SiS 300预算以满足商业部门的需求。尽管3D性能不佳(受单个像素流水线限制),并且在主流市场上所有竞争对手之间都没有2D差距,但SiS 300征服了OEM厂商某些优势-128位内存总线(对于更简化的SiS 305为64位),支持32位色彩,DirectX 6.0(在305中甚至为7.0),支持多纹理渲染和MPEG2硬件解码。有一个图形卡和一个电视输出。



2000年12月,现代化的SiS 315看到了光,它具有第二个像素管线和256位总线,并且完全支持DirectX 8.0和全屏抗锯齿。该卡具有新的照明和纹理处理引擎,可以补偿从DVD媒体播放视频时的延迟,并支持DVI接口。性能水平仅在GeForce 2 MX 200左右,但这丝毫不影响公司。



SiS 315也打入了OEM市场,但早在2001年9月,它就已成为用于478号插座(奔腾IV)主板的SiS 650芯片组的一部分,并于2003年成为SiS552 SoC系统的一部分。



但是,SiS并不是唯一一家在预算领域提供有趣解决方案的制造商。 Trident还通过Blade 3D吸引了买家的注意,其整体性能与失败的Intel i740相当,但是75美元的价格可以弥补许多缺点。后来,Blade 3D Turbo进入了市场,其频率从110 MHz增加到135 MHz,总体性能达到了i752的水平。不幸的是,Trident花了很长时间才开发出面向市场的解决方案,该市场每两个月展示一次新产品,因此早在2000年4月,这对公司就产生了第一冲击-VIA,Trident正在为其开发集成显卡,收购了S3公司,并停止了与前者的合作。伙伴。



但是,Trident充分利用了其业务模型,将批量运输和低制造成本相结合,为其预算解决方案提供了解决方案。移动市场仍然相对空白,Trident开发了几种专门针对它的Blade3D Turbo型号-T16和T64(工作在143 MHz)和XP(工作在165 MHz)。但是吸引了许多公司的OEM市场不再支持Trident的简单性-稍后发布的SiS 315对整个Trident产品线进行检查和匹配。由于无法迅速开发出可行的替代方案,Trident于2003年决定将图形部门出售给SiS的子公司XGI。



S3 Savage4与预算部门的其他解决方案不同。新产品于2月发布,并于1999年5月开始销售,新产品提供16和32 MB的板载内存,64位四通道AGP总线以及其自身的纹理压缩技术,因此,该适配器可以轻松处理分辨率高达2048x2048的块(尽管并在早期的Savage3D中实现)。该卡还能够进行多纹理渲染,但是即使是经过调试的驱动程序和令人印象深刻的技术特征,也无法掩盖3Dfx,Nvidia和ATI去年提供的产品效率更高的事实。一年后,当Savage 2000进入市场时,这种情况再次出现,在低分辨率(1024x768及以下)下,新产品可以与Nvidia TNT和Matrox G400竞争。但是当选择更高的分辨率时,力量平衡发生了根本变化。



3Dfx Voodoo3-帕福斯,喧闹声和空洞的借口



3Dfx不能在竞争激烈的竞争对手的背景下迷失其新产品,因此Voodoo3在1999年3月首映时伴随着广泛的广告活动-该卡在媒体和电视上得到了生动的宣传,盒子的大胆设计吸引了梦想着进行新的图形革命的潜在买家的眼球。



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las,横冲直撞的芯片组成为了小镇上的热门话题,但它还没有准备好,并且新颖的设计是基于Avenger芯片的Voodoo2的亲戚。仅支持16位颜色和仅256x256的纹理分辨率的过时技术,并没有完全支持照明和几何图形的硬件处理,这并没有吸引该品牌的粉丝。许多制造商已经引入了一种高分辨率纹理,多多边形渲染和32位颜色的流行方式,因此3dfx第一次在各个方面都处于落后状态。



投资者不得不解释最近台湾地震造成的1600万美元的损失,然而,这对ATI和Nvidia的财务成功影响不大。意识到免费分发DirectX和OpenGL库的明显好处,该公司于1998年12月宣布,它们的Glide API将以开源形式提供。没错,那时几乎没有太多人愿意。



Riva TNT2和G400-领先的竞争对手



在3Dfx的Voodoo3轰动的首映式的同时,Nvidia适度展示了其RIVA TNT 2(历史上第一张Ultra系列卡,游戏玩家获得了更高的核心和存储频率),Matrox展示了同样令人印象深刻的G400。

Riva TNT2是在台积电工厂使用250nm技术制造的,能够为Nvidia提供前所未有的性能水平。这种新颖性几乎在所有地方都粉碎了Voodoo3-唯一的例外是一些使用AMD 3DNow的游戏!与OpenGL结合使用。英伟达还紧跟技术-TNT2系列具有DVI连接器,可支持最新的平板显示器。



Matrox G400给每个人一个真正的惊喜,事实证明它比TNT2和Voodoo3的生产率更高,仅在使用OpenGL的游戏和应用程序中落后。 Matrox的新产品以229美元的可承受价格提供了出色的图像质量,令人羡慕的性能以及能够通过配对的DualHead连接器连接两台显示器的能力。第二台显示器的分辨率限制为1280x1024,但是很多人喜欢这个主意。



G400还具有环境贴图凹凸贴图(EMBM),可改善整体纹理渲染。对于那些总是喜欢买最好的显卡的人来说,G400 MAX是市场上生产力最高的显卡的称号,直到2000年初带有DDR内存的GeForce 256发行。



Matrox Parhelia 3DLabs Permedia –



在游戏图形加速器市场上取得的巨大成功并没有激发Matrox回归专业市场的经历,只有一次试图用Parhelia重复G400的成功,但是2002年竞争对手已经掌握了DirectX 9.0的强大功能和主要功能,并且在可怜的游戏性能背景下同时支持三台显示器逐渐消失了。

当观众已经设法消化了三家公司的高调发布时,3DLabs展示了准备已久的Permedia 3 Create!这种新颖性的主要特征是利基定位-3DLabs希望吸引专业人士的注意力,他们更喜欢在游戏中度过空闲时间。该公司专注于2D的高性能,并从1998年收购的Dynamic Pictures(氧气适配器专业系列的作者)吸引了专家。



不幸的是,对于3DLabs而言,复杂的多边形建模是专业地图中的优先事项,并且由于纹理处理速度的严重降低,通常在此方向上具有很高的性能。具有3D优先级的游戏适配器的工作原理正好相反-而不是复杂的计算,渲染速度和具有高图像质量的纹理处理处于最前沿。



Permedia是3DLabs将产品推向游戏适配器市场的最新尝试,在游戏中远远落后于Voodoo3和TNT 2,并且在工作应用程序和任务竞争中也相差不远。此外,著名的图形工程师继续扩展和支持他们的专业产品线-Oxygen架构上的GLINT R3和R4,其中丰富的模型范围从299美元的预算VX-1到1499美元的高级GVX 420。



该公司的产品目录还包括基于Intense3D开发的Wildcat系列适配器,该适配器于2000年7月从Integraph购买。 2002年,由于3DLabs积极完成了用于新Wildcat适配器的高级图形芯片的开发,该公司被Creative Technology收购,其计划为P9和P10系列。



2006年,该公司离开台式机市场,专注于面向媒体市场的解决方案,后来成为Creative SoC的一部分,并被称为ZiiLab。3DLabs的故事终于在2012年被英特尔收购时结束。



ATI Rage MAXX-双芯片滞后



自发布成功的Rage 128以来,ATI在产品线的进一步开发方面遇到了许多困难。 1998年底,工程师在Rage 128 Pro适配器的更新版本中成功实现了对AGP 4x总线的支持,从而在连接器数量上增加了电视输出。总的来说,图形芯片在游戏性能方面显示出与TNT 2差不多的水平,但是在TNT 2 Ultra发行后,冠军又一次移交给了Nvidia,加拿大人不想忍受-开始进行Aurora项目的工作。



当显然失去性能竞赛时,工程师们采取了一种技巧,该技巧将在未来成为多代红卡的功能之一-他们发布了双芯片显卡Rage Fury MAXX,其中配备了两个Rage 128 Pro。



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狂怒MAXX



令人印象深刻的规格以及两个芯片可以并行操作的可能性,使这个名字令人讨厌的卡成为一种颇具生产力的解决方案,并且使ATI向前发展,无法长期保持领先地位。甚至S3 Savage 2000都争取最好的称号,后来出现的带有DDR内存的GeForce 256并没有给ATI的旗舰产品留下任何机会-尽管数字和技术不断进步。英伟达(Nvidia)喜欢成为第一个,年轻的黄仁勋(Jen-Hsun Huang)并不急于让位给市场领导者。



GeForce 256是第一个真正的“视频卡”。GPU一词的诞生



自从ATI凭借Rage Fury MAXX宣布在基准测试中大获全胜以来,已经过去了不到两个月,当时Nvidia提出了确保市场领导者地位的答案-GeForce256。这一新颖性是历史上第一个采用不同类型的视频存储器的产品-1999年10月1日带有SDR芯片的版本日新月异,2000年2月1日,开始销售带有DDR存储器的更新版本。



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GeForce 256 DDR内存



台积电工厂使用220纳米工艺技术制造了2300万个晶体管的图形芯片,但更重要的是,GeForce 256成为第一个被称为“视频卡”的图形适配器。您是否注意到整个故事中我们如何避免使用这个词?那就是尴尬替代的重点。术语GPU(图形处理单元)来自先前作为芯片一部分的纹理和照明管线的集成。



该架构的广泛功能允许图形卡的图形芯片执行繁重的浮点计算,将3D对象和复合场景的复杂阵列转换为给印象深刻的游戏玩家一个漂亮的2D演示。以前,所有这些复杂的计算都是由计算机的中央处理器执行的,这严重限制了游戏中的细节。



经常有人质疑GeForce 256在使用软件着色器并支持转换和照明(T&L)技术方面的先驱地位。其他GPU制造商已经在原型(Rendition V4400,BitBoys Pyramid3D和3dfx Rampage)中或在原始但可行的算法阶段(3DLabs GLINT,Matrox G400)或通过板上附加芯片(几何处理器)实现的功能中实现了T&L支持。富士通乘坐大力神惊悚片阴谋)。



但是,以上示例均未将该技术带入商业阶段。英伟达是第一个将转换和照明作为芯片的架构优势来实现的,从而使GeForce 256具备了极强的竞争优势,并为该公司打开了此前令人怀疑的专业市场。

专业人员的兴趣得到了回报-在发布游戏视频卡仅一个月后,NVidia推出了Quadro系列的第一批视频卡-SGI VPro V3和VR3型号。顾名思义,这些卡是使用SGI的专有技术开发的,Nvidia于1999年夏天开始使用该技术。具有讽刺意味的是,不久后SGI试图起诉Nvidia进行开发,但失败了,濒临破产。



英伟达光明地结束了即将到来的千年的最后一个财年-利润为4,130万美元,总营业额为3.745亿美元,令投资者欣喜。与1998年相比,利润增加了一个数量级,总营业额增加了一倍以上。为黄仁勋锦上添花的是与微软的2亿美元合同,根据该合同,NVidia开发了NV2芯片(未来Xbox控制台的图形核心),使该公司的总资产在2000年4月上市时增至4亿美元。



当然,与ATI的12亿美元营业额和1.56亿美元的净利润相比,不断增长的竞争对手的数字似乎并不高,但是这家加拿大的视频卡制造商并没有因此而感到吃惊,因为OEM市场的慷慨合同由于英特尔发布了先进的集成显卡而受到威胁。 815.



...而伟大的灭亡就在眼前。并且是性能竞赛新时代的开始。



本文的作者是亚历山大·利斯。



待续...



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