代码编织梦想

小伙伴们,大家好呀,我是老猫。

在上一篇GPU发展史(一)文章中,我们介绍了1976-1995期间早期显卡的发展故事,今天我们将介绍在1995-1999年这段时间显卡的故事,而这段故事的主角就是——3Dfx

提起显卡,大部分人第一时间想到的肯定是Nvdia或AMD,老一点的玩家可能会知道ATI等。但是在骨灰级玩家心中有家厂商肯定不能被遗忘,那就是为我们带来Voodoo的3Dfx。

1996年11月,3Dfx推出Voodoo显卡,它是由一个仅具有3D功能的显卡组成,该显卡需要将VGA线缆从单独的2D卡传递到Voodoo,然后再将其连接到显示器上。

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很多公司都出售过这种显卡。Orchid Technologies首先推出了299美元的Orchid Righteous 3D,该卡以其在芯片组使用时会发出“点击”声而闻名。后来的版本采用了与其余供应商一致的固态继电器。

除此以外,基于Voodoo而设计的芯片还有:Diamond Multimedia的Monster 3D, Colormaster的Voodoo Mania, Canopus Pure3D, Quantum3D, Miro Hiscore, Skywell (Magic3D)和2theMAX Fantasy FX Power 3D。

Voodoo 显卡几乎在一夜之间彻底改变了个人计算机显卡市场,并使许多厂商的产品被淘汰,包括大量的2D显卡生产商。

1996年的3D格局偏爱S3,S3大约拥有50%的市场份额。然而,这种情况很快就会改变。据估计,在Voodoo统治的鼎盛时期,3Dfx占据了80-85%的3D加速卡的市场份额。

但是,这种情况很快发生了变化。

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大约在那个时候,Video Logic开发了一种于图块的延迟渲染技术(TBDR),它通过在纹理、着色和照明应用于剩余的几何体之前丢弃所有不可见的几何体,从而消除了对大规模z缓冲区的需求(去除最终渲染中的遮挡/隐藏像素)。这个过程产生的帧被划分为矩形块,每个块都有自己的多边形渲染并输出。一旦计算出所需的帧像素并剔除了多余的多边形(z缓冲只在平铺层发生),对多边形渲染就开始了。这样,只需要进行最基本的计算。

系列1和系列2的芯片和卡由NEC制造,而第三系列(Kyro)芯片由STMicro制造。第一张卡专门用于Compaq Presario PC,并被称为Midas3(Midas1和2是用于街机系统的项目原型)。PCX1和PCX2则作为OEM部件。

系列2芯片的生产最初用于Sega的Dreamcast游戏机上,而当桌面Neon 250卡在1999年11月上市时,它在其169美元的价格范围内被无情地超越,特别是在具有32位色彩的更高分辨率下。

就在Neon 250上市之前,Rendition的VéritéV1000成为了第一张使用MIPS基础RISC处理器以及像素管线来渲染2D+3D图形的可编程核心卡。该处理器负责三角形设置和为管线组织工作负载。

Vérité1000最初在1995年底开发,成为了微软用来开发Direct3D的板卡之一。不幸的是,该卡需要一个能够支持直接内存访问(DMA)的主板芯片组,因为Rendition使用这种方法在PCI接口之间传输数据。

在Voodoo Graphics到来之前,V1000在与几乎所有其他消费显卡的比较中表现出色。该板相对便宜,并提供了不错的功能集,包括为预算较低的游戏玩家提供edge反锯齿功能,以及ID软件的Quake的硬件加速功能。

然而,游戏开发者们很快就放弃了DMA传输模型,因为这种方式不太受欢迎。

像1996年一样,1997年对消费图形显卡行业来说又是一个繁忙的一年。

随着ATI推出Rage II,然后在3月推出3D Rage Pro,ATI不断壮大。后者是ATI 3D工程组(该小组成立于1995年)推出的第一张AGP 2x卡,这也是他们的第一款产品。

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ATI 3D Rage Pro

Pro在4MB格式下几乎与Voodoo Graphics的性能相匹敌,在8MB和AGP接口使用时,性能超过了3Dfx卡。由于扩展了4kB高速缓存并增加了边缘抗锯齿功能,该显卡改进了Rage II的透视校正,纹理处理能力以及三线性滤波性能。还集成了一个浮点单元,以减少对CPU的依赖以及对DVD的硬件加速和显示支持。

总的来说,Rage Pro极大地增加了ATI的实力,帮助公司实现了4770万加元的利润,销售额超过6亿美元。这一成功在很大程度上来自OEM合同、与消费者和服务器主板的集成以及移动版本。该卡的价格(通常以Xpert @ Work和Xpert @ Play的形式出售)也有所不同:2MB版本的170美元、4MB版本的售价在200-230美元之间,8MB版本则270-300美元之间。其16MB版本售价超过$ 400。

1997年12月,ATI通过收购TsengLabs的IP并吸纳了该公司的40名工程师,以300万美元的价格扩大了他们的产品组合。这是一笔划算的交易,但因为Tseng未能在其卡中集成RAMDAC,导致销售额急剧下降,从1996年的1240万美元降至1997年的190万美元。

3DLabs在1997年3月宣布了经过修订的Permedia(“无处不在的3D”)系列板卡,这些板卡是在德州仪器的350nm工艺上制造的,而不是IBM用于以前修订的Permedia和PermediaNT的工作站。第一个的性能标准不高,而NT模型由于增加了Delta芯片用于完整的三角形和AA设置,性能有所提高。基于Permedia2的卡在年底开始发货,但它们并没有与游戏重量级产品正面竞争,而是被定位为具有适度3D图形能力的半专业2D卡。

在ATI和3DLabs更新他们的产品线一个月后,Nvidia用RIVA128(实时交互式视频和动画加速器)做出了回应,并通过渲染三角形多边形来兼容Direct3D的功能。

Nvidia选择了与意法半导体进行合作,意法半导体使用新的350nm工艺生产了该芯片,并开发了RAMDAC和视频转换器。尽管最初的驱动程序存在问题(尤其是在虚幻引擎上),但该卡在Quake 2和3等游戏中表现出了足够的性能,超过了许多基准评测。

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Diamond Viper V330 PCI (Nvidia RIVA 128)

这被证明是Nvidia自1993年以来一直在寻找的里程碑卡,它在经济上和性能上都非常成功,以至于Nvidia需要寻找更远的芯片制作工厂来维持供应,于是与TSMC签署了制造协议,供应Riva128ZXs以及STMicro。到1997年底,Nvidia的3D显卡市场份额为24%,在3Dfx Interactive之后排名第二,这主要归功于Riva128/128ZX。

即使最终合同给了NEC / VideoLogic,但Sega也将NV2纳入了Dreamcast 游戏机中可能采用的显卡芯片中,这也增加了Nvidia的收入。

Rival 3Dfx还与Sega合作进行了该项目,并且据说Rival 3Dfx是为游戏机提供硬件的人,直到后者终止了合同。3Dfx提起了一项1.55亿美元的诉讼,声称它被Sega公司误导,相信他们承诺使用3Dfx硬件,并让他们访问与显卡IP相关的机密材料。一年后,他们以1050万美元的价格达成庭外和解。

Dreamcast"Black Belt"项目只是3DfxInteractive繁忙一年的一个方面。

Quantum 3D于1997年3月31日从3Dfx分拆出来。SGI和Gemini Technology与该公司合作,利用3Dfx的新技术SLI(扫描线交错)技术,开发非常高端的爱好者和专业显卡解决方案。这涉及使用子卡,该子卡具有通过头连接的第二个芯片组和内存,或者使用带状线缆连接的两个或多个卡,其方式与Nvidia的SLI和AMD的Crossfire目前采用的概念相同。连接在一起后,每张卡(如果是单板SLI卡,则为逻辑块)每一帧都为显示贡献了一半的扫描线。

SLI还将最大屏幕分辨率从800x600像素增加到1024x768像素。Obsidian Pro100DB-4440(两个单卡,每个都有Amethyst女儿卡)的零售价为2500美元,而像100SB-4440和4440V这样的单卡SLI解决方案需要1895美元的费用。

1997年夏天,3Dfx宣布了首次公开募股并推出了VoodooRush,试图提供一张具有2D和3D功能的单卡。然而,最终产品无法使用Rampage芯片,成为了一个缩减版的Voodoo。该卡的SST-1芯片可以处理Glide API游戏,而不达标的Alliance (甚至更差的Macronix芯片)却可以处理其他3D游戏和2D应用程序。这导致屏幕失真,因为3Dfx芯片/内存以50MHz运行,而AllianceAT25以72MHz运行。

而且情况变得更糟,因为Voodoo Rush的帧缓冲区基本上被分成两半,被3D和2D芯片共享,将分辨率限制在大约512x384左右,刷新率也大幅下降,因为Alliance和Macronix芯片的RAMDAC分别限制在175MHz和160MHz。

总部位于森尼维尔的Rendition在VoodooRush发布后不久发布了VéritéV2100和V2200。这些卡仍然无法与第一代Voodoo的性能相匹配,几乎无法与针对预算有限客户的Rush竞争。该公司的研发远远落后于竞争对手,而且游戏开发者对这些卡几乎没有兴趣,这些卡最终成为Rendition最后的商业显卡产品。

Rendition还有其他几个项目在进行中,包括将富士通FXG-1几何处理器添加到V2100/V2200中,采用双芯片方法,其他供应商也在努力将其集成到一个芯片中。FXG-1驱动的Hercules Thriller Conspiracy卡因此仍然是未完成的项目,以及V3300和4400E,在Micron于1998年9月以9300万美元收购该公司后,希望将LSI的嵌入式DRAM技术与Rendition的显卡专业知识结合起来。

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Rendition Verite V2200 reference board

随着功能集和性能的提高,显卡的价格也在上涨,一些无法与ATI、Nvidia和3Dfx的不断上涨的价格竞争的供应商急于填补200美元以下的市场。

Matrox以120-150美元的价格发布了Mystique(由于缺乏OpenGL支持而受到限制),而S3则推出了ViRGE系列,基础型号起价约为120美元,DX或GX分别为150或200美元。S3通过增加具有动态电源管理的移动卡(ViRGE/MX),以及具有TV-Out、S-Video和辅助DVD播放功能的桌面ViRGE/GX2,使其产品线多样化,以确保销售的稳定流动。

在这些产品之下的是CirrusLogic的Laguna3D系列,Trident的9750/9850,以及SiS 6326,它们都在争夺游戏玩家的注意力。对于Laguna3D来说,99美元的实惠价格还不足以弥补与同类价格范围内的卡(如S3的ViRGEVX)相比性能下降、3D图像质量和一致性问题。

Cirrus Logic在Laguna 3D发布后很快就离开了显卡行业。在此之前,他们还以50美元的价格提供了一系列廉价的16位彩色图形适配器,其中最著名的是Diamond SpeedStar系列和Orchid Kelvin 64。

Trident还在5月针对入门级市场推出了3D Image 9750,并在不久后推出了更新的9850,具有AGP2x总线支持。9750是PCI或AGP1x卡,存在各种图形质量和渲染问题。9850修复了一些问题,但纹理过滤仍然存在问题。

SiS在6月以40-50美元的价格加入了预算有限的3D显卡市场,推出了6326。这张卡提供了良好的图像质量,并且比许多其他预算卡表现更好。虽然在性能领域从未构成威胁,但6326在1998年销售了700万台。

一个将在Assembly游戏活动上诞生并逐渐演变成神话和都市传说的故事,在1997年6月诞生了,当时BitBoys向世界宣布了他们的Pyramid 3D显卡。这个备受炒作的项目是Silicon VLSI Solutions Oy、TriTech和BitBoys的联合努力的结果。

但Pyramid 3D从未见过天日,由于广泛的调试和修订推迟了项目,TriTech在一场芯片专利诉讼中败诉,最终导致公司破产。

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BitBoys在1998年5月15日宣布第二个产品,即Glaze3D芯片。他们承诺提供领先的性能,并计划在1999年底发布。随着盛大揭幕的临近,BitBoys在10月的SIGGRAPH99上宣布了一项修订产品,放弃了RAMBUS内存和内存控制器,转而采用Infineon的9MB嵌入式DRAM。

再次,由于寻找bug和制造问题,项目被取消。

该公司因错过发布日期而声名狼藉,基本上只生产了尚未面市的产品。Glaze 3D后来在代号为Axe的重新设计下追赶上了竞争对手,支持DirectX 8.1。这款新芯片本应在2001年底作为Avalanche3D卡首次亮相,与此同时,Glaze3D的第三个开发版本,代号为Hammer,已经承诺支持DirectX 9。

Glaze3D的原型版最初是用芯片生产的,但在英飞凌2001年因财务亏损不断增加而停止生产嵌入式DRAM后,一切都陷入了停顿。由于缺少制造合作伙伴,Bitboys最终放弃了桌面图形,转而专注于移动图形IP。

BitBoys的退出和AMD的失误:2006年5月,ATI以4400万美元的价格收购了BitBoys,并宣布开设欧洲设计中心。

不久之后,ATI与诺基亚建立了长期的战略合作伙伴关系。仅仅几个月后,当时健康的AMD宣布将以总值54亿美元的高价收购ATI。包括BitBoys人员在内的移动部门更名为Imageon,由于缺乏管理前瞻性,于2009年1月以6500万美元的价格卖给了高通公司。后者继续以Adreno (Radeon的一个变位词)的名义制作图形显卡,作为广受欢迎的Snapdragon SoC的一个组成部分。

英特尔在1998年1月推出了其第一个(至今也是最后一个)商业性的独立3D桌面游戏芯片。i740的起源可以追溯到通用电气为阿波罗太空计划的NASA飞行模拟器项目,后来卖给了马丁·玛丽埃塔,三年后马丁·玛丽埃塔与洛克希德合并。该项目被洛克希德·马丁重新用于专业图形产品,特别是Real3D/100和Real3D/Pro-1000。世嘉模型3街机板采用了两个Pro-1000图形系统。

然后,洛克希德·马丁与英特尔和芯片技术公司组建了一个联合项目,名为极光项目。英特尔在i740推出前一个月购买了Real3D 20%的股份。至此,英特尔已经在1997年7月购买了Chips and Technologies 100%的股份。

i740结合了R3D/100上的两个不同的图形和纹理芯片的资源,但是有点奇怪的是英特尔实现了AGP纹理,但纹理被上传到系统内存中(渲染缓冲区也可以存储在RAM中)。一些设计会选择使用显卡的帧缓冲区用来保存纹理,如果帧缓冲区饱和或纹理太大而无法存储在本地图形内存中,则纹理交换到系统RAM中。

为了最小化延迟,英特尔的设计使用了AGP直接内存执行(DiME)功能,它只调用那些需要光栅化的纹理,并将其余的存储在系统RAM中。性能和图像质量是可以接受的,性能大致与前一年的高端产品相匹配。4MB型号的价格为119美元,8MB型号的价格为149美元,定价反映了英特尔的积极营销。i740作为英特尔品牌卡、Real3DStarFighter或DiamondStealthIIG450出售。

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Intel740 / i740 AGP graphics board

英特尔设计了一个修订版的i752芯片,但由于OEM和游戏社区普遍缺乏兴趣,导致公司取消了商业生产。一些主板在制造厂制造出来,但像i740一样,它们最终进入了集成图形芯片组。

洛克希德·马丁在1999年10月关闭了Real3D,相关的IP被卖给了英特尔。随后,许多员工转移到了英特尔或ATI。

1998年2月,ATI对RagePro进行了改造,基本上就是将该卡重新命名为Rage Pro Turbo,并提供一套高度优化的合成基准测试驱动程序。除此之外,它的价格提高到了449美元。从beta2版本开始的驱动程序提高了游戏性能。

1998年8月,ATI推出了Rage128GL和VR,这是由前TsengLabs工程师开发的首款产品。然而,直到新年之前,零售渠道的供应都不理想,这有效地扼杀了ATI在游戏领域留下印记的机会,就像他们在OEM市场所做的那样。规的配置包括32MB的随机存储器(16MB和32MB的128版本)和一个高效的内存架构,当屏幕分辨率提高和使用32位彩色显示器时,它可以超越Nvidia TNT。

不幸的是,对于ATI来说,当时许多游戏和许多用户的硬件配置都是针对16位色彩的。图像质量与S3和Nvidia的主流竞争产品差不多,但仍然落后于Matrox。

尽管如此,这足以让ATI在1998年成为顶级图形供应商,市场份额为27%,净收入为1.684亿加元,销售额为11.5亿加元。

那年10月,ATI宣布以6700万美元收购Chromatic Research,其MPACT媒体处理器在许多PCTV解决方案中受到青睐-特别是康柏和Gateway。这些芯片提供了非常好的2D图形性能,出色的音频和MPEG2播放,但3D游戏性能有限,而且价格高达200美元左右。最终,难以克服的软件问题导致了公司只有四年的寿命。

在i740在图形市场引起小波动两个月后,3Dfx推出了Voodoo2。像它的前身一样,它是一个3D解决方案,虽然给人留下深刻印象,但它代表了一个复杂的系统。主板上有两个纹理IC,这允许在图形卡中首次出现多纹理,结果它总共使用了三个芯片,而不是像竞争卡那样将2D/3D功能结合在一个芯片上。

Quantum 3D的Voodoo2实现包括Obsidian2X-24作为单个SLI卡,可以与2D子卡配对,单槽SLISB200/200SBi带有24MB的EDORAM,以及MercuryHeavyMetal,它具有四个通过控制器板(AAlchemy)连接的200SBiSLI板,以此连接的SLI板具有当今多GPU卡设置中的SLI桥功能。

后者是针对视觉模拟器的专业图形解决方案,因此它的价格高达9999美元,同时需要一个带有四个连续PCI插槽的IntelBX或GX服务器主板。

Voodoo Banshee于1998年6月宣布,但直到三个月后才上市。该卡将尚未出现的Rampage芯片组的2D部分与单个纹理映射单元(TMU)结合在一起,所以虽然3Dfx现在可以以更低的生产成本提供具有2D和3D功能的单芯片,但与Voodoo2的渲染多纹理多边形的能力相比,Banshee大大落后。

3Dfx三年前引领的革命现在正在抛弃它。

在原始的3D性能方面,Voodoo2无与伦比,但竞争正在迅速迎头赶上。在来自ATI和Nvidia的竞争日益加剧的情况下,3Dfx寻求通过自己营销和销售主板来保持更高的利润线,这以前是由一长串主板合作伙伴处理的。

为此,3Dfx于12月15日以1.41亿美元的股票购买了STBSystems,但这一冒险证明是一个巨大的失误,因为该公司使用的代工厂(Juarez)的质量和制造成本无法与Nvidia使用的台湾(TSMC)代工厂竞争。它也无法与ATI的台湾铸造合作伙伴UMC竞争。

3Dfx的许多前合作伙伴转而与Nvidia建立了联系。

3月23日,Nvidia推出了Riva TNT,代表TwiN Texel(而非the explosive),这加剧了3Dfx在市场上日益增长的压力。在Riva的设计中增加了第二条并行像素流水线,使像素填充率和渲染速度翻了一番,还有惊人的(对于1998年)16MBSDR内存-Voodoo2的8-16MBRAM是较慢的EDO品种。

虽然是一个强有力的竞争者,它的性能由于自身的复杂性而被削弱——台积电350nm工艺上的一个800万片晶体管芯片由于发热而不能在Nvidia最初的125MHz核心/内存频率下运行,因此它采用了一个90MHz时钟。而这使其降幅达到了28%,因此,Voodoo 2几乎始终是性能领导者,而这要主要归功于Glide。

即使规格降低,TNT也是一张令人印象深刻的卡。它的AGP2x接口允许在1600x1200和32位颜色渲染下进行游戏,以及24位Z缓冲区(图像深度表示)。这比Voodoo2的16位颜色支持和16位Z缓冲区是一个巨大的改进。TNT与Voodoo2和Banshee进行了交易,提供了更好的功能集,更好的CPU时钟速度扩展,出色的AGP纹理和更好的2D性能。该卡直到9月才真正上市。

并不是所有的事情都按照Nvidia的意愿进行,至少最初不是。

4月9日,SGI对Nvidia提起诉讼,指控其侵犯了纹理映射的专利权。1999年7月达成的和解协议使Nvidia得以访问SGI的专业图形产品组合,而SGI终止了自己的图形团队,并将他们的低级图形团队交给了Nvidia。这种知识产权的虚拟赠送通常被认为是SGI迅速破产的主要原因之一。

随着市场主要参与者在该年头几个月占据了媒体报道的主导地位,6月和7月突显出该行业的两大衰退迹象。

6月16日,Number Nine推出了他们的Revolution IV卡。

该卡未能跟上Nvidia和ATI在3D性能方面取得的进步,因此该公司试图加强在2D生产力市场的地位。

Number Nine一直偏爱2D性能而不是分配资源给3D技术,并发现自己在两个市场都受到Nvidia的TNT等游戏卡的限制。该公司决定利用大多数专用游戏卡的一个真正弱点:32位色彩下的高显示分辨率。

为此,Number Nine在Revolution IV-FP上增加了一个36针OpenLDI连接器,该连接器将连接到随卡捆绑的SGI平板屏幕。17.3"SGI1600SW(1600x1024)加上RevolutionIV-FP套餐最初零售价为2795美元。

这是Number Nine的最后一张自制卡,因为他们回去销售S3和Nvidia产品。该公司的资产在1999年12月被S3收购,并在2002年被Number Nine原始设计团队的工程师出售,他们组成了Silicon Spectrum。

S3在1998年E3 Expo上宣布了Savage 3D,与TNT和Voodoo Banshee不同,该卡很快就在零售上市。然而,快速推出产品的后果就是半生不熟的驱动程序,尤其是OpenGL游戏,以至于S3为Quake游戏单独提供了一个迷你OpenGL驱动程序。

S3最初的规格要求该卡的时钟频率为125MHz,但由于产量和热量输出,最终发货的部件被时钟在90-110MHz-许多评论杂志和网站仍然收到了更高时钟频率的125MHz预生产样品。

稍后S3发布了一个时钟为120MHz的Savage 3D Supercharged部件,Hercules和STB分别销售了终结者BEAST和Nitro3200,时钟频率为120/125MHz。尽管OpenGL仿真和DirectX性能受到驱动程序支持的限制,但参考板的低于100美元的定价,以及在游戏和视频播放中的可接受性能带来了一些销售。

在1997年到1998年之间,离开行业的图形供应商数量增加。其中包括Cirrus Logic、Macronix、Alliance Semicon ductor、Dynamic Pictures(被3DLabs收购)、Tseng Labs、Chromatic Research(两者都被ATI收购)、Rendition(被Micron收购)、Accel Graphics(被Evans&Sutherland收购)和Chipsand Technologies(被Intel吞并)。

1999年,拥有者和非拥有者之间的差距变得更加明显。

1月,SiS300发布,这是一款预算商务机器图形卡。SiS 300在1999年的背景下提供了最小的3D性能,2D也无法与大多数SiS在零售市场的竞争对手相匹配。一个单一的像素流水线就是这样。幸运的是,对于SiS来说,OEM没有任何问题,因为该卡具有足够的功能复选框来满足他们的需求:128位内存总线(SiS305修订版为64位)、32位颜色支持、DirectX6.0(305为DX7)、多纹理、TV-out和硬件MPEG2解码。

SiS 315在2000年12月推出,增加了256位内存总线、DirectX8支持、全屏AA、第二个像素流水线、变换和照明引擎、DVD视频运动补偿和DVI支持。性能通常在GeForce2MX200的范围内。同一个315芯片在2001年9月为Socket478主板(Pentium4)形成了SiS的650芯片组的基础,以及2003年的SiS552系统芯片。

除了SiS的产品外,预算意识强的消费者还有大量选择。其中包括TridentBlade3D(约65美元),其过得去的3D性能(如果有不稳定的驱动程序支持)通常与Intel的i740持平。

受此鼓舞,Trident随后发布了时钟从110MHz提高到135MHz的Blade3DTurbo,这有助于它与Intel的修订版i752保持同步。Trident的集成图形与VIA的关联即将在2000年4月VIA收购S3Graphics时突然停止。

那时,Trident的核心图形业务主要依赖于体积大、价格低的芯片,主要在移动领域上得以发展。Blade 3D Turbo已改进为Blade T16,T64(143MHz)和XP(166MHz)。

但Trident的3D技术发展速度远低于市场总体水平。以至于像SiS 315这样一个推迟了很久的预算方案也轻易地超越了他们的新产品。Trident的图形部门在2003年6月被出售给SiS的XGI子公司。

S3 Savage 4在性能上比SiS和Trident的产品有所提升。该卡已于2月宣布,5月零售上市,价格在100-130美元之间,具体取决于板载内存是16MB还是32MB。S3在Savage3D中引入的纹理压缩确保即使有有限的64位内存总线,也能容纳高达2048x2048字节的纹理。

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Diamond Viper II Z200 (S3 Savage4)

Savage 4成为S3的第一款支持多纹理的卡,也是第一款支持AGP4x接口的卡但即使有改进的驱动程序和合理的功能集,它也无法达到3Dfx、Nvidia和ATI前一代卡的性能水平。这一周期在年底重演,当时Savage2000发布。该卡在1024x768及以下的分辨率上与TNT2和MatroxG400达到了平衡,但1280x1024/1600x1200则是另一回事。

3Dfx的Voodoo3系列中的第一个系列产品于3月到货。但被期待已久的Rampage芯片组还没有到来,因此,即使在Avenger芯片组中进行了一些调整,这些主板仍具有相同的架构。他们仍然依赖于16位色彩模式,受限于256x256纹理支持以及缺乏基于硬件的变换和照明(T&L)。这些因素开始对游戏开发人员变得至关重要,而3Dfx却因未履行其架构和功能设置承诺而继续令人失望。

这似乎是一个由来已久的传统,3Dfx将其命运的失败归咎于市场震动,尽管这并没有真正影响ATI和Nvidia那么多。3Dfx陷入困境的另一个迹象是,该公司在12月宣布,在DirectX和OpenGL继续受到游戏开发者青睐的时候,他们的Glide专有图形API最终将以开源形式提供。

3月,Nvidia发布了RivaTNT2,包括其首款Ultra品牌的主板,具有更快的核心和内存速度,而Matrox则推出了G400系列。

作为3Dfx日益严重的问题的迹象,该公司宣布他们的Glide图形API将作为开源发布,而DirectX和OpenGL继续在游戏开发者中获得支持。

TNT2采用了台积电的250nm工艺,成功地提供了Nvidia希望在原始TNT中实现的性能。它全面超越了Voodoo 3,唯一的例外是利用AMD的3DNow CPU指令扩展与OpenGL结合的应用程序。为了跟上3Dfx和Matrox的步伐,TNT2包括了用于平板显示器的DVI输出。

与此同时,Matrox G400在大多数情况下都超越了Voodoo 3和TNT 2,尽管OpenGL支持仍然明显滞后。以199-229美元的价格,从性能、图像质量和功能集的角度来看,这张卡代表了极好的价值。通过双显示控制器(Matrox称之为DualHead)支持双显示器的能力,开创了该公司的多显示器支持趋势。在这种情况下,第二个显示器的限制为1280x1024分辨率。

G400还引入了环境映射凹凸映射(EMBM),提供了更好的纹理表现。对于那些钱包稍微鼓一点的人来说,更高时钟速度的G400MAX以250美元的价格确保了市场上最快的消费卡,直到基于GeForce256DDR的CreativeLabs3DBlasterAnnihilatorPro等主板在2000年初上市。

Matrox从那时起专注于专业市场,直到2002年短暂回归游戏市场,推出了Parhelia。三显示器支持不足以抵消游戏性能不佳和新的DirectX9.0兼容硬件的新浪潮。

当3Dfx、Nvidia和Matrox的发布会的硝烟散去时,3D Labs悄悄地推出了备受期待的Permedia 3 Create。这张卡几个月前就已经宣布了,目标是对游戏有兴趣的专业用户。因此,3DLabs优先考虑了2D功能而不是3D,充分利用了他们在1998年7月从Dynamic Pictures(工作站卡的顶级Oxygen系列的设计者)获得的专业图形技术。

不幸的是,对于3D Labs来说,工作站图形的重要性往往在于复杂的多边形建模-通常是以牺牲纹理填充率为代价。这与游戏卡的要求几乎完全相反,游戏卡更注重纹理和视觉效果,而不是复杂的线框建模。

价格过高,在游戏场景中被TNT 2和Voodoo 3超越,而且在工作站任务上也没有足够领先于竞争对手,使Permedia3成为3DLabs最后一次尝试打造游戏卡。从那时起,3DLabs将集中精力在基于GLINTR3和R4的Oxygen卡上;从299美元的VX-1到1499美元的GVX420,而Wildcat系列(如2499美元的WildcatII-5110)仍然基于Intense3D的ParaScale图形处理器,这是在2000年7月从Intergraph收购Intense3D时获得的。3DLabs将从2002年开始将他们自己的图形集成到Wildcat系列中,当时CreativeTechnology收购了该公司及其P9和P10处理器。

该公司在2006年离开了桌面市场,并将重点转向了媒体导向的图形设计领域,因为该部门与Creative的SoC集团合并,更名为ZiiLabs-在2012年11月被英特尔收购。

自从Rage 128首次亮相以来,ATI的进步一直是渐进的。1998年底,该公司为Rage 128增加了AGP4x支持和时钟提升,发布了Pro变体的卡,该卡还具有视频捕获和TV-Out选项。Rage128Pro的游戏性能大致等同于Nvidia的TNT2,但远不及TNT2Ultra,这是ATI打算通过ProjectAurora来解决的。

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当显然ATI没有芯片能够性能竞赛中胜出,该项目改变了方向,并作为RageFuryMAXX实现,它由同一PCB上的两个Rage128Pro组成。规格数字令人印象深刻,两个芯片各自负责渲染交替帧,基本上将游戏工作量减半。在实践中,虽然该卡优于前一代产品,但它不是S3 Savage 2000的对手,并且始终落后于即将推出的GeForce 256DDR。后者的价格只比ATI的249美元略高,为279美元。

在Rage Fury MAXX发布不到两个月后,Nvidia于10月1日发布了GeForce 256 SDR,随后在2000年2月发布了DDR版本。这将是使用这种形式的RAM的第一张卡。这是一种基于台积电220纳米工艺的集成了2,300万个晶体管的芯片,是基于转换和照明引擎(TnL或T&L)添加的第一款实际上被称为GPU(图形处理单元)的图形芯片。

该引擎使图形芯片能够进行大量浮点运算,从而将3D对象和场景及其相关照明转换为渲染图像的2D表示。以前,这种计算是由CPU进行的,它很容易成为工作负载的瓶颈,并倾向于限制可用的细节。

GeForce 256作为第一个将可编程像素着色器与T&L结合使用的设备,其地位一直是争论的话题。这是因为许多设计在原型阶段(再现VeriteV4400, BitBoys Pyramid3D, 3Dfx Rampage),也已在不相关的水平(3DLabs GLINT,Matrox G400的WARP),或仅通过一个单独的板上芯片( Hercules Thriller Conspiracy)

然而,这些都没有实现商业功能。此外,通过率先采用四管道体系结构,Nvidia在竞争中拥有领先的性能。结合T&L引擎,该公司可以将GeForce 256作为专业的工作站显卡进行销售。

在台式机版本上市一个月后,英伟达宣布了他们第一个适用于专业工作站的产品——Quadro,即基于GeForce 256的SGI VPro V3和VR3。这些显卡利用了SGI的图形技术,这是Nvidia通过1999年7月签署的交叉许可协议获得的。

英伟达当年的利润为4,100万美元,收入为3.745亿美元,远远超过1998年的410万美元和1.582亿美元,与1997年的1330万美元相比也有了巨大的飞跃。微软最初为NV2A(Xbox的图形核心)支付了2亿美元,4月份又进行了4亿美元的二次债券和股票发行,这增加了英伟达的收入。

这些数字与ATI全年12亿美元的收入和1.6亿美元的利润相差无几,这要归功于图形市场32%的份额。但是由于英特尔的815系列集成显卡,后者濒临失去OEM业务的重要部分。

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文章参考:
https://www.techspot.com/article/650-history-of-the-gpu/

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