當前位置: 華文問答 > 數碼

假設世界上沒有NVIDIA和AMD,如何設計顯卡?

2023-11-04數碼

NVIDIA不是顯卡的鼻祖,而是把2D顯卡和3D顯卡結合在一起並行揚光大的廠商。

NVIDIA之前,最紅的是3dfx的voodoo(巫毒)顯卡,當時只負責3D圖形加速,不負責2D顯示,所以國內「中小散戶」大多對從不明所以,加上當時裝機知識不是必修課,在那個裝一台PC可以掙一兩千元的年代,中小散戶用得最多的顯卡,其實是麗台的winfast 3d s680(我找不到當時買顯卡的盒子了,名字沒寫錯),名字看上去很炫,卻是一塊主要負責2D顯示的顯卡。基於S3 3D VG/DX2顯示芯片,使用2MB SGRAM,可延伸至4MB,3D處理能力非常弱。這塊卡當時有PCI插槽的,也有AGP插槽的,後者是OEM產品,不零售。

2D顯卡當時最重要的指標其實是……DVD硬解碼。皆因PC進入高速發展期的時候,有個頗為昂貴的物件叫光驅,現在的孩子們早就不玩的東西,以前可老貴了。

早期CPU效能為王,3D遊戲圖形加速的多邊形運算基本都由CPU完成,這就是為什麽後來大紅大紫的「CS(廁所)」是一款榨幹單核CPU運算效能的遊戲的原因。

那時候AMD還是專門做CPU的,顯卡生產廠商當中,麗台在國內使用者這裏廣有口碑,相比3dfx和ATI來說那就是小巫了。ATI當年紅到什麽程度——隨隨便便做一塊顯卡,元器件用的都是日本頂級的紅寶石電容。這裏說的「紅寶石電容」指的是品牌Rubycon,日本最高品質的專業鋁電解電容器制造廠商,而不是這個電容的材質是紅寶石。其制造的電解電容可靠性甲於天下。只不過當時好多電腦使用者民智未開,加上【變形金剛】前三集當中,威震天把緬甸紅寶石礦刮了個幹凈,所以在口口相傳當中把「紅寶石電容」奉為圭臬。

BTW:當時的Diamond,也就是帝盟,在國外是知名顯卡廠商,但知道它的人更多是為了音效卡。當時S70音效卡是唯一一塊將D3D套用做到極致的產品,獨特的聲源定位技術最適合打CS,定位準確率居高不下。可惜帝盟沒把握住機會衰敗了,後來的S90成了絕唱,雖然定位依然準確但滿身bug,如今的板載音效卡再也沒有這麽好的定位技術。

除了上述廠商,還有老牌制造商EVGA,只不過成立時間相比ATI來說就靠後(1999年)。ATI在NVIDIA釋出了2D+3D的顯卡以後,看到了商機,推出了大名鼎鼎的Radeon(鐳),不僅是分到一杯羹,而是能短暫和NVIDIA在這個領域一時瑜亮。

NVIDIA成為巨頭的開山之作不是GeForce系列,而是RIVA 128和RIVA TNT/TNT2這三板斧。

RIVA 128的走紅建立在當時很多使用者沒有周期性升級電腦的財力之上,畢竟那是一個一台電腦要花掉上萬元的年代,很多萌妹,啊不對,蒙昧使用者,都以為486和Pentium是不同的電腦品牌,更不知3D顯示是何物,所以才會有一塊麗台winfast 3d s680讓其他人口水一兩年的情況發生。皮衣佬的明智之處在於,他及時總結了NV1和NV2的教訓,讓自己的產品優先支持微軟Direct 3D,而且支持OpenGL完全加速,於是推出了具備2D/3D加速能力的RIVA 128。

這塊顯卡芯片之所以得名128,是因為它是128bit位寬的芯片。那個年代,它幫不計其數的使用者省下了一塊2D顯卡的錢,讓國內消費能力有限的電腦愛好者見識了3D遊戲的威力,還帶紅了一款當時特別簡陋的3D遊戲。那就是「MDK」,即【孤膽槍手】。

在國內被當時使用者傳得最多的RIVA 128芯片顯卡,就是華碩AGP V3000。也是我的第一塊3D顯卡。

RIVA 128確實在影像質素上比不了當時主流的3dfx Voodoo,但是性價比(4MB視訊記憶體幾乎一統天下)和支持AGP插槽,讓他在中小散戶和OEM廠商當中大紅大紫。彼時IT業界唯一的硬件巨擘是英特爾,看到3D顯卡這麽火,技癢來試了一把牛刀,結果i740分到了大大的一份,但實話實說,英特爾是第一個練成【××寶典】的企業,自然看不上獨孤九劍、吸星大法這等旁門左道。

3dfx並不知道,當他們還在構思用兩塊voodoo 2顯卡提升3D顯示效能的時候,皮衣佬的四個二已經在醞釀當中。

代號NV4的RIVA TNT在1998年10月釋出時,電腦使用者吃驚地發現,TNT的視訊記憶體容量一下子相比RIVA 128翻了4倍之多,達到了16MB。TNT即「TwiN Texel」,兩條32位元像素流水線架構,每條流水線有1個TMU,每個周期可並列處理兩個像素,首次擁有24位元深度緩沖。然而其核心頻率只有90MHz,遠達不到標稱的110MHz——當時制造工藝無法在標定時間內突破到0.25微米,RIVA TNT只能退而求其次采用0.35微米工藝,效能也到不了Voodoo 2的兩倍。

這還不算完。半年之後,真正的王炸到來了。1999年4月,皮衣佬釋出了核心代號「NV5」的RIVA TNT2,這一正式采用0.25 微米制造工藝的顯示芯片核心頻率一舉提升到125MHz,而TNT ultra的核心頻率更高,為150MHz,後期套用了0.22微米工藝,核心/視訊記憶體頻率提高到175/200MHz。同年6月,皮衣佬手底下的軟件程式猿buff疊滿,為RIVA TNT/TNT2編寫的全新的驅動「雷管」(Detonator)進入成熟版本。第一次在PC上實作了軟件和硬件的效能全開。

重要的是,TNT2的視訊記憶體容量達到了32MB。

皮衣佬第一次透過完整意義上的產品,讓3dfx顏面掃地。

歸根到底,當時的遊戲軟件設計是超前的,對硬件的壓榨,到了空前的程度,RIVA TNT2之所以是當之無愧的NVIDIA基石,兩個很重要的原因,除了AGP插槽的率先支持,另一個就是大容量視訊記憶體對遊戲效能特別友好,推動32位元影像渲染一舉深入人心。而3dfx直到voodoo 3對32MB視訊記憶體的支持都顯得扭扭捏捏,加上不支持32位元影像渲染,不支持大紋理貼圖,以及遲緩的「對使用者反應」,最終在競爭中一步錯、步步錯。

皮衣佬在TNT2推出時,就已經拿使用者試刀了,精準的刀法就是那時候練成的。這裏不得不提一下國內使用者最看重的TNT2普通版和TNT2 M64,後者盡管位寬只有64bit,但視訊記憶體容量依然和普通版一樣,為16/32MB。那個年代使用者多數不知道「位寬」有多重要,以至於皮衣佬這一刀大有道理,搞到後來的TNT2 Vanta這種亮機卡也能得到瘋狂的追捧。

TNT2整個系列為皮衣佬帶來了接近80%的顯卡市場份額,當時的媒體前輩已經預測出,TNT2的很多新嘗試將改變整個顯卡市場的走勢。於是到了GeForce系列推出的時候,皮衣佬放眼看去,江湖上幾無抗手。

「得罪我沒有甚麽,得罪我的TNT2,卻是不行;做兄弟的不是沒良心,TNT2要取你性命,我這叫做無計可施。」

這句話,皮衣佬確實當得起。