GPU历史系列(二):改变游戏规则的3Dfx Voodoo

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3Dfx的Voodoo于1996年11月推出,它由仅具有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。

很多公司都出售过这种显卡。Orchid Technologies公司率先推出了售价299美元的“Orchid Righteous 3D”芯片,这款产品以其内置的机械继电器在芯片使用时能够发出“clicked”声而闻名。后来他们使用了固态继电器,与其他供应商保持一致。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 Graphics几乎在一夜之间彻底革新了个人计算机中的图形处理器,超越了大量的仅能提供2D图形设计的供应商。1996年的3D环境使S3占据了大约50%的市场份额。据估计,在Voodoo统治的鼎盛时期,3Dfx占据了3D加速器市场80-85%的份额。但是,这种情况很快发生了变化。

Diamond Multimedia的Monster 3D(3dfx Voodoo1 4MB PCI)

大约在那个时候,VideoLogic开发了一种基于图块的延迟渲染技术(TBDR),该技术在纹理、阴影和光照应用于剩下的渲染之前,抛弃了所有可见的几何形状,从而消除了对大规模z缓冲(在最终渲染中去除遮挡/隐藏的像素)的需求。这个过程产生的框架被分割成矩形块,每个图块都可以自行进行多边形渲染并发送到输出。一旦计算了帧所需的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。

前两个系列的芯片和显卡由NEC公司制造,而第三个系列(Kyro)芯片则由ST Micro公司制造。第一张显卡只用于Compaq Presario PC,即众所周知的Midas 3 (Midas 1和2是基于arcade系统项目的原型)。PCX1和PCX2则作为OEM部件。

系列2芯片最初用在了Sega的Dreamcast游戏机上。但是,到1999年11月桌面Neon 250上市销售时,它在169美元的价位上被无情地超越,败于更高分辨率的32位彩色显卡上。

在Neon 250面世之前,Rendition的VéritéV1000成为第一张具有可编程核心的显卡,它使用了基于MIPS的RISC处理器和Pixel Pipelines(像素管线)。处理器负责设置和组织管线的工作负载

Vérité1000最初于1995年底开发,后来成为Microsoft用于开发Direct3D的主板之一。不幸的是,由于Rendition使用此方法需要在PCI接口上传输数据,因此该卡需要能够支持能够进行直接内存访问(DMA)的主板芯片组。与Voodoo Graphics上市之前的几乎所有其他消费类图形卡相比,V1000的表现都不错,后者的3D性能要高出一倍以上。该板相对便宜,并且提供了良好的功能集,包括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。

与1996年一样,1997年被证明是消费类图形行业又一个繁忙的一年。

ATI推出了Rage II,随后在3月份又推出了3D Rage Pro。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。

ATI 3D Rage Pro

Pro在4MB格式下几乎可以媲美Voodoo Graphics的性能,在使用8MB和AGP接口时,其性能则优于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。

总而言之,Rage Pro大大增加了ATI的利润,帮助该公司实现了4,770万加元的销售利润,销售额超过了6亿美元。这种成功的大部分来自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。

ATI通过以300万美元的价格收购了Tseng Labs的IP来增强他们的产品组合,并于1997年12月聘用了该公司的40名工程师。这是一笔很划算的交易,但因为Tseng未能将RAMDAC整合到其显卡中,导致ATI销售额大幅下降,从1996年的1240万美元降至1997年的190万美元。

3DLabs于1997年3月发布了Permedia(“Pervasive 3D”)系列板卡的修订版,该产品基于德州仪器的350nm制程,而不是之前其所采用的IBM的上一版本的Permedia制程和Permedia NT制程。第一个版本的性能低于标准,而NT型号则由于采用了全三角和AA设置的附加Delta芯片而有所改进,但它的价格达到了300美元。基于Permedia 2的卡已于年底开始发货,但它们并未与游戏重量级产品并驾齐驱,而是作为具有中等3D图形功能的半专业2D卡进行销售的。

ATI和3DLabs更新产品线一个月后,Nvidia推出了RIVA 128(实时交互式视频和动画加速器),并通过渲染三角形多边形增加了Direct3D兼容性

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。

Diamond Viper V330 PCI (Nvidia RIVA 128)

这被证明是自1993年以来英伟达一直在寻找的具有里程碑意义的显卡。英伟达要想维持供应就需要把目光放得更远,这对于他们来说是未来经济和成功的关键所在。因此,他们与台积电签署了一项制造协议,与ST Micro一起供应Riva 128ZXs。在1997年底,Nvidia的3D图形市场份额估计为24%,仅次于3Dfx Interactive,排名第二,这主要归功于Riva 128/128ZX。

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图形芯片中,这也增加了Nvidia的收入。
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Rival 3Dfx还与Sega合作进行了该项目,并且据信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,并让他们访问与图形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。

3Dfx based Sega BlackBelt prototype

Dreamcast“Black Belt”项目只是3Dfx Interactive忙碌的一年的一个方面。

Quantum 3D于1997年3月31日从3Dfx剥离而来。SGI和Gemini Technology与该公司合作,利用3Dfx的新SLI(扫描线交错)技术开发了非常高端的发烧友和专业图形解决方案。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800 x 600像素增加到1024 x 768像素。一款Obsidian Pro 100DB-4440(两张单卡,每张都带有一个Amethyst子卡)零售价为2500美元,而单卡SLI解决方案(如100SB-4440和4440V)则需要1895美元。

在1997年夏季,3Dfx宣布了其首次公开募股并推出了Voodoo Rush,试图提供具有2D和3D功能的单卡。但是,最终产品无法使用Rampage芯片,导致Voodoo的销量下降。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。Voodoo Rush还导致了屏幕失真,因为3Dfx芯片/内存运行在50MHz,而Alliance AT25运行在72MHz。

由于Voodoo Rush的帧缓冲区由于在3D和2D芯片之间共享而被减半,从而其分辨率限制在了512x384左右,因此情况变得更糟。此外,它的刷新率也下降了,Alliance和Macronix芯片则分别限于175和160MHz RAMDAC

Voodoo Rush推出后不久,基于Sunnyvale的Rendition就发行了VéritéV2100和V2200。这些显卡在性能上仍然无法与第一个Voodoo匹敌,并且与预算有限的Rush几乎没有竞争力。该公司的研发大大落后于竞争对手,并且游戏开发商对该显卡的兴趣也不大,因此成为Rendition的最后一款商用图形产品。

Rendition还在进行其他各种项目,包括在V2100/V2200中添加富士通的FXG-1几何处理器,这是一种双芯片的方法,其他供应商正在努力将其集成到一个芯片中。因此,美光于1998年9月以9300万美元的价格收购了该公司,希望将LSI的嵌入式DRAM技术与Rendition的图形专业技术结合,但由FXG-1驱动(并以光荣命名)的 Hercules Thriller Conspiracy 显卡以及V3300和4400E仍未完成。

Rendition Verite V2200 reference board

随着功能集和性能的提高,图形卡的价格也随之提高,许多无法抵御ATI,Nvidia和3Dfx上涨趋势的供应商争相进入200美元以下的市场。

Matrox以120-150美元的价格发布了Mystique(由于缺少OpenGL支持而受到限制),而S3的ViRGE系列基本款售价在120美元左右,而DX和GX分别涨到了150美元和200美元。S3将其产品线多样化以确保稳定的销售流,增加了具有动态电源管理(ViRGE/MX)的移动卡,以及具有TV-Out、S-Video和辅助DVD播放功能的桌面ViRGE/GX2。

Cirrus Logic的Laguna 3D系列,Trident的9750/9850,SiS的6326,这些都吸引了游戏玩家的注意力。但对于Laguna3D来说,与S3的ViRGE VX等价格相近的卡相比,99美元的便宜价格却不足以弥补性能下降、3D图像质量差和一致性问题。

Laguna3D发布后,Cirrus Logic很快就离开了图形显卡行业。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也瞄准了入门级的产品,在5月份他们推出了3DImage 9750,不久之后又推出了升级版9850,支持AGP 2x总线。9750是一种PCI和AGP 1x显卡,但存在着各种图形质量和渲染问题。9850解决了其中一些问题,但是纹理过滤方面仍存在问题。

SiS在6月加入了 budget 3D图形市场,推出6326,价格通常在40-50美元之间。该显卡提供了良好的图像质量,并优于许多其他budget卡。6326在性能领域从未受到威胁,在1998年售出了700万台。

在1997年6月的Assembly游戏活动中,BitBoys向全世界发布了他们的Pyramid3D图形。这个被大肆宣传的项目是Silicon VLSI Solutions Oy,TriTech和BitBoys共同努力的结果。

但是Pyramid3D从来没有看到过光明,大量的调试和修订推迟了该项目,TriTech失去了完善的芯片专利诉讼,最终使该公司破产。

Bitboys会在1998年5月15日又宣布了他们的第二个设计,即Glaze3D芯片。他们承诺提供一流的性能,并计划在1999年底发布。随着正式发布的时间临近,BitBoys宣布了修改的设计。在十月份的SIGGRAPH99上,它取消了RAMBUS存储器和存储器控制器,转而采用了英飞凌9MB嵌入式DRAM

再次由于寻找错误和制造问题导致该项目被取消。

该公司因错过发布日期而声名远扬。Glaze3D后来以代号Axe重新设计,通过支持DirectX 8.1赶上了竞争对手。该新芯片原定于2001年底以Avalanche3D卡的形式首次亮相,与此同时,代号为Hammer的Glaze3D的第三次开发已经承诺支持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4,400万美元的价格收购了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月推出了第一个(也是迄今为止最后一个)商用离散3D桌面游戏芯片。i740的起源可以追溯到美国国家航空航天局(NASA)为通用电气(General Electric)的阿波罗太空计划(Apollo space program)进行的一个飞行模拟项目,后来卖给了马丁•玛丽埃塔(Martin Marietta),三年后他与洛克希德公司(Lockheed)合并。Lockheed-Martin将该项目重新定位为Real3D,用于专业的图形产品,尤其是Real3D/100和Real3D/Pro-1000。Sega Model 3街机板中就有两个Pro-1000图形系统。

洛克希德·马丁公司随后与英特尔和Chips and Technologies建立了一个名为Project Aurora的联合项目。英特尔在1月,即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100%的芯片和技术。

i740结合了R3D/100上两种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。

为了最大程度地减少延迟,英特尔设计使用了AGP Direct Memory Execute(DiME)功能,该功能仅调用光栅化所需的那些纹理,其余的存储在系统RAM中。性能和图像质量是可以接受的,性能大致与上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,反映了英特尔积极的营销策略。i740以英特尔的品牌进行销售,包括:Real3D StarFighter和Diamond Stealth II G450。

Intel740 / i740 AGP graphics board

英特尔设计了经过修改的i752芯片,但是OEM和游戏界普遍缺乏兴趣,导致该公司取消了商业生产。一些板子使它脱离了制造工厂,但像i740一样,它被制成了集成显卡芯片组。

洛克希德·马丁公司于1999年10月关闭了Real3D,相关IP被出售给了英特尔。随后,许多员工搬到了英特尔或ATI。

ATI在1998年2月对Rage Pro进行了改造,基本上包括重命名Rage Pro Turbo,并为合成基准提供了一组高度优化的驱动程序。除了价格标签飙升至449美元外,别无其他。从beta2开始的驱动程序改善了游戏性能。

ATI随后在8月份推出了Rage 128 GL和VR,这是该公司前Tseng实验室工程师开发的首款产品。然而,直到新年之前,零售渠道的供应一直不太理想,这实际上扼杀了ATI在游戏领域打上自己印记的任何机会,就像他们在OEM市场所做的那样。它的配置包括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,不幸的是,对于ATI,当时许多游戏和许多用户的硬件配置都针对16位的。此外,其图像质量与S3和Nvidia的主流竞争对手基本相同,但仍落后于Matrox

尽管如此,这已经足够让ATI在1998年以27%的市场份额成为最大的图形供应商,净利润1.684亿加元,销售额11.5亿加元。

ATI于当年10月宣布以6700万美元的价格收购Chromatic Research,其MPACT媒体处理器在许多PC TV解决方案中广受青睐-尤其是Compaq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播放能力,但是3D游戏性能却受到限制,价格昂贵,大约为200美元。而最终,ATI由于无法克服的软件问题,所以注定了公司只有四年的寿命。

i740在图形市场上大放异彩两个月后,3Dfx推出了Voodoo2。像其前身一样,它是仅3D解决方案,尽管令人印象深刻,但它代表了一个复杂的系统。这些板具有两个纹理IC,这允许在图形卡中找到第一个多重纹理示例,因此,它总共使用了三个芯片,而不是像竞争产品那样仅结合了2D / 3D功能。

Quantum3D对Voodoo 2的实现包括将Obsidian2 X-24作为可与2D子卡配对的单个SLI卡,具有24MB EDO RAM的单插槽SLI SB200 / 200SBi和具有四个200SBi的Mercury Heavy Metal通过控制器板(AAlchemy),以此连接的SLI板具有当今多GPU卡设置中的SLI桥功能。

后者是用于视觉模拟器的专业图形解决方案,因此价格高达9,999美元,同时需要具有四个连续PCI插槽的Intel BX或GX服务器主板。

Voodoo Banshee于1998年6月发布,但在接下来的三个月中这款产品都没有上市。该卡将仍然是将AWOL Rampage芯片组的2D部分与单个纹理映射单元(TMU)结合在一起,因此3Dfx现在可以在大大降低的生产成本的前提下,提供具有2D和3D功能的单个芯片,但与之相比,Banshee在渲染多纹理多边形的能力上,它仍落后于Voodoo 2。

3Dfx在三年前带来的革命现在正在变成过去。

在原始的3D性能方面,Voodoo 2的表现不尽人意,但是竞争却在迅速发展。在来自ATI和Nvidia的竞争日益激烈的情况下,3Dfx希望通过营销和出售董事会本身来保留更高的利润线,而这以前是由众多董事会合作伙伴处理的。为此,3Dfx于12月15日以1.41亿美元的股票购买了STB系统,但该合资企业被证明是一个巨大的失误,因为该公司(华雷斯)使用的代工厂的质量和生产成本无法与台湾(TSMC)进行竞争。由Nvidia使用。它也无法与ATI的台湾代工合作伙伴联华电子(UMC)相竞争。

3Dfx的许多前合作伙伴改为与Nvidia建立合作伙伴关系。

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个并行像素通道,使像素填充率和渲染速度翻了一番,还增加了惊人的(1998年)16MB的SDR内存——Voodoo 2的8-16MB RAM是EDO系列中速度较慢的那种。作为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还是一张令人印象深刻的显卡。它的AGP 2x接口允许以1600 x 1200进行游戏,并使用24位Z缓冲区(图像深度表示)进行32位色彩渲染。与Voodoo 2的16位色彩支持和16位Z缓冲区相比,这是一个巨大的改进。TNT与Voodoo 2和Banshee相比,提供了更好的功能集,更好的CPU时钟速度缩放,出色的AGP纹理和更好的2D性能。这款产品直到9月份才发货,而且数量不多。

并非所有事情都按照Nvidia的方式发展,至少不是一开始就如此。

SGI 于4月9日对他们提起诉讼,指控他们侵犯了纹理映射的专利权。两者之间的纠纷于1999年7月达成的和解协议,使英伟达得以进入SGI的专业图形产品组合,而SGI则终止了自己的图形团队,并将其低级图形团队移交给英伟达。IP的这种知识产权通常被认为是SGI以惊人的速度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发布了他们的Revolution IV。

该显卡无法与Nvidia和ATI在3D性能方面的进步相提并论,因此,该公司试图增强其在2D生产力市场中的地位。

SGI flat panel bundled with the Revolution IV-FP

Number Nine一直偏向于2D性能,而不是将资源分配给3D技术,结果发现自己在这两个市场都被英伟达(Nvidia)的TNT等游戏卡所束缚。该公司决定利用困扰大多数专用游戏卡的一个真正的弱点:32位彩色的高显示分辨率,来得以突破。

为此,Number Nine向Revolution IV-FP添加了36针OpenLDI连接器,它将连接到与该显卡绑定的SGI平板屏幕上。17.3英寸SGI 1600SW (1600x1024)加上Revolution IV-FP软件包最初零售价为2795美元。

这是Number Nine的最后一张自制显卡,之后他们又回去卖S3和Nvidia的产品了。1999年12月,S3收购了该公司的资产,并将其出售给Number Nine最初的设计团队的工程师,后者于2002年成立了Silicon Spectrum。

S3在1998年的E3展会上发布了Savage3D,与TNT和Voodoo Banshee不同的是,这张卡很快就进入了零售市场。然而,这种快速引入的却给他们带来了惩罚。OpenGL游戏受到的影响尤其严重,因为S3仅为Quake游戏提供了一个微型OpenGL驱动程序

S3的原始规格要求该卡的时钟为125MHz,但由于产量和热量输出,最终出货部件的时钟频率为90-110MHz——许多评论杂志和网站仍收到时钟频率更高的125MHz试生产样品。随后随后,Savage3D推出了120MHz的超功率部分,Hercules和STB分别以120 / 125MHz的频率出售了Terminator BEAST和Nitro 3200。尽管OpenGL仿真DirectX性能由于驱动程序而受到阻碍,但参考板的低于100美元的价格以及可接受的游戏和视频播放性能带来了一定的销量。

在1997年至1998年之间,离开该行业的图形供应商数量有所增加。其中包括Cirrus LogicMacronix,Alliance Semiconductor,Dynamic Pictures(出售给3DLabs),Tseng Labs,Chromatic Research(均由ATI收购),Rendition(出售给Micron),AccelGraphics(由Evans&Sutherland购买)以及芯片和技术(被英特尔吞并)。

有和没有之间的鸿沟在1999年变得更加明显。

1月,SiS 300发布,这是一款经济型的商用机器图形显卡。在1999年中,SiS 300只能提供最低限度的3D性能,而2D在零售市场上又无法与SiS的大多数竞争对手相匹敌。从单个像素管线上就可以看到这一点。幸运的是,对于SiS,OEM无需担心,因为该产品具有足够多的可选功能来满足性能要求:128位内存总线(SiS 305修订版中为64位),32位颜色支持,DirectX 6.0(305为DX7) ),多纹理,电视输出和硬件MPEG2解码。

接着在2000年12月,SiS 315增加了一个256位的内存总线,支持DirectX 8,全屏AA,第二个像素管线,一个转换和照明引擎,DVD视频运动补偿和DVI支持。性能通常在GeForce 2 MX200的范围内。相同的315芯片在2001年9月构建了SiS的650芯片组(奔腾 4),在2003年构建了SiS552系统。

除了SiS的产品外,精打细算的人仍然可以选择很多产品。其中包括Trident Blade 3D(约合65美元),它还算不错的3D性能(如果支持参差不齐的驱动程序的话)基本上与英特尔的i740不相上下。

受此鼓舞,Trident继续发布Blade 3D Turbo,其时钟从110MHz提升至135MHz,这使其与英特尔修订的i752保持同步。更糟糕的是,当威盛在2000年4月收购了S3显卡后,他们与威盛的集成显卡业务就戛然而止了。

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 Savage4在性能上比SiS和Trident产品有所提高。该显卡已于2月份发布,零售价从5月份开始,价格为100-130美元,具体取决于板载内存是16MB还是32MB。Savage3D引入了S3的纹理压缩,以确保即使使用有限的64位内存总线,也可以容纳高达2048x2048字节的纹理。

Diamond Viper II Z200 (S3 Savage4)

Savage4成为S3的第一张支持多重纹理的显卡,也是第一张支持AGP 4x接口的显卡。但即使是改进的驱动程序和合理的特性集也无法弥补它难以达到上一代3Dfx、Nvidia和ATI卡的性能水平的事实。这一循环在年底Savage 2000发布时又重复了一次。这张卡在1024x768及以下的分辨率上优于TNT2和Matrox G400,但1280x1024/1600x1200则是另一番景象。

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,英伟达还发布了Riva TNT2,包括首款具有更快的核和存储速度的Ultra品牌主板,而Matrox则推出了G400系列。

TNT2采用了台积电的250nm工艺,并设法提供了英伟达最初的TNT所希望的性能。它全面胜过Voodoo 3,唯一的例外是使用AMD 3DNow的应用程序!与OpenGL结合使用的CPU指令扩展。TNT2与3dfx和Matrox保持同步,包括用于平板显示器DVI输出。

同时,尽管OpenGL支持仍然明显落后,但Matrox G400在大多数情况下都胜过Voodoo 3和TNT2。从性能,图像质量和功能设置的角度来看,该卡的价格为199-229美元,物超所值。通过双显示控制器(被Matrox称为DualHead)驱动两台显示器的能力开始了公司的多显示器支持趋势。在这种情况下,辅助监视器的分辨率限制为1280x1024。

G400还引入了EMBM,它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,G400的最高售价为250美元,这使他们拥有了市场上最快的消费显卡,直到2000年初诸如Creative Labs 3D Blaster Annihilator Pro之类的基于GeForce 256 DDR的主板上架。

从那时起,Matrox开始专注于专业市场,并在2002年凭借Parhelia短暂回到游戏市场。三监视器支持不足以抵消次等游戏性能和DirectX 9.0兼容硬件的新潮流。

当3Dfx、NvidiaMatrox的发布会硝烟散尽之时,3DLabs发布了期待已久的Permedia 3 Create!这张显卡是在几个月前发布的,针对的是对游戏感兴趣的专业用户。因此,3DLabs将2D功能置于3D之上,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3DLabs来说,对工作站图形来说最重要的往往是复杂的多边形建模——通常是以纹理填充率为代价的。这与游戏卡的要求正好相反,在游戏卡中,纹理和视觉效果比复杂的线框模型更重要。

在游戏场景中,TNT2和Voodoo 3的价格过高且胜过竞争对手,但他们在工作站任务方面还远远不够,并与竞争对手区分开来,Permedia 3代表了3DLabs在游戏显卡领域中的最后尝试。从那时起,3DLabs将把精力集中在基于GLINT R3和R4的Oxygen card上。从$ 299的VX-1到$ 1499的GVX 420,而Wildcat系列(例如$ 2499的Wildcat II -5110)仍然基于Intense3D的ParaScale图形处理器,该处理器是在2000年7月从Intergraph收购Intense3D时开始的。3DLabs将从2002年起开始将他们自己的图形集成到Wildcat系列中,当时Creative Technology公司购买了他们的P9和P10处理器。

该公司在2006年退出了桌面电脑市场,并将重心转移到以媒体为导向的图形设计领域,该部门与Creative的SoC group合并,更名为ZiiLabs,并于2012年11月被出售给英特尔

自从Rage 128首次亮相以来,ATI的步伐有所加快。1998年末,该公司在Rage 128中增加了对AGP 4x的支持并增加了时钟,以发布该卡的Pro版本,该版本还具有视频捕获和TV-Out选项。Rage 128 Pro的游戏性能与英伟达(Nvidia)的TNT2大体相当,但远远低于TNT2 Ultra,这是ATI想用Aurora来弥补的。

ATI's Rage Fury MAXX combined two Rage 128 Pro chips on a single board

当ATI显然没有能够在性能竞赛中取得优势时,该项目改变了方向,改变为Rage Fury MAXX,它可以在同一PCB上包含两个Rage 128 Pro。规格编号给人留下了深刻的印象,两个芯片各自负责渲染备用帧,并将它们之间的游戏工作量减半。实际上,尽管该卡优于上一代产品,但它与S3 Savage 2000并不匹配,并且将始终落后于即将面世的GeForce 256 DDR。后者的价格稍高一些,为279美元,而ATI为249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1,330万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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