一文了解显卡接口发展过程

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。

SVGA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S3 735(Tr64V)以及Trident 9680，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

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AGP 1X到如今的AGP 8X，真正具有里程碑意义的只有AGP 4X。而如今AGP 8X也逐渐走下神坛，PCI Express x16取而代之。

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。

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。

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S3 765。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，S3 765最多支持2MB EDO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S3 765时代，在电脑上播放VCD还需要借助专用的解压卡。不过，通过S3 765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

作为ISA时代的霸主，Trident在进入PCI时代之后并没有立即溃败。Trident 9685是一款不逊于S3 765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。

S3 765的成功并没有让S3冲昏头脑，继S3 765后马不停蹄地推出S3 VirgeDX，但是S3 VirgeDX只能算是S3 765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S3 VirgeDX同时代的处理器是Pentium MMX，当时的CPU已经具备了相当的多媒体能力。而S3 VirgeDX也顺应了这一潮流。通过2～4MB的高速度显存，S3 VirgeDX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，S3 VirgeDX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S3 VirgeDX发展到后期，AGP总线开始流行，采用AGP接口的S3 VirgeDX在速度上也稍有提升。

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。

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Only for 3dfx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Voodoo Rush以及Voodoo Banshee，不过这两款芯片并没有像其前辈们那么成功。

3dfx最后的绝唱与NVIDIA的崛起

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优势尽失。凭借极高的象素填充率以及显存带宽，TNT2成为3D时代的新明星。在OpenGL性能方面，TNT2的表现也令人满意。除了在画质上能与TNT2比拼之外，3dfx其实已经没有任何竞争的筹码。

3dfx的失败发人深思，纵看它的发展历程，可以看出3dfx输掉的不是技术和资金，而是一连串企图独霸市场的错误策略，过分高估自身实力，Glide本身是一个很好的API但却因为3dfx想独霸技术而随它一起灭亡了;且不说它收购STB闭门造卡而得罪众多的板卡制造商，就连致力发展DirectX的Microsoft和大力推广AGP规范的Intel也不放在眼内，逆势而行及固步自封的短见策略令到一意孤行的3dfx一步一步走上了绝路。

NV/ATI上演铁面双雄

收购了3dfx后的nVIDIA无疑是迎来了其高速发展的第二春。但是如日中天的nVIDIA并没能在市场上只手遮天，因为此时一位强有力的挑战者顽强地登上了竞技舞台，这就是与nVIDIA针锋相对的ATI。作为资格较老的图形显示芯片公司，ATi有着它的生存之道，多年的征战也使得ATi累积了丰富的作战经验。在3dfx时代，ATi的3D Rage系列芯片虽然3D性能并不是十分特出，但是它却提供了很好的DVD回放加速功能，配合其低价策略使得它在OEM市场中也占有一席之位。而且凭着出色的视频及多媒体性能，使得ATi避免了与3dfx和nVIDIA在3D游戏性能方面的正面交峰，即使在零售市场，采用3D Rage系列芯片的显卡也一直是用户的“第三方”选择。

而此时显卡技术中的T&L成为当时人们关注的焦点，第一款支持T&L功能的显卡是GeForce 256， 随后发布的GeForce2基本上可以说是提速版本，除了速度快了很多以外，其它方面并没有太大的技术上提升。而经过了较漫长的摸索后，ATI也推出了DX7时代下的强有力的挑战武器：Radeon 7500。

其实ATi先前推出的Radeon 256以及Radeon LE已经展现出相当不错的实力，只不过在nVIDIA的GeForce 256光芒下没能提起人们太大的注意。而Radeon 7500终于积厚薄发，一举成为性能最好的DirectX7显卡。与早先的Radeon 256相比，Radeon 7500最大的改变就是生产工艺，从原来的0.18μm改进到0.15μm，因此拥有更小的核心。这样最大的好处就是发热量得到很好的控制，而且芯片的核心速度也可以得到很大的提高。和GeForce2 GTS系列的产品比较，ATi的Radeon 7500在芯片频率和显存频率这两个方面占据着较明显的优势，这意味这它拥有更高的执行性能和显存带宽。

更为重要的是，当时牛气冲天的nVIDIA在板卡厂商合作方面出现问题，而ATi也从3dfx身上吸引了经验，有意开放显卡制造权。正是这一进一出之下，不少二、三线品牌开始支持ATi，采用Radeon 7500图形核心的产品大面积铺货。从实际对比来看，nVIDIA在提高频率后推出的GeForce2 Ti并不逊色于Radeon 7500，但是此时的较量已经没有任何意义。Radeon 7500的出现标志ATi在核心技术方面已经完全赶上nVIDIA的脚步，正式与nVIDIA展开正面的技术交锋。

如同桌面处理器市场的Intel和AMD一样，显卡市场演变为nVidia与ATI两雄争霸的局势。nVidia方面，凭借刚刚推出的Geforce 3系列占据了不少市场，Geforce 3 Ti 500，Geforce 2 Ti和Geforce 3Ti，Geforce MX分别定位于高中低三线市场。与GeForce 2系列显卡相比，GeForce 3显卡最主要的改进之处就是增加了可编程T&L功能，能够对几乎所有的画面效果提供硬件支持。GeForce 3总共具有4条像素管道，填充速率最高可以达到每秒钟800 Mpixels。Geforce 3系列还拥有nfiniteFX顶点处理器、nfiniteFX像素处理器以及Quincunx抗锯齿系统等技术。

而作为与之相抗衡的ATI Radeon 8500/7500系列，采用0.15微米工艺制造，包括6000万个晶体管，采用了不少新技术(如Truform、Smartshader等)。并根据显卡的核心/显存工作频率分成不同的档次——核心/显存分别为275/550MHz的标准版，核心/显存为250/500MHz的RADEON 8500LE，生产核心/显存频率分别为300/600MHz的Ultra版，以及中端的Radeon 7500，低端的Radeon 7200，7000等产品。值得一提的是Radeon 8500还支持双头显示技术。

为巩固其图形芯片市场霸主地位，nVidia推出了Geforce 4系列，分别为GeForce4 Ti4800，GeForce4 Ti 4600, GeForce4 Ti4400, GeForce4 Ti4200，GeForce4 MX 460, GeForce4 MX 440 和 GeForce4 MX 420。GeForce4 Ti系列无疑是最具性价比的，其代号是NV25，它主要针对当时的高端图形市场，是DirectX 8时代下最强劲的GPU图形处理器。芯片内部包含的晶体管数量高达6千3百万，使用0.15微米工艺生产，采用了新的PBGA封装，运行频率达到了300MHz，配合频率为650MHz DDR显存，可以实现每秒49亿次的采样。GeForce4 Ti核心内建4条渲染流水线，每条流水线包含2个TMU(材质贴图单元)。Geforce 4系列从高到低，横扫了整个显卡市场。

作为反击，ATI出品了R9700/9000/9500系列，首次支持DirectX 9，使其在与NVidia的竞争中抢得先机。而R9700更是在速度与性能方面首次超越NVidia。R9700支持AGP 8X、DirectX 9，核心频率是300MHz，显存时钟是550MHz。RADEON 9700，实现了可程序化的革命性硬件架构。符合绘图回事商品AGP 8X最新标准，配有8个平等处理的彩绘管线，每秒可处理25亿个像素，4个并列的几何处理引擎更能处理每秒3亿个形迹及光效多边形。而R9000是面向低端的产品，R9500则直挑Ti4200。

nVidia的Gf FX 5800(NV30)系列拥有32位着色，颜色画面有质的提高，在基础上推出的GeForce FX 5900，提高了晶体管数，降低了核心频率与显存频率，改用了256BIT DDR以提高了显存带宽。后半年还推出了GF FX 5950/5700系列，以取代GF FX 5900/5600。而ATI推出了RADEON 9800/pro/SE/XT，凭借其超强的性能以及较价的售价，再次打败GF GX 5800。这一年市场上的主流产品还有GF FX5600，GF FX5200和RADEON 9600和RADEON 9200。

2004年也是ATI大放异彩的一年，其最大的功臣却是来自于面向中低端的Radeon 9550。这款2004年最具性价比的显卡，让ATI在低端市场呼风唤雨。R9550基于RV350核心，采用0.13微米制程，核心频率为250MHz，显存频率为400MHz，4条渲染管道，1个纹理单元，同时兼容64bit和128bit。这款产品是9600的降频版，但是通过改造，都可以变成R9600，性价比极强。而老对手的N卡方面，却只推出了一款新品GF FX 5900XT/SE，而与R9550处于同一竞争线的5200，5500与5700LE系列，虽然性能不错，可惜价格却没有优势，被R9550彻底打败。2004年让nVidia郁闷了一整年。

PCI-E显卡时代

随着PCI-E平台渐渐为普通用户所了解和接受，显卡也逐渐进入到PCI-E平台的时代。nVidia的Geforce 6200系列，6600系列，6800系列，与之对应的ATI的X300系列，X700系列，X800系列，让整个显示市场呈现百花齐放的局面。就是AGP取代PCI一样，PCI-E接口代替AGP接口的趋势不可避免。而处于交接时代，AGP或者PCI-E，消费者也有了更大的选择空间。不过有一点可以肯定的是，新技术总能为用户带来更快更好的显示效果，满足玩家心动刺激的感官享受。

时间来到这里很多朋友都开始数得出往后推出的产品了，紧跟微软DX系列的更新，两大厂商也不断更新自己的产品，中间还夹杂着ATI被收购的事情，总体是互有攻守，其中有不少大家当年都是用过的经典产品，例如GeForce 6800，6600GT，7600GT，7300GT，8800GTX，8600GT，X1950XTX，“马甲王”G92系列，HD 4/5系列，GTX260+，HD6950等等，新时代显卡换代越来越快，性能越来越强，然而玩家热情似乎一直在下降，因为产业成熟，产品也只是在散热以及性能方面不断提高，再也看不到当年全民为某一产品疯狂的情景。

以上为跟大家分享有点年代的显卡史，至于近年的显卡史由于AMD一直被吊打，确实显得少点力度。

编辑：黄飞