从NV4到G200:NVIDIA GPU核心历史回顾展
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全面解析电脑显卡技术的演进历程电脑显卡作为重要的硬件组件之一,在信息技术的飞速发展中扮演着至关重要的角色。
本文将全面解析电脑显卡技术的演进历程,从早期的图形处理到如今的高性能显卡,带领读者深入了解这一领域的发展。
一、图形显卡的起源与发展早期的电脑显卡主要用于显示文字和简单的图表,其功能有限。
最早出现的显卡是以字符为单位显示文字,而且分辨率也相当低。
随着图形界面的兴起,低分辨率的显卡逐渐不能满足用户的需求,于是出现了基于位图的显卡。
这种显卡能够显示更多的颜色和图形,并且分辨率也有所提升。
但是,由于硬件性能的限制,这些显卡仍然无法实现流畅的图形处理。
在20世纪80年代,图形显卡迎来了里程碑式的突破。
随着计算机图形学的快速发展,3D图形技术逐渐成熟起来,图形显卡也面临着更高的性能要求。
为了能够更好地支持3D图形处理,图形显卡开始采用专用的图形加速芯片,这是图形处理技术的重要突破。
通过将图形加速芯片与主处理器分离,显卡能够更高效地处理图形数据,大大提升了显示性能。
二、显卡技术的关键突破1.图形处理单元(GPU)的引入图形处理单元(GPU)的引入是电脑显卡技术的一次重大突破。
GPU是一种专门用于图像渲染和图形处理的处理器,它具有独立的架构和大量的高速缓存。
GPU能够高效地处理大量图形数据,提供卓越的图像处理能力。
随着GPU的不断发展与革新,显卡的性能得到了极大的提升,为计算机游戏和图形设计等领域带来了更加逼真、流畅的视觉效果。
2.制程工艺的进步制程工艺的进步也是显卡技术演进的重要推动力。
随着半导体工艺的不断革新,显卡芯片的集成度和性能得到了快速增长。
制程工艺的更新使得芯片的体积更小、功耗更低、散热更好,同时性能也得到了大幅提升。
这为显卡在小尺寸设备(如笔记本电脑和移动设备)中的应用提供了可能,同时也为显卡在高性能计算和人工智能领域的发展提供了强大的支撑。
三、显卡技术的应用拓展除了在游戏和图形设计领域的广泛应用外,显卡技术还在其他领域发挥着重要作用。
显卡技术进化史从旧时代到现代随着计算机技术的飞速发展,图形处理已经成为现代电子设备不可或缺的一部分。
而显卡作为图形处理的关键组件,经历了长足的发展和进化。
本文将带您回顾显卡技术从旧时代到现代的进化史。
一、旧时代的显卡技术在计算机刚刚问世的早期,显卡并不像现代那样被用于处理复杂的图形和影像。
早期的显卡主要是为了满足简单文本和低分辨率图像的显示需求。
最早的显卡使用的是显存芯片来存储图像数据,并通过简单的电路将这些数据传送到显示器上进行显示。
随着计算机性能的提升和对图形处理需求的不断增加,旧时代的显卡技术也在不断发展。
20世纪90年代,2D加速卡逐渐兴起,使得图形处理速度得到了大幅提升。
这些显卡通过使用特殊的显存和图形处理单元(GPU),能够在屏幕上流畅地显示更复杂的图像。
二、新时代的显卡技术进入21世纪,随着计算机游戏和3D图形应用的兴起,显卡的功能需求越来越复杂。
为了满足高质量的图像处理和流畅的游戏体验,显卡技术经历了一次又一次的革新和突破。
首先是3D加速技术的引入。
早期的3D游戏需要在计算机的中央处理器(CPU)上进行处理,但是CPU的计算能力有限,无法满足高质量的实时渲染需求。
于是,显卡开始采用专门的3D图形处理单元(GPU),将图形处理的重任务转移到显卡上进行。
这一技术的引入大大提高了图形处理的速度和质量。
其次是显存容量的不断增加。
随着图像分辨率的提高和纹理映射等技术的普及,显存需求也越来越大。
显卡制造商开始推出容量更大的显存,以满足用户对更高质量和更复杂图形的需求。
从最早几十兆字节到现今的兆字节级别,显存容量的增加为更高级别的图像处理提供了保障。
另外,还有一项重要技术是着色器的引入。
着色器是一种在显卡上进行图像处理和渲染的特殊程序。
引入着色器技术后,显卡能够更加灵活地处理图形数据,使得图像的真实感和细节得以提升。
着色器技术的引入为现代计算机游戏和影像处理技术的快速发展奠定了基础。
三、未来的趋势与展望随着人们对计算机图形处理需求的不断提高,显卡技术也在不断演进。
十年的时光,对于我们个人而言,可能仅仅能从一个咿呀学语的婴儿成长为一名识字算数的孩童;但对于商战激烈的市场,十年足以决定一家公司的成长和命运;而对于在浮躁中快速发展和成长的显卡行业,十年却造就了更多的喜怒哀乐。
十年能让很多厂商发展、崛起,同时也让很多企业没落、倒闭。
如果有一家厂商在快速发展的显卡市场中屹立了十年,我想它在市场的经历就如同一位年过古稀的老人一样丰富。
在这拼搏、动荡的十年里,它走过的平坦路、踏过的独木桥;它吃下的甜、咽下的苦;已经足以给我们讲述一段故事。
今天我们有幸联系到了迪兰恒进——一家不仅仅是见证10年显卡历史,更亲身参与了大陆显卡市场格局巨大变革的厂商。
当他吹灭十岁的生日蜡烛,娓娓道来这三千多个日日夜夜的经历与各种酸甜苦辣的时候,相信作为电脑硬件爱好者的我们,有理由搬一把凳子坐下听听这段ATI与迪兰恒进发展的故事。
在进入正题前,我们不得对本文进行一段简短的介绍,在PC硬件产品界十年中会发生很多很多事情,甚至可以缔造一个神话,但本文的内容仅仅讲述了一个显卡厂商的历史,不会有股市那样的大起大落,也没有戏剧中的那样的悲欢离合,它仅仅是在述说迪兰恒进的成长历程。
由于迪兰恒进与ATI(现已被AMD收购)的特殊关系其中还涉及部分显卡芯片界的变迁。
为了方便网友阅读,我们以年代为线索撰写了本文,同时在每个章节中突出了当时的重要历史事件,并列举了迪兰恒进的经典产品例证该品牌的发展过程。
从某种角度讲,本文不单是迪兰恒进的历史,更从侧面展现了国内显卡界十年的变迁。
希望这篇长达17000字的文章能为您真实呈现1999~2009年的迪兰恒进。
ATI显卡从什么时候开始在大陆销售的?可能只有很多资深玩家能回答这个问题,这也会让很多老玩家回想起ATI当年一代代经典的产品,今天我们就一起回顾一下。
关键点:第一款ATI产品、迪兰业务重心开始转移说到迪兰恒进(英文名:PowerColor;此后简称:迪兰)在大陆销售的第一款ATI产品是什么,就不得不从ATI经典的Rage系列说起。
显卡发展历程显卡作为计算机中重要的硬件组件之一,其发展历程经历了多个阶段和里程碑式的突破。
下面就让我们一起回顾显卡的发展历程。
早期的显卡起初是基于计算机的主板集成的图形显示芯片。
这些芯片功能简单,仅能提供基本的图形显示,分辨率有限,无法满足人们对于高质量图形的需求。
随后,随着显卡单独独立出来,显存的引入使得显卡不再局限于基本图形显示功能。
这一时期的显卡可扩展的性能使其成为计算机游戏爱好者的首选。
在上世纪80年代,显卡出现了第一次重要的突破——引入了加速硬件。
加速硬件的出现使得显卡能够提供更高的分辨率和颜色深度,大大提高了图形显示的质量和流畅度。
同时,这一时期也出现了AGP接口(加速图形端口),进一步提升了显卡的性能表现。
进入1990年代,显卡的发展迎来了一个重要的里程碑——引入了3D加速技术。
这一技术使得图形显示不再仅停留在2D平面的过程中,而是能够提供真实的三维图像效果。
3D加速技术的引入极大地丰富了计算机游戏的画面效果,也推动了相关游戏开发技术的发展。
2000年代初期,显卡产业迅速发展,开始出现了多家知名的显卡制造商。
同时,随着显示器技术的进一步革新,高清晰度(HD)显卡开始普及。
高清图像的出现使得人们可以在计算机上享受到更为真实的图像表现,从而推动了显卡的进一步发展。
进入21世纪,显卡持续迎来一次又一次的突破和革新。
其中最值得一提的是,显存技术的快速发展。
显存容量的不断扩大和数据传输速度的提升,使得显卡能够处理更复杂的图像和数据,为用户提供更加高质量的视觉体验。
到了近年来,随着人工智能(AI)和虚拟现实(VR)等新技术的崛起,显卡迎来了新的挑战和机遇。
为了满足大规模处理和计算的需求,显卡开始从传统的图形处理单元(GPU)向通用计算单元(GPGPU)转型。
这一转型使得显卡可以不仅用于游戏和图形处理,还可以用于科学计算、深度学习和数据分析等领域。
综上所述,显卡作为计算机重要的硬件组件之一,经历了从简单图形显示到加速硬件、3D加速技术和高清晰度的发展阶段。
图形处理器(GPU)的发展历史简介20 世纪六、七十年代,受硬件条件的限制,图形显示器只是计算机输出的一种工具。
限于硬件发展水平,人们只是纯粹从软件实现的角度来考虑图形用户界面的规范问题。
图形用户界面国际标准GKS(GKS3D),PHIGS就是其中的典型代表。
20世纪80年代初期,出现GE(Geometry Engine)为标志的图形处理器。
GE芯片的出现使得计算机图形学的发展进入图形处理器引导其发展的年代。
GE的核心是四位向量的浮点运算。
它可由一个寄存器定制码定制出不同功能,分别用于图形渲染流水线中,实现矩阵,裁剪,投影等运算。
12个这样的GE单元可以完整地实现三维图形流水线的功能。
芯片设计者James Clark以此为核心技术建立的SGI公司,基于SGI图形处理器功能的图形界面GL及其后的OpenGL,成为图形用户界面事实上的工业标准。
20世纪80年代和90年代,GE及其图形处理器功能不断增强和完善,使得图形处理功能逐渐从CPU向GPU转移。
现代图形处理的流水线主要功能分为顺序处理的两个部分:第一部分对图元实施几何变化以及对图元属性进行处理(含部分光照计算);第二部分则是扫描转换进行光栅化以后完成一系列的图形绘制处理,包含各种光照效果和合成、纹理映射、遮挡处理、反混淆处理等。
20世纪90年代,NVIDIA进入个人电脑3D市场,并于1999年推出具有标志意义的图形处理器——GeForce 256,第一次在图形芯片上实现了3D几何变换和光照计算。
此后GPU进入高速发展时期,平均每隔6个月就出现性能翻番的新的GPU。
从SGI的GE到NVIDIA的GeForce,GPU经历了20年,芯片的线宽从3μm缩小到90nm(2007年的GeForce 8800集成了6.81亿晶体管),集成电路的逻辑设计能力提高几千倍,但处理器数据通道接口带宽仅提高十几倍。
同时对图形处理器计算能力的需求不断增长,出现了可编程的图形处理器,以NVIDIA和ATI为代表的GPU技术正是适应这种趋势。
25年来,显卡已经从单纯的图形渲染芯片发展为能够承担许多高负
载的虚拟工作站。
以下是显卡的发展史:
1997年,NVIDIA发布了他们的下一款功能强大的3D图形芯片,称为GeForce256、它具有支持单精度浮点运算、多重纹理和可编程着色器等功能。
GeForce256加快了更多游戏的开发,开启了3D渲染的第二次革命。
2004年,NVIDIA发布了一款具有图形功能的主流GPU,称为GeForce 6,它是用于高性能游戏和3D应用的理想替代品。
GeForce 6及以后的GPU增强了3D硬件加速器中的硬件参数,使它们能够更好地实现3D环境的高精度渲染,特别是高分辨率和多重纹理。
2024年,NVIDIA发布了他们的下一款高性能GPU,称为GeForce 8,它使用了更高级别的软件和硬件加速技术,可以为更多强大的游戏和3D
应用带来更好的性能。
2024年,NVIDIA发布了另一款高端GPU,称为GeForce GTX 580,它为虚拟工作站提供了更好的多任务处理能力,使用户能够更轻松地完成更大规模的3D图形设计工作。
2024年,NVIDIA发布了他们的下一款GPU,称为GeForce GTX 980,它是一款强大的专业级GPU,为应用程序开发者提供了更强大的图形渲染性能。
2024年。
NVIDIA/ATI命运转折GPU十年发展回顾前言:当今半导体领域,只有一种芯片能以3倍于摩尔定律的速度发展,只有一种芯片能够在PC领域挑战甚至超越同时期生产的CPU产品,只有一种芯片让图形业界的创作者和无数游戏玩家为之疯狂,这就是GPU(Graphic Processing Unit),中文译名:图形处理器。
NVIDIA公司在1999年发布GeForce 256图形处理芯片时首先提出GPU的概念,随后大量复杂的应用需求促使整个产业蓬勃发展至今。
今天笔者将用最精炼的文字,为各位读者讲述这10年的GPU发展的主要路径,读者可以跟随下面的文字将自己置于当时的市场背景下,体会各种经典产品和先进技术带给我们的震撼。
计算机图形学诞生具有重要意义利用计算机实现图形生成,或者说地通俗一些实现图像的绘制,是科学家们长期的梦想。
我们无法追溯最初这个想法的提出者和具体细节,但是我们还是查阅到了一个人和一门学科。
这个人是著名科学家——伊凡•苏泽兰先生,这门学科则是当今计算机领域最热门的专业——计算机图形学(Computer Graphics,简称CG)。
图注:Ivan Sutherland博士1962年在演示中最初的“画板”程序。
1962年,麻省理工学院的一位青年博士研究生提交了论文并发言,他就是伊凡•苏泽兰(Ivan Sutherland)。
苏泽兰用幻灯向与会者展示了画板程序,苏泽兰和他所展示的程序最终成为计算机图形学的奠基。
而今他已72岁高龄,仍然奋斗在图形业界最前沿,现为Sun 公司研究员和副总裁。
计算机图形学,是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。
简单地说,计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。
图形学处理需要计算机天然具备大量并行运算能力,并且对精度和运算强度有很高要求,但是这给当时的计算机提出了巨大的难题,由于硬件发展的严重滞后,计算机图形学在提出后的20年内一直艰难前行。
显卡只能玩游戏? 10年GPU通用计算回顾 2010年04月06日 08:42 中关村在线[硬件频道] [选购指导] [评测试用] [行情快报] [新闻新品] [知识技巧] [攒机推荐] [论坛]作者:中关村在线濮元恺第1页:硬件T&L单元催生GPU诞生前言:从世界上第一款GPU横空出世到今天,显卡已经走过了10年历史。
GPU在这10年演变过程中,我们看到GPU从最初帮助CPU分担几何吞吐量,到Shader单元初具规模,然后出现Shader单元可编程性,到今天GPU通用计算领域蓬勃发展这一清晰轨迹。
这10年包含了无数设计者艰辛努力的成果,GPU也用自己的发展速度创造了半导体行业的奇迹,而GPU当今成就的见证者,正是我们的无数硬件玩家和游戏爱好者。
我们可以肯定以GPU诞生初期的设计定位和市场需求,没有人敢相信今天GPU能走上通用计算这条道路,正所谓无心插柳柳成荫。
● 硬件T&L单元催生GPU诞生Geforce 256——代号NV10于1999年8月发布。
这是图形芯片领域开天辟地的产品,也是第一款提出GPU概念的产品。
GPU英文全称Graphic Processing Unit,中文翻译为“图形处理器”。
Geforce 256所采用的核心技术有硬体T&L、立方环境材质贴图和顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等,而硬体T&L技术可以说是GPU的标志。
Geforce 256诞生1999年,已经凭借RivaTNT2在图形芯片界立足的NVIDIA,主动放弃帮自己打下江山的Riva品牌,新启用的Geforce强调力量并沿用至今,并衍生出驱动品牌Forceware及芯片组品牌nForce。
Geforce256之所以被称作GPU原因就在于Geforce256划时代的在图形芯片内部集成了T&L(几何光照转换)功能,使得GPU拥有初步的几何处理能力,彻底解决了当时众多游戏瓶颈发生在CPU几何吞吐量不够的瓶颈。
从NV4到G200:NVIDIA GPU核心历史回顾展
无论CPU还是GPU,核心(DIE)都是最关键、最重要的部分,后者尤甚。
单就NVIDIA方面来说,更好更强大的G300正在路上,这里我们就回到昨天,从NV4开始,看看N卡的心脏是如何一步一步发展到今天的G200的。
NV4:用于Riva TNT显卡,1998年10月发布,0.35微米工艺制造,集成700万个晶体管,支持DX6,被称为“3dfx的终结者”,同时也伴随着诞生了著名的“雷管”(Deto nator)驱动。
NV5:第二代Riva TNT2,1999年4月发布,0.25微米工艺(后来的Ultra版升级为0.22微米),1500万个晶体管翻了一番还多,支持DX7和OpenGL。
NV10:又称TNT3,划时代的GeForce 256的核心,1999年9月发布,也就是那时候有了“GPU”这个概念。
0.22微米工艺,2300万个晶体管,开始支持4x AGP。
NV15:出现在新系列首款型号GeForce 2 GTS上,2000年4月发布,0.18微米工艺(后来的Ti版本升级为0.15微米工艺),2500万个晶体管。
很多人可能不知道的是,这里的GTS其实代表“GigaTexture Shader”,即十亿纹理着色器(NV15核心像素填充率每秒16亿个)。
NV11:成就了堪称是史上最热卖显卡的经济型GeForce 2 MX,还整合在了NVIDIA 第一代芯片组nForce中。
2000年6月发布,0.18微米工艺,1900万个晶体管,比N V10还少,毕竟是低端版本。
NV20:GeForce 3系列核心,业内率先支持DX8,着色单元首次分为像素(PS)和顶点(VS)两部分,还提出了多重采样反锯齿(MSAA)。
2001年3月发布,0.15微米工艺,晶体管猛增到5700万个。
NV25:用于高端型号GeForce 4 Ti 4600,2002年2月发布,也是0.15微米工艺,但拥有630 0万个晶体管,支持DX8。
NV17:又一款“马叉”显卡GeForce 4 MX 440,也是nForce 2芯片组大获成功的头号功臣。
2002年2月同时发布,0.15微米工艺,晶体管只有2700万个,仅支持DX7,2004年还第三次更新支持PC I-E接口,虽然代号改为NV19但本质未变。
NV40:耗资十亿美元研发,成为GeForce 6系列,首款型号GeForce 6800 Ultra,2004年4月14日发布,0.13微米工艺,晶体管数量达到2.22亿个,完整支持DX9.0c和SM3.0,也支持AGP 8 x,后通过HSI桥接芯片支持PCI-E(之后NV45直接整合HSI),彻底扭转了GeForce FX 5000时代的不利局面。
G70:新一代高端GeForce 7800 GTX,2005年6月发布,0.11微米工艺,3.02亿个晶体管,开始原生支持PCI-E,3D引擎升级为CineFX 4.0。
注意:从这时起NVIDIA更改了代号命名方式,不过内部沿用惯例又叫作NV47,到现在仍是如此。
G72:又称N V46,用于低端版本GeForce 7300 GS,2006年1月发布,生产工艺改为0.09微米/90纳米,1.12亿个晶体管。
后来G73用于GeForce 7600 GT,也是90纳米工艺,1.77亿个晶体管。
G80:开启DX10新时代的GeForce 8800系列,2006年11月发布,沿用90nm工艺,但晶体管膨胀到6.81亿个之多,核心面积达到480平方毫米。
G200:又称NV65或者D10U(第十代高端核心),首款产品GeForce GTX 280/260,2008年6月16日发布,不同于AMD RV770而继续采用成熟工艺旗舰级单核策略,结果65nm工艺和14亿个晶体管造就了一个576平方毫米的庞然大物。
下边这张对比图大家应该还有印象:。