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ATi显卡发展史.docx
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ATi显卡发展史
ATi显卡发展史
ATi显卡进展史(上篇)
1987年第一代产品EGA/VGAWonder
ATI28800芯片
元老级的EGAWonder显卡
双芯片的GraphicsULTRA显卡 1992年第三代产品Mach32系列芯片
由于Mach32系列显卡差不多能够专门好的支持32位色图像,支持Windows和正在起步中的Linux图形显示,受到大量用户的关注。
知识加油站什么是VESA总线?
VESA(VideoElectronicsStandardAssociation)总线是1992年由60家附件卡制造商联合推出的一种局部总线,简称为VL(VESALocalBus)总线。
它的推出为微机系统总线体系结构的革新奠定了基础。
该总线系统考虑到CPU与主存和Cache的直截了当相连,通常把这部分总线称为CPU总线或主总线,其他设备通过VL总线与CPU总线相连,因此VL总线被称为局部总线。
它定义了32位数据线,且可通过扩展槽扩展到64位,使用33MHz时钟频率,最大传输率达132MB/s,可与CPU同步工作,是一种高速、高效的局部总线。
GraphicsUltraPro显卡 1994年第四代产品Mach64系列芯片
1996年第五代产品3DRAGE系列芯片
ATI第一款3D显示芯片——3DRAGE于1996年1月公布。
3DRAGE芯片采纳了0.5微米工艺制造,具备1条像素管线和1个顶点着色单元,提供了对光源的处理能力,只是由于兼容性较差,销售状况并不太好。
针对那个咨询题,ATI于1997年2月公布了3DRAGE芯片的升级版本3DRAGEII和3DRAGEII+DVD芯片。
3DRAGEII和3DRAGEII+DVD芯片才算得上真正意义上的3D芯片,它支持双线性过滤、三线性过滤、Z-buffer和一些Direct3D材质混和模式,让ATI真正进入了3D世界。
此外,3DRAGEII+DVD芯片依旧地一块提供了硬件运动补偿的图形芯片。
它把CPU从软件播放DVD的繁重工作中解放了出来,使ATI成为DVD加速领域的先行者。
从此刻开始,ATI差不多奠定了在图形多媒体方面的优势。
为了应对3Dfx公司的Voodoo显卡的凶残攻势,ATI公司在3月公布了改进的RAGEPro芯片。
RAGEPro芯片支持矢量纹理压缩,其像素填充率几乎赶上了Voodoo显卡,为45MPixels/s,每秒可生成120万个三角形,并支持单周期的三线性过滤。
由于驱动程序的缘故,RAGEPro芯片的OpenGL性能比较差劲,但DirectX性能不错,再加上不错的视觉成效,采纳RAGEPro芯片的XPERT@系列卡依旧专门受欢迎。
同年4月,ATI开始采纳了当时业界领先的AGP总线。
不幸的是,当时是3Dfx年代,人人谈论的差不多上Voodoo。
进入了1999年后,现在各厂商的3D显卡之争专门猛烈。
包括NVIDIA、3Dfx、Matrox、S3等厂商都纷纷推出了当时各家的旗舰显示芯片。
ATI也在当时推出了RAGE128芯片,该芯片的扩展型号专门多,包括RAGE128VR、RAGE128GL、RAGE128GL、RAGE128Pro等,这些芯片均采纳0.25微米工艺制造,只是核心频率有所不同。
ATI的RAGE128Pro芯片和TNT2芯片的性能相当,采纳双芯片的RAGEFuryMAXX显卡则和TNT2Ultra芯片的性能相当。
RAGE128芯片的性能在当时并不是最顶尖的,只是RAGE128胜在各项性能指标都专门平均。
此外,RAGE128芯片在DVD动态插值补偿方面依旧占据优势,还支持VIVO功能,在当时看来,已确实是功能专门强大的多媒体显卡!
唯独的遗憾确实是ATI的产品上市时刻均晚于NVIDIA,失去了占据市场的大好机会。
采纳RAGE128芯片的显卡
表:
3DRAGE系列显卡
开启“镭”时代
2000年第六代产品RADEON系列芯片
面对有首款GPU之称的GeForce256的强劲攻势,ATI于2000年中旬公布了RADEON(镭)显示核心。
RADEON芯片采纳0.18微米工艺制造,拥有3千万颗晶体管,具有2条着色管线,每个着色管线具有3个光栅处理器。
除了同样拥有T&L外,该芯片首次支持DirectX7以及DirectX8的部分特性,具备当时先进的硬件几何变形,光照成效和图像剪切等功能,并能够搭配DDR显存,使ATIRADEON在性能上完全能够与NVIDIA的旗舰产品一决高下。
从此ATI和NVIDIA两大巨头之间的竞争也演化为RADEON和GeForce两大品牌的对决!
与NVIDIAGeForce2系列显示芯片的一样,ATI也将RADEON系列显卡按照当时的市场情形划分为多个版本,包括RADEON标准板、RADEONVE(双头显示,精简Chrisma引擎和硬件T&L,只具有一条着色管线)以及RADEONLE(精简了Hyper-Z电路)。
能够讲RADEON是ATI跨入DirectX7.0时代后最成功的一款显示芯片,同时今后的ATI产品也延用“RADEON”来命名。
RADEONVE显卡
RADEON系列芯片获得成功之后,ATI开始系统地划分自己的产品线,开始以四位数字命名显卡,大伙儿熟知的ATI的显卡是从RADEON7200/7000系列起跳。
RADEON7000系列总共有两款芯片,高端的R100(7200)和低端的RV100(7000)都使用了0.18微米工艺制造,拥有三千万晶体管,支持DirectX7以及DirectX8的部分特性。
从表中能够看到,新公布的R100和RV100在性能上改进专门小,只可看作ATI公司为统一芯片命名规范而公布的第六代产品的改进型,不能算作第七代产品。
从这一代芯片开始,以R代表高端产品,以RV代表低端产品核心代码的编号方法被沿用至今。
RADEON7500
RADEON7500显卡使用的RV200芯片
在第六代产品中,最值得一提,最专门确实是采纳了核心代号为RV200芯片的RADEON7500显卡。
RV200芯片和ATI下一代R200芯片同时公布,采纳更先进的0.15微米的制造工艺,但RV200芯片仅支持DirectX7。
使用RV200芯片的RADEON7500显卡,具有290MHz的核心频率,搭配230MHz的128bitDDR显存,加上增强显存带宽利用效率的Hyper-Z技术和一项出众的DVD回放质量,是NVIDIAGeForce2Ti的强劲对手。
RADEON7000系列显卡除了2D和视频方面的优势之外,支持多显示器显示和DVI、TV输出也是一大卖点,这是当时大多数同类显卡所不具备的!
2001年第七代产品RADEON8500系列芯片
RADEON8500显卡
在当时不管是论性能、做工的优秀程度依旧画面的显示质量,RADEON8500都比GeForce3杰出,成为业界公认的性能最杰出的显卡。
ATI实现了一个几乎不可能的目标,RADEON8500不但超越了GeForce2GTS,还把NVIDIA的旗舰产品GeForce3抛在身后。
尽管NVIDIA随后公布了GeForce3Ti系列显卡,高端型号的GeForce3Ti500在速度上要比RADEON8500更胜一筹,只是凭借价格方面的优势,RADEON8500仍旧是当时最畅销的高端显卡,同时也让人们看到了ATI的雄厚实力。
其后的几个月,ATI把眼光瞄向了移动市场,工作站市场,家庭剧院市场,移动工作站市场,高端/低端OEM市场。
专门是ATI推出的ALL-IN-WONDER(简称AIW)RADEON8500DV显卡,成为当时的明星。
尽管ATI的8500系列显卡取得了不俗的成绩,然而那个系列只有两款产品(不算AIW显卡):
8500和8500LE(128MB和64MB两个版本),而且这两款显卡只存在频率上的差不。
只是当ATI在公布第八代产品R300系列芯片后,也对原先的R200系列产品做出了调整,将其作为低端产品,推出大伙儿熟悉的RADEON9000/9100/9200/9250芯片,以及集成在主板上的9000IGP和9100IGP芯片。
RADEON9100事实上确实是R200核心的RADEON8500,而RADEON9000和RADEON9000Pro采纳了简化版的RV250核心,9200系列和9250则是RV280核心(在RV250核心基础上多了一个顶点渲染处理器)。
但这些低端图形处理芯片不能像R300系列核心一样支持DirectX9.0,而仅仅支持DirectX8.1,因此这些低端图形处理芯片仍旧算作第六代产品。
表2:
RADEON8500/9000系列显卡
2002年第八代产品RADEON9700系列芯片
RADEON9700Pro显卡
R300核心让ATI感到无比自豪,他们开始用一个新的名词:
VPU(视觉处理器),来区不于NVIDIA的GPU(图形处理器)。
R300核心采纳0.15微米制造工艺,集成了1.07亿个晶体管,工作频率最高可达325Mhz,有8条并行处理着色管线。
在同等工作频率下,在1600×1200@32bit下,R300核心比NV25核心快约20%,当打开抗锯齿或各异性过滤后,R300核心比NV25核心快一倍以上。
即使NVIDIA多次延期推出的GeForceFX5800也难以撼动RADEON9700的地位。
同样采纳了R300显示核心的RADEON9500,也因容易改造而声名显要。
RADEON9500的显示核心的只有4条着色管线,但能够通过专门方法,打开被屏蔽掉的其他4条着色管线,从而大幅提升显卡性能。
正因如此,比RADEON9500高档的RADEON9500Pro(具有8条着色管线)反而被遗忘了。
2003年3月,ATI公司推出了RADEON9800显卡(核心代号R350)。
尽管RADEON9800芯片在架构上并没有太多的改进,制造工艺依旧坚持0.15微米,但频率的提升让它的性能比RADEON9700更上一层楼。
NVIDIA为了挽回GeForceFX5800的败局,推出了改进核心架构的GeForceFX5900显卡。
尽管GeForceFX5900搭配的显存位宽升级到256bit,性能提升许多,但核心架构的缺陷让它无法抵挡高频率RADEON9800系列产品的攻势。
RADEON9800Pro/9800/9800SE显卡采纳的R350核心
作为在RADEON9600SE、9600、9600Pro以及9600XT公布后推出的一款芯片,RADEON9550(核心代号RV350)在2004年4月公布后就取得了空前的成功。
RV350核心具备4条着色管线,跟RADEON9800级不显卡一样,支持的DirectX9.0。
在RV350核心推出后,ATI又推出了RV360核心。
这两款核心在功能上没有任何区不,但由于RV360采纳更先进0.13微米Low-K制造工艺,比起RV350核心更容易稳固工作在更高的频率上。
此外,RADEON9550公布时,ATI公司没有对它所搭配显存的类型做太多限制。
因此,各种非公版、超频版RADEON9550席卷中低端市场,掀起了一股超频之风,给予了RADEON9550强大的生命力。
RADEON9550显卡
表2:
RADEON9800/9700/9600/9500系列显卡
ATi显卡进展史(中篇)
“X”打算
2004年第九代产品RADEONX800系列芯片
然而令ATI始料未及的是NVIDIA在经历GeForceFX系列产品的失利之后,卧薪尝胆推出了规格先进的GeForce6800系列产品。
GeForce6800与X800系列性能相近,但GeForce6系列完全按照DirectX9.0cSM3.0的标准设计,而X800系列仅支持DirectX9.0bSM2.0b。
尽管当时并没有多少游戏能够支持SM3.0和HDR成效,但这差不多让X800系列失去了上代9700的王者风范!
X800和GeForce6800芯片的时代正值显卡接口朝换代时期(许多主板都具备PCI-E接口,并开始显现替代AGP接口的趋势)。
NVIDIA合理地通过使用桥接芯片兼顾了AGP/PCI-E接口,而ATI坚持“有路为必搭桥”的市场策略,使得研发成本增加许多,也导致X800一代ATI的显示芯片规格专门乱。
在R430核心推出之前,ATI还推出了原生AGP接口的R420核心。
R420核心采纳0.13微米工艺,降低了制造成本,同样拥有1.6亿个晶体管,并具有16条像素着色管线。
需要注意的是X800XTPE和X800XT显卡的显示核心,默认就打开了16条像素着色管线,而X800Pro和X800GTO显卡尽管也采纳R420核心,但指具备12条像素着色管线。
只是,由于核心硬件规格是16管线,因此当年的X800Pro和现在活跃在低端市场的X800GTOAGP显卡都具备改造16管线的可能。
之后,ATI推出了R420核心的升级版:
R423。
R423核心仍旧采纳0.13微机制造工艺,除了具备原生的PCI-E接口外,规格痛R420核心完全相同。
使用R423核心的显卡有PCI-E版的X800XTPE和X800XT,还有少数的X800GTO显卡也使用了R423核心。
具备原生PCI-E接口的R423核心
X800和X800XL显卡均采纳R430核心
由于ATI坚持走原生路线,给自己造成了不小的苦恼。
需要为显卡开发两款GPU,而且要分不预估AGP和PCI-E显卡的出货量。
原生GPU在方案技术上是成功的,但在市场上并没有给ATI带来太多好处,反而是NVIDIA的桥接方案更加灵活。
最终ATI依旧转向了桥接路线,开发了自己的桥接芯片,舍弃了AGP版本的GPU研发,因此后期有相当一部分X850XTAGP显卡采纳了原生PCI-E接口的R480核心搭配桥接芯片的方案,R481提早停产。
此外,由于R423、R430(采纳0.11微米制造工艺)和R480核心(采纳0.13微米制造工艺)的性能十分接近,厂商能够任意选择一款来制造X800GTO、X800XL、X800XT甚至X850XT显卡。
R481核心(核心上具有AGP标示)
当时的单卡之王X850XTPE显卡
ATI将X800和X850系列显卡定位于高端市场,针对中端市场则推出了X700系列显卡(核心代号RV410)。
RV410核心采纳0.11微米的制造工艺,仅含有7500万个晶体管,拥有8条着色管线和多达6个顶点着色单元。
有关于拥有8条着色管线和3个顶点着色单元的GeForce6600显卡,多了一倍顶点着色单元的X700并没有明显优势。
此外,还由于GeForce6600支持SM3.0(即DirectX9.0c中要求支持的特效之一),具有SLI和PureVideo等众多先进技术,吸引了众多中端用户。
因此,GeForce6600成为一带经典显卡,而X700显卡则显得普一般通。
X600/X550系列显卡采纳的RV370核心
关于低端市场,ATI公司则拿出了X600/X550和X300系列显卡来对抗NVIDIA公司的GeForce6200显卡。
X600/X550和X300系列显卡仅支持SM2.0,能够讲是基于RADEON9800架构的PCI-E接口产品。
X600采纳了0.13微米工艺制造的RV380核心,由于工艺较老专门快就被0.11微米工艺的RV370核心所取代。
X550和X300系列显卡就采纳了RV370核心。
PCI-E接口的X550显卡席卷了整个低端装机市场。
尽管X550并没有RADEON9550那么耀眼,但也确实是一款经典的产品。
X1600XT性能超越了GeForce6600GT,而且性价比相当不错,这迫使NVIDIA推出了GeForce6800GS来临时抗击X1600XT。
现在X1600XT依旧是ATI中端主力,其性能与7600GS互有胜负,随着价格战的进行性价比越来越杰出。
定于低端市场的RV515核心
X1300系列显卡则是X1000系列最低端的产品,采纳RV515核心,用来替代上一代的X300/X600/X550显卡。
X1300系列显卡采纳了与X1800相同的架构,拥有4条着色管线、4纹理着色器和2顶点着色器,显存位宽为128Bit。
X1300比同规格的7300GS系列拥有更强的性能,成为低端显卡最具性价比的选择。
表2:
RADEONX1300/X1600/X1800/X1900系列显卡
针对高端市场,ATI除了推出X1800XL显卡,还有工作频率更高的X1800XT以及X1800CrossFire显卡来和NVIDIA争夺市场。
三款显卡都采纳90纳米制造工艺的R520显示核心,拥有16像素着色管线。
只是,高频率的X1800XT与7800GTX将就战平,性能优势并不明显。
而早有预备的NVIDIA放出了高频版的7800GTX512MB,这让X1800XT再次陷入逆境。
为了在高端市场抗击NVIDIA的冲击,ATI公布了具有48条像素着色单元的R580显示核心。
当时的旗舰显卡X1900XTX,便采纳了R580核心。
尽管R580核心依旧采纳了传统意义上的16条像素着色管线,然而它的像素着色单元比R520核心翻了三倍,达到了48个。
48个PSU让X1900XTX展现出了过人的优势,在专门多新游戏中性能表现专门突出,强大的硬件规格让HDR+AA技术也能够在高辨论率下流畅运行!
X1900XTX显卡的R580核心
X1900CrossFire让ATI重返3D性能之王
为了幸免前两代CrossFire产品上所犯下的错误,ATI将X1900CrossFire迅速推
ATi显卡进展史(下篇)
DirectX10时代到来
R600锋芒初露——HD2900XT
终于,在2006年中,AMD-ATI公布了自己第一款支持DX10、SM4.0的显卡——ATiRadeonHD2900XT。
HD2900XT基于R600核心、80nm制造工艺,她拥有超豪华的各种硬件配置,由此能够看出收购后的AMD-ATi为此倾注了大量心血。
她拥有7.2亿个晶体管,320个超标量流处理器,512-bit的显存位宽,最大超过128.5GB/s的显存带宽,全面支持DX10、SM4.0,AvivoHD视频硬件加速器等组件。
在众多的游戏性能测试中,HD2900均败给了竞争对手nVIDIA基于G80核心的8800系列。
要紧缘故有以下几点:
1、ATi在DX10支持上选用了超标量流处理器(流处理器以下简称SP)。
如此有助于处理大量的并行数据,然而超标量SP要5个一组才会发挥全部效用。
而nVIDIA选择了矢量SP,1个即可发挥全部效用。
如此比起来真正可比的SP数量是HD2900XT64(X5)个;8800Ultra/GTX128个,8800GTS(640MB)118个,8800GTS(320MB)96个。
如此一比就明白HD2900就算有神助也不可能打败8800系列。
整个HD2000系列差不多上如此,2600是24(X5)个,2400是8(X5)个。
2、ATi不支持核心频率异步,即核心频率必须跟SP频率相同,而nVIDIA的SP频率k能够轻松超越1GHz,由此可见ATi的HD2000系列全然无法和同级产品竞争。
3、ATi没有正确发挥核心特性。
R600核心是环形总线架构,特点是数据读取速度快、数据命中率低。
这种特性决定了HD2900需要高速显存,而非高带宽显存。
HD2900选用512-bitGDDR3显存,就像一个眼力不出众的、力量大的人在专门宽、而且阻力专门大的地板上找东西一样。
而1GB版HD2900XT由于GDDR4显存本身的延迟时刻过长被拖累。
4、HD2000系列的算法还不够成熟,BUG许多,在打开AA(抗锯齿)后性能下降明显。
尽管如此,HD2000系列并没有被G8000系列落下太多,能够看出HD2000系列效率依旧比较高的。
令人欣喜的是,HD2000附带的AvivoHD硬解码技术成效要比G8000系列好专门多。
相比之下,HD2000还有一定的竞争力。
R600走向成熟——HD3800系列
2007年11月末,AMD-ATi公布了HD3800系列显卡。
她是业界第一款55nm工艺制造的显卡,业界首款支持DirectX10.1、ShaderModel4.1的显卡。
她基于RV670核心,保留了R600核心大部分特性。
同样拥有320个超标量SP,晶体管数量缩减至6.66亿个。
她引入了ATi的新技术,例如PowerPlay节能技术、AvivoHD二代硬解码技术等。
AMD-ATi此次没有在HD3800身上使用512-bit显存,而是只用256-bitGDDR3显存,可见AMD-ATi差不多发觉了HD2900身上的显存策略错误。
AMD-ATi改变命名策略,“xx50”代表较低级的显卡,“xx70”代表较高级的显卡,舍弃诸如GT、PRO、XT、XTX等模糊不明的后缀。
AMD-ATi自此调整了市场策略,研发主力转向主流市场以节约成本,借此吸引厂商打通销售渠道,吸引消费者购买产品。
其中HD3850凭借精准的定位,填补了nVIDIA的庞大定位空缺,取得一定胜利。
但这并不意味着AMD-ATi将失去旗舰级市场,AMD-ATi将用单卡集成双芯片的方式推出旗舰卡,以节约成本。
AMD-ATi的市场策略开始领先。
2008年1月公布的HD3870X2是业界第一个单卡双芯的显卡解决方案,击败先前最强单卡GeForce8800Ultra,成为当时单卡性能王者。
HD3800系列性能稳固,使用中没有较大咨询题,R600开始走向成熟。
R600的巅峰——HD4800系列
2008年6月,AMD-ATi经历一年多的卧薪尝胆,终于爆发了!
基于RV770核心的RadeonHD4800系列终于公布了!
抢先上市的HD4850拥有1T(10^12)Flops的浮点运算能力,轻松击败了高端市场的GeForce9800GTX,即使nVIDIA公布了高频的9800GTX+也无济于事。
RV770能够讲是RV670的全面升级版,在制造工艺成熟后,320个超标量SP增为800个超标量SP,光栅和纹理单元也增加了,AMD-ATi在HD4800系列身上使用了优化的AA算法,在游戏开启AA后能够完胜G9800系列显卡。
在稍后上市的HD4870身上AMD-ATi使用了正确的显存策略,引入256-bitGDDR5显存,频率达到3.6GHz!
如此完全发挥了环形总线架构的优势特性,就像眼力不出众、力量大的人快速跑在宽度只容一人的光滑地板上找东西,只要注意脚下,不需要左右看,提升了效率。
HD4870性能更上一层,拥有1.2TFlops业界第一的浮点运算能力,游戏性能甚至能与怪兽级的GTX260叫板。
RadeonHD4800系列表现出众,HD4850刚一上市1499元的定价当天就迫使nVIDIA将GeForce9800GTX从2999元降至1999元几天
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