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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)
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2006年7月24日,AMD宣布了其对ATi的收购。
此次收购交易总额高达54亿美元,AMD将以42亿美元现金加5700万AMD一般股的形式收购ATi的全部一般股票。
此次收购现在差不多差不多完成,有人担忧以后将再也见不到ATI那个品牌。
在此,我们对ATI的历史进行一次回忆,分为上中下三篇。
今天我们将放出上篇。
改日会中篇和下篇的报道。
专门多朋友接触到ATI,是因为它的3D显卡。
事实上早在1987年,ATI就推出了2D显卡……
1987年第一代产品EGA/VGAWonder
ATI原先是一间原始设备制造商(OEM),为大型个人电脑制造商,例如IBM,制造显示芯片。
但从1987年开始,ATI为了自身进展的需要,决定不再为他人做嫁衣制造2D图像芯片,开始销售自己的EGAWonder和VGAWonder系列显卡。
EGAWonder系列显卡共有6种型号,均搭配256KB显存;高端一点的VGAWonder显卡共有5种型号共选择,搭配了512KB~1MB显存,以应对对显卡要求不高的2D图像显示。
这些显卡性能都比IBM的显示系统好,为传统个人电脑提供了更好的图像,由此引起了个人电脑制造商和用户的重视!
ATI18800芯片
ATI28800芯片
元老级的EGAWonder显卡
VGAWonderXL显卡 1991年5月,ATI推出Mach8芯片及相应的板卡产品。
Mach8是ATI公布的第一款为微软Windows系统的图形界面优化的显卡产品。
事实上,Mach8并不是一颗独立的显卡芯片,它只是一颗协处理芯片,因此在VGAWonderGT、GraphicsVantage和GraphicsUltra显卡上就能够看到上一代显卡芯片ATI28800-6的身影。
这三种类型的显卡,有两个芯片一起工作,大大增强了绘图能力,让CPU不再需要运算画面资料,也大大降低了CPU的负担。
Mach8芯片
双芯片的GraphicsULTRA显卡 1992年第三代产品Mach32系列芯片
1992年4月,ATI公布集成图形操纵器和图形加速器于一体的Mach32系列显卡。
Mach32也是一款双芯片显卡,由于ATI参与制定了VESA总线标准,因此Mach32系列显卡拥有多种接口规格,如VLB(VESALocalBus)、ISA和PCI接口,部分显卡兼容不同规格的各种总线,型号十分复杂。
由于当时的制作工艺还不够成熟,不能将RAMDAC(RandomAccessMemoryDigital/AnalogConverter,随机存取内存数字/模拟转换器,将显存中的数字信号转换为显示器能够显示出来的模拟信号,转换速率以MHz表示)做到一个芯片内,因此采纳独立的RAMDAC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。
Mach32芯片
GraphicsUltraPro显卡 1994年第四代产品Mach64系列芯片
1994年8月,ATI公布Mach64芯片及一系列新的板卡产品,在业界领先提供了对动态视频进行加速功能。
Mach64芯片也是第一款被大众广为认可的多媒体显示芯片。
Mach64芯片硬件支持YUV/RGB的颜色转换以及硬件缩放功能。
有了Mach64系列显卡,个人电脑不需要安装昂贵的专用硬件解码器,差不多上能应对AVI和MPEG-Ⅰ格式文件的播放。
1996年公布的,Mach64-VT芯片又从CPU“手中”接过逐行扫描的工作。
此后,Mach64系列显卡还支持800×600像素的VGA/TV编码。
随着时刻的推移和电脑技术的进展,2D图形技术差不多不能满足用户的需求,关于3D图形技术的越来越强烈需求,从1996年开始,ATI公司推出了第一块3D显卡,从此走进了3D的世界……
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。
针对那个问题,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。
具有标志性意义的3DRAGEII+DVD芯片
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,ATI公司推出了“Radeon(镭)”这一品牌。
凭借“RADEON”系列显卡的强大实力,ATI公司坐上市场领导席位,在3D显卡的世界开启“镭”时代……
2000年第六代产品RADEON系列芯片
2000年,由于3Dfx公司错误的市场策略,其市场占有率大大下降。
NVIDIA和ATI两家公司在众多竞争对手中脱颖而出,当时的桌面图形市场差不多上差不多演变成两家公司的表演。
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系列显卡依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)。
能够说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芯片
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
在2001年8月ATI公布的RADEON8500(核心代号R200)向NVIDIA发起了挑战,让NVIDIA感到无比的压力。
RADEON8500芯片的工作频率为275MHz,具有4条着色管线,每个着色管线具有2个光栅处理器,具备新一代的CharismaEngineⅡ、PixelTapestryⅡ、SmoothVision等技术,并在硬件上完全支持DirectX8.1。
RADEON8500(核心代号R200)显示芯片
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别。
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
2002年7月,ATI推出了世界上第一块支持DirectX9.0的显卡——RADEON9700,该显卡采纳R300核心。
由于NVIDIA错误地估量了DirectX8的寿命,新推出的GeForce4Ti显卡依旧只支持DirectX8,这使得完美支持DirectX9.0的RADEON9700大出风头,给NVIDIA带来的是长达一年的噩梦!
RADEON9700Pro/9700/9500Pro/9500显卡均采纳R300核心
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),来区别于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,从而大幅提高显卡性能。
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,但频率的提高让它的性能比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,性能提高许多,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级别显卡一样,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别,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)
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“X”打算
2004年,继RADEON9700系列芯片赢得一片喝彩后,ATI公司公布新一代图形处理芯片——RADEONX800系列芯片。
从此,ATI开始执行宏伟的“X”打算。
2004年第九代产品RADEONX800系列芯片
也许是RADEON9700/9800/9550显卡取得的庞大荣耀让ATI低估了对手的实力,在2004年推出的RADEONX800XT显卡采纳了构架并没有太大变化的核心代号R430核心。
R430芯片采纳了更先进的0.11微米low-K制造工艺,具备原生的PCI-E接口,拥有1.6亿个晶体管,工作频率为400MHz,像素着色管线提升至16条(部分产品使用的芯片为12条),定点着色管线为6条,性能较上一代产品专门大提升。
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。
具有原生AGP接口的R420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
为了对抗GeForce6800GT,ATI推出了频率更高的X850系列显卡,占据高端市场。
X850系列显卡使用代号为R480和R481的显示核心。
难以明白得的是,ATI没有在高频显卡上使用更先进的0.11微米制造工艺,而走保守路线,采纳了0.13微米制造工艺。
R480核心具有原生的PCI-E接口和R481核心则具备原生的AGP接口,其他技术规格则一模一样。
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,而且要分别预估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。
R480核心(核心上具有PCI-E标志)
R481核心(核心上具有AGP标示)
当时的单卡之王X850XTPE显卡
除了通过屏蔽着色管线方式衍生出了一些12管线(X800Pro和X800GTO)和8管线的产品(X800SE和X800GT)外,X800系列显卡的核心大都拥有16条着色管线。
而NVIDIA公司仅有GeForce6800GT拥有16条着色管线。
尽管ATI公司不遗余力地推出16管线的高端X800XT或X850XT,然而依旧不敌NVIDIA公司的SLI技术。
而NVIDIA公司采纳的12条着色管线设计不及ATI的16条着色管线负责,使得良品率大大提高,从而在中端市场里占据专门大优势,而NVIDIA公司针对高端市场推出的了下一代的7800系列产品更是让ATI措手不及!
只是,X800系列显卡的性能与GeForce6800系列显卡不相上下,同时在功耗操纵方面ATI依旧占据专门大的优势。
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。
相关于拥有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。
X700系列显卡的RV410核心
X600/X550系列显卡采纳的RV370核心
2005年第十代产品RADEONX1000系列芯片
X800系列显卡在同NVIDIA的GeForce6800系列显卡的竞争中,处于专门不利的局面。
最要紧的缘故确实是X800系列显卡不支持SM3.0特效以及像SLI之类的双卡互连加速技术。
为此,ATI公司在2005年10月推出了X1000系列的第一款产品RADEONX1800XL显卡。
RADEONX1800XL显卡采纳全新构架的显示核心(核心代号R520)。
R520核心完美支持SM3.0特效,全面支持CrossFire双卡互联加速技术以及Avivo视频加速解决方案。
此外,R520的硬件构架上ATI首次采纳了Ultra
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