风雨二十年——ATI显卡编年史(上)

不会游泳的鱼

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  2006年7月24日，AMD正式宣布收购ATI。诞生于1985年8月20日的ATI公司，在这二十余年给大家带来不少优秀的产品和惊喜，写下了一段骄傲的历史。下面就让我们来重温ATI这些年来所走过的路，回忆ATI所经历的光辉岁月。


      回首遥远的2D时代


      很多朋友接触到ATI，是因为它的3D显卡。其实早在1987年，ATI就推出了2D显卡……

      1987年
      第一代产品EGA/VGA Wonder


      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为了自身发展的需要，决定不再为他人做嫁衣制造2D图像芯片，开始销售自己的EGA Wonder和VGA Wonder系列显卡。EGA Wonder系列显卡共有6种型号，均搭配256KB显存；高端一点的VGA Wonder显卡共有5种型号共选择，搭配了512KB~1MB显存，以应付对显卡要求不高的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！
ATI 18800芯片
ATI 28800芯片
元老级的EGA Wonder显卡
VGA Wonder XL显卡
1991年
      第二代产品 Mach8系列芯片


      1991年5月，ATI推出Mach8芯片及相应的板卡产品。Mach8是ATI发布的第一款为微软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，所以在VGA Wonder GT、Graphics Vantage和Graphics Ultra显卡上就可以看到上一代显卡芯片ATI 28800-6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Graphics ULTRA显卡

1992年
      第三代产品 Mach32系列芯片


      1992年4月，ATI发布集成图形控制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，所以Mach32系列显卡拥有多种接口规格，如VLB（VESA Local Bus）、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（Random Access Memory Digital/Analog Converter，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，所以采用独立的RAMDAC芯片。


      由于Mach32系列显卡已经能够很好的支持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。

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      什么是VESA总线？


      VESA（Video Electronics Standard Association）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(VESA Local Bus)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的直接相连，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，所以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


Graphics Ultra Pro显卡

1994年
      第四代产品 Mach64系列芯片

      1994年8月，ATI发布Mach64芯片及一系列新的板卡产品，在业界率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，基本上能应付AVI和MPEG-Ⅰ格式文件的播放。1996年发布的，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。

初入3D世界

      随着时间的推移和电脑技术的发展，2D图形技术已经不能满足用户的需求，对于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 3D RAGE系列芯片


      ATI第一款3D显示芯片——3D RAGE于1996年1月发布。3D RAGE芯片采用了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，不过由于兼容性较差，销售状况并不太好。
针对这个问题，ATI于1997年2月发布了3D RAGE芯片的升级版本3D RAGE II和3D RAGE II+DVD芯片。3D RAGE II和3D RAGE II+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，3D RAGE II+DVD芯片还是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已经奠定了在图形多媒体方面的优势。

具有标志性意义的3D RAGE II+DVD芯片



      为了应对3Dfx公司的Voodoo显卡的凶猛攻势，ATI公司在3月发布了改进的RAGE Pro芯片。RAGE Pro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。由于驱动程序的原因，RAGE Pro芯片的OpenGL性能比较差劲，但DirectX性能不错，再加上不错的视觉效果，采用RAGE Pro芯片的XPERT@系列卡还是很受欢迎。同年4月，ATI开始采用了当时业界领先的AGP总线。不幸的是，当时是3Dfx年代，人人谈论的都是Voodoo。

      进入了1999年后，此时各厂商的3D显卡之争非常激烈。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RAGE 128芯片，该芯片的扩展型号非常多，包括RAGE 128 VR、RAGE 128 GL、RAGE 128 GL、RAGE 128 Pro等，这些芯片均采用0.25微米工艺制造，只是核心频率有所不同。ATI的RAGE 128 Pro芯片和TNT2芯片的性能相当，采用双芯片的RAGE Fury MAXX显卡则和TNT2 Ultra芯片的性能相当。RAGE 128芯片的性能在当时并不是最顶尖的，不过RAGE 128胜在各项性能指标都非常平均。此外，RAGE 128芯片在DVD动态插值补偿方面依然占据优势，还支持VIVO功能，在当时看来，已算是功能非常强大的多媒体显卡！唯一的遗憾就是ATI的产品上市时间均晚于NVIDIA，失去了占领市场的大好机会。

采用RAGE 128芯片的显卡