1、显卡发展历史制作者：林雪雁制作者：林雪雁班别：中本班别：中本091班班学号：学号：014011421/14 现在，提到显卡，人们就会想到游戏和电影中现在，提到显卡，人们就会想到游戏和电影中精美精美3D图形。实际上，早期显卡不但不能处理图形。实际上，早期显卡不但不能处理3D图形，甚至连图形，甚至连2D图形都无法处理，仅仅具备图形都无法处理，仅仅具备显示能力。显示能力。时至今日，显卡不但能够处理复杂时至今日，显卡不但能够处理复杂3D图形，甚至图形，甚至还能够作为协处理器，利用在通用计算之中。还能够作为协处理器，利用在通用计算之中。2/14 一、显示适配器简称一、显示适配器简称为显示卡或显卡，为显示
2、卡或显卡，它是显示器与主机它是显示器与主机通信控制电路和接通信控制电路和接口。当前，显示卡口。当前，显示卡已经成为继已经成为继CPU之之后发展最快部件。后发展最快部件。微机图形性能成为微机图形性能成为决定微机性能一项决定微机性能一项主要原因。主要原因。l显卡基本结构显卡基本结构3/14二、显卡发展历史能够分为二、显卡发展历史能够分为CGA显卡，显卡，MGA/MCGA显卡，显卡，VGA接口显卡和接口显卡和3D AGP接接口显卡时代口显卡时代显卡起源能够追溯到上个世纪八十年代了。显卡起源能够追溯到上个世纪八十年代了。在在1981年，年，IBM推出了个人电脑时，它提供了推出了个人电脑时，它提供了两种
3、显卡，一个是两种显卡，一个是单色显卡单色显卡(简称简称 MDA)，一个，一个是是“彩色绘图卡彩色绘图卡”(简称简称 CGA)，从名字上就能从名字上就能够看出，够看出，MDA是与单色显示器配合使用，它能是与单色显示器配合使用，它能够显示够显示80行行x25列文数字，列文数字，CGA则能够用在则能够用在RGB显示器上显示器上,它能够绘制图形和文数字资料。它能够绘制图形和文数字资料。在当初来讲，计算机用途主要是文字数据处理，在当初来讲，计算机用途主要是文字数据处理，即使即使MDA分辨率为宽分辨率为宽752点，高点，高504点，不足以点，不足以满足多大显示要求，不过对于文字数据处理还是满足多大显示要求
4、，不过对于文字数据处理还是绰绰有馀了。绰绰有馀了。4/141982年，年，IBM又推出了又推出了MGA，除除了能显示图形外，还保留了原来了能显示图形外，还保留了原来 MDA 功效。当年不少游戏都需要功效。当年不少游戏都需要这款卡才能显示动画效果。而当初这款卡才能显示动画效果。而当初风靡市场还有风靡市场还有Genoa 企业做企业做EGA，即加强型绘图卡，即加强型绘图卡,能够模拟能够模拟MDA和和CGA，而且能够在单色屏幕上一，而且能够在单色屏幕上一点一点画成图形点一点画成图形1987年年EGA5/14 VGA接口接口显卡卡VGA（Video Graphic Array）即显示绘图阵列，它）即显示
5、绘图阵列，它IBM是在是在其其 PS/2 Model 50,60和和80内建影像系统。它数字模式能够到达内建影像系统。它数字模式能够到达720 x400色，色，绘图模式则能够到达绘图模式则能够到达640 x480 x16色，色，以及以及320 x200 x256色，色，这是显卡首次能够同时最高显示这是显卡首次能够同时最高显示256种色彩。而种色彩。而这些模式更成为其後全部显卡共同标准。这些模式更成为其後全部显卡共同标准。VGA显卡盛行把电脑带进显卡盛行把电脑带进了了2D显卡显示辉煌时代。在以後一段时期里，许多显卡显示辉煌时代。在以後一段时期里，许多VGA显卡设计企显卡设计企业不停推陈出新，业不
6、停推陈出新，追求更高分辨率和位色。与此同时，追求更高分辨率和位色。与此同时，IBM 推出了推出了8514/AMonitor显示器规格，显示器规格，主要用来支持主要用来支持1024x 768分辨率。分辨率。在在2D时代向时代向3D时代推进过程中，有一款不能忽略显卡就是时代推进过程中，有一款不能忽略显卡就是Trident 8900/9000显卡，它第一次使显卡成为一个独立配件出显卡，它第一次使显卡成为一个独立配件出现于电脑里，而不再是集成一块芯片。而後其推出现于电脑里，而不再是集成一块芯片。而後其推出Trident 9685更是第一代更是第一代3D显卡代表。不过真正称得上开启显卡代表。不过真正称得
7、上开启3D显卡大门却应显卡大门却应该是该是GLINT 300SX，即使其，即使其3D功效极其简单，但却含有里程碑功效极其简单，但却含有里程碑意义。意义。6/14 1995年，对于显卡来说，绝对是年，对于显卡来说，绝对是里程碑一年，里程碑一年，3D图形加速卡正式走图形加速卡正式走入玩家视野。那个时候游戏刚才步入玩家视野。那个时候游戏刚才步入入3D时代，大量时代，大量3D游戏游戏出现，也迫出现，也迫使显卡发展到真正使显卡发展到真正3D加速卡加速卡。1995年，年，3Dfx作为一家老资格作为一家老资格3D技术企技术企业，它推出了业界第一块真正意义业，它推出了业界第一块真正意义3D图形加速卡：图形加速
8、卡：Voodoo。1995年年VOODOO经典显卡经典显卡7/14 3Dfx专利技术专利技术Glide引擎接口一度称霸了整个引擎接口一度称霸了整个3D世界，直至世界，直至D3D和和OpenGL出现才改变了这出现才改变了这种局面。种局面。Voodoo标配为标配为4Mb显存，能够提供在显存，能够提供在640480分辨率下分辨率下3D显示显示速度和最华丽画面。速度和最华丽画面。3Dfx还推出还推出VOODOO2，其使，其使用是用是SLI工作模式。这种被工作模式。这种被称之为称之为SLI技术允许在一台技术允许在一台计算机中同时使用两块计算机中同时使用两块VOODOO2，它们之间经，它们之间经过一条传输
9、电缆相连，两过一条传输电缆相连，两块显卡分别处理屏幕上奇块显卡分别处理屏幕上奇偶线信号，使渲染速度几偶线信号，使渲染速度几乎直接增加一倍乎直接增加一倍1997年年11月月Voodoo28/14 1998年到年初是年到年初是3D图形芯片世界图形芯片世界激烈竞争时期，众多显卡厂商加入到激烈竞争时期，众多显卡厂商加入到这场混战之中，新旧混杂、兴衰更替，这场混战之中，新旧混杂、兴衰更替，新产品层出不空，新技术突飞猛进，新产品层出不空，新技术突飞猛进，众多厂商激烈竞争使众多厂商激烈竞争使3D时代大步前进。时代大步前进。比如比如Intel推出了风光一时推出了风光一时i740 图形芯图形芯片，片，i740支
10、持支持AGP2X规格规格,象素填充象素填充率到达率到达55Mpixels/s，三角形生成率，三角形生成率为为500K Trianglws/s，支持，支持DVD解压，解压，尽管尽管2D速度普通，但它速度普通，但它3D性能在当性能在当初还算不错，加上相对廉价价格和初还算不错，加上相对廉价价格和Intel在芯片组领域头羊地位，在芯片组领域头羊地位，i740也也取得了骄人成绩。伴随取得了骄人成绩。伴随3D市场竞争加市场竞争加剧，剧，Intel干脆将干脆将i740芯片组整合到自芯片组整合到自已主板芯片组内以此提升主板性价比，已主板芯片组内以此提升主板性价比，时至今日它整合显卡依然牢牢盘踞着时至今日它整合
11、显卡依然牢牢盘踞着很大市场份额。很大市场份额。1998年年2月月Intel i7409/14 2D时代领头羊时代领头羊S3自然也不甘落后，自然也不甘落后，在推出在推出Virge之后，之后，S3苦心打造终于推出苦心打造终于推出了第一块真正了第一块真正3D加速卡，加速卡，Savage3D采取采取128位总线结构及单周期三线性多重位总线结构及单周期三线性多重贴图技术，最大像素填充率到达了贴图技术，最大像素填充率到达了125M Pixels/s，三角形生成率也到达了每秒，三角形生成率也到达了每秒500万个。支持万个。支持Direct3D与与OpenGL，最，最大显存容量可达大显存容量可达8MB SGR
12、AM或或SDRAM，支持，支持AGP 4规范，同时也支持当初流规范，同时也支持当初流行反射和散射、行反射和散射、Alpha混合、多重纹理、混合、多重纹理、衬底纹理、边缘抗锯齿、衬底纹理、边缘抗锯齿、16/24位位Z-buffering、Tri-linear Filtering（三线性（三线性过滤技术）等技术，并首次采取了鼎鼎过滤技术）等技术，并首次采取了鼎鼎大名大名S3TC智能纹理压缩技术，在播放智能纹理压缩技术，在播放MPEG2时拥有极低时拥有极低CPU占用率。占用率。Savage3D10/14 ATI企业不甘寂寞，也在随即很快推出了企业不甘寂寞，也在随即很快推出了Radeon系列系列显卡，
13、它推行可编程顶点和像素处理器，而且在硬件上支持显卡，它推行可编程顶点和像素处理器，而且在硬件上支持DirectX 8.1 API特效。在特效。在Pixel Shader与与Vertex Shader支支持下，持下，ATI Radeon 8500展现出令人信服实力，而其新一代展现出令人信服实力，而其新一代Hyper-Z显存压缩技术也取得空前成功。显存压缩技术也取得空前成功。ATI Radeon 850011/14 如今，尽管推出了如今，尽管推出了AGP 8X标准，衍生自标准，衍生自PCI总线总线AGP总线也逐步对日益增加显卡数据传输量力总线也逐步对日益增加显卡数据传输量力不从心。不从心。PCI总
14、线和基于总线和基于PCI总线总线AGP技术种种弊端技术种种弊端也暴露无遗：低运行频率、低数据带宽、低发展潜也暴露无遗：低运行频率、低数据带宽、低发展潜力、支持设备有限性、共享带宽落后性、共享冲突力、支持设备有限性、共享带宽落后性、共享冲突隐患性。于是早在年春季隐患性。于是早在年春季“英特尔开发者论坛英特尔开发者论坛”上，上，英特尔企业就提出了要用新一代技术取代英特尔企业就提出了要用新一代技术取代PCI总线总线和各种芯片内部连接，并称之为第三代和各种芯片内部连接，并称之为第三代I/O总线技术。总线技术。Xabre200 第一块同时支持第一块同时支持AGP 8和和DirectX 8.1标准显卡标准
15、显卡。12/14 在年底，包含在年底，包含Intel、AMD、DELL、IBM在内在内20多家业界主导企多家业界主导企业开始起草新技术规范，并在年完成，将其正式命名为业开始起草新技术规范，并在年完成，将其正式命名为PCI Express。PCI Express采取了当前业内流行点对点串行连接，每采取了当前业内流行点对点串行连接，每个设备都有自己专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且能够个设备都有自己专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且能够把数据传输率提升到一个很高频率，到达把数据传输率提升到一个很高频率，到达PCI所不能提供高带宽。所不能提供高带宽。相对于传统相对于传统PCI总线在单一时
16、间周期内只能实现单向传输，总线在单一时间周期内只能实现单向传输，PCI Express双单工连接能提供更高传输速率和质量，它们之间差异跟双单工连接能提供更高传输速率和质量，它们之间差异跟半双工和全双工类似。半双工和全双工类似。PCI Express接口依据总线位宽不一样而有接口依据总线位宽不一样而有所差异，包含所差异，包含X1，X4，X8以及以及X16（X2模式将用于内部接口而非模式将用于内部接口而非插槽模式）。较短插槽模式）。较短PCI Express卡能够插入较长卡能够插入较长PCI Express插槽插槽中使用。中使用。PCI Express接口能够支持热拔插，这也是个不小飞跃。接口能够
17、支持热拔插，这也是个不小飞跃。用于取代用于取代AGP接口接口PCI Express接口位宽为接口位宽为X16，将能够提供，将能够提供5Gb/s带宽，即便有编码上损耗仍能够提供约为带宽，即便有编码上损耗仍能够提供约为4Gb/s左右实际带左右实际带宽，远远超出宽，远远超出AGP 8X2.1Gb/s带宽。带宽。13/14CPU代表整机性能级别时代已经过去了，从硬件发代表整机性能级别时代已经过去了，从硬件发展速度来看，当前发展潜力最大部分还是在独显市展速度来看，当前发展潜力最大部分还是在独显市场上。或许，以后我们真正需要不是一个高端场上。或许，以后我们真正需要不是一个高端CPU，而是一张高端显卡。，而是一张高端显卡。谈到谈到GPU主要性与未来，伴随进入主要性与未来，伴随进入DX10时代以时代以来统一渲染技术引入，显卡在整个计算机中主要来统一渲染技术引入，显卡在整个计算机中主要性已经逐步超越了性已经逐步超越了CPU。结束语结束语14/14
