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百家争鸣

2022-06-20 12:20:52 admin

追溯GPU的历史,要从草莽时代的图形显示控制器说起。早在1962年,麻省理工学院的博士伊凡•苏泽兰发表的论文,以及他的画板程序就初步奠定了计算机图形学的基础。在随后近20年时间里,计算机图形学获得持续发展,但未取得实质性重大突破。由于对计算能力、精度、运行强度和硬件等要求极高,计算机并没有配备专门的图形处理芯片,均使用CPU来完成图形处理任务。当时,显卡的作用仅是实现图形显示,即将CPU计算生成的图形“翻译”成显示设备可以识别的信号,并不具备计算能力。

然而,随着图形计算技术不断演进,上世纪80年代早期出现的Commodore Amiga创造性地将一些图像产生功能加入显卡,包括线段绘画、区域填充和块图像传输等。1981年,IBM公司发布世界上第一台个人电脑IBM5150,便搭载了黑白显示适配器(MDA)和彩色图形适配器(CGA)。这就是最早的图形显示控制器。1987年,IBM又推出EGA,并提出了至今仍在兼容使用的VGA标准。这一标准在文字模式下可支持720×400分辨率,绘图模式下可支持640×480×16色等输出,奠定了图形显示的早期标准。

但受软硬件、技术障碍和成本等因素限制,图形处理依然未被普遍加入显卡中。直到90年代初,在微软Windows系统的推动下,显示芯片厂商才开始在产品中加入一定的图形运算功能,以减轻CPU的负担。其中,1991年S3 Graphics推出的“S3 86C911”,因能进行字符、基本2D图形和矩形绘制,正式开启了2D图形硬件加速时代。此后,随着2D加速迅速普及,1995年几乎所有的显卡都已具备这一功能,并开始配备较高容量和性能的显存。同时,2D图形接口GDI、DirectFB等也都相继出现,且相关标准至今仍在沿用。

不过,由于技术标准及迭代已不能满足行业发展需求,2D图形加速卡很快盛极而衰。例如索尼PS等游戏机上已率先出现3D游戏,并吸引了大量用户。由此,1994年3DLabs更进一步发布了第一颗用于PC的3D图形加速芯片Glint 300SX,支持高氏着色、深度缓冲、抗锯齿和Alpha混合等特性,开启了显卡3D加速时代。紧随其后,众多图形厂商纷纷推出3D加速显示卡,包括英伟达的NV1、S3的Virge3D、PowerVR的PCX1等。不过,这一阶段的显卡大多还没有执行统一的程序接口(API)标准,加速功能也不尽相同。


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