“阵亡”70余家！英伟达和ATi(AMD)崛起前的3D显卡芯片群雄乱斗史

“阵亡”70余家！英伟达和ATi(AMD)崛起前的3D显卡芯片群雄乱斗史欢迎关注EETOP创芯老字号来源：technews 作者：痴汉水球本篇文章将带你了解 :

3D 显卡芯片何时出现？

Intel 的显卡芯片史

3D 显卡芯片厂商可分为几种？

GPU 这名词真的是由NVIDIA 首创？

3D 群雄大乱斗时期的梦幻处理器

今日无论计算型、专业型、游戏型或入门型独立显卡芯片，几乎是Nvidia（英伟达） 与AMD 两家大厂的天下，前者从2011 年底GeForce 680（GK104） 至今，在独显市场建立压倒性绝对优势，更 不必说2006 年至今CUDA（Compute Unified Device Architecture）生态体系与持之以恒的长期投资，让Nvidia霸业几乎没有丝毫遭挑战的可能性。但有点年纪的老骨灰，特别是经历过消费性3D 显卡芯片发展草创期，一定不会忘记1990 年代百家争鸣的战国时代，Nvidia 一开始也出师不利，被大多数人不看好过。

进入本篇主角：3dfx 末代产品Rampage与Sage（Spectre 系列显示卡）前，先来复习一下历史，即将揭露的诸多史迹，将让各位大吃一惊，但假若各位没耐心看长文，看下笔者整理的主要厂商兼并史与主要产品，即可唤起各位年轻时的美好回忆，连想看到正常3D 游戏画面都可遇不可求的蛮荒时代。

▲ 这张近代消费型3D 显卡芯片厂商的兼并史，足以抵过千言万语，ATi 也因透过大量并购，累积与Nvidia 分庭抗礼的实力，最终2006 年夏天成为AMD 的一部分。（制图：痴汉水球）

▲ 为柏青哥机台而生的Yamaha YGY611渲染多边形加速器，是3D 显卡芯片先驱，但也缺乏2D VGA 功能，只能像3dfx Voodoo 当辅助处理器，仍须搭配另一块一般视频输出显示卡使用。

第三题：英特尔显卡芯片史，是i740 为起点吗？

当然也不是。英特尔早在1983 年6 月就推出NEC 授权的μPD7220 的82720 绘图控制器。

▲ 倚天中文安装设定页面，可看到Tseng Labs 的ET4000、Trident T8800 与T8900 选项。（Source：insoler.com）

血统纯正、根正苗红：

叱咤一时的3dfx 可谓代表，有傲视业界的Direct3D 与OpenGL 驱动程序兼容性、甚至可自定义完整的3D API（微软尚未发布DirectX 前非常重要，3dfx Glide 是最好例证），但能否研发出具成本竞争优势的产品，以争取品牌电脑大厂支持，是决定生死的关键，3dfx 就是死在这里，败给NVIDIA。

靠并购一路成长：

ATi 策略很接近NVIDIA，都采取规模经济，企图成为涵盖所有市场的供应商，但ATi 极度仰赖并购以快速取得产品与技术，先后收购Kubota Graphics（得到开创性的3D Rage）、Tseng Labs、Chromatic Research、Real3D 的一部分、ArtX（取得任天堂GameCube Flipper 显卡芯片，踏足游戏机市场）、S3 分割出来的FireGL 专业绘图卡、Appian Graphics 的HydraVision 多萤幕桌面管理软件（从此ATi 与之后AMD 就成为多显示器领导者）、生产电视调制器的NxtWave、XGI 的Macro Synergy、Trident、专注可携式产品的Bitboys 等等。

日资背景：

Kubota Graphics 第一个字就是总部位于大阪，以重型建筑设备和农耕机械而知名的久保田，让ATi 在3D Rage（Mach64 264GT）取得重大商业成功。

IBM 将其内建Aptiva 多媒体家用个人电脑，使3D Rage 成为史上第一个针对家用娱乐应用的3D 芯片主机板的Design Win，1996 年ATi 平均每季可卖出100 万颗3D Rage，冥冥之中预言了ATi（AMD）和NVIDIA 并列显卡芯片双雄的结局。

当年3dfx 竞争SEGA Dreamcast 主机失败，输给NEC 和VideoLogic（讲PowerVR 可能比较易懂），除了3dfx 申请股票上市，递交营业资讯时，不小心外泄仍在保密阶段的合作协议，肥水不落外人田极可能也是主因。

小型新创公司或从大公司分割：

往往看起来好像很厉害，但做成实际产品又不是那么回事，画面惨不忍睹算是共同特色，能被并购已很幸运了。

不务正业：

扣掉真正3D 芯片先驱Yamaha，剩下厂商真的很像来搞笑的。

▲ 如果一时想不起来什么是几何处理，请复习一下3D 绘图流水线概论。

但早在Sony 1994 年推出第一代PlayStation 家用主机时就使用此简写，描述几何处理单元（Geometry Processing Unit）。针对专业绘图工作站市场，3D Labs 1995 年推出配备几何处理器单元的Glint 芯片组，反观Nvidia 与ATi 则专注当时市场较小但急速成长的游戏社群。结果蓬勃发展的游戏市场让Nvidia 和ATi 享有压倒性市场规模，并以为基础，触角延伸到专业绘图，但3DLabs 却无法靠这块地盘支撑研发投资，无以为继，将整个市场拱手送给Nvidia 和ATi。

今天GPU 应用非常广泛多元，手机和汽车人工智能推理、数字货币挖矿，高效能浮点计算等等，远远超过绘图范畴，更不乏连输出画面都不行的计算专用芯片，也许重新命名为并行处理应用加速器单元（PPAAU，Parallel-Processing Application Accelerator Unit）会更贴切。

最具象征性的3D 群雄大乱斗时期梦幻处理器：3dfxRampage和Sage

靠着初代Voodoo 与Glide API 绝对优势，3dfx 曾取得85% 3D 显卡市占，1998 年初Voodoo 2 搭配SLI 模式连接两张卡，更是最豪华也最顶级的3D 游戏专用配备。

2018 年底，也是3dfx 开发Rampage 和Sage 的20 年后，《The Legacy of 3dfx》一书作者Oscar Barea，测试手上Spectre 1000 显示卡（一颗Rampage）工程样品，让若干旧传说、疑问、误解都获得澄清，可说3D 绘图技术发展史，了结一场重大公案。结论就是：即便3dfx 没有倒闭破产，还是会被Nvidia 活活打爆。连GeForce 256 都打不过了，还奢望抗衡更新型GeForce 2 和GeForce 3？门都没有。

这些往事，都默默消失于世界尽头。但如外界盛传，Sage 转生GeForce 4（NV25） 的Vertex Shader、GeForce Fx（NV30）名称摆明致敬3dfx、Rampage 演化成GeForce 6800（NV40）的Pixel Shader 技术基础，究竟3dfx 有多少基因融入Nvidia 产品，就只有Nvidia 自己知道了。

▲ 实在很难想像3dfx 可存活至今，且垄断微软Xbox 和Sony PlayStation 的画面。

3. 人和──并购STB 让自家球员兼裁判：

这才是压死3dfx 的最后一根稻草，本来想花1.41 亿美元抢走NVIDIA 最大客户，却一举得罪所有独立板卡厂商，转向支持Nvidia 和ATi，平白把客户送给对方。

之前Nvidia 原本没有同时服侍大量客户的经验与技术支持能量，突然被3dfx 这世纪大烂招逼到什么都有了。

回到Nvidia 和ATi 群雄大乱斗时成功突围的1990 年代末期，两家公司有共同点：尽其所能扩大基本盘，但3dfx 却彻头彻尾反其道而行，会如此快速败亡，也不让人意外。

追加题：AMD 有可能如法炮制CPU 成功模式挑战Nvidia霸业吗？

既然都讲到Nvidia，其实这问题简单一句话就能打发，但笔者左思右想，还是觉得这地方颇有多加解释的必要。

一言以蔽之，AMD 的CPU 和GPU，败部复活之路截然不同，前者是集中资源打造一系列Zen 处理器微架构，花了很长时间发展统一AMD 内部SoC IP 区块通用控制方式 Infinity Fabrics，才有本钱采用简化晶粒种类的Chiplet 策略，并藉由台积电先进制程，有点胜之不武取得对英特尔的优势。

但AMD 的GPU，和Nvidia 长期同为以台积电为主要代工伙伴，制程从来就不是决定两边胜负的关键因素（尤其Nvidia 一直不乏抢先使用先进制程出事的前例，NV30 和GF100 就很让人印象深刻），2011~2015 年，两家公司GPU 同样黏在台积电28 纳米制程很久，从高效能计算、专业绘图到游戏，Nvidia 相对AMD 的强势点只有越来越大，就是最好证明。

原因很简单，Nvidia 有办法针对不同应用研发不同GPU 微架构，让计算和游戏分而治之，更持之以恒耕耘生态系统（自从2006 年到今天超过15 年），建立几乎滴水不漏的CUDA 封锁网，造就数以百万计开发社群，这可不是区区一句驱动程序品质良好就能一笔带过的历史轨迹。论研发支出、品牌形象、与游戏玩家的紧密度和可让玩家感受到热情，AMD 从来看不见Nvidia 的车尾灯。

▲ 2006 年至今发展超过15 年的CUDA 生态系统，一直是Nvidia霸业的基础，与台积电制程技术到底好不好一点关系都没有。别说AMD，连看起来倾尽全力发展OneAPI 的英特尔恐怕都难有挑战本钱。

讲更白一点，AMD GPU 近况有点起色，主因不外乎终于可以双轨化了，不必强迫计算导向的GCN 微架构硬跑游戏，然后师承自CPU 的大型化快取记忆体，也似乎多少可抵销Nvidia 的秘密王牌：自从NV40 后，被大量专利权保护的先进记忆体资料传输压缩机制。过去这让AMD GPU 长期需要更丰沛的记忆体频宽，性能才有机会对抗Nvidia 。

不过就算如此，光看着超级电脑Top500 采用Nvidia GPU 的比例，比较Nvidia DLSS（Deep Learning Super Sampling）和AMD FSR（FidelityFX Super Resolution）对应游戏数，就不难理解Nvidia霸业有多难挑战。

话说回来，消费性显卡市场，拜Nvidia 有点走火入魔之赐，AMD 倒明显享有能耗比优势，加上专业计算战场，MI300 仰赖多芯片封装，成为EHP（Exascale Heterogenous Processor）首发，搞不好可稍微拉近一点与Nvidia 的差距，或许是AMD 唯一勉强能如法炮制CPU 成功模式的地方。