顯示卡30年發展史1:SVGA王者Trident、2D時代霸主S3 Graphics

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世紀末的Savage 2000

驅動的問題持續未獲得S3改善,1999年推出的後繼卡Savage 2000也有同樣的症頭。Savage 2000使用180nm製程,記憶體介面頻寬達到128bit,也是繼GeForce 256之後能支援T&L(Transform & Lighting)的少數顯卡,S3稱T&L為S3TL。S3TL與T&L都是能夠獨立處理幾何圖形的轉換與光線變換,藉著DirectX 7的作用,能支援硬體S3TL、T&L,以及SSE、3DNow!指令集,讓顯卡運算過去由CPU處理的T&L特效,減輕CPU的負擔增加GPU的重要性,理論上Savage 2000有著當時主流CPU的3倍運算效能。

在效能面Savage 2000有別於Savage 4,但驅動程式仍有問題,早期版本支援的Direct3D是不支援硬體T&L,空有硬體卻無驅動支援十分可惜。Savage 2000是當時少數能跟NVIDIA叫板的產品,但驅動問題無法解決,即使S3TL的理論表現出色,也無法改變實際效能低落的問題。當時的遊戲不見得支援DirectX的T&L技術,部分會使用自己的T&L技術,像是Quake 3,此時就得靠CPU處理多數的運算。Savage 2000無法為S3扭轉局勢,也讓這2D時代的霸主淹沒在3D的浪潮當中。

顯示卡30年發展史1:SVGA王者Trident、2D時代霸主S3 Graphics

▲Savage 2000是第二款支援T&L的顯示卡,可減少遊戲時CPU的負擔。圖片來源:VGA LEGACY

顯示卡30年發展史1:SVGA王者Trident、2D時代霸主S3 Graphics

▲首款支援硬體T&L的是NVIDIA GeForce 256,也是當年相當重要的經典產品。圖片來源:VGA LEGACY

關鍵字:T&L

最初T&L(Transform & Lighting)是由處理器負責,直到NVIDIA將其導入GPU,人們才開始了解硬體T&L價值。受到遊戲的影響,顯卡效能指標自然就是Transform與Lighting管線的多寡。這個時期代表的顯卡是GeForce 256與GeForce 2 MX,前者是前幾款導入T&L硬體架構的顯卡,後者則透過低價大幅攻佔市場。至於此時期知名的遊戲則是Soldier of Fortune(傭兵戰場),相信不少老玩家都知道。

 

3D模組的建立過程

1.Application Tasks

2.Scene-level Tasks

3.Transform(轉換)

4.Lighting(光線)

5.Triangle Setup and Clipping(多邊形建立與剔除)

6.Rendering(渲染)

遊戲影像大致上需要經過這6個步驟,是由CPU與GPU共同處理。傳統設計上,CPU負責1~4,GPU則負責5與6。若GPU支援T&L,則CPU只要負責1~2,3~6則是交給GPU處理。CPU與GPU的效能都可能影響遊戲表現,其中之一碰到瓶頸就可能造成另一方的效能浪費,就是俗稱的頭重腳輕。

收購Diamond成為製造商

顯示卡發展史就是不停地併購與被併購,自然S3這等級的廠商也不例外。1999年9月S3併購了製造商Diamond,推出的第一款產品就是Diamond Viper II,也就是剛剛提過的Savage 2000。雖然聲勢浩大,但驅動問題最終無法扭轉局勢,也讓S3顯示部門在2001年順勢被VIA(VIA Technologies, Inc.,威盛電子)所收購。這也讓VIA一舉成為繼Intel之後,同時可製造x86架構CPU、晶片組、顯示晶片的第二家廠商。附帶一提,第三家則是SiS(Silicon Integrated Systems Corp.,矽統科技),而第四家才是AMD。

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▲併購製造商Diamond後,第一款產品就是Diamond Viper II,使用的是Savage 2000。圖片來源:VGA LEGACY

遭VIA併購,最終併入HTC

或許是為了研發VIA的IGP(Integrated Graphics Processor),S3被併購後並未積極布局顯示卡市場,2004年才推出DeltaChrome系列,共有高中低等級的產品,包括DeltaChrome F1、DeltaChrome S8、DeltaChrome S4全都使用130nm製程,且支援DirectX 9,但並未引起廣大迴響。至於在S3(VIA)的IGP部分,則被SiS的Mirage系列、Xabre系列追過,Intel的Graphics Media Accelerator 900(GMA 900)系列亦支援顯示功能,落差也越來越大。S3(VIA)後來或許是想發展獨立顯示卡,再將技術轉移回晶片組。

2006年推出DeltaChrome S27、DeltaChrome S25,皆為90nm製程的DirectX 9時代產物,支援HDMI與HDCP。2008年又推出Chrome 440 GTX,同樣未有起色。最終到了2011年7月,HTC為了拿專利與蘋果打官司,花了3億美元買下VIA手中的S3,獲得約235個專利。且未來S3的專利將開放給VIA使用,不影響VIA在HTPC上的發展,直至今日S3仍是HTC集團的成員。

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▲VIA收購之後曾推出S3研發的產品,圖為PN133T顯示晶片。圖片來源:Wikipedia

顯示卡30年發展史1:SVGA王者Trident、2D時代霸主S3 Graphics

▲在VIA的嵌入式系統上,也能看到S3的顯示晶片,圖為S3 5400E擴充卡。

下期預告:如煙火般燦爛的3D王者3dfx

現在的產品都好無聊,編輯們某天上班時突然提到這個話題,早期PC有著許多異想天開的設計,產品更是五花八門。對於現在想了解科技產品的朋友來說,知識的進入門檻實在很高,這讓編輯部產生了想要寫些骨灰產品的念頭,透過介紹這些老前輩,也能讓人了解當年技術的演進與一些小知識,而就誕生了這篇顯示卡30年發展史。

顯示卡超連載第一回介紹的是Trident與S3,下回我們要介紹顯示卡重要的巨匠,也就是3dfx精彩的一生,篇幅若足夠會再加上存活至今的2D奇才Matrox,以及台灣重要的廠商SiS。有興趣的朋友不要錯過這系列的連載,但千萬別問什麼時候會刊登第二集,讓我們先接著處理雜誌截稿吧!拜託大家了。<寫於2014年5月15日清晨>

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PCABC
3.  PCABC (發表於 2014年5月15日 10:44)
叫我別問更讓人想問
"什麼時候會刊登第二集"
這篇還不夠長不夠過癮啊
還沒看到我的年代呢
阿婆
5.  阿婆 (發表於 2014年5月15日 10:55)
說到sis當然是sis6326,家裡還有一張8M的卡~~

3DFX則是Voodoo 5 6000,傳說中的4核顯卡

現在的顯卡都弱爆了XD
sam
6.  sam (發表於 2014年5月15日 10:57)
SiS應該才是第一家做出SOC的, 該型號為SiS550系列, 時間早在2002前
魯蛇實驗室
7.  魯蛇實驗室 (發表於 2014年5月15日 11:26)
※ 引述《PCABC》的留言:
> 叫我別問更讓人想問
> "什麼時候會刊登第二集"
> 這篇還不夠長不夠過癮啊
> 還沒看到我的年代呢

編輯部要寫雜誌、還要做網站,更要經營社群
可怕的是,竟然這些工作都是相同四個人再做(默)
魯蛇實驗室
8.  魯蛇實驗室 (發表於 2014年5月15日 11:28)
※ 引述《sam》的留言:
> SiS應該才是第一家做出SOC的, 該型號為SiS550系列, 時間早在2002前

文中提到的應該是同時擁有x86 CPU、晶片組、顯示晶片的製造技術,不限於SoC。若有錯誤也煩請指正,謝謝。
KoGaSenRx
2人給推

9.  KoGaSenRx (發表於 2014年5月17日 10:58)

寫這類文章最難的就是找到圖片...╯-__-)╯ ╩╩
而且底子不夠深、資料庫不夠全,
會花時間在查資料上頭 ╮(╯_╰)╭

但知識的傳承與資料的保存是很重要的
可惜台灣很少網站願意投資這塊
使得 老一輩的經驗、知識只存在老人的腦海裡
若是不寫下來、發表出來,生不帶來,死不留下
會讓後進更難入門

編輯部加油~!! 台灣的電腦知識靠你們了 (≧▽≦)
魯蛇實驗室
12.  魯蛇實驗室 (發表於 2014年5月24日 14:58)
※ 引述《pobynb》的留言:
> 影像部分它支援DVD與AC3解碼?
>
> AC3 不是音效的編碼嗎?是否有誤?

已更正為 影音部分它支援DVD與AC3解碼
謝謝你的指正

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