9时光倒流二十年 火凤凰ATI显卡发展简史回顾文档格式.docx
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成立之初的ATI极为辛苦，仅有6名员工：
秘书、接待和装运都是同一个人，何国源的老同事看望他的时候，惊奇地发现何国源这个昔日的总经理成了拿着扫把的车库清洁员。
作为CEO的何国源除了研发，所有的公司业务都由他来打理。
万事开头难，开始的时候，ATI举步维艰，创业资金很快就花完了。
幸而得到新加坡华联银行共计180万美元的商业贷款，何国源才得以将公司维持下去。
尽管开始的那段时间比较难熬，但当时图形芯片的高回报状况使得ATI仅需一个成功的设计就可以拯救整个公司。
第二年年中ATI获得了自己的第一笔订单，每周被预订了7000块芯片，那一年年底，ATI赚了1000万美元。
从那之后，ATI开始专注于为PC制造商提供OEM的整合图形芯片。
随后几年，在当时新兴的PC大潮带动下，ATI的营业收入逐年上升，80年代末90年代初的时候，ATI营业额几乎达到1亿美元，跻身加拿大五十大高科技公司的名单。
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（GoogleEarth下加拿大安大略省Markham镇的ATI总部）
在专注于OEM订单的同时，ATI也注意塑造自己的品牌形象，EGAWonder和VGAWonder都是当时ATI的主力零售产品，为ATI在零售市场上获得了高额的利润。
而Wonder这个品牌最后演变成了ATI著名的全能显卡系列AllInWonder
童年：
幸运Mach
做了5年OEM后，ATI于1991年推出了自己的第一块图形加速卡——Mach8，这块图形加速卡有板载和独立两种版本，能够独立于CPU之外显示图形。
第二年，为了应付强劲对手S3Trio32的挑战，ATI推出了Mach32A，也就是Mach8的改进型。
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（从左往右是Mach8、Mach32、Mach64与Mach64-VT，Mach家族四兄弟，为ATI的早期成功打下了坚实的基础）
1994年，首块能够对影像提供加速功能的显卡Mach64诞生。
这块显卡是计算机图形发展历史上的一块里程碑。
Mach64所使用的GraphicsXpression和GraphicsProTurbo技术能够支持YUV到RGB的色彩空间转换，使得PC获得了MPEG的视频加速能力。
MPEG作为最普遍的视频压缩算法，采用了YUV三个通道的方式来存储数据，而计算机显示器则使用不同RGB比例的混合来表示每个象素的颜色。
不必依靠昂贵的CPU资源，能够将这两者进行转换获得流畅的30fps的MPEG-1回放效果，Mach64成了第一块意义上的视频显示芯片。
之后一年诞生的Mach64-VT版本完全将CPU解压的负担承担了起来，由于VT版本的Mach64提供了对视频中的X轴和Y轴的过滤得能力，所以对分辨率为320x240的视频图像重新调整大小至1024x768时也不会出现因为放大所产生的任何马赛克。
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（PCI版本的Mach64-VT）
Mach64作为ATI的OEM时期的一个具有划时代意义的产品，广泛应用于各个计算机的领域。
时至今日，我们仍然能从一些还在销售的服务器里发现Mach64的踪影，宝德公司几年前的Intel服务器仍然采用了Mach64作为其显示芯片。
1993年，在年营业额突破2.3亿加元后，ATI在多伦多证交所上市，之后由于股灾，ATI一度面临生死存亡的局面。
在Mach64诞生后，由其带来的成功，ATI所有的麻烦都迎刃而解。
ATI开始成立了自己的3D部门，这为后来的ATI奠定了基础。
现象七十二变：
Rage转型
Mach64之后，大量的订单让ATI尝到了甜头，这之后ATI的产品里几乎都加入了强大视频能力。
随着MPEG-2标准的视频以DVD为载体开始逐渐普及，ATI的新产品3DRage系列开始提供对MPEG-2的解码支持。
通过后来引入Rage系列显示芯片的iDCT等先进技术更大大降低了CPU在播放MPEG-2视频时的负担。
时值3D游戏的萌芽期，初始的3D游戏都以CPU作为主要的运算载体，ATI敏锐的感受到了时代进步的方向，在自己的Rage系列显示芯片中加入了3D加速的能力。
最初始的Rage采用了Mach64的2D核心、部分3D加速功能和视频加速能力。
而到了RageII的时候，Z-Buffer的引入使之成为了ATI第一款真正意义上的3D加速芯片。
重新设计的Mach64GUI引擎配合EDO或者SGRAM，对D3D和OpenGL的良好支持，再加上优异的MPEG-2视频回放能力，RageII相比较与同时代的S3Virge和MatroxMystique，无论是速度还是功能上都大为领先。
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（ATIRAGEII8MBAGP）
3DRagePro作为ATI踌躇满志的AGP先锋，于1997年4月发布。
4千5百万像素填充率，VQ的材质压缩功能，每秒能够生成1百20万的三角形，8MBSGRAM或者16MBWRAM的高速显存，这些数字给了当时3D图形芯片的王者Voodoo以很大压力。
然而，由于早期驱动对于当时主流的OpenGL的支持非常不理想，RagePro迟迟无法将Voodoo赶下销售冠军的宝座。
直至1998年2月RagePro更名为RageProTurbo，驱动也作了相应更新后，性能提升了将近40%，这才恢复了RagePro的本来面目。
然而，1997年底，ATI最大的敌人NVIDIA的RIVAL128发售，这款显示芯片在性能上远远超出了Voodoo和RagePro的水平。
RagePro尽管运气不是太好，但其衍生产品仍然获得了很大的成功。
RAGELT为笔记本电脑的LCD整合了LVDS及先进的电源管理技术，FilteredRatiometricExpansion技术让不同分辨率的图像都能填充满整个LCD屏幕，因而在移动办公领域获得了青睐。
RAGEXL作为RagePro的低端解决方案，主攻市场的低端，由于其良好的兼容性和稳定性，直至2006年，在部分Intel的主板上仍然使用该产品。
面对NVIDIA不断侵吞自己的OEM份额，ATI意识到了危机，并开始加紧了新一代的显示芯片的研制。
1997年，在2D时代非常强大的TsengLabs公司被ATI收购，40名经验丰富的显卡工程师加入了ATI的开发团队。
1998年，Rage128GL发布，从名字就可以推断出这是一款专为OpenGL优化的芯片。
Rage128GL是首款支持Quake3中的OpenGL扩展集的硬件。
尽管Rage128GL技术非常先进，但也可以说是过于先进。
Rage128GL在应用中提升到32位色时，性能下降极低，然而当时大多数应用软件游戏等都采用的是16位色深，以致于英雄无用武之地。
过于超前的技术受到了软件环境的制约，大大影响了Rage128GL的销售。
而苹果OEM的订单需求量过大，ATI生产能力不足，使得零售市场上Rage128GL出现得很晚。
等Rage128GL大量上市的时候，霸主TNT2和TNT2Ultra已经登场。
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（很多原因造成了Rage128的失败，同时给ATI造就了一个悲剧英雄的形象）
为了对抗NV的强大攻势，ATI于1999年4月发布了Rage系列的最后产品Rage128Pro，各项异性过滤，优化的多边形设置引擎，以及更高的时钟频率，使得Rage128Pro成了99年QuakeCon比赛的官方指定显卡，更高端的RAGEFuryPro更是加入了RageTheater提高了显卡的视频性能。
受到VoodooSLI的启发，为了追求更强大的性能，ATI采用AFR技术将两块Rage128Pro芯片管理起来，共同参与3D运算，这就是拥有两颗显示芯片的显卡RAGEFuryMAXX，曙光女神。
然而，与3DRagePro所面临的处境类似，只有在当时几乎用不到1600x1200分辨率下，曙光女神的性能才会有显著提升。
而32位操作系统（win2000winxp）没有提供对双核AGP显示芯片的支持，使得曙光女神在32位操作系统下成了笑柄。
RAGEFuryMAXX最终成为了Rage系列产品的绝响。
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（命运多舛的曙光女神成了Rage系列最后作品，谁能想到6年后继承曙光女神衣钵的居然是对手的7950系列）
1999年，ATI终于在Nasdaq上市，开始以美元计算自己的价值。
1995~2000年间的Rage系列尽管从某些意义上来说并不算太成功，但这代表了ATI在面临计算机图像从2D向3D转变的过程中坚定的决心。
与ATI同时期的2D显示芯片制造公司有被收购的，如TsengLabs和S3，有后来就默默无闻销声匿迹的，如Trident，有偏安一隅一直得不到长足进步和发展的，如Matrox，只有ATI在那次大变革中活了下来，并从失败中吸取了大量的经验，为以后和NVIDIA的抗衡打好了基础。
未来的主人翁：
Radeon100小试牛刀
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（Radeon是ATI崛起的标志，是与对手的GeForce相抗衡的著名IT品牌）
失败并不可怕，可怕的是就此沉沦下去，ATI显然不是一个甘心失败的角色。
2000年3月的GDC上，ATI的第6代图形芯片让所有的人吃了一惊。
同年4月，与Geforce256针锋相对的Radeon256诞生，提供了对DDR-RAM的支持，节省带宽的HyperZ技术，完整地T&
L硬件支持，Dot3，环境贴图和凹凸贴图，采用2管线，单管道3个材质贴图单元（TMU）的独特硬件架构。
由于架构过于特殊，第三个贴图单元直到Radeon256退市的时候也没有任何程序支持它。
Radeon256的渲染管线非常强大，甚至可以进行可编程的着色计算，尽管这基本上不等同于DX8之后的着色器。
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（Radeon256不仅带来了一个全新的品牌，也带来了ATI产品在用户心目中性能强劲、画质优异的形象）
在Radeon256提供了更加齐全的特性同时，16位色与Geforce256性能不相上下，而32位色下则大大胜出，一举夺取了性能王者的宝冠。
然而两天后，NVIDIA的Geforce2GTS就将Radeon256从宝座上赶了下来。
与Geforce2相比，
Radeon256在32位色特别是1024x768以上的高分辨率下毫不逊色，支持的特性甚至比Geforce2还多，然而16位色下的性能完全不敌Voodoo55500和Geforce256。
在当时游戏普遍为16位色的情况下Radeon256的失败是不可避免的。
除了先进的3D核心，Radeon256同样提供了先进的视频特性。
进一步加强了MPEG-2的回放能力，提供了对HDTV的解压能力。
通过将渲染管线加入到视频运算中，大大提高了硬件视频解码能力。
吸取了3dfx收购STB的教训，并感受到了NVIDIA及其结盟厂商的强大产能压力，ATI意识到只有开放才能获得更好的发展。
于是ATI开始对第三方的生产厂商开放了生产授权，各种名目繁多的ATI显卡出现在市场上。
8500诞生后，R100系列开始改名为R7200系列。
其中主流的显示芯片为RadeonDDR/SDR，也就是所说的Radeon7200，其降频版就是Radeon7200LE，这都是基于R100的产品。
而R100的简化产品RV100则将T&
L和一条渲染管线去掉，作为其低端产品，型号为7000。
而对于那些对视频有特殊要求的用户，则可以选择增加高频头与改进的RageTheater芯片，增加电视和收音接受及视频处理功能的产品AllInWonder系列。
R8500诞生后，R100再次登场，其超频改进版R7500举起了ATI的中低端大旗，成为了市场上一股强大的力量。
Radeon256系列的产品除了不错的3D性能和视频能力外，其2D的画面品质是之后的ATI产品所不具备的。
除了已经成为了2D画面品质神话的R7000evc外，R100的全系列及衍生产品都具有优秀的线路设计，良好的低通滤波以及合适的频率，避免了高频RAMDAC对2D画质的影响，使得R100成为民用显卡中画质最好的产品。
Radeon256开创了一个著名的品牌—Radeon。
与对手Geforce系列相比，Radeon的特点就是在提供了强大的游戏性能同时，提供了优异的视频回放能力与良好的画面品质。
尽管Radeon256承受着Geforce2系列的巨大压力，但其产品鲜明的特点还是吸引了不少顾客，其中一部分成为了ATI的忠诚用户。
站稳脚跟的ATIRadeon，前途一片光明。
皇后大道东：
Radeon200崛起
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在NVIDIA吞并3dfx，自以为天下无敌后，于2001年发布了自己首款硬件支持DX8的显卡Geforce3。
这次ATI紧跟GF3，推出了新一代的芯片R200。
R200完整的支持了微软的DX8.1及SM1.4，使用RIP映射来进行各项异性过滤，新的HyperZII技术更节省了带宽，先进的VideoImmersionII技术加上双头显示提供了优质的视频服务，TRUFORM技术圆滑了三角形的棱角，使得画面更平滑，质量更好更精确地全屏抗锯齿美化了。
在硬件架构上，R200抛弃了R100奇怪的2X3架构，改而使用流行的4X2架构，4个像素着色单元，每个象素着色单元有两个独立的材质贴图单元，还有两个顶点着色单元。
这非常符合当时游戏的特点，大纹理占了游戏的绝大部分，各种特效的运算在当时所占比重并不大，所以像素着色单元：
纹理单元=1：
2在当时是一个非常合适的设计架构。
先进的架构和技术带来的是性能上的巨大提升，去掉了一个TMU让R200更有效率，增加了TMU使用的灵活性，减少了多周期渲染的次数。
而SM1.4在一个pass内能够最多输出6层材质，使得DX8.1的代码在R200下能够获得极大的性能提升。
而显存升级到了128MB，更使得高分辨下的游戏性能大为增强。
尽管GF3ti是第一款支持128MB显存的显示芯片，但本身架构的限制使得GF3无法像R200那样充分发挥大容量显存的优势。
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（大力神8500LE是ATI授权第三方生产显卡后出现的精品）
然而驱动是困扰ATI已久的问题，与ATI截然相反，NVIDIA的驱动一直都是那么出色，新的雷管系列驱动更是性能巨大提升的引爆点。
R200初始的驱动性能极差且Bug众多，很多R200的特性都无法表现，抗锯齿只有在D3D下才能出现，且速度非常的慢。
早期的驱动在很多游戏中都有不少的贴图错误等显示问题。
更糟糕的是，R200的游戏实际性能不如测试分数那么显眼的情况被很多测试网站发现。
而著名的R200在运行Quake3时刻意下降贴图质量的丑闻被揭露，对ATI的Radeon品牌造成了不良影响。
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（催化剂随着ATI驱动团队的不断努力终于让雷管成为了历史）
相对于雷管，ATI的驱动名称叫做催化剂，到了催化剂3.0版本的时候R200才趋于稳定。
架构的先进使得R200通过驱动提升的潜力更大，驱动稳定之后GF3ti根本无法望其项背。
R200相关衍生产品很多。
早期的R8500LE是R200的低频版本，在提升了工艺之后，随后更高频率的R8500与R8500XT出现，组成了R200的旗舰产品。
与R8500同期推出的R7500尽管叫做RV200，但其实际上只是更换了马甲的R100。
R300发布后，以R8500的降频版本R9100为首的R200系列再次以市场的中低端为目标登场。
R9100就是8500LE，定位为中端。
而低端产品R9000和R9000Pro则是以RV250作为其核心，RV250相比较于R200每条渲染管线削减了一个TMU，取消了TruForm与Hierarchical-Z的支持，顶点单元也减少为一个，最终形成了4x1的架构。
R9200系列产品的核心RV280实质上就是RV250的AGP8X升级版本。
R200是Radeon历史上第一款让ATI扬眉吐气的产品。
尽管驱动限制着R200的发挥，但其一出场仍然比NVIDIA最高端的Geforce3在性能上高出了20~30%，NVIDIA很快推出了自己的GF3系列的超频产品GF3ti与雷管超级驱动，但即使是最高端的GF3ti500也仅能勉强达到R200的性能水平。
直至第二年的GF4ti出现，与R200旗鼓相当的对手才出现。
此时R200已经在各项性能测试中横行了半年有余。
R200标志了ATI的崛起，头一次在性能上对竞争对手造成巨大的压力。
尽管狼狈的NVIDIA很快调整了自己的产品序列，但ATI在时间上的领先已然成型，R200对NV的不良影响直到NV40出现后才得以消除。
GF4ti尽管威力巨大，但跨时代的R300系列已经在悄悄的等着他了。
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恋曲2000：
亲密接触
在ATI从R200向R300转变的过程中，有一段小小的插曲，ATI收购了当时名气并不是很大的ArtX公司，并将其设计的“Flipper”卖给了任天堂作为其游戏机“GameCube”的显示芯片。
ArtX就和自己的名字一样，是游走于计算机图形技术前沿的艺术先锋们。
在为任天堂设计完了N64的显示芯片后，宏基提供了创业基金，SGI的这些工程师自立门户创建了ArtX公司，以DavidOrton为首的一群SGI的遗老遗少具有非凡的芯片设计能力。
1999年展示了自己开发的PC芯片组后，ArtX开始了公开募股。
ATI、S3和NVIDIA同时对这个炙手可热的技术资源展开了激烈的竞争。
S3处于濒临破产的境地，第一个被排除掉。
那NVIDIA呢？
“也许他们的企业文化并不适合我们”ArtX的员工如是说。
ATI成了最适合的人选。
2000年2月，ATI以4亿美元的股票选择权的代价成为了这场并购案的胜者。
DavidOrton成为了ATI的总裁兼COO，ArtX的70名精英则成为了注入ATI的新鲜血液，活跃在芯片设计的各个方面。
ATI并购ArtX后就成立了东海岸和西海岸两个工作组，轮流交替进行ATI的显示芯片设计工作。
ArtX的“Flipper”芯片给ATI带来的不仅可观的收益，更为ATI日后与各大电玩巨头的接触做好了的铺垫。
在次时代激烈的电视游戏平台竞争中，3大主力平台中的微软和任天堂分别采用了ATI的Xenos与Hollywood作为其显示芯片。
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（Xenos与Hollywood芯片总数即将突破2000万）
尽管耗资4亿，但这次并购可以说是ATI最划算的一笔买卖，给ATI带来的最大帮助就是带来了一个技术高超且成熟稳定的技术团队，帮助ATI完成了R300的设计，振奋了公司内部的低迷情绪，度过R200的难关，为R300的辉煌作了铺垫。
闪亮的日子：
Radeon300辉煌
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（ATI从来没有一块显示芯片像R300那么成功）
在ATI收购ArtX后，NVIDIA最成功的图形芯片GF4诞生，高端GF4ti完全压制住了8500，而低端的GF4MX创造了一个销售神话，再加上Intel开始进军整合图形芯片的市场，导致ATI的市场份额一缩再缩。
此时，DirectX趋向成熟，并成为游戏制作的主流。
从DX8开始，游戏软件开始逐渐的向Shader时代过渡。
在获取了DirectX的新特性后，ATI感觉到了业界风向标的改变：
耗费大量浮点运算的通用可编程矢量处理将是未来发展的方向。
2002年8月，利用R200所争取到的时间差，大部分原ArtX人员构成的西海岸团队负责设计的R300早于竞争对手的DX9显示芯片6个月面世。
R300尽管不是第一款支持DX9的显示芯片，但它却是初期最符合DX9规范的显示芯片。
ATI对未来豪赌了一把，将宝完全押在了微软的DX9上。
R300采用了新的工艺使得晶体管数目加倍却能拥有极高的频率，其硬件架构最特别的地方在于像素渲染管线与TMU的比例为1：
1，8条渲染管线形成了8x1的先进硬件架构。
尽管这看上去不符合当时DX8时代游戏普遍纹理需求较大的现实，但灵活的回环纹理机制弥补了这一缺陷。
即使在DX7或者DX8的老游戏中，R300也能够获得非常理想的速度；
而8条像素渲染管线足以承担起未来DX9游戏中繁重的Shader运算任务。
R300对于TMU和像素渲染管线的硬件设计既兼顾了过去纹理负担重的情况，又参考了未来游戏Shader运算任务繁重的特点，是一个非常完美的平衡设计。
整合了高级交叉内存控制器带来了256位的总线宽度，提供了接近20G/s的内存
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