ATi显卡发展史.docx

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ATi显卡发展史

ATi显卡发展史

ATi显卡进展史（上篇）

默认分类  2009-04-2519:

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大大 中中 小小

2006年7月24日，AMD宣布了其对ATi的收购。

此次收购交易总额高达54亿美元，AMD将以42亿美元现金加5700万AMD一般股的形式收购ATi的全部一般股票。

此次收购现在差不多差不多完成，有人担忧以后将再也见不到ATI那个品牌。

在此，我们对ATI的历史进行一次回忆，分为上中下三篇。

今天我们将放出上篇。

改日会中篇和下篇的报道。

　　专门多朋友接触到ATI，是因为它的3D显卡。

事实上早在1987年，ATI就推出了2D显卡……

　　1987年第一代产品EGA/VGAWonder

　　ATI原先是一间原始设备制造商（OEM），为大型个人电脑制造商，例如IBM，制造显示芯片。

但从1987年开始，ATI为了自身进展的需要，决定不再为他人做嫁衣制造2D图像芯片，开始销售自己的EGAWonder和VGAWonder系列显卡。

EGAWonder系列显卡共有6种型号，均搭配256KB显存；高端一点的VGAWonder显卡共有5种型号共选择，搭配了512KB~1MB显存，以应对对显卡要求不高的2D图像显示。

这些显卡性能都比IBM的显示系统好，为传统个人电脑提供了更好的图像，由此引起了个人电脑制造商和用户的重视！

ATI18800芯片

ATI28800芯片

元老级的EGAWonder显卡

VGAWonderXL显卡　　1991年5月，ATI推出Mach8芯片及相应的板卡产品。

Mach8是ATI公布的第一款为微软Windows系统的图形界面优化的显卡产品。

事实上，Mach8并不是一颗独立的显卡芯片，它只是一颗协处理芯片，因此在VGAWonderGT、GraphicsVantage和GraphicsUltra显卡上就能够看到上一代显卡芯片ATI28800-6的身影。

这三种类型的显卡，有两个芯片一起工作，大大增强了绘图能力，让CPU不再需要运算画面资料，也大大降低了CPU的负担。

Mach8芯片

双芯片的GraphicsULTRA显卡　　1992年第三代产品Mach32系列芯片

　　1992年4月，ATI公布集成图形操纵器和图形加速器于一体的Mach32系列显卡。

Mach32也是一款双芯片显卡，由于ATI参与制定了VESA总线标准，因此Mach32系列显卡拥有多种接口规格，如VLB（VESALocalBus）、ISA和PCI接口，部分显卡兼容不同规格的各种总线，型号十分复杂。

由于当时的制作工艺还不够成熟，不能将RAMDAC（RandomAccessMemoryDigital/AnalogConverter，随机存取内存数字/模拟转换器，将显存中的数字信号转换为显示器能够显示出来的模拟信号，转换速率以MHz表示）做到一个芯片内，因此采纳独立的RAMDAC芯片。

　　由于Mach32系列显卡差不多能够专门好的支持32位色图像，支持Windows和正在起步中的Linux图形显示，受到大量用户的关注。

　　知识加油站什么是VESA总线？

　　VESA（VideoElectronicsStandardAssociation）总线是1992年由60家附件卡制造商联合推出的一种局部总线，简称为VL（VESALocalBus）总线。

它的推出为微机系统总线体系结构的革新奠定了基础。

该总线系统考虑到CPU与主存和Cache的直截了当相连，通常把这部分总线称为CPU总线或主总线，其他设备通过VL总线与CPU总线相连，因此VL总线被称为局部总线。

它定义了32位数据线，且可通过扩展槽扩展到64位，使用33MHz时钟频率，最大传输率达132MB/s，可与CPU同步工作，是一种高速、高效的局部总线。

Mach32芯片

GraphicsUltraPro显卡　　1994年第四代产品Mach64系列芯片

　　1994年8月，ATI公布Mach64芯片及一系列新的板卡产品，在业界领先提供了对动态视频进行加速功能。

Mach64芯片也是第一款被大众广为认可的多媒体显示芯片。

Mach64芯片硬件支持YUV/RGB的颜色转换以及硬件缩放功能。

有了Mach64系列显卡，个人电脑不需要安装昂贵的专用硬件解码器，差不多上能应对AVI和MPEG-Ⅰ格式文件的播放。

1996年公布的，Mach64-VT芯片又从CPU“手中”接过逐行扫描的工作。

此后，Mach64系列显卡还支持800×600像素的VGA/TV编码。

　　随着时刻的推移和电脑技术的进展，2D图形技术差不多不能满足用户的需求，关于3D图形技术的越来越强烈需求，从1996年开始，ATI公司推出了第一块3D显卡，从此走进了3D的世界……

　　1996年第五代产品3DRAGE系列芯片

　　ATI第一款3D显示芯片——3DRAGE于1996年1月公布。

3DRAGE芯片采纳了0.5微米工艺制造，具备1条像素管线和1个顶点着色单元，提供了对光源的处理能力，只是由于兼容性较差，销售状况并不太好。

　　针对那个问题，ATI于1997年2月公布了3DRAGE芯片的升级版本3DRAGEII和3DRAGEII+DVD芯片。

3DRAGEII和3DRAGEII+DVD芯片才算得上真正意义上的3D芯片，它支持双线性过滤、三线性过滤、Z-buffer和一些Direct3D材质混和模式，让ATI真正进入了3D世界。

此外，3DRAGEII+DVD芯片依旧地一块提供了硬件运动补偿的图形芯片。

它把CPU从软件播放DVD的繁重工作中解放了出来，使ATI成为DVD加速领域的先行者。

从此刻开始，ATI差不多奠定了在图形多媒体方面的优势。

具有标志性意义的3DRAGEII+DVD芯片

　　为了应对3Dfx公司的Voodoo显卡的凶残攻势，ATI公司在3月公布了改进的RAGEPro芯片。

RAGEPro芯片支持矢量纹理压缩，其像素填充率几乎赶上了Voodoo显卡，为45MPixels/s，每秒可生成120万个三角形，并支持单周期的三线性过滤。

由于驱动程序的缘故，RAGEPro芯片的OpenGL性能比较差劲，但DirectX性能不错，再加上不错的视觉成效，采纳RAGEPro芯片的XPERT@系列卡依旧专门受欢迎。

同年4月，ATI开始采纳了当时业界领先的AGP总线。

不幸的是，当时是3Dfx年代，人人谈论的差不多上Voodoo。

　　进入了1999年后，现在各厂商的3D显卡之争专门猛烈。

包括NVIDIA、3Dfx、Matrox、S3等厂商都纷纷推出了当时各家的旗舰显示芯片。

ATI也在当时推出了RAGE128芯片，该芯片的扩展型号专门多，包括RAGE128VR、RAGE128GL、RAGE128GL、RAGE128Pro等，这些芯片均采纳0.25微米工艺制造，只是核心频率有所不同。

ATI的RAGE128Pro芯片和TNT2芯片的性能相当，采纳双芯片的RAGEFuryMAXX显卡则和TNT2Ultra芯片的性能相当。

RAGE128芯片的性能在当时并不是最顶尖的，只是RAGE128胜在各项性能指标都专门平均。

此外，RAGE128芯片在DVD动态插值补偿方面依旧占据优势，还支持VIVO功能，在当时看来，已确实是功能专门强大的多媒体显卡！

唯独的遗憾确实是ATI的产品上市时刻均晚于NVIDIA，失去了占据市场的大好机会。

采纳RAGE128芯片的显卡

表：

3DRAGE系列显卡

　　开启“镭”时代

　　2000年，ATI公司推出了“Radeon（镭）”这一品牌。

凭借“RADEON”系列显卡的强大实力，ATI公司坐上市场领导席位，在3D显卡的世界开启“镭”时代……

　　2000年第六代产品RADEON系列芯片

　　2000年，由于3Dfx公司错误的市场策略，其市场占有率大大下降。

NVIDIA和ATI两家公司在众多竞争对手中脱颖而出，当时的桌面图形市场差不多上差不多演变成两家公司的表演。

　　面对有首款GPU之称的GeForce256的强劲攻势，ATI于2000年中旬公布了RADEON（镭）显示核心。

RADEON芯片采纳0.18微米工艺制造，拥有3千万颗晶体管，具有2条着色管线，每个着色管线具有3个光栅处理器。

除了同样拥有T&L外，该芯片首次支持DirectX7以及DirectX8的部分特性，具备当时先进的硬件几何变形，光照成效和图像剪切等功能，并能够搭配DDR显存，使ATIRADEON在性能上完全能够与NVIDIA的旗舰产品一决高下。

从此ATI和NVIDIA两大巨头之间的竞争也演化为RADEON和GeForce两大品牌的对决！

　　与NVIDIAGeForce2系列显示芯片的一样，ATI也将RADEON系列显卡依照当时的市场情形划分为多个版本，包括RADEON标准板、RADEONVE（双头显示，精简Chrisma引擎和硬件T&L，只具有一条着色管线）以及RADEONLE（精简了Hyper-Z电路）。

能够说RADEON是ATI跨入DirectX7.0时代后最成功的一款显示芯片，同时今后的ATI产品也延用“RADEON”来命名。

RADEONVE芯片

RADEONVE显卡

　　RADEON系列芯片获得成功之后，ATI开始系统地划分自己的产品线，开始以四位数字命名显卡，大伙儿熟知的ATI的显卡是从RADEON7200/7000系列起跳。

RADEON7000系列总共有两款芯片，高端的R100（7200）和低端的RV100（7000）都使用了0.18微米工艺制造，拥有三千万晶体管，支持DirectX7以及DirectX8的部分特性。

从表中能够看到，新公布的R100和RV100在性能上改进专门小，只可看作ATI公司为统一芯片命名规范而公布的第六代产品的改进型，不能算作第七代产品。

从这一代芯片开始，以R代表高端产品，以RV代表低端产品核心代码的编号方法被沿用至今。

RADEON7500

RADEON7500显卡使用的RV200芯片

　　在第六代产品中，最值得一提，最专门确实是采纳了核心代号为RV200芯片的RADEON7500显卡。

RV200芯片和ATI下一代R200芯片同时公布，采纳更先进的0.15微米的制造工艺，但RV200芯片仅支持DirectX7。

使用RV200芯片的RADEON7500显卡，具有290MHz的核心频率，搭配230MHz的128bitDDR显存，加上增强显存带宽利用效率的Hyper-Z技术和一项出众的DVD回放质量，是NVIDIAGeForce2Ti的强劲对手。

　　RADEON7000系列显卡除了2D和视频方面的优势之外，支持多显示器显示和DVI、TV输出也是一大卖点，这是当时大多数同类显卡所不具备的！

　　2001年第七代产品RADEON8500系列芯片

　　在2001年8月ATI公布的RADEON8500（核心代号R200）向NVIDIA发起了挑战，让NVIDIA感到无比的压力。

RADEON8500芯片的工作频率为275MHz，具有4条着色管线，每个着色管线具有2个光栅处理器，具备新一代的CharismaEngineⅡ、PixelTapestryⅡ、SmoothVision等技术，并在硬件上完全支持DirectX8.1。

RADEON8500（核心代号R200）显示芯片

RADEON8500显卡

　　在当时不管是论性能、做工的优秀程度依旧画面的显示质量，RADEON8500都比GeForce3杰出，成为业界公认的性能最杰出的显卡。

ATI实现了一个几乎不可能的目标，RADEON8500不但超越了GeForce2GTS，还把NVIDIA的旗舰产品GeForce3抛在身后。

尽管NVIDIA随后公布了GeForce3Ti系列显卡，高端型号的GeForce3Ti500在速度上要比RADEON8500更胜一筹，只是凭借价格方面的优势，RADEON8500仍旧是当时最畅销的高端显卡，同时也让人们看到了ATI的雄厚实力。

　　其后的几个月，ATI把眼光瞄向了移动市场，工作站市场，家庭剧院市场，移动工作站市场，高端/低端OEM市场。

专门是ATI推出的ALL-IN-WONDER（简称AIW）RADEON8500DV显卡，成为当时的明星。

　　尽管ATI的8500系列显卡取得了不俗的成绩，然而那个系列只有两款产品（不算AIW显卡）：

8500和8500LE（128MB和64MB两个版本），而且这两款显卡只存在频率上的差别。

　　只是当ATI在公布第八代产品R300系列芯片后，也对原先的R200系列产品做出了调整，将其作为低端产品，推出大伙儿熟悉的RADEON9000/9100/9200/9250芯片，以及集成在主板上的9000IGP和9100IGP芯片。

RADEON9100事实上确实是R200核心的RADEON8500，而RADEON9000和RADEON9000Pro采纳了简化版的RV250核心，9200系列和9250则是RV280核心（在RV250核心基础上多了一个顶点渲染处理器）。

但这些低端图形处理芯片不能像R300系列核心一样支持DirectX9.0，而仅仅支持DirectX8.1，因此这些低端图形处理芯片仍旧算作第六代产品。

表2：

RADEON8500/9000系列显卡

2002年第八代产品RADEON9700系列芯片

　　2002年7月，ATI推出了世界上第一块支持DirectX9.0的显卡——RADEON9700，该显卡采纳R300核心。

由于NVIDIA错误地估量了DirectX8的寿命，新推出的GeForce4Ti显卡依旧只支持DirectX8，这使得完美支持DirectX9.0的RADEON9700大出风头，给NVIDIA带来的是长达一年的噩梦！

RADEON9700Pro/9700/9500Pro/9500显卡均采纳R300核心

RADEON9700Pro显卡

　　R300核心让ATI感到无比自豪，他们开始用一个新的名词：

VPU（视觉处理器），来区别于NVIDIA的GPU（图形处理器）。

R300核心采纳0.15微米制造工艺，集成了1.07亿个晶体管，工作频率最高可达325Mhz，有8条并行处理着色管线。

在同等工作频率下，在1600×1200@32bit下，R300核心比NV25核心快约20%，当打开抗锯齿或各异性过滤后，R300核心比NV25核心快一倍以上。

即使NVIDIA多次延期推出的GeForceFX5800也难以撼动RADEON9700的地位。

　　同样采纳了R300显示核心的RADEON9500，也因容易改造而声名显要。

RADEON9500的显示核心的只有4条着色管线，但能够通过专门方法，打开被屏蔽掉的其他4条着色管线，从而大幅提高显卡性能。

正因如此，比RADEON9500高档的RADEON9500Pro（具有8条着色管线）反而被遗忘了。

　　2003年3月，ATI公司推出了RADEON9800显卡（核心代号R350）。

尽管RADEON9800芯片在架构上并没有太多的改进，制造工艺依旧坚持0.15微米，但频率的提高让它的性能比RADEON9700更上一层楼。

NVIDIA为了挽回GeForceFX5800的败局，推出了改进核心架构的GeForceFX5900显卡。

尽管GeForceFX5900搭配的显存位宽升级到256bit，性能提高许多，但核心架构的缺陷让它无法抵挡高频率RADEON9800系列产品的攻势。

RADEON9800Pro/9800/9800SE显卡采纳的R350核心

　　作为在RADEON9600SE、9600、9600Pro以及9600XT公布后推出的一款芯片，RADEON9550（核心代号RV350）在2004年4月公布后就取得了空前的成功。

RV350核心具备4条着色管线，跟RADEON9800级别显卡一样，支持的DirectX9.0。

在RV350核心推出后，ATI又推出了RV360核心。

这两款核心在功能上没有任何区别，但由于RV360采纳更先进0.13微米Low-K制造工艺，比起RV350核心更容易稳固工作在更高的频率上。

此外，RADEON9550公布时，ATI公司没有对它所搭配显存的类型做太多限制。

因此，各种非公版、超频版RADEON9550席卷中低端市场，掀起了一股超频之风，给予了RADEON9550强大的生命力。

RADEON9550显卡

表2：

RADEON9800/9700/9600/9500系列显卡

ATi显卡进展史（中篇）

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“X”打算

2004年，继RADEON9700系列芯片赢得一片喝彩后，ATI公司公布新一代图形处理芯片——RADEONX800系列芯片。

从此，ATI开始执行宏伟的“X”打算。

　　2004年第九代产品RADEONX800系列芯片

　　也许是RADEON9700/9800/9550显卡取得的庞大荣耀让ATI低估了对手的实力，在2004年推出的RADEONX800XT显卡采纳了构架并没有太大变化的核心代号R430核心。

R430芯片采纳了更先进的0.11微米low-K制造工艺，具备原生的PCI-E接口，拥有1.6亿个晶体管，工作频率为400MHz，像素着色管线提升至16条（部分产品使用的芯片为12条），定点着色管线为6条，性能较上一代产品专门大提升。

　　然而令ATI始料未及的是NVIDIA在经历GeForceFX系列产品的失利之后，卧薪尝胆推出了规格先进的GeForce6800系列产品。

GeForce6800与X800系列性能相近，但GeForce6系列完全按照DirectX9.0cSM3.0的标准设计，而X800系列仅支持DirectX9.0bSM2.0b。

尽管当时并没有多少游戏能够支持SM3.0和HDR成效，但这差不多让X800系列失去了上代9700的王者风范！

　　X800和GeForce6800芯片的时代正值显卡接口朝换代时期（许多主板都具备PCI-E接口，并开始显现替代AGP接口的趋势）。

NVIDIA合理地通过使用桥接芯片兼顾了AGP/PCI-E接口，而ATI坚持“有路为必搭桥”的市场策略，使得研发成本增加许多，也导致X800一代ATI的显示芯片规格专门乱。

　　在R430核心推出之前，ATI还推出了原生AGP接口的R420核心。

R420核心采纳0.13微米工艺，降低了制造成本，同样拥有1.6亿个晶体管，并具有16条像素着色管线。

需要注意的是X800XTPE和X800XT显卡的显示核心，默认就打开了16条像素着色管线，而X800Pro和X800GTO显卡尽管也采纳R420核心，但指具备12条像素着色管线。

只是，由于核心硬件规格是16管线，因此当年的X800Pro和现在活跃在低端市场的X800GTOAGP显卡都具备改造16管线的可能。

之后，ATI推出了R420核心的升级版：

R423。

R423核心仍旧采纳0.13微机制造工艺，除了具备原生的PCI-E接口外，规格痛R420核心完全相同。

使用R423核心的显卡有PCI-E版的X800XTPE和X800XT，还有少数的X800GTO显卡也使用了R423核心。

具有原生AGP接口的R420核心

具备原生PCI-E接口的R423核心

X800和X800XL显卡均采纳R430核心

　　为了对抗GeForce6800GT，ATI推出了频率更高的X850系列显卡，占据高端市场。

X850系列显卡使用代号为R480和R481的显示核心。

难以明白得的是，ATI没有在高频显卡上使用更先进的0.11微米制造工艺，而走保守路线，采纳了0.13微米制造工艺。

R480核心具有原生的PCI-E接口和R481核心则具备原生的AGP接口，其他技术规格则一模一样。

　　由于ATI坚持走原生路线，给自己造成了不小的苦恼。

需要为显卡开发两款GPU，而且要分别预估AGP和PCI-E显卡的出货量。

原生GPU在方案技术上是成功的，但在市场上并没有给ATI带来太多好处，反而是NVIDIA的桥接方案更加灵活。

最终ATI依旧转向了桥接路线，开发了自己的桥接芯片，舍弃了AGP版本的GPU研发，因此后期有相当一部分X850XTAGP显卡采纳了原生PCI-E接口的R480核心搭配桥接芯片的方案，R481提早停产。

此外，由于R423、R430（采纳0.11微米制造工艺）和R480核心（采纳0.13微米制造工艺）的性能十分接近，厂商能够任意选择一款来制造X800GTO、X800XL、X800XT甚至X850XT显卡。

R480核心（核心上具有PCI-E标志）

R481核心（核心上具有AGP标示）

当时的单卡之王X850XTPE显卡

　　除了通过屏蔽着色管线方式衍生出了一些12管线（X800Pro和X800GTO）和8管线的产品（X800SE和X800GT）外，X800系列显卡的核心大都拥有16条着色管线。

而NVIDIA公司仅有GeForce6800GT拥有16条着色管线。

尽管ATI公司不遗余力地推出16管线的高端X800XT或X850XT，然而依旧不敌NVIDIA公司的SLI技术。

而NVIDIA公司采纳的12条着色管线设计不及ATI的16条着色管线负责，使得良品率大大提高，从而在中端市场里占据专门大优势，而NVIDIA公司针对高端市场推出的了下一代的7800系列产品更是让ATI措手不及！

只是，X800系列显卡的性能与GeForce6800系列显卡不相上下，同时在功耗操纵方面ATI依旧占据专门大的优势。

　　ATI将X800和X850系列显卡定位于高端市场，针对中端市场则推出了X700系列显卡（核心代号RV410）。

RV410核心采纳0.11微米的制造工艺，仅含有7500万个晶体管，拥有8条着色管线和多达6个顶点着色单元。

相关于拥有8条着色管线和3个顶点着色单元的GeForce6600显卡，多了一倍顶点着色单元的X700并没有明显优势。

此外，还由于GeForce6600支持SM3.0（即DirectX9.0c中要求支持的特效之一），具有SLI和PureVideo等众多先进技术，吸引了众多中端用户。

因此，GeForce6600成为一带经典显卡，而X700显卡则显得普一般通。

X700系列显卡的RV410核心

X600/X550系列显卡采纳的RV370核心

2005年第十代产品RADEONX1000系列芯片

       X800系列显卡在同NVIDIA的GeForce6800系列显卡的竞争中，处于专门不利的局面。

最要紧的缘故确实是X800系列显卡不支持SM3.0特效以及像SLI之类的双卡互连加速技术。

为此，ATI公司在2005年10月推出了X1000系列的第一款产品RADEONX1800XL显卡。

RADEONX1800XL显卡采纳全新构架的显示核心（核心代号R520）。

R520核心完美支持SM3.0特效，全面支持CrossFire双卡互联加速技术以及Avivo视频加速解决方案。

此外，R520的硬件构架上ATI首次采纳了Ultra