顯卡歷史的一個注腳。

今天的 PC 游戲玩家在選擇顯卡時可以認為自己很幸運。盡管速度不同，三大GPU 制造商生產的每個型號幾乎都可以保證運行您喜歡的任何游戲。三十年前，情況截然不同，有十多家 GPU 公司，每家公司都提供自己的圖形渲染方式。許多公司非常成功，其他人則不那么成功。但沒有一個與 3D游戲行業的先驅 Rendition 完全相同，該公司推出了偉大的第一款產品，隨后是兩個低于平均水平的產品，然后在五年內完全默默無聞。

混亂十年的開端

1990 年代初期的 PC 游戲既令人興奮又令人沮喪——讓硬件正常工作需要無休止地擺弄 BIOS 和驅動程序設置，當時的游戲對這一切是出了名的挑剔。但隨著歲月的流逝，PC 越來越受歡迎，全球數以百萬計的人以擁有Compaq、Dell、Gateway和 Packard Bell 的機器而自豪。

當時，3000 美元就可以買到一臺不錯的 Intel 486DX2 機器，運行頻率為 66 MHz，擁有 4MB 內存和 240MB 硬盤。但是顯卡呢？如果幸運的話，它可能配備了 ATI Graphics Ultra Pro 2D 加速器，配備 1 MB 顯存和 Mach 32 圖形芯片。但如果沒那么幸運的話，消費者會為 SiS 或 Trident 的超低價產品買單。

8 位顏色是 1991 年廉價顯卡的典型特征。

與世嘉的Mega Drive/Genesis或超級任天堂娛樂系統等的視覺輸出相比，即使是最好的PC的圖形也是基本的，僅僅是可用的程度。然而，該平臺上沒有真正突破硬件極限的游戲。整個 90 年代最暢銷的 PC 游戲都是點擊式冒險游戲，例如Myst或其他互動游戲。這些游戲都不需要超強大的顯卡才能運行，只需要支持 8 位或 16 位顏色的游戲即可。

不過，變化正在進行中。游戲的發展方向是顯而易見的，因為3D圖形正在成為街機的常態，盡管他們使用專門的硬件來實現這一點。具有3D圖形的PC游戲，例如Doom，通過CPU進行所有渲染，系統的顯卡只是將框架變成可以在顯示器上顯示的東西。

Doom 不需要 3D 圖形加速器

例如，要模擬 Namco 的Ridge Racer中的圖形，家用 PC 需要具有類似功能但零售價僅占一小部分的硬件。老牌圖形公司（ATI、Matrix、S3等）的興趣形成緩慢，因此有足夠的空間讓新鮮血液進入該領域。

成立了許多初創公司來設計和制造新的顯卡，這些顯卡將用于代替 CPU 進行 3D 渲染。Rendition Inc，由 Jay Eisenlohr 和Mike Boich于 1993 年共同創立。他們的野心既簡單又宏大——為附加卡創建一個芯片組，為所有 2D 和 3D 圖形任務提供加速，然后出售給游戲和專業行業。然而，他們并非孤軍奮戰，還面臨來自其他 4 家新公司以及已經存在多年的公司的激烈競爭。

拿下一血

1995 年，Rendition 宣布推出其首款產品 Vérité V1000-E，但由于它是一家無晶圓廠公司，因此依賴銷售許可證來制造和使用該設計。四家 OEM 供應商接受了挑戰，一年后，Canopus、Creative Labs、Intergraph 和 Sierra 都推出了使用新芯片組的卡。

今天，在顯卡中發現的各種架構之間的差異相對較小，但 3D 加速器的第一代卻截然不同。Rendition 在 V1000 上采用了一種不同尋常的方法，因為中央芯片本質上是一個 RISC CPU，類似于MIPS，充當像素管道的前端。

該芯片以 25 MHz 的頻率運行，可以在一個時鐘周期內執行一次 INT32 乘法運算，但標準渲染技巧（如紋理過濾或深度測試）都需要多個周期才能執行。

理論上，V1000 可以每秒輸出 25 Mpixels（稱為顯卡的填充率），但僅限于非常特殊的情況。對于標準的 3D游戲，該芯片至少需要兩個時鐘周期才能輸出單個紋理像素，從而使填充率減半。

Rendition 的第一個 Vérité 模型有幾張王牌。它在硬件中完成了所有三角形設置例程，而其他所有顯卡都需要由 CPU 完成。由于 3D 游戲中的所有頂點處理都需要 PC 的中央處理器，因此 V1000 的這一額外功能為 CPU 提供了更多的喘息空間。

在 PCI 普及之前使用的 ISA VLB 插槽。

所有 V1000 卡都使用 PCI 總線連接到主機，這在業界仍然是新事物，并且它們可以利用總線控制和直接內存訪問 (DMA) 等功能來獲得額外的性能。

Rendition 的顯卡也是完全可編程的（從技術上講，它是有史以來第一款消費級 GPGPU），工程師們為 Windows 和 DOS 開發了多個硬件抽象層 (HAL)，可以將來自各種 API 的指令轉換為芯片組的代碼。理論上，這意味著 Vérité 顯卡擁有當時商店中最廣泛的軟件支持。

引進殺手锏

最重要的是一個相當有名的游戲——Quake。

在《毀滅戰士》及其續集大獲成功之后，id Software開始開發一款新游戲，一款發生在全3D世界中的游戲（而不是《毀滅戰士》的偽3D性質）。Quake于1996年6月發布，六個月后，id Software提供了一個代碼端口，稱為VQuake。

原始游戲在 CPU 上完成所有 3D 渲染，程序員John Carmack和Michael Abrash重寫了大部分代碼以利用 Vérité 的功能。當時的處理器，例如 Intel 的 Pentium 166，可以以大約 30 fps 的速度運行 Quake，分辨率為 320 x 200。VQuake 和 Rendition 顯卡的組合將其提高到超過 40 fps，但這也包括適當的雙線性過濾紋理甚至抗鋸齒（通過由 Rendition 開發并在幾年后獲得專利的系統）。

這聽起來可能不是很大的改進，但對于游戲的快節奏性質，每一個額外的 fps 和圖形增強都是受歡迎的。但是，要問的問題是為什么性能沒有比這更好？部分原因在于 V1000 缺乏對z緩沖區的硬件支持，因此程序員仍然不得不依靠 CPU 來進行任何深度計算，甚至盡可能少地進行這些計算。

對于圖形加速器的首次嘗試，Rendition Vérité V1000 相當不錯。它是市場上唯一提供 2D和3D 的產品，并且有很多可用的性能，只要游戲避免它的弱點——例如使用 DirectDraw 或它的專有 3D HAL 之一，它就會非常快。

V1000 也有出了名的故障（尤其是在不支持 DMA 的主板上），在傳統 VGA 模式下運行時速度非常慢，而且 OpenGL 支持非常差。最終最會根據后者來判斷產品。

性能競賽第二名

另一家在 3D 領域雄心勃勃的初創公司是3Dfx Interactive，它成立于 Rendition 一年之后，但在 V1000 發布之前就發布了第一款產品 Voodoo Graphics。由于 DRAM 價格的大幅下降，最初面向專業行業的 3D 加速器在 1996/1997 年進入家用 PC。

這個圖形芯片組（代號為 SST1）擁有 50 MHz 的時鐘速度，可以輸出單個像素，應用雙線性過濾紋理，每個時鐘周期一次——比一般市場上的任何其他產品快得多。

與 Rendition 一樣，3Dfx 開發了自己的軟件 Glide 來對加速器進行編程，但當它在大量 OEM 模型（來自使用 Vérité V1000 的模型）中得到應用時，引入了另一個 HAL——MiniGL。從本質上講，這是 OpenGL（一種通常在專業市場上使用的 API）的高度簡化版本，它的出現完全是因為 id Software 在 1997 年初發布的另一個版本的 Quake。

創建GLQuake是因為Carmack不喜歡使用專有軟件，這個版本利用標準化的開源API來管理渲染，并通過支持它的卡提供了急需的性能和圖形質量的提升。3Dfx的MiniGL驅動程序將OpenGL指令轉換為Glide指令，使其Voodoo Graphics芯片組完全支持GLQuake。

使用更快的 V1000L-P 芯片的 Canopus 顯卡。

憑借 50 MHz 的時鐘速度和對z緩沖區的硬件支持，使用 Voodoo Graphics 的顯卡比使用Rendition的 V1000 的任何顯卡都快得多。3Dfx 的第一個模型只能以 640 x 480 的最大分辨率運行并且始終以 16 位顏色運行，但即使是最好的 Vérité 卡也只有任何 Voodoo 模型速度的一半。

Rendition試圖通過發布更新版本（稱為 V1000L 或 LP）進行反擊，該版本在較低電壓下運行，使其時鐘頻率達到 30 MHz（并支持更快的 RAM），但它仍然存在比 3Dfx 的產品慢很多。而 1990 年代的半導體行業更像是一般的體育運動——歷史往往會忘記那些獲得第二名的人。

步履蹣跚的第二代

Rendition 幾乎立即開始研發 V1000 的后繼產品，目標是擴展第一個型號的優勢，同時盡可能多地解決其缺點。在1997年夏天的發布目標下，工程師們重新設計了芯片設計 ，提高RISC處理器的時鐘速度和功能集（每個周期最多3條指令），擴展像素引擎的功能（例如，硬件支持z緩沖區和單周期紋理過濾），并將內存從舊的，緩慢的EDO DRAM更改為更快的SGRAM。

芯片裝箱在圖形芯片行業開始變得更加引人注目，使制造商能夠在更廣泛的價格范圍內銷售同一芯片的不同版本。Rendition 利用這一點，于 1997 年 9 月發布了兩個版本——主頻約為 45 MHz 的 V2100 和運行速度快 10 至 15 MHz 的 V2200。除了時鐘速率之外，這兩種芯片之間沒有區別，但大多數供應商只是選擇了更快的芯片。

這背后的原因很簡單——他們可以為此收取更多費用。例如，Diamond Multimedia 最初以99 美元的價格出售由 V2100 驅動的Stealth II S220 （最終在銷售不佳時將其降價到一半），而使用 63 MHz V2200 的 Hercules Thriller 3D的 4 MB 版本售價為 129 美元，并且8 MB 的 240 美元。

作為 V1000 的后續產品，新芯片是一個明顯的改進，盡管有些被低估了。性能肯定更好，額外的功能支持意味著更好地兼容市場上出現的大量 3D 游戲。然而，Rendition 的一切并不順利。

V2000 系列的開發顯然受到許多故障的影響，部分原因在于該公司設計芯片的方式。由于它沒有自己的制造工廠，因此大部分處理器測試都是通過軟件完成的。但是，一旦在硅中充實，在模擬中運作良好的東西往往無法正確轉移，并且 Rendition 錯過了數月的目標發布。

競爭并不一定會更好（例如，3Dfx 的第二個產品 Voodoo Rush實際上比最初的 Voodoo Graphics 慢），但是與 ATI 相比，V2000 系列向前邁出了足夠大的一步，英偉達和 PowerVR 正在發布。

3dfx 的 Voodoo Rush 使用一個芯片用于 2D（左）和兩個芯片用于 3D（右）。

雖然最終在新硬件中引入了 mip-mapping，但它只能應用于每個三角形，而其他一切都可以針對每個像素進行。Rendition 還在推動使用自己的軟件，這可能是以為 OpenGL 和 Direct3D 提供更好的支持為代價的（盡管這兩個 API 現在都得到了適當的覆蓋）。

工程師們所做的事情引起了足夠的興趣，以吸引其他公司的興趣和進一步投資。

希望和失敗的野心

1998 年，當 Rendition 仍在開發其第三代 Vérité 圖形芯片組時，該公司（知識產權和員工）被出售給美光科技，當時美光收購了眾多企業。

3000 系列預計會有更高的時鐘和更好的像素引擎。然而，盡管可以使用自己的工廠和相當多的資源，該項目的進展速度還不夠快，不足以成為與 3Dfx、ATI 和英偉達發布的產品相抗衡的可行產品。美光停止了支持，V3000 被放棄了。

顯卡的新方向已經啟動，計劃于 2000 年推出的 V4000 項目旨在將一系列新功能全部集成到一個芯片中。其中最令人印象深刻的是至少 4 MB 的嵌入式 DRAM (eDRAM)。索尼 PlayStation 2（2000 年 3 月推出）中的圖形芯片也擁有這方面的優勢，因此這并不是一個過于雄心勃勃的決定，但美光并不是真正針對游戲機或獨立顯卡。

PS2 的基本 GPU 被 4MB eDRAM 包圍。

對于管理層來說，主板芯片組市場似乎更有利可圖，因為 3D 加速器只對 PC 游戲玩家感興趣。通過制造一個可以接管傳統（和獨立的）北橋和南橋芯片角色的處理器，美光相信他們有足夠的資金和人力在同一場比賽中擊敗英特爾、S3 和VIA等公司。

最終，事實并非如此。由于擔心單芯片太大——超過 1.25 億個晶體管，該項目被放棄了。相比之下，同期的 AMD Athlon 1200 CPU 僅包含 3700 萬個晶體管。美光將繼續嘗試為 Athlon 處理器開發芯片組，該處理器仍然有一些 eDRAM 作為 L3 緩存，但它并沒有走得太遠，美光很快就完全退出了芯片組市場。

暗淡的結局

Rendition 及顯卡，一切都結束了。美光從未對Rendition 的IP 做過任何事情，但在將其換成新產品之前，美光幾年來一直在其 Crucial 內存系列的預算范圍內使用該名稱。

帶有 Vérité 芯片的卡片只上架了幾年。時間淘汰了幾乎所有其他圖形公司，現在市場由 英偉達主導，英偉達在 20 多年前收購了 3Dfx。ATI 于 2006 年被 AMD 收購，Imagination Technologies 幾年前停止生產 PowerVR 卡，而 Matrox 則放棄了游戲領域以服務于利基專業市場。

今天，Rendition 只是是圖形處理器歷史上的一個小注腳，它已經過去很久了，但至少它沒有被遺忘。

審核編輯 ：李倩