战国时代——’98主流3D加速芯片回顾

朱云
1998年 第47期 36版

　　1998年是当之无愧的3D加速芯片之年，由Voodoo显示卡开创的高性能3D游戏市场，因为国内年初大量上市真正的3D游戏而迅猛地成长起来。
　　这时市场上的主力3D加速芯片具有基本3D特性而且速度较快，包括Voodoo、Riva128、Rage Pro、Permedia 2，还有销量较少的Voodoo Rush、PowerVR PCX2等。比较特殊的是S3的Virge/DX/GX2系列和Trident的97/98系列，销量也大，不过3D特性少、速度慢，勉强算是入门级3D芯片。
　　随着竞争加剧以及更多更好的3D游戏出现，3Dfx推出了所向无敌的Voodoo 2芯片组，一直将画质和速度优势保持到秋季。年中时CPU巨人Intel推出了i740，性价比很好，虽不太出色，倒也很畅销，同时期的Verite 2200、G100、Trio 3D等则有些默默无闻。进入1998火热的夏天，我们开始不断听到各大厂商发布新一代3D加速芯片的消息，这些芯片一般都是使用128位的内核、超过16位的Z－buffer和渲染精度，并且带有速度一流的2D部分。到现在已经上市的有G200、Riva TNT、Voodoo Banshee、Savage 3D、Rage 128等，我们还在继续对PowerVR S2、Permedia 3、Riva TNT 2等引人注目的产品翘首以待。一时间，向来是业界焦点的CPU的风头几乎全部被3D加速芯片抢去了。现在，更多的3D芯片开始支持专业设计用途，尽管还不能同Intergraph、E＆S和3Dlabs的专业3D芯片组相提并论，但毕竟是一个有“钱”途的发展方向。
　　在这个3D已经成为时尚的岁末，让我们来看一看今年登台表演的各路好汉。
#1  PC游戏至尊3Dfx
　　3Dfx公司凭借Voodoo（俗称巫毒）划时代的游戏画面质量和执行速度一举成名，登上了游戏用3D加速芯片厂商盟主的宝座。Voodoo是纯3D芯片组，以前因为比较贵，在国内一直难以普及，现在停产后价格倒是降到了大家可以接受的程度。Voodoo的画质在上一代3D加速芯片中是最好的，速度中等偏上，对CPU要求比较低。Voodoo Rush是一套2D、3D芯片的组合，但兼容性比较差，销量也很少。Voodoo 2也是纯3D芯片组，每秒能填充300万多边形、9000万像素。今年约有半年时间在画质和速度方面都雄居榜首，对于游戏玩家的确是首选“利器”，当然价格不菲。Voodoo Banshee（女妖）则是在Voodoo2基础上改进并加入了可以与Matrox产品媲美的2D部分的单芯片方案（价格也比较便宜），速度比Voodoo 2略快（每秒400万多边形、1.25亿像素），但在多重纹理渲染的游戏中就比不上Voodoo 2（因为Banshee只有一个渲染引擎，Voodoo 2有两个）。Voodoo Banshee实际上是3Dfx公司从游戏专用领域跨向主流PC领域的一大战略产品，适合大多数普通用户使用。
#1  当红小生nVIDIA
　　是Riva 128让nVIDIA走出了失败的阴影，成为万众瞩目的新星。年初Pentium Ⅱ刚上市时，Riva 128是少数真正支持AGP总线的芯片之一，尽管支持的3D特性较少、画质不如Voodoo，但速度在当时绝对是首屈一指的，就是在现在也只会输给新一代芯片。随着驱动程序的不断升级、价格的不断下降，Riva 128在国内始终保持着中高档显示卡中的主流地位。年中时nVIDIA宣布生产Riva 128ZX和Riva TNT，Riva 128ZX被普遍认为不过是Riva 128的8MB显存升级版，但Riva TNT因为号称能击败两块SLI连接的Voodoo 2而轰动一时，每秒能填充800万多边形、2.5亿像素，还拥有双纹理渲染引擎、32位渲染精度、24位Z－buffer。后来因为Riva TNT只能先使用0.35微米的工艺生产，性能有所下降：每秒填充600万多边形、1.8亿像素，而前面那组“爆炸”性的数据要等到明年初用0.25微米工艺生产的Riva TNT 2才能达到。刚刚上市的Riva TNT显示卡比Voodoo 2还贵，但在Direct 3D速度上略优于Voodoo 2。
#1  视频游戏盟主Videologic/NEC
　　Videologic和NEC合作生产的PowerVR系列一向是著名的游戏用3D加速芯片。PowerVR PCX2在Voodoo时代就是除Voodoo外的第二选择。随后Videologic/NEC开发了著名的PowerVR S2（最初称PowerVR SG）系列，它是因为击败了3Dfx的芯片被SEGA（世嘉）选中作为新一代家用游戏机DreamCast和街机Naomi的图形引擎而名闻天下的。PowerVR S2的超级性能可不是吹的：达到每秒填充300万可见多边形、等效于10亿像素的峰值速度，支持单周期多重纹理渲染、32位渲染精度的优质画面。硬件分块处理图形、具有32位Z－buffer精度的HSR（隐面去除）功能使它不必使用显示内存作为Z－buffer，高效纹理压缩方法VQ最小可以将纹理压缩至1/8，进一步节省显存。PowerVR S2的8MB显卡仅售＄99，可以方便地移植DreamCast/Naomi上的游戏……唯一可惜的是DreamCast对PowerVR S2的需求使它显得些供不应求，PC电脑用显示卡大约要到明年初才能推出。
#1  名门望族3Dlabs
　　3Dlabs以专业图形芯片制造商而著名，专业用的Glint系列，甚至主流的Permedia系列都是以工作站用的OpenGL加速器为设计目标。差不多与Voodoo和Riva 128同时诞生的Permedia 2，在游戏应用中速度较慢、支持的3D特性较少，但是在2D方面很出色，而且WindowsNT商业应用和OpenGL、Heidi应用至今仍能同其他公司的新一代芯片平起平坐，所以一直是需求不太高的专业工程设计人员的“宠物”。即将在明年初上市的Permedia 3则是游戏、设计两不误的朋友们众望所归的。这一次，Permedia 3由于采用0.25微米工艺，能够达到与Riva TNT 2相同的业界最高标准：每秒填充800万多边形、2.5亿像素，而且内置增强型Glint Delta浮点几何设置引擎和270MHz RAMDAC，3D特性方面十分丰富，而且几乎所有3D操作都是单周期操作，还支持32位的渲染精度和Z－buffer，当然还有更加强大的工程设计支持……听起来真是无懈可击，只是要再等几个月，而且估计显示卡的价格比较贵。
#1  红顶商人ATI
　　ATI的显示芯片在苹果计算机的天地里是一手遮天的，PC领域中，ATI是与S3齐名的老牌显示芯片供应商，只不过因为主要销售对象是欧美各大品牌机厂商，所以虽然销量世界第一，在国内的名声却不那么如雷贯耳。ATI显示芯片属于全能型，商业应用软件中的质量和速度都名列前茅，玩游戏也算中规中矩，还能够支持专业设计应用。年初时的主力Rage Pro，速度比Voodoo略快，画质接近Voodoo，基于Rage Pro的各类商用、家用显示卡为ATI赢得了无数世界级大奖，销量也始终十分惊人。刚刚上市的Rage 128是ATI倾尽全力的设计，每秒填充500万多边形、1.8亿像素的速度，拥有双纹理渲染流水线和双缓存结构，支持32位的渲染精度和Z－buffer。Rage 128无疑是同Permedia 3类似的多面手，只是更偏重于商业应用，但价钱会便宜些。
#1  世袭公子Matrox
　　没听说过Matrox的MGA系列显示卡的人应该不多，该公司一般只使用自己生产的芯片生产显示卡，在高端商业应用领域绝对是头一块牌子。年初时，我们都知道Matrox的旗舰产品Millenium Ⅱ在2D和Windows NT商业应用中是无敌的，图像的清晰、鲜明程度更是没有人能抗拒，只是太贵了；而为电脑玩家准备的Mystique的3D性能竟比不上S3的Virge DX，所以都不容易普及。Matrox年中推出的过渡产品G100的2D性能更好了，但支持的3D特性仍不够，直到秋季上市的G200系列才挽回了面子。G200的3D部分由于使用了I/O独立的双64位显存接口、全32位的图形处理流水线和Z－buffer，图形表现良好，速度也很接近于Voodoo 2：每秒填充150万多边形、1亿像素。
#1  末路英雄S3
　　在2D时代叱咤风云、江山一统的S3，进入3D时代后由于对市场估计不足，只推出了性能较差的Virge/DX/GX2系列，今年上半年国内市场销量最大的就是这类产品，尽管2D特性和兼容性很好，大家还是不免把它们看作是价格便宜的过渡产品，这大大损害了S3一贯的高档质量、中档价格的形象。为了挽回江河日下的局面，S3此后推出的产品均不再以Virge命名，年中后出现的Trio 3D处于同G100类似的尴尬境地，2D很出色但3D仍不足。直到秋季上市的Savage 3D才有了戏剧性的变化，每秒填充500万多边形、1.25亿像素的速度直追Riva TNT，32位的渲染精度和24位的Z－buffer使其图形效果同Riva TNT不相上下，加上已经被DirectX 6接受作为纹理压缩标准的S3TC专利技术可以将纹理最小压缩至1/6，大大节省了显示内存，而Savage 3D显示卡售价是第3代显示卡中最便宜的，但目前Bug较多，网站上驱动程序的升级速度更是“前无古人”，这都给Savage 3D蒙上了一层阴影。不知这次S3是否能东山再起。近来有消息说，S3又将很快推出速度更快、3D特性更丰富但却更便宜的Savage 3D 2。
#1  魔鬼大帝Intel
　　Intel在1998年中期，将巨手伸向显示芯片市场的行动并不太成功，因为i740芯片虽说性能平均，但却不符合Intel事必争先的形象。Intel的插手使3D显示卡市场出现前所未的混乱景象，使得各3D显示卡的价格一路下跌，几近崩盘，也使各路英雄忙不迭地推出新一代的3D芯片。i740只能算是上一代3D加速芯片：2D性能只能与Virge看齐，速度只有每秒填充110万多边形、5500万像素，渲染精度和Z－buffer都只有16位。尽管有Intel的“原装”AGP总线作后盾，但i740在3D性能上只能同Riva 128一争长短。还好在BIOS和驱动程序不断升级，加上一跌再跌的价格，才让今年i740达到与Riva 128并驾齐驱的销量，才让Intel感到一点满足。
　　1998年，上一代3D加速芯片中Voodoo、Riva 128、i740、Permedia 2和Rage Pro可以认为是比较成功的产品，不论性能还是销量都比较突出。实际上，除了上述这一些公司外，还有许多国内不出名但在国外却很有影响力的公司，也在开发3D加速芯片，如Rendition、Number Nine、Stellar等等。新一代的3D加速芯片基本上都是2D/3D/视频全能型芯片，并且能够胜任商业应用、专业设计和游戏等多方面的工作。如果主要是商业应用，G200的表现不错；倾向于专业设计，Permedia 3和Rage 128是当仁不让的选择；热衷于游戏，Voodoo2、Power VR S2和Banshee将是最佳“武器”；而Riva TNT和Savage 3D则是各方面表现比较平均的竞争者，适合各方面都想涉足的用户。在PC Magazine对现有3D芯片的测试中，Riva TNT和Voodoo Banshee最好，G200和Savage 3D居中。
#1　　3D加速芯片的性能提升从过去的每年2倍猛增到现在的每年4倍，远远超过了CPU的升级速度。当明年下半年“一切”都3D化的时候，3D加速芯片的处理速度将高达每秒填充2500万个多边形，现在还难以想象那时的画面效果会逼真到什么程度。