显卡的发展历程

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2024年3月29日发(作者：)

第一代显卡：：：：VGA Card支持256色显示， 1988年 最早的个人电脑只有IBM

和其它一些竞争者的整机在售，不存在兼容机、组装机一说，所有的电脑配件都不会单独

零售，因此一些图形公司（如ATI）都是默默无闻，其产品的唯一出路就是OEM。 在

1987年，ATI发售EGA Wonder和VGA Wonder家族显卡，使用了通用的ISA总线接

口。这些显卡功能都比IBM PC自身的显示装置好，EGA/VGA Wonder是一种能用于市

场上任何一种图形界面、软件和显示器的单卡，为传统个人电脑提供了更高速的图像，由

此引起了个人电脑制造商和用户的重视！ 也就是从这个时候开始，就有了真正意义上

的第一代显卡，它的名字叫VGA Card，代表产品就是ATI VGA Wonder。ATI将Wonder

这个词一直沿用至今，如大名鼎鼎的All in Wonder（已停产）和TV Wonder，而VGA

一词时至今日还是可以代表显卡。 ● 第二代显卡：：：：Graphics Card，，，，支持Windows

图形加速，，，，1991年 VGA Card的唯一功能就是输出图像，真正的图形运算全部依

赖CPU，所以当微软Windows操作系统出现后，PC开始不堪重负了。可能很多人难以

理解图形界面为什么会如此消耗资源，但您一定有过这样的经历：如果不装显卡驱动的话，

比如在Windows安全模式下用鼠标拖动窗口，您会发现这个操作非常困难，无论CPU多

么强大都无济于事！ 1991年5月，ATI发布Mach8，这是ATI第一款优化微软

Windows图形界面的显卡产品。ATI通过一颗专用的芯片来处理图形运算，从而将CPU

解放了出来，让Windows界面运行起来非常流畅，从此图形化操作系统资源消耗大降、

实用性大增。 Mach8就是ATI 38800-1芯片，但Mach8显卡是由两颗芯片组成的，

主芯片为上一代的VGA Wonder XL 24（ATI 28800-6），负责显示输出，辅助芯片是

Mach8专门加速Windows图形界面，通过双芯片的设计增强了绘图能力！ 为了与

单纯具备显示功能的VGA Card相区别，具备图形处理能的显卡被称为Graphics Card，

也就是图形加速卡，它加速了Windows的普及，让PC走进了图形化界面

● 第三显卡：：：：Video Card，，，，支持视频加速支持视频加速支持视频加速支持视频

加速，，，，1994年 接下来个人电脑开始进入多媒体时代，2D图形处理已经难不倒

Graphics Card了，但越来越多的视频图形解码让CPU（486时代）不堪重负，关键时刻

显卡伸出了援助之手，集成了一些简单的视频解码器，让CPU长出一口气。 1994

年的Mach64是第一款为广为人知的多媒体芯片，Mach64硬件支持YUV-to-RGB颜色

转换和硬件缩放。这样个人电脑能应付基本的AVI和MPEG-1播放，而不需要昂贵的专用

硬件解码器，使得多媒体电脑的成本大幅下降。 之后，Mach64-VT从CPU接过了

逐行扫描的工作，1996年的ImpacTV进一步支持800x600 VGA-to-TV编码，所有的这

些产品并不是太昂贵。

同样的，为了与单纯具备图形加速能力的Graphics Card相区别，具备视频辅助解码

的显卡被称为Video Card，也就是视频加速卡，这个称号曾被广泛使用，VCD和DVD时

代很多显卡都具备视频辅助解码能力。 现在已经是HDTV时代了，视频编码是非常

复杂的H.264和VC-1，各大显示芯片厂商也与时俱进，无论集成显卡还是独立显卡，无

论NVIDIA还是ATI，对于HDTV硬件加速的支持都相当重视！

● 第四代显卡：：：：3D Accelerator Card，，，，，，，，1994年经过单色、彩色、2D、

视频之后，3D图形时代终于来临了，3DFX旗下的Voodoo系列3D Accelerator Card

异军突起，成为3D时代的王者，拥有一块3D加速卡成为那个时代的荣耀。 3D加速卡

的功能很单一，它不具备显示功能，需要搭配一块2D显卡来使用，因此成本很高而且使

用起来不够方便，因此集2D显示和3D加速于一身的真正3D显示卡出现了。 早期

的3D显卡大都不够成熟，比如ATI的第一款3D芯片被称为3D Rage，它在3D、2D和

视频方面的功能最全，可惜兼容性很差；NVIDIA的第一款产品NV1也拥有3D加速功能，

还集成了声卡，可惜不支持D3D和GLIDE这两种主流的图形API，也不支持MPEG-1加

速，因此没有实用价值。 随后的情况相信很多人都了解了，不思进取的3DFX开始走

多芯片道路，而后起之秀NVIDIA则凭借性能强大的单芯片TNT和TNT2系列显卡超越

3DFX，随后的GeForce 256彻底终结3DFX，无序混乱的3D图形加速卡成为了一段值得

缅怀的历史。

● 第五代显卡：：：：GPU图形处理器，支持硬件支持硬件支持硬件支持硬件T&L，

1999年 GeForce 256是一款划时代的产品，NVIDIA将其称为第一款GPU（Graphic

Processing Unit，图形处理器），显示芯片上升到了与CPU（Center Processing Unit，

中央处理器）同样的高度，虽然当时显卡的作用还没受到足够多的重视，但随着时间的推

移GPU这个词被赋予了更多的含义。 GeForce 256是被作为一个图形处理单元(GPU)

来设计的，GPU是一个单芯片处理器。它有完整的转换、光照、三角形设置和渲染引擎(分

别为:Transform、Lighting、Setup、Rendering)等四种3D处理引擎，一些以前必须由

CPU来完成的图形运算工作现在可以由GeForce256 GPU芯片独立完成，大多数情况下

具有完整的传输和光照相引擎的GPU运算速度比CPU快2-4倍，同时也有效地减轻了CPU

的浮点运算负担，减少了对CPU的依赖性。 随后的图形市场成为NVIDIA和ATI的

天下，ATI提出了VPU（Virtual Processing Unit，视觉处理器）的概念，其实VPU和

GPU代表着同样的东西，也就是两家的显示芯片，这两种称号的呼声随着两大图形巨头的

实力变化而此消彼长，VPU在9800/X800时代的上镜率很高，而GPU的使用率则是持续

高速增长。

NVIDIA在GeForce 6/7/8三代产品中连续保持强劲势头，市场占有率节节攀升，GPU

和VPU之争也开始分出高下，GPU渐渐的被越来越多的人所接受，而VPU这个词除了一

些老玩家还记得之外，恐怕也就是ATI显卡在驱动弹出VPU Recovery警告时会被重视，

如今在AMD/ATI的官方演示文稿中，VPU一词已经很少出现，GPU成为了事实上的标准

用语，VPU则渐渐的被遗忘。

● 现代和未来显卡： GPU通用处理器，支持几何着色、物理加速、高清解码、科学

计算…… 从GeForce和Radeon系列显卡开始，就属于现代显卡的范畴了，每一代

GPU的发展都会让渲染能力大增，支持新的图形API（DX7、8、9、10），以及更多的附

加功能。 事实上，回顾前面五代显卡的发展，每一代有了革命性进步的显卡都会从

CPU手里剥夺一些功能，或者说是帮助CPU处理它并不擅长的工作，现在就来简单回顾

一下： VGA Card：640×480分辨率彩色图形显示，单纯的输出图像 Graphics

Card：支持图形界面加速，减轻CPU负担 Video Card：支持视频解码加速，减轻

CPU负担 3D Accelerator Card：支持3D图形渲染，3D技术走向普及 GPU：

支持坐标转换和光源处理，消除3D渲染的瓶颈 如今到了DX10时代，GPU除了在

图形渲染能力和指令方面得到增强之外，又多了一项新的功能——Geometry Shader（几

何着色），第一次允许程序在图像处理器中创建新数据。这一革命性的事件使得GPU在系

统中的角色由只可处理已有数据的处理器变成了可以以极快速度既可处理又可生成数据的

处理器。在以前图形系统上无法实现的复杂算法现如今变成了现实。 而且，无论

NVIDIA还是ATI，新一代GPU都采用了统一渲染架构，庞大的流处理器成为GPU的核

心模块，流处理器不但可以处理器像素、顶点和几何着色，在未来如果有了API的支持，

GPU就可以执行更多的非图形指令！ 目前来看，GPU已经能够支持高清视频加速以

及物理加速这两项新的功能，随着NVIDIA和AMD GPGPU技术的发展，更多的科学计

算任务被安排给GPU计算，因为GPU强大的浮点运算能力比CPU的执行效率更高。

当然，任何硬件都需要软件的支持才能发挥出应有的效能，GPU的前景是广阔的，但发展

是曲折的。GPU不仅仅是一颗3D图形处理器，它不是只能用于玩游戏，未来GPU更多

实用的功能将会被开发出来，比如大型文档加速、视频转换、编码、查毒杀毒、压缩解压……

没有做不到只有想不到！

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