GeForce 256作爲世界上第一款GPU已經25歲啦!

 

GPU(Graphics Processing Unit)概念如今已經深入人心,但放在25年前依靠CPU解決所有問題的年代,GPU概念被NVIDIA提出的時候會讓大多數人覺得不可思議。而在這25年期間,GPU作爲專門用於處理圖形和圖像計算的硬件,已經廣泛應用於遊戲、計算機圖形、機器學習、科學計算等領域。大規模並行計算、圖形渲染、複雜數學運算,以及當下流行的大模型和AI,都已經離不開GPU。

 

而一切的原點,都要從25年前,世界上真正意義的第一款GPU,NVIDIA GeForce 256說起。

 

 

GeForce 256的核心代號是NV10,在NVIDIA內部屬於第五代核心設計。根據硬件規格的不同,會提供GeForce 256 SDR和GeForce 256 DDR兩個版本,同時這也是第一款以GeForce命名的產品,用來代替此前名聲大噪的NVIDIA RIVA TNT2。

 

 

相對RIVA TNT2,GeForce 256提升是非常明顯的,包括增加Pixel Shader流水線的數目,支持MPEG-2硬件解碼,更重要的是首次融入了硬件級的T&L引擎,當時市面上甚至沒有幾款遊戲能夠提供T&L技術對應的支持,與GeForce RTX首次推出RT Core類似,在後續不懈努力推廣後得到廣大開發團隊認可,最終成爲行業影響力很大的標準。沒有錯,25年前NVIDIA對前沿硬件技術融入就已經非常執着,這個風格一直延續到至今。

 

這裏可以稍微做一點擴展,T&L引擎(Transform & Lighting)是從硬件層面確保三維模型能夠正確地映射到二維屏幕上,而光照則增強了視覺效果,提升了場景的真實感。由於GPU擁有大規模並行計算的能力,可以更快的實現效果以及着色器編程,原本需要依賴CPU緩慢操作的視覺特效,最後被GPU輕鬆完成。

 

 

先發的兩款具有劃時代意義的遊戲率先支持了T&L,分別是《雷神之錘 III競技場》(Quake III Arena)和《虛幻競技場》(Unreal Tournament),前者來自id software創始人,3D世界創世大神約翰·卡馬克(John D. Carmack II),後者來自EPIC創始人蒂姆·斯維尼(Tim Sweeney),卡馬克一句代碼解決3D運算效率問題的段子一直流傳至今,蒂姆·斯維尼前段時間怒懟蘋果收費政策也仍然是行業佳話。

 

John D. Carmack II

 

Tim Sweeney

 

有意思的是,與兩位大神懟天懟地的性格類似。在這25年中GPU一直不斷嘗試挑戰CPU地位,而今GPU性能也已經成爲PC中重要的參考點,想暢快的玩耍高畫質的遊戲,CPU配置可以差一點,但是GPU能買多好就買多好。

 

當年的GeForce 256採用0.22爲微米制造工藝,擁有4條像素流水線,顯存位寬256-bit。每一條像素流水線擁有4個圖像單元,1個材質單元,每秒可以生成1500萬個三角形,像素生成率則是每秒4億8000萬個,晶體管數量達到2300萬個,已經超過了當年的奔騰3處理器。

 

 

GeForce 256推出憑藉着強大的功能和速度,很快幫助NVIDIA成爲行業霸主,同時讓3dfx,Matrox和S3 Graphics加速成爲時代的眼淚。事實上GeForce 256的優秀表現是軟件與硬件相結合的結果,因爲在GeForce 256發佈後幾個月,S3發佈了Savage 2000 Diamond Viper II,同樣內置硬件T&L引擎,價格還比GeForce 256便宜,但是驅動有大缺陷,導致T&L不能正常運行,S3也無法通過驅動更新修正。結果如我們所知,一年之後,能跟NVIDIA GeForce抗衡的,只剩下ATi,也就是今天AMD的Radeon了。

 

GeForce 256的成功顯然沒有讓黃仁勳滿足,作爲創始人和頂級產品經理,他讓NVIDIA在短時間內以GeForce 256爲基礎,推出了首款工作站GPU Quadro。Quadro會擁有一些GeForce沒有的功能,但針對行業售價也會比GeForce 256貴很多,嘗試在B2B領域不斷開花結果同樣也成爲NVIDIA時至今日的風格。

 

 

GeForce 256(NV10)和後來推出的GeForce 2(NV15)都有很長的產品生命週期,原因在於它們能夠很好的支持硬件T&L,這是所有競爭對手們都無法做到的。而後來發布的GeForce 4 MX(NV17)同樣也是以GeForce 256爲基礎改進的產品,通過改進存儲器帶寬性能,讓其入門級的GeForce 4 MX 440徹底打敗了NVIDIA此前的旗艦產品GeForce 2 Ultra。

 

新一代入門產品秒殺上一代旗艦也幾乎成爲NVIDIA推陳出新時候的風格,比如GeForce GTX 1060,GeForce RTX 3060,面對上一代旗艦GPU從來都沒有手軟過,這也成爲NVIDIA粉絲們在新品發佈會之前,對新品性能無限暢享和期待的緣由。

 

 

如今GPU已經不再侷限於遊戲領域,AI已經成爲下一輪技術升級的錨點,憑藉着GPU在大規模並行計算架構上的優勢,以及更多的新技術和新硬件融入GPU中,GPU從遊戲的虛擬世界,走到了影響人們生活中方方面面的AI中。而這一點,在GeForce 256發佈和GPU概念被提出的時候,可能也不會想到25年後的今天,會發生如此巨大的影響。

 

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