伴隨著微軟的DirectX 7發(fā)布，NVidia隨之發(fā)布了其GeForce 256顯卡，GeForce 256完全遵循微軟的DirectX 7架構(gòu)設(shè)計，在硬件方面支持T&L技術(shù)。除此以外，這款產(chǎn)品還提供了立方環(huán)境材質(zhì)貼圖、頂點混合、256位渲染引擎等諸多先進技術(shù)。另外，GeForce這個產(chǎn)品命名方式也被NVidia一直沿用至今。
幾乎與此同時，ATI方面也推出了同樣遵循了微軟DirectX 7標(biāo)準的產(chǎn)品，也就是Radeon 256顯卡了。該產(chǎn)品的直接競爭目標(biāo)就是GeForce 256，同NVidia一樣，ATI的“Radeon”產(chǎn)品命名方式也同樣沿用至今。
同樣在DirectX 7時代，顯卡芯片廠商出現(xiàn)了一次大清洗，NVIDIA以及ATI逐漸形成了雙雄爭霸的格局，而3dfx、S3等品牌逐漸退出了歷史舞臺。
Shader Mode技術(shù)催生DirectX 8誕生
正當(dāng)DirectX 7大紅大紫的時候，微軟更上一層樓的推出了DirectX 8，從而再次推動了顯卡技術(shù)的大發(fā)展，因為伴隨著DirectX 8的到來，微軟還嘗試性的加入了新技術(shù)Shader Model 1.0。而Shader Model 1.0最大的特點是加入了兩個全新的頂點單元以及渲染單元(Vertex Shader，簡稱VS，頂點單元;Pixel Shader，簡稱PS，渲染單元)。
催生Shader Mode技術(shù)誕生主要是由于T&L單元已經(jīng)不能完全滿足大型游戲開發(fā)的需要，因為雖然其能夠大幅減輕CPU方面的負擔(dān)，但是隨著游戲場景復(fù)雜度的增加，簡單的T&L單元已經(jīng)無法勝任，而Shader Model 1.0的最大好處是其VS以及PS單元讓GPU擁有了更大的靈活性，同時也使得GPU的可編程性大大提高，從而降低在游戲開發(fā)時的難度。
得益于這一系列的改進，玩家也首次在游戲中體驗到了擬真的感受，尤其在3DMark 2001SE當(dāng)中的Nature場景最為明顯，從那以后，DirectX 8當(dāng)中的Shader Model也成為了隨后DirectX更新的一個重要衡量標(biāo)準，直到現(xiàn)在一直如此。
而此時的顯卡芯片廠商方面，除了NVidia和ATI以外，其他廠商已全然不見了蹤影。作為NVidia遵循DirectX 8推出的主力產(chǎn)品是GeForce 3 Ti，該款產(chǎn)品相比GeForce 2來說，幾乎是改頭換面。
而ATI方面這次卻落在了后面，沒能及時跟上NVidia的腳步。為了彌補這一錯誤，ATI大膽的跳過了DirectX8,直接支持DirectX 8.1，推出了基于DirectX 8.1的Radeon 8500。較上代產(chǎn)品的改動同樣翻天覆地。
雖然ATI的Radeon 8500設(shè)計出色，無奈在時間上NVIDIA已經(jīng)領(lǐng)先，因此市場對其的反應(yīng)平淡。不過也正是由于Radeon 8500的誕生，使得NVidia真正感受到了來自ATI的市場壓力。
幫ATI絕地反擊：DirectX 9問世
隨著時間的推移，微軟又推出了DirectX 9，在這一帶的DirectX當(dāng)中，Shader Model技術(shù)更進一步升華成了標(biāo)準配置，版本升級到2.0，并且PS單元的渲染精度達到浮點精度，而且取消了傳統(tǒng)的硬件T&L單元，取而代之的是在較低DirectX版本游戲運行時使用VS單元模擬執(zhí)行硬件T&L單元功能。不過類似的技術(shù)改進對產(chǎn)品架構(gòu)的改進不大。不過這時候DirectX已經(jīng)成為顯卡性能的標(biāo)準，從顯卡支持什么版本的DirectX，用戶就可以分辨出顯卡的性能高低。DirectX在硬件廠商以及游戲開發(fā)商當(dāng)中的地位已經(jīng)舉足輕重。
借助DirectX 9，ATI先發(fā)制人的推出了Radeon 9000系列產(chǎn)品。想必諸多老游戲迷還記得當(dāng)年Radeon 9000系列產(chǎn)品橫掃市場時的風(fēng)光。無論是早期的Radeon 9500/9700還是后來的Radeon 9550/9600/9800等產(chǎn)品，均成為了一代經(jīng)典之作。
與ATI相反NVidia由于涉及思路產(chǎn)生偏差，導(dǎo)致GeForce FX 5000系列產(chǎn)品被Radeon 9000系列打的一敗涂地，幾無還手之力。雖然NVidia在后期推出了FX 5000系列的升級產(chǎn)品，但由于ATI已經(jīng)在技術(shù)和市場的掌控上處于全面的優(yōu)勢，所以NVidia最終還是回天乏術(shù)。
幫助NVidia再奪寶座：升級版的Direct9.0C
在Direct9.0之后，微軟又推出了一個升級版本–Direct9.0C。雖然只是升級版，但是該版本的Direct將Shader Model升級到了3.0，而且還加入了HDRHDR(High Dynamic Range，高動態(tài)范圍)。該技術(shù)能夠使得游戲畫面大幅提升，臨場感更強。
這次NVidia吸取了FX5000系列的教訓(xùn)，在對顯卡架構(gòu)進行徹底改進之后推出了GeForce 6800，提供了對Direct9.0C標(biāo)準的全面支持。
而ATI這一次卻沒能搶到先機，其對等產(chǎn)品Radeon X800不僅在推出時間上晚了一個月，而且還沒提供對Direct9.0C的支持，使得剛獲得不久的勝利轉(zhuǎn)瞬間易手NVidia。
擊敗ATI的GeForce 6800 Ultra的架構(gòu)設(shè)計圖
ATI的R580架構(gòu)設(shè)計圖，雖然出色，卻生不逢時
在這之后的大概一年的時間里，NVIDIA又乘勝追擊推出了第二代DX9.0C顯卡GeForce 7800系列，坐實了領(lǐng)跑Direct9.0C的寶座。而ATI方面也推出了全新架構(gòu)的Radeon X1800系列產(chǎn)品與之抗衡，不過性能表現(xiàn)并不占優(yōu)勢，所以沒有對NVidia造成實質(zhì)上的威脅。雖然ATI隨后又推出了另外一款規(guī)格、性能出色的Radeon X1900系列產(chǎn)品，但無奈此時的Direct10已經(jīng)呼之欲出，雖然X1900系列性能強勁，但在新技術(shù)面前終究已無回天之力，最終沒有能夠挽救ATI在這一局落敗的命運。
再一次的顯示革命：DirectX10統(tǒng)一架構(gòu)
從前幾次的DirectX技術(shù)更新可以看出，微軟幾乎是每隔一到兩年便會推出一次DirectX更新，轉(zhuǎn)眼之間，DirectX 10推出了。這一次，微軟對架構(gòu)進行了較大的調(diào)整，在DirectX 10當(dāng)中，提出了統(tǒng)一架構(gòu)的概念。原有的VS單元和PS單元不再進行區(qū)分，同時還加入了集合渲染的概念，統(tǒng)稱為Shader單元。新架構(gòu)有效的提升了顯卡的執(zhí)行效率，在游戲畫面的表現(xiàn)上也更進一步。
統(tǒng)一架構(gòu)示意圖，該架構(gòu)摒棄了VS單元和PS單元的概念使得顯卡的執(zhí)行效率進一步提高
除了新的統(tǒng)一架構(gòu)概念以外，Direct10還加入了全新的幾何著色單元和HDR格式等等，值得一提的是幾何著色單元允許GPU能夠控制集合圖形數(shù)據(jù)，這項新技術(shù)增強了GPU的功能，在這之后不久，微軟又推出了一個DirectX 10.1，不過這個10.1版僅能看做是10.0的修改版，所以并沒有引起多大的反響。
鑒于微軟在DirectX 10的架構(gòu)上進行的巨大改動，因此NVidia也對其當(dāng)時的代表作Geforce 8800GTX顯卡核心架構(gòu)進行了大幅度的調(diào)整。從這一代產(chǎn)品開始，我們已經(jīng)找不到一丁點前作的影子了。
NVidia的經(jīng)典之作Geforce 8800GTX，該顯卡在架構(gòu)上較前代的改動是翻天覆地的
由于DirectX 10在架構(gòu)方面進行了非常大的調(diào)整，因此首發(fā)上市的NVIDIA GeForce 8800GTX顯卡核心架構(gòu)也進行了非常大幅度的調(diào)整，我們已經(jīng)無法在這款產(chǎn)品上看到上一代顯卡的影子。而且，NVDIAI的首款DX10顯卡的發(fā)布領(lǐng)先了ATI半年左右，讓NVIDIA再次獲得了巨大的市場先機。很多DIY玩家應(yīng)該還記得，當(dāng)時ATI的產(chǎn)品只能用降價來應(yīng)對。在當(dāng)時來說，這大概也是無奈之舉了。
成功中的失?。篟adeon HD 2900XT
更令人大跌眼鏡的是，ATI雖然晚于NVidia半年之后才發(fā)布了支持DX10架構(gòu)產(chǎn)品Radeon HD 2900XT，但是其無論是設(shè)計方式還是運行效率均不及對手。使得ATI爭霸性能王者寶座的挑戰(zhàn)再次落敗。雖然
如此，ATI的這一設(shè)計思路也并非一無是處，至少對今后的ATI產(chǎn)品提供了基礎(chǔ)，隨后的HD3800、4800乃至最新的HD5800系列依然延續(xù)了這種思路。
也就是從這一時期開始，ATI認識到不斷在原有架構(gòu)基礎(chǔ)上累加晶體管數(shù)量以及Shader數(shù)量的方法已經(jīng)不足以撼動NVidia的地位，于是便改變市場策略，不再正面挑戰(zhàn)NVidia的高端產(chǎn)品，而是在中低端產(chǎn)品上下手。雖然該策略在市場角度來看無可厚非，甚至不失為一個成功的策略，但是我們不得不說，在這一句的性能之王的競爭中，ATI又落敗了。
后浪推前浪：DirectX 11的技術(shù)變革
隨著2009年微軟推出了Windows 7操作系統(tǒng)，Direct X技術(shù)也再一次的更新了其版本，達到了DirectX11，該版本較前作的改進主要體現(xiàn)在多線程處理、Shader Model 5.0、DirectComputer11、Tessellation、HDR紋理壓縮幾部分。不過除了除了Tessellation是在架構(gòu)方面進行大改動以外，其他方面主要都是通過指令代碼等方式來實現(xiàn)的。
所謂Tessellation，其實就是DirectX 11 Tessellation的處理單元，Tessellator單元本身不具備可編程性，因此DirectX11向tesselator單元輸入或者從中輸出的過程是通過兩個傳統(tǒng)的管線階段完成的：Hull Shader (HS，外殼著色器)和Domain Shader (DS，域著色器)。Hull Shader負責(zé)接收瑣碎的圖形數(shù)據(jù)和資料，而control points將會基于如何配置Tessellator來產(chǎn)生數(shù)據(jù)。這些瑣碎的圖形數(shù)據(jù)和資料會形成一個新的primitive單元(類似于頂點單元和像素單元)，這種primitive單元可以將平面的一段分塊處理。Control points用來定義想要得到的圖形(比如說一個曲面或者其他)的圖形參數(shù)變量。如果您經(jīng)常用Photoshop繪圖軟件的話，不妨把Control points理解為PS的鋼筆
工具：用平面代替線的貝塞爾曲線功能。Hull Shader采用control points來決定如何安排tessellator處理數(shù)據(jù)，利用Tessellator生成大批量的、確定數(shù)量的點，然后將數(shù)據(jù)傳送給Domain Shader，Domain Shader將這些點轉(zhuǎn)換成3D處理中的頂點，最后GPU生成曲線以及多邊形。
Tessellation是創(chuàng)造更多紋理細節(jié)、陰影以及平滑邊緣的幾何圖形的最佳途徑之一。如果開發(fā)者們采用Tessellation技術(shù)的話，我們可以看到非常逼真的物體效果，而且隨著DX11的發(fā)布，NVIDIA以及ATI最終將會從Tessellation技術(shù)中獲益。
ATI的DirectX 11主力級產(chǎn)品Radeon HD 5870
而在這一次的兩強爭霸戰(zhàn)中，ATI并沒有把Tessellator單元看得過于重要。在設(shè)計Cypress架構(gòu)上，ATI的策略更像是將兩個RV770整合在一顆芯片當(dāng)中，進一步提升顯卡在超高分辨率當(dāng)中的性能表現(xiàn)。而DX11對于Cypress核心來說僅僅相當(dāng)于其中的功能之一。Cypress設(shè)計的最成功之處在于將流處理器單元從前一代產(chǎn)品的800個激增到1600個而核心面積卻沒有大幅度增加。
雖然ATI設(shè)計的類似于雙核的產(chǎn)品的確是增強顯卡性能的捷徑，但是其對Tessellator單元的輕視也注定了其不可能在DirectX 11技術(shù)上有太強的表現(xiàn)。
與ATI的設(shè)計思路不同，NVIDIA在GF100上花費了大量的精力以及時間進行研發(fā)。為了加強Tessellation的性能表現(xiàn)，NVIDIA甚至將第一版的GF100設(shè)計產(chǎn)品推翻重來，為的就是設(shè)計出一款
DX11性能強勁的產(chǎn)品。
從NVIDIA的首款統(tǒng)一架構(gòu)的G80開始，到今天的GF100產(chǎn)品，這已經(jīng)是NVIDIA第三代統(tǒng)一架構(gòu)產(chǎn)品。與第一代、第二代產(chǎn)品的小幅改進不同的是，第三代GF100統(tǒng)一架構(gòu)產(chǎn)品為了迎合DX11的特性，在整體設(shè)計方面進行了較大幅度的調(diào)整。
對于最新一代的DirectX 11架構(gòu)設(shè)計來說，ATI與NVIDIA所注重的理念可以說是大相徑庭。我們甚至可以這么理解，ATI是希望通過小的技術(shù)改動搶先獲得發(fā)布DirectX 11的市場先機，但是NVidia則希望穩(wěn)扎穩(wěn)打，設(shè)計出有優(yōu)秀DirectX 11性能的產(chǎn)品。一個注重的是市場效應(yīng)，一個注重的是技術(shù)效應(yīng)。
在未來的DirectX 11游戲當(dāng)中，相信Tessellation會被大規(guī)模的采用，NVIDIA的DX11架構(gòu)得益于其穩(wěn)扎穩(wěn)打的技術(shù)優(yōu)勢相信會獲得不錯的市場反響，而屆時ATI的HD5000在技術(shù)方面則很可能會出現(xiàn)Shader單元的大范圍空載，Tessellator單元的滿負荷運行而影響游戲效果的現(xiàn)象。至于ATI在今年下半年推出的“南方群島”DirectX 11顯卡在這方面會否有大的改動，我們拭目以待。
結(jié)語：
縱觀從上世紀90年代末開始的這場關(guān)于顯示技術(shù)的群雄逐鹿之戰(zhàn)到現(xiàn)在僅剩NVidia和ATI兩家，其他廠商皆已成為歷史。而時至今日，我們不難看出，經(jīng)過十余年的爭斗，NVidia似乎已經(jīng)確立了在技術(shù)方面的領(lǐng)先，而ATI也轉(zhuǎn)而面對現(xiàn)實，在市場方面廣下功夫。今后的競爭想必更加激烈，然而無論廠商競爭如何，相信得益的最終只會是我們消費者。
