[3D时代——PC篇3,一流的标准——DirectX]
在Microsoft推出Windows95的同时,3D化的发展也开始了。当时每个主流图形芯片公司都有自己的API,如 3dfx的Glide、PowerVR的PowerSGL、ATI的3DCIF等,这混乱的竞争局面让软硬件的开发效率大为降低,Microsoft对此极为担忧。Microsoft很清楚业界需要一个通用的标准,并且最终一定会有一个通用标准,如果不是Microsoft来做的话也会有别人来做。因此 Microsoft决定开发一套通用的业界标准。
虽然DirectX的研发和3D化是同步的,但DirectX并不是专为3D游戏开发的图形接口,DirectX的功能是非常全面的,主要包含: DirectInput(输入相关)、DirectSetup(Setup相关)、DirectDraw(2D绘图)、DirectSound(声音相关)、DirectMusic(MIDI相关)、DirectShow(动画播放)、DirectAnimation(整合动画环境)、Direct3D (3D绘图)和DirectPlay(网络相关),共10个重要组成部分。DirectX的目标几乎包括了所有的PC硬件,是一整套完整的PC接口方案。
尽管DirectX开发时Microsoft已经是最大的PC操作系统提供商了,但DirectX的开发并不是一帆风顺,也是一步一步脚踏实地的争取来的。
Windows95问世后不久,DirectX 1.0就完成了。由于当时正是3Dfx春风得意的时候,身为业界老大的DirectX也没有获得多少硬件厂商的支持,DirectX 1.0还没有Direct3D部分。
之后发布的DirectX 2.0在1.0的基础上增加了Direct3D技术,采用了更为友好的程序设置界面并更正了一些应用程序的接口问题。DirectX的主体结构在2.0时已经基本完成了。
DirectX 3.0基本就是DirectX 2.0的升级版,和DirectX 2.0相比变化不大。DirectX 3.0对DirectSound和DirectPlay进行了一些修改和升级。DirectX 3.0集成了3D效果,但还处于尝试阶段。此时DirectX已经获得了一些软硬件厂商的支持,俨然和OpenGL、Glide成鼎足之势。
可能是开发上发生了什么变故,Microsoft越过4.0直接推出了DirectX 5.0。DirectX 5.0在Direct3D部分作出了很大的增强,加入了雾化效果、Alpha混合等3D特效,使3D游戏中的空间感和真实感得以增强,还加入了S3的纹理压缩技术。同时在DirectInput上也作了些许改动,能够支持更多的设备。DirectX从5.0开始领先于OpenGL和Glide,并保持至今。
DirectX 6.0推出时,3Dfx的Voodoo系列已经没落,Glide也被厂商放弃,DirectX则得到了业界最广泛的支持。DirectX 6.0中加入了双线性过滤、三线性过滤等优化3D图像质量的技术。
DirectX 7.0提供了对T&L的支持,T&L技术可以把部分3D运算移交给GPU完成,从而减低了CPU的处理负担,提高了整体的运算效率。拥有T&L显示卡,使用DirectX 7.0,即使没有高速的CPU,同样能流畅的跑3D游戏。
DirectX 8.0在3D运算上再次作出了重大的改进,首次引入了Vertex Shader和Pixel Shader技术,让GPU的处理范围更为广阔,更大程度的解放了CPU对3D图形的运算。DirectX 8.0的推出让显卡也进入了一个全新的时代。
2002年底,Microsoft发布了DirectX9.0。DirectX 9中Pixel Shader单元已达到浮点的渲染精度,传统的硬件T&L单元被取消。同时Vertex Shader和Pixel Shader也全部进化为2.0,在3D图形的构建效率上再次提高了数倍。
经过不断的改进和演化,DirectX最终成为了业界的通用标准,这使得软硬件厂商在开发效率上也大为提高,不会再出现过去的混乱局面了。Microsoft的脚步并未停止。
Microsoft在2007年即将推出的DirectX 10又再次对3D元算部分作出了重大的改进,Vertex Shader和Pixel Shader步T&L的后尘,将被取消。取而代之的是Unified Shaders(统一渲染架构),在新的架构下,GPU的应用效率再次大幅度的提高到新的水平,显卡的应用范畴也更为广泛。DirectX 10还带来了虚拟显存技术、整数指令集等全新的GPU技术,其所引起的显卡更新换代已经开始。
我们期待着DirectX 10给我们带来全新的显示技术,而DirectX最终走向何方我们也将拭目以待。
[3D时代——PC篇4,奔腾在继续]
1996年10月,Intel在Pentium的基础上增加了57条MMX多媒体指令集,并且将L1缓存从16KB扩充到32KB,因此 Pentium MMX的多媒体处理能力上大为提高,至少提高了60%左右。正是从Pentium MMX开始,CPU内部集成了越来越多的指令集,这成了CPU除频率外最重要的性能参数,而Pentium MMX也成了当时市场占有率最高的CPU,直到今天还有人在使用它。Pentium MMX的L1缓存是32KB,核心电压是2.8V,拥有450万晶体管,倍频为2.5、3、3.5,对应的频率是166MHz、200MHz、 233MHz。
1997年5月,Intel推出Pentium II处理器,Pentium II内含750万个晶体管,并且内部集成了MMX指令集,内含16KB的L1缓存和512KB的L2缓存。Pentium II在性能飞跃的基础上,多媒体处理的效率上更为提高,影片、图片、声音的处理达到了前所未有的流畅速度。Pentium II的总线采用的是双独立总线结构,一条总线负责L2缓存,另一条负责内存。
Pentium II还首次采用了Single Edge Contact匣型封装,内建了32KB的L1高速缓存。为了甩开竞争对手,Pentium II采用的是Slot1接口标准,Intel拥有Slot1接口的专利,因此其他厂商无法再和Intel使用同样的CPU接口了。
Pentium II是Pentium系列中相当成功的一个系列,Intel在Pentium II时代拥有让竞争对手无法企及的技术优势。
1000美元以下PC的热销让低端市场的CPU走俏,Intel为了夺回Pentium II丢失的低端市场而在1998年4月推出了著名的Celeron系列。Celeron系列并没耗费Intel多少研发资源,Intel只是在 Pentium II的基础上去掉了L2缓存和塑料外壳,这让Celeron比同频率的Pentium II逊色不少,但价格优势也是显而易见的。去掉了L2缓存的Celeron完全失去了技术优势,让用户很不满意,因此Intel之后又为Celeron系列推出了专属的Socket370架构,Socket370架构的Celeron全部拥有L2缓存,也开始支持100MHz外频,
Socket370架构的Celeron由于拥有了L2缓存而在性能上几乎达到了和Pentium II同样的性能,内含750万个晶体管,再加上工艺制程提高到了0.25微米,Socket370架构的Celeron拥有无与伦比的超频能力,这让 Intel的竞争对手不敌败阵,也让Intel自己尴尬的很,Celeron甚至夺去了部分中端市场。之后Intel对Celeron的超频能力进行了一些限制。Celeron是当时中国最受欢迎的CPU,价廉物美,为中国的PC普及作出了不可磨灭的贡献。
1999年2月,Intel公布了Pentium III 处理器。Pentium III增加了70个新指令——SSE指令集,内含950万个晶体管。Pentium III一共有4个核心版本:Katmai、Coppermine、Coppermine-T和Tualatin,他们都拥有32KB的L1缓存,也都集成了MMX和SSE指令集,全部支持133MHz前端总线,Katmai核心和Coppermine核心还支持100MHz的前端总线。
Katmai核心拥有512KB的L2缓存,但是只能在CPU一半的频率下运行,0.25微米制程,采用Slot1接口,核心电压是2.0V。
Coppermine核心虽然只有256KB的L2缓存,不过运行在全速下,因此并不比Katmai核心慢。采用了0.18微米制程,拥有Slot1和Socket370两种接口,核心电压为1.65V~1.75V。
Coppermine-T核心和Coppermine核心基本一样,只是采用了全新的FC-PGA2封装模式,和过去的Socket370接口并不通用。
Tualatin核心拥有256KB和512KB两种L2缓存规格,最大的特点就是采用了0.13微米制程,同时只支持FC-PGA2封装的全新Socket370接口。核心电压是1.45V~1.5V。
Pentium III大幅提高了影像、3D、串流音乐、影片、语音辨识等应用性能,并针对网络功能进行了优化。
2000年11月,Intel发布了Pentium 系列的下一代产品Pentium 4 处理器,这也是Pentium系列的最后一代产品。Pentium 4内建了4200万个晶体管,采用的是0.18微米制程,第一版的速度就达到了1.5GHz。Pentium 4的系统总线虽然仅为100Mhz,同样是64位数据带宽,但由于采用了四倍速技术,因此前端总线达到了400MHz,可传输高达3200MB/秒的数据传输速度。
2002年,Intel发布了Hyper-Threading技术,这种技术能使一个处理器能同时运行多线程任务,从而提高多任务环境中的系统性能,Hyper-Threading技术最高能让电脑性能提高25%。
同年,美国总统George Walker Bush(小布什)向戈登?格罗夫颁发了美国公民最高荣誉奖章——总统自由勋章,以表彰其为美国的科技、经济和文化作出的杰出贡献。