最近，萬眾矚目的《賽博朋克2077》已經(jīng)發(fā)售了，然而，由于游戲頂級的畫質(zhì)，導(dǎo)致現(xiàn)在一大批主流顯卡集體陣亡，上次出現(xiàn)這樣的情況還是在14年底《刺客信條：大革命》問世的時候，而現(xiàn)在——當(dāng)大部分玩家因為30系顯卡缺貨而望眼欲穿時——有的玩家制作了各種略帶調(diào)侃的對比圖，來嘲諷自己因配置不足而只能以最低特效運行游戲的窘境。
不過，在嘲諷之余，部分玩家卻對2077如此高的配置要求感到不解，難道加了光線追蹤畫面效果就是讓眾多顯卡難以高企的理由？
況且，這個光追效果還需通過各種“對比圖”才能仔細(xì)看出，所以很多理性玩家都在掂量：為了那么點提升不甚明顯的畫質(zhì)，花個幾千元升級配置，真的值得嗎？
其實，當(dāng)下的“光線追蹤”技術(shù)與顯卡發(fā)展過程中邁過的許多檻一樣，雖然無法在當(dāng)時迅速地為游戲畫質(zhì)帶來巨大的提升，然而卻在更長遠(yuǎn)的時間里為顯卡贏得了更大的發(fā)展空間。
為什么這么說？答案就藏在顯卡這幾十年來不斷演變的過程中。
因2D圖像而激動的時代
其實，顯卡的結(jié)構(gòu)雖然復(fù)雜，但運行原理卻很容易理解。
我們在監(jiān)視器上看到的圖像是由很多個小點組成的，這些小點稱為“像素”。在最常用的分辨率設(shè)置下，屏幕顯示一百多萬個像素，電腦必須決定如何處理每個像素，以便生成圖像。為此，它需要一位“翻譯”，負(fù)責(zé)從CPU獲得二進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成人眼可以看到的圖像。而這位負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖像的“翻譯”，就是顯卡。
然而，這一看似簡單的步驟，卻耗費了人們數(shù)十年的光陰。
如果問現(xiàn)在的90后一代，他們最早接觸的游戲是什么？很多人可能都會回想起《超級馬里奧》這類童年經(jīng)典，盡管在今天看來，那個身著水管工制服拯救公主的游戲在畫面上相當(dāng)粗糙和簡陋，但許多人也許不知道，對于顯卡誕生之初的那一代玩家而言，這樣的畫面已經(jīng)算是有了長足的進(jìn)步。
上世紀(jì)80年代，在那個計算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的時期，IBM在1981年推出兩種顯卡：單色顯卡(MDA)和彩色繪圖卡(CGA)。
在當(dāng)時，計算機(jī)的用途主要是文字?jǐn)?shù)據(jù)處理，沒多少人想到會用電腦來玩游戲，所以當(dāng)時MDA的解析度只有可憐的720 X 350，這對于玩游戲而言還是有點太勉為其難了，在如此薄弱的算力下，誕生于那個年代的遠(yuǎn)古游戲無一例外都只有2D圖像。對玩家而言，別說3D畫面，即使是一款少見的彩色游戲，就已經(jīng)足夠讓他們激動。
這款名為《國王密使》的彩色游戲，著實讓80年代的玩家驚艷了一把
這是因為最早的顯卡類型只能認(rèn)別出黑白兩色，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PC上出現(xiàn)了一些和圖形相關(guān)的軟件，開始有人在PC上設(shè)計一些圖形。最早的就是CAD，那時的程序員們?yōu)榱俗约洪e暇的消遣也開始編寫一些小游戲，或是移植一些游戲機(jī)上的Gam到PC上來。人們對于PC圖形界面的需求也越來越強(qiáng)烈，為此才出現(xiàn)了彩色顯卡。
但是當(dāng)時的制作工藝仍然無法滿足人們對于顯卡芯片的需求，因此顯卡依舊整合在主板上以一塊單芯片的方式來實現(xiàn)。而這等于是鎖死了顯卡的發(fā)展空間。不過，技術(shù)總是應(yīng)需求而生，當(dāng)許多游戲制作商發(fā)現(xiàn)，無論他們將2D的游戲畫面雕琢得再怎么精致也無法吸引審美疲勞的玩家的時候，一場圖形顯示領(lǐng)域的變革就開始悄然醞釀。
這場變革的意義，相當(dāng)于是顯卡發(fā)展史上的“工業(yè)革命”，因為它開啟了顯卡的3D時代。
開啟3D時代的霸主
90年代，第一款獨立顯卡Trident 8900/9000顯卡誕生了，到了這時，顯卡第一次作為一個獨立的配件出現(xiàn)在電腦里，而不再是集成的一塊芯片。這意味著顯卡贏得了更大的發(fā)展空間，更強(qiáng)的算力，從而也打開了3D時代的大門。
當(dāng)時間到了1995年，這是顯卡領(lǐng)域里程碑的一年，3D圖形加速卡正式走入玩家的視野，也就是在這個時期，大量如摩托英豪、德軍總部3D、Doom在內(nèi)的經(jīng)典3D游戲開始集中涌現(xiàn)，在這一時期穩(wěn)坐3D游戲?qū)氉娘@卡制造商，不是今天我們熟知的老黃的NVIDIA，也不是AMD，而是當(dāng)時一個名不見經(jīng)傳的小公司——3Dfx。
對于當(dāng)時初出茅廬的3Dfx而言，能讓他們大殺四方的法寶就是他們推出的業(yè)界第一塊真正意義的3D圖形加速卡：Voodoo。
這款顯卡不僅將人們帶入了真正的3D時代，并且它當(dāng)時標(biāo)配為4Mb 的EDO顯存，可以在640×480分辨率下提供最華麗的3D畫面，對當(dāng)時的游戲玩家而言，能在那個年代用一千多塊到電腦城買上一塊丐版的Voodoo顯卡，并能夠由此玩上當(dāng)時最火爆的游戲摩托英豪，那種感覺估計能和現(xiàn)在買到30系光追卡并體驗一把2077的快感相提并論。
然而，盡管Voodoo帶給了3Dfx一段顯赫的輝煌歲月，但好景不長，1999 年，3Dfx推出了 Voodoo3，雖然當(dāng)時這款顯卡配置了 16Mb 顯存，支持 16 色渲染。在畫質(zhì)上無可挑剔，但昂貴的價格以及與市場格格不入的標(biāo)準(zhǔn)——不支持32位渲染、不支持大紋理貼圖等，這最終阻礙了它的普及。
而更為致命的是，當(dāng)時自視甚高的3Dfx仗著自己擁有顯卡生產(chǎn)工廠以及龐大的市場占有率，在DirectX幾乎一統(tǒng)天下的局面下仍堅持不開放Glide的源代碼，使得昔日的盟友紛紛改投老黃的NVIDIA門下，再加上自身的產(chǎn)能不足，3Dfx的市場急劇萎縮。
這一系列的失誤，最終使得山窮水盡的3DFX走向衰落，最終在 2000 年被老黃以 7000 萬美元收購，一代3D時代的霸主就此隕落。
在新世紀(jì)初，顯卡的輝煌留給了NVIDIA，隨著一款具有革命性意義的顯卡Geforce 256的推出，NVIDIA在顯卡性能上最終完全超越了3Dfx，與此同時，一直在暗中發(fā)力的ATI 也憑借自身的HYPER-Z 技術(shù)，大幅提升了顯卡的 3D 速度，拉近了與NVIDIA的差距。
此后長達(dá)二十年的顯卡市場，就成了NVIDIA與ATI兩強(qiáng)相爭的天下。
決定差距的轉(zhuǎn)折點
進(jìn)入新千年以后，NVIDIA與ATI可以說是互有攻守，打得有來有往。但總體來說，NVIDIA背靠在研發(fā)上的優(yōu)勢，在最開始的幾年曾短暫壓制了ATI。
但ATI也接二連三地通過各種性能爆炸的新卡，給了NVIDIA幾次難忘的下馬威。比如在DX8時代，ATI推出的Radeon 8500就因為其強(qiáng)大的性能一舉登頂，占領(lǐng)了此前由NVIDIA把持的高端市場，以至于逼得老黃不得不推出了GeForce 4 Ti系列這樣價格只有旗艦產(chǎn)品一半，但性能卻能達(dá)到其80%的顯卡，這在NVIDIA發(fā)布的顯卡中可以說是絕無僅有的一次——相當(dāng)于今天我們用2080ti的價格買到了3090。
當(dāng)然，顯卡領(lǐng)域的競爭，絕不僅僅只是產(chǎn)品性能上的比拼，3Dfx衰亡的命運已經(jīng)揭示了，只有能不斷順應(yīng)時代并具有普適性的產(chǎn)品，才能最終在市場上取得取得優(yōu)勢。
而到了DX9時代，再次逆襲的ATI又給NVIDIA好好上了這一課。
在Geforce 4 Ti發(fā)布僅僅4個月后，ATI突然發(fā)布了能完美支持DirectX 9.0的Radeon 9700Pro，相較于采用DirectX 8.0架構(gòu)的NVIDIA產(chǎn)品Radeon 9700Pro，ATI切換軌道超車，通過搶占市場先機(jī)，在3D時代第一次真正意義上的領(lǐng)先NVIDIA，更在此后較長一段時間里都保持了領(lǐng)先地位。
如果形勢照此發(fā)展，恐怕今天的玩家們在運行各種3A大作時，在開場界面將更多次地看到ATI而不是NVIDIA的LOGO，但現(xiàn)實卻并非如此，這是因為在ATI被AMD收購之后，情況發(fā)生了變化。
簡單地說，這一切都源于兩大廠商對玩家群體的不同態(tài)度，盡管兩大顯卡廠商的技術(shù)實力非常接近，但相較于NVIDIA從2012年發(fā)布的GTX680開始大幅加強(qiáng)GPU的圖形游戲性能，并縮減掉大量與游戲無關(guān)的結(jié)構(gòu)，成為了純粹為游戲設(shè)計的顯卡，AMD執(zhí)掌下的ATI更強(qiáng)調(diào)性能計算，更適合多媒體、做圖等工作需求。
基于此，同一代NVIDIA和ATI相比，往往呈現(xiàn)出NVIDIA工藝稍微落后，但是架構(gòu)設(shè)計方面保有巨大優(yōu)勢，所以在同等功耗的情況下，NVIDIA性能更好。
更重要的是，由于NVIDIA在專業(yè)軟件和游戲方面長期與軟件廠家優(yōu)化適配合作，所在在增值技術(shù)和兼容性方面表現(xiàn)也優(yōu)于ATI。
反觀ATI雖然在同等理論性能下更加便宜，但是用戶想要享受到同樣的顯卡性能，就意味著ATI比NVIDIA耗電更多且兼容性稍微落后。
無論如何，計算卡和游戲卡分開發(fā)展成為了往后N卡的既定設(shè)計理念，也成為了拉開N卡與A卡差距的一個最重要的轉(zhuǎn)折點。
必將惠及大眾的新技術(shù)
N卡“游戲優(yōu)先”的設(shè)計理念，使得越來越多的玩家為了追求更好的游戲效果而紛紛選擇N卡，NVIDIA的市場占有率也隨之越來越高，這也讓作為軟件方的游戲公司更傾向于NVDIA的硬件進(jìn)行優(yōu)化。
而且很多游戲還會對N卡的某一款中低端顯卡做特別優(yōu)化。比如一代神卡750ti。這是因為，對于游戲廠商而言，籠絡(luò)住了當(dāng)前使用主流游戲配置的群體，就等于籠絡(luò)住了市場上的大部分玩家。
一個很簡單的道理是，對于顯卡性能需求的主力用戶群體就是游戲玩家， 而非工作用戶。
與之相比，AMD顯卡雖然一直以更出色的性價比、實用的性能為賣點，但在針對玩家群體的態(tài)度上卻出現(xiàn)過致命失誤。
這是在2014年，AMD推出R9-290x，價格與NVIDIA GTX770相當(dāng)，很快引起了玩家們的關(guān)注。然而，這款產(chǎn)品強(qiáng)大的性能和算力卻并非為了游戲而打造，淪為了當(dāng)時的“挖礦神器”，由于當(dāng)時虛擬貨幣采礦的巨大利益，使得R9-290x一經(jīng)發(fā)售就以較高價格售罄，于是玩家們只能再度轉(zhuǎn)向NVIDIA產(chǎn)品。
這帶來的市場影響是AMD的游戲顯卡技術(shù)遭到忽略，甚至于無法有效普及，更大大影響了AMD在游戲開發(fā)商、玩家中的口碑。
如此一來，AMD就失去了市場占有率，也失去了游戲廠商的青睞。在這種情況下，AMD只能主動去優(yōu)化自己的驅(qū)動去更加適應(yīng)游戲。
因此常常會出現(xiàn)在A卡新卡上市以后，游戲體驗特別差的情況，而這一情況又反過來再次降低了A卡在玩家群體中的好感和認(rèn)知，形成了一個惡性循環(huán)。
直到2019年，AMD才宣布也會采取游戲卡和計算卡分開設(shè)計的策略，但是想要撼動NVIDIA在顯卡市場的領(lǐng)跑地位，仍然有一段很長的路要走。
縱觀整個顯卡發(fā)展史，我們不難看出，一味地追求硬件性能與算力的強(qiáng)大，并不能帶領(lǐng)整個圖形芯片領(lǐng)域走上新的階梯，比單卡性能能重要的，是不斷適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的方向，并降低新技術(shù)的普及難度，使之滿足最廣大用戶群體的最核心需求。
NVIDIA在顯卡領(lǐng)域的成功，正是因為其“游戲優(yōu)先”的策略，使得各大游戲制作商得以將最先進(jìn)的圖形技術(shù)付諸實踐，并讓更多的玩家體驗到越來越出色的游戲畫面。
而最近兩年，NVIDIA最新推出的光線追蹤顯卡，正是為了降低了新圖形技術(shù)開發(fā)難度而出現(xiàn)的，在以往的游戲中，玩家們雖然也可以看到鏡面或水面反射的倒影，但那都是預(yù)先渲染好的光照貼圖，是一種“障眼法”，雖然這些造假手段越來越高明，效果也越來越好，但是相對應(yīng)的，成本也越來越高。在某些3A大作里，角色甚至需要好幾套不同的貼圖來適應(yīng)不同的光線場景，這無疑大大增加了游戲設(shè)計師的負(fù)擔(dān)。
而在光線追蹤技術(shù)出現(xiàn)后，雖然未能像部分玩家想象的那樣，立竿見影地提升反射效果和畫面質(zhì)感，但卻實實在在地解決了游戲開發(fā)過程中光線復(fù)雜變化的問題，從而將設(shè)計師們從繁雜的圖像技術(shù)限制中解放出來，專注于打造讓玩家沉浸其中的虛擬世界。
因此，當(dāng)我們在2077的夜之城中，贊嘆于那精致而逼真的街道時，不必為了自身的配置不足而開不了最高特效憂慮，因為隨著顯卡技術(shù)的不斷發(fā)展，這樣出色的畫質(zhì)有一天必將惠及每一個普通玩家。
作者：畢安
文章來源：闌夕（ID:techread），原文鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/yd-oW9sAb1Uzgu7q6uzwPA
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