顯示卡知識大補帖 Part1 !!!

顯示卡知識大補帖 Part1 !!!

From PTT, 2007/9 WayMau
Update from Tainan, 2013/4 WayMau,

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最近打算把無名上的文章移到這裡來，所以先移這篇本人初期的兩篇的電腦技術文章做為試金石～
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如果這個版只有音樂的話   就真是太辜負邱叮噹的名字了(洨叮噹是萬能的)
總之最近閑來無事，所以研究了一下研究顯示卡。是顯示卡歷史喔! 有興趣的人看一下吧~~~
順便讓我賺一下P幣，禮拜一就可以賭博了(王建明18勝!!!!)
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相信大家都有看過很久以前的MS-DOS介面(其實也不算久  更好的例子是Unix系統) 
黑白的介面以及複雜的指令操作，相當的不人性化。不過這是當然的，畢竟電腦一開始的用途就是作為計算機使用。

30餘年前的電腦革命是始於intel公司生產的第一批CPU開始的(intel會強不是沒道理的)，intel的4004是世界上第一顆量產的CPU，裡面載有2300個電晶體，時脈是106KHz=0.1MHz=0.0001GHz。跟現在的CPU比起來簡直就是弱到哭(ex: Pentium 4 有2億個電晶體，時脈約3GHz)。

總之那時候的電腦是單純用來科學計算，所以顯示方式就是最單純的黑白銀幕，第一部個人電腦的誕生是IBM PC那時的單色顯示晶片規格是MDA(Monochrome Display Adapter)支援的單色顯示最高到80x25dpi，比apple 2(何謂apple 2下面解釋)的年代40x25dpi多了一倍。

Apple 2就是當年的麥金塔電腦，你爸爸小時候街頭巷尾擺的大型機台遊戲。譬如說：小精靈、大黃蜂、魔術方塊...等。都是所謂的Mac(麥金塔)移植過來的遊戲。為啥說是移植呢?還記得之前說過MDA規格輸出是黑白的嗎？不對阿！媽咧個小精靈吃到藥丸變身白色還是白色，是要玩個雕阿？！

沒錯！！因此彩色的顯示規格就應為廣大的需求(遊戲需求)而誕生了。最早的彩色顯示規格是所謂的CGA(Color Graphics Array)。CGA可以支援到80x25的16色，或是320x200的4色顯示。這就是遊戲工業的第一個革命：大黃蜂終於是黃色的、小精靈吃到臭藥丸終於會變藍藍香。

所以老舊的Apple 2移植CGA顯示晶片(這就是宏碁崛起的里程碑...)就成了老爸那年代，現在看到會感動到流淚的街機鼻祖。那時候的顯示器解析度大概跟電視一樣。IBM-PC的電腦螢幕大多是擺在主機上的(各位上國中電腦課的時候應該有印象)。一直到之後CGA的進化版  EGA(Enhanced Graphics Adapter)的誕生。它是IBM在1984年為其新型PC-AT(下列補充)所採用的新規格，EGA可以在640x350dpi達到16色。

PC-AT是主機板新(在當時)的配線模式(現在已被PC-ATX規格取代)，EGA包含一個16KB的ROM(Read Only Memory)來增加BIOS中所附加的顯示效能。
上述點顯示卡規格都是使用ISA(Industry Standard Architecture)插槽，黑黑的很長一條(現在應該都看不到了)，早期的音效卡就是插這個(爽!)。

近代顯示卡規格在經歷上數的演進之後，終於出現一統江山的VGA顯示規格：VGA(Video Graphics Array)(Array是陣列的意思)。有別於前幾世代的"Adapter"(轉換器)，VGA將分散在母板(顯示卡)周邊的顯示晶片整合，晶片整合的效果使顯示卡晶片可以輕易的die on(內建)在主機板上。VGA 15pin 也是現在最普遍的類比式插頭(但隨著LCD的崛起，DVI規格將慢慢取代VGA)。

IBM在提出最初的VGA架構時，以內建512KB的RAM(Read & Write Memory)，可以支援到16色(每個像素使用1Byte)640x480dpi(640*480=307KB)，這時候intel在PC的CPU製程漸漸的趕上IBM的80x86系列CPU，等到CPU進入32bit(IBM的80386同等級CPU)  EISA(32bit版的ISA)介面也因運而生。這個世代出名的電腦遊戲有"波斯王子"、"大金剛"、"文明帝國"、"創世紀系列"、"X-com"、"重返德軍總部"...

總之有了16階的色彩就足夠滿足當時人類的想像力(可惜還不能看謎片...)，隨著時代的演變  果然人心不足蛇吞象，1989年SVGA(Super VGA)在VESA(Video Electronics Standards Association)群策群力之下終於誕生。(反正大家都看不爽IBM主導顯卡規格的演進，總之當時IBM想主導的是XGA規格，但是沒人鳥！)SVGA是現今所有顯示卡規格的通稱，不管你是ATi(現在的AMD)、SiS S3、還是Nvidia的顯示卡，通通都被歸類為SVGA顯示卡。SVGA顯示卡的插槽在1990年之後，intel陣營主導下改插PCI介面(intel甩開競爭對手IBM，率先發表486級CPU！)。

等到1993年intel的Pentium系列出現之後，intel等於直接宣告獨占個人電腦(PC)市場，所以顯示卡就全變成PCI介面的(無奈阿～intel畢竟比IBM老謀深算...)早期的PCI介面雖然無法跟現在的AGP或PCI-E相比，但是外頻卻比ISA高上一倍，這也顯示了PCI介面比早期的ISA介面顯卡理論頻寬多出一倍(實際上...不太一定啦！)。PCI(Peripheral Component Interconnect)大家應該就很熟悉了吧～就是主機板上白白的那幾條插槽，當然也有可能是五顏六色的(視買主騷包程度而定)。現在的PCI大概都只拿來插音效卡或是網路卡(也有可能是RIMM介面)。回到正題，SVGA顯示卡基本上支援無上限的視訊記憶體(不是那個視訊...)，譬如說現在你想開800*600的解析度用全彩32bit全彩看松島楓主演的電影，你就需要800*600*4(4Bytes=32bit) =1920KB，大概是2MB的視訊記憶體。

總之這是一個百家爭鳴的世代，各家廠商卯足全力的想分一杯羹。其中最出名的龍頭莫過於S3和Trident(那時候Ati別說是小頭，根本就連個頭都還沒冒出來。後來和現在次吒風雲的Nvidia和3Dfx甚至都還沒出生)。總之那是個輝煌的年代(大概是國小三、四年級到國中左右的事)，我也正好恭逢其盛。還記得我的第一張顯示卡就是S3系列的，視訊記憶體只有4MB(在當時算不錯)，可惜遊戲開發商都跟硬體商掛鉤，開發出來的遊戲系統需求都高的要死。

我人生的第一個遊戲就是"超時空英雄傳說"(請快速的唸一遍)。1,2代還好，等到外傳"北方密使"出現的時候我的視頻記憶體根本不夠，遊戲吃到主記憶體，那時候的主記憶體可是蠢的要死的EDO RAM，一條只有8~16MB卻要價不菲。我的主記憶體根本不夠(應該說是口袋裡錢不夠...)，導致遊戲背景開不出來，人物看起來像是在漆黑的虛空宇宙中戰鬥，真是鳥到爆炸！而且我居然還破關了...算了～沒有經過那個世代的人是不會了解的...我只說那個年代製作記憶體的成本極高，哪像現在動不動就256MB(遠目)。
(待續)
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文末補充
MDA  :  單色，80x25文字，720x350 圖形
CGA  :  4色，80x25文字，320x200~640x200圖形
EGA  :  16色，80x25文字，320x200~640x200圖形
VGA  :  16色或256色，640x480
SVGA :  彩色，800x600
XVGA :  彩色，1024x768
規格    ISA    EISA    PCI   AGP   AGPx2  AGPx4   AGPx8   PCI-E
電壓    5v 5    5 3.3   3.3    1.5 0.8 3.3/12
外頻    8MHz   16   33    66    66 66   66   100
實頻率  8MHz   16   33    66    133    266 533 533
頻寬    4MB/s  16   133   266   533    1066    2100    8GB/s
位元    8~16   32Bit   32    32    32 32   32   32
相容性 相容     n/a   n/a   AGP    AGPx2   AGPx4   n/a
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參考網站:
http://www.itdoor.net/pages/88,32687,1,1122520727.html
http://www.e-tobe.com/news.php?dtl=81&cata=6
http://www.cnpedia.com/index.asp
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補注:
2013年的現在，顯卡的VRAM早就到2G了喔～所以那些記憶大廠在市場激烈競爭下，倒的倒、散的散，令人不勝唏噓...