2、第二代 GPU 发展历程与关键技术解析

第二代 GPU 发展历程与关键技术解析

1. 第二代 GPU 发展背景

2000 年 11 月，微软推出 DirectX 8，开启了 2001 年初的第二代 GPU 发展时代。ATI、Nvidia 等公司向微软和 Khronos 展示了未来 GPU 计划，可编程性成为重要部分。得益于摩尔定律，GPU 公司能够添加更多晶体管，如增加了更多寄存器、缓存和控制逻辑，使 GPU 从只能处理少量几何图形的固定功能图形控制器转变为一流的并行处理器，这是 GPU 和计算机图形行业发展的重要一步。

在 2000 年代初，OpenGL 在高级图形功能方面领先于 DirectX，OpenGL 1.1（1997 年）已具备支持工作站的可编程顶点着色器。不过，专业图形应用和游戏等消费应用之间存在差距。尽管可编程着色器能让游戏画面更好、运行更快，但游戏开发者因不愿增加工作量和赶工期，除少数情况外，对采用该功能较为迟缓。而在专业工具领域，图形功能有时代表着竞争优势。

2. 可编程顶点和几何着色器（2001 - 2006）

• 顶点和顶点着色器 ：顶点是三角形两条边的交点，一个三角形有三个顶点。顶点着色器是将形状和位置转换为 3D 绘图坐标的处理器，它将三角形的属性（如位置、方向、颜色和纹理）从初始虚拟空间转换到显示空间，能以任何方式扭曲或重塑原始对象。顶点着色器不改变数据类型，只改变数据值，有时也被称为汇编器。
• 几何着色器 ：在 OpenGL 和 Direct3D 渲染管线中，几何着色器在顶点着色器之后、片段/像素着色器之前运行。其主要目的是在细分过程中创建新的图元，由传入的