5、第三至五代 GPU 发展历程与技术革新

第三至五代 GPU 发展历程与技术革新

1. GPU 发展的新时代开端

早期，ATI 和英伟达推出的可编程顶点着色器极大地扩展了 GPU 的能力，开启了完全在 GPU 上执行的计算机图形效果的新时代，这是 GPU 成为完全可编程计算引擎的前奏。在这个时期，ATI 和英伟达推动了原本只在高价工作站中才有的计算机图形功能的发展。市场也经历了进一步整合，供应商数量从 32 家减少到 8 家，工程人才向 ATI 和英伟达集中，为下一代及未来 GPU 的更高级发展奠定了基础。

由于摩尔定律，晶体管密度的增加为 GPU 设计师和计算机图形科学家带来了新的可能性。虽然相关的概念、数学和算法已被充分理解，但高效执行这些算法是关键难题，这也是不同 GPU 架构设计的差异所在。

第一代 GPU 受限于固定功能，例如游戏开发者在游戏中只能使用有限数量的角色，动画能力有限，使用多纹理需要多遍渲染。为节省图形资源，游戏场景通常简单且多为室内环境。随着 DirectX 10 的推出，微软开启了一个创新的新时期，实现了电影级效果和逼真的图形。

2. 第三代 GPU - DirectX 10 时代（2006 - 2009）

2.1 统一着色器的引入

DirectX 8、9 直至 DirectX 9c 带来了可编程着色和首次的细分曲面尝试。第二代 GPU 从 2000 年末持续到 2006 年底，引入了动态可编程着色，允许更多角色、数千个多边形骨架、刚体和可编程像素的户外照明。

2006 年末随微软 Windows Vista 发布的 DirectX 10 标志着 PC GPU 第三代的开始。这一时代的标志性技术是统一着色器的