GPU的历史（二） ——改变游戏规则的3Dfx Voodoo（1976-1995）

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GPU的历史（二） ——改变游戏规则的3Dfx Voodoo（1976-1995）

据估计，在Voodoo的鼎盛时期，3Dfx占据了3D加速器市场的80-85%。

编译来源：techspot

在图形处理器的历史（一）中主要介绍了消费级3D图形卡的早期发展，3Dfx Voodoo Graphics在性能竞赛在开始之前有效地消灭了所有竞争。本篇具体介绍3Dfx Voodoo是怎么改变游戏规则的。

3Dfx的Voodoo显卡于1996年11月推出，仅由一个3D显卡组成，需要一根VGA线缆从单独的2D卡直通到Voodoo，然后连接到显示器。

这些显卡被许多公司出售。Orchid Technologies率先推出了售价299美元的Orchid Righteous 3D芯片，这款主板以在使用芯片组时具有“咔哒”声的机械继电器而著称。后来的修订版与其他供应商一样使用了固态继电器。紧随其后的是Diamond Multimedia的Monster3D、Colormaster的Voodoo Mania、Canopus Pure3D、Quantum3D、Miro Hiscore、Skywell（Magic3D）和2theMAX Fantasy FX Power3D，这些都是基于Voodoo而设计的芯片。

Voodoo Graphics几乎在一夜之间彻底革新了个人计算机中的图形处理器，超越了大量的仅能提供2D图形设计的供应商。1996年的3D领域使S3占据了大约50%的市场份额。据估计，在Voodoo的鼎盛时期，3Dfx占据了3D加速器市场的80-85%。然而，这种情况很快就会改变。

图一：Diamond Multimedia的Monster3D（3DfxVoodoo14MBPCI）

同期，Video Logic开发了一种基于图块的延迟渲染技术（TBDR），该技术通过在应用纹理、阴影和照明应用于剩下的渲染之前，抛弃了所有可见的几何形状，从而消除了对大规模Z缓冲（在最终渲染中移除被遮挡/隐藏的像素）的需求。这个过程产生的帧被分割成矩形块，每个块都有自己的多边形渲染并发送到输出。一旦计算出帧所需的像素则剔除多余的多边形（Z缓冲仅发生在图块级别），就会开始多边形渲染。这种方式只需要最少的计算。

前两个系列的芯片和显卡由NEC制造，而Series3（Kyro）芯片由ST Micro制造。第一张显卡专门用于Compaq PresarioPC，被称为Midas3（Midas1和2是基于街机的系统项目的原型）。PCX1和PCX2作为OEM零件紧随其后。

系列2芯片最初由世嘉的Dreamcast游戏机生产。但是，到1999年11月桌面Neon 250卡上市销售时，它在169美元的价位上被无情地超越，败于更高分辨率的32位彩色显卡上。

在Neon 250面世之前，Rendition的Vérité V1000通过利用基于MIPS的RISC处理器和像素管线，成为第一款具有可编程内核来渲染2D +3D图形的显卡。处理器负责设置和组织管线的工作负载。

Vérité 1000最初于1995年底开发，成为Microsoft用于开发Direct3D的主板之一。不幸的是，由于Rendition使用这种方法需要通过PCI接口传输数据，该卡需要一个能够支持直接内存访问（DMA）的主板芯片组。在Voodoo Graphics出现之前，与几乎所有其他消费类显卡相比，V1000的表现都不错，它的3D性能是其他显卡的两倍多。且该板相对便宜，并提供了良好的功能集，包括预算游戏玩家的边缘抗锯齿和ID软件的Quake的硬件加速功能。然而这种方式不太受欢迎，游戏开发人员很快就避开了DMA传输模型。

与1996年一样，1997年被证明是消费类图形行业又一个繁忙的一年。

ATI推出了Rage II，随后在3月份又推出了3D Rage Pro。后者是ATI 3D工程组（该小组成立于1995年）推出的第一张AGP 2x卡，这也是他们工程组推出的第一款产品。

图二：ATI 3D Rage Pro

Pro在4MB格式下几乎与Voodoo Graphics性能相当，在使用8MB和AGP接口时优于3Dfx卡。由于扩展了4kB高速缓存并增加了边缘抗锯齿功能，该显卡改进了Rage II的透视校正、纹理处理以及三线性滤波性能。还集成了一个浮点单元，以减少对CPU的依赖以及对DVD的硬件加速和显示支持。

总而言之，Rage Pro极大地增加了ATI的利润，帮助公司在销售额超过6亿美元时实现了 4770万加元的利润。这种成功大部分来自OEM合同、与消费者和服务器主板的集成以及移动版本。该卡的价格（通常以Xpert @ Work和Xpert @ Play的形式出售）也有所不同：2MB版本的170美元、4MB版本的售价在200-230美元之间，8MB版本则270-300美元之间。其16MB版本售价超过$ 400。

ATI以300万美元收购了Tseng Labs的IP，并于1997年12月聘请了该公司的40名工程师，从而增强了他们的投资组合。这是一笔划算的交易，因为Tseng未能将RAMDAC集成到其卡中导致销售额急剧下降，从1996年1240万美元降低至1997年的190万美元。

3DLabs于1997年3月发布了Permedia（“Pervasive 3D”）系列板卡的修订版，该产品基于德州仪器的350nm制程，而不是之前其所采用的IBM的上一版本的Permedia制程和Permedia NT制程。第一个版本的性能不符合标准，而NT型号采用了全三角和AA设置的附加Delta芯片而有所改进，但它的价格达到了300美元。基于Permedia 2的显卡在年底开始出货，但它们并未与游戏重量级产品正面交锋，而是作为具有中等3D图形功能的半专业2D卡进行销售的。

在ATI和3DLabs更新他们的产品线一个月后，英伟达（Nvidia）推出了RIVA128（实时交互式视频和动画加速器），并通过渲染三角形多边形增加了Direct3D兼容性。

英伟达保持与意法半导体（ST Micro）的合作关系，后者采用新的350nm工艺生产芯片，并开发了RAMDAC和视频转换器。虽然最初的驱动程序存在问题（尤其是使用Unreal），但该卡在Quake 2和3等游戏中显示出足够的性能，在许多基准评测图表中名列前茅。

图三：Diamond ViperV330 PCI （Nvidia RIVA 128）

这被证明是英伟达自1993年以来一直在寻找的具有里程碑意义的显卡。英伟达要想维持供应就需要把目光放得更远，这对于他们来说是未来经济和成功的关键所在。因此，他们与台积电签署了一项制造协议，与ST Micro一起供应Riva128ZXs。在1997年底，英伟达的3D图形市场份额估计为24%，仅次于3Dfx Interactive，排名第二，这主要归功于Riva 128/128ZX。

尽管最终合同给了NEC / VideoLogic，但世嘉（Sega）也将NV2加到Dreamcast 游戏机中可能采用的图形芯片中，这也增加了Nvidia的收入。

Rival 3Dfx还与世嘉合作了该项目，并且据信Rival 3Dfx是为游戏机提供硬件的人，直到后者终止合同。3Dfx提起了1.55亿美元的诉讼，声称它被世嘉误导，相信他们承诺使用3Dfx硬件，还让他们获得与其图形IP相关的机密材料。一年后，他们以1050万美元庭外和解。

Dreamcast“Black Belt”项目只是3DfxInteractive年度重点项目之一。

图四：基于 3Dfx 的 SegaBlackBelt 原型

Quantum3D于1997年3月31日从3Dfx分离出来。SGI和Gemini Technology 与该公司合作，利用3Dfx的新SLI（扫描线交错）技术开发了非常高端的发烧友和专业图形解决方案。这涉及使用带有第二个芯片组和内存的子卡，或者通过带状电缆连接的两个或多个卡，其方式与英伟达的SLI和AMD的Crossfire目前使用的概念相同。连接在一起后，每张卡（如果是单板SLI卡，则为逻辑块）每一帧都为显示贡献了一半的扫描线。

SLI 还将最大屏幕分辨率从800x 600增加到1024 x 768像素。Obsidian Pro 100DB-4440（两张单卡，每张带有一个Amethyst 子卡）零售价为2500美元，而像100SB-4440和4440V这样的单卡SLI解决方案需要1895美元的费用。

1997年夏天，3Dfx宣布首次公开募股并推出了Voodoo Rush，试图提供具有2D和3D功能的单卡。然而最终产品无法使用提议的Rampage芯片，导致Voodoo的销量下降。该卡的SST-1芯片可以处理Glide API游戏，而低于联盟标准的Alliance甚至更差的Macronix芯片却可以处理其他3D游戏和2D应用程序。Voodoo Rush导致了屏幕失真，因为3Dfx芯片/内存运行在50MHz，而Alliance AT25运行在72MHz。

因为Voodoo Rush的帧缓冲区通过在3D和2D芯片之间共享而减少了一半，将分辨率限制在512x384左右，因此情况变得更糟。此外，刷新率也急剧下降，Alliance和Macronix芯片分别被限制在175和160MHz RAMDAC。

在Voodoo Rush推出后不久，位于桑尼维尔的Rendition发布了Vérité V2100和V2200。这些卡在性能上仍然无法与第一代Voodoo相提并论，并且与预算导向的Rush几乎没有竞争力。该公司的研发明显落后于其竞争对手，而且游戏开发商对这些显卡兴趣不大，这些最终成为Rendition的最后一款商业图形产品。

Rendition还在进行其他各种项目，包括以双芯片的方法将FujitsuFXG-1几何处理器添加到V2100/V2200，其他供应商正在努力将其集成到一个芯片中。1998 年9月，美光以9300万美元收购了这家公司，希望将LSI的嵌入式DRAM技术与Rendition的图形专业知识相结合，FXG-1驱动（并以光荣的名字命名）的Hercules Thriller Conspiracy卡以及V3300和4400E仍然是未完成的项目。

图五：RenditionVerite V2200参考板

随着功能集和性能的提高，显卡的价格也在上涨，许多无法赶超ATI、Nvidia和3Dfx的供应商争相进入以填补低于200美元的市场。

Matrox以120-150美元的价格发布了Mystique（由于缺少OpenGL支持而受到限制），而S3的ViRGE系列基本型号起售价在120美元左右，而DX和GX分别涨到了150美元和200美元。S3增加了具有动态电源管理（ViRGE/MX）的移动卡，以及具有TV-Out、S-Video和辅助DVD播放功能的桌面ViRGE/GX2，产品线的多样化来确保稳定的销售流。

Cirrus Logic的Laguna 3D系列，Trident的9750/9850，SiS的6326，这些都吸引了游戏玩家的注意力。但对于Laguna3D来说，与S3的ViRGE VX等价格相近的卡相比，99美元的便宜价格却不足以弥补性能下降、3D图像质量差和一致性问题。

Laguna3D推出后，CirrusLogic很快就离开了图形显卡行业。在此之前，他们还提供了一系列价格为50美元的廉价16位彩色图形适配器，其中最著名的是Diamond SpeedStar系列和OrchidKelvin 64。

Trident在5月份还针对入门级产品推出了3DImage9750，此后不久又推出了更新的9850，支持AGP 2x总线。9750是PCI或AGP 1x显卡，存在各种图形质量和渲染问题。9850已经纠正了一些问题，但纹理过滤的问题仍然存在。

SiS在6月加入了budget 3D图形市场，推出6326，价格通常在40-50美元之间。该显卡提供了良好的图像质量，并优于许多其他budget卡。6326在性能领域从未构成威胁，但在1998年售出了700万台。

1997年6月的Assembly游戏活动中，BitBoys向全世界宣布了他们的Pyramid3D图形。这个被大肆宣传的项目是Silicon VLSI Solutions Oy，TriTech和BitBoys共同努力的结果。

但是Pyramid3D未曾出现，大量的调试和修改推迟了项目，TriTech 失去了合理芯片专利诉讼，最终导致公司破产。

图六：Glaze3D卡应该实现的真实感

Bitboys将在1998年5月15日继续宣布第二个设计，Glaze3D芯片。他们承诺在1999年底之前提供一流的性能并计划发布。随着盛大揭幕的时间临近，BitBoys宣布了修改后的设计在10月的SIGGRAPH99大会上，取消了 RAMBUS内存和内存控制器，取而代之的是英飞凌的9MB嵌入式DRAM。

再次由于寻找错误和制造问题导致该项目被取消。

该公司因错过发布日期而名声大噪。Glaze3D后来在代号Axe下重新设计，通过支持DirectX 8.1赶上了竞争对手。新芯片计划在2001年底作为Avalanche3D 卡首次亮相，与此同时，代号为Hammer的Glaze3D的第三个开发项目已经承诺支持DirectX 9。

Glaze3D的原型板是用最初的芯片制造的，但当英飞凌在2001年因财务损失而停止生产嵌入式DRAM时，一切都停止了。缺少制造合作伙伴Bitboys最终放弃了桌面图形，转而专注于移动图形IP。

英特尔在1998年1月推出了第一个（也是迄今为止最后一个）商用离散3D桌面游戏芯片。i740的起源可以追溯到美国国家航空航天局（NASA）为通用电气（GeneralElectric）的阿波罗太空计划（Apollospace program）进行的一个飞行模拟项目，后来卖给了马丁•玛丽埃塔（Martin Marietta），三年后他与洛克希德公司（Lockheed）合并。Lockheed-Martin将该项目重新用作Real3D，用于专业的图形产品，特别是Real3D/100和Real3D/Pro-1000。Sega Model 3街机板中采用了两个Pro-1000图形系统。

Lockheed-Martin随后与英特尔和Chips andTechnologies建立了一个名为 ProjectAurora的联合项目。英特尔在一月份购买了20%的Real3D股份，也就是i740 推出前一个月。到这个阶段，英特尔已经在1997年7月购买了100%的芯片和技术。

i740结合了R3D/100上两种不同的图形和纹理芯片的资源，但有点奇怪的是英特尔实现了AGP纹理，其中纹理被上传到系统内存（渲染缓冲区也可以存储在 RAM中）。一些设计会使用卡的帧缓冲区来保存纹理，如果帧缓冲区变得饱和或纹理太大而无法存储在本地图形内存中，则使用纹理交换到系统RAM。

为了最大限度地减少延迟，英特尔的设计使用了AGP直接内存执行（DiME）功能，该功能仅调用光栅化所需的那些纹理，并将其余纹理存储在系统RAM中。性能和图像质量尚可，性能与去年的高端产品大致相当。4MB型号为119美元，8MB 型号为149美元，定价反映了英特尔的积极营销。i740以英特尔品牌卡、Real3DStarFighter或Diamond Stealth IIG450的形式出售。

图七：Intel740/i740AGP显卡

英特尔设计了一款修改后的i752芯片，但由于OEM和游戏社区普遍缺乏兴趣，导致该公司取消了商业生产。一些板卡从制造厂出来，但像i740一样，改为将其制成集成图形芯片组。

Lockheed-Martin于1999年10月关闭了Real3D，并将相关IP出售给了英特尔。许多员工随后转移到英特尔或ATI。

ATI在1998年2月对Rage Pro进行了改造，主要包括重新命名卡Rage Pro Turbo并提供一组针对合成基准高度优化的驱动程序。除了价格上涨到449美元外，几乎没有其他东西。从beta2开始的驱动程序提高了游戏性能。

ATI在8月份推出了Rage 128 GL和VR，这是该公司前Tseng实验室工程师开发的首款产品。然而，直到新年之前，零售渠道的供应一直不太理想，这实际上扼杀了ATI在游戏领域打上自己印记的任何机会，就像他们在OEM市场所做的那样。它的配置包括32MB的随机存储器（16MB和32MB的128版本）和一个高效的内存架构，当屏幕分辨率提高和使用32位彩色显示器时，它可以超越NvidiaTNT。不幸的是，对于ATI，当时许多游戏和用户的硬件配置都针对16位的。此外，其图像质量与S3和Nvidia的主流竞争对手基本相同，但仍落后于Matrox。

尽管如此，ATI在1998年以27%的市场份额和1.684亿加元的净收入和11.5亿加元的销售额成为顶级图形供应商已经足够了。

ATI于当年10月宣布以6700万美元收购ChromaticResearch，其MPACT媒体处理器在许多PC TV解决方案中受到青睐——尤其是Compaq和Gateway。这些芯片提供了非常好的2D图形性能、出色的音频和MPEG2播放，但3D游戏性能却受到限制，价格约为200美元。最终，由于无法克服的软件问题注定了公司仅有四年寿命。

i740在图形市场上引起轰动两个月后，3Dfx推出了Voodoo 2。与其前身一样，它是一个纯3D解决方案，虽然令人印象深刻，但它代表了一个复杂的系统。这些板带有两个纹理IC，这是第一个在显卡中发现多纹理的例子，因此它总共使用了三个芯片，而不是像竞争卡那样只使用一个结合2D/3D功能的芯片。

Quantum3D的Voodoo 2实现包括Obsidian2X-24作为可与2D子卡配对的单个SLI卡、具有24MB EDO RAM的单插槽SLI SB200/200SBi，以及具有四个200SBi的Mercury Heavy MetalSLI板通过控制器板（ AAlchemy ）连接，该板提供了多GPU卡设置中的SLI桥接功能。

后者是用于视觉模拟器的专业图形解决方案，因此它的价格高达9999美元，同时需要带有四个连续PCI插槽的Intel BX或GX服务器主板。

Voodoo Banshee于1998年6月发布，但在接下来的三个月中这款产品都没有上市。该卡仍然是将AWOL Rampage芯片组的2D部分与单个纹理映射单元（TMU）结合在一起，因此3Dfx现在可以在大大降低的生产成本的前提下，提供具有2D和3D功能的单个芯片，但相比之下，Banshee却大大落后Voodoo 2 渲染多纹理多边形的能力。

3Dfx在三年前带来的革命现在已经过去了。

在原始3D性能方面，Voodoo 2没有对手，但竞争正迅速扩大。在ATI和英伟达日益激烈的竞争中，3Dfx希望通过营销和销售自己的电路板来保持更高的利润线，而这在以前是由一长列的电路板合作伙伴来处理的。为此，3Dfx于12月15日以1.41亿美元的股票收购了STB Systems，但事实证明，该合资企业是一个巨大的失误，因为该公司(华雷斯)使用的代工厂在质量和成本方面无法与英伟达(Nvidia)使用的台积电(TSMC)代工厂竞争。它也无法与ATI的中国台湾代工合作伙伴联华电子(UMC)竞争。

许多3Dfx的前合作伙伴转而与英伟达结盟。

3月23日，英伟达推出了Riva TNT，代表TwiN Texel，这让3Dfx在市场上承受的压力更大。在Riva的设计中增加了第二个并行像素通道，使像素填充率和渲染速度翻了一番，还增加了惊人的(1998年)16MB的SDR内存——Voodoo 2的8-16MB RAM是EDO系列中速度较慢的那种。作为一个强有力的竞争者，它的性能由于自身的复杂性而被削弱——台积电350nm工艺上的一个800万片晶体管芯片由于发热而不能在Nvidia最初的125MHz核心/内存频率下运行，因此它采用了一个90MHz时钟。而这使其降幅达到了28％，因此，足以确保Voodoo 2 勉强保持性能领先，而这主要归功于Glide。

即使规格降低，TNT还是一张令人印象深刻的显卡。它的AGP 2x接口允许以1600 x 1200进行游戏，并使用24位Z缓冲区（图像深度表示）进行32位色彩渲染。与Voodoo 2的16位色彩支持和16位Z缓冲区相比，这是一个巨大的改进。TNT与Voodoo 2和Banshee相比，提供了更好的功能集，更好的CPU时钟速度缩放，出色的AGP纹理和更好的2D性能。这款产品直到9月份才发货，而且数量不多。

并非所有事情都按照Nvidia的方式发展，至少不是一开始就如此。

SGI于4月9日对他们提起诉讼，指控其侵犯了纹理映射的专利权。1999年7月达成的和解使英伟达可以使用SGI的专业图形产品组合，而SGI终止了自己的图形团队并将其中低级图形团队移交给Nvidia。这种IP的虚拟赠与通常被认为是SGI以惊人的速度破产的主要原因之一。

由于市场上的主要参与者在今年头几个月占据媒体报道的主导地位，6月和7月凸显出该行业衰退迹象。

6月16日， Number Nine发布了他们的RevolutionIV卡。

该显卡无法与Nvidia和ATI在3D性能方面取得的进步相匹敌，因此该公司试图加强其在2D生产力市场的地位。

Number Nine一直偏向于2D性能，而不是将资源分配给3D技术，结果发现自己在这两个市场都被英伟达(Nvidia)的TNT等游戏卡所束缚。该公司决定利用困扰大多数专用游戏卡的一个真正的弱点：32位彩色的高显示分辨率。

为此，Number Nine为Revolution IV-FP添加了一个36针OpenLDI连接器，该连接器将连接到与卡捆绑在一起的SGI平板屏幕。17.3"SGI 1600SW (1600x1024)加上Revolution IV-FP封装最初零售价为2795美元。

图八：与 RevolutionIV-FP捆绑在一起的 SGI 平板

这是Number Nine重新开始销售S3和Nvidia产品时的最后一张自制卡。该公司的资产于1999年12月被S3收购，并出售给Number Nine最初设计团队的工程师，该团队于2002年成立了SiliconSpectrum。

S3在1998年的E3展会上发布了Savage3D，与TNT和Voodoo Banshee不同，该卡很快就进入了零售市场。然而，这种快速引入给他们带来了惩罚。OpenGL游戏受到的影响尤其严重，因为S3仅为Quake游戏提供了一个微型OpenGL驱动程序。

S3的原始规格要求该卡的时钟为125MHz，但产量和热量输出导致最终出货部件的时钟频率为90-110MHz——许多评论杂志和网站仍收到时钟频率更高的125MHz预生产样品。后来Savage3D推出了120MHz的超功率部分，Hercules和STB分别以120/125MHz的频率出售了Terminator BEAST和Nitro 3200。尽管OpenGL仿真和DirectX性能由于驱动程序而受到阻碍，但参考板低于100美元的价格以及可接受的游戏和视频播放性能带来了一些销量。

从1997年到1998年，离开该行业的图形供应商数量有所增加。其中包括Cirrus Logic，Macronix，Alliance Semiconductor，Dynamic Pictures（出售给3DLabs），Tseng Labs，Chromatic Research（均由ATI收购），Rendition（出售给Micron），AccelGraphics（由Evans＆Sutherland购买）以及芯片和技术（被英特尔吞并）。

拥有者和未拥有者之间的鸿沟在1999年变得更加明显。

1月发布了SiS300，这是一款经济型商务机图形显卡。SiS300在1999年的北京下只能提供最低限度的3D性能，而2D在零售市场上又无法与SiS的大多数竞争对手相匹敌。从单个像素管线上就可以看到这一点。幸运的是，对于SiS，OEM无需担心，因为该产品具有足够多的功能复选框来满足性能要求：128位内存总线（在SiS305修订版中为64位），32位颜色支持，DirectX 6.0（305为DX7）、多重纹理、电视输出和硬件MPEG2解码。

紧接着在2000年12月，SiS315增加了一个256位的内存总线、DirectX 8支持、全屏AA、第二个像素管道、变换和照明引擎、DVD视频运动补偿和DVI支持。性能通常在GeForce 2 MX200范围内。2001年9月，同样的315芯片构成了SiS用于Socket 478板（奔腾4）的650芯片组的基础，以及2003年的SiS552片上系统。

除了SiS的产品外，要求精打细算仍然可以选择很多产品。其中包括Trident Blade 3D（约65美元），及其3D性能(如果驱动程序支持不完善)通常与英特尔的i740相当。

受此鼓舞，Trident继续发布Blade 3D Turbo，其时钟频率从110MHz提升至135MHz，这有助于它跟上英特尔修订版i752的步伐。2000年4月，当VIA收购S3 Graphics时，Trident与集成显卡业务的合作就戛然而止。

Trident的核心图形业务在很大程度上依赖于大批量、低价位的芯片，主要在移动领域。Blade 3D Turbo被改进为Blade T16、T64（143MHz）和XP（166MHz）。但Trident 的3D开发速度远低于市场的整体发展速度。以至于像SiS315这样一个延迟很久的预算方案也轻易地超越了他们的新产品。

Trident的图形部门在2003年6月被出售给SiS的XGI子公司。

S3 Savage4在性能上比SiS和Trident产品更上一层楼。该显卡已于2月发布，从5月开始零售，价格为100-130美元，具体取决于板载内存是16MB还是32MB。Savage3D引入了S3的纹理压缩，以确保即使使用有限的64位内存总线，也可以容纳高达2048x2048字节的纹理。

图九：Diamond ViperII Z200 (S3 Savage4)

Savage4成为S3的第一张支持多重纹理的显卡，也是第一张支持AGP 4x接口的显卡。但即使是改进的驱动程序和合理的功能集也无法弥补它难以达到上一代3Dfx、Nvidia和ATI卡的性能水平的事实。这一循环在年底Savage 2000发布时重复。该卡在1024x768及以下的分辨率上优于TNT2和Matrox G400，但1280x1024/1600x1200则不同。

3Dfx的Voodoo3系列中的第一个系列产品于3月问世，得到了广泛的电视和平面广告活动的支持。但期待已久的Rampage芯片组仍未到货，因此，即使在Avenger芯片组中进行了一些调整，这些主板仍具有相同的架构。他们仍然依赖于16位色彩模式，受限于256x256纹理支持以及缺乏基于硬件的变换和照明（T＆L）。这些因素开始对游戏开发人员变得至关重要，而3Dfx却因未兑现其架构和功能设置承诺而继续令人失望。

在似乎由来已久的传统，3Dfx将其失败的命运归咎于市场震动，尽管这并没有真正对ATI和Nvidia产生太大影响。3Dfx陷入困境的另一个迹象是，该公司在12月宣布，在DirectX和OpenGL继续受到游戏开发者青睐的时候，他们的Glide专有图形API最终将以开源形式提供。

3月，英伟达发布了Riva TNT2，包括第一款具有更快的核和存储速度的Ultra品牌主板，而Matrox则推出了G400系列。

TNT2采用了台积电的250nm工艺，并成功实现了英伟达最初对TNT原本的期望。它全面优于Voodoo 3，唯一的例外是使用AMD 3DNow的应用程序！与OpenGL结合使用的CPU指令扩展。TNT2与3Dfx和Matrox保持同步，包括用于平板显示器的DVI输出。

与此同时，Matrox G400在很大程度上胜过Voodoo 3和TNT2，尽管 OpenGL 支持仍然明显落后。该卡售价199-229美元，从性能、图像质量和功能集的角度来看，物超所值。通过双显示控制器（Matrox称为DualHead）驱动两台显示器的能力开启了公司的多显示器支持趋势。在这种情况下，辅助监视器的分辨率限制为1280x1024。

G400还引入了EMBM，它提供了更好的纹理表现。对于那些财力雄厚的人来说，最高售价为250美元的G400可以使他们拥有市场上最快的消费显卡，直到2000年初诸如Creative Labs3D Blaster Annihilator Pro之类的基于GeForce 256 DDR的主板上架。

从那时起，Matrox开始专注于专业市场，并在2002年凭借Parhelia短暂回归游戏市场。三监视器支持不足以抵消次等游戏性能和DirectX 9.0兼容硬件的新潮流。

当3Dfx、Nvidia和Matrox发布的硝烟散去时3DLabs加入了期待已久的 Permedia 3 Create。该显卡是几个月前发布的，主要针对的是对游戏感兴趣的专业用户。因此，3DLabs将2D功能优先于3D，利用了1998年7月从最高级 Oxygen系列工作站卡的设计者Dynamic Pictures 那里获得的专业图形专业知识。

不幸的是，对于3DLabs来说，对工作站图形来说最重要的往往是复杂的多边形建模——通常是以纹理填充率为代价的。这与游戏卡的要求正好相反，在游戏卡中，纹理和视觉效果比复杂的线框模型更重要。

在游戏场景中，TNT2和Voodoo 3的价格过高且优于竞争对手，但他们在工作站任务方面的优势还远远不够与竞争对手区分开来，Permedia 3代表了3DLabs在游戏显卡领域中的最后尝试。从那时起，3DLabs将把精力集中在基于GLINT R3和R4的Oxygen card上。从$ 299的VX-1到$ 1499的GVX 420，而Wildcat系列（例如$ 2499的Wildcat II -5110）仍然基于Intense3D的ParaScale图形处理器，该处理器是在2000年7月从Intergraph收购Intense3D时开始的。3DLabs将从2002年起开始将他们自己的图形集成到Wildcat系列中，当时Creative Technology公司购买了他们的P9和P10处理器。

由于该部门与Creative的SoC集团（更名为ZiiLabs）合并，公司于2006年离开台式机市场，并将重点转移到面向媒体的图形设计领域，并于2012年11月出售给英特尔。

自从Rage 128首次亮相以来，ATI进步快速。1998年末，该公司在Rage 128中增加了对AGP 4x的支持并增加了时钟，以发布该卡的Pro版本，该版本还具有视频捕获和TV-Out选项。Rage 128 Pro的游戏性能与英伟达的TNT2大致相当，但远低于TNT2 Ultra，这是ATI打算通过Project Aurora来弥补的。

图十：ATI 的 Rage Fury MAXX 在一块板上结合了两个 Rage 128 Pro 芯片

当ATI显然没有能够在性能竞赛中取得优势时，该项目改变了策略并实现了Rage Fury MAXX，它在同一PCB上包含两个Rage 128 Pro。规格编号令人印象深刻，两个芯片各自负责渲染备用帧，并将它们之间的游戏工作量减半。实际上，尽管该卡优于上一代产品，但它无法与S3 Savage 2000匹敌，并且将始终落后于即将推出的GeForce 256 DDR。后者的价格仅略高一些，为279美元，而ATI为249美元。

在Rage Fury MAXX发布后不到两个月，Nvidia于10月1日发布了GeForce 256 SDR，随后在2000年2月发布了DDR版本。这将是第一张使用这种形式的RAM卡。这是一种基于台积电220纳米工艺集成了2300万个晶体管芯片，是基于转换和照明引擎（TnL或T＆L）添加的第一款真正称为GPU（图形处理单元）的图形芯片。

该引擎使图形芯片能够进行大量浮点密集型运算，将3D对象和场景及其相关照明转换为渲染图像的2D表示。以前，这种计算是由CPU承担的，它很容易成为工作负载的瓶颈，并往往会限制可用的细节。

GeForce 256作为第一个将可编程像素着色器与T&L结合使用的产品，长期以来一直是争论的话题。这是因为许多设计在原型阶段(再现VeriteV4400, BitBoys Pyramid3D, 3DfxRampage)、接近无关紧要的水平(3DLabs GLINT，Matrox G400的WARP)，或通过单独的板载芯片（Hercules Thriller Conspiracy）。

然而，这些都没有实现商业功能。此外，由于率先采用四流水线架构，英伟达在竞争中具有内在的性能领先优势。结合T&L引擎，使该公司能够将 GeForce 256作为专业工作站卡进行营销。

在台式机版本面世一个月后，英伟达发布了他们第一个适用于专业工作站的产品——Quadro系列，即基于GeForce 256的SGI VPro V3和VR3。这些显卡利用了SGI的图形技术,这是Nvidia通过1999年7月签署的交叉许可协议获得的。

英伟达当年的利润为4100万美元，收入为3.745亿美元，轻松超过了1998年的410万美元和1.582亿美元，与1997年的1330万美元相比有了巨大的飞跃。微软为NV2A（Xbox的图形核心）支付的2亿美元首期付款增加了Nvidia的资金，4月份的4亿美元二次债券和股票发行也是如此。

这些数字与ATI当年12亿美元的收入和1.6亿美元的利润比相形见绌，这要归功于图形市场32%的份额。但由于英特尔的815系列集成显卡，后者濒临失去很大一部分OEM业务。