图形芯片能够绘制但不能计算，直到 Xbox 到来。这款主机的图形来自于专门定制的固定功能芯片，持续了超过二十年之久，直到 2001 年原版 Xbox 上市，它内部配备了一颗 PC 显卡 GPU。我们这些在早期主机如 NES 上玩游戏的人，可能已经遇到过这些固定功能芯片带来的一些熟悉问题：例如，当太多的哥布林怪排成一排出现在马里奥兄弟中时，其中一些怪物就会开始闪烁。这就是 NES 图形芯片的硬件限制——每条扫描线最多只能显示八个精灵；超过八个的部分会被芯片丢弃，游戏交替显示其中的一部分。
在 NES 中，正是 Ricoh 2C02 图像处理单元负责渲染游戏图形。这颗相当基础的芯片无法运行任何代码。相反，它从卡带中读取图块艺术资源和内存中的查找表，并逐条扫描线将它们转换为电视信号。这种架构——由 CPU 提供支持的专用图像生成器——正是大多数主机从 20 世纪 70 年代末一直延续到 21 世纪初的图形渲染方式。
当微软第一款 Xbox 于 2001 年 11 月上市时，它与之前任何主机都不太相似。它采用了英特尔奔腾 III 处理器和 NVIDIA 为其专门定制的基于 Ge Force 3 的图形芯片。Ge Force 3 仅在那个二月份刚刚宣布，而它也是第一颗允许开发者编写自己的像素着色器和顶点着色器的 GPU。
与 NES 不同，更早的雅达利 2600 将图形渲染也交给了 CPU。由于它的电视接口适配器没有帧缓冲区，处理器必须为每一条扫描线都提供新的数值给芯片。就在五年前的 1972 年，Magnavox Odyssey 根本没有处理器或内存，完全依靠离散的二极管-晶体管逻辑来绘制点和线。所有这些机器都是围绕 CRT 显示器设计的，这也是部分原因使得复古游戏在旧的 CRT 电视上看起来更好。
Play Station 2 的定制硅芯片分担了图形负担。索尼在 1999 年 3 月展示了 PS2 的芯片。CPU 是由索尼与东芝合作开发的 128 位设计 Emotion Engine，图形则通过名为 Graphics Synthesizer 的独立芯片处理。在最终的主机中，这两颗芯片的频率分别为约 295 MHz 和 147 MHz。Graphics Synthesizer 并不处理任何几何工作。当一个三角形到达它那时，它已经被放置在帧内，芯片需要做的只是用颜色和纹理填充它。几何工作是在 Emotion Engine 的两个向量单元中完成的。CPU 可以交给 VU0 一些零星任务，而 VU1 则主要运行将游戏模型转换为屏幕上三角形的 3D 变换。索尼和东芝的工程师表示，单个向量单元每秒可以处理 8500 万次这样的变换。
虽然没有两个主机完全相同，但许多早期的 3D 主机同样将图形负载分布在多个芯片上。有趣的是，索尼曾在 1994 年的 Play Station 中使用 GPU 一词来描述由东芝设计的图形芯片。这要早于 NVIDIA 将 Ge Force 256 市场化为世界上第一颗 GPU 的五年。但现代 GPU 的实际定义——即能够运行由游戏编写的小程序的芯片——直到 2001 年初的 Ge Force 3 才真正确立。
原版 Xbox 及之后的所有主机……
来源: Engadget · 由HeadlinesBriefing整理摘要