显示卡由2D迈入3D,功能愈来愈强,能在电脑监视器(Monitor)上,显示出细致色彩缤纷的画面,满足电脑游戏玩家的需求。尤其是监视器萤幕由映像管晋升到LCD后,解析度不断向上攀升,由HD (1280x720)、Full HD(1920x1080),攀升到4K (3840x2160)、8K (7680x4320),因此对显示卡的功能要求愈来愈高。

显示卡IC,向来皆需要使用最先进的半导体制程。长久以来,晶圆代工厂推出最先进的制程,率先导入的是显示卡IC以及FPGA (现场可程式化逻辑闸阵列)这二大类产品。直到智慧型手机出现后,手机应用处理器(AP)成为新的「一哥」,是最先导入最先进制程的产品。

由于显示卡的市场庞大,因此早期投入开发显示卡IC的厂商众多,早期有曾氏(Tseng Labs Inc.)、Orchid Technology、Paradise Inc.、Genoa Inc.、泰鼎微系统(Trident Microsystem)、ATI等等,这些公司在竞争的过程中不敌市场压力,大多数皆被购并,成为历史中的「史迹」。

1985年8月,4位来自香港的加拿大华人移民,在加拿大创立ATI,公司创立时的名称为Array Technology Inc,之后改名为ATI Technologies Inc.。

ATI初期,推出较IBM显示功能佳的显示卡,1987年ATI推出EGA Wonder及 VGAWonder显示卡,瞄准中高阶市场。1991年ATI推出Mach8 晶片,是ATI为微软「视窗」作业系统图形介面最佳化的产品,CPU不需处理画面资料,可提升系统效率。

1992年ATI推出Mach系列第二代产品Mach32支援32位元色彩,也支援多种介面规格,如VESA、ISA、PCI等。

1994年ATI推出Mach64,这是一颗功能不错的多媒体显示晶片,不需要昂贵专用的的硬体解码器,即可支援AVI及MPEG1播放。1996年发售内建TV Tunner(调谐器),具64位元2D效能、3D加速、TV影像加速、影像撷取、TV音效等功能。

由上可见,ATI初期产品的重点在具多媒体功能的显示IC,1990年代中期,3D显示崛起,3dfx的voodoo显示卡席卷市场,1993年辉达成立,开始加入进入3D显示IC的竞争。

1997年ATI推出3D Rage Pro,效能能可以与voodoo竞争,市场销售良好。同年ATI收购曾氏,公司的产品、研发能力大幅提升。

2000年ATI发表Radeon7200 显示卡,这个系列的产品延续至今,是ATI进入3D显示后的主要产品系列名称。

2000年ATI收购ArtX公司,ArtX的Flipper显示晶片是任天堂GameCube游戏机的主要元件,借由此次收购,ATI得以进入电玩市场,之后ATI为任天堂设计Wii主机显示晶片,微软的Xbox 360显示晶片也由ATI操刀。

2006年ATI被AMD以54亿美元收购,纳入AMD麾下。AMD收购ATI后,持续保留ATI品牌名称,直到2010年AMD方宣布放弃ATI品牌,不过Radeon显示晶片的名称,持续沿用迄今。

AMD收购ATI后,持续在显示晶片市场占有重要地位,在许多显示IC公司,纷纷退出市场之际,AMD是辉达唯一的对手。

1993年,黄仁勋与克立斯、克帝斯三人共同创立辉达。黄仁勋原任职于LSI Logic,而克立斯、克帝斯原任职于Sun Microsystems。

辉达第一代产品NV1于1995年5月推出,是基于二次屈面贴图实现3D图形的显示,内建SEGA Saturn游戏机手柄及操纵杆介面,由于市场竞争激烈,NV1销售不佳。

1995年9月微软推出DirectX规格,以多边形作为立体图形的显示,与辉达的NV1不同,这使NV1成为失败的产品。

之后辉达与SEGA签订合约,为SEGA开发游戏机显示晶片NV2,同样是基于二次屈面贴图的设计。由于设计原理错误,黄仁勋无法开发出符合SEGA要求的IC,自己向SEGA总经理认错,停止开发NV2。

此时由于辉达财务已陷入即将枯竭的危机,为了生存,黄仁勋开口要求SEGA支付700万美元的工程开发费用。幸运的是SEGA答应支付700万美元给辉达,让辉达可以续命半年。

1997年辉达推出RIVA 128 (NV3),支援微软的DirectX,效能超越3dfx的voodoo,短短数月间销售量达100万套。

1998年10月,辉达推出RIVA TNT(NV4),1999年4月发表 RIVA TNT2(NV5)、Vanta (NV6),都获得不错的销售成果,奠定辉达长期发展的基础。

1999年5月辉达售出第1000颗绘图显示IC。

1999年8月辉达发表GeForce 256(NV10),进入GeForce世代,晶片功能大幅提升。

此时辉达发表GPU这个名词,章显绘图显示IC的能力。当时GPU被定义成「整合3D转换、打光、三角设定/裁切、成像引擎,每秒能处理至少1000万个多边形,的单晶片处理器」,此时GPU一词,主要是突显绘图显示IC的功能,尚未联想到运算的功能。

2001年辉达收购赫赫有名的3dfx,辉达成为3D显示IC的霸王。

2002年2月,辉达售出第1亿颗显示IC。

2003年辉达收购Media Q它是一家无线图形及多媒体技术的公司。

2006年辉达推出CUDA(Compute Unified Device Architeture,计算统一设备架构),企图将绘图显示卡,强大的平行运算处理能力,运用到需要庞大运算能力的运用上。

CUDA推出后,没有马上受到很大的回响,辉达持续开发相关的软体。后来有不少学者发现用GPU作为神经网路的训练,对图形辨认有很好效果。

卷积神经网路(CNN)是应用于图形辨认最佳的选择,2012年由多位人工智慧著名的学者,发表卷积神经网路AlexNet,使用辉达的GPU及CUDA训练图形辨认。AlexNet参加2012年9月30日举行的ImageNet大规模视觉辨识挑战赛,取得第一名,至此大家认识辉达的GPU加上CUDA在深度学习的威力。

2020年4月辉达完成对Mellanox Technologies的收购,这强化辉达快速网路互联的能力,扩大辉达提供人工智慧高效能运算的基础。

时至今日,绘图显示IC主要由辉达及超微(AMD)主导,功能也由原来的绘图显示,进化到提供人工智慧高效能运算的处理器,辉达一路走来,面临不少困难,由小而大,成为全球市值最高的半导体公司。

图为微驱科技总经理吴金荣。业者提供
图为微驱科技总经理吴金荣。业者提供
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