永别了管线 纪念我们的3D世界发展史

　　曾几何时，管线的数目成为衡量一块显卡3D性能的最重要标准之一。在尚不算漫长的显卡历史中，管线也变成了代表了一个时代的重要名词。当我们步入显卡世界，对它由陌生到熟识，每日都以它为重要的参数去衡量这个虚拟图形的世界的时候，管线的舞台已经悄然拉下帷幕。我们挥手送别管线，迎来统一渲染的明天，却有几个人能够明白，这位伴随我们数年的“老朋友”，却至今仍旧是一个没有准确定义的“代言者”罢了。

directx 中的绘图架构

　　PS（PSU）、VS、TMU、ROP，我们在谈到管线时会用到最多的4个概念，其实我们可以用一个简单的比喻来说明他们的工作：扎风筝，VS就相当于风筝的竹骨架，PS来完成糊纸的过程（其中PSU来在纸上画出图案，TMU将纸糊在骨架上。），而ROP则将完成品的风筝提供给工厂。

轰动一时的GeForce256，被称为“拥有4条象素流水线”

　　在遥远的显卡的远古时代（其实也就10多年前而已），在今日如日中天的Direct3D与OpenGL正处于一个“懵懂”的时代，随着巫毒王朝轰然倒下，以及具备T&L运算能力的GPU问世，业界渐渐转向由NVIDIA与ATI两大巨擎竞争的格局。但在那个时代还很少出现“管线”的说法，因为当时的所有的图形处理芯片，都是只职能单一的固化电路。编程在那个时候就像是拿形态固定的一堆积木重新排列、组合罢了，在今日，也有用“固定管道”来称呼当时的渲染引擎。

　　不知道还有多少人记得当初被称为“革命性的”的directx 8.0,首次引入的Pixel Shader(象素渲染单元，以下统称PS、PSU)与Vertex Shader(顶点渲染单元，以下统称VS)。在编程的灵活性上实现了极大的突破。在DirectX 8.0到来后，程序元可以自由的编译自己的“命令”去交给PS与VS处理，如果说以往的编程像是摆积木，后来的编程就更像是直接将自己想要的东西画在纸面上。

大获成功的 GeForce Ti4200

　　Geforce4 Ti4200, 当初的宣传是“具备2个顶点，4条流水线，每条流水线具备两个贴图单元（TMU）”。那个时候的管线、流水线实际上指的是PS。在这个时候，就已经有人讲这时候的管线称为“可编程管道”。作为DirectX 8.0的先行者之一，Geforce3 Ti系列同时具备“固定管道”与“可编程管道”。而从Geforce4 Ti开始，固态T&L连线被去除。也就是在这个时代，“管线”这个说法，逐渐开始进入多数人的视野之中。

　　真正的“管线”概念大规模普及，是伴随着DirectX 9.0而到来的。在DirectX 8.0安逸而短暂的春天里，人们普遍认为彻底抛弃了T&L与加入强调浮点性能的Shader Model 2.0的DirectX 9.0像是一个花哨的“未来概念”。NVIDIA安于Geforce4 Ti系列取得的成功而放慢了DirectX 9研发的脚步，这也从侧面帮助了ATI打造自己的经典“9800王朝”。

　　2002年中，ATI Radeon 9700PRO问世，4VS，8PS，8TMU的设计，几乎是Ti系列规格的两倍。只能仓促应战的NVIDIA只能祭出后来被称为经典败笔的GeForce FX系列。但由于设计保守以及制程等诸多问题，GeForce FX系列终归在经典的9800系列面前溃败下来。

一代经典Radeon 9800XT

　　8管4顶点256bit，当年的9800XT让多少人流下口水。9800系列的经典程度可谓前无古人，究竟它经典到了什么程度？不妨把它拿到今天的低端显卡，或者再看看今天依旧在市场上出现的单纯的“98系”的增殖版X800系列。

　　“4管”9550，5700LE，“8管”9800，5900，在这样的宣传下，人们逐渐开始用管线的数目去判断显卡性能的强弱。从那时候开始，我们越来越多的听到人们提起“管线”、“流水线”等词汇。从那个时候开始，VS开始被排除到“管线”以外，成为“次要”的一个数据。（VS就像是风筝的架子一样，实际是很重要的存在。而PSU的工作则像是为架子上贴上艳丽布料。为什么现在不再以VS为主要参数衡量显卡性能，这与3D建模有关。在这里就不做详细解释了。）

　　在“9800时代”持续有一年多以后，NVIDIA终于依靠6800U挽回了自己的劣势。而ATI就只能以增殖版的9800—X800系列来应对。在这个时候人们对管线的认识也发生了微妙的变化。VS被彻底的从管线中去除，而ROP（光栅化引擎，象素输出单元）则被加入了进来。因为NV40与R420同样都是16PSU：16TMU：16ROP，1：1：1的架构。人们对管线的认知也由单一去描述PSU的数量，变成了描述这样成比例的一个集合，这样的想法也延续到了现在。

新型的显卡用户消费决策

　　“1216超标量”，相信05年6系列的攻势大家还记忆犹新吧。借助着支持SM3.0， HDR等一系列先进的技术，NVIDIA彻底的推翻了“9800王朝”。比起GeForce FX系列，NV4x的架构可谓脱胎换骨。甚至有人评论“同时看到FX系列与6系列，会让人怀疑这是两家公司做出来的。”(这里要说明一下，HDR并非SM3.0的特权。有几家游戏厂商曾经采用“迂回”的方法在SM2.0环境下实现了HDR效果，但是由于基于SM2.0去制作HDR特效对程序员来说几乎是件不人道的任务，所以基本没有人这样去做。)

Radeon　X850XT显卡

　　X850XT PE，当年NVIDIA用高频FX系列来压制9800系列的无奈一幕，由ATI重新演绎了一次。ATI的郁闷并没有持续太久，今年初，在数次跳票后，用于取代性能并不理想的R520的经典“48管”R580发布。对于习惯了以管线数目去衡量显卡性能的人们，这个宣称拥有“48管”，集成了3亿晶体管的怪物引起了轩然大波。但同时，它也再次引起了关于“管线”的争论。

全新架构的Radeon　X1600Pro显卡

　　规格咳人，频率超高，“12管”X1600PRO/XT（X1300XT/X1650PRO），3DMark 05分数足可与6800GS媲美。实际性能却难以与“真12管”6800GS抗衡。

　　ATI从X1900系列开始采用3PSU：1TMU的非线性比例架构，用来应对对于算术象素指令与纹理贴

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