从16色到实时光追：10款彻底改变PC游戏的显卡！你见过几款

7月3日消息，PC从一台天价的商业机器变成家用游戏机，背后离不开几十年来的显卡技术革新。

早期的PC几乎没有图形能力，加装CGA显卡也只有4色320×200，默认调色板是品红、青、黑、白的组合。IBM推出EGA后，PC首次能在640×350下显示64色调色板中的16色，同一画面终于可以同时出现绿色草地、蓝色天空、红色汽车。

EGA初期售价约500美元（考虑通胀约1500美元，约10167元人民币），原厂卡超过一英尺长，还需搭配专用显示器，虽然昂贵且原始，但PC彩色游戏从此成为可能。

CGA（左）和 EGA（右）

EGA让PC有了彩色，但画面仍像小孩随便画的，而VGA在320×200下支持256色，渐变着色成为可能。IBM原厂VGA卡售价595美元（约今天1700美元，约11522元人民币）。

随着价格下探，VGA在90年代初成为标配，直到1996年《雷神之锤》默认仍跑256色，此后SVGA将分辨率推至800×600，PC在色彩和分辨率上全面超越同时代主机。

EGA（左）和 VGA（右）

此前《雷神之锤》和《古墓丽影》的3D画面全部由CPU软件渲染，显卡只负责显示2D画面，而3dfx Voodoo是第一款真正意义的3D图形加速卡。

Voodoo甚至没有显示输出，需要通过回环线串联到2D显卡上，CPU将3D渲染加载到Voodoo后，两颗芯片配合4MB EDO显存，把模糊画面变的锐利流畅，N64和PlayStation瞬间显得过时，PC从此站上3D游戏的顶端。

3dfx Voodoo渲染（右）

NVIDIA用“GPU”这个营销词定义GeForce 256，直到二十多年后它仍是显卡的代名词，此前从Voodoo到Riva TNT2，变换与光照计算仍需CPU承担，GeForce 256则将T&L搬到硬件中。

不过当时能利用硬件T&L的游戏寥寥无几，《雷神之锤III》是少数例外。真正让GeForce 256脱颖而出的是暴力性能：32位色彩、32MB帧缓冲，而3dfx Voodoo3既无T&L也不支持32位色。到2004年《星球大战：旧共和国武士》将硬件T&L列为最低要求，GPU革命完成。

Voodoo5没有硬件T&L、性能令人失望、价格虚高、严重跳票，是3dfx在2000年彻底失误，但它带来了至今仍是PC游戏标配的抗锯齿技术。

此前3D游戏的斜线由像素阶梯拼接，低分辨率下锯齿明显，3dfx的全场景抗锯齿FSAA采用超采样，以高分辨率渲染再缩小到目标分辨率，锯齿几乎消失，代价则是帧率暴跌。双VSA-100芯片支持2x或4x FSAA，未量产的四芯片Voodoo5 6000本可提供8x。

使用4x 3dfx FSAA（左）、未使用4x 3dfx FSAA（右）

NVIDIA和ATi随后推出计算成本更低的MSAA方案，Voodoo5作为杀死3dfx的产品载入史册，但抗锯齿的遗产延续至今。

吞并3dfx后NVIDIA又开启新一轮革命，GeForce 3是首款支持可编程着色器的游戏GPU，GPU可以在硬件上实时运行小程序生成砖墙、水面、树叶等效果，不再只靠增加三角形和贴图精度。

3DMark2001的Nature测试场景震撼了无数人：河水像真实的水，树叶在风中摇曳，草地真实摆动，当时GeForce 3上只能跑约24帧，而用如今的RTX 4090可达999帧。

ATi Radeon 9700 Pro（2002年）：着色器革命的引爆点

作为首款支持DirectX 9 Shader Model 2.0的游戏GPU，Radeon 9700 Pro拥有8个像素着色器和4条顶点管线，性能碾压GeForce 4 Ti系列，还击败了后来的GeForce FX 5800 Ultra。

256位内存接口提供19.84GB/s带宽，配合128MB帧缓冲，玩家终于有性能余量同时开启抗锯齿和各向异性过滤。

更重要的是DX9引入了类似C语言的高级着色语言HLSL，替代了DX8时代的汇编编写方式，开发效率大幅提升。

2004年《Doom 3》和《Half-Life 2》发售，着色器威力全面爆发，此时Radeon 9700 Pro已上市两年仍能流畅运行。

Tesla架构实现了统一着色器：不再区分像素管线和顶点管线，取而代之的是大量通用流处理器（即CUDA核心），可动态分配处理像素、顶点及其他运算。

DirectX 10随之引入几何着色器和计算着色器，GPU不再只画画面还能做通用计算。NVIDIA同步推出CUDA编程语言，为日后的超算和AI应用埋下伏笔。

ATi的Xenos GPU在Xbox 360上已率先实现统一架构，但PC平台的首创属于NVIDIA，GeForce 8800 GTX规格同样惊人：128个流处理器、768MB GDDR3显存、384位内存接口，今天NVIDIA在AI领域的统治地位正是从这张卡开始的。

严格来说这不是独显，但没有它就不会有Steam Deck和今天的游戏掌机生态，2006年AMD斥资54亿美元收购ATi，目标是将GPU集成进x86 CPU。2011年，Radeon HD 6550D被集成进Llano处理器（如A8-3870K），配备400个流处理器，能在1280×720下以高画质60帧运行《求生之路2》和《使命召唤：黑色行动》。

虽然Llano因CPU架构不佳且需要FM1主板而未能大卖，但这个方向最终开花结果。如今PS5、Xbox Series、Steam Deck以及众多游戏掌机全部基于AMD APU，54亿美元的赌注终于到了收获期。

光线追踪计算光线在场景中每次反射和折射的路径，传统上需要庞大渲染站逐帧生成，2018年NVIDIA发布RTX 2080，内置专用光追核心，让实时光追首次在消费级显卡上成为现实。

RTX 2080还搭载Tensor核心，DLSS技术应运而生：低分辨率渲染后由AI实时超分辨率放大。初版DLSS画面模糊，经多年迭代后最新的Transformer模型版本画质已非常出色。

帧生成、光线重建等AI功能陆续加入，部分游戏甚至实现了完整路径追踪。光追和AI从此成为PC游戏的两大支柱，AMD至今仍在追赶。