GPU历史上的首个霸主：S3graphic的兴衰史-衰败

启芯硬件 2024-08-28 20:21

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S3是2D时代的王者。而2D到3D的切换，应该算是S3由盛转衰的分界点。在GPU市场上，持续的技术创新是保持竞争力的关键。S3 Graphics在产品开发上的步伐放缓，没有能够提供与竞争对手相匹配的创新技术和性能提升。

最终，随着市场竞争的加剧和技术的发展，S3 Graphics逐渐失去了市场的主导地位。虽然他们曾经在GPU历史上留下了深刻的印记，但最终还是在激烈的市场竞争中走向了衰落。

故事还要从1998年说起。

S3 Savage3D

到了1998 年，S3 Inc 发布了一款全新的图形处理器：Savage3D。该芯片的纹理过滤性能远优于 ViRGE（双线性现在是单周期），尽管仍然需要多通道渲染——也就是说，如果想将两个纹理应用到同一个像素，则整个场景实际上需要进行处理两次。

该设计还具有更好的视频功能，具有内置电视编码器以及针对 MPEG 和 DVD 的卓越缩放和插值。S3 甚至创建了自己的纹理压缩算法，称为 S3TC，该算法最终将集成到 OpenGL 和 Direct3D API 中。

然而，在3D图形技术快速发展的时代，尤其是随着第一人称射击游戏（如《雷神之锤》）的流行推动了对3D加速能力的需求，S3 Graphics 在向3D图形市场的转型过程中遭遇了挑战。尽管它推出了支持3D加速功能的产品如Savage系列，但未能有效与竞争对手NVIDIA和ATI（后被AMD收购）的高端3D图形解决方案抗衡，这些公司在性能、驱动程序优化及对Direct3D和OpenGL等标准的支持上迅速超越了S3。

1-S3 的野蛮时代

客户在使用 Savage3D 时遇到的第一个问题就是买不到。它是联华电子 (UMC) 集团在 250 纳米节点上制造的第一款图形处理器。但这家制造商也是第一家进行这种规模生产的制造商，可能是因为经验不足，良率很低，导致晶圆产量始终相当低。

一对强大的 3dfx Voodoo2 卡。

到 1998 年秋天，Nvidia 推出了由 NV4 驱动的Riva TNT，它具有两条像素管道，允许单通道多重纹理。3Dfx 的 Voodoo2 卡也具有相同的功能，但在双纹理的情况下，Riva TNT 的像素输出率将减半，而 Voodoo2 则不受影响。

但即使在单一纹理游戏中，Savage3D 的表现糟糕。同时由于芯片供应有限，供应商甚至无法以低价出售他们的产品，以削弱对手的竞争力。

S3 Savage4 Pro

S3 在一年内解决了许多此类问题，并推出了 Savage 4 芯片。但是Savage4 驱动的显卡并不比前一年的型号好，而且 OpenGL 性能还是比较差。Savage4 唯一的优点是 S3TC。有损纹理压缩系统受到 Quake III Arena 和 Unreal Tournament（当时的大型游戏）的支持，并显著提升了视觉质量，而对性能的影响却很小。

另外，在这一年，S3 Inc 决定进行扩张收购，12 月收购了显卡公司 Number Nine 的资产和 IP。然后，在 2000 年夏天，S3与长期合作伙伴 Diamond Multimedia 合并，以扩大其产品组合。

S3 Savage2000

公司合并后的第一个产品是 Savage 2000，S3 第一个提供 Direct3D 7.0 兼容性的图形芯片。

Savage 2000 拥有两条像素管线，每条管线有两个纹理单元，时钟速度为 125 MHz，与 Nvidia 的新型GeForce 256相差不远。但在发布时，硬件 TnL 不受支持，当它最终出现时，结果经常出现错误且速度缓慢。

总的来说，它实际上并不是一块糟糕的显卡，只是不如竞争对手（Direct3D 性能差也没关系），而且价格也便宜得多。尽管 S3 拥有悠久的卓越设计和市场领导地位，但他们现在却陷入了困境，似乎迷失了方向。

2-改换门庭

S3 Inc 和 Diamond Multimedia 宣布合并仅三个月后，该公司将自己更名为 SONICblue，并于 2001 年将图形部门出售给台湾制造商 VIA Technologies。

在2004年，S3 Graphics公司与VIA分拆了他们的合资企业后，VIA尝试重新推出S3 Graphics品牌，推出了一系列新的视频卡，以“Chrome”命名。Chrome系列具有低功耗和高清输出的特点，适用于小型设备和OEM系统，因此备受青睐。不幸的是，当Chrome系列发布时，NVIDIA和ATI Technologies等竞争对手在高端消费市场的3D游戏性能迅速发展，使得S3的产品在这个利润丰厚的市场上失去竞争力。

在本世纪初，AMD 和 Intel 的 CPU（例如 Athlon XP 和 Pentium III）没有内置图形处理器。要从 PC 获得视频输出，您需要一个adding card，或者按照当时的趋势，需要一块具有图形功能的芯片组的主板。

VIA 的 CLE266 包含一个 S3 混合 Savage 图形处理器。

威盛科技在主板领域一度竞争非常激烈，因此购买 S3 是很有意义的。工程师们不用从头开始设计新的东西，而是采用了以前显卡的元素：Savage 2000 的 2D 和媒体引擎以及 Savage4 的 3D 管道融合在一起，形成了 ProSavage 系统。

例如，S3 早期产品的售价比 Nvidia 的产品便宜的部分原因是它们的设计要小得多。这些处理器使用的晶体管更少，因此芯片面积也小得多，这使得它们非常适合芯片组集成。

但随着独立显卡市场的蓬勃发展，威盛也想从中分得一杯羹，因此，S3 Graphics 于 2004 年再次卷土重来，推出了Chrome 系列处理器。第一个型号称为 DeltaChrome，具有完整的 Direct3D 功能9.0 支持，具有 4 个用于顶点着色器的管线和 8 个用于像素着色器的管线。

那时，ATi 和 Nvidia 已经推出了极其强大的显卡，并且两家公司都在尝试 D3D 9.0 所需的附加功能（例如高阶曲面和条件流控制）。

S3 Graphics 的最后欢呼——Chrome 540 GTX。

然而，后来的测试表明，处理器（当时我们称之为 GPU）在使用抗锯齿功能时存在严重问题。但 VIA 和 S3 Graphics 坚持了下来，Chrome 产品线又延续了 5 年，并于 2008 年转向统一着色器架构。

这些后来的型号在游戏性能方面处于非常低的水平，并不比 ATi 和 Nvidia 的廉价产品更好（而且通常更差）。他们唯一的优点是价格：例如，Chrome 530 GT 的建议零售价仅为 55 美元。

这些将是 S3 Graphics 设计的最后一款独立显卡，尽管威盛继续使用其 GPU 作为主板芯片组中的集成组件。但在 2011 年，威盛宣布退出，并将整个 S3 Graphics 出售给另一家台湾电子巨头HTC。

3-尾声

十多年来，已经没有一款名为 S3 或 S3 Graphics 的芯片了，而且我们也不太可能再看到这样的芯片了。自从多年前购买这些 IP 以来，HTC 就没有对这些 IP 做过任何事情。所以我们只剩下名字、好与坏的记忆，也许还有一些问题，为什么他们的一切都如此糟糕。

在显卡2D加速时代，S3几乎是不可撼动的，占据了相当大的市场份额。他们显然在这个领域拥有优秀的工程师，但这并不能自动转化为多边形世界的大师。是的，ViRGE 表现不佳，Savage3D 发布得太早，制造问题和糟糕的驱动程序玷污了 S3 的声誉。

回到更好的时代，S3 P86C911A。

S3 Graphics 在个人计算机图形处理历史中扮演过重要角色，尤其是在2D图形加速器时代。S3 Graphics 的显卡产品因其高性能、低功耗和广泛兼容性而受到欢迎，特别是进入90年代，随着微软Windows系统的普及，显示芯片厂商开始在产品中融入图形运算功能，以减轻CPU的负担。1991年，S3 Graphics推出了“S3 86C911”，这款产品能进行字符、基本2D图形和矩形绘制，正式开启了2D图形硬件加速时代。S3 Graphics凭借其在2D图形加速领域的领先地位，一度成为GPU市场的霸主。

然而，随着技术的不断发展，2D图形加速卡很快盛极而衰。其他公司如NVIDIA和ATI开始推出具有更高性能和更多创新功能的图形处理器。这些新竞争者的出现对S3 Graphics构成了巨大的压力。为了满足行业发展的需求，S3 Graphics在1998年开发了野人系列Savage系列显示卡。其中的Savage3D采用了128位总线结构及单周期三线性多重贴图技术，最大像素填充率达到了125M Pixels/s，三角形生成速率也达到了每秒500万个。然而，尽管Savage3D在技术上有所突破，但由于对软件驱动等的重视不够，受到显示驱动程序兼容问题的影响，其市场表现并不理想，最终惨淡收场。

尽管如此，S3 Graphics并未放弃。在Savage3D失利之后，他们迅速推出了Savage4。这款显示芯片在Savage3D的基础上增加了一个纹理单元，提高了核心频率以及显存容量，并引入了硬件DVD加速、32位渲染等特性。然而，尽管S3 Graphics在技术上不断创新，但市场的竞争已经日益激烈，S3 Graphics的地位开始逐渐下滑。在DirectX和OpenGL等图形API不断发展的背景下，S3 Graphics未能及时跟进最新的技术趋势，导致其产品逐渐失去竞争力。特别是在3D图形处理能力方面，S3的产品无法与NVIDIA的GeForce系列和ATI的Radeon系列相抗衡。

S3 的故事表明，在半导体和 PC 领域，没有什么是理所当然的，持续的成功是富有灵感的工程设计、辛勤工作和一定程度的运气的复杂结合。他们的产品已经不复存在，名字也消失了，但他们肯定不会被遗忘。

点评：S3 Graphics这家公司就像是三四月份的樱花，迅速的绽放，光彩夺目，而后又迅速的衰败。在GPU早起发展史上留下了自己的印记，在那个群雄逐鹿的岁月里被部分国人了解的另一个原因是被台湾公司收购，并进一步发展。S3 Graphics的兴衰很容易让人想到了当前国内如雨后春笋般创建的GPU AI公司（摩尔，芯动，壁仞，兆芯，象帝先，砺算…），竞争日趋加剧，可以预想在未来几年中，相关公司会有一大批会倒闭，或被并购。最终只有1-2家得以存活、延续。

写于2024-02-24

部分内容翻译网络博客

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