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雅马哈的YGY611: 3D图形的先驱

2021年6月18日
当雅马哈以其音频信号处理器而闻名时,该公司在1994年宣布了其第一个3D图形处理器——即渲染多边形加速器(RPA)。

本文是其中的一部分电子产品的历史系列:图形芯片编年史

雅马哈在20世纪80年代后期是视频显示控制器或处理器(VDP)的开发商。该公司生产了与ibm兼容的CGA显示控制器,包括YGY603。该公司还为世嘉创世(Sega Genesis)游戏机制造了视频显示处理器(VDP),并为TI公司流行的TI-99计算器制造了VDP。

雅马哈最著名的是其音频信号处理器,但信号处理的基本原理也适用于图形,1994年,该公司发布了其3D图形处理器——称为渲染多边形加速器(RPA)——YGV611。雅马哈开发它用于弹珠机。

雅马哈系统技术公司(Yamaha Systems Technology)的YGV611旨在为个人电脑或低成本工作站提供2D/3D高速渲染。该处理器具有高速短矢量绘制、高洛着色、纹理映射、视频捕捉、隐藏表面去除和BitBLT功能。该芯片有一个16位/32位主机总线接口,可以运行高达33 MHz和一个128位(64交错)内存接口,这在高性能2D和3D图形中是必不可少的。RPR最多支持1280 × 1024的16位颜色。

雅马哈于1994年在Comdex上正式推出了这种芯片。该公司表示,这是十年来3D和集成电路技术研究的巅峰之作。

规格:

  • 33 MHz时钟频率
  • 550K多边形/秒与Gouraud阴影
  • 270K多边形/秒与Gouraud阴影和纹理贴图
  • 32位的颜色支持
  • 16位(DRAM或VRAM) z缓冲区支持,没有性能损失
  • 32位双缓冲
  • 支持高达32兆字节的VRAM
  • 帧缓冲区和纹理映射都存储在VRAM内存中
  • 240 -销QFP包

尽管该芯片是一个3D协处理器,但它缺乏VGA功能。虽然它的设计不支持透视图,但它通过操纵纹理贴图创造了透视图的错觉。照明和3D转换是由主机PC完成的。第一个版本缺乏透视校正,所以它只适用于VL总线弹珠机,然后适应于PC。


附加功能:

  • 隐面去除(16位z缓冲区)
  • 视频捕捉功能
  • 短矢量绘制高达1600Wsec
  • BitBLT-T
  • 6百万短矢量每秒绘制
  • 800万字符块传输/秒(9×11)
  • 低功耗CMOS, 240 SQFP

雅马哈产品经理Henry Choy在Comdex上演示了该处理器。该芯片能够绘制3D线,平阴影多边形,高洛德阴影多边形,以及高洛德阴影多边形纹理映射。虽然当时没有显示绝对的性能数字,但考虑到这是一个isa总线板,性能非常高。

该芯片的价格不到100美元(约合2020年的250美元),而带有2mb VRAM的主板预计价格为600美元(约合今天的1500美元),另外还需要一个VGA AIB与之配套。这使得今天的超级计算机级别的aib看起来很便宜。

当时,雅马哈表示,他们将推出使用DRAM的第二代芯片,将主板价格降至300美元。

不久之后,Comdex、STB、Diamond和Paradise宣布他们将使用这种芯片制造插件板(aib),将价格降至80美元,并计划在1995年第二季度投产。

该芯片立即引起轰动,几周后,在GamesPC联盟会议上,游戏开发商Criterion Software使用该芯片运行了基于其流行的RenderWare游戏引擎的CyberStreet视频游戏演示。实时视频映射显示在一个旋转的立方体上。

雅马哈当时表示,他们正在开发下一代处理器。它将支持DRAM,去掉视频支持,集成了LUT-DAC,最大分辨率为640 × 480。该公司承诺在1995年第一季度推出该产品,SRP低于60美元。

在会议上,我观看了在Yamaha和3Dlabs硬件上运行的同一个Criterion演示。从我的角度来看,GLiNT运行演示比Yamaha更好,因为它与视角相关。雅马哈芯片通过扭曲纹理映射来模拟透视,而闪烁芯片计算真实的透视。例如,演示内容是一个街道场景,其中的墙壁是用石头建造的,就像《毁灭战士》中的场景。雅马哈演示显示直线作为波浪,而闪烁显示他们作为真正的直线。

虽然当时雅马哈还不是2D和3D图形芯片的知名制造商,但它在这一领域已经有10多年的历史了。早在20世纪80年代,雅马哈就设计和制造了光栅技术系统。

1995年2月,微软宣布它正在与Yamaha和3Dlabs合作,为Windows 95开发3D DDI驱动程序。微软强调3D AIB为游戏提供硬件纹理映射。

就雅马哈而言,它遵守了自己的承诺,并在1995年5月发布了基于内存的YGV612处理器。新芯片与基于vram的YGV611在引脚和软件上都兼容。它的售价为40美元(约合2020年的100美元)。生产计划在8月进行。

雅马哈系统技术公司(Yamaha Systems Technology)助理总经理、当时的销售和市场总监罗伯特·斯塔尔(Robert Starr)说:“YGV611是第一款3D硅材料,立即引起了Fall Comdex独立软件开发商的注意。”他总结道:“再过两个季度,YGV612就可以满足DOS和Windows 95游戏开发者的要求。”

雅马哈声称,YGV612凭借其Z-buffer能力,每秒可以渲染300,000个Gouraud阴影多边形,每秒150,000个纹理映射50像素多边形。该公司补充说,该芯片还可以处理隐藏表面去除。与YGC611一样,YGC612支持高达1280 × 1024的分辨率和64K颜色。


但与YGC611不同,YGV612使用PCI总线和vl总线(带有粘合逻辑)。雅马哈认为,AIB的售价将在250美元左右(2020年为625美元,相当于现代AIB的平均售价)。再一次,西部数字在他们的天堂塔斯马尼亚3D AIB中采用并使用了它。

缺乏标准的API是当时的薄弱环节。直到1996年下半年,在微软的Direct3D完全定义和Direct3D硬件抽象层(HAL)到位之后,西部数字和供应商才预见到3D api或应用程序的标准接口层。这迫使芯片供应商与软件供应商合作,并试图选择一家获得最多游戏支持的公司。半导体供应商和游戏开发商努力在年底前让DOS游戏运行起来。在那之后,来自DOS版本的RenderWare、BRender和Reality Lab的支持有望带来更多的游戏。

西部数字决定使用雅马哈流行的多边形渲染方法。另一种渲染技术,二次纹理映射,是由Nvidia在其NV1芯片中推广的。

如果您阅读过本系列的其他版本,您就会看到我对下面图表的引用。


雅马哈也是那个时代的受害者。到1996年,个人电脑市场达到顶峰。但风险资本开始从硬件转向软件。互联网就是未来,如果一家公司没有关于互联网的故事,就很难脱颖而出。

1994年达到顶峰后,美国GDP开始下滑。尽管失业率在下降,但许多有前途的初创公司还是失败了,因为他们找不到支持他们的合作伙伴、客户或投资者——或者三者兼而有之。1994年和1995年,联邦储备委员会将短期利率提高了3%。由于长期利率增长快于短期利率,就业增长率从3%下降到不足2%。

大约在这个时候,雅马哈改变了它的利益和投资。该公司将研发预算转向新的音频处理器和基于arm的多媒体芯片。1996年以后,雅马哈就没有ygy613或其他3D显卡了。

从20世纪80年代开始,雅马哈是图形芯片的先驱和3D技术的领导者。看到他们离开这个类别,我很失望。但从长远来看,它们在3D芯片市场的存在可能只是昙花一现。

该公司撤退到弹球车市场,并在2020年发货YGV635 (G2)。一个更新的版本,GP3,目前正在生产中,但这可能是他们最后一个弹珠机处理器。

据报道,雅马哈正在退出市场的机会不断萎缩。

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