芯片图形性能：图形处理芯片编年史
芯片图形性能：图形处理芯片编年史决定使用30个32位寄存器，而不是大多数机器上的16个或更少的寄存器是希望使时间关键功能运行得更快并且易于编程。寄存器到寄存器操作可以在用完高速缓存时在单个周期内完成，并且可以与存储器控制器完成先前开始的写周期并行发生。这种并行性自然发生在CPU正在计算写入一系列存储器位置的函数的例程中。在34010定义期间用作模型的示例是椭圆绘图例程，其中地址计算和数据值保存在寄存器文件中，并且要写入的像素被发送到存储器控制器。图：TMS34010内部架构突出了其微程序支持。该芯片支持像素块传输，像素传输，透明度，平面掩蔽，像素处理，布尔处理示例，多位像素操作和窗口检查。在x，y寻址模式中还有一个面向图形的寄存器。在这种模式下，寄存器以x，y形式保持像素的地址 - 屏幕上的像素笛卡尔坐标。该模式减轻了软件耗费时间的工作，即将每个像素的存储器地址映射到其屏幕位置。该芯片是从头开始构建图形的（如下图所示）。
图：TMS34010引入了新的软件接口，德州仪器图形架构（TIGA）。
TIGA是TI创建的图形界面标准，它定义了图形处理器API的软件接口。使用此标准，为TIGA编写的任何软件都应在符合TIGA标准的图形接口卡上正常工作。
TIGA标准与分辨率和颜色深度无关，这提供了一定程度的未来验证。此标准专为高端图形而设计。
该芯片有几个专用的图形指令。它们在硬件中实现，由基本图形功能组成，例如填充像素阵列，绘制线条，像素块传输以及将点与窗口进行比较。
该芯片支持像素块传输，像素传输，透明度，平面掩蔽，像素处理，布尔处理示例，多位像素操作和窗口检查。
在x，y寻址模式中还有一个面向图形的寄存器。在这种模式下，寄存器以x，y形式保持像素的地址 - 屏幕上的像素笛卡尔坐标。该模式减轻了软件耗费时间的工作，即将每个像素的存储器地址映射到其屏幕位置。
该芯片是从头开始构建图形的（如下图所示）。它有30个32位寄存器，分为A组和B组。A是通用的，软件可以在计算过程中将它们用于临时存储。B是专门的;，它们保存了当前剪切窗口的位置和尺寸，以及当前的前景和背景颜色等信息。
图：TMS34010内部架构突出了其微程序支持。
决定使用30个32位寄存器，而不是大多数机器上的16个或更少的寄存器是希望使时间关键功能运行得更快并且易于编程。寄存器到寄存器操作可以在用完高速缓存时在单个周期内完成，并且可以与存储器控制器完成先前开始的写周期并行发生。这种并行性自然发生在CPU正在计算写入一系列存储器位置的函数的例程中。在34010定义期间用作模型的示例是椭圆绘图例程，其中地址计算和数据值保存在寄存器文件中，并且要写入的像素被发送到存储器控制器。
该芯片的核心时钟频率为40 MHz，后来为50MHz，这在当时相当高，许多OEM会将芯片超频以获得一点性能差异。
与当时的所有图形控制器一样，芯片需要外部LUT-DAC进行色彩管理和CRT控制。当时最流行的LUT-DAC是Brooktree的478和TI的34075。例外的是Truevision，它使用TMS34010和真彩色帧缓冲器。
尽管TI计划将34010作为一个能够直接运行DOS或其他操作系统的独立系统处理器，但设计人员还在协处理环境中制定了特殊规定，为OEM提供了最大的灵活性。28个I / O寄存器映射到34010地址范围内的高存储单元。其中一些寄存器可由主处理器直接访问。硬件设计师很高兴看到这一点; 它使他们更容易设计一个微型计算机到34010接口。通过这些I / O寄存器，程序员的工作也变得更加容易，主机微计算机可以读取和写入协处理器板的存储器，停止34010，并在已知地址重新启动它，从而保持状态。
但是，TIGA没有被广泛采用。相反，VESA和Super VGA成为VGA之后PC图形设备的事实标准，并且几个AIB构建商在其主板上添加了VGA芯片以便与所有应用兼容。
微软最初并没有在他们的Windows界面中支持34010，但因为该芯片在显示列表处理方面做得非常出色，并且在Windows 2中更容易管理。当时Windows仍在大多数情况下通过低级命令操作。
Windows最初的结构是让主机完成所有绘图，这种技术在EGA和VGA上运行良好。IBM的8514 / A驱动程序在BLT'ing方面做得非常出色，但不如34010在线绘图那样对CAD用户至关重要。尽管如此，微软对34010提出过批评，并说它的结构方式与2014基本图形功能上的8514 / A不一样。该公司后来发现那是主机端字体的内存管理。AIB应该用于绘图和颜色扩展，而字体应该在34010空间中缓存。
微软开始意识到AIB需要两到三个屏幕才能运行Windows应用程序 - Presentation Manager（PM）需要更多。当时，Windows并没有很好地处理位图。Windows 386通过允许应用程序在Windows中运行或从Windows运行来改进一些东西 - 允许同时为各种应用程序提供多个位图。
因此，微软宣布基于TI的AIB将能够通过TIGA获得新的Windows和PM驱动程序 - 它将成为TIGA软件包的一部分（如下图所示）。然而，Windows无法从线条绘图引擎中受益，当时微软建议客户不要将Windows与AutoCAD一起使用。
图：NEC基于MVA TI TMS34010的AIB板载VGA（克隆）芯片和Brooktree LUTDAC（来源：Vlask）
在那些年里，TMS34010有三个主要的市场需求动力：家庭的高端PC，VGA是主要标准的消费者和商用PC，以及各种游戏机和街机。TI在高端PC，街机和游戏机中表现出色，并且还用于科学仪器、航空电子设备和过程控制系统中的几个专用系统。
1991年，Guttag成为德州仪器公司的研究员。由于他在VRAM方面的开创性工作，他还获得了NCGA技术卓越奖。
5、IBM的 PGC和8514 / A
IBM长期以来提供两种级别的显示功能，一种用于进行文字处理，数据库输入和Lotus电子表格的通用业务用户；另一种用于工程用户。后者总是具有更高分辨率，更昂贵的监视器和控制器。
专业图形控制器（PGC）
在8514 / A之前，1984年，IBM推出了一种名为Professional Graphics Controller（PGC）的多板AIB，通常称为Professional Graphics Adapter，有时也称为Professional Graphics Array。
PGC由三个互连的PCB组成，包含图形处理器和存储器。
PGC有一个简单的图形控制器芯片，并使用外部DAC和离散逻辑芯片用于许多其他功能和查找表（如下图所示）。
图：专业图形控制器（PGC）是一个3板组
PGC支持640×480像素图形，并从4096的调色板产生256种颜色。PGC有两种操作模式：CGA（320×200像素）和原生模式。PGC的匹配显示器是IBM 5175，这是一款独特的模拟RGB显示器，与任何其他显卡不兼容。
它没有广泛用于商用和消费级PC，其价格为4 290美元，与当时价值50 000美元的专用CAD工作站相比，甚至包括PC XT 87型（4 995美元）的成本。今天，AIB将花费9 910美元 - 相比之下今天的AIB看起来更便宜。
在20世纪80年代后期，原始的IBM外围总线（称为ISA（行业标准体系结构））已从慢速4.7 MHz 8位总线发展为8 MHz 16位，并为克隆AIB制造商开辟了一个网关。克隆PC和配件使IBM的核心PC业务处于边缘地位，该公司希望停止这种做法，推出了一款新的PC，PS / 2，带有专有OS（OS / 2）和系统总线，Micro Channel，微通道与ISA板不兼容。8514 / A高分辨率图形适配器是10 MHz微通道的第一个AIB。
8514 / A.
1987年4月，IBM推出了Personal System / 2计算机。8514 / A项目的传闻最早于1985年开始传播。该芯片是在英国赫斯利开发的，距离创建受欢迎的TSM34010的德州仪器贝德福德开发中心不远。著名的视频图形阵列（VGA）和8514 / A芯片及附加板（AIB）都是在IBM Hursley和监视器上设计的。
8514 / A是对基于Micro Channel架构的PS / 2视频图形阵列的可选升级，并在PS / 2推出后的三个月内推出（如下图所示）。
图：IBM的8514 / A AIB和内存板
8514 / A是第一款适用于PC的固定功能图形加速器，支持1024 x 768像素分辨率和256种颜色。基本的8514 / A和512KB VRAM仅支持16种颜色，512 KB的内存扩展使总计达到1 MB VRAM并支持256种颜色。
随着8514 / A的推出，还有一款16英寸，1024×768像素的CRT显示器。8514 / A是具有“/ A”指定适配器的AIB，8514 / A只是PS / 2附件，IBM没有生产任何ISA版本。然而，有几家克隆厂商做过。在1990年，它被XGA取代。
8514 / A是大规模集成图形芯片的开始，与PGC图形控制器相比，8514控制器芯片（如下图所示）非常庞大。
