正文 第九十一章 專用圖形處理器 文 / 急凍人

    【作者寫昏了頭，昨天弄錯了對象，居然把286算到了ibm頭上，所以將原有內容全部推倒，將章節內容重寫，還請見諒。

    感謝網友小－a、№ア世ソ戰神、j68639991、octopus7372、無處隨風、飄緲雲隱、我是蟲洞、360060728的打賞，作者在此表示誠摯的謝意！

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    一整天的休息，讓郭逸銘緊張的精神得到了難得的放鬆。不用去想如何與人勾心鬥角，也不用整日裡策劃下一步該如何發展。看看藍藍的天空，呼吸一下新鮮空氣，與舒雨菲說說笑話，聊聊家常，這種平常人的生活，此刻對他來說卻是一種享受。

    頭天的放鬆，當他第二天投入工作的時候，感到思維似乎也更加敏捷一些，彷彿大腦也轉得更快了。

    看來也不能總是忙工作，偶爾的時候，也需要勞逸結合才更有效率。

    郭逸銘一面飛速地批改著各種文件，一面這樣想到。不過當他看到眼前這份報告，手中的筆漸漸停了下來。

    「『蝴蝶』已經研製出來了？」他轉頭看看不遠處正在工作的舒雨菲，欣喜道。

    「是的，昨天晚上報上來的。我看你難得有機會什麼也不用想，讓腦子休息一下，所以就自作主張沒有立即交上來。不過今天我是把報告放在最上面一摞裡，就是知道你急著等這枚芯片，所以希望你能盡快看到。」舒雨菲笑著承認這份報告已經滯後了，但怕他誤會，又趕緊解釋道。

    「沒關係，沒關係！好啊，等了它將盡一年，終於研發出來了！」郭逸銘當然知道她是好意，再說研發代號『蝴蝶』的芯片雖然重要，但早一天晚一天也並不是什麼大事，遂擺擺手笑著說道，示意她不用緊張。

    他看著這份技術報告上的相關數據，越看越是喜歡，臉上的笑容也越來越濃。

    有了這個利器，圖形操作系統的根基可就算牢固了。這對於混合併行個人計算機來說，可是大喜事啊！

    他越看越是喜歡，忍不住笑出了聲。

    「老闆，我雖然知道你一直在等這枚處理器研製出來，可也不用這麼高興吧。難道它就真的這麼重要？」舒雨菲都被他的笑聲給驚動了，看他笑得這麼開心，忍不住也露出笑容，但還是有些不明所以。

    「當然重要，太重要了！」

    郭逸銘一點也不吝惜讚美之詞，對於「蝴蝶」研發成功的重要價值毫無疑問：「圖形界面的好用，你是親自嘗試了，可它對硬件的要求也高啊！

    計算機它本身不會處理圖形。所有的圖形都是人類採用編碼的方式，用一個個點所組成，然後交由計算機處理後，映射到內存。再經由數字/模擬電路轉化為顯示器能夠識別的信號，掃瞄在顯示屏上。

    包括你打的報告，所使用的字符，都是人們預先畫好的點陣圖形。」

    「怎麼，連電腦上顯示的文字，也是一個圖案？」舒雨菲還真不知道，連忙湊到眼前的顯示器前，仔細地分辯起來，「呀，真的呢，粗看起來是一個字符，但仔細看，才發現是由一個個小點組成的。」

    「呵呵呵呵，當然了，顯示器也好、電視也好，所顯示的圖像都是由一個個點組成的。不過電視是模擬信號，可以直接輸入模擬信號。而計算機則是數字信號，一個點，就要在內存上佔一個位置，圖像有多大，就要佔多大的內存。

    你看看眼前這個文檔窗口，如果你眼力好，能數清，你會發現從左到右是640列，從上到下是480行。這一個點就要佔一個內存位置，你說這是多大？」

    他看到久等的『蝴蝶』研發成功，心情極好，便笑著順便給舒雨菲科普一下。

    「640x480，那是307200，這麼多！」她心算不行，用手邊的計算器算了一下，不覺吃驚地叫起來。

    「那當然！現在的硬件還不夠好，以後你要看到動輒幾千x幾千的圖像，那才叫做細膩。再往後，就是更細膩的全三維立體影像也不算什麼！

    三十萬看著多，不過按照計算機的存儲格式，是八位算一個字節。所以三十萬除以八，也就38400個字節。而1024個字節是一個kb，也就是說要顯示這樣一幅圖，如果全部按點陣算，那就是37.5kb，四捨五入，就是38k。」

    郭逸銘心算能力可比她強多了，電子科學家首先就得是一個數學家。事實上，早期的電子科學家還大都可以客串數學家。

    這點小小的乘除計算，他隨口就報出了答案。

    「噢，原來幾k幾k，是這樣來的啊！」舒雨菲恍然大悟，「還好，我們的計算機裡裝了64k內存，沒問題的。」

    「我們這個圖形操作界面可用不了38k這麼多。

    事實上，我們用的是硬點陣，也就是跟你輸入的文字一樣，相關的線條、圖標什麼的，都是灌注在顯示集成電路裡的。調用的時候也不需要從內存讀取，而直接從rom硬點陣中調用就可以了。因此一個字符只需要在內存內存入一個8位的地址編碼，再加上一個8位的屬性編碼，也就是兩個字節就能顯示出來了。

    一個字符是8x8的點陣，那麼橫向640÷8就是80個字節，縱向是480÷8是60個字節。因此一幅採用硬點陣字符庫顯示的圖形界面，實際只佔用了10個kb的內存，很小吧？而且顯示電路中自帶了的專用內存，這點負擔對它來說輕而易舉。並且屬性編碼中有三位數據位用來給它標注顏色代碼，可以讓我們這圖形界面顯示出8種顏色來。」

    郭逸銘笑瞇瞇地算給她聽。

    「我明白了……」舒雨菲凝神想了一下，但還是皺著眉若有所思，慢慢道，「可我感覺當我在玩坦克大戰的時候，好像界面就看起來粗糙許多，似乎也變得有些慢。難道當我在玩遊戲時，顯示就不是硬點陣，而是存儲在內存裡，因為占內存太多，所以計算機就變慢了……」

    「你說得很好！」

    郭逸銘一拍手，讚不絕口：

    「不錯不錯，你很懂得舉一反三嘛！的確，我們用來畫圖形框架的線條、圖標這些，可以預存在只讀存儲器中。但應用程序這麼多，我們不可能把所有的圖形都存進去。

    所以在玩遊戲、看圖片的時候，計算機採用的是最基本的像素點顯示法。

    通過剛才的示範，你應該知道，這種畫點的方式來顯示圖形，圖像分辨率越高，所佔用內存就越大。

    所以我們對圖形顯示限定了顯示模式，靜態圖只能運行在640x480單色模式下，這樣就只佔38k。或者是512x384，可以用四種顏色顯示，它佔用48k內存。

    但對於遊戲，因為有背景和操控的人物、對手，所以就要用兩幅圖組合起來，一幅是背景，一幅是動態的人物和怪獸等等。兩幅圖同時都要佔用內存，那麼再用高分辨率硬件就負擔不起了。

    因此對於遊戲，我們強制限定為320x200低分辨率狀態，也提供四種顏色顯示，這算是最節省空間的分辨模式。

    一幅圖像，兩幅也才32k，足以讓計算機硬件能夠負荷。

    不過你說變慢了，可不是因為內存不夠，而是處理器運算不過來了。我們這是通用處理器，為了承擔盡可能多的計算任務，裡面集成了各種各樣的運算電路，也就是它什麼都會。然而圖形處理用得最多的，還是乘法和累加計算，就是一個個點的疊加和刪減。可這些電路卻很少，也就是說它不精。

    多而不精，就是通用處理器的最大特點。

    用它來處理圖形，隨著圖形不斷變化，處理器就需要飛快運算。它雖然能幹這活，可畢竟進行圖形處理的電路就只有這一點。其他的電路閒得要命，而這邊還排著隊，半天也處理不完，那運算起來怎麼快得了？

    反應出來，就是你感覺遊戲變慢了。」

    郭逸銘把條理說得如此清楚，舒雨菲一聽就明白了。她腦子很快，立即由此聯繫到「蝴蝶」，當即驚喜道：「老闆，您特意要求研發的這款蝴蝶，就是為了解決這個問題的吧！肯定比我們現在用的處理器，在處理圖形上快得多？」

    「哈哈哈哈，那當然，它就是幹這個的！」

    郭逸銘笑得很開懷，蝴蝶一出，困擾他多時的難題，也將迎刃而解。

    現在的處理器速度不快，內存時鐘的頻率基本能與之同步，所以不存在延遲現象。但市場上有太多兼容機，奧爾森是個技術狂人，可以在dec的品牌機顯示電路自帶顯示專用內存，同時計算機最低內存配置也達到了64k。

    然而外界的兼容機走的就是低價路線，怎麼便宜怎麼來。於是有些顯示內存只有8k、4k，甚至還有2k的。內存也是一省再省，32k、啥都有，連8k的他都看到過好幾款。有些兼容機製造商，為了省錢，乾脆連dec推出的圖形處理芯片也換成了市面上能買到的通用字符集成電路。

    沒有硬點陣輸出，效果可想而知。

    圖形顯示對硬件的要求可是很高的，為了運行在現在的硬件配置下，西部計算機公司的研究人員想盡了辦法，盡一切努力來減少圖形顯示對硬件的要求，才基本滿足了需要。但這中解決方案對使用的字符集、內存大小也是有條件的。當那些兼容機將硬件摳減到只有幾k顯存，內存更是縮水到8k，甚至為了節約成本連特製的字符集也換掉的時候，再怎麼用技術手段解決也沒有用了。

    因此圖形操作系統推出後，少數使用廉價兼容機的用戶頗有抱怨，說軟件不好用。他們進入圖形界面，能看到圖框，但應該顯示圖標的地方卻是一團亂碼。用戶捏著鼻子繼續用，進行文本操作還沒問題，可是一打開遊戲，問題就接踵而至。掃雷這種小畫面遊戲還湊合，可想玩翻牌這種畫面稍大一點的，運行起來就特別吃力。至於坦克大戰，基本上是一打開就死機。

    用戶是盲目的，他們不會怪自己貪便宜，而是責罵西部計算機公司開發的軟件不行，掛羊頭賣狗肉。這些負面評論對西部計算機公司實實在在帶來了一定的影響，還把一些用戶趕到了ibm那一邊，這著實讓郭逸銘對這些無良兼容機商們感到憤怒。

    所謂成也蕭何，敗也蕭何。

    當初dw聯盟正是靠著這些數量眾多的兼容機商們形成了規模效應，迅速佔領了市場，打得ibm潰不成軍。可現在市場是佔住了，這些兼容機商們為了追求利潤不擇手段，用低劣貨坑蒙顧客，就反過來成了西部計算機公司的包袱。

    最可氣的是他們偷工減料，結果責任居然要西部計算機公司來背。

    幸虧郭逸銘熟知圖形操作系統的歷史，在推出圖形操作系統之前，就預料到了會出現這種局面，提前就給出指示，要求進行專用圖形處理芯片的研發。

    要說dec開發的字符集成電路，也能勉強算是圖形處理器，ibm推出的個人機上，也同樣配備有這種集成芯片。但這兩種集成電路，究其實質，還是一個字符集成存儲器，本身用於圖形處理的電路幾乎沒有。也就是存儲一下字符、數字、運算符號、點線，dec的集成電路中還額外包含了支持圖形界面所需的圖標等必要元素。

    除此之外，什麼都沒有。

    只有郭逸銘指定開發的這款「蝴蝶」，才能算得上是真正的圖形處理器。

    這是一款純正的精簡指令架構處理器，把那些與圖形處理無關的電路統統都刪了個乾乾淨淨。處理器中僅留下了圖形處理必需的數字處理電路，如乘法電路、加法器、三角函數運算等，這部分電路只佔傳統架構處理器的20%還不到。節省出來的80%空間，可以佈置更多的寄存器，加快運算速度，同時將圖形操作系統必要的線框、圖標也給集成了進去。

    郭逸銘為了保證性能，將這款芯片的研發交給了舊金山實驗室，採用了最新的集成電路製造技術製造。

    整枚芯片的集成度達到了12萬，是他們最初型混合併行處理器的十倍！

    因為有了更大的集成度和更多的空間，他還能在處理器上設置兩個乘法器，四條流水管線，多達30個寄存器，內部集成的存儲器容量達到了24k。

    同時為了發揮處理器效能，還為圖形運算專門設計了相應的指令，包含有圖形縮放、迴旋、點線計算、調色板、矢量計算、像素處理等多種手段。

    這種計算機專用圖形處理器設計的理念要到99年才會出現，現在由於郭逸銘的到來，而提前得到了實現。尤其是精簡指令架構，這是後世圖形處理器的標準架構，在這個時代從未出現過，其精專於圖形處理的構思，前所未有。

    而流水線作業，更是開創性的發明。

    這個時代在大型圖形工作站，也有專用的圖形處理器，但都採用的傳統架構設計，進行單指令處理。「蝴蝶」在郭逸銘指示下採用的流水線作業，將一條指令分成了數段，同時在不同運算電路進行批量運算。一條指令在一個週期內就可完成，相對於這個時代而言，超前了何止十年。

    要說不足，就是現在的半導體技術與後世相差太大。同時為了找到代工工廠，不敢採用最先進的製造技術，只能根據半導體工業大規模製造水平，集成12萬個元器件，算是有些遺憾。

    但後世圖形處理器該有的二維圖形處理核心理念，這款芯片大都已經包含齊全了，唯一欠缺的僅僅是三維圖形處理技術。

    這種芯片一研發出來，即便連參與研發的工程師們都讚不絕口。

    精簡架構、流水線，使得蝴蝶的時鐘頻率達到了驚人的30赫茲，配以除了分辨率低一點、顏色少一點，圖片的顯示速度並不比後世二維顯卡差多少。並且有了專用的圖形處理器來進行圖形運算，cpu可以說完全得到了解放，可以全力運行其他應用程序，如此一來，西部計算機公司這款圖形操作系統的優勢就得到了充分發揮。

    圖形處理器研發出來了，接下來，就該是為這款處理器設計一款板卡，將其作為獨立顯卡上市出售的問題。

    只有作為獨立的顯卡出售，才能讓那些購買了廉價個人機的用戶真正領略到圖形操作系統的好處。

    不過這個圖形處理器和顯卡的生產銷售，他並不打算以西部計算機公司的名義來進行操作。

    現在公司在個人計算機上涉及的面夠寬了，又是硬件又是軟件，不敢再增加更多的業務。個人機市場如此之大，他不能一家獨吞，這只會把聯邦政府的目光吸引過來。要是一不小心被告個壟斷，把公司給他拆分了那才哭都來不及。

    所以專利授權生產是最好的。

    自己可以坐在家裡收錢，然後專注於對圖形處理技術的進一步研究，完善圖形處理指令集，這樣自己以後也有了鉗制別人的手段。最好把圖形處理的關鍵技術都抓在手裡，設下幾百上千個陷阱，讓別人一踩進來就得給他交錢，這才爽！

    看來要找一家聯盟內的忠實盟友了……

    郭逸銘腦子裡無意識地東拉西扯亂想，忽然之間笑起來。自己這不正是在做ibm曾經做過的事麼，為了不被告壟斷，不得不到處拉盟友，就不知道，自己未來會不會也會扶持起一個英特爾或是微軟出來。

    兜啊兜，結果兜了一圈，還是回到原點。最多只是個人機的架構不同了，未來扶持起來的也是gpu生產商而不是cpu巨頭。

    最關鍵的，得益的是他而不是ibm。

    也就這樣了。

    果然是太陽底下無新鮮事啊！

    隨著他的事業擴展，未來不知道還會不會扶持起更多的計算機硬件生產商來？

    仔細想想，當他在個人計算機領域涉足越來越深，方面越來越廣，這個現象的出現可以說是必然，就不知道下一個會是什麼領域了……

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