Історія 3D-прискорювачів і відеокарт 1990-их років

0
119
Історія 3D-прискорювачів і відеокарт 1990-их років

У першій частині ми поговорили про зародження дискретних відеокарт: про те, що вони могли, як підключалися і скільки коштували. Тепер же перейдемо до, мабуть, самому цікавому періоду розвитку відеокарт — до 90-их років: вже з’являються перші 3D-ігри, і відразу стає зрозуміло, що програмний рендерінг не тягне їх і потрібно залучати відеокарти, що і було зроблено в 1995 році, в один рік з виходом легендарної PlayStation 1, з’явився перша доступна 3D-відеокарта — S3 Virge.

S3 ViRGE — перша ластівка 3D-світу

Забігаючи наперед — це була саме відеокарта, тобто вона могла працювати і з 2D і 3D — це було рідкістю, по тим часам, але про це нижче. Правда, з 3D вона працювала погано — з-за нової по тим часам білінійної фільтрації текстур (в 2D вона була зі зрозумілих причин не потрібна) продуктивність серйозно падала. Але з 2D вона справлялася без проблем, якісно отрисовивая, наприклад, інтерфейс Windows.

Характеристики ж її були досить скромні — частота відеочіпа була близько 60 МГц, а пам’яті було до 4 МБ, причому пам’ять можна було нарощувати самому. Так-так, на відеокарті було розпаяно 2 МБ і були слоти, куди б можна було вставити ще 2:

При цьому розрядність шини пам’яті була аж цілих 64 біта — до речі, така ж шина використовується навіть зараз в low-level ігрових відеокартах, наприклад — GT 1030.

Досить великим плюсом відеокарти була всеїдність, вона могла працювати зі всіма графічними API — не тільки з Direct3D і OpenGL, але і з RenderWare і Brender, а також мала власний API — S3D (особливої популярності він, правда, не отримав). До того ж ця відеокарта мала телевізійний вихід, так що була універсальною при виведенні картинки.

З-за проблем при роботі з 3D багато стали підключати до неї вже чисто 3D-відеоприскорювач 3dfx Voodoo1, тим самим вбиваючи двох зайців — ViRGE відмінно працює з 2D, Voodoo1 — з 3D, тандем виходить універсальним.

3dfx Voodoo1 — початок лінійки легендарних відеоприскорювачів

3dfx була наймолодшим гравцем на ринку відеокарт — компанія була заснована 3 вихідцями з Silicon Graphics, які при догляді не забули прихопити з собою розробки нових відеочіпів. Куди могла податися молода компанія, яка вміє в графіку? Правильно, у виробництво відеочіпів для ігрових автоматів. Причому вони досягли успіху тому, що на них почали звертати увагу виробники ігрових приставок. На ринок ПК вони виходити не хотіли, проте в 1996 році ціни на швидку пам’ять EDO впали до терпимого рівня, і 3dfx вирішили випустити власний відеоприскорювач з цим типом пам’яті.

Чому саме відеоприскорювач, і в чому різниця з відеокартою? Відеокарта повинна вміти і готувати картинку, і виводити її на екран. Відеоприскорювач ж вміє тільки рендери картинку — виводити її потрібно через відеокарту. 3dfx, так і інші компанії, що вирішили так — у кожної людини вже є відеокарта, яка розмальовує інтерфейс ОС. Так навіщо мучитися і впихати на плату з 3D-відеочіпом ще і чіп для роботи з 2D, якщо він є у користувачів? Тому можна від нього відмовитися — це і знизить ціну, і розробляти відеоприскорювач простіше. Ну а для виведення картинки просто будемо підключати відеоприскорювач до відеокарти проводом VGA. Так, громіздко, зате дешево і багато хто це оцінили (на картинці дві Voodoo в SLI, але суть та ж):

І, як я вже писав вище, з відеокартою для Voodoo1 проблем не було — ViRGE підходив ідеально, так що зв’язка його з «вуду» була дуже популярна. Причому, що досить кумедно, по цифрам характеристики Voodoo були гірше — відеочіп з частотою 50 МГц і ті ж 4 МБ пам’яті. Але 3dfx брали не частотою, а оптимізацією і додатковими обчислювальними блоками: приміром, текстурним, який відразу вирішував всі проблеми з фільтрацією текстур, які були у S3. Також спеціально для своїх відеокарт 3dfx випустила новий API — Glide. Хоча він був заснований на відкритому OpenGL, з-за хорошою заточки під відеокарти Voodoo (використовувалися геометричні та текстурні перетворення), а також максимального спрощення (є тільки те, що потрібно для 3D-ігор, навіть колір стиснули до 16-бітного: втім, якість було таким, що могло суперничати з 24-бітним кольором) можна було отримувати істотно кращу графіку, ніж у конкурентів:

А конкуренти не дрімали — у цьому ж 1996 році компанія ATI випустила свою відеокарту Rage.

ATI Rage I і II — червоні наступають

ATI з’явилася аж у 1985 році як виробник відеокарт для великих гравців ринку, таких, як IBM і Commodore. Тому трохи дивно, що першу 3D-відеокарту вони випустили пізніше інших, більш того — наробивши масу помилок. Судіть самі — Rage I був заснований на суто 2D-ядрі March64 з блоками для прискорення MPEG-1 і 3D. Ясна річ, що така зв’язка з 3D працювала ще гірше, ніж ViRGE, тому ATI в спішному порядку випускає другу версію відеокарти — Rage II, яка таки стала винрарной.

У другій версії був доопрацьований відеочіп — додали блоки фільтрації текстур, а також апаратну можливість альфа-змішування. Тепер він називався March64 GUI і мав частоту 60 МГц. Відеокарта могла працювати не тільки з EDO, але і з SGRAM — цю пам’ять можна назвати дідусем GDDR. Об’єм пам’яті становив від 2 до 8 МБ, а пропускна здатність була аж цілих 480 Мб/с. Як і ViRGE, Rage мала підтримку всіх поточних API, крім Glide (бо на той момент він був ще закритий), а драйвера були як під Windows (95 і NT, хоча під останню вони були нестабільні — хто б сумнівався), так і під Mac OS 9, OS/2 і навіть Linux! До речі, саме з цього моменту почалася «любов» Apple і ATI/AMD, яка триває і донині — відеокарти Rage ставилися до деяких макінтоші того часу.

Nvidia RIVA 128 — зелені наступають

Nvidia — найбільший на дані момент виробник відеокарт, і багато хто думають, що у них довга і цікава історія. А ось і ні — компанія з’явилася лише в 1992 році, і вже в 1995 році представили свій перший відеочіп NV1. На жаль, перший млинець був глевким: підтримки Direct3D спочатку не було, а коли Nvidia спробувала її прикрутити, то вийшло настільки погано, що навіть вирішили драйвера з ним не випускати, і тихо забути про цей чіп. А задумка була цікава — рендеринг був заснований на квадратичному маппинге текстур: це було просто реалізувати, але, на жаль, це не підтримувалося в Direct3D, а просити Microsoft зробити підтримку Nvidia тоді не було можливості (та й в Direct3D були проблеми серйозніше, так що Microsoft у будь-якому випадку відмовилася б допомагати).

Зрозумівши, що з натовпу виділятися не варто, Nvidia зробила нову картку RIVA 128, вже на ядрі NV3 і з підтримкою OpenGL 1 і Direct3D 5. І це був чистий вин в 1997 році — кристал GPU був виконаний по 350 нм техпроцесу і мав частоту аж в 100 МГц, пам’ять була новітнього стандарту SGRAM, її було 4 МБ, а через 128-бітної шини швидкість виявлялася 1.6 Гб/с — рекорд по тим часам, Nvidia вирішила це навіть у назві показати. Також відеокарта (а це була саме вона, та й взагалі — Nvidia не виробляла відеоприскорювачів) підключалася по новітньому порту AGP x1 (хоч були й варіанти з «традиційним» PCI). Із-за швидкої пам’яті максимальна роздільна здатність становило 960х720 — приміром, у Voodoo1 воно було «всього» 640х480.

На початку 1998 року Nvidia випустила покращений варіант відеокарти — RIVA 128 ZX. Основною зміною став удвічі збільшений об’єм відеопам’яті — до 8 МБ, а також підключення тепер було через інтерфейс AGP x2. До речі — RIVA 128 стали першими відеокартами, де відеочіп стали додатково охолоджувати — поки ще простим радіатором.

На жаль, проблем теж вистачало. Будучи засмученими тим, що NV1 не працює толком з Direct3D, Nvidia кинули всі сили на те, щоб RIVA з ним працювала добре. Це їм вдалося, але ось OpenGL занепав, так що всі принади нової відеокарти могли оцінити тільки користувачі Windows. Друга проблема — відеокарта не могла програмно працювати з движком Unreal, що вилилося в проблеми з іграми, створеними на ньому. Ну і останній камінь у город Nvidia — їх відеокарти не могли підтримувати Glide, який игродели до того часу оцінили і стали випускати патчі до ігор, серйозно поліпшують графіком на відеокартах від 3dfx.

У підсумку до 1998 року розклад на ринку такий: 3dfx і Nvidia — лідери. З деяким відставанням від них йде ATI, ну і зовсім в кінці плететься S3. Чим закінчилося це протистояння — поговоримо вже в наступній частині статті.

Оцініть статтю

НАПИСАТИ ВІДПОВІДЬ

Please enter your comment!
Please enter your name here