Хроника видеокарт 1990-ых годов — противостояние 3dfx и Nvidia

    Statistika-proizvoditelya.jpg

    Предшествующую статью мы закончили на том, что Nvidia выпустила отличную видеокарту RIVA 128, тем наиболее став прямым конкурентом 3dfx. Но те на месте не стояли, и выпустили в 1997-1998 годах аж аж 4 видеокарты.

    Бум 3dfx — Voodoo Rush, Voodoo2, Banshee, Voodoo3



    Инициируем с Voodoo Rush, представленной в августе 1997 года. 3dfx здраво положила, что видеоускоритель — хорошо, но полноценная видеокарта — еще лучше, и Rush была только видеокартой — за 3D отвечал тот же чип, что и в Voodoo1, а за 2D — чип AT25/AT3D от Alliance Semiconductor. Увы — хорошая мысль была загублена плохой реализацией: во-первых, оба чипсета (2D и 3D) использовали один память, что приводило к конфликтам. Во-вторых, чип Voodoo1 не имел прямого допуска к PCI, то есть данные передавались через 2D-чип, что приводило к повышенной перегрузке и на него, и на разъем PCI. Все это привело к тому, что в играх производительность Rush иметься в наличии на 10% хуже, чем у Voodoo1, а с учетом большей цены продажи имелись достаточно скромными и были прекращены в течении года. Правда, иметься в наличии попытка от компании Hercules выпустить видеокарту с 8 МБ памяти и частотой на 10% вне, но к тому времени на рынке появилась сильно лучшая Voodoo2, так что реализации «ремастера» были низкими.

    Voodoo2, вышедший в начале 1998 г, можно смело считать лучшим видеоускорителем (да, 3dfx твердо стояла на философии флагманских видеоускорителей) страна времени. И хотя архитектура со времен Voodoo1 не поменялась, в этом видеоускорителе был добавлен другой текстурный процессор, что позволило отрисовывать по две текстуры за один проход. Вдобавок это позволило добавить трилинейную фильтрацию, которая давала качество значительно лучшее, чем билинейная. Частота чипов была на уровне 90-100 МГц, и тот и другой из них работал по 64-битной шине, а объем памяти был 8-12 МБ уже устаревающей EDO DRAM. Коннектор тоже использовался старый, PCI — хотя тогда это еще не было проблемой. Один-одинехонек из серьезных недостатков в сравнении с RIVA 128 было достаточно густое максимальное разрешение — всего 800х600, однако это можно ыбло нивелировать подключением второй видеокарты, с использованием SLI (Scan-Line Interleave — альтернирование строк) — тогда разрешение возрастало до 1024х768.

    2134956_3dfx-voodoo-2.jpg

    Подробнее о SLI не грех почитать в этой статье, ну а мы же поговорим о его работе в далеком 1998 г. А работал он не очень и плохо — да, двукратного роста производительности ждать не заслуживало, но 50% рост был — правда, только в том софте, который его поддерживал, а его имелось немного. Однако все упиралось в два фактора: во-первых, процессоры того периоду имели частоты около полугигагерца и не тянули такую связку. Во-2-х, стоимость двух видеоускорителей, да и еще видеокарты была просто заоблачной. Так что особенной популярности SLI не приобрел, и даже сейчас его используют лишь малые пользователи ПК.

    В конце 1998 года 3dfx сделала еще одну попытку делать полноценную видеокарту, выпустив Voodoo Banshee. Решение получилось с одной края очень хорошим, с другой — достаточно посредственным. Хорошим было 2D-ускорение: субмодуль видеоускорителя состоял из двухмерного 128-битного процессора GUI и 128-битного ядра VESA VBE 3.0. Чипсет отменно ускорял DirectDraw, а также полностью аппаратно поддерживал Windows Graphics Device Interface (GDI), подключая операции с 256-цветным растром и третичные функции, а вдобавок аппаратное ускорение полигонов. С 3D же все было хуже — на плате были распаяны микросхемы Voodoo2, но вот текстурный CPU был только один, поэтому в высоконагруженных сценах, где использовались полигоны с многыми текстурами, производительность Voodoo2 была существенно выше. Однако в забавах с однотекстурными полигонами перевес был на стороне Banshee из-за большей частоты чипа. В цельном, несмотря на меньшую популярность в сравнении с Voodoo2, видеокарта продавалась совершенно себе успешно.

    В 1999 году 3dfx представила некоторую революцию — Voodoo3, добро бы проблем с ней хватало, и именно начиная с нее лидерство стало переходить к Nvidia. Во-1-х, это была именно видеокарта — 3dfx отказалась от использования видеоускорителей. Чип функционировал на частотах в 140-180 МГц в зависимости от версии, память наконец-то встала стандарта SGRAM с объемом до 32 МБ, а саму видеокарту можно ыбло подключать по AGP x2. Более того — поддерживался SLI до 4 видеокарт, а максимальное поддерживаемое позволение составляло целых 1600х1200 пикселей. В общем — видеокарта на бумаге иметься в наличии отличной, а на практике… а на практике видеокарта не умела работать с 32-битным колером, хотя уже были несколько игр с его поддержкой. Вторая проблема — все меньше разрабов обращало внимание на Glide: большинство игр отлично поддерживало DirectX или OpenGL, так что 3dfx потеряла еще одного козыря. В результате видеокарта хоть и была очень доброй и неплохо продавалась, но своим возможностям она уже стала отставать от конкурента — Nvidia RIVA TNT2.

    Nvidia RIVA TNT и TNT2 — изумрудные наносят ответный удар



    Видеокарта RIVA 128 оказалась безгранично популярной, и на волне этого Nvidia представляет свой новый чип NV4, кто лег в основу видеокарты RIVA TNT. Nvidia не стала изобретать велосипед и вульгарна по пути 3dfx с Voodoo2 — просто добавила в свой чип второй пиксельный рольганг, фактически удвоив скорость рендеринга. Но если те на этом остановились, то Nvidia вульгарна дальше — видеокарта научилась работать с 32-битным цветом, максимальное поддерживаемое позволение текстур составляет 1024х1024, а также поддерживается анизотропная просачивание, дающая лучшее качество картинки. К тому же Nvidia уже тогда застыла добавлять всякие программные «фишки» — так, появилась технология Twin-Texel, какая позволяет в режиме мультитекстурирования накладывать по две текстуры на один пиксел за осторожность, так что скорость заполнения выросла на 40%. 

    С технической точки зрения осложнений тоже хватало: чип был настолько горячим, что, во-первых, пришлось снизить частоту с вековечных 110 МГц до 90, а, во-вторых, использовать не просто радиатор, а уже небольшой сахар:

    tnt2ultra.jpg

    Объем памяти составлял 16 МБ SGRAM. В итоге RIVA TNT в Direct3D обнаруживалась на одном уровне с Voodoo2, но она, разумеется, не поддерживала Glide, который тут еще активно использовался. В результате продаже «зеленой» карточки были порядком хуже.

    Достаточно интересным моментом было то, что Nvidia уже тогда начали «дружить» с Intel — их видеокарты работали лучше с процессорами от «синих». Бесспорно, владельцы процессоров от AMD были недовольны, да и Nvidia не хотела терять ярмарка (так как видеокарты от 3dfx одинаково хорошо работали у всех) — в результате они отпустили драйвера Detonator, которые существенно повышали fps на системах с процессорами от AMD, а вдобавок улучшали совместимость видеокарт с разными материнскими платами.

    В 1999 г Nvidia представила конкурента Voodoo3 — TNT2. Изменений было по горло, и эту видеокарту можно почти однозначно назвать лучшей видеокартой 1999 г: во-первых, теперь используется 250 нм техпроцесс, что позволило поднять частоты аж до 150 МГц. Во-2-х, были полностью реализованы возможности 32-битного цвета и появилась опора текстур с разрешением 2048х2048. В-третьих, объем памяти повысили до 32 МБ и добавили поддержку шины AGP x4. В общем — это хороший «ремастер», какой оказался существенно лучше аналогичного от 3dfx.

    Также Nvidia решила влезть и в бюджетный сегмент, выпустив видеокарту Vanta: были снижены частоты памяти и чипа (до 110 МГц), покрышку урезали до 64-битной, а памяти было всего 8 МБ. В общем и целом, подобная видеокарта выступала на уровне TNT, но стоила дешевле (в ней Nvidia использовала бракованные чипы, которые не могли работать на 150 МГц, и из-за перехода на новомодный техпроцесс их было много), так что она полюбилась OEM-сборщикам ПК и бюджетным игрокам.

    Дальнейший дивизион — Matrox G200, S3 Savage3D и Savage4, ATI RAGE 128



    Пока вверху продолжалась борьба двух лидеров — 3dfx и Nvidia — несколько иных фирм тихо и мирно развивали свои решений, которые имелись рангом хуже.

    Начнем с первопроходца — компании S3, которая досоздала первую 3D-видеокарту ViRGE еще в 1995 году. В 1998 году они изобразили новую видеокарту, Savage3D. Увы — по своим возможностям она существенно уступала соперникам: 64-битная шина, всего 8 МБ памяти, частота чипа быть в наличии на уровне 125 МГц. Из плюсов — максимальное разрешение было 1600х1200, а включалась видеокарта по шине AGP x2. В итоге видеокарта конкурировала лишь с Voodoo Banshee, и то где-где была сильно хуже.

    s3_savage3d.jpg

    В 1999 году S3 выпустила новую видеокарту, Savage4. И хоть она была основана на новом 250 нм техпроцессе, производитель почему-то не пожелал поднимать частоты — они остались на уровне 120-140 МГц. Зато подрос объем памяти до 32 МБ SGRAM, и появилась поддержка интерфейса AGP x4. Но вот по собственным возможностям видеокарта была далеко не самой продвинутой — никакого своего рода Twin-Texel, только однопроходное мультитекстурирование и поддержка только трилинейной фильтрации: в результате, производительность чипа оказывалась вдвое, а то и втрое ниже, чем у TNT2 и Voodoo3, так что предназначенной популярностью эта видеокарта не пользовалась.

    В 1998 году на рынок 3D-ускорителей постановила выйти компания Matrox со своим чипом G200. Компания и спервоначала производила отличные чипы для 2D-ускорения, и их использовали, к примеру, в видеокартах от 3dfx. Видео-карточка получилась достаточно хорошей, со множеством интересных фишек: так, например, одной из них представлялась SRA (Symmetric Rendering Architecture) — возможность записи доставленных в системную память, что убыстряло взаимодействие видеокарты и ЦП. VCQ (Vibrant Color Quality) — разработка, которая всегда обрабатывала картинку в 32-битном цвете, и лишь при выводе на дисплей (если это было нужно) сжимала палитру до 16-битной. 

    Промышленные характеристики видеокарты были хорошими, но особого восторга не вызывали: гармоника чипа была на уровне 90-100 МГц, памяти было 8-16 МБ SGRAM, а шин быть в наличии две по 64 бита (каждая шина была однонаправлена и предназначена для передачи информации между функциональными блоками в чипе. По сравнению с одной более обширной шиной, при такой архитектуре уменьшаются задержки в передаче данных и возрастает общая эффективность шины). Итоговая производительность лишь немного давала лидерам рынка — TNT и Voodoo2, но была одна проблема — драйвера.

    По малопонятным причинам изначально видеокарта поддерживала только OpenGL, так что проблем в забавах с ним не было. Но Direct3D уже тогда был очень популярным, поэтому для запуска игр с ним был начиркан специальный драйвер, переводящий команды Direct3D в OpenGL. Работал он, безоговорочно, медленно, так что игроки под Windows эту видеокарту не оценили. Проблему исправили как только в 2000 году с выходом нового поколения видеокарт от Matrox — G400.

    rage128vrf.jpg

    Ну и заключительная видеокарта, о которой стоит поговорить — это ATI Rage 128. Она была упущена в 1999 году, построена по нормам 350 нм техпроцесса, имела до 32 МБ SGRAM памяти и 128-битную покрышку. Возможностей у видеокарты было много, но до лидеров рынка она не дотягивала — так, она мочь аппаратно ускорять DVD-видео, а также поддерживала трилинейную фильтрацию. Свой «фишкой» видеокарты была технология Twin Cache Architecture, какая объединяла кэш-память пикселов и текстур для увеличения полосы пропускания. Как и TNT, она мочь работать с 32-битным цветом, причем в этом режиме она была чуть немного слабее конкурента от «зеленых», но, увы, выдавала картинку худшего свойства. 

    В итоге, конец 90ых можно назвать противостоянием 3dfx и Nvidia — обстоятельных конкурентов у них не было. Но уже в начале нулевых 3dfx «скатится» и будет куплена Nvidia, а ATI разгладит крылья, выпустив много хороших видеокарт — так начнется конфронтация Nvidia с ATI/AMD, которое продолжается и по сей день. Но об этом уже в следующей части заметки.