История 3D-ускорителей и видеокарт 1990-ых годов

В 90-е годы стали появляться первые 3D-игры, и тут становится понятно, что программный рендеринг не тянет их. В 1995 году, с выходом легендарной PlayStation 1, появился первая доступная 3D-видеокарта — S3 Virge.

S3 ViRGE — первая ласточка 3D-мира

Эта видеокарта могла работать с 2D и с 3D — что было редкостью по тем временам. С 2D она справлялась без проблем, а вот с 3D она работала плохо — из-за новой по тем временам билинейной фильтрации текстур (в 2D она была по понятным причинам не нужна) производительность серьезно падала.

Её характеристики были достаточно скромны — частота видеочипа порядка 60 МГц, а памяти было до 4 МБ, причем память можно было наращивать самому. Да-да, на видеокарте было распаяно 2 МБ и были слоты, куда можно было вставить еще 2, при этом разрядность шины памяти была 64.

Достаточно большим плюсом видеокарты было то, что она могла работать со всеми графическими API — не только с Direct3D и OpenGL, но и с RenderWare и Brender, а также имела собственный API — S3D. К тому же эта видеокарта имела телевизионный выход, так что была универсальной при выводе картинки.

Из-за проблем при работе с 3D многие стали подключать к ней уже чисто 3D-видеоускоритель 3dfx Voodoo1, тем самым решая сразу две проблемы — ViRGE отлично работает с 2D, Voodoo1 — с 3D, тандем же получается универсальным.

3dfx Voodoo1 — начало линейки легендарных видеоускорителей

В 1996 году появился легендарный ускоритель Voodoo Graphics (Voodoo 1) от компании 3Dfx Interactive, которая в то время была самым молодым участником рынка графических устройств. Компания была основана в 1994 году тремя выходцами из компании Silicon Graphics, которые при уходе не забыли прихватить с собой разработки новых видеочипов. Сначала компания создавала процессоры для игровых автоматов, а первым устройством, где они были применены, стал бейсбольный симулятор ICE Home Run Derby. Процессоры от компании 3Dfx отличались великолепной на то время 3D-графикой и поэтому разработками компании заинтересовались даже производители игровых приставок.

На рынок ПК компания 3Dfx изначально не планировала выходить. Но в 1996 году стоимость производительной памяти типа EDO значительно снизилась, и по этой причине 3Dfx удалось наладить выпуск высокопроизводительных устройств по довольно низкой цене. Так появился на свет видеоускоритель Voodoo Graphics.

Почему именно видеоускоритель, и в чем разница с видеокартой? Видеокарта должна уметь и готовить картинку, и выводить ее на экран. Видеоускоритель же умеет только рендерить картинку — выводить ее нужно через видеокарту. Производители решили так — у пользователя уже есть видеокарта, которая отрисовывает интерфейс операционной системы, так зачем впихивать на плату с 3D-видеочипом еще и чип для работы с 2D? Поэтому можно от него отказаться снизив при этом цену. Ну а для вывода картинки просто подключать видеоускоритель к видеокарте проводом VGA. Громоздко, но зато дешево — и многие это оценили.

Причем, по характеристике Voodoo были хуже — видеочип с частотой 50 МГц и 4 МБ памяти. Но 3dfx брали не частотой, а оптимизацией и дополнительными вычислительными блоками. Также специально для своих видеокарт 3dfx выпустила новый API — Glide. Хотя он был основан на открытом OpenGL, из-за хорошей заточки под видеокарты Voodoo (использовались геометрические и текстурные преобразования), а также максимального упрощения (есть только то, что нужно для 3D-игр, даже цвет ужали до 16-битного: впрочем, качество было таким, что могло соперничать с 24-битным цветом) можно было получать существенно лучшую графику, чем у конкурентов:

Но конкуренты не дремали — в этом же 1996 году компания ATI выпустила свою видеокарту Rage.

ATI Rage I и II — красные наступают

ATI появилась еще в 1985 году как производитель видеокарт для крупных игроков рынка — таких, как IBM и Commodore. Первая Rage I была основана на 2D-ядре March64 с блоками для ускорения MPEG-1 и 3D, такая связка с 3D работала еще хуже, чем ViRGE, поэтому ATI в спешном порядке выпускает вторую версию видеокарты — Rage II.

Во второй версии был доработан видеочип — добавили блоки фильтрации текстур, а также аппаратную возможность альфа-смешивания. Теперь он назывался March64 GUI и имел частоту в 60 МГц. Видеокарта могла работать не только с EDO, но и с SGRAM. Объем памяти составлял от 2 до 8 МБ, а пропускная способность была 480 Мб/с. Как и ViRGE, Rage имела поддержку всех текущих API, кроме Glide, а драйвера были как под Windows так и под Mac OS 9, OS/2 и даже Linux!

Nvidia RIVA 128 — зеленые наступают

Nvidia — крупнейший на данные момент производитель видеокарт. Компания появилась всего в 1992 году, и уже в 1995 году представили свой первый видеочип NV1. Но первый опыт не увенчался успехом: поддержки Direct3D изначально не было, а когда Nvidia попыталась ее прикрутить, то получилось настолько плохо, что даже решили драйвера с ним не выпускать, и тихо забыть про этот чип.

Новая карта RIVA 128, вышла в 1997 году уже на ядре NV3 и с поддержкой OpenGL 1 и Direct3D 5. Кристалл GPU был выполнен по 350 нм техпроцессу и имел частоту в 100 МГц, память была новейшего стандарта SGRAM, ее было 4 МБ, а из-за 128-битной шины скорость оказывалась 1.6 Гб/с — рекорд по тем временам, Nvidia решила это даже в названии показать. Также видеокарта подключалась по новейшему порту AGP x1. Из-за быстрой памяти максимальное разрешение составляло 960х720 — к примеру, у Voodoo1 оно было «всего» 640х480.

В начале 1998 года Nvidia выпустила улучшенный вариант видеокарты — RIVA 128 ZX. Основным изменением стал вдвое увеличенный объем видеопамяти — до 8 МБ, подключение теперь было через интерфейс AGP x2. RIVA 128 стали первыми видеокартами, где видеочип стали дополнительно охлаждать — пока еще простым радиатором.

В итоге к 1998 году расклад на рынке таков: 3dfx и Nvidia — лидеры. С некоторым отставанием от них идет ATI, ну и совсем в конце плетется S3.

Александр Григорьев ЦСО "Крокус"