Заключение

Безусловно, флагманом поколения стал чип RivaTNT2 и фирма nVidia. 3dfx оказался отодвинут на второй план, ATI всегда занимала некоторую специфическую долю рынка, так как особого позиционирования их продукция не имела. S3 прочно заняла низшие ценовый области на рынке, хотя была оттуда "вытесняема" недорогими чипами nVidia, Matrox же всегда имел свою нишу рынка, ту, где на первом месте стоит 2D графика.

Четвертое поколение 3d ускорителей Новое поколение графических чипов: nVidia и s3

31 августа 1999 года в 18.00 по Москве мир должен был измениться. Измениться мир должен был после официального анонса нового графического процессора от nVidia. Слухи относительно параметров нового графического чипа от nVidia шли давно. Вообще, то, как был представлен новый чип, получивший имя GeForce 256 от nVidia, заслуживает почетного места в истории. Маркетинговый и рекламный отделы nVidia не зря едят свой хлеб. Все было подготовлено тщательно, эффектно и действенно. Во-первых, отметим, что nVidia твердо боролась с утечками информации о своем новом графическом чипе, далее мы будем называть его просто GPU (Graphics Processing Unit), тем более, что сама nVidia предлагает именно такое обозначение. Официальные лица nVidia наотрез отказывались что-либо сообщать о новом своем детище для публики. С другой стороны, молчание nVidia давало большой простор для работы воображения аналитиков, что играло только на руку nVidia, так как интерес публики к будущему продукту постоянно подогревался без особых усилий со стороны самой nVidia. Заблаговременно основные партнеры nVidia получили образцы нового GPU, среди таких компаний были производители видеоадаптеров и производители компьютеров. Это дало возможность заранее сформировать отношение части компьютерной промышленности к новому детищу nVidia. Заметим, что сформировалось исключительно положительное отношение. За 18 часов до официального объявления GPU GeForce 256 на сайте nVidia появилась многообещающая надпись: "In 18 hours world will change..." Сама по себе эта фраза заслуживает аплодисментов. Сказано сильно и стильно. Заинтересованная часть аудитории сети томилась в ожидании чего-то сверхъестественного, наблюдая за обратным отсчетом времени на сайте nVidia.

Время пришло и... и сервер nVidia, работающий под управлением Lotus Domino просто перестал успевать обрабатывать запросы по http. В результате, многие желающие узнать, в чем же состоит изменение мира и за счет чего это изменение произошло, просто не могли попасть на сайт nVidia. Правда, буквально сразу информационный голод был утолен, так как на большинстве сайтов, связанных с компьютерами и новостями всем желающим была предоставлена вся необходимая информация. Изменился ли мир? В определенной области - да, во всем остальном, все осталось по-прежнему. Скажем так, заявлено было громко, но, по сути, GeForce 256 - это эволюционный шаг, но никак не революция.

Не испортило всеобщего энтузиазма даже то, что на сутки раньше nVidia корпорация S3 анонсировала свой новый продукт Savage2000, который по своим параметрам, по крайней мере, не уступает GeForce 256. При этом nVidia предпочла сделать вид, что никаких анонсов от S3 вообще не было, и по отношению к GeForce 256 везде употреблялся эпитет "первый в мире графический процессор для массового рынка с интегрированным геометрическим акселератором". Первым таким продуктом, по крайней мере, официально объявленным является все-таки Savage2000 от S3. Праздник получился на славу. Чего стоил аукцион на eBuy, где карта на базе GeForce 256 с росписями разработчиков была продана за $8100, при стартовой цене $290. Справедливости ради стоит отметить, что nVidia заслужила к себе уважительное отношение, так как в последнее время очевидным является тот факт, что их продукты действительно успешны в коммерческом плане и пользуются заслуженной популярностью, благодаря отличным потребительским свойствам и качественным драйверам.

Чип nVidia GeForce 256

И так, новый продукт nVidia получил имя GeForce 256. Маркетологи nVidia старались выразить названием GeForce 256 основные черты нового графического процессора. Так, Ge явно означает наличие интегрированного геометрического сопроцессора (geometry = Ge), Force символизирует вычислительную мощность, а цифра 256 характеризует то, что чип и шина памяти имеют 256 разрядный интерфейс. Итак, посмотрим на характеристики GPU GeForce 256:

* Частота ядра: 120 МГц

* Частота работы шины памяти: до 200 МГц

* Скорость обработки треугольников: 15 млн. треугольников в секунду

* Разрядность шины памяти: 256-бит

* Ширина полосы пропускания шины памяти: до 6.4 Гб/сек

* Поддерживаемые типы памяти: SDRAM/SGRAM и DDR SDRAM/DDR SGRAM

* Объем локальной видеопамяти: до 128 Мб

* RAMDAC: интегрированный, частота 350 МГц с поддержкой коррекции гаммы

* Поддерживаемые разрешения: вплоть до 2048x1536@75Hz

* 256-разрядный процессор рендеринга

* Интегрированный геометрический процессор преобразования координат и установки освещения (T&L)

* 4 конвейера рендеринга (вывод 4 пикселей за такт)

* Аппаратная установка 8 источников света для всей сцены

* Fillrate: 480 млн. пикселей в секунду

Скорость текстурирования: 480 млн. текселей в секунду и 240 млн. текселей в секунду в режиме мультитекстурирования

* Рендеринг при 32-битном представлении глубины цвета

* Сглаживание полной сцены (Full scene anti-aliasing)

* Поддерживается 16/24/32-битная Z-буферизация

* Поддержка текстур размером 2048х2048 текселей с точностью 32 бита

Сразу отметим, что любые домыслы о том, что GeForce 256 - это два ядра TNT2 с добавленным геометрическим акселератором и увеличенной разрядностью, являются просто домыслами. Графический процессор GeForce 256 разработан инженерами nVidia практически полностью с нуля и работы эти велись не 6 месяцев, а больше года, как минимум. Про 2D-часть говорить не будем, ничего нового там придумать давно уже нельзя. Испортить можно, но если судить по качеству 2D-части у карт на базе TNT2, то с этим у nVidia все в порядке, и проблем не предвидится.

Первое, что бросается в глаза, это, конечно же, интегрированный геометрический процессор, занимающийся операциями по преобразованию координат, установки освещения и сортировкой полигонов. Т.е., впервые в игровой плате применяется геометрический процессор (вернее говорить - сопроцессор), который берет на себя работу преобразования координат полигонов, т.е. то, чем до этого занимался центральный процессор (см. построение трехмерных сцен, прошлый урок). В GeForce 256 геометрическая часть, занимающаяся операциями T&L и Clipping обладает впечатляющей вычислительной мощностью. Судите сами: GeForce 256 может выдаваться до 15 млн. текстурированных полигонов с z-буфером в секунду! Это очень много.

При этом CPU системы может быть полностью освобожден от выполнения операций по преобразованию координат и установки освещения, которые могут отнимать до 70%-90% ресурсов CPU. Сразу возникает вопрос, а нужны ли нам именно сейчас видеокарты с GPU? По мнению разработчиков приложений, уже через год ни одна игра уже не будет хорошо работать без наличия на борту видеокарты геометрического акселератора - слишком уж большая разница между производительностью графического ускорителя с геометрическим сопроцессором и без него и, как следствие, большая разница в качестве отображаемой на экранах мониторов графики.

Что же на самом деле получили пользователи? Во первых, конечно же, аппаратную поддержку T&L - аппаратный расчет полигонов, то, что раньше всегда делал центральный процессор. Это поможет в значительной степени разгрузить процессор от работы по расчету 3D сцены. Кроме того, в новом чипе 4 блока текстурирования, возможно наложение 4 текселей за такт.

Кроме того следует отметить 256-битный конвейер рендеринга, что безусловно должно увеличить производительность. Крайне важным нововведением следует признать 256-битную шину памяти, и, в особенности, поддержку DDR SDRAM. Дело в том, что при таких вычислительных мощностях видеочипа именно производительность видеопамяти играет решающую роль.

К недостаткам нового чипа следует отнести относительно невысокую частоту чипа (120 Мгц) - следствие неготовности 0.18 мкм техпроцесса и использование 0.22 мкм, ну а как следствие этого - не слишком впечатляющий Fillrate. Но тем не менее чип оказался очень удачным и безусловно самым производительным для своего времени. Дело в том, что у остальных производителей были те или иные проблемы, которые привели или к невыходу нового чипа вообще (3dfx, Matrox), или к выходу не совсем готового продукта (S3), или к выходу промежуточного решения (ATI). Выход GeForce 256 еще прочнее закрепляет nVidia на месте лидера рынка 3D чипов, а ситуацию с остальными производителями мы сейчас подробнее рассмотрим.

Чип S3 Savage2000

Н а 31 августа 1999 nVidia запланировала анонс своего нового продукта. Причем подготовлен этот анонс был основательно. Страсти нагнетались заблаговременно, и до последнего момента завеса тайны над тем, что же будет объявлено, тщательно соблюдалась. В результате, 31 августа 1999 года компания nVidia официально объявила о своем новом детище GeForce 256. Разумеется, вся информация о GPU, а именно так nVidia назвала свой новый интегрированный чипсет, была подготовлена заранее. Но S3 с анонсом Savage2000 несколько испортила праздник на улице nVidia. Судите сами, на сайте nVidia гордо написано, что GPU GeForce 256 является первым интегрированным решением для массового рынка, содержащим аппаратную реализацию блока T&L (Transformation and Lighting), иначе говоря, GeForce 256 имеет интегрированный геометрический акселератор. Но S3 анонсировала Savage2000, свой вариант GPU, также имеющий интегрированный геометрический акселератор, на сутки раньше. Так что приоритет все-таки на стороне S3.

Давайте рассмотрим, что же предлагала S3 в своем новом продукте - Savage2000. Сегодня никого не удивишь модификациями чипов, ориентированными на разные сегменты рынка. В данном вопросе S3 пошла проторенной дорогой, в чем нет ничего зазорного. Серия чипов Savage2000 представляет собой интегрированное 2D/3D/Video решение. Было объявлено о двух вариантах чипа: Savage2000 и Savage2000+. Чип Savage2000 ориентирован на OEM-рынок, а чип Savage2000+ ориентирован на потребительский рынок. Разница между двумя версиями чипов состоит только в рабочих частотах графического ядра и шины памяти: Savage2000 может работать на частоте до 166 МГц, его старший собрат - на частотах до 200 МГц!

Итак, давайте посмотрим на спецификацию Savage2000.

* Частота ядра: до 200 МГц

* Частота работы шины памяти: до 200 МГц

* Скорость обработки треугольников: 10-15 млн. треугольников в секунду

* Разрядность шины памяти: 128-бит

* Ширина полосы пропускания шины памяти: до 3.2 Гб/сек

* Поддерживаемые типы памяти SGRAM/SDRAM

* Объем локальной видеопамяти: до 64 Мб

* RAMDAC: интегрированный, частота 350 МГц

* Поддерживаемые разрешения: вплоть до 2048x1536

* Интегрированный геометрический процессор преобразования координат и установки освещения (S3TL)

* Аппаратная установка 8 источников света по спецификации OpenGL для всей сцены

* Возможность равномерного распределения нагрузки по расчету геометрии между CPU и S3TL

* Однопроходный движок наложения четырех текстур (Single-pass Quad-Texture engine)

* Рендеринг при 32-битном представлении глубины цвета

* Сглаживание полной сцены (Full scene anti-aliasing), работает по-разному, в зависимости от интерфейса (D3D или OGL) и в зависимости от конкретного приложения.

* Однопроходная трилинейная фильтрация

* Анизотропная фильтрация с частичной поддержкой на аппаратном уровне

* Поддерживается 16/24/32-битная Z-буферизация

* Поддержка текстур размером 2048х2048 текселей

Как видим, у чипа Savage2000 те же отличительные черты, что и GeForce256: поддержка аппаратного расчета треугольников и освещения и наложение четырех текселей за один такт. При этом скорость работы чипа выше, впрочем, в готовых изделиях она была далека от заявленных "до 200МГц" и составляла всего 125 МГц. Еще хуже с видеапамятью: использование SDRAM вместо DDR SDRAM, при чем типичная частота памяти составляла 143-166 МГц. В целом производительность Savage2000 оказалась ниже, чем у прямого конкурента GeForce 256, однако находилась на очень высоком уровне. У Savage2000 была сперва одна, но большая проблема: если платы на GeForce 256 явились в продаже спустя несколько дней после анонса, то ожидать плат на базе Savage2000 пришлось несколько месяцев. А когда платы появились, оказалось, что у них есть еще одна беда: никакими тестами или приложениями не удавалось подтвердить присутствие в чипе столь разрекламированного T&L!!! Инженерам S3 пришлось давать объяснения покупателям: дескать проблемы с драйверами, вот после рождественских праздников (а платы появились в ноябре 1999) мы все исправим. И пользователи стали ждать.

И дождались: вскоре после Рождества и Нового Года 2000, S3 заявила о ... выходе из графического бизнеса и, по сути, о прекращении поддержки своих продуктов !!! И стало на одного производителя видеочипов меньше, а пользователи Savage2000 остались мало того, что с недоделанными драйверами, так еще и без поддержки обещанного аппаратного T&L!!!

ATI Rage128 MAXX

Больше новых чипов не выпустил никто: все в один голос заявляли о том, какие прекрасные чипы они выпустят весной 2000: и Matrox, и 3dfx и ATI. Однако ATI все следует особо отметить: несмотря на то, что нового чипа мы не увидели, ATI представила новую плату на базе старых чипов ATI Rage128 Pro c использованием собственной интересной технологии MAXX.

Суть технологии сводилась к тому, что на одной видеоплате устанавливается сразу ДВА чипа Rage128, работающих одновременно. При обработке 2D графики работает только 1 чип, а вот при использовании 3D оба чипа включаются в работу. В этом есть что то общее с режимом SLI продукции 3dfx, однако, в отличии от технологии SLI, где каждый чип обрабатывает свои строки в каждом кадре, чипы обрабатывают кадры по очереди, достигая при этом если не удвоенной, то по крайней мере очень высокой производительности. Разумеется, при этом не появляется поддержка модного той осенью аппаратного T&L, не появляется и поддержки наложения 4 текселей за такт, однако скорость заполнения и суммарная производительность решения оказываются очень даже на уровне. А это, в совокупности с тем, что ATI обещает весной выпустить совершенно новый чип, поддерживающий все модные на тот момент технологии, вполне позволяет рассматривать платы на базе технологии MAXX как весьма неплохую временную меру, учитывая, что играм того времени аппаратный T&L еще пока не нужен: первые игр с его поддержкой как раз ожидали к весне 2000. Так что позицию ATI можно назвать вполне неплохой: пусть nVidia первой внедряет модную технологию, мы же подождем выхода реальных приложений, а пока предложим пользователям спаренные Rage128.

3dfx упорно рассказывала в пресс-релизах о том, насколько хорош будет выходящий весной чип под названием VSA-100, которого реально еще не имела в кремнии, Matrox же, живущий по своим законам на рынке, вообще пропустил это поколение.

Каковы итоги четвертого поколения чипов? Во первых во много раз упрочившееся и без того монопольное положение nVidia. Во-вторых неожиданно интересный, хотя и сырой чип от S3, и, затем, как гром средь ясного неба уход S3 с рынка. Ну и наконец, пассивность 3dfx была достаточно громким сигналом о том, что c недавним монополистом рынка не все в порядке, но никто не мог и предположить тогда чем все кончится для 3dfx, впрочем об этом позже.