20 jaar 3D-chips - Deel 1: de opkomst van de 3D graphics

52 reacties
Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. Grafische prehistorie
  3. 3. 1995: Eerste 3D-chips
  4. 4. De kaart die alles veranderde
  5. 5. Inhaalslag
  6. 6. En er was meer...
  7. 7. Voodoo2 met SLI
  8. 52 reacties

1995: Eerste 3D-chips

Eén van de eerste 3D-kaarten uit dit bijzondere jaar 1995 was tevens de eerste chip van het in 1993 opgerichte Nvidia. De NV1 chip, die in samenwerking met ST Microelectronics werd geproduceerd, vonden we onder meer terug op de Diamond Edge 3D videokaart. Deze kaart ondersteunde PC-ports van diverse Sega games en kon hardwarematig 3D-werelden berekenen, opgebouwd uit vierkanten. Dat laatste is direct de doodsteek voor de chip: een paar maanden na de introductie van de NV1 kwam Microsoft met Windows 95 en DirectX 1.0, dat geheel ontwikkeld was rond het concept van driehoekige polygonen, wat in PC 3D-graphics tot op de dag van vandaag het basisconcept is. Zelfs met allerhande speciale drivers werd de NV1 niet compatible met DirectX en game developers zagen er geen brood in om titels te ontwikkelen specifiek voor deze kaart, die vrijwel niet verkocht werd. De NV1 flopte genadeloos, maar Nvidia liet zich niet uit de weg slaan.


De Diamond Edge 3D met Nvidia NV1 chip (de ST STG2000X).

Wel geschikt voor DirectX is de eveneens in 1995 geïntroduceerde S3 ViRGE en diens opvolgers, wat stond voor Virtual Reality Graphics Engine. Jawel; ruim 20 jaar voor de introductie van de Occulus Rift was VR ook al een marketingterm waarmee fabrikanten graag te koop liepen. De ViRGE liet het gros van de berekeningen voor 3D-beelden nog altijd over aan de CPU, maar kon een klein aantal zaken hardwarematig versnellen, waaronder texturing, het via bilinear en trilinear filtering plakken van afbeeldingen (textures) op de driehoeken waaruit 3D-werelden zijn opgebouwd. De op maximaal 66 MHz werkende ViRGE-chips deden dit echter alles behalve snel: sterker nog, in de meeste gevallen kreeg je betere prestaties wanneer je de CPU al het werk liet doen. In de volksmond werd de ViRGE al snel een 3D-decelerator genoemd. Overigens waren kaarten gebaseerd op de chip wel erg populair vanwege de prima 2D-mogelijkheden en de scherpe prijs.

Ook ATI introduceerde haar eerste 3D-chip, de 3D Rage, in 1995. Deze chip was gebaseerd op de 2D-engine van de al bestaande Mach64 met extra 3D-mogelijkheden. Die waren beperkt: mede dankzij de kleine hoeveelheid geheugen (2 MB van het langzamere EDO RAM type) kon 3D enkel worden weergegeven in 640x480 met 16-bit kleur of 400x300 met 32-bit kleur. De 3D Rage was op papier DirectX compatible, maar aangezien Microsoft diverse last minute aanpassingen deed, was de compatibiliteit in de praktijk om te huilen. In 1996 kwam al snel opvolger Rage 3D II, waarbij de DirectX compatibiliteit werd verbeterd en meer en sneller geheugen was toegepast. Desalniettemin kon de kaart qua 3D nog steeds niet echt overtuigen, al viel hij wel op door de MPEG2-versnelling, dankzij welke de Rage II één van de eerste videokaarten geschikt voor DVD-weergave was.

Een andere GPU  uit deze periode die beslist genoemd moet worden is de Rendition Verite 1000. Rendition was één van de in de jaren ‘90 gestarte bedrijven die als ambitie had om marktleider te worden op het vlak van 3D PC-graphics. Kaarten met deze eerste Rendition 3D-chip werden onder meer verkocht door Canopus. De Verite 1000 was compatible met DirectX 2.0 maar had, zoals gebruikelijk in de beginjaren van versnelde 3D-graphics ook een eigen API. Een slimme zet van Rendition was een samenwerking met John Carmack, waardoor de Verite 1000 de eerste videokaart werd die een 3D-versnelde versie van Quake kon spelen, VQuake. Matige 2D-prestaties en complexe aansturing zorgden er echter voor dat deze kaart uiteindelijk weinig succesvol was.

Een laatste GPU die we uit deze 1995/1996-periode moeten noemen is de originele Kyro chip van Videologic, het latere Imagination Technologies. Deze in samenwerking met NEC geproduceerde chip maakte gebruik van Tiled Rendering, een methode waarbij het beeld eerst in kleine vierkanten (tiles) wordt opgedeeld, die daarna één voor één worden doorgerekend. Ondanks dat de Kyro nog verschillende opvolgers kreeg, is deze technologie in de PC wereld nooit echt van de grond gekomen. Het grootste wapenfeit is vermoedelijk de toepassing in de bijzondere, maar geflopte Dreamcast console van 1998. De prestaties in de PC wereld konden nooit gelijke tred houden bij de concurrerende kaarten. De technologie zelf is echter zeer efficiënt en jaren na dato is Imagination Technologies nog altijd eigenaar van PowerVR, één van de meest succesvolle architecturen voor geïntegreerde GPU’s voor smartphone- en tabletchips, en onder andere hofleverancier van Apple.


De S3 ViRGE, ookwel bekend als de "3D decelerator"

0
*