Тема 7. Современные графические акселераторы

Введение

Компьютерное "железо" является, наверное, наиболее быстро развивающейся из всех технологических отраслей. С множеством прогрессий, все более и более улучшающихся параметров различных компонент компьютера, способно ныне соревноваться на равных только лишь другое множество падающих все ниже и ниже, цен на эти устройства. Еще несколько лет назад, было бы абсолютно невозможно предположить существование адекватного современным ему требованиям персонального компьютера, не превышающего своею ценой заветной планки в $1000. Все изменилось, теперь цена домашнего компьютера на основе процессора Pentium MMX 166 МГц находится где-то между хорошей стиральной машиной с вертикальной загрузкой и качественной видео-двойкой от SONY. Но, несмотря на явный демпинг цен, технологии компьютерного рынка продолжают развиваться семимильными шагами. Кто знает, может быть сейчас этот процесс идет лишь по инерции, благодаря багажу фундаментальных разработок, накопленному за годы продаж дорогих компьютеров различным предприятиям и корпорациям? Или наоборот - огромное число домохозяек, приобретающих для своих детей современные "Basic PC", лишь в очередной раз толкает прогресс компьютерных технологий вперед. Как бы то ни было, речь сегодня пойдет не столь о тенденциях рынка, сколь о цифрах.

Вы, наверное, помните, что число транзисторов в продаваемых процессорах возрастает вдвое, каждые восемнадцать месяцев? А знаете ли вы о том, что цена одного мегабайта памяти падает вдвое каждые шесть месяцев? Хорошо, а как насчет производительности 3D ускорителей, возрастающей на порядок каждый год!

Близится очередной виток гонки видеокарт и 3D ускорителей. С недели на неделю в продаже появятся ускорители, основанные на чипах нового поколения, причем не две и не три, а около десяти новых моделей чипов, различных производителей. Огромное количество анонсов, прозвучавших в течении последних месяцев способно испугать любого покупателя, удержать его от покупки проверенного и хорошо известного всем "монстра", в ожидании чего-либо нового, более дешевого или более быстрого. Matrox, nVidia, S3, 3Dfx, Video Logic, TriTech, Artist Graphics, BitBoys, Fujitsu, GigaPixel, Oak tech., Philips, Silicon Reality, Stellar, 3Dlabs. Ни много ни мало - пятнадцать фирм завершающих или уже завершивших разработку новых чипов. Разумеется, каждый из них лучший, неповторимый и абсолютно инновационный. И, конечно, сейчас очень сложно сделать выбор между еще не существующими видеокартами, но, мысленно разложив перед собою, всю доступную на данный момент информацию можно представить себе вероятную картину ближайшего будущего самого динамичного из всех рынков - рынка видеокарт и ускорителей. Итак, приступим.

История

Вопрос о том, что же является двигателем всей компьютерной индустрии, давно заботит многих пользователей. То ли это фирма Intel, которая, не переставая, выпускает и выпускает новые процессоры. Но кто тогда заставляет их покупать? Может, во всем виноват Microsoft, который непрерывно делает свои окна больше и краше? Да нет, можно ведь довольствоваться старыми версиями программ - тем более спектр их возможностей практически не изменяется. Вывод напрашивается сам собой - во всем виноваты игры. Да, именно игры стремятся все более и более уподобиться реальному миру, создавая его виртуальную копию, хотят все более мощных ресурсов.

Вся история компьютерной графики на PC является тому подтверждением. Вспомните, в начале были тетрисы, диггеры, арканоиды. Вся графика заключалась в перерисовке небольших участков экрана, спрайтов, и нормально работала даже на XT. Но прошли те времена. Взошла звезда симуляторов.
С выходом таких игр, как F19, Formula 1 и т.п., в которых приходилось уже перерисовывать весь экран, предварительно заготавливая его в памяти, всем нам пришлось обзавестись, по крайней мере, 286 процессором. Но прогресс на этом не остановился. Желание уподобить виртуальный мир в игре реальному миру усилилось, и появился Wolf 3D. Это, можно сказать, первая 3D-игра, в которой был смоделирован какой-никакой, но все же реалистичный мир. Для его реализации пришлось использовать верхнюю (более 640 Кб) память и загнать программу в защищенный режим. Для полноценной игры пришлось установить процессор 80386. Но и мир Wolf 3D страдал недостатками. Хотя стены и были не просто одноцветными прямоугольниками, но для их закраски использовались текстуры с небольшим разрешением, поэтому поверхности смотрелись прилично лишь на расстоянии. Конечно, можно было пойти по пути наращивания разрешения текстур, вспомним, например, DOOM. Тогда нам пришлось снова перейти на более новый процессор и увеличить количество памяти. Правда, все равно, хотя изображение и улучшилось, но ему были присущи все те же недостатки. Да и плоские объекты и монстры - кому это интересно. Тут то и взошла звезда Quake. В этой игре был применен революционный подход - z-буфер, позволивший придать объемность всем объектам. Однако вся игра все равно работала в невысоком разрешении и не отличалась высокой реалистичностью.

Назревало новое аппаратное решение. И решение это оказалось, в общем-то, лежащим на поверхности. Раз пользователи хотят играть в трехмерном виртуальном мире, то процесс его создания (вспомним минуты ожидания, проведенные за 3D Studio перед появлением очередной картинки) надо кардинально ускорить. А раз центральный процессор с этой задачей справляется из рук вон плохо, было принято революционное решение - сделать специализированный.
Тут то и вылез производитель игровых автоматов 3Dfx, сделавший эту сказку былью с помощью своего графического процессора Voodoo. Человечество сделало еще один шаг в виртуальный мир.

А поскольку операционной системы на PC с текстурными окнами, уплывающими назад, в туман, пока нет, и не предвидится, весь аппарат трехмерной графики можно пока применить только к играм, что успешно делает все цивилизованное человечество.

Обзор производителей

Dfx Interactive

Фирма, разработавшая первый действительно успешный набор чипов (Voodoo Graphics или просто Voodoo) для ускорителей, как в плане производительности, так и в коммерческом смысле. Набор является сугубо 3D ускорителем и требует наличие обычной 2D видеокарты. Состоит из двух чипов снабжаемых раздельными банками памяти Pixel FX и Texel FX.

Первый чип предназначен для работы с буфером кадра и Z буфером (буфером расстояний до наблюдателя, которые приписываются каждому пикселю экрана, позволяя таким образом определять какие точки треугольника видны и должны быть закрашены в цвет текстуры) и осуществляет собственно закраску треугольников, используя для этого данные поступающие со второго чипа.

Второй чип контролирует буфер текстур и отвечает за все операции по получению и интерполяции необходимых для прорисовки треугольников цветов из конкретных текстур хранящихся в буфере.

Первоначально, эта архитектура (как впрочем и все современные технологии) разрабатывалась для более серьезных неигровых применений, т.е. для военных, и первые мощные карты Obsidian (позже и Obsidian II на Voodoo²) использовались именно военными, но, в следствии успеха известного всем Diamond Monster 3D, набор Voodoo стал считаться игровым.

Архитектура набора достаточно гибка и кроме привычной всем конфигурации (1 Pixel FX + 1 Texel FX) позволяет создавать более мощные платы: 1 Pixel FX + 2 Texel FX или 2*(1 Pixel FX + 1 или 2 Texel FX) - так называемый SLI режим, когда один Pixel FX обсчитывает четные, а другой нечетные строчки картинки.

Характеристики набора Voodoo, в скобках указаны типичные значения для продаваемых карт:

§ Тактовая частота до 60МГц

§ Предельная частота RAMDAC 135МГц

§ Память только EDO (30-35нс)

§ Буфер кадра до 4 Мб (2 Мб)

§ Буфер текстур до 8 Мб (2-4 Мб)

§ Глубина представления цвета - 16 бит

§ Максимальное разрешение 800*600 - буфер кадра 4 Мб (в режиме SLI 1024*768), у типичной карты с буфером кадра 2 Мб - 640*480

§ Fill rate 50-60 миллионов пикселей в секунду

§ Типичная пропускная способность - 500 тысяч треугольников в секунду

§ 3D в окне не поддерживается (только на полный экран)

§ Подключение к основной видеокарте через сквозной кабель - несколько ухудшает изображение на высоких разрешениях и больших кадровых частотах.

§ Поддерживаемые API - DirectX, Glide (собственный), OpenGL не полностью (на уровне функций используемых Quake и Quake II - так называемый "минипорт").

§ Поддерживается практически всеми известными ныне играми.

§ Не очень качественный дизеринг

§ Малая зависимость от мощности процессора

§ Ориентировачная цена карты сейчас $100

§ Типичная производительность 33 кадра в секунду Quake (640*480) и 22 кадра для Quake II на Pentium MMX 166 MHz

Примеры карт:

§ A-Trend Helios 3D Voodoo

§ Biostar Venus 3D

§ Canopus Pure3D

§ Cardex Dragon 1000

§ Diamond Monster 3D

§ Guillemot Maxi Gamer 3D

§ miroMEDIA miroHISCORE 3D

§ Orchid Righteous 3D

§ Quantum3D Obsidian

§ RealVision Flash3D

§ Skywell Magic 3D

Набор Voodoo Rush - версия Voodoo Graphics, предназначенная для совместной установки на одной карте с 2D чипом. Крайне не рекомендуется к покупке из-за более низкой производительности и неполной совместимости с Voodoo.

Примеры карт:

§ A-Trend Helios Voodoo Rush

§ Biostar Venus 3D Rush

§ Britek Viewtop 3D Vulcan

§ California Graphics 3D Emotion

§ Hercules Singray 128/3D

§ Intergraph Intense 3D Voodoo

§ I/O Magic MagicRush 3D

§ Jazz Adrenaline Rush 3D

§ RealVision Flash AT3D Rush

Набор Voodoo². Следующее поколение Voodoo Graphics. Предельная тактовая частота возросла до 100 МГц (типично 92-96). На одной плате как правило ставится один Pixel FX 2 и два Texel FX 2, типичные конфигурации 4+2+2 Мб и 4+4+4 Мб. Новый Pixel FX 2 позволяет, используя сразу оба Texel FX 2, либо закрашивать две точки одновременно, либо реализовать наложение двух текстур (мультитекстурирование). Подобный подход повышает во многих приложениях fill rate вдвое, достигая, таким образом, на частоте 90 МГц значения в 180 миллионов пикселей в секунду (принято считать, что для режима с мультитекстурированием этот параметер означает не число обработаных точек текстур, а число закрашеных точек треугольников (текселей) т.е. 90 миллионов, но с двумя текстурами, что заменяет два прохода обычного ускорителя).

В режиме SLI, как и в Voodoo, все скоростные параметры возрастают вдвое. Большинство современных игр (исключая разве только Unreal) неспособны полностью загрузить этот ускоритель, как впрочем и процессоры класса Pentium и Pentium MMX. Из-за высокой тактовой частоты существуют определенные проблемы связанные с высоким тепловыделением набора Voodoo² - необходим дополнительный вентилятор, иначе карты на его основе могут перегреваться при сильной загрузке ускорителя (все тот же Unreal).

Типичная производительность 70 кадров в секунду Quake (640*480) и 50 кадров для Quake II на Pentium II 300 МГц. Типичная карта 4+2+2 - $235.

Примеры карт:

§ AOpen PA2000

§ A-Trend Helios 3D Voodoo II

§ Biostar Venus 3D II

§ California Graphics 3D Wizard

§ Canopus Pure3D II

§ Creative 3D Blaster Voodoo²

§ Diamond Monster 3D II

§ Guillemot Maxi Gamer 3D II

§ HS Ambush 3D

§ Jazz Renegade 3D

§ Metabyte Wicked 3D

§ miroMEDIA miroHISCORE PRO

§ Orchid Righteous 3D II

§ RealVision Flash3D II

§ Quantum3D Obsidian²

§ Skywell Magic 3D II

§ STB BlackMagic 3D

Набор под названием Voodoo Banshee или просто Banshee - новый ход 3Dfx. Появится в продаже через несколько месяцев. Один чип содержащий в себе как 2D так и 3D акселераторы, предназначен для шины AGP, причем 3D будет на уровне 2-х Voodoo², правда без поддержки мультитекстурирования за один проход. При этом Banshee будет полностью совместим с Voodoo Graphics и Voodoo². RAMDAC 250 МГц. Ускоритель 2D, по заявления представителей 3Dfx будет превосходить все существующие к тому моменту на рынке чипы. В типичной конфигурации будет 8 или 16 Мб SGRAM или 16 SDRAM.

NVidia

Компания nVidia, ранее известная своим чипсетом nv1, на базе которого была сделана первая 2D/3D игровая плата Diamond Edge3D. Кстати, на этой плате был также реализованы: звук с синтезом по таблице волн, поддержка джойстиков от Sega и памяти типа VRAM или EDO DRAM. Но прославилась nVidia своим чипом Riva128. Справедливости ради, стоит отметить, что все разработки nv1 и Riva128 велись совместно с компанией STMicroelectronics (бывшая SGS-Thomson).

Riva128 - это законченное решение для видеокарты 2D + 3D + Video ввод/вывод обладает потрясающим соотношением цена/производительность. Но, к сожалению, с качеством дело обстоит далеко не так хорошо. Чип поддерживает как AGP так и PCI шины, и реализует естественную для AGP архитектуру DIME - Direct Memory Execution. Большинство текстур хранятся в основной памяти компьютера, а на чипе предусмотрен 12 Кб кэш для текстурных данных, которые подгружаются туда из основной памяти или локальной памяти компьютера, тогда как буфер экрана и Z буфер находятся в локальной памяти карты. Подобный подход снимает жесткие ограничения на размер текстур, но имеет и обратную сторону - в случае PCI карты шина может быть загружена до предела, не обеспечивая при этом необходимой ширины полосы пропускания, для полной загрузки ускорителя.

Пропускная способность AGP уже достаточна для обеспечения пикового (100 миллионов пикселей в секунду) fill rate у Riva128, т.е. карты на его основе можно назвать "сильно-шинно- зависимыми". К тому же, как уже упоминалось ранее, производительность этого чипа зависит от производительности процессора. Достоинством чипа является большой набор возможностей - в Riva128 аппаратно реализованы практически все функции Direct3D и, как следствие, платы на Riva128 демонстрируют высокую производительность в Direct3D.

Также неоспоримым достоинством является наличие полного OpenGL драйвера (ICD). К сожалению, существует некоторое количество игр, поддерживающих только собственный API 3Dfx - Glide, которые, разумеется, не могут использовать Riva128 и другие ускорители. Визуально качество изображения несколько хуже, чем у Voodoo, но пиковая производительность выше - до 5 миллионов треугольников в секунду. Память - всегда 4 Мб SGRAM, работающих на частоте 100 МГц, внутренняя шина - 128 бит. Тактовая частота чипа 100 МГц. Чип имеет поддержку видео входа/выхода, которые реализованы на многих картах.

Видеовыход неплох, а вот возможности захвата изображения крайне слабы - практически видеосигнал декодируется программным путем. Чип имеет встроенный RAMDAC 230 МГц. Глубина цвета в 3D - Hi-color, в 2D - до True-color. Поддерживаются разрешения до 960*712 в 3D c Z буфером и до 1600*1200 в 2D. Производительность в Quake - 30 кадров в секунду на Pentium MMX 200 MHz и около 45 на Pentium II 266, при этом необходимо как минимум 32 Мб системной памяти. Типичная цена платы - $100. Рекомендуется к приобретению всем владельцам компьютеров с AGP шиной вместо Voodoo. В случае Pentium c PCI предпочтительнее Voodoo, за исключением случая, когда необходимо не только существенное 3D ускорение, но и просто покупка быстрой видеокарты.

Примеры карт:

§ Asus 3DexPlorer 3000

§ Canopus Total3D V128

§ Diamond Viper v330

§ E4 CoolView3D

§ Elitegroup 3DVision-SAGP

§ ELSA Victory Erazor

§ Guillemot Maxi Graphics 128

§ miroMEDIA miroMAGIC Premium

§ STB Velocity 128

§ STB MVP Pro-128

§ Tekram AGP 5000

Существует вторая версия чипа - Riva128ZX. Максимальный объем памяти в ней увеличен до 8 Мб, стало возможным полное сглаживание изображения и Hi-color 3D разрешения до 1200*1024. Чип имеет новый RAMDAC 250 МГц. Также, значительно улучшено качество видеовыхода. Пока чип не популярен из-за более высокой цены 8 Мб карт и повсеместного ожидания нового продукта Nvidia - RivaTNT, но в будущем, вероятно, придет на смену Riva128 в системах среднего уровня.

Примеры карт:

§ Cardex Cardexpert 128ZX

§ Diamond Viper v330

§ STB Velocity 128

§ Tekram AGP 5000.

Практически завершена (чип выйдет со дня на день) разработка чипа нового поколения RivaTNT (TwiN Texel), способного обойти по производительности явного на сегодняшний день лидера - Voodoo².

Чип имеет похожую на Riva128 архитектуру памяти, и два работающих параллельно конвейера текстурирования треугольников. Максимальная рабочая частота чипа 125МГц, ограничена, скорее всего, лишь быстродействием доступной сейчас SGRAM памяти. При этом достигается fill rate 250 миллионов пикселей в секунду или 125 миллионов в режиме с мультитекстурированием. Карта поддерживает локальную память размером до 16 Мб, и, что наиболее важно, 3D ускорение в режиме 32 бит True-color.

Частота RAMDAC 250МГц достаточна для поддержки режима 1600*1200 с частотою развертки 85 Гц. RivaTNT поддерживает DirectX 5, DirectX 6, OpenGL в Windows 95 и Windows NT. Чип имеет много новых 3D функций, реализованных аппаратно: 24-битная floating-point Z-буферизация, 8-битный буфер шаблонов, рельефное текстурирование (bump mapping), процедурные текстуры, трилинейная фильтрация, анизотропная фильтрация (8-точечная), полное сглаживание. Реализована работа с шинами AGP 2x и PCI. Чип обладает феноменальной пропускной способностью - 8 миллионов треугольников в секунду. На выставке E3 (Electronic Entertainment Expo) проходившей недавно, фирма nVidia демонстрировала пробную плату на основе RivaTNT, на компьютере Pentium II 400 МГц шел Quake II в True-color режиме с разрешением 1600*1200 и скоростью не менее 30 кадров в секунду! Также необходимо отметить отсутствие характерных для Riva128 дефектов изображения, вроде не стыкующихся полигонов. Цены на первые карты на базе RivaTNT будут соответствовать производительности ы порядка $300 вначале.

Пример карты:

§ Diamond Viper V550

§ STB Velocity 4400

Intel

Недавно фирма Intel дебютировала на рынке 3D ускорителей, выпустив совместно с Real3D мощный видеочип, под вполне типичным для нее названием i740. Данный чип рассматривается как основа стандартных (базовых) видеокарт для компьютеров на процессорах класса Pentium II. Конечно, для таких компьютеров "базовая карта" вовсе не означает "самая дешевая", просто в подобных, пока еще достаточно дорогих, компьютерах никто не собирается экономить на видео-ускорителе и цена в районе $80 за 8 Мб карту является вполне базовой. Хотя по заявлениям представителей фирмы Intel о том, что "этот чип не призван конкурировать с ускорителями класса Riva128", он имеет ряд значительных преимуществ, связанных, прежде всего, с высоким качеством создаваемого изображения. Кстати, это первый чипсет, в котором рендеринг производится при 24 битном представлении цвета.

i740 - это 64-разрядный видеопроцессор, объединяющий производительные 3D и 2D, поддержку видео, DVD, видеовход, видеовыход и функцию захвата видео. Поддерживается PCI и AGP x2 с адресацией по боковой полосе, что повышает пропускную способность шины практически вдвое по сравнению с Riva128. Объем памяти до 8 Мб SGRAM, в PCI варианте чипа необходим также отдельная память для буфера текстур, объемом до 16 Мб SDRAM. Это, скорее всего, не позволит выпускать PCI карты на его основе обладающие приемлемой ценою.

Чип i740 оптимизирован для совместного использования с Pentium II и шиной AGP. Реализованы 11- уровневый попиксельный мипмэппинг, антиалиасинг, возможны неквадратные текстуры размером от 1x1 до 1024x1024. В данный момент существуют драйвера для Direct3D, а в скором будущем выйдет и полный OpenGL (для Real3D StarFighter они есть). Поддерживаются Windows 95 OSR 2.1, Windows 98, Windows NT 4.0 и 5.0.

Cкоростные показатели довольно средние (чуть медленнее Voodoo) типичный fill rate 45-55 миллионов пикселей в секунду, типичная пропускная способность 425- 500 тысяч полигонов в секунду.

Зато качество 3D изображения просто эталонное - на порядок выше всех доступных ныне ускорителей. Также, несомненно, привлекают широкий набор 2D и видео возможностей и привлекательна цена самого чипсета (от $7 до $25 в оптовых поставках) возможная, благодаря большим производственным мощностям Intel. Благодаря подобному демпингу уже сейчас можно купить 8 Мб карты на базе i740 по цене менее $80!

К сожалению, как было уже отмечено, карты на основе i740 выпускаются только в AGP исполнении (не считая плат Real3D StarFighter, на которых используется специально разработанный мост AGP-to-PCI. Чип имеет встроенный RAMDAC 220 МГц, хотя некоторые производители карт, по ошибке, указывают предельную частоту для режимов с палитрой - 205 МГц. Цветовая глубина в 3D - только Hi- color, но с очень качественным дизерингом. Максимальное разрешение 1600*1200 в 2D и 1200*1024 в 3D. Рекомендуется к покупке всем владельцам Pentium II, играющим понемногу в различные игры но не желающим тратить деньги на карты класса Riva128 и выше. Производительность в Quake (с неготовыми OpenGL драйверами) порядка 28 кадров в секунду.

Примеры карт:

§ AOpen PA740

§ Asus 3DexPlorer 2740

§ A-Trend SPeedy 3DI0740

§ Biostar Orion 740

§ Cardex Cardexpert I740

§ Diamond Stealth II G460

§ Elitegroup 3DVision-i740

§ Hercules Terminator 2x/i

§ Intel Express 3D

§ Leadtek WinFast 3D S900

§ Real3D StarFighter

§ STB Lightspeed 740

§ Tekram AGP-6000 3D Fire

В сентябре появится новая версия чипсета i740 со степпингом B0, главное улучшение -- RAMDAC будет работать на частоте 230 МГц во всех режимах!

Известно, что разрабатывается наследник i740 - чип с кодовым названием Portola. Он будет обладать вчетверо более высокой производительностью (на уровне RivaTNT) и столь же эталонным качеством 3D. Вероятный срок появления на рынке - конец 1998 г.

Matrox

Всем известная фирма признанный лидер в области высококачественных 2D карт пробует себя на рынке 3D ускорителей с новым чипом G200. Карты на его основе - Mystique G200 и Millennium G200 уже появились в продаже. Карты обладают не только лучшим на момент выхода 2D ускорителем но и одним из лучших 3D.

Все внимание разработчиков было уделено качеству 3D изображения. Все промежуточные вычисления идут в 32 бит True-color и, лишь при необходимости, результат преобразуется с помощью высококачественного дизеринга в 16 бит Hi-color представление. Архитектура карты 128-разрядная, DualBus содержит две независимые параллельно работающие 64-разрядные шины. Чип предназначен только для работы с шиной AGP 2x и, что характерно для всех AGP ускорителей, поддерживает DiME (Direct Memory Execution хранение текстур как в локальной памяти, так и в системной памяти компьютера). Подобный подход являлся ключевой идеей при разработке AGP шины и используется всеми без исключения ранее описанными AGP ускорителями. Пропускная способность порядка 1.5 миллионов треугольников в секунду, fill rate 100 миллионов пикселей в секунду.

Аппаратно реализованы попиксельный мипмэппинг, трилинейная фильтрация. 32-битная z-буферизация, полное и краевое сглаживание. Поддержка до 16 MB SGRAM или SDRAM. RAMDAC 230 или 250 МГц, в зависимости от модели карты. Поддержка Direct3D 6.0 и полный OpenGL. Чисто субъективно качество 3D очень высокое, особенно в 32 бит True-color режимах, где оно вполне способно превзойти i740. Максимальное 3D разрешение в режиме True-color 1280x1024, в 2D обещаны 1920x1200, необходимые для различных профессиональных применений.

У этой карты большое будущее, ее можно смело рекомендовать людям, имеющим большие мониторы и профессионально занятым графикой, дизайном и т.д. Карта с 8 Мб памяти будет стоить порядка $130. Производительность в Quake порядка 55 кадров в секунду. Платы: Matrox Mystique G200 (вариант для игрового использования), Matrox Millennium G200 (профессиональный вариант с RAMDAC 250 МГц).

Также будет выпускаться специальная версия платы на основе G200 -- Marvel G200 с RAMDAC 350 MHz, встроенным TV-тюнером, видеозахватом и аппаратным сжатием по MPEG2. Для тех кто увлекается видео дома, карта наверное должна стать неплохим выбором. Кстати, Matrox планирует (по крайней мере в штатах) продавать эту плату в паре с 21" монитором ViewSonic. В комплект поставкибудет входить программное обеспечение для нелинейного редактирования видео -- Avid Cinema. Вообще, Matrox в отношении Marvel G200 демонстрирует интересную политику. К тому, что для Европы делается своя коробка, в которой может идти свой набор софта мы давно привыкли, но чтобы сама карта выпускалась в разных вариантах, это что-то новое. В США, Тайване, Японии карта выйдет как Marvel G200-TV, а в Европе просто как Marvel G200. TV в данном случае обозначает не TV-выход, а скорее наоборот - TV-тюнер. Утверждают, что все дело в разных стандартах - NTSC и PAL/SECAM. Все остальное в двух версиях идентично. Что самое интересно, в том числе и цена - $329 как за карту с тюнером, так и без. Ну очень интересный подход к ценам.

S 3

Фирма, поставляющая 80 чипов для акселераторов нижнего уровня впервые выходит на рынок с мощным игровым акселератором Savage3D. Первая карта, построенная на его основе начнет продаваться уже в конце августа за рубежом и вскоре дойдет до нашего рынка. Вероятно через некоторое время "становления" этот чип будет обеспечивать наилучшее соотношение цена/производительность, как и все прочие творения фирмы S3.

Savage3D это 128-разрядная архитектура, объем локальной памяти 2-8 MB 125-MHz SGRAM, Fill rate 125 миллионов пикселей в секунду с однопроходной трилинейной фильтрацией, пропускная способность порядка 5 миллионов полигонов в секунду (Заметим, что эти параметры ничуть не уступают RivaTNT). Поддержка 3D в True-color режимах и Hi-color с высококачественным дизерингом. Анизотропная фильтрация (это еще лучше, чем трилинейная). Аппаратно поддерживаются процедурные текстуры (передовая технология, но игр использующих ее пока нет), 24-битная и 16-битная z-буферизация, краевое сглаживание и табличный туман. Осуществляется компрессия текстур, по патентованной технологии S3TC, которую лицензировала Microsoft для DirectX 6. Поддержка AGP 2X с DiME. Чип содержит внутренний RAMDAC 250 МГц. Максимальное разрешение 1600*1200 как в 3D так и в 2D. Сразу после выхода чипа станут доступны драйвера для Direct3D 6.0 (еще не появившегося официально) и полный OpenGL, что является несомненным преимуществом.

Следует обратить внимание на два новшества, выделяющих эту карту в техническом плане - мощная компрессия текстур, способная уменьшить загрузку шины и процедурные текстуры, использование которых могло бы значительно облегчить программистам реализацию красивых 3D материалов и эффектов в играх, например воды или огня. Производительность в Quake порядка 60 кадров в секунду. Первая карта с 8 Мб будет доступна по цене $149: Hercules Terminator BEAST. Также анонсировали производство плат на базе этого чипсет STB (Nitro 3200) и Diamond Multimedia.

PowerVR

Фирма, созданная совместно VideoLogic и NEC, известна своим революционным подходом к построению 3D изображений, способным на порядок снизить необходимую пропускную способность шины. Специалисты PowerVR отказались от использования Z-буфера, разделив изображения на небольшие участки 32 на 32 пикселя для каждого из них проверяя видимость всех попадающих в него треугольников (а точнее, в реализации их чипов PowerVR бесконечных плоскостей).

Подобный подход обеспечивает рост fill rate вне зависимости от пропускной способности памяти, простым добавлением обрабатывающих элементов и, вероятно, будет сильно распространен в будущем. Фирма VideoLogic совместно с NEC разрабатывает и производит несколько наборов чипов под общим названием PowerVR, но в качестве игровых 3D ускорителей сейчас используются только один из них - состоящий из одного чипа ускоритель PowerVR PCX2.

Платы на базе данного чипа требуют наличие обычной видеокарты, как и наборы Voodoo. Но, в отличии от них, не берут на себя управление монитором в момент показа рассчитанного изображения а просто передают его на видеокарту. Подобное решение достаточно удобно для людей работающих с высококачественными и профессиональными 2D картами.

Также явным преимуществом является отсутствие необходимости в буфере кадра, в результате чего вся память ускорителя отводится под текстуры. Благодаря новаторской архитектуре скорость расчета изображения практически не уменьшается с увеличением разрешения гораздо меньше, чем на ускорителях построенных по классической схеме с Z буфером, но появляется сильная зависимость от производительности процессора, проводящего предварительный отбор треугольников. В подобных ускорителях аппаратно реализованы тени и объемное освещение, которое только начинает использоваться в новых играх (Unreal).

Производительность на процессоре Pentium II достигает уровня Voodoo Graphics, но, из-за досадного отсутствия аппаратного смешения с прозрачностью источник * приемник, цветное освещение в играх эмулируется программно и в случае Quake II ускоритель еще сильнее зависит от процессора.

Не рекомендуется к покупке, за цену порядка 98$ сейчас можно приобрести более выгодную во всех отношениях Riva128 или совместимый со всеми играми Voodoo Graphics. Поддерживаемые разрешения зависят от объема памяти на 2D плате, но не превышают 1024*768, возможен True-color режим.

Примеры карт:

§ Jaton 3D Card Game

§ Matrox m3D

§ VideoLogic Apocalypse 3Dx

§ VideoLogic Apocalypse 5D

Сейчас завершается разработку нового семейства ускорителей - PowerVRSG (Second Generation), которое также будет включать 3D ускоритель на одном чипе PoverVR PCX3, с более успешным набором возможностей: пропускная способность 1.2 миллиона треугольников, требующая пропускной способности шины всего 51 Мб в секунду, что вполне достаточно для шины PCI.

Поддержка AGP, в том числе AGP-текстурирование, чип может адресовать до 32 MB системной памяти под текстуры. Аппаратный setup engine переводит данные о вершинах в удобном для программиста виде во внутренний формат (из плавающей точки в фиксированную точку) и имеет аппаратную сортировку треугольников для реализации полупрозрачности (для сравнения на Voodoo такая сортировка должна производиться программно). Широкий диапазон режимов смешения, в том числе недостающее в PCX2 источник * приемник смешение. Это должно поднять качество изображения в Direct3D-играх до уровня Voodoo 1, а также даст цветное освещение в Quake II. Аппаратная трилинейная и анизотропная фильтрация с fill rate до 120 миллионов пикселей, заливка полигонов - 1.2-4 миллионов в секунду, мультитекстурирование, рельефное текстурирование. Рельефное текстурирование в реализации PVRSG не требует геометрического процессора, то есть аппаратного ускорения трансформации, освещения и проецирования. Тем не менее для рельефного текстурирования PCX3 выполняет дополнительные вычисления. Субпиксельое полное сглаживание, т.е. картинка вычисляется на более высоком разрешении, чем фактическое. И при этом качество и скорость в 2D на уровне Matrox Millenium II.

Компрессия текстур, реализованная в PVRSG, VQ - vector quanization (квантование векторов), кораздо эффективнее компрессии YUV на Voodoo. VQ достигает степени компрессии 8:1, а YUV - всего 3:1. Общая память для фреймбуфера и текстур позволяет легко делать environment mapping, то есть отражение в объекте окружающей среды.

Поддерживается объемное освещение и точные тени, специальный буфер-аккумулятор для смешения и морфинга текстур. По набору возможностей это ускоритель принципиально новой технологии, открывающий новые возможности перед создателями игр. Поддерживаются API Direct3D, полный OpenGL, и PowerSGL - родной API PowerVR. Ориентировочная цена на младшую модель карты на базе этого чипа будет в районе $99 за 8Мб версию. Также будет выпущен чип PMX - вариант PCX3 с встроенным 2D и 230 МГц RAMDAC, но с более слабым 3D ускорителем. Примерным сроком выхода теперь можно считать октябрь 1998г.

Rendition

Известна своими чипами Verite - V1000, V2200 и V2100 (специальный вариант чипа, созданный для Diamond), которые представляют собою видеокарты со встроенными процессорами RISC архитектуры, реализующие 2D, 3D и MPEG ускорение. Достаточно интересное решение, позволяющее загружать управляющий процессором код в память видеокарты и таким образом гибко менять необходимые в данный момент функции ускорения.

Чип оборудован последовательным цифровым видео-входом и выходом. Имеет специальные команды для реализации MPEG распаковщика и закраски треугольников.

Огромный недостаток - отсутствие True-color и слабое 2D (медленнее чем S3 ViRGE). Чип поддерживает SGRAM и SDRAM до 16 Мб. Поддерживается AGP в режиме х1 (66МГц) и PCI 2.1 с асинхронным доступом к памяти. V2200 имеет встроенный RAMDAC 230 МГц, V2100 - 170 МГц и не имеет видео входа-выхода.

Fill rate порядка 50 миллионов пикселей, пропускная способность 500-700 тысяч треугольников. Поддерживается полный OpenGL и DirectX, а также родной API Redline, для которого существует VQuake. Типичная карта содержит 4 Мб памяти и стоит $85, но не рекомендуется к покупке, т.к. значительно устарела и проигрывает по всем показателям сходным по цене картам основанным на других чипах. Единственное исключение - системы с процессорами ниже Pentium 166, т.к. производительность чипа практически не зависит от процессора.

Примеры карт:

§ A-Trend SPeedy 3DR2200

§ Diamond Stealth II s220

§ DSystem Gladiator

§ Genoa V-Raptor 3D

§ Jazz Outlaw 3D

§ Hercules Thriller 3D

§ QDI Vision 1.

Сейчас полным ходом идет разработка нового чипа Rendition - V3000, покупка которого, возможно, будет иметь смысл для владельцев компьютеров класса Pentium и Pentium MMX.

Также хочется отметить интересную плату Hercules Thriller Conspiracy. Он построен на графическом 2D/3D чипе Rendition Verite V2200 и мощном чипе обработки геометрии и эффектов освещенности от Fujitsu - FGX-1. Имеет 8Mb SGRAM и 1Mb кэша. Кэш используется в качестве буфера между Rendition V2200 и Fujitsu FGX-1.

FGX-1 способен обрабатывать до 750 тысяч полигонов в секунду. FGX-1 работает с данными с плавающей точкой, и состоит из DSP, ALU и мультипликатора работающих параллельно. Чип имеет два независимых PCI- контроллера, один из которых работает с центральным процессором а второй с основным чипом видеокарты. Подобное решение способно сильно разгрузить слабый центральный процессор.

В связи в с тем, что все геометрические опрерации при обработку освещения, которые обычно выполняет CPU, производит Fujitsu FGX-1, ускоритель может использоваться на менее мощных ПК. Что касается 2D - 1600x1200x90Hz. 3D - 1024x768х16bit с двойной буферизацией и Z-буферизацией. Продажа начнется в июне, цена - $149.

IBM, Rendition и Fujitsu сформировали альянс по продвижению этого чипсета. Другой вопрос в том, что, есть вот такая информация: " Но при использовании API от Microsoft (имеется в виду Direct3D) возможно не будет получено каких-либо преимуществ без серьезного перепрограммирования. " Захочет ли кто-то из разработчиков заниматься серьезным перепрограммированием своей игры под этот чипсет? Сомнительно.

Кстати, с недавнего времени Rendition стала подразделением Micron Technology. Получилась прекрасная команда: видеочипы от Rendition + память от Micron = брендовые видеокарты.

Dlabs

Фирма традиционно разрабатывавшая профессиональные OpenGL ускорители выпустила чип Permedia, а затем и Permedia 2 нацеленные на рабочие станции нижнего уровня. Эти чипы можно рекомендовать только для использования в CAD применениях и 3D моделировании. Их драйвера не способна достигать производительности выше 20 кадров в секунду на игровых программах, в результате ориентации на точное соответствие всем OpenGL возможностям и поддержку оптимизации больших сцен, не свойственных играм.

Некоторые фирмы позиционируют карты на базе Permedia 2 как игровые ускорители (кстати, с подачи самой 3Dlabs), но это абсолютно не верно. Несмотря на небольшую цену (порядка $140 за карту с 8 Мб памяти) чип и его драйвера ориентированны на дизайнера, работающего с 3D Studio MAX, SoftImage 3D или инженера с Euclid CAD, но не имеющего возможности приобрести мощный и дорогой профессиональный ускоритель.

Обзор подобнах карт выходит за рамки данной статьи, и я ограничусь их перечислением:

§ AccelGraphics AccelSTAR II

§ Britek Viewtop 3D Mars-2

§ Cardex Power 3D 2

§ Creative Graphics Blaster Exxtreme

§ Densan 3D MaxiGrafx PD200

§ Diamond FireGL 1000 Pro

§ Elitegroup 3DVision-PAGP

§ ELSA Gloria Sinergy

§ ELSA Winner 2000/Office

§ Hercules Dynamite 3D/GL

§ Leadtek WinFast L2300

§ MaxVision MaxGraphix 3DmaxP2

§ Omnicorp Divine3D

§ RealVision Power 3DGL-II

§ Symmetric GLyderMAX-2

Недавно компания 3DLabs анонсировала свой новый чипсет PERMEDIA 3. Обещано, что P3 будет выдавать 250 миллионов текселей за одну секунду, накладывая при этой скорости по две текстуры за один проход. Попутно применяя прозрачность, туман и т.п. Это с включенным Z-буфером. Ориентирован новый чипсет главным образом на работу с DirectX 6.0. Внутренняя шина - 128-бит.

По утверждению разработчиков максимальная скорость обтекстуривания полигонов составляет 8 миллионов треугольников в секунду. На случай, если процессор не будет в состоянии генерить их с такой скоростью, PERMEDIA 3 обладает собственным их генератором - Delta. Способна держать на борту от 4 до 16Мб как SDRAM'a, так и SGRAM'а, работающего на частоте до 200Мгц. RAMDAC работает на скорости 270Мгц, делая возможными такие разрешения, как 1280х1024 при частоте обновления 137 Гц. Стоить это чудо после запуска в производство должно $45 в очень оптовых партиях (речь идет только о чипе). А пойдет оно в производство уже во второй половине 1998 года.