Разработка современных графических процессоров началась с выпуска первых дополнительных 3D-карт в 1995 году, после чего последовало широкое внедрение в 32-разрядных операционных системах и недорогих персональных компьютерах.
Существовавшая до этого времени индустрия графических карт состояла в основном из обычных двумерных архитектур, не связанных с ПК, и видеокарты были известны своими буквенно-цифровыми соглашениями о наименовании чипов и огромными ценами. Трехмерные игры и виртуализированная компьютерная графика впоследствии смешались с разными источниками, такими как аркадные и консольные игры, военная техника, робототехника, космические симуляторы и медицинские изображения.
Первые потребительские 3D видеокарты были конкурирующим «Диким Западом». Как было реализовано аппаратное обеспечение, к использованию различных техник визуализации и их программных интерфейсов и интерфейсов данных, даже до преувеличенных имен. Ранние системы графических карт использовали фиксированный функциональный конвейер (FFP), архитектуру, которая придерживалась очень строгого пути обработки и использовала почти столько API видеокарт, сколько производители 3D-чипов.
Хотя 3D-видеокарты превратили довольно скучную индустрию ПК в блестящее шоу, они обязаны своим существованием инновационным усилиям поколений. Эта статья погружается в историю GPU. С первых дней 3D потребительских графических карт до 3Dfx Voodoo, изменившей правила игры, индустрия консолидировалась на рубеже веков и сегодняшних современных GPGPU.
Ранняя разработка потребительских 3D-графических карт (1976-1995)
Первые настоящие 3D-графические карты начались с ранних контроллеров отображения, а именно видеопереключателей и генераторов видеоадресов. Они действовали как сквозной канал между основным процессором и дисплеем. Входящий поток данных был преобразован в последовательный растровый видеовыход, например яркость, цвет, вертикальная и горизонтальная комбинированная синхронизация, что сохраняло строки пикселей в генерации дисплея и синхронизировало каждую последовательную линию, а также интервал затухания (промежуток времени между завершением одной строки сканирования и начало).
Во второй половине 1970-х годов появился ряд проектов, заложивших основу того, что мы знаем как 3D-графические карты. Например, видеочип RCA 1976 года Pixie (CDP1861) был способен выводить разрешение 62×128 или 64×32 NTSC-совместимый видеосигнал, не подходящий для консолей RCA Studio II.
Через год за телевизионным чипом появился адаптер телевизионного интерфейса (TIA) 1A, интегрированный в Atari 2600 (рис. 1) для создания экранов, звуковых эффектов и считывания контроллеров ввода.
В 1978 году Motorola представила генератор видеоадресов MC6845. Это стало основой для монохромных (рис. 2) и адаптеров цветных дисплеев (MDA/CDA) для IBM PC в 1981 году и обеспечило такую же функциональность для Apple II. Позже в том же году Motorola добавила генератор видеодисплеев MC6847 и представила его на многих персональных компьютерах первого поколения, включая Tandy TRS-80.
Подобное решение от дочерней компании Commodore MOS Tech, VIC, обеспечило выход видеокарты для старинных домашних компьютеров Commodore 1980-83 годов.
В ноябре следующего года LSI ANTIC (контроллер алфавитно-цифрового интерфейса ТВ) и сопроцессоры CTIA/GTIA (адаптеры цветного интерфейса или графического ТВ) дебютировали в Atari 400. ANTIC использовал прямой доступ к памяти (DMA) для обработки инструкций 2D-дисплея. Как и большинство видео сопроцессоров, он генерирует графику поля движения (фон, экран заголовка, отображение партитуры), в то время как CTIA создает цвета и движущиеся объекты. Yamaha и Texas Instruments (TI) поставляли подобные микросхемы разным первым поставщикам домашних компьютеров.
Следующий шаг в эволюции графических карт в основном в профессиональной сфере
Intel использовала свой чип видеокарты 82720 в качестве основы для многорежимной платы видеографического контроллера iSBX 275 стоимостью 1000 долларов. Он способен отображать восемь цветов данных с разрешением 256x256 (или 512x512 в монохромном режиме). 32 КБ памяти дисплея достаточно для рисования прямых линий, дуг, кругов, прямоугольников и растровых изображений символов. Чип также имеет возможность масштабирования, разделения экрана и прокрутки.
Вскоре SGI представила графическую плату GR1.x для рабочей станции IRIS Graphics, предоставляя отдельные внешние (дочерние) платы для параметров цвета, карт геометрии, Z-буферов и накладок/подложек.
В то время промышленная и военная 3D виртуализация была относительно хорошо развита. IBM, General Electric и Martin Marietta (приобретшее аэрокосмическое подразделение GE в 1992 году), а также большое количество военных подрядчиков, технических агентств и NASA выполняли разнообразные проекты, требовавшие военных и космических технологий моделирования. В 1951 году ВМС США также использовали технологию 3D виртуализации MIT Whirlwind Computer для разработки симулятора полета.
Кроме оборонных подрядчиков, существуют компании, занимающиеся военным рынком специализированными видеокартами.
Компания Evans & Sutherland, которая будет предлагать линейки профессиональных графических карт, таких как Freedom и REALimage, также предоставила видеокарты для симулятора полета CT5, пакета стоимостью 20 миллионов долларов, работающего на мейнфрейме DEC PDP-11. Соучредитель компании Иван Сазерленд в 1961 году разработал компьютерную программу под названием Sketchpad, которая использовала световое перо для рисования геометрических фигур и отображения их в реальном времени на ЭЛТ.
Это было происхождением современного пользовательского интерфейса графической карты (GUI).
В мире персональных компьютеров, EGA (Extended Graphics Card Adapter) серии 82C43x от Chips and Technologies обеспечил конкурентное преимущество над адаптерами IBM и мог быть установлен во многих PC/AT клонах примерно в 1985 году. В этом году Commodore Amiga также установил чипсет OCS. Чипсет состоял из трех основных компонентов микросхем, включая Agnus, Denise и Paula, которые не зависели от ЦБ и разрешали определенное количество графических карт и аудио-вычислений.
В августе 1985 года три иммигранта из Гонконга, Квок Юань Хо, Ли Лау и Бенни Лау, основали компанию Array TechnologyInc в Канаде. название компании изменено на ATI TechnologiesInc.
В следующем году ATI выпустила свой первый продукт – карту эмуляции цвета OEM. Он использовался для вывода монохромного зеленого, янтарного или белого фосфоресцентного текста на черном фоне на монитор TTL через 9-контактный разъем DE-9. Карта была оснащена не менее 16 КБ памяти и принесла значительную часть продаж ATI в 10 миллионов канадских долларов в первый год работы.
Это было достигнуто в основном благодаря еженедельной поставке примерно 7000 микросхем для Commodore Computers.
Появление цветных мониторов и отсутствие стандартов среди многих конкурентов привели к созданию Ассоциации стандартов видеоэлектроники (VESA), членом-основателем которой была ATI вместе с NEC и шестью другими производителями адаптеров видеокарт.
В 1987 году ATI добавила серию Graphics Solution Plus к линии продуктов OEM, использовавшей 8-разрядную шину IBM PC/XT ISA для IBM PC на базе Intel 8086/8088. Чип поддерживал режимы видеокарт MDA, CGA и EGA через DIP-переключатели. По сути это был клон платы Plantronics Colorplus, но с 64 Кб памяти. Paradise Systems PEGA1, 1a и 2a (256kB), выпущенные в 1987 году, также являлись клонами Plantronics.
Серия EGA Wonder 1-4, доступная в марте за 399 долларов, имеет 256 КБ DRAM и до 640×350, совместимость с 16 цветами для эмуляции CGA, EGA и MDA. Расширенные EGA доступны для серий 2, 3 и 4.
На высоком уровне — EGA Wonder 800 (рис. 3), который имеет 16-цветную эмуляцию VGA и поддерживает разрешение 800×600, а также карту VGA Improved Performance (VIP), которая, по сути, является EGA Wonder с цифровой до-аналоговой (DAC), добавочной. Последний стоит 449 долларов плюс 99 долларов за модуль расширения Compaq.
ATI была не единственной движущей волной потребительского спроса на персональные компьютеры.
В том году было представлено множество новых компаний и продуктов. К ним принадлежали Trident, SiS, Tamarack, Realtek, Oak Technology, LSI G-2 Inc., Hualon, Cornerstone Imaging и Winbond, основанные в 1986-87 годах. Тем временем AMD, Western Digital/Heavenly Systems, Intergraph, Cirrus Logic, Texas Instruments, Gemini и Genoa выпустят первые видеокарты в этот период.
Следующие несколько лет также наблюдали удивительную скорость обновлений серии Wonder от ATI.
В 1988 году было представлено графическое решение Small Wonder с портами игрового контроллера и параметрами композитного вывода (для эмуляции CGA и MDA), а также EGA Wonder 480 и 800+ с расширенной поддержкой EGA и 16-bit VGA, а также VGA Wonder и WGA.
Wonder 16 поставляется с 256 КБ памяти и продается за 499 долларов США, в то время как версия 512 КБ продается за 699 долларов США.
Обновленная серия VGA Wonder/Wonder 16 была представлена в 1989 году и включала недорогой VGA Edge 16 (серия Wonder 1024). Среди новых функций – шинный порт для мыши и поддержка разъемов, поддерживающих VESA. Это был золотой пальцевый разъем, похожий на сокращенный разъем шины данных, который подключался к другому видеоконтроллеру через ленточный кабель, чтобы обойти перегруженную шину данных.
Серия Wonder продолжала быстро обновляться в 1991 году. Карта Wonder XL добавила совместимость цветов VESA 32K и Sierra RAMDAC, увеличив максимальное разрешение дисплея до 640×480@72Hz или 800×600@60Hz. Варианты 1 МБ оперативной памяти были доступны в ценовых диапазонах от 249 долларов (256 КБ), 349 долларов (512 КБ) и 399 долларов. Также была предложена недорогая версия, основанная на Basic-16 предыдущего года, под названием зарядное устройство VGA.
Серия Mach была представлена в мае того же года вместе с Mach8. Он продавался в качестве чипа или платы и позволял выгружать через интерфейс программирования (AI) ограниченные операции двумерного рисования, такие как рисование линий, заливка цветом и комбинации растровых изображений (Bit BLIT). ATI добавила вариант Wonder XL с микросхемой Creative Sound Blaster 1.5, встроенной в плату расширения. Он называется VGA Stereo-F/X и способен эмулировать стереозвук в монофайлах Sound Blaster, а его качество приближается к качеству FM-радио.
Графические платы, такие как ATI VGAWonder GT, предлагают опцию 2D+3D, сочетая Mach8 с ядром видеокарты VGA Wonder+ (28800-2) для его возможностей 3D. wonder и Mach8 привели ATI к рубежу продаж в 100 миллионов долларов в год, главным образом благодаря принятию Windows 3.0 и увеличению объема 2D-работы, доступной для этой платформы.
Компания S3 Graphics была основана в начале 1989 года и через 18 месяцев выпустила свой первый двухмерный чип с педалью газа и видеокарту S3 911 (или 86C911). Основные характеристики последнего включали 1 МБ видеопамяти и поддержку 16-битного цвета.
В том же году S3 911 был заменен на 924 – по существу, просмотренную версию 911 с 24-битным цветом – и обновлен в следующем году 928, придавший 32-битный цвет, а также педали газа 801 и 805. 801 использовал интерфейс ISA, тогда как 80. От появления 911 до появления 3D-педалей газа рынок был пленен двухмерным графическим интерфейсом на основе оригинального дизайна S3, особенно Tseng Labs, Cirrus Logic, Trident, IIT, Mach32 от ATI и MAGIC RGB от Matrox.
В январе 1992 года компания Silicon Graphics Inc (SGI) выпустила OpenGL 1.0, мультиплатформенный интерфейс прикладного программирования (API), не зависящий от производителя, для 2D и 3D видеокарт.
OpenGL развился из собственного API SGI под названием IRIS GL (Integrated Raster Imaging System Graphics Library). Это был шаг, чтобы сохранить неграфическую функциональность IRIS и разрешить API работать на системах, не относящихся к SGI, поскольку начали появляться конкурирующие поставщики со своими собственными API.
Первоначально OpenGL был нацелен на профессиональный рынок на базе UNIX, но его быстро приняли для 3D-игр благодаря удобной для разработчиков поддержке расширенных реализаций.
Microsoft разрабатывала своего конкурента, Direct3D API, и не гарантировала, что OpenGL также будет должным образом работать под Windows.
Ситуация пошла к худшему через несколько лет, когда Джон Кармак из ID Software (ранее совершивший революцию в компьютерных играх, выпустив Doom), перенес Quake для использования OpenGL в Windows и публично обвинил Direct3D.
Неуступчивость Microsoft усилилась, поскольку она отказалась лицензировать мини-драйвер клиента (MCD) для OpenGL в Windows 95, позволяющего поставщикам выбирать, какие функции могут использовать аппаратное ускорение. SGI ответила разработкой установленного клиентского драйвера (ICD), который не только придает ту же функциональность, но и улучшает ее, причем MCD только заменяет растеризацию и освещение и трансформации, добавленные ICD (T&L).
Во время расцвета OpenGL, первоначально привлекшего внимание в пространстве рабочих станций, Microsoft была занята разработкой для развивающегося игрового рынка с помощью своих собственных API. Они приобрели RenderMorphics в феврале 1995 года и его API Reality Lab стал популярным среди разработчиков и стал ядром Direct3D.
Приблизительно в то же время Брайан Хук из 3dfx писал Glide API, который стал основным API для игр, частично из-за участия Microsoft в проекте Talisman (экосистема рендеринга на основе блоков), разбавившего ресурсы DirectX.
Поскольку Windows становилась все более популярной, D3D стал широко доступным с фирменными API, такими как S3d (S3), Matrox Simple Interface, Creative Graphics Card Library, C Interface (ATI), SGL (PowerVR), NVLIB (Nvidia), Medline (Rendition) и Glide начинающих набирать популярность.
Не помогло то, что росло давление на согласование некоторых из этих собственных API с производителями плат, чтобы добавить в список быстро расширяющихся функций. Потребовались более высокое разрешение экрана, увеличенная глубина цвета (с 16-бит до 24-бит, а затем до 32-бит) и улучшение качества графики (например, сглаживание). Все эти функции потребовали увеличения пропускной способности, эффективности видеокарты и более быстрых циклов продукта.
К 1993 г. рыночные потрясения заставили многие компании по производству графических карт прекратить деятельность или были приобретены конкурентами.
В 1993 году появился ряд новых конкурентов по производству графических карт, в частности компания Nvidia, основанная в январе того же года Джен-Хсунь Хуангом, Кертисом Приемом и Крисом Малаховски. Ранее Хуанг был директором отдела основного программного обеспечения в LSI, в то время как Прим и Малаховски пришли из Sun Microsystems, где они ранее разработали архитектуру видеокарты GX на основе SunSPARC.
Вскоре после этого Dynamic Pictures, ARK Logic и Rendition также присоединились к NVIDIA.
Рыночные потрясения заставили многие компании по производству графических карт прекратить деятельность или были приобретены конкурентами. Среди них Tamarack, Gemini Technology, Genoa Systems, Hualon, Headland Technology (приобретенная SPEA), Acer, Motorola и Acumos (приобретенная Cirrus Logic).
И ATI продолжает расти и развиваться.
Будучи пионером серии All-In-Wonder, ATI выпустила чип-декодер PC TV 68890, дебютировавший в Video-It! Благодаря встроенному процессору сжатия видео Intel i750PD VCP (процессор сжатия видео) чип способен записывать видео с разрешением 320×240 при 15 кадрах в секунду или 160×120 при 30 кадрах в секунду и способен сжимать/распаковывать видео в режиме. Он также может обмениваться данными с графическим адаптером через шину данных, таким образом устраняя потребность в ключах или портах и ленточных кабелях.
Спустя пять месяцев, в марте, ATI представила 64-разрядную педаль газа Mach64.
На высококонкурентном рынке ATI потеряла 2,7 миллиона канадских долларов. Конкурирующие материнские платы включали S3 Vision 968, взятую на вооружение многими поставщиками материнских плат, и Trio64, которая имела OEM-контракты от Dell (Dimension XPS), Compaq (Presario 7170/7180), AT&T (Global), HP (Vectra) и HP (Vectra).
Mach64 был выпущен в 1995 году и создал ряд первых. Он стал первым адаптером видеокарты в форме Xclaim для использования на компьютерах PC и Mac и вместе с Trio для S3 обеспечил ускорение воспроизведения видео.
Mach64 также открыл первые профессиональные видеокарты ATI, 3D Pro Turbo и 3D Pro Turbo+PC2TV, по цене 599 долларов за 2 МБ и 899 долларов за 4 МБ.
ATI-Mach64-VT
В следующем месяце увидел появление технологического стартапа под названием 3DLabs, родившегося в результате приобретения подразделением графических карт DuPont Pixel дочерней компании его материнской компании, а также процессора GLINT 300SX, способного к визуализации OpenGL, обработке фрагментов и растеризации. Карточки компании изначально были ориентированы на профессиональный рынок из-за высокой цены. Fujitsu Sapphire2SX 4MB продавался по цене от 1600 до 2000 долларов, в то время как ELSA Gloria 8 с 8 Мбайт стоил от 2600 до 2850 долларов. Однако 300SX был разработан для игрового рынка.
Игра 1995 года GLINT 300SX уменьшила память на 2 МБ. Он использовал 1 МБ для буферов текстур и Z и 1 МБ для буфера кадров, но также предлагал возможность добавить VRAM для совместимости с Direct3D на 50 долларов США дороже базовой цены. Карта не смогла пробиться на переполненном рынке, но 3DLabs уже трудилась над преемником линии Permedia.
В то время S3 казался вездесущим. Компания доминировала среди OEM-производителей высокого класса благодаря своему чипсету Trio64, интегрировавшему ЦАП, контроллер видеокарты и синтезатор часов в одном чипе. Они также использовали унифицированный буфер кадров и поддерживали аппаратное наложение видео (выделенная часть памяти видеокарты, которая используется для рендеринга видео при необходимости программы). Trio64 и его 32-разрядная шина памяти брат Trio32 были доступны как OEM. единицы и отдельные карты от Diamond, ELSA, Sparkle, STB, Orchid Hercules и Number Nine. Цены Diamond Multimedia колеблются от 169 долларов США за карту на базе ViRGE до 569 долларов США за видео Diamond Stealth64 на базе Trio64+ с 4 МБ видеопамяти.
Основной конец рынка также включает продукты от Trident, древнего OEM-поставщика чистых 2D-адаптеров графических карт, недавно добавленный чип 9680 к своей линейке. Чип имеет большинство функций Trio64, а материнская плата обычно стоит около 170-200 долларов. Они предлагают приемлемую 3D-производительность в этом плане с хорошим воспроизведением видео.
Остальные новички на обычном рынке включают Power Player 9130 от Weitek и ProMotion 6410 от Alliance Semiconductor (часто встречается как Alaris Matinee или OptiViewPro от FIS). Оба предлагают отличную скорость масштабирования и скорость ЦП, тогда как последний сочетает в себе мощный механизм масштабирования с антиблокирующей схемой для плавного воспроизведения видео, что гораздо лучше, чем предыдущие чипы, такие как ATI Mach64, Matrox MGA 2064W и S3 Vision968.
NVIDIA представила свой первый графический чип, NV1, в мае и стал первым коммерческим графическим процессором, способным к 3D-рендерингу, ускорению видео и интегрированному ускорению GUI.
NVIDA-NV1
Они сотрудничали с ST Microelectronic, которая также продвигала версию чипа STG2000, чтобы производить его по 500-нм техпроцессу. Хотя это не было большим успехом, это стало первой финансовой прибылью компании. К сожалению, для NVIDIA, как только первые материнские платы поставщиков начали поставляться в сентябре (в частности, Diamond Edge 3D), Microsoft завершила работу и выпустила DirectX 1.0.
API видеокарты D3D подтверждает, что он полагается на рендеринг треугольных многоугольников, в то время как NV1 использует четырехугольное отображение текстуры. Ограниченная совместимость с D3D была добавлена с помощью драйверов для упаковки треугольников в качестве вторичных поверхностей, но отсутствие игр, адаптированных к NV1, обрекло карту стать шедевром во всех сферах жизни и всемогуществом.
Большинство игр было перенесено из Sega Saturn. 4 Мбайт NV1 с встроенными графическими портами (по два на кронштейн расширения, подключенного к плагинной карте через ленточный кабель) стоил примерно 450 долларов в сентябре 1995 года.
Последние изменения Microsoft и выпуск пакета SDK для DirectX помешали производителям материнских плат получить прямой доступ к оборудованию, используемому для воспроизведения цифрового видео. Это означало, что почти все дискретные графические карты испытывали проблемы с функциональностью в Windows 95. Напротив, драйверы от разных компаний под Win 3.1 обычно без проблем.
Его первая публичная демонстрация прошла на съезде видеоигр E3 в Лос-Анджелесе в мае следующего года. Сама карта стала доступна через месяц. 3D Rage объединил 2D-ядро Mach 64 с возможностями 3D. В ноябре 1995 года ATI анонсировала свой первый 3D-чип с педалью газа, 3D Rage (также известный как Mach 64 GT).
Последняя редакция спецификации DirectX означала, что 3D Rage испытывала проблемы с совместимостью со многими играми, которые использовали API, главным образом из-за отсутствия глубинной буферизации. При использовании встроенного буфера кадров EDO RAM 2 МБ 3D-модальности ограничены 640×480×16-битами или 400×300×32-битами. Попытка 32-битного цвета на 600×480 обычно приводит к искажению цветов на экране и максимальному разрешению 2D 1280×1024. Если производительность игры умеренная, функция полноэкранного воспроизведения MPEG по крайней мере сбалансирует набор функций.
ATI переделала чип и выпустила Rage II в сентябре. Помимо добавления поддержки воспроизведения MPEG2, он решил проблемы D3DX первого чипа. Однако начальная карта все еще имела 2 МБ памяти, что повлияло на производительность и поставило под угрозу преобразование перспективы/геометрии. С расширением серии Rage II+DVD и 3D Xpression+объем памяти был увеличен до 8 МБ.
Несмотря на то, что ATI лидировала в выводе на рынок 3D-графических решений, не потребовалось много времени, чтобы появились другие конкуренты с другими идеями по внедрению 3D. А именно 3dfx, Rendition и VideoLogic.
В соревновании за выпуск нового продукта на рынок 3Dfx Interactive победила Rendition и VideoLogic. Однако гонка производительности закончилась, не начавшись, и 3Dfx Voodoo Graphics фактически уничтожило всех конкурентов.
Видеокарты брендов представлены у нас в магазине
ASUS – это тайваньская многонациональная компания по производству компьютерного оборудования и потребительской электроники, основанная в 1989 году. Посвящённая созданию продуктов для сегодняшней и будущей разумной жизни, ASUS является мировым брендом материнских плат и игр №1, а также в тройке лучших потребителей продавец ноутбуков.
DELL – начала набег в начале 1990-х как компания компьютерных технологий. Она начала производить простые компьютеры начального уровня по доступной цене. Клиенты могли настроить собственные компьютеры в соответствии со своими потребностями и предпочтениями.
Gigabyte Technology Co., Ltd. – компания, зарегистрированная на Тайваньской фондовой бирже, разрабатывающая, производящая и распространяющая компьютерное оборудование. Основным бизнесом компании есть материнские платы, но она также производит ноутбуки и видеокарты на заказ.
MSI является передовым и наиболее признанным брендом среди геймеров и киберспортсменов. Мы добились этого благодаря верности своим принципам: прорывной дизайн, перфекционизм, инновационность. Мы тесно сотрудничаем с профессиональными геймерами и прислушиваемся к желаниям обычных игроков, поэтому каждая вещь, на которой есть логотип MSI GAMING
Как связаться с нами?
по телефону (098) 676 03 29
(098) 676 03 29 viber, telegram
пишите на e-mail [email protected]
Мы на связи каждый день с 9.00 до 18.00 воскресенье выходной
Желание и выбор клиента для нас всегда в приоритете.
Заказывайте и наслаждайтесь своим выбором.
Искренне ваш интернет-магазин трендовых товаров Diler
