Безосновательная многословность BitBoys
В истории видеокарт стоит отметить финскую компанию BitBoys Oy. Появившись внезапно под конец 90-х, компания поражала прессу своими анонсами, представляя заоблачные цифры производительности своих чипов. BitBoys была на уровне конкурентов, при намного большей производительности. Однако очень сложный вопрос: была ли возможность появления адаптеров «финских сказочников» или все же это было фикцией? Давайте порассуждаем.
Команда одаренных программистов, всем известная как Future Crew, в 1991 году перешла от созданий демо (программ-демонстраций возможностей 3D-графики) к созданию чипов. К этому времени они уже переименовались в BitBoys. Зная, что такое 3D-графика и «с чем ее едят», BitBoys задолго до появления 3Dfx поняла все возможности перспективы 3D-адаптеров и решили предложить идеи TriTech.
TriTech недолго думая подписала контракт на разработку чипа, который обладал функциями 3D-ускорителя. Выход этой видеокарты, названной TriTech Pyramid3D, планировался на 1996 год, а функции ее обещали быть умопомрачительными. У него планировалась поддержка наложения 2 текстур за проход, объемных текстур (EMBM), программируемого пиксельного конвейера, текстуры до 1024*1024 точек и рендеринг в режиме 1600*1200 пикселей при 24-битном цвете. Вышел этот чип только в 1997 году, когда TriTech уже была разорена исками за нарушения патентных прав при выпуске аудиоадаптеров. Таким образом Pyramyd3D так и не вышел, а вместо него вышло только несколько прототипов.
Но банкротство не сильно задело BitBoys, потому что Pyramyd3D работал и у компании было что показать потенциальным заказчикам, а технология объемных текстур была лицензирована Matrox. Но финны решили сделать свой новый чип без посторонней помощи. После этого начали появляться все новые и новые пресс-релизы, каждый раз все более впечатляющие.
BitBoys анонсировали в 1999 году Glaze3D, который превосходил конкурентов в разы по возможностям. Главным достижением финской компании оказалась быстрая память в 9 Мб, которая была нужна для хранения появляющейся на экране картинки после рендеринга. Ну а текстуры должны были находиться в SDRAM, которая размещалась на самой плате. Также был обещан Thor, в котором должны были реализованы функции T&L и SLI.
Но проходило время, но Glaze3D так и появлялся. А вот конкуренты производили на свет чипы все лучше и лучше, правда без особых прорывов, но все же реально существующие. Но Glaze3D усовершенствовался! Правда так и не сходя с бумаги…Очередной анонс обещал, что с использованием Glaze3D Quake 3 сможет выдавать аж 200 FPS при наилучшем качестве изображения. Те модернизации, которые были у новых чипов-конкурентов, незамедлительно появлялись в анонсах Glaze3D, что, естественно, порождало все большее и большее недоверие.
Прошел год и BitBoys, одумавшись, перестали анонсировать Glaze3D и объявили о грядущем появлении чипа под названием Axe, предназначенного для Avalanche3D. Характеристики у чипа были получше Glaze3D. Объем памяти стал 12 Мб, ширина шины – 1024 разряда, чип стал поддерживать вершинные шейдеры, а также была возможность использования двух чипов вместе.
BitBoys Axe. Как говорится, а был ли мальчик?
Однако Axe последовал вслед за Glaze3D – его так же «похоронили». И тут же BitBoys анонсировали чип Hammer. К возможностям этого чипа относилась даже поддержка наложения до 4 текстур за проход. После этого всерьез BitBoys перестали воспринимать как геймеры, так и журналисты.
Демонстрация Glaze3D
Конец 2001 года стал концом постоянных громких анонсов. Infineon Technologies, партнер BitBoys, закрыл фабрику, производившую чипы со встроенной памятью, соответственно выпускать чипы никто уже и не мог.
Сама компания не пропала с рынка. Она переквалифицировалась. BitBoys стали разрабатывать чипы для мобильных телефонов. Так, в 2002 году прибыль компании составила 150 000 евро. Это направление приносило пользу компании, и в 2006 году их купила ATI. Это стало доказательством того, что, несмотря на голословные заявления о грядущих чипах, в BitBoys были умы, способные создать что-то перспективное. В конечном итоге состав BitBoys перешел к Qualcomm.
2001 год ознаменовал новый виток развития компьютерной графики. NVIDIA выпустила свой новый чип NV20, который стал основой GeForce3. Производительность не слишком далеко ушла от GeForce2, однако вышел он в одно время с DirectX 8.0, стандартизировавший пиксельные и вершинные шейдеры 1.0. По факту, шейдерные блоки присутствовали и в GeForce2, однако им нужна была поддержка от графических библиотек в самих играх, иначе они попросту не работали. Но игры, которые получили поддержку DirectX 8.0, показывали великолепную картинку.
NVIDIA GeForce2
GeForce3 с чипом NV20
Ответ, последовавший от ATI, оказался очень мощным. ATI не собирались продолжать занимать второе место и попытались обогнать главного конкурента. Выпущенный компанией R200 обладал поддержкой шейдеров версии 1.4, которые были в составе DirectX 8.1. Помимо прочего, Radeon добавил аппаратную тесселяцию, которая дала чипу возможность самостоятельно делать модели объектов более сложными.
Удар ATI по NVIDIA: видеокарта ATI R200
Ну а ответ NVIDIA удивил всех. Его попросту не было. Однако в компании рассуждали очень даже хитро и умно: ведь разработчики игр не будут вкладывать деньги для поддержки технологий, принадлежащих только ATI. Получается, что NVIDIA не пыталась догнать флагмана от ATI и следующим адаптером у неё стал NV25 (GeForce4Ti), не поддерживающий тесселяцию и версию шейдеров, используемую товаром ATI. Замысел NVIDIA можно сказать оправдался: разработчики игр не очень хотели внедрять в свои игры поддержку новых версий шейдеров и TruForm. Несмотря ни на что, NVIDIA не занимала четко второе место – компании делили лидерство, а NVIDIA готовила мощные ответы для ATI (ныне купленная компанией AMD).
Так и началась новейшая история видеокарт. С 2001 года история видеокарт пишется двумя компаниями: ATI и NVIDIA.За декаду появлялись и исчезали новые поколения чипов обеих компаний, а изначальные геометрические и текстурные блоки превратились в тысячи свободно программируемых ядер, а компания-лидер в этой гонке постоянно меняется.
Благодаря этой борьбе, компании разрабатывают новые решения, технологии, устанавливая все новые рекорды производительности, а также постоянно меняются цены. Обидно, конечно, что в этой борьбе третий лишний. И не факт, что он вообще сможет когда-нибудь появиться.
Любой геймер, дизайнер, да и просто тот, кому интересны видеокарты знает термины «шейдер» и «шейдерный процессор». А что именно это такое?
Шейдер (от английского слова shader) – это процедура, которая дает описание параметров того или иного объекта. Шейдер определяет поглощение и дифракцию света, попадающего на поверхность, саму текстуру поверхности, то как она затенена или прозрачна (например, шейдер, отвечающий за отображение волн на воде). Выполнение этой процедуры лежит как раз на шейдерном процессоре, которых в видеокартах новейшей истории огромное количество. Шейдеры бывают нескольких видов.
На вершинном шейдере лежит функция описания вершин треугольников и применяется он для различных преобразований геометрии объекта и еще отвечает за освещение.
Работа вершинных шейдеров
Пиксельные шейдеры нужны для того, чтобы обрабатывать пиксели, составляющие картинку, благодаря им разработчики управляют координатами, глубиной и цветом текстур. С их помощью создаются объекты, которые не состоят из полигонов (например, волосы).
Создание волн пиксельными шейдерами
Работа с примитивными фигурами, которые состоят из нескольких вершин, а также помощь процессору в создании новых объектов, увеличивании количества деталей в моделях и создании движущихся частиц лежит на геометрических шейдерах. К примеру, с их использованием создаются снег, дождь и другие погодные явления.
Физические шейдеры позволяют работать с физическими свойствами объектов, отвечают за расчет в режиме реального времени изменений геометрии (такое как смятие коробки при надавливании на нее ногой, деформация корпуса автомобиля при аварии и т.д.).
Физические шейдеры за работой
После того, как появились геометрические шейдеры – архитектура графических чипов изменилась. Конвейеры, составляющие специализированные блоки заменились шейдерными процессорами, которые сами выполняли функции рендеринга в 3D. Эта архитектура дает возможность свободного распоряжения вычислительными ресурсами процессора видеокарты, отправляя большее количество шейдерных процессоров на этапы максимальной нагрузки во время рендеринга картинки. Кроме этого, шейдерные процессоры используются не только для 3D-графики, но и для расчетов, необходимых научной сфере (технология NVIDIA CUDA).
ВЫВОДЫ
Мы рассмотрели историю создания видеокарты, ее устройство, рассмотрели функциональную и принципиальную схему, а также выяснили их основные характеристики и их интерфейс, препятствия, которые не дают возможности повышать их производительность.
В 90-ых произошел бурный рост количества компаний, которые занялись разработкой и производством дискретных видеокарт для настольных компьютеров. С учетом постоянного роста темпа развития 3D-технологий, новые решения «сыпались» на потребителей одно за другим. Из-за высокой конкуренции многим компаниям приходилось принимать невероятные усилия, чтобы удержаться на плаву и не выпасть из общей гонки. В конечном счете, удалось это не всем: кто-то окончательно сосредоточился на бюджетном сегменте, кто-то попросту обанкротился, а кто-то, воспользовавшись ошибками конкурентов, наоборот, открыл для себя новые рынки сбыта. Но даже тем, кто оказался на вершине, нельзя было расслабляться ни на секунду.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Электронные ресурсы
1. История Королей третьего измерения [Электронный ресурс]. URL: http://sharoviki.narod.ru/article/miller04.html (дата обращения: 03.07.2015).
2. NVIDIA: компания в области визуальных вычислений [Электронный ресурс]. URL: http://www.nvidia.ru/ (дата обращения: 03.07.2015).
3. AMD Graphics Drivers and Software [Электронный ресурс] - URL: http://www.amd.com/ (дата обращения: : 03.07.2015)
4. International Business Machines [Электронный ресурс] - URL: http://www.ibm.com/ru/ru/ (дата обращения: 03.07.2015)
5. Компьютерный Ликбез [Электронный ресурс] - URL: http://antonkozlov.ru// (дата обращения: 03.07.2015)
6. Wikipedia [Электронный ресурс] - URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE%D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B0 (дата обращения: 03.07.2015)
7. Информационный портал Combegin.ru [Электронный ресурс] - URL: http://www.compbegin.ru/ (дата обращения: 03.07.2015)
8. Электронное периодическое издание Ferra.Ru («Ферра.Ру») [Электронный ресурс] - URL: http://www.ferra.ru/ (дата обращения: 03.07.2015)