reklama
Aktuality  |  Články  |  Recenze
Doporučení  |  Diskuze
Grafické karty a hry  |  Procesory
Storage a RAM
Monitory  |  Ostatní
Akumulátory, EV
Robotika, AI
Průzkum vesmíru
Digimanie  |  TV Freak  |  Svět mobilně

Vývoj grafických akcelerátorů: 2. díl

22.7.2010, Vojtěch Kubiš, článek
Vývoj grafických akcelerátorů: 2. díl
V druhém díle se podíváme na tři významné společnosti devadesátých let, které, ačkoli byly odlišně orientované, s velmi rozdílnou historií a jiným přístupem, měly podobný konec, postupný odchod ze scény 3D akcelerátorů nebo úplný zánik.Tedy 3dfx, S3 a Matrox.
Kapitoly článku:
Historie Matroxu se začala psát už v roce 1976, kdy byl založen dvojicí kanaďanů - Lorne Trottier a Branko Matić - z jejichž jmén také vznikl název společnosti, Ma z Matić, tro z Trorrier a X ze slova excellence.

V roce 1978 Matrox vydal svůj první grafický čip ALT-256 pro počítače využívající sběrnici S-100. Čip vytvářel obraz o rozlišení 256x256 černobílých bodů. Své uplatnění našel např. v Altair 8800. Později následoval jeho nástupce ALT-512 pro sběrnici Intel SBC. V 80. letech Matrox vyvíjí další čipy a zaměřuje se na platformu PC.



Altair 8800 byl počítač, který vznikl v roce 1975 jako skládačka. Využíval 8bit procesoru Intel 8080 a jako první zavádí S-100 sběrnici, která se později stává standardem. Původně bylo zamýšleno, že se prodá jen několik stovek kusů, ale po uvedení vznikla poptávka po několika tisících. Mnoho zákazníků požadovalo, aby mohli koupit už složené sestavy – tomu výrobce MITS pochopitelně vyhověl. Mnohými je dodnes považován za počátek revoluce osobních počítačů.

Na začátku 90. let se Matrox orientuje především na profesionální segment, kde operuje s celou nabídkou grafických karet založených na 64bit procesoru MGA. Vznikly verze cenově od 20 000 do 60 000 korun. Nejlevnější z nich byla Ultima 1, následovala Ultima 2, ve středu cenového rozpětí byla Impression 3Z, která měla 3 MB VRAM a 2 MB Z-bufferu a zvládala rozlišení 1024x768 v TrueColor. Díky Z-bufferu dokázala renderovat 3D objekty z AutoCADu. Nejdražší byla Professional 4Z, měla 4,5 MB VRAM a 4 MB Z-bufferu.

Za nemalý příplatek se daly karty dovybavit, takže byly schopny fungovat i v rozlišení 1600x1200. Uvedeny byly i verze pro PCI a levnější verze, které nepodporovaly funkce AutoCADu. Podle benchmarků si karty od Matroxu vedly dobře a za stejnou cenu byly rychlejší než konkurence v podobě Number Nine Imagine.

Zajímavostí také bylo, že karty umožňovaly přepínání rozlišení Windows v realném čase, takže nejen, že nebylo potřeba restartovat počítač, ale také se nemusela ukončovat právě rozdělaná práce. Dalším plusem byl integrovaný VGA čip, takže bylo možné pracovat v dvouobrazovkovém režimu.



Number Nine Visual Technology bylo založeno v roce 1982 a od počátku působilo na trhu profesionálních grafik. Její Imagine 128 byla první 128bit karta, další prvenství jí patří za vyvinutí první grafické karty umožňující zobrazení 256 a později také 16,8 miliónů barev. Jméno společnosti a jejich výrobků se zakládá na písničkách od Beatles. V roce 1999 oznámilo S3 záměr převzít Number Nine, a to se i koncem roku 2000 stalo.

V roce 1995 Matrox představil řadu Millennium. PCI byla zvolena jako standardní sběrnice a karta mohla být osazena dvěma dvou nebo čtyř megabajtovými moduly, maximální paměť tedy byla 8 MB. Právě v případě 8 MB paměti karta zvládala rozlišení až 1600x1200 při zapnuté 24bit barevné hloubce. Místo VRAM (jako v případě Ultima a Impression) Matrox použil WRAM. Ty byly speciálně navrženy pro grafické aplikace, a proto byly (podle výrobce Samsungu) v určitých operacích až o 50% rychlejší a zároveň také o pětinu levnější v porovnání s klasickými VRAM.

Společně s novým čipem MGA-2064W došlo k dalšímu zlepšení 2D i 3D akcelerace, což jí pomohlo výkonově překonat konkurenci z Number Nine a Tseng Labs. Ale i přes svůj slušný výkon se karta pro hraní her nehodila, protože byla orientovaná na práci s CAD systémy, takže nepodporovala např. Perspective correction, Texture transparecy nebo Vertrex fog. Nicméně, Matrox si rychle uvědomil, že se mu naskytla šance zabodovat na velmi lukrativním a rychle se rozvíjejícím trhu, tedy trhu 3D akcelerujících grafických karet.

Proto v roce 1996 Matrox uvádí Mystique, svůj první grafický akcelerátor zaměřený na počítačové hry. Jeho plán byl vytvořit solidně výkonnou a ne příliš drahou kartu, takže si nemohl dovolit vyvíjet celý čip od začátku, ale jako základ musel použít jádro z Millennia. To vedlo k chybějící podpoře pro některé, jinak běžné, funkce jako např. mip-mapping nebo filtrace textur. To by samo o sobě ještě nemusel být tak velký problém, kdyby vše doháněl výkonem. Bohužel, ani to se nepodařilo. Za to mohl mimo jiné také takt 50 MHz a levnější SGRAM paměti.

Opačná situace panovala v oblasti 2D výkonu. Tam Mystique porážela své konkurenty jako S3 ViRGE nebo ATI Mach 64. Podstatná byla i výrobcem udávaná podpora pro všechny operační systému od Microsoftu, tedy od MS-DOS až po Windows 95, a také IBM OS/2. Zajímavostí bylo i balení, v jakém se karta dodávala. Nejen, že bylo vzhledově zajímavé, ale obsahovalo i několik her: MechWarrior 2 Mystique edition, Destruction Derby 2 a Scorched Planet.


Matrox Mystique 220

Největší příjmy měl Matrox pořád z profesionálního segmentu, takže ho rozhodně nehodlal zanedbat. Proto do něj o rok později směřuje novou Millennium, tentokrát s číslem II. Bohužel, od minulé generace se toho tolik nezměnilo. Vznikaly dvě varianty čipů, jedna s podporou pro PCI a druhá pro AGP. Maximální paměť se zdvojnásobila, takže dosahovala kapacity až 16 MB. Zachován zůstal RAMDAC i celé 3D jádro. Matrox však umožnil doplnění karty o přídavný akcelerátor m3D, který byl založen na PowerVR PCX2, a tak měl značný dopad na 3D výkon.

Současně Matrox nabízel možnost celý počítač dovybavit dalšími kartami, jako např. TV kartou Rainbow Runner TV nebo multimediálně orientovanou Rainbow Runner Studio, ta měla hardwarově implementovanou podporu pro MPEG-1 videa, TV-out a za pomocí dodávaného software také akceleraci pro střih videa včetně různých efektů. Opravdu hráčské řešení ale nevznikalo.

Toho si byl Matrox vědom, a když viděl rychlost, jakou se trh 3D grafických akcelerátorů rozvíjí a kolik na tom úspěšní výrobci té doby (3dfx) vydělávají, investoval do vývoje nemalé peníze, aby v létě 1998 mohl představit novou generaci grafik označovanou písmenem G. Velmi krátce po sobě byly uvedeny dva zcela rozdílné čipy: G100 a G200.

První z nich byl stále založen na předchozích čipech Millennium, lišil se především v implementaci filtrace textur, poloprůhledných objektů a také 24bit renderování. Tím se velmi zlepšila kvalita 3D, takže v této oblasti byl čip plně konkurenční s ostatními výrobci. Bohužel, nedokázal konkurovat i po stránce 3D výkonu. Vzhledem k založení na čipech Millennium se to ale dalo čekat. Dalším závažným problémem byly prvotní ovladače, které byly (obzvlášť v OpenGL) nedotažené. I při nízké ceně to vedlo k neúspěchu.


Matrox G200

V případě G200 bylo vše jinak. Vycházel ze zcela nové architektury vyvinuté pro 3D hry a nepocházel z profesionální sféry, jako tomu bylo u jeho předchůdců. Ikdyž nutno podotknout, že u 2D jádra Matrox zúročil své značné zkušenosti v této oblasti a dosahoval skvělých výsledků. Velmi kvalitní byl i 3D obraz, a to především díky podpoře pro 32bit barevnou hloubku (kterou kromě Rendition tehdy nikdo neměl). Mírně horší to bylo s výkonem. Ačkoli podával mnohem lepší výsledky než G100, rychlosti konkurence tak úplně nedosahoval.

Špatné to bylo opět s ovladači, především s OpenGL, ačkoli nutno podotknout, že si v Matroxu dali tu práci a ovladače podporovaly alespoň hru Quake. Čip byl vybaven 64bit paměťovou sběrnicí, tikal na frekvenci 84 MHz, RAM dosahovala maximální kapacity až 16 MB a byl vyráběn 350nm procesem. To vedlo k tomu, že musel být (jako první čip od Matroxu) vybaven pasivním chladičem. Matrox své zákazníky hledal, kde to jen šlo, a tak se snažil uspět i tam, kde to jiní nezkoušeli. Podporoval nezávislé vývojáře Linuxu, a tak postupně vznikaly stále kvalitnější ovladače. To mu zajistilo prvenství alespoň v téhle oblasti, a to na poměrně dlouhou dobu.

Své chybky se Matrox pokusil napravit až o celý rok později. V září 1999 uvádí jádro s kódovým označením Toucan neboli G400. To mělo několik svých nesporných inovací. Jako vůbec první mělo 256bit architekturu. Dalším prvenstvím byla implementace Enviroment Bump Mappingu a nechyběla ani podpora pro trilineární a anizotropní filtraci. Samotné jádro obsahovalo dvě paralelní pixel pipeline, kdy každá z nich měla jednu texturovací jednotku. Jako první z čipů od Matroxu využívala G400 128bitovou paměťovou sběrnici a paměti byly SDRAM nebo SGRAM (až 32 MB). Ve výsledku se tedy jednalo o jednu z nejpokročilejších grafických karet na tehdejším trhu.

Bohužel, tehdejší svět se díval na grafické karty především z pohledu počtu snímků za sekundu a v tom G400 neměla tolik navíc jako v použitých technologiích, což vedlo k jejímu částečnému neúspěchu. Její výkon velmi záležel na výkonu zbytku sestavy a s rychlým CPU podávala typicky lepší výsledky. Za to vděčila jednak své obsáhlé architektuře a také nedokonalým ovladačům. Ty už nebyly tak zlé, jako dříve, ale pořád měly své nedostatky, opět obzvlášť v OpenGL. Později byla problémem i absence T&L. Plusem byla opět bezkonkurenční kvalita 2D obrazu, kde se stala na dlouhou dobu čipem, s kterým se všechny ostatní srovnávaly.

Později vznikla i přetaktovaná verze G400 MAX, která obsadila pozici nejrychlejší grafické karty na trhu, tu jí však v zápětí vzala Nvidia s její GeForce 256. Její takt se zvýšil z původních konzervativních 125 MHz na mnohem optimističtějších 166 MHz. Ve výsledku se G400 stala první skutečně konkurenčně schopnou kartou od Matroxu. Bohužel, na její úspěch už nikdy nebylo navázáno, ačkoli to mnozí čekali.
Po roce Matrox představil G450, která měla být plnohodnotným nástupcem G400. K tomu jí ale chyběl základní předpoklad – vyšší výkon než výkon karty, kterou měla překonat. Ve skutečnosti se jednalo pouze o původní G400 vyráběnou vyspelějším výrobním procesem, s poloviční paměťovou sběrnicí, kterou měly kompenzovat rychlejší DDR paměti. To se však nestalo a jedinou oblastí, kde G450 překonávala G400, byla cena.

Na přelomu léta a podzimu 2001 byla vydána poslední ze série G, tedy G550. Ta se však ocitá v době, kdy její konkurence prodává GeForce 3 a druhou generaci Radeonů. Výkonem se G550 vrátila zase na úroveň dva roky staré G400, což nebylo tolik, kolik by si zákazníci představovali. První verze měly navíc problém s kvalitou výstupu, což Matrox, který byl známy pro svou kvalitu 2D, dost poškodilo. Jelikož G550 nenabízela nic nového, nedokázala překonat konkurenci a ještě měla problémy, nemohl Matrox počítat s úspěchem.

Později se ještě pokusil o návrat s řadou Parhelia, ale ani ta nedokázala navázat na úspěch s G400. To vedlo k rozdělení Matroxu na 3 části – Matrox Graphics, Matrox Video a Matrox Imaging, kdy se každá z nich zaměřuje na specifickou oblast.

Zdroje:
lege.cz, VGA Legacy, wikipedia, www.firingsquad.com, www.3dfx.cz, www.matrox.cz, www.techreport.com, www.answers.com, www.tomshardware.com
reklama