Cesta do historie 3D akcelerátorů

Hardware | 01.09.02

Během posledních šesti let jsme byli svědky strhujícího vývoje, který seodehrával v oblasti 3D grafických akcelerátorů. Mnozí se v jejich označeních ztratili již dávno, neboť techn...





Během posledních šesti let jsme byli svědky strhujícího vývoje, který se
odehrával v oblasti 3D grafických akcelerátorů. Mnozí se v jejich označeních
ztratili již dávno, neboť technika jde kupředu hrozivým tempem a málokdo má
dostatek času studovat informace, které zastarávají téměř týden od týdne. V
tomto článku jsme pro vás zpracovali přehled a shrnutí vlastností důležitých
akceleračních čipů nedávné minulosti. Neznalý čtenář by se po přečtení měl být
schopen alespoň základně orientovat v této oblasti, znalci si s námi zajisté
rádi nostalgicky zavzpomínají.

Jen tak pro úplnost: ještě před skutečnými 3D akcelerátory prožila svou éru
tzv. "nultá akcelerační generace", kam se řadily například čipy S3 Virge,
Matrox Mystique, NV 1000 a další. Jejich výkon ovšem zdaleka nedosahoval kvalit
níže zmíněných čipů jejich hlavní doménou a důvodem, proč si získaly oblibu,
byla především nízká cena. Naopak hlavním nedostatkem byla absence jednotného
rozhraní typu Direct3D či OpenGL.


Dějství první, aneb začínáme akcelerovat

VOODOO Graphics klasika nejklasičtější, grafický čip tehdy běžel na 50 MHz.
Tento milník ve vývoji grafických karet od 3Dfx byl vybaven dnes již směšnými 4
či 6 MB paměti, vyráběl se pouze pro sběrnici PCI, akceleroval prakticky jen v
rozlišení 640 x 480 (6MB verze pracovaly i v 800 x 600) a v podstatě nebyl ani
grafickou kartou v dnešním slova smyslu. Voodoo první generace (a později i
Voodoo II) totiž ke svému provozu nezbytně potřebovalo primární 2D kartu, se
kterou se propojilo krátkým kabelem, a teprve pak se na 3D akcelerátor připojil
monitor. Při provozu se čip slušně zahříval, jelikož tyto karty většinou
neobsahovaly žádné chlazení. Ze začátku prodeje Voodoo doslova šokovalo vysoko
nasazenou cenou (kolem 8 000 Kč), kterou se následně u špičkových grafických
karet podařilo udržet a nadále ji s postupem vývoje technologií zvyšovat.
Nejznámější modely své doby jako Magic 3D, Orchid Richterous 3D či Monster 3D
dnes pořídíte v bazaru bez větších problémů do pěti set korun.

VOODOO RUSH nepříliš povedený pokus o kombinaci čipu Voodoo Graphics a kvalitní
2D karty (většinou míval 6 nebo 8 MB EDO paměti). Proslul nekompatibilitou se
spoustou her, navíc v čase uvedení na trh již delší dobu v útrobách počítačů
potenciálních kupců dlely karty s "obyčejným" Voodoo 1. Výhodu spouštění
aplikací v okně (tohle 3Dfx Voodoo opravdu neumělo) využili jen opravdoví
fajnšmekři a profesionální grafici. Později se doprodával za nepatrný zlomek
původní ceny.

RIVA 128 (se 100MHz pamětí) byla pravděpodobně první vlaštovkou skutečně
schopnou konkurovat mocnému Voodoo. Původní karty jako Edge 3D (jinak zajímavý
model karty, která kombinovala grafiku, zvuk a rozhraní pro gamepad Sega) ve
srovnáních výkonově naprosto propadly, bylo tedy nutné pokusit se o zvrácení do
té doby téměř monopolní situace. nVidia s odhodláním přijala náročný úkol a
oslnila do té doby nevídaně vyrovnanou kombinací skvělého 2D a 3D výkonu pro
obě dostupné sběrnice (PCI i AGP). První verze RIVA 128 měla 4 MB RAM,
nástupnická RIVA ZX pak až 8 MB. 3D akcelerovaný obraz se zde vykresloval asi o
10 % rychleji než u Voodoo, jeho jediným a přitom značným problémem byla
nepřítomnost podpory akceleračního rozhraní (API) Glide, které vyvinulo a
licencovalo si 3Dfx. Na mnoho her, napsaných původně výhradně pro Glide, vyšly
později patche pro pohodový provoz na Rivě, avšak k finální porážce 3Dfx došlo
až o dvě, spíše tři grafické generace později.

3D Labs Permedia 2 sice nepatří do řady klasických herních 3D akcelerátorů,
bylo by však škoda ji zcela vynechat. Předurčena byla převážně k práci s
profesionálním 3D pod OpenGL (3D Studio, CAD), ani při hraní her nebyla tak
docela bezradná. Jen tu a tam kvůli různým blíže nespecifikovaným problémům
chvíli trvalo, než se hru vůbec podařilo zprovoznit.

INTEL 740 se proslavil spíše výkonem ve 2D operacích, trojrozměrná akcelerace
nikdy nedosáhla špičkového výkonu benchmarky Intel 740 ohodnotily asi jako
konkurenční čip RIVA 128. Vyráběly se pouze v AGP 2x (včetně sideband)
provedení, a to za přijatelně nízké ceny. Svého času ideální řešení pro
šťastného majitele Pentia II, hrajícího hry jen občas a převážnou část času
pracujícího ve 2D.

ATI RAGE PRO (4 až 8 MB paměti) se stalo docela zajímavou AGP 2x obměnou
Voodoo, nabídlo znamenitý výkon 2D i docela slušný provoz v herním režimu 3D.
Do prodeje přišly dvě verze: Xpert@Play na hry a Xpert@Work pro kancelářské
účely. Funkčnost ve hrách patřila mezi sporné momenty, např. Jedi Knight bez
cukání v 1 024 x 768 patřil k těm světlým chvilkám, na druhou stranu kvalitou
obrazu by ATI RAGE PRO asi nikoho neoslnilo. Objevil se taktéž model ATI All in
Wonder PRO, který obsahoval navíc TV tuner, teletext a možnost grabování videa.



Dějství druhé, aneb éra Voodoo II a jeho potenciálních zabijáků

VOODOO II byla kdysi skutečná bomba, která následně na dlouhý čas ovládla
všechny dostupné benchmarky. Co se týče čipu, tak Voodoo II nebyl ničím jiným
než Voodoo (0,35 mikronu) na steroidech. Navíc zde ovšem byly dvě texturovací
jednotky a řada nově implementovaných technologií (trilineární filtrování,
triangle setup, kmitočet procesoru 90 MHz.). Tyto vlastnosti byly poměrně
zásadní novinkou a udělaly z Voodoo II první kartu schopnou provádět použitelný
multitexturing. Vyráběly se 8a 12MB varianty do sběrnice PCI, kdy bylo možno
dvě identické karty zapojit do tzv. SLI (Scan Line Interleave) režimu. Po
spojení karet speciální SLI kšandou (a připojení k 2D kartě viz Voodoo) pak
toto kombo nabídlo teoreticky dvojnásobný výkon, přesněji řečeno zdvojnásobený
fillrate. Tohoto efektu dosáhli programátoři ve své době vpravdě šalamounsky;
přidělením sudých řádků jedné kartě, lichých druhé. Voodoo II mj. dokázalo
akcelerovat rozlišení 800 x 600, ve SLI modu až 1 024 x 768. Nevýhodou zůstala
silně nadměrná produkce tepla, čas od času se vyskytovaly i menší problémy se
zpětnou kompatibilitou rozhraní Glide.

3Dfx VOODOO BANSHEE nabídlo příjemné řešení pro ty, kteří z nějakého důvodu
nechtěli ani Voodoo II, ani Rivu TNT. Banshee spojila (na rozdíl od Rushe už
kvalitně) nesporné výhody komplexního 2D/3D řešení s širokou kompatibilitou
Voodoo II. Výsledkem byly oblíbené a vyhledávané grafické karty do PCI i AGP
(1x) sběrnic (výkonnostní rozdíl mezi nimi jen asi 1-2 %) vybavené 16 MB SGRAM
paměti. Oproti Voodoo II zde však byla i malá nevýhoda, a sice absence druhého
TexelChipu (nedokázala zpracovat dvě textury najednou, což mohlo zpomalovat běh
některých her). AGP řešení bylo hodnoceno spíše negativně, neboť Banshee,
původně navržená jako PCI karta, nepočítala s AGP texturováním. Rychlost čipu,
vyráběného pomocí 0,35mikronové technologie, činila rovných 100 MHz, paměť
kmitala na 110 MHz a převodník RAMDAC pak pracoval na 250 MHz. Možnosti
přetaktování by se daly označit za slušné, výjimkou nebyly Banshee běžící bez
problémů na 115/125 MHz.

S3 SAVAGE 3D jeden z mnoha nepřesných výstřelů S3, který protentokrát nemířil
až zas tak moc vedle. Savage 3D uměl jako jedna z prvních grafických karet
provádět inteligentní kompresi textur (technologie S3TC zavedená v DirectX6),
vyráběl se na 0,25 mikronech a byl osazen 8 MB paměti. Některé benchmarky ihned
po uvedení prvních karet se Savage 3D sice nasvědčovaly tomu, že tohle by
konečně mohl být ten "Voodoo II Killer", to by však karty s tímto čipem musely
mít daleko stabilnější ovladače a větší kompatibilitu. Časem vyšlo snad deset
updatů BIOSu a před spuštěním většiny her bylo téměř vždy třeba něco
"opatchovat".

RIVA TNT konečně přinesla tolik očekávaný zlom ve vývoji grafických karet,
titul "Voodoo 2 Killer" jí tedy náleží po právu. Některým uživatelům po jejím
připojení nefungoval monitor (to kvůli vysoké obnovovací frekvenci, kterou ji
automaticky přiřadila Windows), jiným zase (kvůli postarší 0,35mikronové
technologii výroby) vydávala nepřijatelně mnoho tepla, tím ovšem veškeré
negativní ohlasy končily. RIVA TNT se stala komplexním 2D/3D řešením pro
všechny majitele AGP (PCI verze se zrovna neosvědčily), kterým nabídla celkově
nadstandardní kvalitu obrazu. Samotný hrubý výkon v 3D hrách mnohdy přesahoval
Voodoo II, ani nemluvě o nečekané sytosti a reálnosti barev. Převážná část
karet se prodala v AGP konfiguraci se 16 MB RAM na 110 MHz a frekvencí čipu 90
MHz, světlo světa však spatřila i verze Vanta s 8 MB RAM, pouze 64bitovou
paměťovou sběrnicí a poněkud nižším taktem. Do výroby grafických karet s tímto
revolučním čipem se vrhlo spousta renomovaných výrobců, asi vůbec nejluxusnější
volně prodejný model s aktivním chladičem nesl název Asus AGP-V3400 TNT TV.

MATROX MGA G200 od toho si mnozí slibovali asi víc, než kolik toho ve
skutečnosti nabídl. Výkon jen zdaleka pokukoval po patách RIVY TNT, ovladače
při akceleraci přes OpenGL ze začátku opravdu silně nestíhaly, také cena byla
zbytečně nadhodnocená. S pozdější verzí ovladačů se o "dvoustovce" dalo
uvažovat jako o kvalitní primární 2D kartě, ke které přikoupíte Voodoo II a
můžete hrát i pracovat na nejvyšší úrovni.



Zlaté období rivality

RIVA TNT 2 přímý nástupce veleúspěšného počinu nVidie. Nabízen byl ve více
verzích: TNT 2 VANTA (procesor 100 MHz/paměť 125 MHz), TNT 2 M64 (podobně jako
Vanta zúžená sběrnice na 64 bitů), "obyčejná" TNT 2 (125/150) a konečně
majestátní TNT 2 Ultra (150/183); asi po roce pak přibyl do ceníků ještě
upravený model TNT2 Pro. Karty se vyráběly převážně v AGP provedeních, PCI
verze si uživatelé opět příliš neoblíbili zejména kvůli přemrštěné ceně. Nástup
byl vpravdě bleskový a přitom bezchybný, odstraněn byl i největší problém TNT
obstarožní 0,35mikronovou technologii nahradila svěží 0,25mikronová. Již brzy
fanoušci objevili solidní možnosti přetaktování pamětí i čipu, čímž rostoucí
oblibu jen umocnili. Výkon TNT 2 Ultra o mnoho překonával celou tehdy dostupnou
konkurenci (v čele s Voodoo 3), dokonce se objevil i lék na starou bolístku
Glide, ten se podařilo legálně emulovat pomocí tzv. wrapperů (jakýchsi
"převaděčů" API rozhraní). TNT 2 předběhla dobu i podporou AGP 4x, tuto
rychlost se totiž podařilo do čipových sad implementovat až o řadu měsíců
později. Podle internetových průzkumů se TNT 2 stále drží na špici (co se počtu
týče) mezi grafickými kartami v běžných českých počítačích.

MATROX G400 další pokus Matroxu o konkurenceschopný čip určený na hry přibyl do
ceníků asi v polovině roku 1999. Jako obvykle existovaly i zde nejméně dvě
varianty: G400 (procesor 125 MHz, paměť 166 MHz 32/16 MB, 300MHz RAMDAC, AGP
4x) a G400 MAX (procesor 166 MHz, paměť 200 MHz 32 MB, 360MHz RAMDAC, AGP 4x).
Obě z nich podporovaly dvě na svou dobu poměrně inovativní technologie:
DualHead (podpora dvou výstupů na monitor na jedné kartě) a hardwarový
enviromental bumpmapping (plastické detaily trojrozměrných povrchů).
"Čtyřstovky" snesly plné srovnání s TNT 2 ULTRA, kterou dokonce předčily v
32bitové barevné hloubce a vysokých rozlišeních. Opět propadly ovladače, jimž
se ze začátku vývoje příliš nedařilo spolupracovat s API OpenGL. Nástupce model
G450 již v sobě příliš grafického potenciálu neskrýval, proto se prosadil "jen"
jako špička mezi 2D řešeními.

S3 SAVAGE 4 přišel na trh také přibližně v polovině roku 1999 a byl ve vpravdě
nezáviděníhodné výchozí situaci; měl přesvědčit potenciální kupce o tom, že
neobsahuje (na rozdíl od S3 Savage 3D) hromady hloupých chyb. Čip PRO (slabší
verze na 125 MHz se značila GT) běžel na slušných 143 MHz, podporoval AGP 4x a
32 MB RAM, ale přesto se nakonec prosadil jen jako nejlevnější podřadná
varianta 3D akcelerace. Podporoval lehce vylepšenou kompresi S3TC, výkonem však
ani zdaleka nedosahoval na v té době aktuální model nVidie RIVA TNT2. Nabízel
neuvěřitelně vysoký framerate v nízkých rozlišeních, avšak od hodnoty 1 024 x
768 výše to už neúnosně trhalo (výkonový strop cca Celeron 400 MHz). Jako
červivá třešnička na dortu se objevil problém s pomalejší odezvou zobrazování
ve 3D, což tehdy vadilo nejen hardcore hráčům 3D akcí.

VOODOO3 nahradilo na trhu grafické karty s čipy Voodoo II a Banshee, z každého
z nich si pak chytře vzalo to nejlepší (dvě texturovací jednotky z Voodoo II a
2D/3D kombo `a la Banshee). Do prodeje se dostaly, obdobně jako v případě
obchodního rivala TNT 2, tři výkonem i cenou odlišné verze:

Voodoo 3 2000 výkon asi jako Voodoo II SLI, procesor na 125 MHz, 16 MB paměti,
vyrábělo se ve verzi PCI i AGP.

Voodoo 3 3000 optimální varianta pro náročné hráče, procesor na 166 MHz, 16 MB
paměti, AGP.

Voodoo 3 3500 high-endová varianta s nástupní cenou nad 10 000 Kč, procesor na
183 MHz, 16 MB paměti, digitální výstup, AGP.

O něco později přišlo na řadu i VELOCITY 100, což byl v podstatě čip Voodoo 3
2000 s 8 MB paměti a softwarově vypnutou druhou texturovací jednotkou (ta šla
opětovně zapnout vhodným zásahem do registru operačního systému). Výkonem se
Velocity dostalo přibližně na 90 % modelu 2000, tím pádem si mnozí za cenu
kolem dvou tisíc korun pořídili relativně dosti výkonnou grafickou kartu, bez
problémů dostačující pro toho času aktuální hry. Voodoo 3 2000 pro sběrnici PCI
slavilo pochopitelně úspěch mezi majiteli počítačů bez slotu AGP (TNT 2 ve
verzi PCI bylo velmi drahé) i v řadách příznivců AMD a jejich procesorů K6-2/3,
které v kombinaci s TNT 2 zrovna přílišný grafický potenciál nenabídly. I
Voodoo třetí generace se nevyhnuly jisté nedostatky: pouze 16bitová barevná
hloubka (konkurence uměla 32bitový truecolor již dávno) a s tím spojená
nevýraznost akcelerovaného obrazu, pouze AGP 2x, dále omezená schopnost práce s
velikými texturami a chybějící AGP texturing.



Epilog 3Dfx a příchod prvních GPU

GeForce 256 toto nepatrné označení vyvolá v každém počítačovém nadšenci řadu
pocitů. První asociace, které by vás mohly okamžitě napadnout, jsou nVidia jako
výrobce a první skutečné GPU (Graphical Processing Unit) s hardwarovými T&L
funkcemi. Čip zvládal vykreslit čtyři body či nanést čtyři textury najednou
(RIVA TNT pouze dvě), jeho provozní frekvence sice činila pouhých 120 MHz, ale
i přes tuto nevýhodu se v mnohých testech vyšplhal až na samotný vrchol. Mohli
jste zakoupit dvě verze, lišící se typem použité paměti. GeForce 256 SDR sice
bojovala nižší cenou, ale čas od času se objevovaly jisté problémy pod Direct3D
a výkonnostně na tom byla všeobecně hůře než DDR. Obraz ve 2D bohatě postačoval
běžnému použití, 3D zobrazení konečně zpřístupnilo klady 32bitového zobrazení i
pro vysoká rozlišení.

ATI Rage Fury MAXX byl vybaven dvěma čipy Rage 128 Pro (136 MHz) a 64 MB 155MHz
RAM (32 MB pro každý čip). Metoda vykreslování obrazu se dvěma čipy se nazývala
AFR (Alternate Frame Rendering), kdy každý čip střídavě vykresloval snímky
nezávisle na druhém. Výkon hravě překonal všechny konkurenční čipy bez funkcí
Transform and Lightning, na čipy řady GeForce DDR ale stále neměl. MAXX (jako
ostatně všechna víceprocesorová grafická řešení) nepodporoval texturování scény
přes AGP, v tomto ohledu si vedl podobně jako Voodoo 5. Na výkonném počítači
(od P III 800 MHz výše) uměl tento čip překonat v truecoloru i slabší verzi
GeForce SDR převážně díky vysoké hodnotě teoretického fillrate. Již klasicky
ATI implementovala kvalitní podporu přehrávání videa a DVD, k úplné
spokojenosti všech scházela už jen podpora AGP 4x přenosů (MAXX zvládal max.
AGP 2x). Technologie AFR navíc způsobuje pomalejší odezvu při hraní tzv.
grafický lag.

Voodoo generace 4/5 se staly posledními čipy, které kdy 3Dfx samostatně
vyprodukovalo. Poháněny byly grafickými procesory VSA 100, jež sice nabídly
opravdu vysoký hrubý výkon a pokročilé funkce jako FSAA (Full Scene
Anti-aliasing), ale na konkurenci scházely především důležité T&L vykreslovací
prostředky a dostupnější cena. Společnost 3Dfx protentokrát přišla s poměrně
naivní ideou, že když sníží rozlišení na 640 x 480 a zapne FSAA, bude obraz
stejně kvalitní jako v případě nVidie s rozlišením například 1 024 x 768.
Uživatelé si Voodoo 4/5 karty neoblíbili také kvůli vpravdě obřím rozměrům,
které naprosto neodpovídaly velikosti běžných počítačových skříní. Pokud se vám
již podařilo Voodoo 5 umístit, byli jste nepříjemně překvapení příkonem (slabší
zdroje by mohly vyprávět) a produkcí tepla. Jen pro úplnost vašich představ o
zániku 3Dfx dodáme, že Voodoo 5 5500 stálo v době uvedení stejně jako o řád
výkonnější GeForce 2 GTS. Po propadáku, který s sebou tato Voodoo přinesla,
musel nutně následovat pád. Stalo se tedy, že nVidia odkoupila svého odvěkého
rivala 3Dfx i se všemi technologiemi, skladovými zásobami a hlavně zkušeným
vývojářským personálem.

S3 Savage 2000 byl dosud posledním pokusem z dílen S3, který se měl stát přímým
konkurentem GeForce. Podporoval vlastní způsob hardwarových T&L výpočtů, ten se
ale nakonec ukázal jako velice problémový a v pozdějších verzích ovladačů byl
dokonce deaktivován. V praxi se zde opět předvedla komprimace textur S3TC (tu
už ale mezitím implementovala i konkurence), karty se Savage 2000 byly
vybavovány 32 MB VRAM s velkým pasivním chladičem. Teoreticky byly produkty s
tímto čipem opravdu vcelku schopné, prakticky se jim nepodařilo byť jen
rozběhnout spoustu her, což se silně projevilo na výsledné oblibě. Za pozitivní
by se dal označit malý rozdíl rychlosti mezi 16a 32bitovou hloubkou
vykreslování, 0,18mikronový výrobní proces a také relativně příznivá cena.
Savage 2000 se stal posledním hřebíkem do rakve nikdy nekončícím snahám S3 o
výkonný a přitom bezproblémový 3D čip.

GeForce2 (NV 15) se podařilo zdvojnásobit výborný potenciál GeForce DDR a
přivést tím nVidii až na výsluní. První dostupný model GF 2 nesl přídomek GTS
(Giga Texel Shader), běžel na 200 MHz (paměť 166/333 MHz DDR) a záhy se stal na
dlouhou dobu pravou výkonnostní modlou. Lehce vylepšený model GF 2 Pro měl
pouze o něco rychlejší paměť (366/183 MHz DDR), jinak se prakticky nelišil.
Ovšem delikatesa GF 2 Ultra se svými 250 MHz na čipu a 460/230MHz DDR pamětí
mohla v některých testech směle soupeřit i s GeForce 3. Na začátku roku 2002
přispěchala nVidia se zatím posledním počinem postaveným na jádře NV 15,
pojmenovaným GeForce 2 Titanium. Ten dostal za úkol zamést s nepřehledným
značením a nahradit všechny předchozí GF 2 (postupně i GF 2 MX). Titanium
pracuje na frekvenci 250 MHz a spolupracuje s pamětmi DDR na 400/200 MHz.
Majitelé si dodnes pochvalují slušné možnosti přetaktování a poměr cena/výkon.

GeForce 2 MX (NV 11) si zaslouží zvláštní odstavec jen pro sebe. Nejde tu ani
tak o hrubý zobrazovací výkon, ale spíše o oblibu, kterou si za roky prodeje
získalo mezi spoustami uživatelů. Podle internetových anket dosud tvoří opravdu
významné procento populace grafických karet (nejen) u nás. Původní myšlenkou
bylo zaplnění rozsáhlé mezery na trhu, která vznikla zejména mezi GeForce první
generace a GeForce 2 GTS. Bylo odebráno něco špičkových technologií, něco se
ubralo i na frekvenci, hrubá kostra GeForce 2 však zůstala a k mání byla za
dostatečně rozumnou cenu. Pokud přičtete vliv slušné podpory v podobě časté
aktualizace ovladačů a uspokojivou přetaktovatelnost, dostáváte jednoznačný
prodejní šlágr. Na nové hry již pomalu přestalo stačit, ale k dispozici je dnes
pod dva tisíce korun s daní, což se také cení. V minulosti se "emixko"
prodávalo jen v jediné konfiguraci (rozlišovaly se na DDR a SDR), později
nVidia přišla s rozlišením na modely 200 a 400. Verze 200 byla ještě více
očesaná, zejména propustnost 64bitové paměťové sběrnice ve spojení s nižším
taktem se v testech projevila docela negativně. Cenové odlišení od 400 nebylo
dostatečně vysoké, aby se tento odstup ospravedlnil. Zato "čtyřstovka" s taktem
procesoru 200 MHz a paměti 166 MHz (to se pochopitelně může u různých výrobců
lišit) se nadlouho stala doslova prodejním hitem.

ST Kyro I a II čipy se vydaly diametrálně odlišnou cestou než konkurence.
Navazovaly tak na úspěch grafických čipů PoverVR, které byly začátkem roku 1997
stejně populární jako 3Dfx. Namísto trendu v podobě navyšování frekvencí a
zavádění T&L výpočtů se zde uplatnila technika výpočtů obrazu pomocí jakýchsi
pomyslných dlaždiček (Tile Based Rendering), na které se celá vykreslovaná
scéna rozděluje. První Kyro ještě nebylo po stránce kompatibility tak úplně
hotové, praktický význam měla až jeho druhá generace. Za solidní cenu jste
mohli dostat kartu, která v benchmarcích bez problémů smete GeForce DDR,
GeForce 2 MX a dokáže potrápit i velkého favorita GeForce 2 GTS. Grafický
potenciál byl cítit zejména v náročnějších scénách s velikým průtokem dat, kde
GeForce v rozletu doslova "dusila" kravata ve formě tzv. úzkého hrdla paměti.
RAMDAC běžel na 300 MHz, 32 nebo 64 MB SDR paměti na 175 MHz. Nejvyšší možné
rozlišení bylo 1 920 x 1 440/75 Hz, v 1 600 x 1 200 to bylo již ergonomických
95 Hz. Dnes však nezbývá, než konstatovat, že se jednalo o slepou větev vývoje,
a teď můžeme jen vroucně doufat v projekt Kyro III s plnohodnotnou T&L
jednotkou.

ATI RADEON přišel na svět v nezáviděníhodné konstelaci hvězd, kdy nVidia
dominovala trhu svými čipy GeForce a GeForce II, občas ji jen tak ledabyle
pozlobilo Voodoo 5 a ATI se na špičky benchmarků dívalo s řádným odstupem.
Oproti všem očekáváním se Radeon opravdu povedl, běžel na frekvenci 183 MHz,
přinesl vlastní způsob T&L výpočtů (Charisma Engine), dokonce i několik nových
technických vychytávek. Nejvýznamnější z nich, HyperZ, ulehčila zbytečnou práci
systémové paměti a umožnila tak ve vysokých rozlišeních a barevných hloubkách
překonat i výkonovou špičku v podobě GeForce 2. Paměti mohl mít čip podle
specifikací až 64 MB DDR RAM (183/366), disponoval kvalitním 2D i 3D obrazem,
zkrátka konečně pořádný průvan v sebevědomí nVidie. Jen ty zpropadené ovladače
zprvu občas zazlobily (zejména při celoobrazovkovém antialiasingu), postupně se
je programátorům naštěstí podařilo zkrotit. Do prodeje se dostaly i jakési
slabší a levnější odvary plnohodnotného Radeonu, které dostaly přídomek VE.
Byly ochuzeny o některé funkce, nejcitelněji ale chyběla plnohodnotná T&L
jednotka. Radeony VE se proto prosadily jako low-end herní řešení, kde přímo
konkurovaly GeForce 2 MX (s podobným výkonem).

U GeForce3 (200MHz čip a 460/230 MHz DDR paměti) nVidia rozumně nepokračovala v
hrozivém tempu navyšování kmitočtů, snažila se spíše o masivní zdokonalení
práce s pamětí a celkovou optimalizaci výpočtů. Hrubým výkonem se prakticky
neliší od GeForce 2 GTS, přesto obsahuje téměř dvojnásobný počet tranzistorů ty
používá právě k potřebným inteligentním optimalizačním procesům. Hlavní problém
GeForce I a II se skrýval v tom, že tyto starší GPU počítaly scénu bez ohledu
na to, že se polovina vypočítaného obrazu na monitor nikdy nedostala (lék na
tento problém v podání GeForce 3 se jmenuje Z-Occlusion Culling). Tím docházelo
k zbytečnému přetěžování jak AGP sběrnice, tak i vlastní grafické paměti, a
právě GeForce 3 bylo souzeno tyto nedostatky odstranit. Novinkou velkého
významu se stal křížový řadič paměti (Crossbar Memory Controller), který
zefektivnil zapisování i čtení z paměti až o 50 %! Vertex Shader zase dokázal
působivě modifikovat dané objekty podle předem připravených schémat
(zdeformovat nárazník auta podle toho, jak a do čeho narazilo), a to bez
zvýšených hardwarových nároků. Anti-Aliasing (mimochodem hodně okopírovaný z
Voodoo 5, protože 3Dfx se stalo majetkem nVidie) jako takový rozhodně nebyl
objevem GeForce 3, to spíše jeho HRAA varianta (High Resolution Anti-Aliasing
broušení neestetických ostrých hran ve vyšších rozlišeních). Všechny tyto
funkce podporují DirectX od verze 8, GeForce 3 přišlo asi právě včas, aby
dostatečně umlčelo neustále dotírající konkurenty. Unifikace označení čipů z
počátku roku 2002 se nevyhnula ani GeForce 3, která se rozdělila na dvě
výkonnostní varianty: slabší Ti 200 a high-end Ti 500. Titanium 200 se
osvědčilo jako první cenově přístupná varianta GeForce 3, čip sice pracoval na
nízké frekvenci 175 MHz (paměť 400/200 MHz DDR), to se ale dalo velmi rychle
napravit přetaktováním pomocí zásahu do registrů nebo PowerStripem (utilita pro
správu grafické karty). Naproti tomu v případě Ti 500 nVidia opět nasadila
nejvyšší frekvenční kalibr, 240 MHz grafického procesoru ve spolupráci s
pekelně rychlou 500/250MHz DDR pamětí, za což si ale pochopitelně nechala
královsky zaplatit.

ATI RADEON (8500, 7500, 7200, 7000 atd.) čipy navázaly na slušný úspěch Radeonu
a jeho pomalejších variant VE. Kanadská společnost ATI u nich na podzim roku
2001 poprvé použila obchodní model podobný nVidii: produkuje čipy, které dává k
dispozici různým výrobcům samotných karet. Model 7000 nepřinesl nic nového, v
reálu se jednalo jen o přejmenovanou verzi Radeonu VE s prakticky identickým
akceleračním výkonem. Čipy s označením 7200 sice nabídly o něco vyšší grafický
potenciál, ale stále to byl krejcarový low-end. Až střední třída v podání 7500
(RV200) stála za kus řeči. ATI tentokrát vymyslela dvojí způsob distribuce:
jednak dražší čip s lehce vyšším taktem a prostým označením 7500, na druhou
stranu odlehčenou verzi (asi horší kousky z výrobních sérií) s dodatkem LE
(Light Edition) za výhodné ceny. Prakticky totéž potkalo i Radeon 8500 (R200),
který se až dodnes prodával jako nejvýkonnější řešení od ATI. Z nových
technologií nezbývá než jmenovat Charisma Engine II, Pixel Tapestry II
(programovatelný Pixel Shader), HyperZ II (efektivnější přenosová kapacita
paměti) a Video Immersion II pro lepší přehrávání videosekvencí. HydraVision
nově umožnilo správu dvou monitorů zároveň, a svou kvalitou dokonce porazilo
TwinView konkurenčních GeForce čipů. Funkce FSAA nazvala ATI Smooth Vision,
podobně jako konkurence nabídla dva mody (2x a 4x), kdy jste se navíc mohli
rozhodnout, zda chcete raději vyšší rychlostm, nebo kvalitu zobrazení. Dodnes
se odborníci přou, zda se celkový význam Radeonu 8500 vzhledem k výsledkům jeho
soubojů s GeForce 3 Ti 500 a GeForce 4 (NV 25) nepřecenil, ale jisté je, že si
Radeon 8500 (250MHz čip a 275/550 MHz DDR paměti) získal mnoho příznivců, jež
na něj nedají dopustit.

GeForce4 (NV 25) již patří do nejžhavější grafické současnosti, pro jakousi
úplnost přehledu si ale rozebereme i tento čip. Hned na začátku musíme rozlišit
dva vývojové typy GeForce 4: na jedné straně relativně levné a aktuálními
technologiemi příliš neoplývající NV 17(viz dále), na druhé NV 25 nabité
převratnými funkcemi. NV 25 je v mnoha ohledech podobná starší GeForce 3.
Nenajdeme tu totiž prakticky žádné revoluční změny, avšak čeká na nás velká
spousta zajímavých vylepšení, zejména pak v oblasti výpočetních algoritmů.
Jádro vlastní grafické je vyráběno v současnosti asi nejběžnější 0,15mikronovou
technologií a je poskládáno z 63 milionů tranzistorů. Ptáte se snad, proč
nVidia nepoužila pokročilejší 0,13mikronovou proceduru výroby? Z čistě
technických důvodů! TMSC, tradiční výrobce čipů GeForce, by jednoduše nebyl
schopen vyrábět GeForce 4 na 0,13 mikronech s dostatečnou výtěžností. Paměti
GeForce 4 doslova sprintují na frekvenci 350 MHz DDR, což je (efektivně vzato)
neuvěřitelných 700 MHz! Hlavně kvůli tomu se mohla teoretická datová
propustnost zvýšit až na dříve nemyslitelnou hranici 10 GB/s. GeForce 4 mimo
jiné obsahuje další evoluční generaci LightSpeed Memory Architecture II (=
propustnější paměťový řadič). Z architektonického pohledu se jádra grafického
čipu NV25 (GeForce 4) od NV20 (GeForce 3) opět moc neodlišují. Jak je již u
nVidie dobrým zvykem, má tendenci implementovat do svých nejvýkonnějších čipů
kvanta nových technologií jednou z nejzajímavějších technologií je tzv.
"Occlusion Culling II" (OC byl přítomen již v GeForce3, avšak nikdo se tím
příliš nechlubil), což jest jakási obdoba HyperZ II u Radeonu 8500. Zajímavě se
nám jeví i algoritmus pro bezztrátovou kompresi textur v poměru 4:1. Zdá se, že
nVidia nechce supervýkonným 128 MB paměti dopřát ani chvilku klidu, ale přitom
jim práci jakoby co nejvíce ulehčuje. V praxi se také ukazuje inovované
pouzdření čipu: tzv. PBGA Ball Grid Array balení. Masivnímu zvýšení objemu
vyzařovaného tepla je GeForce4 připravena odolávat systémem tepelné ochrany a
kontroly.

NVidia nyní prodává tři verze GeForce 4 Ti nesou na sobě označení 4200, 4400 a
4600. Liší se v podstatě pouze velikostí paměti. Provedení 4400 a 4200 jsou
"vyzbrojena" 64 nebo 128 MB RAM a 4600 bude mít k sobě vždy "přišito" celých
128 MB RAM (v BGA obalu známých např. z pamětí značky Kingmax). Na závěr: NV 25
nezvládá hardwarovou podporu DirectX 9, toho se dočkáme až s příchodem NV 30 a
ATI R300.

GeForce 4 MX (NV17) čipy by se měly spíše jmenovat GeForce 3 MX, protože se
nejspíše jedná o výkonnostní mezikrok mezi GeForce druhé a třetí generace.
Grafický čip se vyrábí pokročilou 0,15mikronovou technologií a architektura
jádra nejvíce připomíná lehce odlehčenou GeForce 3. Stejně jako starší a
silnější GeForce 3 mají nová "emixka" integrovaný upravený řadič pamětí, tzv.
LightSpeed Memory Architecture. Zazáří i podporou velmi dobrého Quicunx
Anti-Aliasingu. Čím se však GeForce 4 MX od plnohodnotné GeForce 3 liší, jsou
funkce DirectX 8, které GeForce 4 MX bohužel nezvládá. Do GeForce 4 tedy schází
opravdu hodně, ale jméno nVidia stejně prodá spousty a spousty takto "špatně"
značených karet. Výkonností patří GeForce 4 MX lehounce nad GeForce 2, dost
možná bude v některých testech ve své nejvýkonnější verzi MX 460 dýchat na záda
i GeForce 3. Nyní tedy něco bližšího ke každé ze tří verzí NV 17: GeForce 4 MX
420 je nejslabší člen rodiny GeForce 4. Jádro sice "tepe" na slušných 250 MHz,
ale zato nepříliš výkonné SDR paměti taktují výrobci na velice slabých 166 MHz.
Na žebříčku výkonnosti se řadí vysoko nad GeForce 2 MX, na GTS ale ani náhodou
nemá. GeForce 4 MX 440 pracuje na lehounce vyšší frekvenci 270 MHz, paměti na
200 MHz. V tomto modelu je GeForce 4 MX konečně vyzbrojena DDR SDRAM pamětmi na
stejné frekvenci (366/183 MHz DDR) jako například starší GeForce 2 Pro
(poskytují propustnost 6,4 GB/s). GF 4 MX 440 disponuje grafickým potenciálem
podobným GeForce 2 GTS. GeForce 4 MX 460 kmitá úctyhodně rychle: 300 MHz!
Paměti se také slušně vytáhly, 550/275 MHz DDR (propustnost 8,8 GB/s). I díky
rychlým pamětem se GeForce 4 MX 460 přiblíží k metě GeForce 3. Ceny GeForce 4
MX klesají pozvolna, nasnadě je tedy uvažování, zda koupit za částku kolem 4
000 Kč raději "novou" GeForce 4 MX, nebo postarší, ale zato dobře taktovatelnou
GeForce 3 Ti 200.

Pokud vše shrneme, zjistíme, že takt samotného grafického procesoru narostl za
posledních šest roků nejméně šestkrát (paměti jsou na tom ještě lépe), vývoj se
neustále zrychluje a výrobci s tím v dohledné době asi nemíní přestat. Důkazem
toho jsou i dvě zcela nové grafické bomby, jejichž recenze jsme pro vás do
tohoto čísla připravili. První z nich pochází od firmy Matrox a druhá je od
ATI. Jak se zdá, tak vývoj se nikdy nezastaví a bitva zuří dál.















Komentáře

K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.