Чип 3dfx VSA-100

А теперь пора вспомнить и о 3dfx. Дальнейшая история компании и ее продуктов захватывающа и поучительна, впрочем финал - трагичен.

История выхода в свет нового детища 3dfx весьма трагична и витиевата. Еще в начале осени 1999 года, после выхода в свет nVidia GeForce256, все любители трехмерных игр стали ждать анонса нового продукта от 3dfx, известного под кодовым именем Napalm. Время шло, а 3dfx молчала, предлагая лишь описание своей новой технологии T-buffer, которая будет поддерживаться в новом графическом чипе.

Немного позже, на выставке Comdex/Fall '99 3dfx анонсирует свой новый чип VSA-100, на базе которого будет строиться целая линейка видеокарт. Всех очень огорчили заявленные сроки выхода новых плат на рынок - весна 2000 года. Таким образом, получилось, что компания 3dfx примерно на полгода осталась без современных решений, тем самым давая фору видеокартам на базе чипсета от nVidia GeForce256. Продажи плат годичной давности на базе чипа Voodoo3 стали естественным образом снижаться, да и прибыль с них уже не такая большая, так как цены упали до минимума. Все это привело к ухудшению финансового состояния 3dfx.

Компания 3dfx, анонсировав VSA-100, дала жизнь новой технологии - Voodoo Scalable Architecture. Сокращенное название технологии дало имя первому чипу на ее основе - VSA-100. Суть технологии в том, что на базе этих процессоров можно строить многочиповые решения, вплоть до 32-х и более. Вспомним технологию SLI, применявшуюся в платах 3dfx Voodoo2, когда происходило объединение работы двух видеоакселераторов. По существу, VSA - это то же самое. Только более гибкое и расширенное решение. Действительно, зачем идти по пути наращивания мощности одного процессора, когда можно просто увеличивать их количество. Можно много спорить по поводу большей актуальности того или иного решения, однако у многопроцессорных решений есть очень важное преимущество - масштабируемость и параллелизм вычислений.

Поговорим немного о функционировании технологии VSA. Само понятие SLI-режима подразумевает обработку каждым чипом только части изображения, однако не зря перед анонсом VSA, 3dfx представила технологию T-Buffer. Таким образом, видеокарты на базе чипов VSA-100 могут работать в одном из этих режимов: T-buffer или SLI. Рассмотрим более подробно режим SLI.

Во времена Voodoo2 технология SLI представляла собой следующее: два графических процессора осуществляют рендеринг разных строк одного кадра, формирующих конечное изображение. При этом все чипы используют один общий кадровый буфер. Затем сформированный кадр выводится из общего кадрового буфера на экран монитора. Архитектура VSA поддерживает новую реализацию технологии SLI, в которой устранены такие ограничения старого варианта SLI, как использование только двух графических чипов параллельно и отсутствие поддержки разрешений более чем 1024х768 (теперь поддерживаются разрешения вплоть до 2048x1536). Более того, новая версия технологии SLI представляет собой совершенно другую идеологию. Теперь режим SLI ориентирован на реализацию протокола взаимодействия нескольких графических процессоров, расположенных на одной плате. В случае с VSA-100 новая версия технологии SLI позволяет обеспечить совместную работу в параллельном режиме до 32 графических процессоров. Теперь каждый чип, работающий в режиме SLI, может заниматься формированием определенной последовательности или полосы из строк одного кадра, а каждая такая последовательность может содержать от 1 до 128 строк. При этом число строк в последовательности или полосе, может динамически изменяться. Речь идет о том, что каждый чип формирует строки, которые идут подряд и составляют полосу, а из набора полос формируется полный кадр.

Каждый из чипов VSA-100, используемых в режиме SLI имеет собственную шину памяти и собственный кадровый буфер, в котором осуществляется рендеринг строк или последовательностей строк (полос), после чего данные из разных кадровых буферов передаются в общий кадровый буфер, где формируется полный кадр и уже оттуда происходит вывод на экран монитора. Такая организация работы графических процессоров способствует более равномерному распределению нагрузки на полосу пропускания шины памяти. Кстати, благодаря такому решению, когда потоки данных равномерно распределяются между графическими процессорами, работающими в режиме SLI, суммарная ширина полосы пропускания памяти существенно возрастает. Каждый чип VSA-100 поддерживает работу с локальной видеопамятью объемом до 64 Мб. Часть доступной для каждого чипа памяти используется под кадровый буфер (с двойной или даже тройной буферизацией), а остальная память используется для хранения текстур и Z-буферизации.

Однако, чипы VSA-100 могут работать и в другом режиме - T-buffer. Мы не станем вдаваться в технические детали, связанные с работой T-Buffer, скажу главное: это технология, при которой рендеринг осуществляется одновременно в нескольких кадровых буферах, после чего результаты комбинируются и после этого отображаются на экране монитора. При этом каждый чип, работая параллельно с другими, обрабатывает либо часть картинки, либо всю сцену целиком. Напрашивается сравнение с ATI RAGE MAXX, где тоже каждый чип работает с целым изображением. Однако, методика VSA сильно отличается от MAXX.

Дело в том, что задачей T-buffer является повышение качества получаемого изображения. Напротив, технология MAXX ставит своей целью увеличение скорости работы карты, так как при этом каждый чипсет должен работать с новой задачей. VSA предусматривает работу карты таким образом, что каждый чип работает с одной и той же картинкой или частью, а в результате их смешивания (комбинирования) обеспечивается более высокое качество или реализуются специальные эффекты. Разумеется, при этом есть потери в скорости, однако пользователь волен выбирать: или скорость (режим SLI), или качество (T-buffer). К тому же T-buffer достаточно гибок, чтобы можно найти компромисс между падением в скорости и повышением качества картинки.

Все это замечательно звучит, но только когда есть возможность посмотреть результаты на готовом продукте, а с этим у 3dfx как раз и были проблемы. Чип смог воплотиться в реально продаваемых платах только ближе к лету 2000, и, следовательно, опоздал даже к пятому поколению ускорителей, хотя, изначально обещался к четвертому.

Давайте теперь рассмотрим характеристики нового чипа:

* Интегрированный 128 разрядный 2D/3D/Video ускоритель

* Частота графического ядра 166 MHz

* 2 конвейера рендеринга с 1 блоком текстурирования на каждом

* Fillrate 333 млн. пикселей в секунду (166 Мпикселей в режиме мультитекстурирования)

* Интегрированный 350 MHz RAMDAC

* Рендеринг при 32-битной глубине представления цвета (НАКОНЕЦ!)

* 24-бит Z буфер, * Текстуры с 32-битной точностью представления данных и размером вплоть до 2040x2048 пикселей (НАКОНЕЦ!)

* 128 разрядный интерфейс памяти

* Один чип VSA-100 поддерживает до 64 Мб локальной видео памяти типа SDRAM/SGRAM

* Поддерживается весь набор функций как у серии Voodoo3

* Мультитекстурирование за один проход и один такт

* Рельефное текстурирование за один проход и один такт

* Трилинейная фильтрация за один проход и один такт

Не стоит смущаться относительно скромным характеристикам VSA-100! Ведь суть VSA в том, что эти процессоры могут и должны работать в некоем объединении, а иначе говоря в составе многочиповых видеокарт. Еще осенью 1999 года 3dfx объявила линейку таких плат: