Lịch sử của bộ vi xử lí đồ họa hiện đại - Phần 2

Normal 0 false false false EN-US X-NONE X-NONE MicrosoftInternetExplorer4 S3 Graphics được thành lập đầu năm  1989 và sản xuất Chip tăng tốc 2D đầu tiên của mình và Card màn hình đầu tiên của mình 18 tháng sau đó , S3 911 ( hoặc 86C911 ) bao gồm 1MB RAM video và hỗ trợ 16-bit màu .

 

S3 911 đã bị thay thế bằng 924 trong cùng năm  , đó là phiên bản cải tiến của 911 với 24-bit màu ; năm tiếp theo là 928 với 32-bit màu và Chip tăng tốc 801 và 805 . 801 cùng giao diện ISA , 805 dùng Bus VLB . Trong thời gian từ 911 và trước thời gian xuất hiện tăng tốc 3D , thị trường đã tràn ngập những thiết kế 2D GUI dựa trên S3 , đáng chú ý hơn cả từ các công ty  như Tseng labs, Cirrus Logic, Trident, IIT, ATI Mach32 và Matrox MAGIC RGB.

Trong tháng Một 1992 , SGI ( Silicon Graphics Inc ) đã phát hành OpenGL 1.0 , đó là giao diện lập trình ứng dụng ( API ) nhiều nền tảng  cho cả đồ họa  2D và 3D .

OpenGL được tiến hóa từ API của SGI có tên gọi IRIS GL (Integrated Raster Imaging System Graphical Library). Nó dùng những hàm không phải đồ họa  của IRIS , và cho phép API chạy trên những hệ thống  không phải của SGI .

Ban đầu mục tiêu của OpenGL dùng cho thị trường dựa trên UNIX chuyên nghiệp , nhưng rất gần gũi với các nhà phát triển để mở rộng và nó nhanh chóng tham gia vào cuộc chơi 3D .

Microsoft đã phát triển API khác của riêng mình có tên gọi Direct3D dùng trong hệ điều hành Windows mới .

Mọi việc trở nên căng thăng sau vài năm khi John Carmack của id Software , đã phát hành Doom để tạo ra cuộc cách mạng những trò chơi trên PC , giới thiệu Quake dùng OpenGL trên Windows và phê phán Direct3D .

\"hinh5\"

GLQuake trong năm  1997 so với Quake ban đầu

Microsoft đã không khoan nhượng khi họ từ chối cấp phép MCD ( Mini-Client Driver ) của OpenGL trên Windows 95 và chỉ cho phép dùng tính năng này nếu truy cập từ tăng tốc bằng phần cứng . SGI đã đáp trả bằng việc phát triển ICD (Installable Client Driver) , không chỉ cung cấp những khả năng tương tự mà thậm chí còn tốt hơn khi ICD thêm những tính năng T&L ( Lighting and Transform ) .

Trong khi OpenGL đang trỗi dậy  , ban đầu đã thu hút được trong lĩnh vực máy trạm , thì Microsoft lại chú ý tới thị trường Game đang nổi lên với những thiết kế trên API riêng của mình . Microsoft đã mua lại RenderMorphics trong tháng Hai 1995 , là công ty  sở hữu API Reality Lab đang được nhiều nhà phát triển sử dụng và trở thành lõi cho Direct3D .

Cùng thời gian đó , Brian Hook của 3dfx đã viết API Glide mà trở thành API thống trị trong Game . Thành công này đó là một phần đóng góp của Microsoft trong dự án Talisman để nhắm phát triển hơn nữa DirectX .

Direct3D trở nên rộng rãi với sự góp sức của Windows vì thế những API khác như S3d (S3), Matrox Simple Interface, Creative Graphics Library, C Interface (ATI), SGL (PowerVR), NVLIB (Nvidia), RRedline (Rendition) và Glide, đã mất dần lợi thế trước những nhà phát triển .

Sự cạnh tranh của những API đã thúc đẩy sự cạnh tranh với những nhà sản xuất phần cứng và thúc đẩy họ tăng tốc và thêm vào những tính năng như hỗ trợ màn hình có độ phân giải  cao hơn , tăng độ sâu của màu ( từ 16-bit lên tới 24- sau đó là 32-bit ) , nâng cao chất lượng hình ảnh như AA ( Anti-Aliasing ) . Tất cả những tính năng này đều làm tăng băng thông , hiệu quả của đồ họa  và tăng tốc chu kì sản phẩm .

Đến năm  1993 do những biến động to lớn đã buộc một số công ty  đồ họa  phải ngừng kinh doanh nhưng lại mở ra một loạt các đối thủ cạnh tranh năng kí khác và đáng lưu ý hơn cả đó là NVIDIA trong tháng Năm do Jen-Hsun Huang, Curtis Priem và Chris Malachowsky thành lập . Huang trước kia là Giám đốc của Coreware ở LSI và Priem và Malachowsky cả hai đều từ Sun Microsystem tại đó họ đã phát triển cấu trúc đồ họa  GX dựa trên SunSPARC .

Những thành viên mới bao gồm Dynamic Pictures, ARK Logic, và Rendition .

Những công ty  phải rút lui bao gồm Tamerack, Gemini Technology, Genoa Systems, Hualon, Headland Technology (bị SPEA mua lại), Acer, Motorola và Acumos (bị Cirrus Logic mua lại).

Tuy nhiên còn có một công ty  vẫn duy trì sức mạnh của mình trong thời gian đó và ngày càng mạnh lên chính là ATI .

Là tiền thân của All-In-Wonder , cuối tháng 10 , chip giải mã 68890 PC TV của ATI được giới thiệu lần đầu tiên bên trong Card Video-It! . Chip này có thể ghi lại những đoạn video 320x240@15 FPS hoặc 160X120@30 FPS , nén/giải nén theo thời gian thực nhờ sự hỗ trợ của Intel i750PD VCP (Video Compression Processor) . Nó cũng trao đổi thông tin với Card màn hình bằng Bus dữ liệu không cần tới Cable hoặc thiết bị mở rộng .

Video-It! được bán với giá 399$ và kèm theo một Card có ít tính năng hơn đó là Video-Basic .

5 tháng sau , ATI lại cho ra mắt Mach64 muộn màng với bộ tăng tốc 64-bit .

Năm  tài chính này đã kết thúc với thất bại của ATI sau khi lỗ 2.7 triệu CAD$ với bối cảnh các đối thủ cạnh tranh ngày càng mạnh lên . Những sản phẩm của các đối thủ cạnh tranh như S3 Vision 968 , Trio64 đã nhận được nhiều hợp đồng OEM như Dell (Dimension XPS), Compaq (Presario 7170/7180), AT&T (Globalyst),HP (Vectra VE 4), và DEC (Venturis/Celebris).

 

\"hinh6\"

S3 Vision 968

 Phát hành trong năm  1995 , Mach64 cũng có được những sự quan tâm đầu tiên . Nó trở thành Card màn hình đầu tiên dùng cho cả PC và Mac với giá 450$ và 650$ tùy vào bộ nhớ ; bên cạnh đó S3 có Trio cung cấp công cụ đầy đủ cho tăng tốc video .

Mach64 cũng mở ra những Card màn hình chuyên nghiệp  đầu tiên của ATI như 3D Pro Turbo và 3D Pro Turbo+PC2TV , có giá 599$ cho 2MB và 899$ cho 4MB .

 

\"hinh7\"

 ATI March64 VT hỗ trợ cho TV Tuner .

Những tháng sau xuất hiện công nghệ có tên gọi 3DLabs , được sinh ra khi bộ phận đồ họa  Pixel của DuPont mua công ty  con từ công ty  mẹ , cùng với bộ xử lí GLINT 300SX cung cấp khả năng tái tạo OpenGL , xử lí phân mảnh và Rasterisation . Do giá quá cao những Card màn hình của công ty  này có mục tiêu ban đầu cho thị trường chuyên nghiệp . Fujitsu Sapphire2SX 4MB có giá bản lẻ $1600-$2000, 8MB ELSA GLoria 8 có giá lên tới $2600-$2850. Tuy nhiên 300SX đã được dùng trong thị trường Game .

Gaming GLINT 300SX của năm 1995 có 2MB VRAM . Nó dùng 1MB cho Texture và Z-Buffer và bộ đệm khung hình khác ; nhưng còn có lựa chọn khác để tăng bộ nhớ VRAM tương thích với Direct3D kèm theo tăng giá 50$ so với giá cơ bản 349$ . Card này đã không thành công về sau nhưng cũng đã từng lúc thống trị thị trường nhưng 3DLabs đã kế tiếp với dòng Permedia .

Khi ấy S3 dường như có mặt ở khắp mọi nơi . OEM cao cấp đã bị chipset S3 Trio64 thống trị ,nó tích hợp DAC , mạch điều khiển đồ họa  , xung nhịp tổng hợp thành một chip . Chúng cũng dùng bộ đệm khung hình hợp nhất và hỗ trợ Overlay video bằng phần cứng ( một phần riêng biệt của VRAM cho việc tái tạo video theo yêu cầu của ứng dụng ) .

Trio64 và Trio32 cũng được cung cấp cho những OEM và dùng trong những Card màn hình riêng của những nhà sản xuất khác như Diamond, ELSA, Sparkle, STB, Orchid, Hercules và Number Nine. Những giá của Diamond Multimedia từ 169$ cho những Card màn hình dùng ViRGE tới 569$ cho Diamond Stealth64 Video dùng Trio64+ với 4MB VRAM .

Thị trường chủ đạo cũng được Trident cung cấp với chip 9680 cùng dòng sản phẩm cho Series này . Chip này cũng có hầu hết những tính năng của Trio64 và có mức giá từ 170-200$ cung cấp hiệu suất 3D chấp nhận được với khả năng cung cấp video chất lượng tốt .

Những sản phẩm mới trong thị trường chủ đạo có thêm Power Player 9130 của Weitek, và ProMotion 6410 của Alliance Semiconductor . Cả hai đều đã giảm tải gánh nặng hoạt động của CPU trong khi đó còn cung cấp khả năng chạy những file video mượt mà và chất lượng cao hơn so với những chip trước kia như ATI Mach64, Matrox MGA 2064W và S3 Vision968.

\"hinh8\"

NVIDIA phát hành chip đồ họa  đầu tiên của mình là NV1 trong tháng Năm  1995 và trở thành bộ vi xử lí  đồ họa  thương mại đầu tiên với khả năng tái tạo 3D , tăng tốc video và tích hợp bộ tăng tốc GUI .

NVIDIA đã cộng tác với ST Microelectronic để sản xuất bằng công nghệ 500nm và về sau cũng đưa ra phiên bản STG2000 . Mặc dù không đạt được thành công lớn nhưng là sự hứa hẹn thành công về sau . Không may cho NVIDIA khi những nhà sản xuất OEM ( đáng chú ý đó là Diamond Edge 3D ) bắt đầu đưa ra những Card màn hình đầu tiên trong tháng Chín thì cũng là lúc Microsoft đã hoàn tất và phát hành DirectX 1.0 .

API đồ họa  Direct3D (D3D) dựa vào việc tái tạo những đa giác hình tam giác , trong khi đó NV1 lại dùng Quad-Texture Mapping . Việc hạn chế không tương thích với D3D được xử lí bằng driver nhưng lại thiếu sự hỗ trợ từ những nhà phát triển Game cho NV1 nên NVIDIA đã không làm gì được nhiều với NV1 .

Hầu hết những trò chơi khi ấy đều dùng trên máy chơi game video Sega Saturn nên Card màn hình 4MB NV1 tích hợp những cổng Saturn có giá bán lẻ khoảng 450$ trong tháng 9/1995 .

Sự thay đổi muộn mằn và phát hành DirectX SDK của Microsoft khiến cho những nhà sản xuất Card màn hình không thế truy cập trực tiếp tới phần cứng để xem được những đoạn video số . Điều đó có nghĩa những Card màn hình rời đều có vấn đề với Windows 95 . Những driver đồ họa  trong Windows 3.1 không  thể dùng được trong Windows 95 và ngược loại .

ATI đã giới thiệu chip tăng tốc 3D đầu tiên của mình có tên gọi 3D Rage ( hay còn được gọi là Mach64 GT ) trong tháng 11/1995 .

\"hinh9\"Bản demo đầu tiên được trình diễn tại Hội nghị Game video E3 tổ chức ở Los Angeles trong tháng Năm 1996 và được bán ra một tháng sau đó . 3D Rage hợp nhất lõi 2D của Mach64 với khả năng 3D .

Những cải tiến cuối cùng trong đặc tính kỹ thuật của DirectX dẫn tới việc 3D Rage có vấn đề về tương thích với nhiều Game , chủ yếu là thiếu Bộ đệm độ sâu ( Depth Buffering ) . Với bộ đệm khung hình 2MB EDO RAM , chế độ 3D chỉ đạt được 640x480 16-bit hoặc 400x300 32-bit . Nếu thử dùng 32-bit màu với độ phân giải 600x480 sẽ có vấn đề về màu sắc hiển thị , và chế độ 2D đạt tới độ phân giải  1280x1024 . Nó có hiệu suất làm việc trong Game bình thường , nhưng lại có khả năng xem được video MPED Full-Screen .

ATI đã cải tiến lại chip này và phát hành Rage II trong tháng Chín . Nó sửa chữa những vấn đề trong D3DX của chip đầu tiên và hỗ trợ thêm MPEG 2 .Tuy nhiên những chip ban đầu vẫn dùng  2MB VRAM gây cản trở tới hiệu suất làm việc vì thế mà nó được mở rộng thành những loại Rage II+DVD và 3D Xpression+ để hỗ trợ tới 8MB VRAM .

Trong khi ATI có sản phẩm đầu tiên ra thị trường cho giải pháp đồ họa  3D đầu tiên thì không lâu sau những đối thủ cạnh tranh khác lại có những ý tưởng khác nhau để thực hiện 3D trong đó có 3dfx , Rendition và VideoLogic .

 

Screamer 2 phát hành 1966 chạy trên Windows 95 bằng Card màn hình 3dfx Voodoo

Trong cuộc đua phát hành những sản phẩm mới ra thị trường thì 3dfx đã chiến thắng trước Rendition và VideoLogic .

Cuộc đua về hiệu suất đã kết thúc trước khi nó bắt đầu , 3Dfx Voodoo Graphics đã tiêu diệt tất cả những đối thủ cạnh tranh khác .

 

Phần 1 : Giai đoạn 1976 - 1995 : Những ngày đầu của đồ họa 3D thông thường

Phần 3 : Giai đoạn 1995 - 1999 : 3Dfx Voodoo là người thay đổi cuộc chơi

Phần 4

Phần 5 : Kỉ nguyên của NVIDIA đấu với ATI bắt đầu từ năm 2000 - 2006

Phần 6

Phần 7 : Sự xuất hiện của GPU để thực hiện những công việc thông thường - GPGPU

Phần 8

 

 

 \"qcao\"\"anh2\"