Djupdykning i grafikkortens historia – från färgkort till 3D-eran

ATI, S3 Graphics, Nvidia och övriga aktörer på marknaden slogs om att lyckas integrera så många funktioner som möjligt på sina grafikkort, och nå så bra prestanda som möjligt med olika former av stöd för olika utvecklargränssnitt. Men mot slutet av 1996 hände något som kastade marknaden för 3D-grafik fullständigt på sin ända, nämligen introduktionen av företaget 3dfx och grafikkortet Voodoo.

3dfx Voodoo sparkade igång 3D-eran ordentligt och var under en period vida överlägsen konkurrenterna. Bild från SweClockers-medlemmen Knashatt.

Till skillnad från den rådande trenden på marknaden var 3dfx grafikkort endast 3D-accelererande och krävde att ett separat 2D-kort anslöts via VGA-kabel. Tidiga grafikkort hade mekaniska reläer som växlade om från 2D- till 3D-läge, något som gav upphov till ett ikoniskt klickande ljud, men senare revisioner integrerade dessa reläer i kretsarna. Prestandamässigt lämnade 3dfx samtliga konkurrenter i kölvattnet, och en del i detta övertag låg i det egna mjukvarugränssnittet.

Gränssnittet i fråga hette Glide och var i grunden baserad på samma modell som användes i OpenGL, men dataformaten för bland annat geometri och texturkartläggning var specialskrivna för hur hårdvaran i Voodoo-grafikkorten renderade 3d vilket resulterade i renderingsprestanda som låg flera nivåer över vad konkurrenterna kunde uppnå med OpenGL eller Direct3D.

Trots 3dfx dominans under eran saknades det inte konkurrens. ATI började på allvar etablera sig gällande spelprestanda med produktfamiljen Rage Pro under 1997 som var det första grafikkortet som anslöt till moderkortet via den nya kommunikationsbussen AGP.

ATI Rage Pro hamnade presterade på likvärdig nivå med 3dfx Voodoo i dess utförande med 4 MB grafikminne, och i konfigurationer med 8 MB grafikminne där AGP 2x användes som kommunikationsbuss presterande ATI prestandakort till och med bättre. ATI:s Rage Pro tillförde en rad nytta funktioner, bland annat en flyttalsenhet som avlastade beräkningar från processor och förbättrad teknik för kantutjämning (eng. anti-aliasing, AA).

Konkurrerande renderingstekniker

Utöver Nvidias försök med kvadratpolygoner arbetade de flesta med triangelbaserad polygonrendering, men företaget Videologic vågade år 1996 presentera en ny renderingsteknik vid namn Tile-Based Deferred Rendering (TBDR). Där delades bilden som skulle renderas upp i bildrutor (tiles).

Videologics grafikkort renderade grafik genom att dela upp bilden i rutor (tiles). Här i är baksidan av Videologic Neon 250.

Element i miljön som inte syntes renderades inte, vilket minskade mängden beräkningar som grafikkortet behövde utföra. De första två av Videologics kretsar kallades Midas 1 och Midas 2, där den senare inledningsvis användes exklusivt i Segas sista spelkonsol Dreamcast men lanserades senare även som grafikkort under produktnamnet Neon 250.

I samma veva som ATI började hävda sig på allvar med 3dfx introducerade rivalen Nvidia ett nytt grafikkort där de faktiskt hade hoppat på tåget med triangelbaserad polygonrendering – Riva 128. Det nya kortet tillverkades av ST Microelectronics och skröt med en nyutvecklad RAMDAC och videoavkodare. Trots problem med bångstyriga drivrutiner i bland annat Unreal lyckades RIVA 128 knäcka konkurrenternas prestanda i bland annat Quake 2.

Nvidias grafikkortsfamilj Riva blev företagets första stora framgång, här i form av Riva TNT2. Bild från SweClockers-medlemmen +_+.

RIVA 128 blev en så pass stor framgång att Nvidia tvingades anlita en sekundär tillverkare för att möta efterfrågan, där valet hamnade på TSMC. Det uppskattades att Nvidia lyckades nå cirka 24 procents marknadsandel under 1997, vilket var näst störst efter 3dfx Interactive. Riva 128 erbjöd stöd för både OpenGL och Direct3D.

I början av 1998 släppte ytterligare en gigant sin första, och enda, dedikerade 3D-accelererande grafikkort. Intel i740 hade sitt ursprung i ett program för simulering av rymdfärder inom NASA och var ett av de tidiga korten som nyttjade AGP-standarden. En särskiljande egenskap med i740 var att den utnyttjade något som kallas AGP-texturering.

Intels första försök till dedikerat grafikkort hette i740, men framgångarna uteblev. Bild från SweClockers-medlemmen DrSwizz.

Detta innebar att grafikkortet endast lyfte in de texturer som behöves för rasterisering till grafikkortets minne. Övriga texturer lämnades i systemets primärminne till dess att de behövdes och lyftes först då över till grafikminnet. För att minimera latensen i denna synkronisering använde Intel AGP-tekniken Direct Memory Execute (DiME).

Sett till prestanda och bildkvalitet matchade Intel i740 fjolårets flaggskeppsprodukter, men då kortet saknade rejäla säljargument hamnade det snabbt i skymundan då konkurrenterna fortsatte att lansera nya produkter som lämnade Intels kort i backspegeln. Intel utvecklade en uppföljare, i752, men brist på intresse från marknaden i stort gjorde att företaget skrotade utveckling av dedikerade grafikkort.

ATI fortsatte att ligga i teknikens framkant, och under 1998 lanserades korten Rage 128 GL och Rage 128 VR. Här erbjöds 32 MB grafikminne och en synnerligen effektiv minnesarkitektur, men den marknadsledande egenskaper var att de stödde både 16- och 32-bitars färgdjup. Minnesarkitekturen ledde till att korten presterade bättre än Nvidia TNT i höga upplösningar, men då de flesta spel endast utnyttjade 16 bitars färgdjup ledde detta till begränsade fördelar för ATI.

Den nionde parentesen

Även om 3dfx, ATI och Nvidia hade börjat avpollettera konkurrensen fanns det fortfarande en gammal konkurrent kvar i matchen. Number Nine Visual Technology var en gammal aktör som grundades redan 1982 och var först med flera olika grafiktekniker, däribland 8- och 24-bitars färgstöd.

Trots att företaget låg i framkant med teknisk innovation slog Number Nine aldrig igenom på bred front. Bild från SweClockers-medlemmen Multiman.

Number Nines 3D-accelererade grafikkort tog sin början redan med Imagine 128 som likt namnet antyder var ett 128-bitars grafikkort, det första även där. Under 1998 lanserade företaget grafikkortet Revolution IV som de hoppades skulle kunna rå på den dominanta företagstrion, men 3d-prestanda släpade återigen efter konkurrensen.

Number Nine stuvade därför om strategin och siktade tillfälligt in sig på 2D-marknaden där deras produkter länge levererat god bildkvalitet. Inte heller detta blev en fenomenal framgång. Efter att under en tid ha sålt grafikkort baserade på ATI:s och Nvidias grafikkretsar såldes företagets teknik och intellektuella rättigheter år 1999 till S3 Graphics.