Описание видеочипа VSA-100

В 1998 году фирма 3dfx анонсирует свой новый продукт - высокопроизводительный 2D/3D чип VSA-100. Сразу скажу, что VSA-100 - это сокращение от Voodoo Scaleable Architecture, то есть отказываться от раскрученного на протяжении 3 лет названия Voodoo фирма 3dfx не собирается. Возможно, этому чипу удастся сделать то, что не удалось его конкурентам - изменить мир!

Что же предоставляет нам новый чип?

Прежде всего, как и Voodoo3, VSA-100 будет полным 2D/3D решением.

 

 

Теперь можно с уверенностью говорить о том, что 3dfx отказывается от чисто 3D игровых акселераторов. Новый чип будет выполнен по 0.25 мкм технологии, что обеспечит его работу на заявленных частотах в районе 166-183 МГц. Возможно, технологический процесс со временем изменится до 0.18 мкм. Чип будет иметь 14 миллионов транзисторов, что не удивительно на сегодняшний день. Обещается полная поддержка PCI / AGP2x / AGP4x, поддержка до 64 Мб памяти на один чип, масштабируемая архитектура, о которой я расскажу чуть позже.
Похоже, что 2D часть останется на прежнем, высоком для 3dfx уровне. 350 MHz RAMDAC позволяет работать в разрешениях вплоть до 2048х1536. Поддержки таких разрешений на сегодняшний день более чем достаточно, так что здесь ничего менять не следовало.
VSA-100 поддерживает аппаратную Planar-to-Packet конверсию, обещается воспроизведение DVD с частотой 30 кадров в любом разрешении и небольшая загрузка процессора (около 50 процентов на Pentium 3 600 при потоке 9.5 Мб/сек.). Как можно видеть, на этом фронте опять же ничего нового по сравнению с Voodoo3.А вот 3D ядро хранит в себе много приятных сюрпризов.

Рассмотрим его основные возможности. Как заявляет 3dfx, VSA-100 имеет все те же возможности, что и Voodoo3, да плюс ещё.

*

Возможность 32-битного рендеринга
*

Поддержка текстур размером 2048х2048
*

Поддержка 32-битных текстур
*

Поддержка до 64 Мб памяти под фрэймбуфер
*

Однопроходное мультитекстурирование
*

Однопроходный BumpMapping
*

Однопроходная трилинейная фильтрация
*

Динамические карты окружающей среды
*

Поддержка 24-битного Z-Buffer
*

Поддержка Floating Point Z&W -буферизации
*

Поддержка 8-битного буфера шаблонов
*

Fillrate от 333 до 367 MTexels/sec. на один чип
*

Поддержка AGP4x
*

Поддержка компрессии текстур DXTC (S3TC) и FXT-1
*

Поддержка Full Scene AntiAliasing
*

Поддержка T-Buffer

Что можно сказать сразу, глядя на эти характеристики? Наконец-то мы дождались от 3dfx поддержки 32-битного рендеринга, 32-битных больших текстур, поддержки AGP4x и 24-битного Z-Buffer. Не может оставить равнодушным и объём поддерживаемой памяти - 64 Мб. Но в каждой бочке мёда найдётся своя ложка дёгтя. И об этом хочется сказать сразу.

Прежде всего, ничего не известно о поддержке сверхпроизводительной памяти DDR SGRAM. А это значит, что все эти большие значения Fillrate могут так и остаться на бумаге. Есть поддержка AGP 4x, но нет поддержки DiME - хранения текстур в системной памяти.
Один чип VSA-100 может накладывать только 2 текстуры за такт. Это может означать, что мы не увидим таких эффектов, как Environmental Mapped BumpMapping. Очень жаль! 3dfx отдала козырь в руки Matrox. Большие текстуры поддерживают все современные чипы. По сравнению с Voodoo3 - это, бесспорно, прорыв. И приятно осознавать, что 3dfx понимает свои недочёты.

Компрессия текстур - дело тонкое. Всегда легче сделать свой стандарт, чем использовать чей-либо другой. А 3dfx любит создавать свои стандарты. Поэтому мы видим новую компрессию текстур. Но также заявлена и поддержка DXTC, или S3TC. Мы знаем печальный опыт других фирм по включению в свои чипы поддержки этой компрессии текстур. Посмотрим, как она будет решена в этом чипе. Однопроходными трилинейной фильтрацией, BumpMapping и мультитекстурированием никого не удивить. Даже в Voodoo3 присутствовали эти функции. Тоже можно сказать и про многие другие заявленные возможности.

Инженеры 3dfx объясняют отсутствие геометрического процессора в VSA-100 тем, что на сегодня это всё ещё не нужно, и что лучше иметь большую скорость заполнения. Ведь именно большой скоростью заполнения всех прильщает VSA-100. Хорошо, если это всего-лишь временное недопонимание компьютерного рынка. А ведь может повториться история с 32-битным рендерингом и поддержкой больших текстур в предыдущих чипах 3dfx. Тогда на протяжении последующих лет мы не увидим от 3dfx геометрического ядра, так как, по их мнению, покупателям это не нужно. Уважаемые инженеры из 3dfx, обращаюсь к вам с тем, чтобы вы поняли, что есть разница между покупателями и фанатами 3dfx. Последних всё меньше. Но, мы будем надеяться на лучшее. А вот на что стоит обратить внимание, так это на T-Buffer.

T-Buffer

Новый набор эффектов от 3dfx способен стереть грань между персональным компьютером и профессиональной голливудской студией. Что же представляет собой каждый из эффектов T-Buffer?
Эффект первый - Motion Blur. Он должен создавать эффект размытости движения. Например, при довольно быстром движении игрока по полю, или вращению диска его бензопилы. Но самое интересное то, что, судя по скриншотам, 3dfx не понимает реализации Motion Blur. Размытие движения представляет собой некоторое количество промежуточных кадров между основными кадрами движения. То есть, имея первый и второй кадр, в котором происходит движение, при использовании размытия движения между ними помещаются промежуточные кадры с наложенным эффектом смазывания. При прокрутке получаем Motion-Blur. Я не берусь сказать, как реализован Motion Blur на VSA-100. Здесь это напоминает последовательный рендеринг всех кадров с последующим изменением прозрачности предыдущих кадров. Это напоминает шлейф от курсора мышки в Windows, где каждый последующий курсор прозрачнее предыдущего. Но это - не Motion Blur. Возможно, когда мы увидим настоящее применение T-Buffer в специально написанных под него играх, там будет нормальная реализация.
Depth Of Field эмитирует размывания объектов, находящихся на определённом расстоянии от зрителя. Этот эффект хорошо известен тем, кто профессионально занимается фотографией. Фотографируя, или снимая на кинокамеру человека, мы настраиваем фокус объектива так, чтобы человек был виден наиболее чётко, а остальной фон нас не интересует. Фон получается размытым. Именно этот эффект способен в игре концентрировать внимание на наиболее приближённом, или удалённом объекте. Без сомнения, этот эффект найдёт своё применение в играх.
Soft Reflections and Shadows. Ну, это уже совсем просто объяснить. Мягкие тени и отражения. Поставив скрепку на отполированную поверхность дерева, мы увидим её отражение. Отражение будет нечётким и не даст точного изображения скрепки. Как бы в глубине поверхности дерева оно исчезнет, не показав нам верхней части скрепки. Мягкие тени будут напоминать реальные. Ведь если мы осветим стоящую вертикально скрепку под углом около 30 градусов относительно поверхности, на которой стоит скрепка, мы получим длинную тень от скрепки. И чем дальше от скрепки, тем более размытой будет тень.

Вот и все эффекты T-Buffer. Много это, или мало? На мой взгляд, этого достаточно, чтобы украсить компьютерные игры новыми эффектами, недоступными ранее на персональных компьютерах.Ещё стоит упомянуть про Full Scene Spatial AntiAliasing (FSSAA). Эта разновидность AntiAliasing должна существенно улучшить качество изображения. Особенно это относится к тем сценам, где имеются тонкие пересекающиеся поверхности. 3dfx всегда славилась поддержкой AntiAliasing. Так что о реализации этой функции можно не беспокоиться. Что особо радует, так это то, что нам не придётся ждать игр, поддерживающих Spatial AntiAliasing. Дело в том, что FSSAA совместим со всеми существующими API. А это значит, что его можно будет увидеть во всех существующих и будущих 3D играх. Более подробно про T-Buffer читайте в нашем описании технологии T-Buffer.

VSA

Бесспорно, самое главное преимущество VSA-100. Как и Voodoo2, 2 чипа VSA-100 могут работать параллельно. Но если в случае с Voodoo2 можно было использовать параллельно до двух Voodoo2 видеокарт (продукцию фирмы Quantum3D мы не учитываем), то здесь можно устанавливать до 32 чипов VSA-100 на параллельную работу. При этом можно каждому чипу указать количество выводимых подряд линий -от 1 до 128. Теперь можно размещать несколько VSA-100 чипов на одной плате, экономя так необходимые для работы PCI-слоты. И использовать разрешения выше 1600х1200. При установке в VSA-режим, один из чипов VSA-100 становится как Master, а второй, как Slave. Ответственным за вывод картинки назначается Master чип. При установке большего числа чипов VSA-100 в SLI режим ситуация немного усложняется, но принцип остаётся прежним.

Но не стоит себя обнадёживать. 3dfx собирается выпускать видеокарты максимум с 4 чипами VSA-100. На такой карте можно установить 128 Мб памяти и добиться Fillrate в 1470 MPexels/sec. Для кого же тогда анонсирована возможность использования до 32 чипов VSA-100? Ответ прост - для Quantum3D и их видеосистемы AAlchemy, использующейся в комплексах Heavy Metal GX+. В такой системе можно установить до 2Гб видеопамяти (причём, эффективной памяти останется по прежнему 64 Мб) и получить Fillrate в 3 GPixels/sec. Цена такой системы находится в пределах 50 000 долларов.

Драйверы и поддержка

VSA-100 ещё не вышел в свет. Поэтому говорить о драйверах рановато. Как и в случае с Voodoo3, сама фирма 3dfx будет выпускать карты на основе VSA-100. Это хорошо с точки зрения поддержки, но плохо с ценовой точки зрения. Цена будет завышена, что характерно для 3dfx.

Нам снова обещают поддержку OpenGL ICD, полную обратную совместимость драйверов. Мы снова верим. Учитывая прорыв VSA-100 по сравнению с предыдущими чипами, возможно, мы и увидим нормальный OpenGL.

Качество

Нам обещают отличное 2D и Video качество, не хуже, чем у Voodoo3. И это понятно - ведь характеристики RAMDAC те же. Но так как VSA-100 создаётся в расчёте на использование в сверхвысоких разрешениях, можно ожидать хорошее качество в 1920х1280.
Благодаря целому набору новых функций, нам обещают голливудские эффекты и голливудское качество. Можем спокойно верить обещаниям. По крайней мере, ни один конкурент не имеет таких возможностей по улучшению качества картинки, как VSA-100.

Скорость

Скорость будет также очень сильно зависеть от процессора. VSA-100 расчитывается на использование в 700 MHz системах. Максимальное превосходство в скорости можно будет ощутить в высоких разрешениях, где благодаря фантастическим значениям Fillrate, VSA-100 будет вне конкуренции. Но здесь стоит заметить, что всё зависит от типа используемой памяти и частоты работы чипа. Ведь во время выпуска VSA-100 могут возникнуть различные проблемы, не допускающие работу на заявленных частотах. Тогда частоту придётся опустить, потеряв в скорости. Но даже на пониженной частоте вряд ли кто-либо сможет соперничать с системой на базе 8 VSA-100.

Видеокарты на базе VSA-100

3dfx пока что анонсировала 4 основных модели на базе VSA-100.

Voodoo4 4500

Эта видеокарта выпускается в AGP2x, или PCI варианте. На борту этой видеокарты установлен один чип VSA-100 и 32 Мб SDRAM в восьми микросхемах. Это, так сказать, карта для тех, у кого мало денег. Самая дешёвая и малопроизводительная во всей серии. Ожидаемая цена - 180 долларов. Частота работы чипа неизвестна, но она находится в пределах 166-183 МГц. Это значит, что Fillrate составит 333-367 MPixels/sec.

Voodoo4 4500 AGP

Voodoo5 5000

PCI 2.1 интерфейс
2 чипа VSA-100
32 Mb SDRAM
Скорость заполнения в районе 666-733 MPixels/sec. Обработка четырёх пикселей за такт. Поддержка эффектов T-Buffer.
230 долларов за карту. Недорого.

Voodoo5 5500 AGP

Voodoo5 5500

AGP2x интерфейс
2 чипа VSA-100
64 Mb памяти.
Скорость заполнения 666-733 MPixels/sec. Обработка четырёх пикселей за такт. Поддержка T-Buffer. Именно на эту видеокарту и делается упор. Именно она должна стать основным продуктом на базе VSA-100. Неизвестно, будет ли серия с TV-выходом, и какая точно память будет использоваться. Однако, известна цена - 300 долларов. За качество надо платить.

Voodoo5 6000

Voodoo5 6000

Эта карта будет поставляться в AGP варианте. На плате установлено 128 Мб памяти и 4 чипа VSA-100. Эта видеокарта способна обрабатывать до 8 пикселей за такт, и иметь скорость заполнения 1.47 GPixels/sec. Что интересно, благодаря высокому энергопотреблению этой карты, в комплекте будет идти блок питания. Питания через AGP шину уже недостаточно. И это уже HI-END. Цена - 600 долларов.

Вы можете также прочесть о будущих видеокартах на VSA-100 в статье "Перспективы Voodoo5".

Quantum3D AAlchemy4

Quantum3D AAlchemy

Это HI-END продукция фирмы Quantum3D. Это уже не просто видеокарта, а целая графическая система. В неё можно установить от 4 до 32 чипов VSA-100. Количество видеопамяти - около 2Гб. Пиковый Fillrate может достигать 3GPixels/sec. Memory Bandwidth - 102.4 GB/sec. Энергопотребление такой системы составляет 1600 Вт. Используется такая видеосистема в комлексе Heavy-Metal GX+.

Вы можете также прочесть о Hi-End продукции на чипах VSA-100 в статье "Технологии Quantum3D".

Сравнительные характеристики всех видеочипов 3dfx
Voodoo Graphics Voodoo Rush Voodoo2 Voodoo Banshee Voodoo3 VSA-100
Тип 3D 2D+3D 3D 2D/3D 2D/3D 2D/3D
Технология, мкм 0.35 0.35 0.35 0.35 0.25 0.25
Частота, МГц 45 45 90 100 143-183 166-183
Fillrate, MPixels/sec 45 45 90 100 143-183 166-183
Fillrate, MTexels/sec 45 45 180 100 286-367 333-367
Throughput, MPolys/sec 1 1 3 4 6-8 10
Макс.объём памяти, Мб 4-8 4-8 8-12 8-16 8-16 32
Тип памяти EDO DRAM EDO DRAM EDO DRAM SDRAM / SGRAM SDRAM / SGRAM SDRAM / SGRAM
RAMDAC, МГц 135 135 175 250 300-350 350
Интерфейс PCI PCI PCI / AGP PCI / AGP PCI / AGP PCI / AGP
Макс. 3D разрешение 800x600 800x600 1024x768 1600x1200 1600x1200 Свыше 1600x1200
SLI Да Нет Да Нет Да VSA
Год выпуска 1997 1997 1998 1998 1999 2000

P.S. 12 декабря 2000 года компания 3dfx была куплена компанией nVidia. Видеокарта Voodoo5 6000 так и не вышла в свет. Теперь можно точно сказать, что VSA-100 был последним чипом компании 3dfx. И, глядя назад, самое время подвести итоги и сравнить все видеочипы 3dfx. Лично у меня при взгляде на эту таблицу возникает ощущение, что у нас что-то украли. Украли историю, украли легенду, которая так и не закончилась.

LIKE OFF
19/04.2000