Перспективы Voodoo 5

Не так давно мы описали технологию T-Buffer от компании 3dfx. И вот теперь, когда с каждым днём появляется всё больше информации о новых продуктах этой фирмы, хочется заглянуть в будущее и понять, что же нас ждёт с выходом новых Voodoo - чипов, которые всегда характеризовали собой новое поколение 3D акселераторов.

Чип VSA-100

VSA-100VSA - это сокращение от Voodoo Scalable Architecture, что в переводе означает "Масштабируемая Архитектура Voodoo". Число 100, скорее всего, показывает, что это первый чип из нового поколения, а так как с точки зрения психологии, лучше к любому числу прибавить несколько нулей, то вообще неясно, почему чип называется именно VSA-100, а не VSA-1000, или VSA-1000000. Наверное, это ещё и потому, что в этом году обилие нулей итак уже всех достало, а число с двумя нулями - отличный выбор.

 

 

Слово Voodoo означает то, что это всё-таки продолжение хорошо зарекомендовавшей себя линейки чипов. Кроме того, это слово знакомо всем геймерам, и практически у каждого оно ассоциируется с хорошей производительностью. Чип создан по технологии 0.25 Мкм и имеет 14 000 000 транзисторов.

Что же предоставляет нам этот чип.

* Работа в режимах 2D/3D
* Поддержка до 64 Мб оперативной памяти типа SDRAM
* Поддержка компрессии текстур FXT1 (технология 3dfx) и S3TC (технология S3)
* Поддержка 32-битных текстур 2048х2048
* Работа на частотах от 166 до 183 МГц
* Fillrate в районе 350 MPixels/sec.
* Single Pass Multitexturing
* Single Pass BumpMapping (Embossing)
* Single Pass Trilinear Filtering
* Поддержка SLI режима
* Поддержка T-Buffer
*

Остальные характеристики аналогичны Voodoo3.

Итак, рассмотрим поподробнее.

Поддержка 64 Мб памяти - вещь хорошая, но уже не новая. Тем более использование памяти типа SDRAM уже несколько надоело. Интересно, что насчёт поддержки SGRAM и DDRAM? Полюбому, даже 64 мегабайта памяти на чип вполне хватит на сегодняшний день для хранения текстур при использовании AGP-текстурирования. Но об этом позже.
Поддержка FXT1 и S3TC. Конечно, это не может не радовать. Но зачем вводить новый стандарт компрессии тексутр? Зачем поддерживать два стандарта, когда технология S3TC уже прочно вошла в нашу жизнь и поддерживается как OpenGL так и Direct3D приложениями.
Поддержкой 32 битных текстур на сегодня никого не удивишь. Никого, кроме 3dfx. Давно пора, ребятки. В правильном направлении движетесь.
Частоты 166-183 МГц. Ну, это мало. Конечно, это не TNT, но и не Ultra. Здесь, возможно, появятся модификации чипов - всякие VSA-100 Pro и VSA-100+, которые будут отличаться частотами и морочить голову покупателю.
Fillrate в районе 350 MPixels/sec. - это тоже не так уж и много. У GeForce 256 - 480 MPixels/sec. без поддержки мультитекстурирования. TNT Ultra также выигрывает в этом вопросе.
Однопроходным мультитекстурированием, трилинейной фильтрацией и выдавливанием рельефа сегодня тоже никого не удивить. Всё это есть у конкурентов.
А вот поддержкой в SLI-mode до 32 чипов можно повергнуть даже видавших виды специалистов. Лично я с трудом представляю плату, на которой установлено 32 процессора. Ведь это же ещё надо на каждый чип по вентилятору. Такая плата может взлететь. А если серьёзно, то такое количество процессоров может потребоваться в единицах игр, которые будут поддерживать все навороты технологии T-Buffer.
Технология T-Buffer состоит в том, что для отдельных элементов сцены отдельно просчитываются такие эфекты, как Motion Blur, Focal Blur, Soft Shadows, отражение, а также Full Scene Anti-Aliasing. И если последняя функция является доступной практически для всех приложений, так как входит в стандартный набор функций всех API, то остальные функции будут реализованы только со стороны разработчиков игр. То есть могут быть вообще не реализованы.

Итак, потенциал неплохой. Конечно, VSA-100 - не вершина инженерной мысли, а остальное будет видно по тестам. Про то, что же важнее - технология T&L, или T-Buffer, я постараюсь промолчать. Когда появятся реальные задачи (а не синтетические демки, в которых стоят команды типа IF Not Geforce256, Then ReduceFPS to 8), тогда и наступит время говорить.

Что касается установки нескольких чипов на одну плату, то здесь всё распределяется следующим образом. Каждый чип будет иметь независимую текстурную память и все чипы будут иметь одну общую unified память. Это может означать то, что текстуры в текстурной памяти разных процессоров будут дублироваться. Другие же данные - такие, как координаты вершин, будут грузиться в общую (unified) память и будут едиными для всех чипов. И вот тут мы упираемся в такую стену, которую даже представить себе сложно. Имя этой стены - AGP.

Подробнее.

Допустим, игра имеет, скажем так, 60 мегабайт текстур на уровне. Ведь именно на крутые игры расчитаны новые видеокарты. Причём 60 мегабайт - это уже скомпрессированные текстуры, так что компрессия уже включена. Так как чип VSA-100 не поддерживает DiME, то есть AGP-текстурирования, то здесь ему придётся туго. И надо будет просто вспомнить ситуацию с Quake 3 Arena на RivaTNT, когда из-за отсутствия этой функции играть с 32 битными текстурами было просто невозможно. Ну так вот. Через некоторое время через AGP шину все эти 60 мегабайт текстур пройдут и как-нибудь уместятся в текстурной памяти одного чипа. Но как они будут передаваться в другие чипы? Здесь можно предположить, что уже сама видеокарта сдублирует текстуры и разошлёт их по внутренней шине остальным чипам (вместо того, чтобы прокачивать их по AGP-шине для каждого чипа отдельно). Тогда мы получаем, что на 8 процессоров придётся передать 480 мегабайт текстур, а на 32 процессора - 1920 мегабайт текстур. Почему взята цифра 60 мегабайт? Потому, что это- больше, чем размер текстурной памяти VSA-100. Ведь, по традиции, 3dfx отведет не меньше 6 Мб для каждого чипа под фреймбуфер. Тогда остаётся примерно 2 мегабайта текстур для каждого чипа, которые периодически нужно будет загружать в текстурную память. А это - 66 мегабайт в секунду на карте из 32 процессоров.
Теперь такой аспект, как передача координат отдельно каждому чипу. Всем известно, что каждый полигон обозначается тремя вершинами. А каждая вершина имеет свои координаты в пространстве (X,Y,Z). Теперь возмём сценку из 200 000 полигонов. Это- около полумиллиона вершин (с учётом Strips). Теперь 500 000 вершин умножаем на 32 - получаем 16 000 000. 16 миллионов вершин нужно будет передавать через шину видеокарты минимум 30 раз в секунду. Это за секунду передастся 480 000 000 вершин. А теперь узнаем, сколько это будет в килобайтах? Я не стану расчитывать все эти цифры. Скажу одно - даже AGP4x не протянет такого количества информации. Нас опять обманывают. А жаль.

Перейдём, собственно, к самим платам.

Из-за возможности установки на одну плату огромного количества процессоров, появляются перспективы достижения fillrate в 3 гигатекселя в секунду. Разумеется, такого количества хватит для того, чтобы забыв про всё на свете, играть в разрешении 1920х1600, или ещё выше. Но вначале станут доступными модели, имеющие несколько чипов на борту. По всей вероятности, это будут видеокарты производства фирмы STB, купленной 3dfx.

Voodoo4 4500Voodoo4 4500

* AGP2x или PCI интерфейс.
* Один чип VSA-100 (166-183 MHz)
* 32 Mb SDRAM
* Fillrate 333-367 Mpixels/sec.

Что же представляет собой эта плата? Как мы видим, на ней установлено 32 мегабайта SDRAM памяти в восьми микросхемах. Резонно предположить, что скорость такой памяти будет не больше 7 нс. Этот тип памяти использован с одной целью - удешевить конструкцию. Также мы видим рядом с VGA гнездом что-то квадратное и блестящее. Это, скорее всего, видеовыход, или что-то в этом роде (может быть, выход на стереоочки). Насчёт AGP мы обсудили выше. Только вот непонятно, почему 3dfx не делает AGP4x форм-фактор. Из-за излишней честности? Из-за того, что тут и AGP2x не полностью работает? В любом случае, наличие AGP 4x форм-фактора заставляет покупателя верить, что его видеокарта устареет нескоро, и что он не заменит её сразу с заменой материнской платы. C PCI-версией тоже всё ясно. PCI шина принесла столько удач фирме 3dfx, что было бы нечестно её забыть. Кроме того, есть "счастливые" владельцы материнских плат на базе i810. Вот только неясно, будут ли две PCI платы ставиться в SLI режим? Low-End, одним словом.

Voodoo5 5000

* PCI 2.1 интерфейс.
* Два чипа VSA-100
* 32 Mb SDRAM
* Fillrate 666-733 MPixels/sec.
* Обработка 4х Full featured пикселей за такт.
* Поддержка T-Buffer

Voodoo5 5500 AGPVoodoo5 5500

* AGP2x - интерфейс
* Два чипа VSA-100.
* 64Mb SDRAM
* Fillrate 666-733 MPixels/sec.
* Обработка 4х Full featured пикселей за такт.
* Поддержка T-Buffer

Вот и первые платы типа Med-End. Два чипа VSA-100, по две микросхемы памяти. Каждая - по 16 Мбайт. Здесь использована уже более совершенная память. Неисключено использование 7 нс памяти и быстрее. В целом, хорошая, красивая плата. Но без TV-выхода и, похоже, без возможности его установки - нет мест, куда могли бы быть запаяны микросхемы TV-выхода.

Voodoo5 6000Voodoo5 6000

* AGP2x- интерфейс
* Четыре чипа VSA-100
* 128 Mb SDRAM
* Fillrate 1333-1470 MPixels/sec.
* Обработка 4х Full featured пикселей за такт.
* Поддержка T-Buffer

Первый шаг к HI-END. Всё тот же AGP2x, четыре чипа VSA-100, по 32 мегабайта SDRAM на каждом. Здесь используется, похоже, та же память, что и в Voodoo5 5500. Опять же нет TV-выхода и места под него. Но что самое интересное в этой видеокарте - так это fillrate. 1.33 гигапикселя в секунду хватит на то, чтобы вполне прилично играть на разрешениях 1600х1200 и больше. На этой карте существует ещё один интересный чип - неизвестный чип от Intel. Что он делает, и для чего он здесь нужен - не понятно. Это - не новый чип, так как все новые чипы имеют BGA корпус. Можно предположить, что он каким-либо образом организует работу внутренней шины карты. Мы ещё вернёмся к этой карте ниже.

И, наконец, мы подошли к самому интересному вплане видеоплат. Вы помните, как несколько месяцев назад появилась фотография платы на GeForce256 с разъёмом под питание от блока питания? Тогда многих это почти повергло в шок. Как может быть такое, что плате не хватает тока? А вот может. Когда вы ставите 8 одинаковых HI-END плат в разные PCI слоты, то питание к ним будет подводится через PCI слоты и проблем возникнуть не должно. Другое дело, когда все чипы установлены на отдельной плате.
AGP порт, как и любой проводник, имеет максимальный лимит мощности, который он может передать без перегорания контактов и дорожек. Но даже при том, что дорожки могут выдержать передаваемую мощность, сама материнская плата может не обеспечить должной мощностью видеокарту. Возникает вопрос, о котором ещё полгода назад даже сказать вшутку было нельзя. Этот вопрос - нехватка электрической мощности для видеокарты.
3dfx решила эту проблему посвоему. Как всегда, новаторски и дико. Внешний блок питания. Разве это не наглость? Внешний блок питания - не для монитора, а для видеокарты. Видеокарта будет качать в себя мощность через провода не из компьютерного блока питания, а от подстанции, а та - от атомной электростанции. АЭС работает на видеокарты. Ужас. Но это - не главная проблема. Проблема возникнет при использовании этого самого блока питания.

Voodoo5 6000 c блоком питанияРассмотрим подробнее. У вас в розетку через фильтр (который ровным счётом ничего не даёт) включен компьютер, принтер, сканер, монитор, аудио усилитель, две пары активных колонок, настольная лампа и внешний модем. Девять устройств. Каждое потребляет мощность. И вот вы включаете в это нагромождение электрических вилок десятое устройство - блок питания видеокарты. Начнём с начала. Электрическая розетка не бесконечна, и такого типа потребляемая мощность может вызвать её перегрев. Ну, с этим можно разобраться.
Вот ещё вопрос. Для того, чтобы поиграться в 3D игру надо будет каждый раз вручную включать блок питания? Или, может быть, он будет включаться автоматически при подаче сигнала с видеокарты? Тогда вспомним, как часто мы переходим из 2D режим в 3D. Так как в 2D режиме работает только один чип, то необходимость в дополнительном питании отпадает. Тогда БП будет включаться только при переходе в 3D режим. Как часто вы за день запускаете 3D приложения? Во время настройки системы, или проверки, или тестов я перехожу в 3D режим до сотни раз в день. Столько раз будет просыпаться блок питания. А остальное время он будет простаивать и потреблять энергию. В любом случае, такого количества включений ни один БП не выдержит. Внешний блок питания - это не выход. Более подробно проблема питания будет рассмотрена отдельно чуть позже.

Возникает резонный вопрос. Если эти чипы так много потребляют, то что насчёт нагрева? Посмотрите на картинку видеокарты. И вдумайтесь в её лайаут. Четыре BGA чипа. Чем отличаются BGA чипы? Тем, что они рассеивают тепло в две стороны. Основная часть тепла расходится в радиальном направлении сверху чипа, но значительная её часть расходится снизу чипа на плату. Так как не все производители плат (а практически никто) ставят радиаторы с обратной стороны платы, то тепло по плате будет расходиться в разные стороны. А теперь посмотрите на четыре микросхемки памяти между первой и второй парой чипов. Эти микросхемки оказываются на пересечении тепловых потоков, исходящих от всех четырёх чипов. То есть это будет очень горячее место на плате. Это неизменно приведёт к сбоям на повышенных частотах и к зависаниям. С этой точки зрения плата очен не продумана. Даже если повесить на каждый чип по вентилятору, увеличив потребление платы на 3.6 ватт, это не спасёт, так как кулер отведёт тепло только с одной стороны чипа. А если учесть ещё и нагрев чипов памяти? Одним словом, будем надеятся, что 3dfx рассчитала тепловыделение чипов, построенных по технологии 0.25 Мкм.

Подведём итоги

В то время, как другие фирмы создают четвёртое поколение 3D акселераторов, наделяя их геометрическими процессорами, фирма 3dfx решила пойти другим путём. Создав свою технологию, они спроектировали новый чип, который должен её решить. С одной стороны - эффекты, реализованые в технологии T-Buffer, должны помочь нам ощутить всю полноту ощущений настоящей игры при скорости в 60 fps. Но с другой стороны, сейчас большое значение имеет количество полигонов, используемых в сцене. И то, что 3dfx отказалась использовать геометрический процессор, по крайней мере, не радует. Хотя, используя параллельно 4 процессора VSA-100, можно добиться довольно неплохих результатов. Я не стал рассматривать вопросы типа "А нужны ли нам 60 fps в разрешении 1280х1024 при нашем 14" мониторе?" Я считаю, что те, кто покупают себе видеокарты за 300$ и выше способны купить себе нормальный монитор. Я также не стал приводить скриншоты из игр с использованием технологии T-Buffer, так как Photoshop есть у всех, и сделать пару таких скриншотов не представляет никакой трудности.
Напоследок скажу, что я очень жду тестов первых плат на чипах VSA-100 и надеюсь, что 3dfx не принесёт нам нежданных "сюрпризов".

P.S.

12 декабря 2000 года компания 3dfx была куплена компанией nVidia. Видеокарта Voodoo5 6000 так и не вышла в свет. Причиной проблем Voodoo5 6000 являлся мост Intel, установленный на видеокарте. Этот мост обеспечивал работу всех четырёх чипов VSA-100. Этот мост конфликтовал с материнскими платами на чипах Intel. Очень жаль, а ведь какая была задумка... Перспектывы Voodoo5 не раскрылись.



LIKE OFF
6/01.2000