V poslední době se představily dvě novinky v oblasti videoakcelerátorů – Glaze3D od BitBoys a GeForce 256 od nVidia. Která cesta bude ta správná?
V poslední době se představily dvě novinky v oblasti videoakcelerátorů – Glaze3D od BitBoys a GeForce 256 od nVidia. Glaze3D jde cestou integrace RAM paměti na čip videoakcelerátoru, kdežto GeForce 256 integruje řídící procesor na čip videoakcelerátoru. Nyní se srovnávají výkony konkrétních čipů místo toho, aby se srovnávaly myšlenky a jejich budoucnost. Která z těchto dvou koncepcí zvítězí?
Živě komentuje: Původně byly videokarty de facto vyhrazenou RAM pamětí, která se automaticky zobrazovala. Od dob VGA karet přibyl na kartě D/A převodník. V osmdesátých letech v oblasti PC počítačů existovaly i speciální grafické karty, určené jen pro CAD/CAM oblast. Nejenže nebyly kompatibilní s ničím, ale navíc musely mít i vlastní monitor. V této době vznikl i jakýsi standard s označením TIGA. Jednalo se o grafické karty s 32bitovými procesory Texas Instruments (např. TI 34010, 34020 s koprocesorem i bez něho 34082). Další generace se pokusila používat tzv. transputery (např. firma Inmos a jejich T414). Podotýkám, že to byla 80. léta, kdy v PC oblasti víceprocesorový počítač ještě neexistoval, nebo se s existencí dvou shodných procesorů jen koketovalo (existoval počítač se dvěmi procesory i386). Procesor na grafické kartě byl tedy velkým skokem ve výkonu. Hlavní počítač předal celou úlohu grafické kartě a ta se postarala o vše ostatní. Tuto éru však běžný uživatel vlastně nezaznamenal.
Klasické videokarty zaznamenaly převrat v možnostech: digitální komunikaci s monitorem (MGA, Hercules, CGA, EGA) vystřídal analogový (VGA). Skýtal obrovské možnosti v počtu barev – do té doby byl maximální počet barev 64 (EGA), kdežto u VGA najednou nebylo omezení. Výrobci videokaret VGA postupně osazovali lepší a lepší D/A převodníky, takže v posledních generacích videokaret dosáhli až 16,7 milionu barev (true color či 24bitová grafika). Nejdříve byl D/A převodník jako samostatný obvod, postupem času se však začal většinou integrovat do čipu videokarty.
S příchodem MS Windows s GUI od verze 3 byl vysoký požadavek na výkon (on vlastně byl vždy, ale nyní se Windows začala masově rozšiřovat, a byla tudíž početná potencionální klientela). Do běžné grafické karty se přidalo několik jednoduchých funkcí (tzv. hardwarový kurzor, přesun bloku atd.) a vznikly první videoakcelerátory. Zpočátku měly chabý výkon (např. 5x rychlejší, než kdyby funkce prováděl procesor) a byly 8bitové. Jedny z prvních výrobců byly dodnes známé firma S3 a ATI. Když výrobci viděli, že se myšlenka ujala, začali svoje výrobky zlepšovat a zrychlovat. Brzy karty dosáhly šířky 32 bitů (např. ATI Mach 32) a velikosti videopaměti až 4 MB, přičemž obvyklá velikost byl 1 MB RAM. V té době již byly klasické grafické karty bez urychlování již odepsané a velmi rychle mizely. Velmi známým výrobcem čipů byla firma Cirrus Logic. Příchod 64bitových na sebe nedal dlouho čekat. Zde byly rozšířené čipy, například S3 864, určeny spíše do dražších karet, kdežto levnější obsahovaly S3 Trio32 a Trio64 (32 či 64bitové). Firma Number Nine přinesla první 128bitový akcelerátor, ten však slibované urychlení nepřinesl, a tak výrobci většinou zůstávali u 64 bitů.
Drahé speciální karty byly zprvu nahrazeny kartami, které byly kompatibilní s VGA, ale postupně byly nahrazeny levnějšími videoakcelerátory GUI, které přejímaly jejich funkci i pro CAD/CAM oblast. Existovala například videokarta se třemi S3 864 videoakcelerátory, kde každý byl určen pro jeden barvový segment (RGB) tak, aby karta podávala vynikající výkon v true color režimu. Byla určena výhradně pro DTP pracoviště.
Sběrnice se používaly takové jako k ostatním periferiím. Do příchodu PCI se používala 8 nebo 16bitová verze ISA, na konci i MCA a EISA. U procenta 386-ek a většiny 486-ek existovala sběrnice VESA LB nebo firemní obdoby (např. Opti LB). Vyšší přenosová rychlost a nezávislost na procesoru dohnala Intel k vytvoření PCI sběrnice, která byla prakticky ihned osazena právě videoakcelerátory. Před pár lety však ani výkon PCI nestačil, a tak přibyla speciální sběrnice pro videoakcelerátory – AGP.
Od speciálních karet existovaly dva druhy RAM – klasická DRAM a speciální dvoubránová VRAM. Potom hlavně zásluhou firmy Matrox se zviditelnila WRAM a následovala SGRAM. Účelem tohoto všeho byla paměť, která umožnila další zvýšení rychlosti akcelerátoru. Každá paměť dosahovala urychlení jiným způsobem. Měly společnou nevýhodu – byly dražší. Klasická DRAM se používala prakticky všude, a proto byla levná. Díky potřebám výkonných procesorů se projevoval tlak na urychlení výkonu právě DRAM, a proto postupně vznikla FP RAM (Fast Page), EDO RAM (Extended Data Output), BEDO RAM (Burst EDO) a dnes používaná SDRAM (Synchronous DRAM). Ty však byly levné i přes svůj výkon, a proto až na výjimky vytlačily speciální paměti z videokaret. V budoucnu se začne možná používat RDRAM (Rambus DRAM), která se dnes skloňuje ve všech pádech ve spojitosti s SDRAM 133 MHz a s Intelem a jeho čipovými sadami i820 a i840 a válkou procesorů, kterou rozvířil AMD s Athlonem.
Dosud všechny karty vlastně urychlovaly 2D. Před pár lety se přidal i prostor a objevily se 2D/3D akcelerátory (např. ATI Rage 3D, S3 Trio3D). Hry dotlačily výrobce k extrému: videoakcelerátor (2D) potřeboval pro sebe další videoakcelerátor (3D). Vedle standardního 2D videoakcelerátoru v PCI či AGP sběrnici se ještě vedle přidala PCI verze 3D akcelerátoru a karty se vzájemně propojily. Zde kraluje autor, firma 3dfx, svůj podíl měl i čip s označením Glint. Integeace však začíná svádět oba světy dohromady, a tak již existují kombinované akcelerátory této třídy s 2D i 3D.
Zpět do současnosti a k budoucnosti. Glaze3D od BitBoys jde právě cestou dalšího urychlování RAM i zvyšování šířky RAM. Toho dosáhli tím nejlepším a jediným způsobem – integrací na čip. V první verzi používají 512bitovou sběrnici a takt 150 MHz. Integrované RAM paměti říká výrobce eRAM (Embedded DRAM). GeForce 256 od nVidia zase integruje 2D/3D akcelerátor s řídícím procesorem do jednoho čipu a vytváří tak grafický procesor (dnes) úžasného výkonu. Procesor totiž úplně odlehčí hlavní procesor, který dnes musí provést některé úlohy a výpočty sám a výsledek předá videoakcelerátoru. Obě cesty jsou správné, takže oba směry mají budoucnost. Nejdřív se integruje na jednu kartu a následně se integruje do jednoho čipu – to je standardní postup. Za rok nebo maximálně za pár let se ke grafickému procesoru na čip přidá i RAM stejně jako dnes k videoakcelerátoru jako v případě Glaze3D. Moorův zákon platí na čipy obecně, ať se jedná o procesory, RAM nebo videoakcelerátory. Při zvyšování počtu tranzistorů získávají výrobci další a další místo na nové součástky. Dnes se přidala RAM nebo procesor, za pár let to bude RAM a grafický procesor. Od firmy VIA Technologies a SiS očekávám, že naopak integruje vše do hlavního procesoru a vytvoří tak jednočipový počítač, kde externí by byla jen část čipové sady a hlavní RAM. VIA má na čem zakládat (mám na mysli Cyrix MediaGX). Možná to někoho překvapuje, však za pár let uvidíme.
Poznámka na konec – vzpomínáte si ještě na původní karty firem Elsa, Chips&Technologies, Hercules, IIT, Miró, OAK nebo Tseng Labs?