Прогноз на будущее графических акселераторов`2000

Технологии 2000

У каждого производителя свой производственный цикл, зная который можно предсказывать примерное появление новых товаров на рынке. nVidia задала темп, с которым трудно соревноваться другим компаниям. По последним данным политика компании сводится к разработке полностью новых продуктов каждые 6 месяцев. Не стоит понимать это буквально. GeForce 3 к зиме мы не увидим. Компания выпускает новые продукты на разные сегменты рынка. То есть весной делает акселератор на рынок десктопов и для профессиональных CAD станций, а осенью немного подновляет его, повышает частоту, улучшает архитектуру и одновременно выпускает полностью новый продукт, но уже на рынок мобильных систем. Отсюда и получается лозунг - "Полностью новый продукт каждые 6 месяцев".

Однако nVidia не единственный претендент на корону на рынке бытовых акселераторов. Не стоит недооценивать таких игроков как ATi, S3 и Matrox. В этом материале мы постараемся обобщить все данные, которые стали нам известны за последнее время в отношение будущих продуктов компаний. Для начала поговорим о том, какие эффекты мы ожидаем в ближайшем будущем.

Антиалиасинг

Не важно, каким методом он будет осуществляться. На сегодня точно известно, что продукты nVidia и 3dfx будут поддерживать эту технологию. Для осуществления антиалиасинга требуется выдающаяся скорость графического чипа и большая ширина канала памяти. Вкратце напомним, что антиалиасинг убирает ступенчатую структуру линий, которые видны на мониторах. Чем более высокое разрешение вы используете, тем менее заметен алиасинг. В зависимости от качества для сглаживания сцены понадобится различное колличество ресурсов. Вероятно будущие акселераторы 3dfx будут иметь несколько степеней антиалиасинга. Самая простая будет доступна на серии 5x00, созданных на базе двух процессоров VSA-100. Более продвинутая сможет быть получена на более дорогостоящих моделях 6000. Компания до сих пор не анонсировала цены на свою будущую продукцию, поэтому делать выводы о ценовой оправданности использования сглаживания мы не будем. nVidia тоже предоставит своим пользователям антиалиасинг, но реализованный немного по другому принципу. Технология проста - рендеринг изображения в более высоком разрешении, затем снижение разрешения до более низкого. В результате мы получим сглаженные линии. Но стоит напомнить, что новое поколение акселераторов будет иметь всю ту же DDR память, не намного более быструю, чем у DDR моделей GeForce 256. Отсюда можно сделать вывод, что антиалиасинг будет серьёзно сказывать на производительности, особенно при использовании с высоким разрешением (1024x768) и 32-бит цветом. Даже производительности NV15, кажущейся сейчас невероятно высокой не хватит для антиалиасинга в таком разрешении на скорости под сотню кадров в секунду.

Сжатие текстур и обьёмные текстуры

Сжатие текстур в бытовых акселераторах существует очень давно. Действительно эффективные алгоритмы появились лишь полтора-два года назад. Сегодня наступило время расцвета этой технологии. Во многом за это можно благодарить Unreal Tournament. Видевшие эту игру на акселераторах c чипами Savage4/2000 единогласно заявили, что по сравнению с другими чипами картинка бесподобна. Постепенно появится ещё больше игр с поддержкой текстурного сжатия. Проблема заключается в том, что в DirectX7 поддерживаются так называемые DXTC уровни сжатия нескольких видов. Компания Microsoft лицензировала S3TC у компании S3, превратив его в открытый стандарт. Отсюда и появился DXTC. В OpenGL другая ситуация - S3 оставила за собой право выдавать лицензию. На сегодняшний день S3TC в OpenGL поддерживают Savage3D, Savage4 и производные, Savage2000, GeForce 256 (бета версия Detonator 5.08) и ATi Rage Maxx (очень сырая поддержка). По нашим данным все следующие акселераторы нового поколения будут поддерживать S3TC во всех доступных API. Компания 3dfx кроме S3TC поддержит свой формат FXT1. Несмотря на открытый статус этого стандарта мы не видим поддержки ни со стороны разработчиков оборудования, ни со стороны гейм-девелоперов. 3dfx сильно сдала позиции, и разработчики относятся весьма настороженно к перспективам компании и технологиям, ею внедряемым. Одним из узких мест при использовании сжатия текстур становится оперативная память. Учитывая серьёзное падение цен на модули DIMM SDRAM, использующиеся со всеми персоналками можно предсказать увеличение порога минимального обьёма SDRAM в бытовых игровых компьютерах. О перспективности технологии говорит и заявление Microsoft о поддержке какого-то формата текстурного сжатия в готовящейся приставке X-Box.

Одна из перспективных разработок, которая будет введена в новые продукты - поддержка обьёмных текстур. Технология относительно новая, впервые появившаяся в спецификациях OpenGL версии 1.2 Нам ещё не удалось посмотреть на практические примеры применения обьёмных текстур. Метод обьёмного текстурирования поможет работать с вокселями, для наложения текстур нестандартной формы, для создания деформируемой геометрии. На днях Microsoft заявила о лицензировании технологии nVidia для следующей версии DirectX. Двумя неделями раньше ATi заявила о поддержке 3D текстур в своём следующем продукте, называемом сейчас Rage 6. 3dfx, S3 и Matrox не анонсировали поддержки обьёмного текстурирования в ближайших поколениях продуктов. Однако в спецификациях Rampage 3dfx намекнула на акселерацию воксельной графики. Можно ли это понимать как поддержку обьёмных текстур, либо это будет нечто другое мы узнаем в будущем. Уже сегодня есть чипы с поддержкой обьёмного текстурирования - Permedia 3 от 3DLabs поддерживает аппаратную акселерацию этой технологии. Понятно, что обьёмная текстура будет занимать больше места в памяти чем обычная, плоская. Поэтому очень критичным становится поддержка специальных эффективных методов сжатия обьёмных текстур. Будет ли разработан единый алгоритм, либо разработан стандарт, а сжатие и распаковка должны будут происходить на лету внутри чипа мы узнаем после финального анонса спецификаций готовых продуктов. ATi не говорила о каких-либо алгоритмах сжатия.

T&L, TCL и т.д.

Аппаратная трансформация и освещение пришли в мир бытовых акселераторов из профессиональных машин. Основной смысл - разгрузить центральный процессор от работы над геометрией. На рынке дорогих графических станций это давно поняли - процессор должен заниматься работой операционной системы, звуком занимается специальный звуковой чип, графикой - графический, геометрией - геометрический. Использование такого количества процессоров в бытовом компьютере приведёт к неоправданному увеличению стоимости системы. Поэтому ядро T&L интегрируется прямо в графический процессор. Сегодня мы имеем два продукта с поддержкой T&L - Savage2000 и GeForce 256. Компании уже анонсировали интегрированные наборы логики, с поддержкой T&L. ATi представила совместную разработку с ARTx, nVidia ещё не выдавала официальной информации, но данные о мобильном варианте NV11 давно просочились в Сеть. Первое поколение продуктов не было востребовано девелоперами. Если бы не технологические демки nVidia да "Dagooth Moor Zoological Gardens Demo", мы бы не увидели пользы от T&L и пребывали в священной уверености в непогрешимости 3dfx, поставившей на высокий Fillrate. По последним данным следующие поколения продуктов от ATi (кодовое имя Rage6) и GeForce 2 (NV15) будут использовать более сложное T&L ядро, которое правильнее будет называть TCL (Transform, Clipping and Lighting) ядром. Уже не раз писалось, что T&L сам по себе ничего не даёт. Даже поддержка T&L игрой не приводит к моментальному увеличению качества до фотореалистичного уровня. Проблема проста - какая разница, чем рассчитывать трансформации, отсечение и освещение полигонов? Будет простенькая модель и обычный алгоритм SoftTL+Rasterization, либо HadrwareTCL+Rasterization нам не важно. Если модельки примитивны, изменений не будет. Как пример можно привести игру Test "Drive 6". Использование T&L ничего визуально не меняет. Нет смысла в очередной раз перебирать методы использования T&L. Хочется лишь напомнить, что выход игры "The Whole Experience" запланирован на конец этого года. TWE - сложный продукт, работу которого мы успели оценить по DMZG демке. По нашему мнению игры, которым действительно понадобится TCL появятся не раньше конца этого года. Есть несколько заявленных лейблов в разработке, выход которых запланирован в ближайшее время, а некоторые уже ушли на золото. Но по скриншотам не видно, чтобы TCL использовался на полную катушку.

Кстати говоря о TCL многие предствляют себе сложнейшие модели монстров в шутерах. Мало кто задумывается о возможных фотореалистичных моделях автомобилей, людей на улицах в следующем "The Sims", и уж точно никто не вспоминает вселенные "Star Wars" и подобные. Представьте себе масштабную битву флота повстанцев около Звезды Смерти. Если вы смотрели фильм, то поймёте сколько нужно полигонов, чтобы такое изобразить даже не создавая супер-сложных моделей космической техники. Уже в последних играх этого жанра наблюдаются серьёзные проблемы с производительнотью в больших битвах. Возможно катализатором использования TCL станет именно жанр симуляторов, а вовсе не 3D шутеров, как принято считать. Отличные картинки, демонстрирующие плюсы T&L можно посмотреть в следующих обзорах:

Основные эффекты, появление и перерождение которых должно произойти в ближайшее время мы разобрали. Теперь давайте рассмотрим конкретных представителей. Сегодня на рынке остались несколько серьёзных игроков, плюс полу-мифические предствители компаний, потчующих нас сочными пресс-релизами и интервью. Начнём по порядку.

3dfx

Вопреки устоявшемуся мнению акселераторы 3dfx "Voodoo Graphics" были отнюдь не первыми игровыми акселераторами в России. Бесспорно, с их появлением начался расцвет игровой акселерации, но первые акселерированные игры, вроде Battle Arena Toshinden мы видели ещё до появления Quake. Выпустив первые три продукта 3dfx явно расслабилась. Уже начиная с Banshee можно было заметить увядание компании. Выпуск кастрированного продукта, не конкурентного с TNT от nVidia, выплывшего на плечах Voodoo2 и Glide не добавил репутации компании. Если бы не "Unreal Tournament", 'Need For Speed: High Stakes" и несколько других известных игр, положительных отзывов на Voodoo3 было бы до боли мало. Сразу стоит понять, что Voodoo3 был ответом на TNT2. А вовсе не на Ultra, и тем более не на GeForce. Можно сказать, что на Ultra компания ответила Voodoo3 3500. Но эта модель по данным из самой компании была настолько непопулярна и невостребована пользователями, что 3dfx была вынуждена уменьшить производство V3500.

Voodoo2 и 3 основательно устарели, API Glide слабо прижился на рынке и качества нового продукта придётся оценивать наравне со всеми. А продукт тот ещё... Нет поддержки T&L, мало информации о вероятной поддержке других интересных технологий, например обьёмных текстур. Зато много говорится о T-Buffer, о поддержке дополнительных эффектов которого пока никто не заявил, и о высоком Fillrate, который при проверке оказывается не такой уж и высокий. Плюс все помнят о внешних блоках питания для старших моделей. VSA-100:

Адресует до 64Мб памяти на чип;
Поддерживается текстурное сжатие FXT1 от 3dfx и DXTC из DirectX (S3TC);
Поддерживается работа с полноцветными текстурами (32 бит);
Частота чипа ожидается в районе 166-185Mhz;
Поддерживается работа в многочиповом SLI режиме.
Технологии и эффекты T-Buffer, Motion Blur, Focal Blur, Soft Shadows и Real Soft Reflections

Последнее время компания ведёт себя невразумительно. Приверженцы поверили, что у компании есть так называемый A1 силикон, нормально работающий на высоких частотах и не имеющий глюков. На последней презентации, проводившейся на Max 3dfx основательно опозорилась, не сумев продемонстрировать нормальную производительность ядра, качество и скорость игр. Компания даже не показала специальную версию "Tomb Rider", которая судя по всему специально готовилась для выставки. Обещав показать нормальные сэмплы на GDC 3dfx и тут не сдержала своё слово. Cтанет ли серьёзная компания скрывать продукт, готовый к массовой продаже, да ещё в условиях серьёзно подмокшего имиджа? Да ни в жисть! Более того, на GDC мы не увидели ни одной нормальной платы на VSA-100. У компании нет даже одного отлаженного технического сэмпла для демонстрации?

В общем, когда продукт выйдет, он скорее всего не окажется чем-то супер революционным. А учитывая возросший авторитет nVidia и подобность продуктов конкуренции (у всех есть T&L, большой Fillrate, сжатие текстур по S3TC и т.д., но нет T-Buffer) сложно ожидать популярности этой технологии. Выпусти 3dfx свой продукт к осени прошлого года, ещё можно было бы посомневаться. Может и в X-Box оказался бы процессор от 3dfx. Ещё был шанс выплыть на авторитете. Сегодня его не осталось. Гложет ощущение какой-то неприятной новости в скором времени. Будем надеяться, что пессимизм не оправдается.

Для поддержания имиджа компания анонсировала спецификацию чипа "Rampage". Выглядело очень комично - не выпустив один продукт компания уже разводит пошире руки, показывая как крут будет другой. Rampage:

Частота ядра 200-250 MHz;
От 128 до 256Мб DDR SDRAM памяти с частотой 300-360 Mhz;
Скорость заполения в интервале от 1.5 до 2.5 гигапикселей в секунду;
75 миллионов полигонов в секунду без эффектов или 35 миллионов с ними;
До 25 источников освещения;
Ядро акселерации вокселей;
Поддержку некоего "Нового API", который ещё нужно будет поддержать, а для этого обосновать, чем же он такой API-стый, чтобы делать игру на него, а не на OpenGL и Direct3D;
RAMDAC: 360-450 MHz скорее всего станет стандартом к моменту появления

Что касается сроков, то это зима 2000-2001. Думаете 3dfx обгонит всех и вся? Вот так вдруг поднимется, расправит могучие плечи и поставит всех на колени? Если да, то вы большой оптимист. Нельзя исключать и такого расклада, но с чего бы это вдруг подниматься? Люди всегда верили в чудо, но практика показывает что чудеса создаются упорнейшим трудом и огромными инвестициями. Ни того ни другого мы и не видим.

nVidia

По их ожидаемым продуктам информации больше всего, и это не смотря на то, что компания играет в молчанку. Можно точно сказать, что готовящиеся продукты будут быстрыми и многофункциональными. У NV15 будет приличный запас скорости заполнения, обновлённое TCL ядро, поддержка сжатия текстур по S3TC, поддержка обьёмных текстур, поддержка рельефного текстурирования тремя методами (Emboss, Dot Product 3, EMBM), улучшенная поддержка DVD. Помноженное на поддержку разработчиками всё вместе это скорее всего поднимет компанию на олимп лидера 3D индустрии. Компания чётко разделила продукты по сегментам. Уже сегодня пользователь имеет огромный выбор - TNT2 Vanta, TNT2 M64, TNT2, TNT2 Ultra и несколько более продвинутых вариантов, плюс GeForce 256 SDR и DDR, 64Мб модели, Quadro и т.д. - акселератор на любой вкус. Самые отлаженные драйвера, работа в профессиональных пакетах моделирования и полная совместимость с ними. Весною мы ожидаем NV15 в двух номинациях - игровой акселератор 2000 года и профессиональный акселератор по относительно низкой цене. Не стоит заранее воздвигать nVidia на олимпийскую высоту. Если всё будет по плану, она сделает это сама. К середине года мы ждём NV11 в мобильном исполнении и возможно карты на рабочий стол на его основе. GeForce SDR к тому моменту скатится на уровень нынешних M64/Vanta, GeForce окажется где-то в районе нынешнего TNT2, NV11 займёт место Ultra, а на верху окажется NV15. Причём по достоверным данным чипов уже сделали очень много, сэмплы давно разосланы а играть в молчанку компания закончит 25-го апреля. Вот тогда и посмотрим...

NV15

0.18 микрон;
Частота чипа ожидается в районе 160 - 200 МГц;
Частота памяти от 183 МГц до 200 МГц для SDR и от 333 МГц до 400 для DDR;
Поддержка памяти SDR, DDR SDRAM/SGRAM;
Внутрення шина памяти 128 и 256 бит;
До 128 Мб памяти;
Производительность в режиме мультекстурирования 640-800 млн. пикселей (Ge Force 256 - 240 млн. пикселей);
RAMDAC 350 МГц;
PCI 2.2 и AGP x4 (включая режим Fast Writes);
Поддержка HW T&L, FSAA, HDTV процессор, edge anti-aliasing (краевое сглаживание);
Стоимость от $300 до $350.

NV11 (отличия от NV15)

Мобильный вариант NV15 пониженным энергопотреблением;
Внутрення шина памяти 128 бит;
Dual Display - подключение двух мониторов, либо монитора и TV.

Matrox

После появления во всех отношениях интересного G400 Max компания пропала. Ни тебе пресс-релизов, ни "непреднамеренных утечек, которых мы не планировали" - ничего. Прошёл было слух о возможности T&L в G400, но и он затих, так и не подтвердившись. А было красиво. В ближайшее время есть информация о готовящемся G450. Даже по названию видно - революция откладывается. Вот что получено сегодня::

G450

Ядро G400 MAX с выходом RGB, NTSC/PAL и DVI;
64bit DDR SDRAM (даже не 128!);
Поддержка DDR FCDRAM;
Исполнение в виде 320 pin PBGA;
0.18 микрон, 6-ти слойный металлический процесс производства;
Начало продаж в марте этого года;
Версии с 16Мб Frame Buffer 2 x (2M x 32 DDR) и 32Мб 4 x (4M x 16 DDR) или 4 x (2M x 32 DDR);
16Мб версия G450 будет работать с памятью на чатоте 166MHz (в случаеFC DDR, вероятна частота 200MHz) и использовать 64-х битную шину памяти;

Ну что тут можно добавить? Конечно поддержка EMBM, возможно поддержка S3TC, никакого T&L, никаких наворотов. Но в отличие от 3dfx более богатые возможности работы с видео, наверняка очень высокое качество 2D, низкий нагрев, выход на несколько мониторов. Своего покупателя эти платы найдут, но хардкорным геймером он не будет.

За этими слабеньким продуктами планируется мифический G800. Когда-то считалось, что он будет конкурентом GeForce 2. Конкурентом GeForce 256 планировался так и не появившийся G600. Сегодня насчёт G800 известно лишь то, что скорость заполения будет вдвое выше G450, что это будет многочиповое решение вроде VSA-100, наконец появится аппаратный T&L, DirectX8 Shader и новые ICD драйверы. Если всё будет по плану, эта карта может оказаться серьёзным конкурентом NV15. Однако дата его появления ближе к выходу NV20. А тут можно основательно схлопотать за нерасторопность. Впрочем, все склоняются к мнению, что NV20 будет незначительной доделкой NV15.

ATi

Чип Rage 6 безусловно перспективен, поддерживаются интереснейшие технологии. Но насчёт чудес было сказано выше. Мы не верим в чудеса, а зная паталогическую лень ATi в продвижении своих новых продуктов сомнительно, что их решение займёт первые места по популярности в чартах. Хотя предпосылки есть - TCL второго поколения, более точная интерполяция кейфреймов анимации, работа с несколькими видами наложения шаблонов окружения, поддержка рельефного текстурирования, сжатия текстур, высокий Fillrate и вероятность работы в режиме Maxx. Не правда ли вкусно? А теперь задумайтесь, где ATi Rage 128 Pro? Карты на его основе очень конкурентны, но их нет. А RageMaxx? В продаже у нас совсем недавно. Почему нельзя выпускать продукты на месяц-два раньше? Ведь могут же, но не хотят. Обидно. А компания очень перспективная. Rage6 стоит ожидать в Мае, и если всё так, как сказано в их white paper, то GeForce 2 придётся попотеть.

Rage6:

Технология - 0.18 мкм;
Шина данных ядра - 256 бит;
Частота ядра: от 200 МГц до 400 МГц;
Поддержка до 128 Мб памяти;
RAMDAC: от 350 МГц до 400 МГц;
Технология Charisma Engine (clipping, vertex skinning, keyframe interpolATIon, perspective devide, triangle setup)
Производительность HW TCL: около 20 млн. текстурированных полигонов в секунду
Аппаратная установка 8 источников света для всей сцены
Рельефное текстурирование: Embosing, Dot Product, EMBM
Аппаратная поддержка HDTV, HDTV, MPEG2 (DVD), стерео очков
Технология SLI (от двух и больше чипов на плате);

S3

Вообще ничего концептуально-нового. Давным давно обещают Savage2000+. Можно было бы подумать о его преобретении, но драйвера так и не отлажены, S3TC перестало быть прерогативой S3, о новых возможностях T&L ни слова. До выхода два месяца? Вы всё ещё верите в эти чудеса? Savage2000+ смог бы конкурировать с NV11, но никак не с GeForce 2.

Bit Boys

Ну это сродни нашим народным сказкам. Жили были Биты с Боями, и была у них курочка ряба. И снесла она яичко. Совсем снесла. Причем оба...

Если быть откровенными, то в БитБоев не верится. Хорошие характеристики, попадают в струю по скорости и заявленным возможностям, но собираются разместить до 12 мегабайт встроенной памяти в полутора миллионах транзисторов. Вот это настораживает. Плюс в те же полтора миллиона будет помещено T&L ядро, RAMDAC, растеризирующая часть и 2D контроллер. Пожалуй слона в коробочку из под анализов легче разместить. А названия и цены нам обещали назвать уже в этом месяце... ждём с нетерпением. Массовое появление продуктов запланировано на конец второго квартала этого года.

По результатам анализа намечается два вероятных лидера - nVidia и ATi. Учитывая активность первой и лень последней, плюс разведённые по нескольким рынкам продукты, отлаженные драйверы и популярность среди разработчиков несложно догадаться, кто победит в конкурентной борьбе. Но наличие конкурирующего изделия не даст компании расслабиться и выпустить руль из рук, как это произошло с 3dfx, да и цены ниже если есть конкуренция. Вероятно продукты от ATi будут представлять особенный интерес любителям поработать и посмотреть видео, а продукты nVidia пригодятся хардкорным геймерам. S3 опять упадёт на OEM рынок дешёвых машин, куда она по словам своего начальства давно стремится, Matrox останется при своём - нормальные возможности поиграть, качественное 2D, богатое видео, поддержка цифровых мониторов у стандартных моделей - штучка на все руки, но без изюминки. Что будет с БитБоями вам лучше скажут гадалки на улице. Мы так и не смогли понять, шутка это или же у них действительно собрались гении.