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3dfx的产品系列

对于大多数老一代游戏玩家来说,言语3dfx相信都会感叹万千。这家公司真正把我们的视觉带入了3D世界,它是PC领域3D加速设备的光辉显示器,由Voodoo面世而引领的这场革命的一个重大意义,就是使PC机从此具备了和街机几乎同级的3D处理能力,开创了PC界3D处理技术的先河。其实3dfx并不是3D显卡时代的开创者,它只不过是一位后来者。

第一代3D显卡应该以S3 VIRGE和ATI 3D RAGE为代表,此前整体性能稍有优势,晚上则提供了对光源的处理能力,是当时3D性能最全面的显卡。S3后期推出Virge/DX,在3D性能方面有很大提升,但在高端平面图形方面弱于S3 Trio64V2/DX,在此期间Matrox的MGA系列开始墨粉登场。

抛开其高昂的价格不谈,MGA的3D性能确实十分出色,但与S3 Virge和ATI 3D RAGE相比仍显不够全面。Trident 9685是另一种风格的单芯片的显卡上集成了电视视频处理,提供视频输出,软解压方面非常出色,3D性能一般。IGS CyperPRO2000集成了电视视频处理和编码芯片,性能与S3Trio 64V相仿。3D Labs Permedia 64在3D方面表现抢眼,但2D性能较低,不够全面。

同样的STG也是同样专门的3D芯片,显卡上带波表音效。后两块显卡是实实在在的3D游戏卡。虽然说这个阶段显卡3D性能尚未成为世人关注的焦点,显卡的综合性与兼容性显然占了上风,但所有这些初级3D显卡却为不久之后的3D浪潮席卷奠定了全球基础。

慢慢地,多媒体的概念日益深入人心,人们对游戏画面的要求也不再局限于2D的水平上,尤其是当一批“准3D”游戏(如古墓丽影、极品飞车、雷神之锤)的出现的时候,人们被一些以前未见的 3D 效果深深地吸引住了!图形芯片厂商似乎也都发觉了这个无限商机的领域。

来自 SGI 公司的 Scott Sellers、来自Mediavision的Gary Tarolli和Ross Smith三位技术工程师靠550万美元的风险投资于1994年3月***共同创立了3dfx。经过3dfx的三位创始人——Scott Sellers、Gary Tarolli和Ross Smith的刻苦努力,3dfx公司于1995年11月发布了其第一代、具有划时代意义的显卡——Voodoo,也走进了3D时代。

相信Voodoo显示卡在每个DIYer心里都有多少份量了,这是1996年的时候最强大的3D显示卡,支持雾硬件化;镜面高光(Specular Hilight),色键透明处理(Color-Key-Transparency);Alpha透明混合处理(Alpha Transparency),双线性材质过滤(Bi-Linearfiltering),三性线材质过滤(Tri-Linearfiltering),贴图过滤(MIPMAP Linear) ),瞳处理(Dithering),透视校正(Perspective Correction),动态贴图(Animated texturing),抗锯齿(Anti-alasing),高氏调节(Gouraud adjustment),次级像素校正(Sub-pixel Correction)等划时代的3D效果,让我们第一次感受到3D时代的到来。

当时Voodoo使用了容量非常大的4MB EDO内存,核心芯片的工作频率为50/55Mhz,使得像素填充率达到有了45M/s,虽然这个速度在现在来说是没有任何意义的,但在当时,这却是最强大的性能了。Voodoo的成功除了突出的硬件性能之外,软件技术的作用同样功不可没。

Voodoo支持所有主要的3D的接口程序,包括Glide、D3D和OpenGL。Glide是其专用的3D API,不仅性能出色,而且易用性极佳,在D3D尚未被广泛接受之前,3dfx正是凭借这个接口程序以及免费授权战胜了各路竞争对手,得到了软件厂商的青睐。Glide在当时被公认为最好的3D接口程序,特别是它的易用性和稳定性都是程序师最喜欢的的东西;Voodoo在设计的时候就针对D3D进行了优化,很多人对D3D的认识都是从它开始的,不过到了DirectX 5.0以后,Voodoo的性能已经完全压榨出来了。不过,被OpenGL的强大支持了更是Voodoo制胜但是的法宝。

3dfx也为了避免于Matrox,ATi,S3等这些老牌劲旅正面交锋,自己的产品以附加子卡的形式出现(需要配合其他2D显卡才能工作),就是这样Voodoo显卡的成本高出当时最贵显卡的1倍多。不过,幸好当时(1996年)主板价格狂跌,这样原来价格居高不下的Voodoo显卡就变得容易接受多了,再加上当时的Diamond鼎力支持,模具以Voodoo为3D核心的显示卡-Diamond Monster 3D就这么推出了。

同时3dfx还引入了强调的3D API—Glide,奠定了了3dfx 3D加速之王的地位。Eidos的《古墓丽影》首先采用了这个API,也正是由于《古墓丽影》的成功,3dfx成为了当时效果最好的3D显示卡,后来3dfx又得到雷神之锤的支持,至此Voodoo一发不可收拾,成为当时真正显卡的王者,而且EA(美国艺电)等游戏产业龙头受到Voodoo强大功能的吸引力和Glide免费授权的诱惑,进一步巩固了3dfx的地位。

虽然Voodoo让3dfx这个显卡领域的新秀获得了巨大的成功,但3dfx公司也看到单纯的3D加速子卡并不能垄断显卡市场,整合2D/3D接下来才是显卡发展的方向,于是就推出了Voodoo Rush。如果光从纯粹的技术指标上看,Voodoo Rush绝对要胜过Voodoo。

因为它同时拥有当时最优秀的3D性能,并配备了6MB(4MB 3D,2MB 2D)或4M(2MB 3D,2MB 2D)显存,同时还整合了Alliance的AT3D图形芯片以提供2D功能,从而消耗2D子卡配合,即可单独工作。从而提供了硬件MPEG-I解码、软件MPEG 2解码和TV-OUT输出的功能,但虽然Voodoo和Voodoo Rush均采用3DFX公司自家的晶圆,但由于Rush只需将2D芯片和3D芯片集成在一起,因此得修改其控制芯片,便于驱动2D和3D功能。

但Alliance AT3D和Voodoo芯片两者的集成性似乎不太完整,2D 显示不太正常,而 3D 部分则同一些软件存在兼容性问题,这是因为 Rush 的控制芯片在造成某些指令上为了修改和 2D 芯片兼容而做了一些,导致某些支持 3dfx显卡游戏在Voodoo上执行一切正常,但在Voodoo Rush上则有可能无法兼容。因此Voodoo Rush在昙花一现之后就草草收场。在3dfx发布了Voodoo之后,队列显芯厂商看到了未来3D市场的生机,不久S3、Trident、3Dlabs、Number Nine、Matrox、Cirrus Logic、nVIDIA、ATi等公司都纷纷发布了他们各自的3D显示芯片,都想从这个美好的3D世界中分得一杯羹。3dfx为了保持领先优势,于97年11月推出了其第二代产品——Voodoo 2了。在当时来说,Voodoo 2仍然是一个令人难以置信的硬件产品。

Voodoo 2显示卡的工作频率达到了90Mhz(填充率达到90M/s,达到了Voodoo的一倍),虽然没有nVIDIA后来推出的TNT高,但是在当时也是出类拔萃的了。另外它的RAMDAC的工作频率为135Mhz,在当时也是非常不错的了其首款显示提出的“单周期双纹理”技术与“SLI(交错互连)”技术使Voodoo 2较前两代产品在性能方面有了质的飞跃。

Voodoo 2卡上一***具有3块显示芯片,一块是负责像素处理的3dfx 500-0009芯片,和两块材料负责的500-0010芯片组成,最后通过一块主控芯片来顺利这3块芯片的工作。这个设计有一个优点:在当时核心效率低的情况下可以弥补核心速度的诸多不足。当时,FPS游戏雷神之锤2风靡全球,Voodoo 2凭借“单周期双纹理”技术成为3D游戏的之王,更成为当时FPS类游戏的标准配置。

在nVidia发布了Riva TNT之前根本没有图形芯片可以和Voodoo较量,3dfx也因此迎来了其巅峰时刻!其他厂商的产品都在Voodoo 2下黯然失色,用当时媒体的话来说,Voodoo 2简直是一个孤独求败的境地!

在当时,奔腾2加上Voodoo 2是一群游戏玩家所梦寐以求的梦幻配置。如果你觉得这样的3D加速都不够的话,你可以加上上一个结构,然后运行在SLI模式下,从而拥有双倍的3D性能,Voodoo 2的特性和它的前辈Voodoo基本相似,它又提供了Z缓冲还有抗锯齿功能。不过,Voodoo 2仍然无法弥补Voodoo同样的缺点——Voodoo 2仍然只是一块子卡,需要一块2D卡支持才能实现3D功能。

虽然说3dfx在其第一代显卡Voodoo Rush以失败等告终,但3DFX并没有放弃这个想法。

在推出Voodoo 2之后,3DFX发布了其第二代整合2D/3D引擎的显示芯片——Voodoo Banshee(即赫赫有名的巫毒女妖)。像Rush一样,整合了2D/3D引擎,最高支持16MB显存,100MHz的核心频率,125MHz的内存频率,而RAMDAC频率也高达250Mhz。不把3DFX把Voodoo 2显示卡的虚拟现实模拟缩减到了一条。

虽然Banshee较Voodoo 2在指标上上超过了Voodoo 2(填充率达到100M/s、300万每秒的三角形生成率,Voodoo 2为180每秒,但由于精减了万模拟内降低了Banshee在游戏中性能。不过还是由于建有了2D引擎加上不错的超频能力,最终Banshee在市场上也取得了不错的成绩。凭借Voodoo 2、Voodoo Banshee,3dfx再次向世人证明了它的实力。而此时,nVIDIA宣布了它的革命性产品TNT—填充180M像素/秒,支持并且32位图像渲染,凭借着不俗的性能获得了市场一定的认可!此后不久,nVIDIA发布了功能更强大、支持效果更多的新一代图形处理芯片—TNT2,大有取代3dfx的绘图芯片领域霸主地位之势。但3dfx似乎并没有对nVIDIA投以足够的重视。

由于感觉如果不拥有显卡生产线主板不时受制于显卡显示生产厂商,3dfx于是在1999年初收购了著名的显示卡生产厂STB,从此开始了自产自销的发展路线。在TNT2已经发布大半年后,3dfx才发布了其第三代产品——Voodoo 3,而Voodoo 3也是STB的工厂化产品。虽然虽然说发布时间比nVIDIA的TNT 2慢,但Voodoo 3在技术、支持特效方面并没有带来新的突破——大体之上可以相当于Voodoo 2 Banshee的结合体。

Voodoo 3核心采用了0.25微米技术生常工艺和128位数据通道设计,首次把显存容量支持到32MB(但所有产品基本都是16MB的)。不过Voodoo 3首次增加了材质压缩的特点,这样就可以在拥有大材质贴图场景中得到更好的效果,不过由于不支持AGP的DIME工艺,因此材质压缩的作用并不大。

最先Voodoo 3有两个型号Voodoo 3 2000和Voodoo 3 3000之间的区别也针对工作频率的不同(RAMDAC也不同,原先为300Mhz,晚上为350Mhz。),2000的工作频率为143Mhz,而3000则为166Mhz,并且从一些非官方的渠道来的消息,Voodoo 3 2000和Voodoo 3 3000的核心是一样的,Voodoo 3 3000是超频版本,因此覆盖了大型的同期片,并且可超频能力极限。

Voodoo 3 2000就不同了,通过改善显卡的另一款Voodoo 3 2000很轻松的就可以工作在Voodoo 3 3000的频率下,因此市场上Voodoo 3 2000的销售量大大不如Voodoo 3 3000,当然这除了价格的因素,可超频性也是一个重要的因素。

不久3dfx又推出了Voodoo 3 3500。Voodoo 3 3500是一款多功能显示卡,其带有一个电视接受器,可以提供视频接收和输出功能,而这款电视调谐器也是首次使用单芯片设计的产品。

如果与TNT2相比,不支持32位渲染、不支持大纹理贴图、不支持直接内存调用是Voodoo 3最大的缺点,这也使3DFX在技术上首次落后于其对手。

这并不是最致命的,而最大的偏差是3dfx的市场策略。狂妄自大的3DFX自已拥有了显卡生产工厂,在DirectX几乎一统天下的统治下仍坚持不开放Glide的源代码,使得昔日总部纷纷改投VIDIA的门下,再加上STB的产能严重不足,3DFX的市场萎缩。

而nVidia随后发布了GeForce 256更给了3DFX的一击——GeForce 256采用有了全新设计的架构,是支持硬件概念几何和光影(Tamp;L)转换的显示芯片,nVidia也在此时引入了GPU的。此时的3dfx终于惊醒,并开始做出相应的应对措施Voodoo 3 2000显示卡的授权,准备推出配备32位颜色和4X AGP支持的Voodoo 3 4000,但一切都为时已晚,而Voodoo 3 4000也永远停留在了纸上。紧逼,3dfx 不得不推出了更新的产品。在几经跳票之后,3dfx 终于推出了其第四代产品——Voodoo 4 4500。而此时,3dfx 首次推出了其独创的 VSA-100 架构。VSA全称:Voodoo Scalable Architecture,意思就是可升级Voodoo架构,这种架构可以进行更弹性的显示卡设计,其架构最高支持同时32块核心协同处理。

VSA-100芯片采用有了0.25微米的制造工艺,继承了140万个晶体管,内置350MHz的RAMDAC,运行频率为166MHz,最高支持64MB显存。VSA-100终于使3DFX迈入了32位渲染的行列,其支持先进的T- Buffer功能(但必须有对的芯片才能实现),并且焦点模糊(Depth of Field Blur)、柔和阴影(Soft Shadows)、柔和反射(Soft Reflections)等效果。

由于Voodoo 4 4500的市场定位是针对中低端显卡市场,采用增加成本优势的单VSA-100芯片方案,因此不支持T-Buffer的功能和低下的填充率,根本不是TNT 2的对手。因此Voodoo 4 4500在昙花一现之后就从市场上消失了。(注:Voodoo 4 4500拥有32MB,16MB和8MB显存的三个不同版本。)

针对Voodoo 4 4500的不足,3dfx很快发布了采用2块VSA-100芯片的Voodoo 5 5000。由于配备了两块VSA-100芯片,Voodoo 5 5000能够实现Voodoo 4 4500两倍的帧速率以及T-Buffer,并且采用了PCI块接口设计,在工作站方面还是很有市场的。不过,Voodoo 5 5000的功耗十分大,需要外接电源才可以正常运行,而且只支持32MB的显存容量也是Voodoo 5 5000的不足(因为两枚VSA-100分别只能占用16MB显存容量) )。

另外,3dfx发布了采用64MB显存的Voodoo 5 5500。这款产品在技术上同Voodoo 5 5000没有很大差别,仍采用VSA-100架构,不同之处是采用有了64MB的显存并以AGP作为入口界面。

Voodoo 5 5500由于采用了AGP接口或者采用容量更大的显着,性能都有所提升。在推出前期Voodoo 5 5500取得了一定的市场成绩,但2000年STB工厂的产能很低,看起来不能满足市场需要,因此最终还是改变不了3dfx的最终下场。

按原计划,3dfx向市场推出一款Voodoo 5 6000产品。Voodoo 5 6000采用多达4片VSA-100芯片,搭载183 MHz 的128MBSDRAM显存,填充率达到了1.33—1.47像素/秒,同样需要外接电源。在性能上Voodoo 5 6000支持效果更好的T-buffer功能,并且支持创记录的8倍抗锯齿功能,但由于设计较复杂,生产成本居高不下(当时的售价预计在 600 美元左右),并且由此产生元件的问题和 3dfx 财政原因,这款怪物级的显卡几经跳票之后最终没有发布。由于 Voodoo 4的性能太差,而Voodoo 5的价格又居高不下,促使3DFX的支持率开始恢复。到了2000年,nVIDIA的羽翼已经论文,3dfx已经无力阻止nVIDIA进行的进步。面对这个不利情况, 3DFX 将所有的希望都放在了微软——以 1.8 亿美元的价格准备收购 Gigapixel 公司、但希望获得微软将要推出的 XBOX 的图形芯片订单。

但是微软最终选择了与 nVIDIA 合作,并成功发行了XBOX,3DFX的股票再次下挫,而且计划中RamPage也被无限期地搁置!最终无生机3dfx被nVIDIA仅以一亿美元的低价收购了,并且收购后的3dfx公司将被解散,从此其品牌不再保留,知识产权也被收购因此(英伟达完全开发了自家的API技术),至此3dfx公司划上了一个句号! 由此,一个传奇色彩的显示芯片厂商最终常规留队存在硬件爱好者的设想中! 3dfx重生-Voodoo 590(4月1日的愚人节笑话,国内小白不要相信以为真)

2011年4月1日,NVIDIA还突然捐赠了一颗重磅炸弹,宣布了基于Voodoo架构的新卡“Voodoo 590”,拥有惊人得233颗核心,“强大得有些荒谬”。

NVIDIA表示,3dfx被收购的十余年,其实在被收购NVIDIA内部一直有一个前3dfx专家组成的团队过着秘密的生活,白天是NVIDIA公司员工设计、制造、推广GeForce显卡,闲暇时间就在公司的默许下基于3dfx技术开发革命性的显卡。今年的双重生活,他们终于准备好向全世界展示自己的成果了。

3dfx 创始人兼首席科学家之一、现在仍然留在 NVIDIA 公司的 Gary Tarolli 表示:“我们从来没有打算放弃。Voodoo技术拥有无穷的潜力。这个世界从来没有认识到它的真正实力。”

随后他展示了“Voodoo 590”并解释说:“我们将它命名为590是因为在速率方面堪比GeForce GTX 590,这是图形性能的一个关键指标。两块卡足以满足每人填充7770万像素,唯一的不同就在于Voodoo 590使用3dfx十年前的技术打造的。古老的架构延伸到了与 NVIDIA Fermi 架构同样的高度。

看看3dfx是如何超前吧!”

从架构图上看,Voodoo 590集成了233颗VSA-100芯片(3dfx最后的作品Voodoo 5 5500只有两颗),核心频率仍然是166MHz ,每颗一颗都拥有两个像素托盘,整块卡上还装载了7456MB嵌入式SDRAM显存,每个核心32MB,以及一个Tile Distributor。

技术方面,该卡没有Tamp;L 、Shader和其他没用的东西,完整支持Glide API、3dfx T-Buffer缓存、466x RGSS旋转栅格超级采样抗锯齿以及专利的单向单循环休眠纹理。

它甚至还引入有了新的SLI机制,可以让两块甚至四块卡并联,不然同时拥有932个VSA-100核心,不过技术细节暂时保密。

曾经的3dfx产品营销总监Tony Tamasi还透露,其实Voodoo 590也引入了NVIDIA的一些技术,比如法兰克福方案就源自NV30并进行了适当的拓展,但功耗情况谁也肯说。

Tarolli有:“功耗着色器”的实现方式很多,T-Buffer技术可以达到CGI级别的景深、动态模糊和抗锯齿,只需要足够的采样即可。Voodoo 590拥有233颗VSA-100核心,还有466个采样,最终获得的图形质量远远超越皮克斯动画。”

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