Geschichte der Grafikchips: Nackte Tatsachen von 3dfx und Nvidia
Seit über zehn Jahren beschäftigt sich PC Games Hardware nun mit Grafikkarten. Im Laufe dieser Zeit haben wir über 100 Fotos von Grafikchips angefertigt. Die wichtigsten zeigen wir Ihnen im Folgenden, außerdem erklären wir kurz die Geschichte der Grafikchip-Verpackungen.
In den Anfangsjahren der 3D-Grafik - für Endverbraucher also Mitte der 1990er mit der Voodoo Graphics - waren die Chips noch relativ wenig komplex. Das spiegelt sich auch im sogenannten Packaging, also der Auf- und Unterbringung der Silizium-Ecken auf den Grafikkarten wieder.
Die eigentlichen Grafikchips waren sicher verpackt in Kunststoffgehäusen, dem sogenannten PQFP (Plastic Quad Flat Package), und wurden mit an der Seite herausragenden Beinchen mit der Leiterplatine verbunden. Diese Form wurde mit komplexeren und vor allem heißeren Chips wie der Riva 128, TNT, Voodoo Banshee oder Ati Rage128-Reihe, welche auch die 2D-Ein- und Ausgabe integrierten, aber untauglich und durch sogenannte PGA-Gehäuse abgelöst.
PGA steht für Pin Grid Array und bezeichnet die Anbringung der Kontakte in Form von kleinen Beinchen an der Unterseite des Chips, wie es bei Hauptprozessoren schon seit längerem üblich war. Dadurch konnten pro Quadratmillimeter wesentlich mehr Kontakte untergebracht werden, was auch eine höhere Leistungsaufnahme zuließ. Dies nutzten die Grafikprozessorhersteller auch weidlich aus und bald erforderten Hitzköpfe wie die TNT2 Pro & Ultra sowie Geforce-Prozessoren eigene Belüftung, um die Wärme wieder loszuwerden. Der nächste Schritt war die Integration kleiner Metallplättchen in die Oberseite des Packages, um den Wärmeübergang zu den inzwischen zur Regel gewordenen Kühlkörpern zu verbessern.
Den nächsten Schritt, nämlich das Flip-Chip-Pin-Grid-Array leitete Ati mit der Radeon 9700 Pro ein. Dort war der nackte Chip auf dem Substrat aufgebracht und konnte so die Abwärme direkt an den Kühlkörper weiterleiten. Damit die Risiken durch mechanische Schäden nicht zu groß gerieten, entschied man sich, einen Metallrand zur Stabilisierung des Kühlers außen auf das Substrat aufzukleben. Spätere GPUs verzichteten darauf, sporadisch tauchte der Stabilisator aber immer mal wieder auf - zuletzt beim R600.
Nvidia arbeitete beim Geforce FX mit einem Heatspreader, einer Metallplatte, die direkt auf der GPU angebracht war, um sowohl die mechanische Stabilität zu verbessern als auch den Wärmeübergang sicherzustellen. Später brachte man auch offene FCPGA-Packages (NV36, NV40-G70), kehrte mit dem G80 und GT200 aber wieder zu den gut geschützten High-End-GPUs mit Heatspreader zurück. Midrange-GPUs müssen bis heute ohne diesen Schutz auskommen.
Viel Spaß mit den ausgewählten Grafikchips von 3dfx und Nvidia in unserer Galerie. Wir haben den ursprünglichen Artikel um diverse Neuzugänge von Nvidia erweitert. Sollten Sie Bilder vermissen, nutzen Sie die Kommentarfunktion. Die wichtigsten Grafikchips von Ati/AMD finden Sie dann in einem anderen Artikel - den wir ebenfalls noch aktualisieren.
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Was denn nun?