PCGH Rückblick: Entwicklung der 3D-Grafik (Teil 2)
Grafikchips rechnen schneller als selbst modernste CPUs und verfügen bald über mehr als eine Milliarde Transistoren. PCGH blickt zurück auf einen langen Weg, den die Pixelbeschleuniger bis heute zurücklegten.
Ati schlägt zurück
Quelle: Bild: C.Spille/PCGH
Ati Radeon 7500 BBA mit 64 MiB VRAM auf einer original-Ati-Karte (Bild: C.Spille/PCGH)
Trotz der bislang nur wenig konkurrenzfähigen 3D-Spielerchips konnten die Kanadier dank günstiger Preise und gute Kontrakte im OEM-Geschäft ihre finanzielle Basis sichern. Im Hintergrund war die heutige Grafiksparte von AMD allerdings nicht untätig und hatte einen eigenen TnL-Chip entwickelt, deren Name noch heute die Grafikchips von AMD ziert: Den Radeon. Dieser verfügte neben H-TnL über mehr Features als die konkurrierenden Geforce-Chips und schrammte nur knapp an der Pixel-Shader-Spezifikation in Version 1.1 vorbei, welche für Direct X 8 erforderlich war. Um Kosten zu sparen, hatte man bei Ati ein ungewöhnliche Konfiguration von zwei Pixelpipelines mit jeweils drei Textureinheiten gewählt, die dem Chip auf dem Papier eine Füllrate ermöglichte, welche zwischen Voodoo5 5500 und Geforce 2 GTS lag.
Die Besonderheit des Chips lag in der Möglichkeit, mithilfe eines hierarchischen Tiefentests und weiteren Optimierungen des Z-Buffer wie dessen schnellem Löschen, besonders effiizient mit der Speicherbandbreite umzugehen. Der Z-Buffer war damals im Vergleich zu heute im allgmeinen noch recht unoptimiert und verschlang neben den Texturzugriffen einen großen Teil der Bandbreite, was besonders die 32-Bit-Leistung der Chips schmälerte. Hiermit machte die Radeon erst einmal Schluss und konnte neben konkurrenzfähiger, wenn auch nicht überragender 16-Bit-Leistung besonders in 32 Bit den (Verschwender-) Primus Geforce ein ums andere Mal ordentlich ärgern. Und das, obwohl die eigentlich geplanten 183 Megahertz der ersten Review-Samples für Chip und VRAM in der Serienproduktion nicht erreicht wurden: Das Topmodell war die Radeon DDR mit 64 MiByte und 166 Megahertz während die Radeon SDR mit 32 MiByte und 143 Megahertz gegen die Geforce 2 MX antrat (und oft gewann...).
Und sonst noch?
Quelle: Bild: C.Spille/PCGH
Matrox G450 DH LE mit 16 MiB VRAM (Bild: C.Spille/PCGH)
Nach der gnadenlosen 3D-Schlacht, welche bereits seit 1999 tobte, blieben nicht mehr viele Spieler auf dem Feld übrig. Intel konzentrierte sich nach den im Einzelhandel erfolglosen i740/i752-Versuchen mit zugekaufte Real3D-Technologie auf integrierte Grafik für seine Mainboardchipsätze. Kleinere Firmen wie Rendition mussten die Segel streichen, von den Bitboys Oy (heute Teil von AMD/Ati) kam ausser einem (nicht funktionsfähigen?) Prototypen des auf dem Papier vielversprechenden Pyramid3D (Glaze3D) nur noch heisse Luft und selbst den ehemaligen Marktführer 3dfx erwischte es Ende 2000. Matrox hatte sich dank der ausgefeilten und innovativen Multi-Monitor-Fähigkeiten seiner G400-Chips eine Marktnische geschaffen, spielte trotz Refreshes auf die in Sachen 3D nicht leistungsfähigeren G450 aber im Spielermarkt keine Rolle mehr. Auch die folgende G550 bot mit Headcasting, einer Möglichkeit, 3D-Modelle mit eigenem Foto als Videokonferenz-Avatar zu nutzen und so die kostbare Internet-Bandbreite zu sparen, eher Features für die Geschäftswelt.
Kyro!
Quelle: Bild: C.Spille/PCGH
PowerVR/ImgTec Kyro hier auf Hercules 3D Prophet 4000XT/PCI mit 64 MiB VRAM (Bild: C.Spille/PCGH)
Lediglich PowerVR, deren glückloser Neon250 ihnen zum Glück nicht das Genick gebrochen hatte, brachten 2000 noch eine bemerkenswerte Lösung auf den Markt: Die Kyro. Dieser Chip, blieb zwar kommerziell relativ erfolglos - soviel sei vorab gesagt - wurde in großen Teilen der Webwelt damals eher belächelt, brachte er doch mit gerade mal zwei Pixel-Pipelines und 115 Megehertz Eckdaten auf die Fps-Waage, welche seit einem Jahr als überholt galten. Doch diejenigen, welche einen zweiten Blick wagten (dazu gehörte sogar Nvidia...), wurden belohnt. Mit 64 MiB SDR-RAM ausgestattet nutzte er eine konsequente Weiterenticklung der bereits in früheren Power-VR-Produkten zum Einsatz gekommenen Deferred-Rendering-Techniken. Diese wurde durch das kachelbasierte Renderingkonzept nochmals verbessert.
Effiizienzwunder TBDR
Im Gegensatz zu sogenannten Immediat-Mode-Renderern (allen anderen damals aktuellen Chips) sammelt ein TBDR (Tile-Based-Deferred-Renderer) vom Schlage eines Kyro alle Informationen, welche für ein Bild benötigt werden in einem Puffer. Danach wird das komplette Bild von der Bildschirmauflösung aus in (kleine) Kacheln zerlegt und diese werden einzeln gerendert. Durch die Zerlegung passen sämtliche zu einer Kachel gehörenden Tiefeninformationen in einen extrem schnellen Zwischenspeicher und die Bildoperationen kosten keine weitere Bandbreite zum VRAM (außer dem Zurückschreiben der fix und fertigen Kachel in den Framebuffer). Außerdem wird eine vorgezogene Tiefenanalyse vorgenommen, sodass der Chip auch wirklich nur die Pixel berechnen muss, die hinterher auch sichtbar sind - das war damals eine kleine Revolution und der Außenseiter Kyro konnte so ein ums andere Mal selbst die übermächtig erscheinende Geforce-2 ins Schwitzen bringen.
So gelungen war das Konzept, dass Nvidia sich genötigt sah, eine interne Schulung für die Verkaufsabteilung abzuhalten, in der (nach der ins Internet gelangten Präsentation) die Möglichkeiten des Kyro kleingeredet wurden. Unter anderem wurde auf das fehlende TnL verwiesen und die Kyro als "TNT-class Product" abgestempelt.
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