Voodoo

Voodoo — серия графических ускорителей компании 3dfx Interactive.

Voodoo были одними из первых графических ускорителей для ПК. Самые первые платы на Voodoo1 (Voodoo Graphics) являлись исключительно графическими ускорителями и связано это было с тем, что на видеокартах того времени не было аппаратной поддержки 3D-графики — они могли прорисовывать только в 2D. А, вставив в свободный pci-слот компьютера плату с чипом Voodoo1, владелец получал и аппаратный 3D-рендеринг.

Видеокарты серии

Поначалу у 3dfx не было своего завода, поэтому массово видеокарты производились на заводах других фирм. Основным был завод фирмы STB, который позднее и был выкуплен 3dfx Interactive.

Voodoo Graphics

Voodoo 1 от Diamond multimedia

Серия первых графических ускорителей от 3dfx Interactive, выпущенных в 1997 году. Являлись только ускорителями — для прорисовки в 2D требовалась отдельная видеокарта.

Схема подключения выглядела примерно так: У Voodoo были входной и выходной разъёмы VGA. Видеокарта соединялась снаружи со входным разъёмом Voodoo посредством специального Pass-Through-кабеля VGA-VGA (шёл в комплекте с Voodoo). Монитор же подключался к выходному разъёму Voodoo. Таким образом, при обычной прорисовке в 2D сигнал шёл сначала от видеокарты к Voodoo, а тот просто пропускал его через себя на монитор. В случае, когда требовался 3D-режим, сигнал от видеокарты блокировался, а прорисовкой уже занимался сам Voodoo. Надо заметить, что такая схема прорисовки 2D в ряде случаев заметно влияла на изображение монитора — оно становилось нечётким, потому что сигнал на пути к монитору проходил адский круг — Pass-Through-кабель.

Плата на Voodoo имела PCI-интерфейс. Основными архитектурными особенностями типичного ускорителя, основанного на Voodoo Graphics, было то, что он состоял из двух чипов. Один из них являлся текстурным блоком (TMU — Texture Mapping Unit), а второй олицетворял фрейм-буфер (FBI — Frame Buffer Interface). Всего на борту типичного Voodoo Graphics было 4Мб памяти, которые делились между текстурным блоком и фрейм-буфером пополам. Таким образом, поскольку фрейм-буфер был ограничен двумя мегабайтами памяти, максимальное разрешение, которое он способен был показать в 16-битном цвете при включенном аппаратном 16-битном z-buffer — это 640x480, без аппаратного z-buffer — 800х600, однако картинка в этом случае оставляла желать лучшего. Voodoo Graphics не поддерживал 3D-рендеринг в окне. Прорисовка была возможна только в 16-битном цвете — поддержка 32-битного цвета отсутствовала, однако на тот момент очень редкие игры использовали 32-битные текстуры. Стандартная частота чипсета равнялась 45Мгц, но Voodoo Graphics можно было разгонять и настраивать. Для этого использовались системные переменные в DOS/Windows.

Важно отметить, что уже в 1997 году 3dfx Interactive разработала технологию SLI (Scan Line Interleaving), суть которой заключалась в том, что она позволяла объединить усилия двух видеокарт на базе Voodoo Graphics. В этом случае одна из них будет прорисовывать на экран только чётные строки, а другая нечётные. Это даёт возможность увеличить производительность примерно в полтора раза, а также увеличить разрешение экрана. Однако, в 1997 году эта технология была применена лишь на профессиональных решениях от 3dfx Interactive, таких как Obsidian 100SB, которые не были предназначены для рынка PC. А обыкновенные платы на Voodoo Graphics для PC хоть и имели поддержку SLI, но разъём для соединения двух ускорителей у таких карт отсутствовал.

3dfx Interactive разработала свой API для Voodoo и очень многие производители компьютерных игр разрабатывали свои игры под этот API. Это дало невероятный успех компании и Voodoo получился королём своего времени: по производительности в играх ему не было равных, с другой стороны, и цена на Voodoo Graphics была достаточно высока.

Поддержка сторонних API видеокартами Voodoo Graphics также имела место быть. В частности, большинство Direct3D-игр запускались на Voodoo Graphics без проблем. Некоторые OpenGL-игры могли не заработать из-за того, что Voodoo Graphics не поддерживал 3D-рендеринг в окне.

Voodoo Rush

Видеокарты, построенные на чипсете Voodoo Rush в 1997 году были первой попыткой 3dfx Interactive сделать полноценную 3D-видеокарту, а не просто ускоритель. В итоге получилась громадных размеров PCI-плата, которая помещалась не в каждый корпус. На плате присутствовали отдельно: чипсет Voodoo Rush (1xTMU + 1xFBI) и 2D-чип от Alliance Semiconductor. То есть, единого 2D/3D-ядра так и не было — за 2D отвечал отдельный чип. Объём графической памяти у типичных представителей — 6/8 Мбайт. У этих видеокарт также отсутствовал 32-битный цвет, но имелась возможность рендеринга в окне! Однако оборотной стороной медали оказалось снижение производительности из-за необходимости синхронизации работы 3D-чипа с более медленным 2D-чипом.

Voodoo²

Второе поколение графических ускорителей от 3dfx Interactive. Массово выпускались в 1998 году.

Карты на основе Voodoo² также являлись исключительно 3D-ускорителями с такой же схемой подключения к видеокарте и имели PCI-интерфейс. Состав чипсета пополнился ещё одним текстурным блоком (TMU), увеличилась частота чипсета до 90Мгц, количество памяти на борту карт также увеличилось и в основном варьировалось от 8 до 12Мб на одну плату, а это означало, что максимальное разрешение в 16-битном цвете с аппаратным 16-битным z-buffer теперь стало 800х600, без него — 1024х768. Рендеринг в окне по-прежнему отсутствовал, 32-битный цвет тоже. На этих картах уже был реализован SLI. Объединение позволяло увеличить производительность и максимальное разрешение до 1024х768 со включенным z-buffer.

Как следствие того, что чипсет обзавёлся вторым TMU, стало возможным накладывать две текстуры за один проход, что давало ощутимый буст в производительности! Это назвали мультитекстурированием.

В драйверах были всё те же поддерживаемые API: Glide, Direct3D, OpenGL (MCD — miniport client driver). Наконец, в разделе настроек в драйверах появилась закладка для разгона. Выходило всё больше игр с поддержкой Glide, 3dfx на какое-то время стал синонимом 3D-графики вообще.

Voodoo Banshee

3dfx Banshee 16MB AGP

В 1998 году в 3dfx Interactive осознали, что будущее за 2D/3D-ядром, а не отдельными ускорителями. Результатом этого осознания явились платы с единственным чипом — Voodoo Banshee. Надо сказать, что 2D-часть ядра была выполнена на славу — максимальное поддерживаемое разрешение равнялось 1920х1440 в 32-битном цвете! Однако с 3D-составляющей всё было не так гладко. За основу 3D-составляющей, конечно же, был взят чипсет Voodoo², но у него остался только один текстурный модуль (TMU) вместо двух, что лишало Banshee аппаратной поддержки мультитекстурирования. Также, как и у предшественника, у Banshee отсутствовала возможность 3D-рендеринга в 32-битном цвете, зато максимальное разрешение в 16-битном увеличилось до 1920х1440. Частота чипа и памяти — 100Мгц, объём графической памяти — 8/16Мб. Платы выпускались в двух вариантах: AGP2x и PCI, но стандарту AGP 2x полностью не соответствовали (поддерживался только SideBand Addressing).

Из-за отсутствия поддержки мультитекстурирования Banshee уступал Voodoo² по производительности в играх, которые эту технологию использовали.

Voodoo³

3dfx Voodoo 3 AGP

Третье поколение графических ускорителей от 3dfx Interactive. Массово выпускались в 1999 году, причём уже на купленном заводе STB. Карты выпускались или с AGP2x- или с PCI-интерфейсом.

В этом году у компании резко поменялась маркетинговая политика и вместе с ней обновился логотип. Так, семейство Voodoo³ теперь имело новые логотипы на своих чипах и разделилось на несколько моделей.

• Voodoo³ Velocity 100

8Мб памяти, частота чипсета/памяти — 143Мгц, 2 TMU (один TMU отключен программно, есть возможность включить). Максимальное разрешение в 3D: 1024x768, хотя некоторые игры позволяют запуститься в разрешении 1280х1024 (без Z-buffer). Также игры, требующие мультитекстурирования (например, Hitman: Codename 47), запустятся на этой карте только при включенном втором TMU.

• Voodoo³ Velocity 200

16Мб памяти, частота чипсета/памяти — 143Мгц, 2 TMU (один TMU отключен программно, есть возможность включить).

• Voodoo³ 1000

16Мб памяти, частота чипсета/памяти — 125Мгц, 2 TMU

• Voodoo³ 2000

16Мб памяти, частота чипсета/памяти — 143Мгц, 2 TMU

• Voodoo³ 3000

16Мб памяти, частота чипсета/памяти — 166Мгц, 2 TMU

• Voodoo³ 3500

16Мб памяти, частота чипсета/памяти — 183Мгц, 2 TMU, встроенный TV/FM тюнер (TV only для европейской версии плат).

Все видеокарты на базе Voodoo³ являли собой полноценные 2D/3D-видеокарты. Появился аппаратный DVD-декодер и De-Interlacing. Однако по-прежнему отсутствовала поддержка 32-битного цвета в 3D.

VSA-100

VSA расшифровывается как Voodoo Scaleable Architecture. Это последнее поколение видеокарт от 3dfx Interactive, выпущенное в 2000 году.

Карты на основе VSA-100 наконец-то научились рисовать 3D в 32-битном цвете, а также обзавелись поддержкой компрессии текстур S3TC, FXT-1 (собственный формат 3dfx) и фирменной технологии T-Buffer, которая по сути является набором таких возможностей, как размытие в движении, фокусировка на конкретном объекте и смягчение теней.

Конструктивно чип VSA-100 представлял собой интегрированное 2D/3D-ядро с двумя текстурными модулями (TMU) и двумя фреймбуферами (FBI). Его новой особенностью стала возможность объединять в SLI не разные платы, а непосредственно устанавливать несколько чипов на одну плату (само собой, это было возможно только на стадии производства). Наглядным примером использования технологии Scaleable Architecture является Voodoo5 5500 — на нём установлено два чипа VSA-100. Модельный ряд выпускался в AGP 2x, AGP 4x (только референсные Voodoo 4 и несколько прототипов Voodoo 5) и PCI конструктивах.

VSA-101 был улучшенной версией VSA-100, на более тонком техпроцессе, что позволяло снизить тепловыделение, чип мог работать на 143МГц вообще без радиатора, с поддержкой DDR памяти.

Планировалась не менее широкая линейка моделей, однако, фактически, для рынка были выпущены лишь две модели (кроме того, для OEM небольшой партией была выпущена Voodoo4 4200 на обновленном чипсете VSA-101 Daytona с DDR памятью, но в связи с последующим банкротством 3Dfx карта не успела выйти на потребительский рынок):

• Voodoo4 4500

32Мб памяти, частота чипсета/памяти — 166Мгц

• Voodoo5 5500

64Мб памяти, частота чипсета/памяти — 166Мгц, 2 чипа VSA-100 обьединенные в SLI на одной плате.

• Voodoo5 6000

128Мб памяти, частота чипсета/памяти — 166Мгц, 4 чипа VSA-100 обьединенные в SLI на одной плате. Карта должна была конкурировать с GeForce 2 (в некоторых тестах она даже обгоняла GeForce 3) до выхода принципиально нового Rampage, но не была выпущена серийно из-за высокой себестоимости и задержки при устранении недочетов. Последняя ревизия карты (3900), которая была финальной и не требовала доработок, была выпущена незадолго до банкротства компании. Тем не менее прототипов было изготовлено довольно много, от нескольких сотен до нескольких тысяч, поэтому она периодически встречается на разных интернет-аукционах, например eBay, по цене от 1000 до 2000 долларов. Cамая распространенная работоспособная ревизия платы - 3700A.

VSA-200

3Dfx также работали над новым поколением чипов - VSA-200 Rampage, где один был быстрее, чем двухчиповый Voodoo5 более чем в два раза, поэтому, если бы Rampage довели до серийного производства, и вышла бы планировавшаяся двухчиповая 256Мб карта с отдельным весьма производительным T&L модулем, то конкурентам было бы нечего противопоставить, поскольку единственной картой, способной сравняться с этим, была бы GeForce4 Ti4600, которая вышла гораздо позже. Но неудачное решение о покупке компании STB и не слишком большой успех Voodoo5, задавленной более дешевыми картами конкурентов, привели к банкротству и было произведено всего 10 одночиповых карт Rampage без T&L модуля, из которых относительно работоспособными (требовался специальный донгл, для того, чтобы картинка, на мониторе, инвертировавшаяся из-за ошибки в DAC, выводилась в нормальном виде) было всего пять. Да и те содержали ошибки в разводке платы, из-за которых разъем внешнего питания был закрыт двумя конденсаторами. Впрочем этот разъем был следствием неуверенности в том, что для чипа хватит мощности шины AGP и он оказался не нужен. Более того, если вдруг кому повезет наткнуться на рабочую карту Rampage, ни в коем случае на этот разъем нельзя подавать напряжение - сгорит и страшно раритетная карта, и вполне возможно, что и материнская плата.

Сводная таблица характеристик чипов 3dfx

	Voodoo	Voodoo Rush	Voodoo²	Voodoo Banshee	Voodoo³ Velocity 100	Voodoo³ Velocity 200	Voodoo³ 1000	Voodoo³ 2000	Voodoo³ 3000	Voodoo³ 3500	Voodoo4 4200	Voodoo4 4500	Voodoo5 5500	Voodoo5 6000
Объём графической памяти, MB	4/6	6/8	8/12	8/16	8	16	16	16	16	16	16/32	32	64	128
Тактовая частота памяти и чипсета, MHz	45	50	90	100	143	143	125	143	166	183	143-200	166	166	166/183
Макс. глубина цвета в 3D, бит на пиксель	16	16	16	16	16	16	16	16	16	16	32	32	32	32
Интерфейс шины	PCI	PCI	PCI	PCI/AGP2x	AGP2x	AGP2x	AGP2x	PCI/AGP2x	PCI/AGP2x	PCI/AGP2x	PCI/AGP2x-4x	PCI/AGP2x(4x)	PCI/AGP2x	AGP2x

Поддерживаемые API

Voodoo поддерживает 2 API:

• Direct3D (6 версии, частично 7)
• Glide (созданный специально для семейства Voodoo)

Дополнительно для игр с поддержкой OpenGL была введена частичная эмуляция OpenGL средствами Glide (MCD — miniport client driver). Время выхода — ориентировочно после GLQuake/Quake2. Эмуляция реализовывала не все, а только необходимые играм функции OpenGL 1.1 (полной аппаратной поддержки OpenGL в Voodoo 1 и 2 нет, да и в 3 только по функциям, например невозможность работать в 3D в цветности >16 бит сразу делала Voodoo неприемлемым для всех профессиональных OpenGL приложений вроде 3DStudio Max).

Сигналом поддержки игрой именно Voodoo является поддержка API Glide. Более новые игры обычно не могут работать с этим API, так как его поддержка просто не вставлена в код игры. Некоторые старые игры, наоборот, поддерживают из ускорителей только Voodoo через Glide. Для работы таких игр на современных видеокартах нужен какой-либо Glide wrapper.

Также существуют и до сих пор разрабатываются, несмотря на закрытость архитектуры, любительские драйвера Voodoo1 для Windows XP (Glide+OpenGL MCD), но без Direct3D; аналогично для XP64.
Для Voodoo2 и выше официальные и неофициальные драйвера поддерживают все API (кроме, само собой, OpenGL, который реализован как OpenGL MCD вплоть до Voodoo4/5, где наконец-то сделали полную поддержку).
Для Voodoo3 существует любительская реализация OpenGL MCD, фактически соответствующая полной реализации OpenGL 1.1.
Для Voodoo4/5 существуют драйвера для Windows 7.

Интересные факты

• Начиная с Voodoo³, логотип на чипах 3dfx изменился.

• При запуске игр через Glide API всегда сначала прорисовывался вращающийся логотип фирмы 3dfx Interactive.

• BIOS видеокарт Voodoo3 и VSA-100 построен на Elpin Systems VGA BIOS, о чём сообщается на мониторе при включении компьютера.

• Существуют платы Voodoo5 5500 для Macintosh. Отличаются наличием DVI-выхода. Эти платы можно перепрошить и они будут работать на обычном PC. Также существует легенда, находящая подтверждение на практике, что несколько последних моделей 5500, предназначенных для Macintosh, в последний момент были сняты с конвеера и перепрошиты на PC. Такие карты отличаются наличием почти распаянного выхода DVI у планки.
• Так же очень редко (реже чем Voodoo 5 6000) встречаются PC версии Voodoo5 с работающим DVI выходом, и это не Mac версия с другим BIOS, эти карты имеют небольшие отличия в разводке платы.
• Самая редкая плата 3Dfx не Rampage, а одна или две Voodoo5 на двух чипах VSA-101 по 64Мб на каждый чип. 32 и 64Мб версии такой Voodoo5, пусть и более редкие, чем Voodoo 5 6000, но все-таки встречаются, даже пару раз появлялись на eBay.

• Cамые необычные карты на базе чипов 3Dfx производила компания Quantum3D - Mercury, которая представляла собой 4 платы по 2 Voodoo2 на каждой, объединенные в один блок из четырех карт с общим количеством памяти 96Мб, и система AAlchemy TX 8464 на 16 чипах VSA-100 с общим объемом видеопамяти в 1Гб.

См. также

• Glide
• FAQ по Glide-эмуляторам
• 3dfx Interactive

Ссылки

• Обзор некоторых видеокарт семейства Voodoo на Hardware Portal
• 3dfxzone.it — информация и разнообразные любительские драйвера и утилиты для видеокарт 3dfx
• Voodoo 1/2. FAQ по использованию