Мертвые бренды: 3dfx

Одной из самых значимых компаний в 90-х годах прошлого столетия была ныне несуществующая 3dfx. Как она взобралась на самую вершину и что стало причиной краха этого производителя графических ускорителей — эта статья.

Логотип компании 3dfx

С чего все начиналось. Voodoo Graphics

В 1994 году четыре бывших сотрудника небезызвестной Silicon Graphics Джефф и Фил Смит, Гэри Тэролли и Скот Сэллерс решили создать собственную компанию 3dfx. Помог им в этом Гордон Кэмпбэлл из TechFarm. Предполагалось, что основным направлением 3dfx будет разработка графических ускорителей для персональных компьютеров и аркадных систем. При этом в компании рассчитывали заниматься конкретно разработкой архитектуры графических чипов, а их производством должны были заниматься сторонние вендоры.

Первым проектом компании стал чип с кодовым названием SST-1. Стартовала разработка в начале 1995 года. Ее удалось закончить меньше, чем через 12 месяцев: уже в ноябре на ежегодной компьютерной выставке COMDEX, проходящей в Лас-Вегасе, SST-1 был официально анонсирован под названием Voodoo. Потенциал чипа был виден невооруженным глазом, поэтому 3dfx не составило труда заручиться поддержкой многих разработчиков игр. Интересно, что во время выставки была представлена и первая плата на базе Voodoo — Righteous 3D, созданная силами компании Orchid Technology. Момента поступления видеокарты в продажу пришлось ждать почти год. Дело в том, что по замыслу разработчиков графический ускоритель должен был комплектоваться быстрой памятью EDO RAM, высокая стоимость которой не позволяла продавать Righteous 3D по цене ниже 300 долларов. Только к осени 1996 года стоимость памяти значительно упала, и Orchid Technology удалось вывести устройство на рынок — пускай и со столь большой задержкой. За продуктом Orchid последовали и другие модели с чипом Voodoo Graphics. Среди них были Monster 3D от Diamond Multimedia, Voodoo Mania от Colormaster, Canopus Pure3D, Quantum3D, Miro Hiscore, Skywell (Magic3D) и 2theMAX Fantasy FX Power 3D.

Видеокарта Diamond Monster 3D

Кроме настольных систем, чип Voodoo широко применялся в аркадной сфере. Такие игровые автоматы, как ICE Home Run Derby, San Francisco Rush и Wayne Gretzky's 3D Hockey, комплектовались именно графическим ускорителем 3dfx. Автоматы начали работать еще в начале 1996 года, поэтому первую популярность Voodoo обрел на рынке аркадных машин.

Игровой автомат San Francisco Rush

Что касается технических характеристик видеокарт на базе Voodoo Graphics, то сам чип работал на частоте 50 МГц, а объем памяти EDO RAM составлял 4 Мбайт. Интерфейс памяти был 64-битным. Интересной архитектурной особенностью Voodoo было наличие отдельного текстурного модуля. Это позволило видеокарте работать быстро и показывать картинку очень высокого качества.

Нужно вспомнить и еще об одной особенности Voodoo — видеокарта умела ускорять только трехмерный контент. Для отрисовки двухмерных изображений в системе должен был устанавливаться еще один адаптер, к которому Voodoo подключалась посредством интерфейса VGA. Поэтому в середине 90-х годов была особенно распространена связка из видеокарт Voodoo и ViRGE. Первая имела потрясающую производительность в играх и иных приложениях, связанных с обработкой трехмерной картинки, вторая — в программах с двухмерным изображением.

Можно сказать, что Voodoo в одночасье изменила рынок видеокарт и задала ему новое направление. Лучше всего это подтверждается цифрами. В области 3D-акселераторов в 1996 году господствовала компания S3 с ее видеокартой ViRGE (Virtual Reality Graphics Engine). Ей принадлежала почти 50-процентная доля рынка. В следующие два года ситуация кардинально изменилась, а к концу 1997 года 3dfx и Voodoo и вовсе занимали 80–85% рынка 3D-ускорителей. Такому результату позавидует кто угодно.

После ошеломительного успеха в 3dfx приняли решение сосредоточиться исключительно на разработке видеокарт для PC. Для создания чипов для аркадных машин было создано подразделение, которое впоследствии выросло в отдельную компанию Quantum3D. Кроме разработки и поддержки электроники для игровых автоматов, фирма также направила свои усилия на создание профессиональных графических ускорителей на основе чипов 3dfx.

Так выглядела профессиональная видеокарта Quantum3D Mercury

Нужно сказать, что важной составляющей успеха 3dfx и Voodoo Graphics был программный интерфейс Glide API — альтернатива другим API в лице Direct3D и OpenGL. Glide не был разработанным с нуля продуктом: он основывался на библиотеке OpenGL. По своей сути, он был ее урезанной версией. Изначально OpenGL содержал огромное количество различных функций, многие из которых попросту не использовались разработчиками. Поэтому инженеры 3dfx решили собрать в Glide только самое необходимое для визуализации трехмерных игр в реальном времени, причем все функции их библиотеки в полной мере поддерживались видеокартами Voodoo, что значительно облегчало программирование. В то же время это накладывало определенные ограничения на разработчиков: к примеру, максимальная глубина цвета в приложениях составляла лишь 16 бит. Забегая вперед, стоит сказать, что Glide API стал не только основой успеха 3dfx, но и причиной краха компании.

3dfx сотрудничали со многими разработчиками игр, в том числе и с Eidos — авторами экшена Tomb Raider

Кроме выпуска собственного программного интерфейса, инженеры 3dfx активно сотрудничали с разработчиками игр, помогая им в оптимизации приложений. Это привело к тому, что видеокарты Voodoo доминировали на рынке игровых продуктов для персональных компьютеров. Так, под работу с картами 3dfx были заточены игры серии Tomb Raider от Eidos.

Voodoo Rush

В 3dfx понимали, что главный недостаток Voodoo Graphics — отсутствие поддержки двухмерного контента. Так появилась видеокарта Voodoo Rush. Она была выпущена летом 1997 года — менее чем через год после выхода Voodoo Graphics. Столь быстрое появление нового продукта было обусловлено тем, что, по сути, она представляла собой видеокарту Voodoo Graphics, имеющую, помимо 3D-процессора, еще и 2D-ускоритель. В качестве чипа, отвечающего за обработку двухмерной графики, использовались решения Alliance Semiconductor и Macronix. Voodoo Rush имела такие же характеристики, как и её предшественница, однако на деле производительность была заметно ниже. Причиной этого было то, что оба чипа использовали общую память и конфликтовали при обращении к ней. При этом обращение к основному процессору происходило через «двухмерный» чип, что также негативно сказывалось на уровне производительности видеокарты.

Voodoo Rush от Biostar

Если говорить о конкретных цифрах, то производительность Voodoo Rush в среднем была на 10% ниже, чем у Voodoo Graphics. При этом в отдельных случаях провалы в скорости были еще более значительны. Второе поколение видеокарт 3dfx не снискало коммерческого успеха и в течение года было убрано с прилавков магазинов. А компания сосредоточилась на выпуске видеокарт, ускоряющих исключительно трехмерный контент.

Voodoo2

Откровенный провал Voodoo Rush заставил 3dfx вновь пересмотреть философию разработки видеокарт. Компания вернулась к созданию графического ускорителя, способного работать только с трехмерным изображением. Он получил название Voodoo2 и был выпущен в феврале 1998 года.

Акселератор представлял собой улучшенный по всем аспектам ускоритель Voodoo Graphics. Главным техническим новшеством Voodoo2 стал дополнительный текстурный модуль. Впервые видеокарта могла обрабатывать за один рабочий такт сразу две текстуры. Это позволило значительно увеличить производительность видеокарты. Особенно это было заметно в играх Quake II и Unreal. Кстати, был увеличен и объем памяти, предназначенный для текстур. Он составлял 2 или 4 Мбайт в зависимости от версии видеокарты. Такой шаг обеспечил лучшую детализацию текстур. В остальном Voodoo2 не преподнес никаких сюрпризов, хотя его заявленные характеристики были более чем впечатляющими. Частота чипа составляла 90-100 МГц, в качестве памяти использовалась EDO DRAM. Voodoo2 выпускалась в двух версиях: с 8 и 12 Мбайт «мозгов». На практике объем памяти несильно сказывался на производительности — оба устройства были очень быстры, хотя у старшей модели было больше «текстурной» памяти. Каждый из трех чипов имел 64-разрядную шину памяти, что в сумме давало 192-битный интерфейс. Максимальное разрешение в режиме 3D было увеличено до 800x600 точек. Поддерживалась трилинейная фильтрация. Что касается интерфейса, то Voodoo2 использовал уже уходящий в прошлое PCI.

Такую картинку показывала видеокарта Voodoo2 в игре Quake II

Вместе с Voodoo2 компания 3dfx представила нам знакомую и эффективную по сей день технологию SLI (Scan-Line Interleave). SLI, как и в настоящее время, обеспечивала одновременную работу двух графических ускорителей Voodoo2 в системе. Ускорители распределяли всю нагрузку по обработке изображения между собой: одна карта обрабатывала верхнюю часть картинки, другая — нижнюю. Это позволило увеличить максимальное разрешение в 3D-режиме до 1024x768 точек. Само собой, теоретически вырастала и производительность всей системы. На практике же дела обстояли не так хорошо. Во-первых, учитывая 3D-ориентированность видеокарт Voodoo2, в системе необходимо было обеспечить стабильную работу сразу трех видеоадаптеров, включая 2D-ускоритель. Элементарно не все материнские платы имели столько свободных портов. Во-вторых, проблемы возникали на программном уровне: далеко не все приложения корректно работали при использовании SLI. По этим причинам технология не получила в то время должного распространения. Однако уже в двухтысячных годах (под крылом компании NVIDIA) она раскрыла весь свой потенциал.

Две видеокарты Voodoo2, объединенные в SLI. Вместе с ними в системе установлен 2D-адаптер Matrox

Нужно сказать, что Voodoo2 на протяжении очень долгого времени оставалась на лидирующих позициях и активно использовалась в настольных системах. Этому способствовала как поддержка технологии SLI (тандем из двух Voodoo2 успешно противостоял более новым и производительным видеокартам NVIDIA RIVA TNT2, Matrox Millenium G400 и даже GeForce 256), так и API Glide, которому разработчики игр все еще отдавали свое предпочтение, несмотря на развитие программных интерфейсов Direct3D и OpenGL.

На Voodoo Banshee уже устанавливалась система охлаждения

Тем временем конкуренция на рынке графических ускорителей только возрастала. Свои позиции укрепляли компании ATI и NVIDIA, продвигавшие видеокарты Rage и Riva TNT. В 3dfx вновь задумались над выпуском универсального 2D/3D-продукта. Так, свет увидела видеокарта Voodoo Banshee. Адаптер стал логическим продолжением Voodoo Rush. На этот раз устройство получилось намного удачнее. Voodoo Banshee представляла собой видеокарту Voodoo2, в которой вместо одного текстурного модуля был добавлен чип, отвечающий за обработку 2D-изображения. Из-за отсутствия второго текстурного модуля Banshee проигрывал в производительности Voodoo2 в тех трехмерных сценах, где использовались несколько текстур на один полигон. Но в сценах, где это не требовалось, Banshee показывал схожую с Voodoo2 производительность за счет чуть более высокой тактовой частоты процессора. Что касается 2D-ускорителя, то он отлично справлялся со своими задачами и по производительности мало в чем уступал решениям ATI, NVIDIA и Matrox.

Смена стратегии и покупка STB

3dfx все еще удерживала лидирующие позиции на рынке видеокарт, однако ситуация постепенно менялась. На пятки наступали ATI и NVIDIA. В середине 1998 года NVIDIA выпустила чип RIVA TNT. И даже несмотря на то, что он получился не совсем удачным, на видеокарту американской компании обратили свое внимание многие сторонние производители, в том числе ASUS, Creative, Diamond и, главное, STB, которая в скором времени стала основным заказчиком чипов NVIDIA.

Чтобы доминировать на рынке и дальше, руководство 3dfx решилось на ответственный шаг и объявило о смене стратегии. Если раньше 3dfx была только OEM-поставщиком чипов для сторонних производителей, то теперь в планах компании значилось производство видеокарт на собственных мощностях и их продажа под собственным брендом. Естественно, создавать с нуля фабрики в 3dfx не собирались — и просто-напросто купили компанию STB вместе с ее производством. На бумаге все выглядело более чем радужно. 3dfx получила огромное количество заводов с большим потенциалом производства не только видеокарт, но и другого рода комплектующих. Кроме этого, под крыло 3dfx перешли и многие профессиональные инженеры. Плюс ко всему, компания получила уважаемый во всем мире бренд STB, а также вышла на рынок офисных и профессиональных продуктов, таких как малые и средние рабочие станции. И, конечно же, своим приобретением 3dfx нанесла удар по NVIDIA. Около 60% чипов «зеленой» компании отправлялись именно STB, и теперь NVIDIA потеряла часть рынка.

Voodoo3

В 1999 году свет увидело третье поколение видеокарт Voodoo. Нужно отметить, что Voodoo2 все еще обеспечивал приемлемый уровень производительности в играх и других приложениях, поэтому 3dfx оставили второе поколение видеокарты в продаже, снизив на него цены. Voodoo3 по своей архитектуре больше напоминал решения Rush и Banshee, потому как совмещал 2D и 3D-ускорители на одной плате. Графический процессор Voodoo3 изготавливался по 250-нм нормам, частота ядра и памяти составляла 143 МГц. Объем «мозгов» составлял 32 Мбайт, причем использовались чипы типа SGRAM. Видеокарта поддерживала лишь 16-битный цвет, хотя к моменту запуска Voodoo3 уже было выпущено несколько игр, работающих в 32-битном режиме. Максимальное разрешение в режиме 3D составляло 1600x1200 пикселов, а видео можно было воспроизводить в разрешении вплоть до 2046x1536 точек при частоте развертки 75 Гц. В качестве интерфейса использовались порты PCI или AGP 2x. Как и предшественники, Voodoo3 поддерживал режим SLI — всего в систему можно было установить до четырех видеоадаптеров для совместной работы.

Видеокарта PowerColor Voodoo3

Примечательно, что в третьем поколении видеокарт Voodoo произошла своеобразная дифференциация: существовало три версии Voodoo3 с индексами 2000, 3000 и 3500. Различались они частотой ядра, памяти и блока RAMDAC. Так, Voodoo3 2000 функционировал на частоте 143 МГц (ядро и память) и 300 МГц (RAMDAC). Модель с индексом 3000 имела частоты 166 МГц и 350 МГц для ядра/памяти и RAMDAC. Частоты топовой версии Voodoo3 3500 составляли 183 МГц и 350 МГц соответственно.

Видеокарты Voodoo3 выпускались исключительно на собственных мощностях 3dfx, доступ к которым компания получила после приобретения STB. Лишь к концу жизненного цикла графического ускорителя часть чипов начала отгружаться сторонним производителям: PowerColor, Sigma и некоторым другим. Стоит отметить, что с выходом Voodoo3 3dfx также начала поставки видеокарт по OEM-каналам. Такие адаптеры предназначались для установки в готовые системы. Главными заказчиками являлись Compaq, Gateway и Falcon Northwest.

Так выглядит видеокарта Velocity 100

Интересно, что по OEM-каналам 3dfx также распространяла бюджетные видеокарты линейки Velocity и даже материнские платы со встроенным видеоядром. Сам бренд изначально принадлежал STB и вызывал доверие у производителей. По сути, видеоадаптер Velocity представляли собой урезанную версию Voodoo3 с отключенным текстурным модулем и 8 Мбайт памяти.

Казалось бы, дела у 3dfx идут все лучше и лучше, но покупка STB все еще не оправдывала себя. И вот почему. Во-первых, после смены стратегии у 3dfx стало намного больше конкурентов. У компании испортились отношения со многими партнерами-производителями, некоторые из которых сосредоточились на выпуске видеокарт на базе чипов NVIDIA. Это негативно сказалось на финансовом благополучии 3dfx, которая до покупки STB зарабатывала именно на продаже видеочипов сторонним компаниям. Во-вторых, приобретенные производственные мощности STB располагались в Мексике, где себестоимость выпуска плат была намного выше, чем в Юго-Восточной Азии.

Начало конца. VSA-100

В ноябре 1999 года на ежегодной выставке Comdex был представлен новый чип 3dfx VSA-100, прямой последователь Voodoo3. Аббревиатура VSA расшифровывалась как Voodoo Scalable Architecture. В 3dfx немного изменили идею построения видеокарт. Отныне они решили создавать многочиповые решения для разных сегментов рынка. В теории на видеокарте могли размещаться до 32 чипов VSA, причем производительность должна была возрастать прямо пропорционально. Напомним, в арсенале 3dfx уже была технология SLI, поэтому некоторые наработки для реализации многопроцессорных устройств у компании уже были.

Первой видеокартой, использовавшей чип VSA-100, стала Voodoo5 5500. В ее основе лежали два «камня». Сами кристаллы изготавливались по 250-нм техпроцессу, несмотря на то, что уже были освоены более тонкие 220-нм технологические нормы. Чип содержал 14 миллионов транзисторов. Частота графического процессора и памяти составляла 166 МГц. Объем памяти был равен 64 Мбайт типа SDRAM. Шина была 128-битной. Впервые в видеокартах Voodoo поддерживался 32-битный цвет в трехмерном режиме. Также чип обзавелся поддержкой текстур с высоким разрешением 2048x2048 точек. А в качестве их сжатия использовались алгоритмы FXT1 и DXTC. Еще одним существенным преимуществом видеокарт Voodoo5 стала высокая производительность при использовании сглаживания.

Voodoo5 5500 с интерфейсом AGP

Voodoo5 выпускались с разными интерфейсами. Среди них были AGP и PCI, а также была доступна версия для компьютеров Mac. По производительности Voodoo5 5500 была впереди конкурирующих решений в лице GeForce 256 и ATI Rage 128 MAXX. Но она так и не смогла стать успешной, ибо 3dfx слишком запоздала с запуском новой линейки видеокарт. И если Voodoo3 была анонсирована с опозданием из-за реструктуризации компании в связи с покупкой STB, то в случае с VSA-100 сыграла свою роль неразбериха внутри коллектива. Так, на решение проблемы с зависанием игры Quake III ушло около двух недель. В итоге оказалось, что виной всему вовсе не видеокарта, а битый образ «Кваки». Справедливости ради стоит сказать, что из-за массовых сокращений в 3dfx работали лишь два технических инженера и дополнительно один инженер в отделе тестирования. Словом, дела у 3dfx шли все хуже и хуже.

Тем не менее, в компании пытались исправить положение. Во-первых, была выпущена бюджетная видеокарта Voodoo4 4500 на базе все того же чипа VSA-100. В своей конструкции она использовала лишь один «камень». Однако Voodoo4 4500 оказалась очень медленной и вчистую проигрывала конкурирующим решениям GeForce 2 MX и Radeon SDR. Кроме этого, велась разработка чипа с кодовым названием Rampage, который должен был прийти на смену VSA-100 и вернуть 3dfx на вершину. Однако этого не произошло.

Последние дни 3dfx

Ближе к концу 2000 года стало окончательно ясно, что компании не удастся избежать банкротства. Но в 3dfx все еще совершались последние попытки как-то наладить ситуацию. В 1999-2000 годах под брендом 3dfx Voodoo TV выпускались ТВ-тюнеры. Линейка устройств состояла из четырех моделей, которые отличались между собой разным набором функций. Кроме этого, в продажу поступили и геймпады 3dfx Hammerhead FX, которые изготавливались силами компании InterAct.

Геймпад Hammerhead FX

До последнего оставался в разработке и чип Rampage. В конце 2000 года 3dfx даже проводило тестирование видеокарты на его базе. Однако тогда устройство даже не имело T&L-процессора (Transform and Lighting), поэтому судить об уровне производительности графического ускорителя было трудно.

Удивительно, но в последние месяцы существования 3dfx в компании произошло несколько кадровых перестановок. К примеру, был уволен руководитель производства Рэнди Эйзенбах, который, по слухам, и был главным инициатором увольнений и реструктуризации в инженерном отделе.

Вдобавок ко всему в 2000 году 3dfx приобрела компанию Gigapixel, которая состояла из бывших работников 3dfx и также занималась разработкой экономичных графических чипов. До сих пор непонятно, с какой целью была совершена эта покупка, но, по-видимому, у руководства 3dfx были некоторые основания полагать, что компании под силу выйти из очень непростой финансовой ситуации в самые короткие сроки.

Один из образцов видеокарты Rampage

Однако позитивные прогнозы не оправдались, и в конце 2000 года некоторые кредиторы 3dfx инициировали процедуру признания компании банкротом. После этого все ценные активы были проданы компании NVIDIA. «Зеленые» сразу отказалась от поддержки существующих решений приобретенной компании. И на этом история 3dfx закончилась. Большая часть инженеров компании остались и продолжили работать на благо NVIDIA. Некоторые перешли в стан канадской ATI и, например, помогли «красным» разработать технологию CrossFire.

Вместо заключения

Существует много разных мнений насчет того, что именно стало причиной столь быстрой кончины 3dfx. Но все эксперты сходятся в одном: компания сильно пострадала из-за неграмотного управления. Сейчас уже можно с уверенностью говорить, что покупка STB обернулась полным провалом. Руководство 3dfx не приняло во внимание тот факт, что это изменит их отношения с уже имеющимися партнерами. Кроме этого, продукция 3dfx, как правило, была нацелена на High-End сегмент рынка, а основная часть выручки, как известно, добывается именно крупными продажами в Middle- и Low-End сегментах. У компании также не была налажена продажа видеокарт по OEM-каналам. К примеру, NVIDIA и ATI всегда имели крупные контракты. Не стоит забывать и об API Glide. Поначалу наличие собственного программного интерфейса играло на руку 3dfx. Но к 1999–2000 годам на первый план вышли OpenGL и Direct3D, которые предлагали разработчикам более широкие возможности. Glide, а вместе с ним и все видеокарты 3dfx остались не у дел. Наконец, есть мнение, что руководство 3dfx зачастую абсолютно бездумно тратило средства компании. Даже в кризисный период они проводили дорогостоящие корпоративы, а также выплачивали огромные премии работникам.

Остается лишь гадать, мог ли выпуск видеокарт Rampage спасти компанию или нет. В 3dfx рассматривали этот проект как какую-то панацею от всех бед, но постоянный сдвиг сроков выхода сыграл с компанией злую шутку.

15 декабря 2000 года NVIDIA официально приобрела 3dfx за 70 миллионов долларов. 3dfx прекратила свое существование, но она внесла большой вклад в развитие видеокарт и трехмерных компьютерных игр.

Источник: ferra.ru

Автор: Олег Коленченко