Lịch sử của bộ vi xử lí đồ họa hiện đại - Phần 1
Ngành công nghiệp đồ họa đã tồn tại trước bao gồm cấu trúc 2D và không phải dùng cho PC với mạch điều khiển đồ họa tốt hơn có giá thành cực kì cao . Game 3D , đồ họa PC ảo hóa đã được kết hợp từ nhiều nguồn khác nhau từ những máy chơi Game , quân đội , người máy , mô phỏng không gian , hình ảnh y tế .
Những ngay ban đầu của đồ họa 3D cho người dùng thông thường xuất phát từ những ý tưởng cạnh tranh khác nhau . Từ việc làm thế nào để thực hiện phần cứng , để dùng những kỹ thuật tái tạo khác nhau và những ứng dụng , và những giao diện dữ liệu , cho tới cách thức gọi tên . Những hệ thống đồ họa ban đầu dựa trên FFP ( Fixed Function Pipeline ) và theo cấu trúc cứng nhắc dùng nhiều API đồ họa từ nhiều nhà sản xuất chip 3D khác nhau .
Đồ họa 3D ban đầu là ngành công nghiệp PC đã có những bước tiến dài nhờ vào những sự sáng tạo về sau .
Giai đoạn 1976 - 1995 : Những ngày đầu của đồ họa 3D thông thường
Đồ họa 3D thực sự bắt đầu với những mạch điều khiển hiển thị . Chúng hoạt động ở vị trí trung gian giữa bộ vi xử lí chính và màn hình . Luồng dữ liệu tới được chuyển thành từng vị trí hiển thị nối tiếp ở đầu ra như ánh sáng , màu , đồng bộ Dòng / Mành để hiển thị đường những hàng điểm ảnh trên màn hình .
Một loạt những thiết kế từ nửa cuối của những năm 1970 đã đặt nền móng cho đồ họa 3D .
Chip video “Pixie” CDP1861 của RCA trong năm 2976 là ví dụ để khả năng cung cấp đầu ra tín hiệu video tương thích NTSC có độ phân giải 62x128 hoặc 64x32 trên thiết bị Console RCA Studio II .
Ataria 2600 phát hành trong tháng 9/1977
Một năm sau TIA ( Television Interface Adapter ) đã tích hợp thành công chip video vào Atari 2600 cho hiển thị màn hình , hiệu ứng âm thanh và mạch đọc điều khiển đầu vào . Đội ngũ phát triển của TIA đứng đầu là Jay Miner , người đã thiết kế thành công những chip khác cho máy tính Commodore Amiga về sau .
Trong năm 1978 , Motorola cho ra mắt bộ phát địa chỉ video MC6854 . Nó đã trở thành cơ sở cho những Card MDA/CDA (Monochrome and Color Display Adapter) của máy tính IBM PC trong năm 1981 , và cung cấp tính năng tương tự cho máy tính Apple II .
Motorola đã đưa thêm bộ phát hiển thị video MC6847 vào cuối năm 1978 và đã được dùng trong những máy tính cá nhân thế hệ đầu tiên , bao gồm cả Tandy TRS-80 .
Card màn hình Monochrome của IBM PC
Một giải pháp tương tự từ MOS Tech , là công ty con của Commodore , VIC cung cấp đầu ra đồ họa cho những máy tính gia đình Commodore 1980-83 .
Trong tháng 11 năm tiếp theo ANTIC (Alphanumeric Television Interface Controller) của LSI và bộ đồng xử lí CTI/GTIA (Color / Graphics Television Interface Adaptor) . cũng được giới thiệu lần đầu tiên trong Atari 400 .
ANTIC xử lí những lệnh hiển thị 2D dùng DMA ( Direct Memory Access ) . Như hầu hết những bộ đồng xử lí video , nó có thể tạo ra trường đồ họa trong game như màu nền , hiển thị điểm , những tiêu đề của màn hình , trong khi đó CTIA tạo ra màu và những vật thể có thể chuyển động . Yamaha và Texas Instrument cũng cung cấp những linh kiện tương tự cho những nhà sản xuất máy tính gia đình lúc ban đầu .
Những bước tiếp theo trong sự tiến triển của đồ họa chủ yếu trong những công việc chuyên nghiệp .
Intel đã dùng chip đồ họa 82720 của mình làm thành phần cơ bản cho bảng mạch iSBX 275 Video Graphics Controller Multimode Board có giá tới 1000$ . Nó có khả năng hiển thị 8 dữ liệu màu với độ phân giải 256x256 , hoặc monochrome với độ phân giải 512x512 . Bộ nhớ hiển thị 32KB của nó đủ để vẽ những đường nét , vòng cung , hình tròn , hình chữ nhật và những Bitmap kí tự . Chip này cũng cung cấp khả năng phóng to / thu nhỏ , cuộn và từng phần của màn hình .
SGI nhanh chóng bước tiếp với đồ họa IRIS Graphics cho những máy trạm bằng Card đồ họa GR1.x cung cấp cho những Card rời để lựa chọn màu sắc , hình học , Z-Buffer và Overlay/Underlay .
Những ngành công nghiệp và trong quân sự với mục đích ảo hóa 3D cũng được phát triển trong thời gian đó .
IBM , General Electric và Martin Marietta ( là công ty đã mua lại bộ phận hàng không của Gigabit Ethernet trong năm 2992 ) , cùng với những nhà thầu quân sự , những trường đại học công nghệ và NASA đã phát triển những dự án khác nhau để phục vụ những yêu cầu công nghệ cho quân sự và mô phỏng không gian .
Hải quân Mỹ cũng phát triển thiết bị mô phỏng chuyến bay dùng ảo hóa 3D từ máy tính Whirlwind của MIT trong năm 1951 .
Bên cạnh những nhà thầu quân sự , những công ty khác cũng tiến vào thị trường quân sự bằng đồ họa chuyên nghiệp .
Evans & Sutherland – đã cung cấp dòng Card màn hình chuyên nghiệp như Freedom và REALimage – và cung cấp đồ họa cho công cụ mô phỏng chuyến bay CT5 , trong gói trị giá 20 triệu USD được điều khiển bới hệ thống Mainframe DEC PDP-11 . Ivan Sutherland , đồng sáng lập ra công ty , đã phát triển chương trình máy tính trong năm 1961 có tên gọi Sketchpad , cho phép vẽ những vật thể hình học và hiển thị trên màn hình CRT theo thời gian thực bằng bút ánh sáng .
Đó là tiền thân của Giao diện người dùng đồ họa (GUI) hiện đại .
Chips and Technologies đã giới thiệu dòng 82C43x của Card EGA ( Extended Graphics Adapter ) cung cấp nhiều sự cạnh tranh tới những sản phẩm của IBM và đã được dùng nhiều trong những máy tính PC/AT nhái khoảng năm 1985 .
1985 đáng chú ý với Commodore Amiga trang bị chipset OCS . Chipset này bao gồm 3 thành phần chính đó là Agnus , Denise và Paula , cho phép tính toán xử lí những nhiệm vụ đồ họa và âm thanh nào đó mà không cần có sự can thiệp của CPU .
Trong tháng 8/1985 có 3 người Hong Kong là Kwok Yuan Ho, Lee Lau và Benny Lau, thành lập Array Technology Inc ở Canada ,đã nhập cư vào Mỹ và cuối năm đó đã đổi tên công ty thành ATI Technologies .
ATI đã có sản phẩm đầu tiên của mình vào năm sau , OEM Color Emulation Card . Nó đã được dùng để đưa tín hiệu ra màu đơn sắc : xanh , hổ phách hoặc dạng text màu trắng với màu nền đen cho màn hình TTL bằng đầu nối 9-chân DE-9 . Card này yêu cầu bộ nhớ tối thiểu 16KB và mang lại doanh thu 10 triệu CAD$ trong năm hoạt động đầu tiên của ATI . Doanh thu trên phần lớn được cung cấp theo hợp đồng khoảng 7000 chip . tuần cho Commodore Computers .
Sự ra đời của màn hình màu và thiếu những chuẩn công nghiệp dẫn tới việc thành lập VESA (Video Electronics Standards Association) trong đó ATI là thành viên sáng lập cùng với NEC và 6 nhà sản xuất Card đồ họa khác .
Trong năm 1987 , ATI chào bán dòng Graphics Solution Plus cho những OEM , dùng bus 8-bit ISA PC/XT trong những máy tính cá nhân PC IBM dùng bộ vi xử lí Intel 8086/8088 . Chip đồ họa này hỗ trợ những chế độ đồ họa MDA , CGA và EGA thông qua những khóa chuyển mạch ( Dip Switch ) . Nó cơ bản là sản xuất nhái của bảng mạch Plantronics Colorplus nhưng có bộ nhớ video 64KB .
PEGA1 , 1a và 2a (256KB ) của Paradise System được phát hành vào năm 1987 là những Plantronics nhái .
Dòng EGA Wonder 1 tới 4 bán ra từ tháng Ba với giá 399$ , có bộ nhớ 256KB DRAM và tương thích với CGA , EGA và MSA có độ phân giải lên tới 640x350 và 16 màu .
ATI EGA : 800x600 mô phỏng 16 màu VGA
Cao cấp nhất lúc đó là EGA Wonder 800 hỗ trợ độ phân giải 800x600 và 16-màu VGA ; và Card VIP ( VGA Improved Performance ) có thêm bộ chuyển đối DAC ( Digital-to-Analog ) để cung cấp khả năng tương thích VGA hạn chế ; có giá bán tới 449$ kèm theo module mở rộng Compaq 99$ .
Khi ấy ATI một mình vùng vẫy trong thị trường máy tính cá nhân .
Nhiều công ty và những sản phẩm mới đã đến vào năm đó . Trong số đó có Trident, SiS, Tamerack, Realtek, Oak Technology, LSI’s G-2 Inc., Hualon, Cornerstone Imaging và Winbond tất cả đều tới vào năm 1986-1987 . Những công ty như AMD, Western Digital/Paradise Systems, Intergraph, Cirrus Logic, Texas Instruments, Gemini và Genoa , cũng đều có những sản phẩm đồ họa đầu tiên trong cùng khung thời gian trên .
Dòng Card màn hình Wonder của ATI lại tiếp tục được nâng cấp trong vài năm sau .
Trong năm 1988 , Small Wonder Graphics Solution với cổng điều khiển Game và những lựa chọn đầu ra Composite cho CGA và MDA ; EGA Wonder 480 và 800+ hỗ trợ Extended EGA và VGA 16-bit ; VGA Wonder và Wonder 16 hỗ trợ thêm VGA và SVGA .
Wonder 16 trang bị bộ nhớ 256KB có giá bán lẻ 499$ , model 512KB có giá 699$ .
Phiên bản cập nhật dòng VGA Wonder/Wonder 16 bán ra từ năm 1989 và VGA Edge 16 giảm giá . Tính năng mới của những Card màn hình trên đó là có thêm cổng Mouse và hỗ trợ VESA Feature Connector .
Dòng Wonder được cập nhật kéo dài tới năm 1991 . Wonder XL tương thích 32K màu VESA và Siera RAMDAC ( cung cấp hiển thị với độ phân giải lớn nhất 640x480 @ 72Hz hoặc 800x600 @ 60Hz ) . Chúng có mức giá 249$ (256KB) , 349$ (512KB) và 399$ (1MB ) . Model giá rẻ có tên gọi VGA Charger dựa trên Basic-16 của năm trước cũng đã được sản xuất .
ATI Graphics Ultra ISA (Mach8 + VGA)
ATI thêm một biến thể của Wonder XL trong đó kết hợp Chip Creative Sound Blaster 1.5 trên một tấm mạch in mở rộng , có tên gọi VGA Stereo-F/X . có khả năng cung cấp mô phỏng Stereo từ file Sound Blaster mono đôi khi đạt được chất lượng Radio FM .
Dòng Mach phát hành từ tháng Năm cùng năm với Mach8 . Nó được bán theo kiểu Chip hoặc bảng mạch đầy đủ cùng với giao diện lập trình AI cung cấp những khả năng hạn chế những công việc 2D như vẽ đường , tô màu và kết hợp Bitmap ( Bit BLIT ) .
Những Card màn hình như ATI VGA Wonder GT , cung cấp lựa chọn 2D+3D , kết hợp Mach8 với lõi đồ họa 28800-2 của VGA Wonder+ cho những nhiệm vụ 3D . Wonder và Mach8 đã đưa doanh số của ATI đạt kỉ lục với 100 triệu CAD$ trong năm ấy nhờ sự góp mặt của hệ điều hành Windows 3.0 .
( Còn nữa )
Phần 1 : Giai đoạn 1976 - 1995 : Những ngày đầu của đồ họa 3D thông thường
Phần 3 : Giai đoạn 1995 - 1999 : 3Dfx Voodoo là người thay đổi cuộc chơi
Phần 5 : Kỉ nguyên của NVIDIA đấu với ATI bắt đầu từ năm 2000 - 2006
Phần 7 : Sự xuất hiện của GPU để thực hiện những công việc thông thường - GPGPU
