3D-Grafikkarten

Ab 1990 entwickelten sich die Grafikkarten zu eigenständigen kleinen Computern mit eigener CPU, die nicht nur einzelne Pixel setzen konnte, sondern für die es eigene Befehlssätze zum Zeichnen von Linien und zum Füllen von Flächen gab. Diese Funktionen wurden anfänglich meist nur vom MS Windows-Betriebssystem genutzt (Deshalb auc der Name Windows-Beschleuniger).

Typische Vertreter der Windows-Beschleuniger sind Karten mit den Chips von S3. Die S3 "Porsche-Serie" (Spitzname wegen verblüffender Namens-Übereinstimmung wie 911, 924 oder 968) mit VRAM (intelligenter RAM der gleichzeitig Zugriffe des Grafikchips und des RAMDAC erlaubte) und deren kleine Brüder mit den langsameren DRAMs.

Aufgrund der immer höheren nötigen Bandbreiten wurden neue Bus-Systeme vorgestellt: VESA erfand den Vesa Local Bus, VLB. Dieser war zu diese Zeit schneller als der parallel von Intel vorgestellte PCI. Ähnlich wie PCI konnte auch VLB nicht nur Grafikkarten aufnehmen, sondern auch andere Geräte, bei denen es auf Geschwindigkeit ankam, wie Festplattencontroller (IDE oder SCSI). Das Problem von VLB war die direkte Anbindung an den Frontside-Bus der CPU. Lief der Bus bei einem 486DX2-50 (2*25MHz) noch mit 25MHz und somit langsam im Vergleich zu PCI, mit einem 486DX-50 lief er jedoch gleich mit 50MHz. Das war zwar definiert, war aber zu schnell, um zuverlässig zu sein.

Die besten Karten aus dieser Zeit stammten von Video7 (schnell, zuverlässig, guter Service), Diamond (noch schneller weil gnadenlos übertaktet, aber nicht zu zuverlässig) und Elsa (ebenfalls sehr ausgewogen). Im Laufe der Zeit fusionierte Video7 mit dem Software-Spezialisten Spea zu Spea/V7, wurde später von Diamond übernommen und aufgegeben.

Mit der Verdrängung des VLB durch PCI kamen auch immer Mehr Karten für PCI-Bus auf den Markt. Zu dieser Zeit stand Matrox mit seiner Matrox Millenium (1995) lange Zeit an der Spitze der Grafikkartencharts. Der 1993 von Intel vorgestellte PCI-Bus (Peripheral Component Interconnect) ist nicht direkt vom Prozessortakt abhängig und elektrisch vom Prozessorbus entkoppelt. Der "normale" (auch legacy oder conventional) PCI-Bus ist 32-bittig, hat einen 32Bit-Adressbus und läuft mit 33MHz (Spezifikation: 25 bis 33MHz). So konnte Grafikkarten (und natürlich auch der restlichen Peripherie) eine konstante Taktfrequenz zur Verfügung gestellt werden.

 

Nachdem mit Doom der große Boom der 3D-Spiele Mitte der 90er-Jahre begonnen hatte brachte 1996 3dfx den ersten echte Grafikchip heraus. Die legendären Voodoo-Chips von 3dfx(bekanntestes Beispiel die Diamond Monster) saßen nicht auf der Grafikkarte sondern auf einer Zusatzkarte. Einem 3D-Chip kann ein Programm in einem dreidimensionalen Raum die geometrischen Figuren (und zwar nicht wie der erste Grafikchip von Nvidia, der NV1 als Curved Surfaces) sondern in Form von Polygonen und die Texturen angeben, mit denen die Flächen der Polygone gefüllt werden sollen (Rendern). Diese recht simple, aber rechenintensive Aufgabe hatte in den frühen 3D-Spielen noch die CPU übernehmen müssen; nun konnte sie an den 3D-Chipsatz delegiert werden, was zu einer Leistungssteigerung der 3D-Spielen führte.

Und sofort sprangen alle auf den 3D-Zug auf. Was aber auch zu Karten führte, die nur für den 2D-Bereich gedacht waren und trotzdem als 3D-Karten verkauft wurden.. Berühmt-berüchtigte Beispiele für 3D-"Verhinderer" sind die Virge-Serie vom S3 und die Rage-Serie von ATI.

3dfx´ Problem in der Anfangszeit war die Tatsache, daß eine zusätzliche Karte nur für 3D für viele noch unerklärlich war und der Masse auch einfach schlicht unbekannt blieb. Nvidia´s NV3, besser bekannt als Riva128, war für 3dfx dann eine ernste Konkurenz gemacht. Eine funktionierende 2D-3D Combo, auch noch mit TV-In und Out Funktion und das auf dem 3D-Leistungsniveau einer Voodoo. 3dfx entwickelte den Voodoo2 (mit der Option, daß gleich zwei Karten per SLI verbunden werden konnten und sich die Rechenaufgaben teilten), Nvidia den Riva TNT. Zwar war der TNT nicht schneller als zwei mit SLI verbundene Voodoo2, aber er renderte einfach die schöneren Bilder dank 32 Bit. Und die Leistung war ebenfalls ausreichend. 3dfx übernahm, um die Generation Voodoo3 nur noch exklusiv mit eigenen Grafikboards herstellen zu können, dann den Grafikkartenspezialisten STB Systems. Das Konzept, die Voodoo3 exklusiv aus eigener Herstellung (in den Fertigungsstraßen von STB) zu vertreiben, ging zuerst auf. Doch der technische Rückstand auf nVidia, ATi und Matrox war einfach zu groß, irgendwann wurden immer weniger 3dfx Produkte gekauft und die Firma fuhr massive Verluste ein. Der Versuch, Hauptkonkurrent nVidia durch Klagen wegen Patentverletzungen auszuschalten, war wohl kein so guter - nVidia kaufte die inzwischen recht marode Firma mitsamt der Patente einfach auf.

1997 definierte Intel dann den AGP-Bus und stellt somit noch mehr Bandbreite speziell für den 3D-Bereich zur Verfügung.

1999 brachte nVidia mit der GeForce die erste Grafikkarte mit Transform & Lighting Engine im Consumer-Bereich die Entwicklung der heutigen bekannten Graphikchipsätze wird im Folgenden zusammen mit den beteiligten Firmen ausführlich beschrieben.

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