Una mirada retrospectiva a la 3dfx Voodoo 2: la última tarjeta gráfica 3D dedicada

Uno podría reflexionar sobre cómo superar el icónico 3dfx Voodoo Graphics, que obtuvo elogios por sus avances revolucionarios en el ámbito de las unidades de procesamiento gráfico. Es una tarea desalentadora replicar una hazaña tan extraordinaria que impulsó las imágenes por computadora desde la era primitiva de la renderización por software al dominio refinado de la aceleración por hardware. Sin embargo, el 3dfx Voodoo 2 demostró una destreza notable al mantener el impulso establecido por su predecesor.

Las impresionantes capacidades de la unidad de procesamiento de gráficos Voodoo 2 fueron tales que permitieron a los usuarios elevar sus imágenes de juegos 3D desde una resolución estándar de 640 x 480 a unos excepcionales 800 x 600 píxeles. Además, al conectar dos unidades mediante un cable plano y activar el innovador modo SLI, los jugadores tuvieron acceso a impresionantes experiencias gráficas con una resolución sin precedentes de 1.024 x 768. La 3dfx Voodoo 2 reinó indiscutiblemente como la tarjeta gráfica más potente de su época para los entusiastas de los videojuegos.

En una época anterior a los avances tecnológicos modernos, en la que las personas hablaban seriamente sobre juegos con resoluciones que alcanzaban más de 7.680 x 4.320, el tamaño de pantalla predominante durante 1998 era de aproximadamente 14 a 15 pulgadas y estaba limitado a una resolución máxima no entrelazada de 800 x 600. Concebir el funcionamiento de juegos acelerados en 3D a 1.024 x 768, lo que equivale a 786.432 píxeles, mientras que las tarjetas 3dfx Voodoo iniciales estaban restringidas a apenas 640 x 480 o 307.200 píxeles, parecía nada menos que extraordinario.

En cuanto al procesador gráfico Voodoo 2, vale la pena señalar que tenía la capacidad de utilizar procesamiento paralelo de forma independiente, sin requerir una tarjeta gráfica adicional para esta funcionalidad.

Un aspecto que contribuyó a mi afición por Voodoo 2 durante su época no solo fue su formidable rendimiento, sino también el atractivo visual de la tarjeta en sí. Las placas de circuitos estaban densamente pobladas de circuitos integrados, que parecían un verdadero tesoro de silicio. Este diseño arquitectónico tenía una sorprendente similitud con las primeras tarjetas de sonido, lo que aumentaba aún más su atractivo.

La configuración de la memoria EDO variaba entre 8MB y 12MB, compuesta por módulos de 256KB que se podían encontrar a ambos lados de la placa base. Además, había tres chips destacados que mostraban el logotipo de 3dfx, responsable del procesamiento de gráficos. La decisión de utilizar tres chips se basó en el hecho de que Voodoo 2 adoptó un enfoque paralelo en su diseño, reflejando la funcionalidad de la solución anterior de un solo chip.

Al evaluar el chipset inicial de Voodoo Graphics, denominado SST1, fabricado mediante el proceso de 500 nanómetros de Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), es evidente que constaba de dos componentes principales: una interfaz de frame buffer (FBI) y una unidad de mapeo de texturas (TMU).. Normalmente, cada una de estas unidades estaba dotada de una asignación de memoria de 2 megabytes, lo que daba como resultado un total de 4 megabytes. Sin embargo, algunas tarjetas gráficas ofrecían memoria adicional más allá de este umbral.

La responsabilidad de la Oficina Federal de Investigaciones (FBI) implicaba recuperar información de polígonos de la unidad central de procesamiento (CPU) de una computadora, realizar tareas de texturizado preliminares esenciales como almacenamiento en búfer Z, sombreado Gouraud para cálculos de profundidad, monitorear el movimiento de polígonos y aplicar sombreado fundamental. técnicas para hacerlos visualmente discernibles.

Cada cuadro individual se divide en una serie de líneas de exploración, que posteriormente se transmiten a la Unidad de memoria de textura (TMU), también conocida como"T-Rex"por 3dfx. Dentro de esta unidad, se aplican texturas con perspectiva corregida, incorporando características como MIPMapping, en el que se utilizan mapas de texturas progresivamente más pequeños y menos detallados a medida que los objetos se alejan del espectador. Además, se emplean técnicas de filtrado bilineal o trilineal para suavizar las texturas irregulares que pueden aparecer cuando se ven en su tamaño máximo cerca del punto de vista.

3dfx vudú 2 fichas

Voodoo 2 avanzó sobre la metodología de su predecesor al mejorar aún más la aceleración del proceso de gráficos 3D en el hardware, específicamente al descargar la responsabilidad de configurar triángulos desde la unidad central de procesamiento a la GPU.

Además, el diseño de la arquitectura permitió un aumento en las capacidades de procesamiento de texturas al agregar más unidades de representación de texturas. Esta característica estaba presente en la tecnología inicial de Voodoo Graphics como se describe en documentos históricos; sin embargo, no se implementó en las tarjetas gráficas de consumo que se vendieron en puntos de venta durante ese período.

La siguiente generación de chipsets SST, similar al SST1, que se fabricó mediante un proceso de 350 nm en TSMC, constaba de un componente del FBI denominado’Chuck'(representado mediante la designación’CK’en el chip), además de una textura. módulo de procesamiento denominado’Bruce', indicado con el identificador’BE'.

Una unidad de procesamiento de gráficos Voodoo 2 típica contiene un único componente Chuck que maneja todas las comunicaciones con la unidad central de procesamiento, realiza operaciones de configuración de triángulos, aplica técnicas de sombreado Gouraud, ejecuta combinación alfa, genera efectos de niebla, administra el almacenamiento en búfer de profundidad y emplea métodos de tramado. Además, este módulo Chuck está equipado con su propio espacio de memoria dedicado que va de 2 a 4 megabytes, utilizando una interfaz de memoria EDO expansiva de 90 MHz y accesible a través de un esquema de direccionamiento de 64 bits. Además, el componente Chuck asume la responsabilidad de controlar las funciones del controlador de pantalla para un rendimiento visual óptimo.

La integración de dos chips Bruce dentro de la arquitectura de Chuck facilitó un mapeo perfecto de texturas en las perspectivas apropiadas, además de procesar mapas mip de nivel de detalle (LOD) y emplear técnicas de filtrado bilineales o trilineales.

La integración de dos de estos chips en una sola tarjeta permite la ejecución del doble de procesamiento de texturas durante una sola pasada, siempre que el juego sea capaz de soportar múltiples capas de textura. Afortunadamente, tanto Unreal como Quake II presentaban la capacidad de utilizar texturas duales en un solo paso de tubería, lo que genera un rendimiento mejorado en comparación con las tarjetas Voodoo Graphics originales.

La mejora en la velocidad del reloj de 50 MHz en el Voodoo inicial a 90 MHz en el Voodoo 2 resultó en una mejora notable en el rendimiento, aunque no tan dramática como con la textura dual habilitada. La potencia de procesamiento adicional proporcionada por el segundo chip permitió la activación de otras funciones avanzadas que podrían haber afectado negativamente el rendimiento si se hubieran activado sin él.

Un ejemplo digno de mención es el filtrado trilineal, que ahora se puede ejecutar en una sola pasada en lugar de dos. Esto proporciona capacidad adicional para simular mapas de relieve, mapas de reflexión, mapas de sombras, texturas intrincadas y mapas de iluminación. Varios videojuegos aprovecharon estos avances, siendo Battlezone de 1998 un ejemplo de ello. Los usuarios tenían la opción de instalar un parche Voodoo 2 para este juego, lo que les otorgaba efectos visuales mejorados, incluido un mayor detalle de explosión.

Cada chip Bruce individual poseía una interfaz de memoria de 64 bits y su porción designada de memoria de salida de datos extendida (EDO). El requisito previo establecido para la capacidad de memoria era 2 MB por chip Bruce, lo que daba como resultado una tarjeta de 8 MB con un frame buffer de 4 MB. Además, existían opciones con mayor capacidad de memoria, como tarjetas de 12 MB que asignaban 4 MB de memoria a cada chip Bruce. Estas configuraciones fueron particularmente populares entre los usuarios.

3dfx Vudú 2 SLI

Para aquellos que buscan una mejora de rendimiento adicional más allá de lo que ya ofrecen las capacidades de doble cabezal del Voodoo 2, existe otra opción. La inclusión de un pequeño cable plano gris que se encuentra dentro de cada paquete Voodoo 2 ofrece la oportunidad de conectar dos de estas tarjetas a través de los enchufes ubicados en sus respectivos cabezales.

Las dos unidades de procesamiento de gráficos (GPU) conectadas por un cable pueden intercambiar datos de sincronización, proporcionando así recursos suficientes para ejecutar juegos a una resolución de 1.024 x 768 y al mismo tiempo facilitando un mayor paralelismo a través de la colaboración entre múltiples procesadores Bruce.

Aunque Nvidia utiliza el acrónimo"SLI"para representar su tecnología de juegos multi-GPU ahora descontinuada, desarrollada originalmente por 3dfx antes de ser adquirida por Nvidia en diciembre de 2000, la implementación de la primera difería significativamente de la interpretación del término por parte de la segunda. Específicamente, según la definición de 3dfx, múltiples unidades de procesamiento de gráficos trabajarían colectivamente a través de una metodología alternativa de representación de cuadros o visualización de pantalla dividida.

La implementación de “Scan Line Interleave” por parte de 3dfx aprovechó un aspecto específico de su proceso de procesamiento de gráficos situado entre los chips Chuck y Bruce. El chip Chuck era responsable de dividir cada cuadro en segmentos de píxeles horizontales que van desde el lado izquierdo del campo visual al derecho, conocidos como líneas de escaneo. Luego, la configuración de doble chip Bruce del Voodoo 2 se encargaría de la tarea de mapear la textura de estas líneas de escaneo. Cuando se utiliza una sola tarjeta, sólo se pueden procesar la mitad de las líneas de escaneo disponibles en un momento dado. Sin embargo, al emplear varias tarjetas, pudieron operar sincrónicamente, donde una tarjeta manejaba la texturización de las líneas de escaneo pares mientras que la otra se enfocaba en las impares, duplicando así el rendimiento general.

La ventaja de emplear una unidad de procesamiento de gráficos adicional va más allá de la mera mejora de la eficiencia computacional; permite un mayor rendimiento y un manejo más rápido de tareas dentro de un solo pase. A modo de ejemplo, una sola placa Voodoo 2 puede realizar un filtrado trilineal junto con un mapeo MIP en una sola operación, pero cuando se incorporan más detalles de textura, se necesitan dos iteraciones. La inclusión de un procesador de gráficos complementario permite que estas operaciones se ejecuten en una pasada unificada.

SLI (Scalable Link Interface) alguna vez se consideró una hazaña tecnológica impresionante por su capacidad para proporcionar un rendimiento superior en aplicaciones de juegos. Sin embargo, debido a su atractivo limitado más allá de un subconjunto específico de entusiastas, así como a la complejidad que implica garantizar una compatibilidad óptima entre tarjetas gráficas, la adopción generalizada de esta tecnología siguió siendo relativamente limitada. El desafío de usar múltiples tarjetas gráficas a través de SLI es que deben ser modelos idénticos producidos por el mismo fabricante, lo que puede hacer que expandir las capacidades gráficas sea costoso y desafiante desde el punto de vista logístico.

La reducción de las rutas de actualización disponibles puede limitar las opciones al realizar la transición de una única tarjeta gráfica Voodoo 2 a una configuración SLI. Inicialmente, la compra de una sola tarjeta Voodoo 2 puede requerir la adquisición de una réplica exacta para una actualización perfecta a SLI, ya que la compatibilidad entre productos de diferentes fabricantes podría ser impredecible y conllevar riesgos potenciales.

Además de los inconvenientes discutidos anteriormente, es importante señalar que no todos los juegos utilizaban capacidades de texturas múltiples, lo que resultaba en beneficios de rendimiento limitados al usar múltiples tarjetas de video de alta gama. Además, el uso de dos tarjetas de este tipo imponía una mayor carga a la unidad central de procesamiento (CPU), que era responsable de manejar una parte considerable del proceso de renderizado de gráficos 3D, incluidas las transformaciones y la iluminación.

Anteriormente, el uso de un procesador Pentium de primera generación era suficiente para el funcionamiento óptimo de una tarjeta gráfica 3dfx Voodoo con una resolución de 640 x 480 en la mayoría de los videojuegos. En particular, el Voodoo 2 también cumplió con los mismos requisitos. Sin embargo, con la llegada de la tecnología SLI, se impuso una mayor demanda a la unidad central de procesamiento. Como lo demostraron las pruebas internas de 3dfx, un procesador Pentium de 200 MHz operó Quake 2 a una velocidad de 36 cuadros por segundo cuando empleaba la funcionalidad SLI; sin embargo, elevar el rendimiento de la CPU a 300 MHz resultó en una mejora notable, logrando una velocidad de fotogramas máxima de 67 f.

Además, la compra de varias tarjetas idénticas no garantizaba una experiencia perfecta, como lo demuestra un problema informado en el sitio web de Creative relacionado con el uso de dos de esas tarjetas junto con una frecuencia de actualización del monitor de 75 Hz y el cable proporcionado. La empresa recomendó a los usuarios utilizar un solo cable o ajustar la resolución de su monitor a 60 Hz como solución alternativa.

El Voodoo 2 sirvió como un acelerador 3D independiente que requería el uso de una tarjeta gráfica 2D discreta adicional, que podía conectarse mediante un cable VGA ubicado en la parte posterior del sistema. Aunque solo se requiere una única conexión loop-back para la configuración SLI, tener dos tarjetas Voodoo 2 ocupaba inevitablemente tres de las ranuras de expansión PCI disponibles exclusivamente para el procesamiento gráfico.

Numerosas placas base durante ese período presentaban funciones integradas limitadas y era común que los usuarios utilizaran periféricos separados basados ​​​​en PCI, como módems y tarjetas de sonido, además de sus componentes integrados. Sin embargo, la instalación de una configuración SLI planteaba problemas potenciales debido al número finito de ranuras PCI disponibles, lo que podría provocar opciones de conectividad insuficientes. Además, cada tarjeta de expansión adicional requería la asignación de valiosos recursos del sistema, y ​​la gestión de señales conflictivas de Solicitud de interrupción (IRQ) se volvió cada vez más difícil en estas circunstancias.

3dfx alma en pena

En respuesta al problema del uso de múltiples tarjetas gráficas para operaciones 2D y 3D, 3dfx desarrolló la tarjeta Banshee basada en Voodoo 2, con un único procesador principal llamado BAN. Esta innovadora solución utilizaba tecnología AGP integrada en las placas base de la época.

Banshee integró las capacidades de procesamiento de un chip Chuck y un solo chip Bruce dentro de una sola porción de silicio. Además, aumentó gradualmente su velocidad de reloj a 100 MHz mientras utilizaba SDRAM de 100 MHz en lugar de la memoria EDO de 90 MHz que se encuentra en las tarjetas gráficas Voodoo 2 estándar.

La deficiencia de una unidad de procesamiento de textura adicional resultó en que Banshee mostrara un rendimiento inferior en comparación con el Voodoo 2 cuando utilizaba textura dual, ya que obstaculizaba las capacidades de renderizado de la tarjeta gráfica. Por el contrario, el aumento marginal en la velocidad del reloj del Banshee se tradujo en una ventaja menor sobre el Voodoo 2 en ciertas aplicaciones donde no se utilizaba esta funcionalidad.

La incorporación de la impresionante cantidad de 4 millones de transistores de 350 nanómetros dentro de un chip compacto de 137 milímetros cuadrados resultó en desafíos térmicos sustanciales para la tarjeta gráfica Banshee. Como tal, el dispositivo requería un disipador de calor para regular su temperatura, que se incluía de serie; sin embargo, incluso esta medida resultó insuficiente para evitar que el disipador de calor se calentara demasiado al tacto durante el funcionamiento. Para mitigar este problema, algunos usuarios optaron por conectar un pequeño ventilador al disipador de calor para garantizar un rendimiento óptimo y evitar posibles daños al hardware.

La Banshee exhibió un rendimiento subóptimo y problemas térmicos, lo que la hizo incapaz de rivalizar con las tarjetas gráficas todo en uno contemporáneas como las ofertas Nvidia Riva TNT o ATi Xpert. Sin embargo, sus fundamentos allanaron el camino para el posterior lanzamiento del modelo independiente Voodoo3 en 1999.

La última tarjeta 3D dedicada

La tarjeta gráfica Voodoo 2 recibió una considerable aclamación tras su lanzamiento, ofreciendo a los usuarios la capacidad de renderizar imágenes a una resolución de 800 x 600 mientras demostraba marcadas mejoras en la eficiencia general. En consecuencia, los entusiastas de los juegos se sintieron atraídos por este producto, ya que facilitaba una integración perfecta con la API GLide patentada de la compañía, que era imprescindible para ciertos videojuegos y a menudo exhibía cualidades gráficas superiores en comparación con tecnologías de la competencia como Direct3D y OpenGL; un ejemplo notable es el Logro de superficies de piso reflectantes dentro de Unreal mediante la utilización de GLide.

El Voodoo 2 representó la culminación de una era en la que prevalecían las soluciones de aceleración 3D independientes. Sin embargo, cuando se lanzó, los competidores ya habían comenzado a desarrollar tarjetas combinadas 2D/3D como la Riva TNT de Nvidia, mientras que 3dfx finalmente hizo lo mismo con su Voodoo3. Como resultado, el mercado se orientó hacia estas ofertas multipropósito, lo que finalmente dejó obsoletos los aceleradores 3D especializados. No obstante, Voodoo 2 jugó un papel importante en el avance del concepto de utilizar múltiples procesadores para paralelizar el proceso de gráficos 3D.

La desaparición de Voodoo2 fue precipitada por la decisión de 3dfx de llevar a cabo la producción interna de su unidad de procesamiento de gráficos (GPU), que posteriormente comercializaron bajo el nombre de"V2-1000", dirigido a consumidores preocupados por su presupuesto que no podían permitirse modelos más avanzados como el Vudú3, Vudú4 y Vudú5. Curiosamente, una iteración inédita del Voodoo2 detallada en el documento técnico final de 1999 utilizaba memoria de acceso aleatorio dinámica síncrona (SDRAM) o memoria de acceso aleatorio estática (SGRAM), a diferencia de la memoria de salida de datos extendida (EDO), y presentaba hasta tres Procesadores Bruce por tarjeta: una configuración que lamentablemente permaneció inactiva.

De hecho, confiamos en que su viaje al pasado con nosotros en relación con el último acelerador 3D PCI dedicado de 3dfx haya sido una experiencia agradable. Aquellos interesados ​​en profundizar más en el rico tapiz del pasado antiguo de la PC pueden examinar nuestra página de tecnología retro para obtener contenido adicional. Además, aquellos que deseen embarcarse en una aventura nostálgica construyendo su propia computadora de juegos retro deben consultar nuestra guía completa, que incluye instrucciones sobre cómo incorporar un Voodoo 2 dentro de una de sus ranuras PCI.

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