История компании 3dfx: Взлет и падение короля 3D

Как калифорнийский стартап подарил миру настоящую трехмерную графику, устроил революцию и сгорел в амбициях.

Золотая эра Glide и Voodoo Graphics

В середине 1990-х годов домашние компьютеры были преимущественно «двухмерными». Всё изменилось 1 октября 1996 года, когда молодая компания 3dfx Interactive выпустила дополнительную плату-ускоритель Voodoo Graphics (Voodoo 1) — первый массовый 3D-ускоритель для домашнего ПК. Сама по себе плата не умела выводить обычный 2D-рабочий стол, но при запуске совместимых игр магия чистого 3D сглаживала текстуры и дарила невероятную по тем временам плавность.

Технические характеристики Voodoo 1

• Кодовое имя: SST1
• Техпроцесс: 500 нм
• Шина: PCI
• Объем видеопамяти: 2/4 Мб
• Частота ядра: 50 МГц
• Частота памяти: 50 МГц
• Разрядность шины памяти: 64 бит
• Тип памяти: EDO
• Поддерживаемая версия DirectX: 3.0

Рисунок 1.1: Ускоритель Diamond Monster 3D (Voodoo 1).
Фото: Raimond Spekking / Лицензия: CC BY-SA 4.0

Секретным оружием 3dfx стал собственный закрытый API Glide. Он был значительно проще и эффективнее зарождающихся DirectX и OpenGL, что заставило разработчиков оптимизировать главные хиты — от Tomb Raider до Quake II — именно под чипы Voodoo.

Как уже было указано выше, ускоритель графики 3dfx Voodoo технически не имел возможности вывода изображения на экран монитора. Ускоритель обрабатывал исключительно 3D-графику, а за вывод изображения на экран должна была отвечать дополнительная видеокарта. Это было одним из главных недостатков решения от 3dfx. Вскоре 3dfx выпускает решение, которое совмещает в себе 2D-видеочип и чип 3D-ускорителя Voodoo - 3dfx Voodoo Rush.

Технические характеристики Voodoo Rush

• Кодовое имя: SST96
• Техпроцесс: 500 нм
• Шина: PCI, AGP 2x
• Объем видеопамяти: 2/4 Мб
• Частота ядра: 50 МГц
• Частота памяти: 50 МГц
• Разрядность шины памяти: 64 бит
• Тип памяти: EDO
• Поддерживаемая версия DirectX: 3.0

Рисунок 1.2: Комбинированная видеокарта 2theMAX (Voodoo Rush).
Фото: Solitude / Лицензия: CC BY-SA 4.0

Культ Voodoo 2 и технология Scan-Line Interleave

В 1998 году вышел легендарный ускоритель Voodoo 2, закрепивший тотальную доминацию компании. Новинка предлагала внушительный прирост частот и архитектурные оптимизации, позволяющие выдавать стабильные 60 кадров в секунду в большинстве современных игр.

Технические характеристики Voodoo 2

• Кодовое имя: SST2
• Техпроцесс: 350 нм
• Шина: PCI
• Объем видеопамяти: 8/12 Мб
• Частота ядра: 90 МГц
• Частота памяти: 90 МГц
• Разрядность шины памяти: 3x64 бит (раздельная архитектура)
• Тип памяти: EDO
• Поддерживаемая версия DirectX: 5.0 / 6.0

Рисунок 1.3: Графический ускоритель 3dfx Voodoo 2 (1998).
Фото: Evan-Amos / Public Domain

Главным новшеством архитектуры стала революционная технология SLI (Scan-Line Interleave) — объединение двух плат в одном ПК с помощью специального гибкого шлейфа. В таком режиме первая карта обрабатывала четные строки изображения, а вторая — нечетные. Это давало колоссальный прирост производительности и позволяло запускать игры в невероятном по тем временам разрешении 1024x768.

Рисунок 1.4: Связка из двух карт STB Voodoo 2 в режиме Voodoo 2 SLI.
Фото: Grmwnsk / Лицензия: CC BY-SA 3.0

Voodoo3 и слияние со STB: конец партнёрской модели

На пике успеха 3dfx приняла решение, которое задним числом называют началом её конца. Вместо того чтобы продавать чипы сторонним производителям плат — Diamond, Creative, STB — компания выкупила саму STB Systems и с 1999 года начала выпускать видеокарты исключительно под собственным брендом. Первым продуктом этого слияния стала Voodoo3, анонсированная на выставке COMDEX '98 и поступившая в продажу в марте 1999 года под кодовым именем «Avenger».

Решение лишило 3dfx сети партнёров, которые раньше сами продвигали и продавали её чипы под десятком разных брендов — теперь конкурировать за место на прилавке магазина ей приходилось напрямую, причём с этими же самыми бывшими партнёрами, которые быстро переключились на чипы NVIDIA и ATI. Отдельным скандалом стало ограничение цветопередачи Voodoo3 16 битами на выходе — притом что внутренние вычисления в конвейере велись с полной 32-битной точностью, а урезание происходило только на последнем этапе ради экономии видеопамяти.

Технические характеристики Voodoo3 3000

• Кодовое имя: Avenger
• Техпроцесс: 250 нм
• Шина: AGP 2x, PCI
• Объем видеопамяти: 16 Мб SDR SDRAM
• Частота ядра: 166 МГц
• Частота памяти: 166 МГц
• Разрядность шины памяти: 128 бит
• Вывод цвета: 16 бит (при 32-битном внутреннем конвейере)
• Поддерживаемая версия DirectX: 6.0

Рисунок 1.5: 3dfx Voodoo3 3000 с 16 Мб памяти и TV-Out.
Фото: Tullius / Лицензия: CC BY-SA 3.0

Voodoo4 и Voodoo5: архитектура VSA-100 на пределе возможностей

Ответом на GeForce 256 и растущее давление конкурентов стал чип VSA-100 — «Voodoo Scalable Architecture». Название отражало главную идею: один и тот же чип можно было устанавливать на плату в количестве от одного до теоретических 32 штук, объединяя их всё той же технологией SLI, обкатанной ещё на Voodoo 2, и пропорционально наращивая производительность. На практике до прилавков магазинов добрались только два продукта — однокристальная бюджетная Voodoo4 4500 и двухкристальная Voodoo5 5500.

Технические характеристики Voodoo4 4500

• Кодовое имя: VSA-100 (1 чип)
• Техпроцесс: 250 нм
• Шина: AGP 4x, PCI
• Объем видеопамяти: 32 Мб SDRAM
• Частота ядра: 166 МГц
• Разрядность шины памяти: 128 бит
• Вывод цвета: 32 бит
• Поддерживаемая версия DirectX: 6.0

Рисунок 1.6: 3dfx Voodoo4 4500 — бюджетная одночиповая версия VSA-100.
Фото: Trio3D / Лицензия: CC BY-SA 3.0

Технические характеристики Voodoo5 5500

• Кодовое имя: VSA-100 (2 чипа, SLI)
• Техпроцесс: 250 нм
• Шина: AGP 4x, PCI
• Объем видеопамяти: 64 Мб SDRAM (32 Мб на чип)
• Частота ядра: 166 МГц на чип
• Разрядность шины памяти: 2 × 128 бит
• Вывод цвета: 32 бит
• Особенность: T-buffer для motion blur и полноэкранного сглаживания

Рисунок 1.7: 3dfx Voodoo5 5500 — флагман с двумя чипами VSA-100 в связке SLI.
Фото: Austriacus / Лицензия: CC0 (общественное достояние)

Самая мощная модель линейки так и не вышла в продажу. Voodoo5 6000 должна была объединить сразу четыре чипа VSA-100 и в тестах обгоняла даже топовую на тот момент NVIDIA GeForce 2 Ultra. Плата потребляла настолько много энергии, что к ней прилагался отдельный внешний блок питания «Voodoo Volts», подключаемый в розетку — беспрецедентное решение для видеокарты того времени. Было выпущено около тысячи инженерных образцов, но довести карту до серийного производства 3dfx уже не успела.

Банкротство и поглощение NVIDIA

Ставка на вертикальную интеграцию и отказ от партнёров обернулись катастрофой для финансов компании. 16 ноября 2000 года 3dfx была вынуждена полностью остановить производство видеокарт и в отчаянии попыталась вернуться к продаже чипов сторонним производителям — но было уже слишком поздно. Уже через месяц, 15 декабря 2000 года, 3dfx подписала с NVIDIA соглашение о продаже основных технологических активов на сумму порядка 70 млн долларов. Речь шла именно о покупке интеллектуальной собственности и примерно сотни инженеров команды разработки — а не о поглощении компании целиком.

3dfx официально прекратила поддержку своих продуктов 15 февраля 2001 года, сделка с NVIDIA закрылась 18 апреля 2001 года, а сама опустевшая компания-оболочка подала на банкротство по статье Chapter 11 лишь 15 октября 2002 года — формальность, отделённая от момента реальной гибели бизнеса почти двумя годами. Последующий судебный иск конкурсного управляющего к NVIDIA о заниженной стоимости сделки тянулся больше десяти лет и был окончательно закрыт только в 2015 году.

У истории есть символичный постскриптум: несколько лет спустя NVIDIA выпустила собственную технологию объединения видеокарт для игровых ПК — и назвала её тем же именем, которое 3dfx придумала для Voodoo 2. Аббревиатура SLI пережила саму компанию, которая её изобрела.