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K6 x Celeron |
Chips de Vķdeo 3D Este artigo visa fornecer uma comparaēćo entre as caracterķsticas principais de diversos chips de vķdeo com recursos 3D disponķveis atualmente. Nćo incluirei aqui os chips antigos de placas 3D (como o 3dfx Voodoo Graphics, o NVIDIA RIVA 128/128ZX, o Rendition Verité, o Intel i740, entre outros). Comeēarei com os chips que fizeram sucesso até o comeēo desse ano, e serćo apresentadas caracterķsticas que diferenciam os chips dos concorrentes assim como suas limitaēões.
A Geraēćo Anterior
3dfx Voodoo 2: O primeiro chip a oferecer o recurso de dupla texturizaēćo em um śnico ciclo de clock (por meio de dois TMU's - Texture Management Units), o Voodoo 2 reinou por muito tempo sozinho na įrea 3D. Disponķvel na forma de placas "add-on" PCI, requisitam uma placa 2D separada para o computador funcionar. O forte desse chip sempre foi a performance, ainda mais com a possibilidade de serem utilizadas duas placas para o processamento 3D (método chamado de SLI - "ScanLine Interleave", onde uma placa processa as linhas pares enquanto a outra trata das ķmpares). Por ser da 3dfx, é compatķvel com a API GLIDE, ainda utilizada em alguns jogos, mas em cada vez menor escala. Nćo possui, ainda, um driver OpenGL completo, apenas "mini GL's" que contém "subsets" da API OpenGL para conseguir rodar alguns jogos (como Quake 2). Com limitaēćo no tamanho das texturas em 256x256, e suporte apenas a 16 bits de cores, a qualidade da imagem deixa a desejar quando comparada a outros chips. Outra desvantagem é a limitaēćo de memória, que é limitada ą memória local (o Voodoo 2 nćo permite acessar a memória do sistema), e só permite 4 MB de framebuffer (limitando a resoluēćo em 800x600 com uma śnica placa, 1024x768 com duas), e 4 ou 8 MB para texturas (para placas de 8 e 12 MB de memória, respectivamente). 3DLabs Permedia 2: Conhecida pelos seus poderosos aceleradores grįficos para trabalhos profissionais, o Permedia 2 é um chip da 3DLabs voltado para o mercado mais doméstico. É o śnico chip aqui apresentado a ter um "geometry engine", poupando a CPU de cįlculos de polķgonos ao criar uma cena em 3D. No entanto, enquanto o desempenho para aplicaēões profissionais é excelente (melhor que o de um RIVA TNT), para jogos o chip nćo atende muito ąs expectativas, devido ą baixa "fill rate". Matrox MGA-G200: O primeiro chip da Matrox a apresentar caracterķsticas 3D exigidas pelos programas mais modernos, apresenta como ponto alto a ótima qualidade de imagem. Apresenta uma nova tecnologia de acesso ą memória da placa, batizada de "Dual-Bus", onde é possķvel ao mesmo tempo gravar e ler dados da memória, esse processo acelera principalmente jogos baseados no DirectX 5. Apesar de tudo que foi dito, o desempenho 3D da placa ficava bastante aquém do da Voodoo 2, e outro fator que contribuiu para o "fracasso" da placa foi o grande atraso do OpenGL ICD da Matrox (que só saiu hį algumas semanas, quase um ano após o lanēamento do chip). No entanto, ainda hoje é um dos que apresentam o melhor 2D. NVIDIA RIVA TNT: Esse chip foi muito esperado devida ąs declaraēões da NVIDIA de que seria um "Voodoo killer", fornecendo desempenho muito acima do que era conseguido por outros chips na época. Nćo foi o que aconteceu, mas certamente o TNT é o melhor e mais flexķvel chip da segunda geraēćo. Combinando um desempenho semelhante ao da Voodoo 2 com a qualidade de imagem semelhante ą do G200, com a melhor implementaēćo da interface AGP e drivers para Direct3D e OpenGL, o chip tem todas as caracterķsticas necessįrias para um ótimo acelerador 3D. Foi o primeiro chip a apresentar anisotrophic filtering, mais eficiente do que o método utilizado por outras placas (bilinear e trilinear filtering). S3 Savage 3D: Depois de muito tempo em cima do trono de melhores chips de vķdeo para o mercado doméstico, a S3 parece ter parado com o desenvolvimento. O Savage foi o primeiro de uma nova geraēćo de chips da S3, visando o mais novo mercado de jogos 3D. O desempenho do chip ficava entre o G200 e o TNT, mas seu sucesso foi limitado devido ąs grandes dificuldades enfrentadas com os drivers desenvolvidos. É o śnico chip da segunda geraēćo a apresentar a técnica de compressćo de texturas S3TC (desenvolvida junto com a Microsoft e presente no DirectX 6), que permite que uma textura possa ocupar até 1/6 do espaēo que normalmente ocupa, com nenhuma ou pouca perda de qualidade. Essa caracterķstica permite que texturas cada vez maiores e mais detalhadas possam ser transmitidas pela interface AGP, sem saturį-la. Ainda nćo hį suporte muito grande ą S3TC, pois isso exige que hajam dois conjuntos de texturas (as comprimidas e a nćo, para as placas nćo compatķves com S3TC), o que significa mais trabalho por parte dos artistas que trabalham no desenvolvimento de jogos, e mais espaēo ocupado no CD. Os problemas com drivers foram solucionados com o lanēamento da placa Beast Supercharged, da Hercules, que inclusive apresentava velocidade maior, mas o chip acabou nćo emplacando de forma definitiva no mercado. 3dfx Voodoo Banshee: Com o fracasso do chip Voodoo Rush, o Banshee é o primeiro chip da 3dfx a entrar seriamente no mercado de chips 2D e 3D. Chamado de um "Voodoo 2 castrado", o Banshee nada mais é do que um chip Voodoo 2 com uma TMU a menos, e velocidade um pouco maior (100 MHZ, contra 90 MHz do Voodoo 2). Apesar de funcionar também em interface AGP, o chip nćo possui suporte a texturizaēćo via interface AGP, nćo podendo assim utilizar a memória do sistema para armazenar texturas. Possui as mesmas limitaēões do Voodoo 2, com exceēćo da memória. A performance é comparįvel ą do Savage 3D, um pouco inferior a um Voodoo 2. Houveram algumas melhoras na qualidade de imagem também. Só é possķvel aumentar a resoluēćo (3D) até 1024x768. ATI Rage 128: Com os chips anteriores da ATI apresentando desempenho fraco em Direct3D e sem OpenGL ICD, a ATI devia aos seus consumidores um chip ą altura dos mais atuais. O Rage 128 veio cobrir esse anseio, trazendo performance semelhante ao RIVA TNT. O maior trunfo do Rage 128 é ter uma otimizaēćo na utilizaēćo da memória, que permite que haja muito pouca perda quando sćo utilizados 32 bits de cores, comparando com 16 bits. Mas os problemas enfrentados pela ATI no desenvolvimento de drivers atrasaram o lanēamento da placa, fazendo com que saķsse muito próxima dos lanēamentos da terceira geraēćo de chips das outras empresas. Um problema nos drivers OpenGL praticamente inutilizava a interface AGP em jogos, problema resolvido nos drivers mais atuais. As placas mais novas apresentam uma versćo mais rįpida do Rage 128, mas que ainda nćo chega ao desempenho dos chips da terceira geraēćo. Tem suporte a até 32 MB de memória local. Junto com o TNT e o Voodoo 2, esses sćo os śnicos chips a suportarem dupla texturizaēćo num mesmo ciclo de clock entre chips dessa geraēćo. Ao contrįrio dos outros chips (exceēćo dos Voodoos) que suportam texturas de até 2048x2048 pixels, o tamanho mįximo aceito pelo Rage 128 é 1024x1024. Number Nine Ticket-to-Ride IV: Chip que equipa as placas Revolution IV da própria #9, o T2R4 nćo apresenta um desempenho 3D muito bom: é comparįvel a um G200. No entanto, possui a melhor qualidade de imagem em 2D, essencial para profissionais que trabalham com resoluēões muito altas, além de suporte a até 32 MB de memória local e saķda de vķdeo digital (para, por exemplo, monitores LCD mais modernos).
A Nova Geraēćo
3dfx Voodoo 3: Disponķvel em 3 versões até agora (2000, 3000 e 3500), que sćo diferenciadas apenas na velocidade, o mais correto seria chamar esse chip de "Banshee 2" ou "SLI on-a-chip". É um chip 2D e 3D que possui as mesmas limitaēões do Banshee, mas uma performance muito superior devido ą maior velocidade de operaēćo, além de uma segunda TMU para acelerar o processo de texturizaēćo. Possui boas chances de overclock, principalmente as versões 2000 e 3000. Com a compra da STB, a 3dfx passa a fabricar suas próprias placas agora, assim como jį faziam Matrox e ATI, entre outras. Apesar de processar internamente os dados com precisćo de 32 bits (aumentando assim um pouco a qualidade da imagem em comparaēćo com as Voodoos anteriores), e utilizar (segundo a 3dfx) algoritmos melhores para a conversćo, tendo um resultado final supostamente comparįvel a "uma imagem de 22 bits", ainda só permite o uso de 16 bits de cores. A 3dfx lanēou um OpenGL ICD completo para a linha Voodoo 3, mas que ainda tem performance bastante limitada. NVIDIA Vanta, RIVA TNT2 e RIVA TNT2 Ultra: Famķlia de chips sucessores do RIVA TNT, sćo nada mais do que um TNT com velocidade maior, além de algumas otimizaēões na unidade de texturizaēćo e no acesso ą memória. Herdam do TNT a ótima qualidade de imagem e a ótima interface AGP. Com velocidades de (nścleo/memória) 100/110 (Vanta), 125/150 (TNT2) e 150/175 (TNT2 Ultra), a performance estį entre as melhores entre placas semelhantes. Hį grandes possibilidades de overclock; hį casos de conseguiram que uma Hercules Dynamite TNT2 rodasse a 190/190, e uma Dynamite TNT2 Ultra chegasse a incrķveis 200/250. S3 Savage 4: Nova geraēćo da série Savage, esse chip, além de maior velocidade em relaēćo ao Savage 3D, apresenta suporte a dupla texturizaēćo no mesmo ciclo de clock, e memória local de até 32 MB. Disponķvel nas versões normal (rodando a 125 MHz) e Pro (143 MHz), apresenta, além da ótima qualidade de imagem e suporte a S3TC, desempenho pouco superior a um RIVA TNT ou Voodoo 2. Uma nova versćo do Savage 4 estį equipando as novas placas da Diamond, rodando com velocidade de 166 MHz. Matrox G400: O novo chip da Matrox é o que mais apresenta novidades. Primeiramente, ele marca uma nova estratégia da Matrox, extinguindo a série "Mystique", e diferenciando seus produtos pela velocidade da placa, todas com a grife "Millenium" a partir de agora. Quanto ąs novas caracterķsticas, além de suporte a 32 MB de memória local e "multi-texturing", temos o Dual-Head, que permite que dois monitores (ou conjunto de monitor e TV, etc) sejam usados com uma śnica placa, além do Environment Mapped Bump Mapping, caracterķstica do DirectX 6 que aumenta muito a qualidade com que texturas sćo apresentadas, podendo ser aplicada uma nova textura por cima para termos o efeito de "bump" (imperfeiēões nas texturas, por exemplo a sensaēćo de "relevo" ao olhar uma parede de perto). Essa caracterķctica acompanha de uma perda de performance, mas que nćo prejudica a jogabilidade nos jogos atuais que a suportam (como o Expendable, que acompanha a placa), e podendo também ser desabilitada se desejado, voltando ao método "emboss" normalmente usado (e que utiliza a CPU do sistema para ser aplicado). A Matrox vem trabalhando fortemente no seu OpenGL ICD, e os resultados sćo bastante visķveis: com os śltimos drivers, uma G400 normal (rodando a 125 MHz) possui performance (tanto em OpenGL como em Direct3D) comparįvel a uma TNT2 Ultra rodando a 150 MHz. Hį relatos de pessoas conseguindo "overclockar" a G400 normal para velocidades próximas da G400 MAX. 3DLabs Permedia 3 Create!: O sucessor do Permedia 2 vem com um rol de novas caracterķsticas, prometendo muito: Dot3 Mapping (método de bump-mapping que utiliza "emboss", mas acelerado por hardware), Environment Mapped Bump Mapping por software, Virtual Textures (método de reorganizaēćo de texturas para otimizar o desempenho), suporte a S3TC, entre outros, além, claro, dos requeridos 32 MB de memória local (nćo suportados apenas pelo Voodoo 3 na geraēćo atual) e multi-texturing. No entanto, apesar de caracterķsticas interessantes, o desempenho que supera em pouco a geraēćo anterior de chips (e portanto bem inferior aos mais atuais) e o alto preēo sugerido atualmente tornam a placa uma opēćo nćo muito interessante. PowerVR Neon 250: A nova placa da VideoLogic apresenta uma nova maneira de ver como é feita a renderizaēćo: ao invés de processar todo o quadro e depois verificar que partes estćo sobrepostas ą outras, essa verificaēćo é feita antes, e só o necessįrio (o que vai efetivamente aparecer na tela) é processado pelo chip, sendo a renderizaēćo feita pixel a pixel. O resultado é uma placa que, com um chip rodando a 125 MHz, consegue desempenho bem superior a placas com outros chips rodando na mesma velocidade. Soma-se a isso Dot3 Mapping, além de full-scene anti-aliasing (caracterķstica que melhora, em muito, a qualidade da imagem, mas mata o desempenho). No entando, a dificuldade em encontrį-la, o alto preēo sugerido e a inexistźncia de um OpenGL ICD completo (existe apenas um miniGL otimizado para Quake 3) nćo a tornam uma soluēćo interessante, principalmente levando em conta o atraso com que foi lanēada.
A novidade: Tranformations & Lighting
NVIDIA GeForce 256: A NVIDIA lanēou oficialmente seu novo chip na śltima semana, apesar de nenhuma placa ainda estar sendo vendida com ele. O 256 no nome vem da capacidade do chip em processar quatro pixels simultaneamente, sendo 1 pixel: 32 bits de cores (RGBA), 24 de Z-Buffer e 8 de stencil buffer, somando 64 bits por pixel. Foi adicionado suporte também a S3TC. O chip promete revolucionar os jogos 3D, fazendo todos os cįlculos geométricos e de fontes de iluminaēćo (até 8) via hardware, livrando a CPU desse trabalho. O que pode vir disso é performance melhor que qualquer chip grįfico de hoje em processadores mais modestos como Pentium II 300 ou K6-2 300. Aliando isso a 4 unidades de texturizaēćo além de outros efeitos (como o "Cube Environment Mapping") e capacidade de processar até 15 milhões de triāngulos por segundo, o chip promete. Mas o preēo, assim como a performance, também irį aumentar... S3 Savage 2000 (GX4): Com o novo chip a S3 promete entrar de vez na luta pelo chip mais rįpido. Aumentanto a largura de banda para a memória para 128 bits (até o Savage 4 era de apenas 64 bits, uma das causas de o chip nćo ser tćo rįpido), além de Transforms & Lighting por hardware (como o GeForce 256), é esperar para ver o que o novo Savage vai trazer. Testes preliminares mostram que apesar de ter uma maior "fill rate", os drivers ainda nćo estćo maduros, o que faz com que ela tenha desempenho bastante mediano, e muitas vezes pior que chips mais antigos como o G400 e o TNT2.
O que vem por aķ
3dfx VSA-100: A 3dfx jį anunciou o novo chip que vai equipar sua nova geraēćo de placas, que irį se chamar (pra variar) Voodoo 4 e Voodoo 5. Pra quem esperaca muito, o anśncio inicial soou um pouco decepcionante, jį que a "fill rate" anunciada é menos do que chips que atualmente jį sćo vendidos, além da ausźncia de T&L. A 3dfx trabalhou numa arquitetura bastante escalįvel, onde diversos chips podem ser postos para trabalhar em paralelo em um processo semelhante ao SLI utilizado pelo Voodoo 2. Dessa maneira, ao utilizar mais de um chip na mesma placa (série Voodoo 5), serį possķvel explorar os recursos do accumulation buffer (ou como a 3dfx chama, "T-Buffer"), como anti-aliasing e motion blur. A impressćo que fica é que a 3dfx estį lanēando esse chip meio atrasada, e que a concorrźncia na data do lanēamento prevista vai ter chips jį bem superiores. Mas esperamos ser surpreendidos, e que algo realmento novo e bom saia da 3dfx. Bitboys Oy Glaze 3D: O Glaze 3D jį virou lenda no mundo 3D. Prometido por muito tempo, os Bitboys parecem dar sinais de que finalmente vćo produzir o chip. A empresa finlandesa nunca produziu chips, apenas fez projetos (uma de suas criaēões é o "Environment Mapped Bump Mapping", adotado pela Microsoft no DirectX 6 e usado pela Matrox na sua linha G400). Decidiram que vćo fabricar esse chip, e prometem o lanēamento para o comeēo do ano 2000. Caracterķsticas principais sćo as quatro unidades de texturizaēćo (a 125 MHz), com capacidade para SLI, além de um accumularion buffer. É esperar para ver.
T&L x Fill Rate
O novo chip da NVIDIA, assim como declaraēões da 3dfx sobre o seu futuro processador grįfico, levantaram uma interessante questćo: o que é mais importante, aceleraēćo geométrica ("Transforms & Lighting"), ou fill rate? A discussćo é longa, e vįrios pontos devem ser analisados. O primeiro ponto é o mais visķvel: é fįcil notar que a imensa maioria dos jogos atualmente sćo feitos para obterem maiores benefķcios de placas que oferecem alta fill rate, jį que o consumidor de jogos nćo dispunha, até agora, de uma soluēćo barata que contivesse T&L via hardware. Da mesma forma, uma grande fill rate pode trazer outros benefķcios como "full scene anti-aliasing", como demonstrado pelo T-Buffer da 3dfx. Mas jį comeēam a aparecer jogos (como o Quake 3: Arena) que podem ser bastante beneficiados pela presenēa de um processador geométrico dedicado. O que nos leva ą segunda questćo... Existem diferentes tipos de jogos. E diferentes tipos de jogos tźm diferentes caracterķsticas. Enquanto um "First Person Shooter" como Quake 2 ou Quake 3 tende a ter uma grande quantidade de polķgonos (cenįrios complexos, vįrios personagens na tela, etc), podendo obter vantagens com o T&L (nćo é o caso do Quake 2, por exemplo, por nćo ter sido desenvolvido com o objetivo de ter alta taxa de polķgonos por motivos citados acima), outros jogos como simuladores de vōo por exemplo vćo ser beneficiados muito mais por uma placa com alta fill rate, devido ą grande quantidade de texturas utilizadas para desenhar as paisagens. O mesmo raciocķnio pode ser aplicado a outros tipos de jogos: simuladores esportivos tendem a ter maior quantidade de polķgonos (portanto, podem ser mais beneficiados pelo T&L), enquanto "adventures" e simuladores de corrida tendem a ter muitas texturas em jogo. Por śltimo devem ser analisadas as maneiras com que as tecnologias estćo aplicadas atualmente. Trabalhando com OpenGL nćo hį problema algum: por ser uma API usada por profissionais, hį muito tempo ela tem suporte a T&L, portanto se sua placa tem T&L os seus jogos OpenGL automaticamente irćo utilizar esses recursos. O resultado pode ser notado em alguns benchmarks do Quake 3 com placas GeForce 256, em que ela se sai bem melhor que placas da geraēćo atual (TNT2, Voodoo 3) - mas nćo "estupidamente" melhor, jį que a GeForce 256 atualmente estį rodando com um "modesto" clock de 120 MHz, e anda tendo alguns problemas de aquecimento... O problema maior nesse sentido é representado pelo Direct3D. A API da Microsoft somente na sua śltima encarnaēćo (7.0, recém lanēada) oferece suporte a T&L via hardware. Por esse motivo, sćo modestos os ganhos de performance em jogos D3D atualmente usando uma placa com T&L (no caso da GeForce, os ganhos podem ser atribuķdos ąs quatro unidades de texturizaēćo, contra duas das placas atuais). Além disso, o modo como T&L estį aplicado dentro do D3D nćo é dos melhores: o jogo tem que ser especificamente escrito para utilizar aceleraēćo de T&L por hardware, ao contrįrio do OpenGL onde isso é transparente para o programador. Isso pode levar desenvolvedores a evitarem o uso dessa tecnologia no Direct3D, jį que sćo poucos os chips que a suportam (atualmente apenas o GeForce 256, alem do anśncio do Savage 2000 da S3). Hį também alguns jogos que usam seu próprio "engine" para T&L (alguns só transformations), como por exemplo o "Unreal Tournament" que ainda irį ser lanēado. Dependendo de como essa implementaēćo for feita, a capacidade de acelerar T&L oferecida pela OpenGL pode ser inutilizada por esses jogos. Deve-se lembrar que o suporte a AGP 4x (ou, no mķnimo, 2x) e memórias locais de alta velocidade sćo essenciais para que uma placa com T&L possa mostrar todo o seu pontencial, jį que o trįfego entre a CPU do sistema e o chip grįfico deve aumentar muito com a presenēa dos dados para os cįlculos geométricos. Um dos problemas das primeiras placas com o GeForce 256 a serem lanēadas é exatamente a velocidade das memórias, que acaba limitando o desempenho do chip. A utilizaēćo de memórias DDR-RAM (Double Data Rate RAM, memórias que utilizam tanto a borda de subida como a de descida do sinal de clock) poderį melhorar esse quadro - com o respectivo aumento de preēos. Essas memórias possibilitarćo que todos os 256 bits que podem ser processados simultaneamente pelo GeForce o sejam no mesmo ciclo de clock, jį que a interface com a memória do chip continua sendo de 128 bits. O que se pode notar é que é preciso ainda esperar um pouco para ver se T&L por hardware vai realmente trazer benefķcios a curto prazo para os jogos. É uma tendźncia para o futuro, com certeza, mas comprar agora pensando no futuro é sempre algo muito perigoso no mundo de hardware 3D, que evolui muito rapidamente.
Benchmarks!
Infelizmente nćo temos aqui equipamentos para fazer testes, mas abaixo estćo alguns links para pįginas onde o desempenho das placas e chips acima podem ser verificados e comparados: Marcelo Vanzin Hard&Cia - 2001 |
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