El proceso de evolución de los adaptadores de video de los 80 a los 2000.
Un componente tan importante e indispensable del sistema como una tarjeta de video ha recorrido un largo camino. A lo largo de las décadas, los aceleradores gráficos se han mejorado y cambiado de acuerdo con tecnologías avanzadas.Adaptadores de video MDA y CGA
Ambos modelos fueron lanzados por IBM en 1981. MDA se centró originalmente en el sector empresarial y se creó para trabajar con texto. Al trabajar con frecuencias verticales y horizontales no estándar, este adaptador proporciona claridad de las imágenes de los personajes. Al mismo tiempo, CGA solo admitía frecuencias estándar y era inferior en calidad al texto que se mostraba en la pantalla. Por cierto, en IBM PC era posible usar ambos adaptadores al mismo tiempo.
Adaptador de video monocromo MDA (Adaptador de pantalla monocromo) se presentó como un estándar para los monitores conectados a él. MDA admite exclusivamente el modo de texto (80 columnas por 25 filas), sin modos gráficos. Se usó un chip Motorola Motorola 6845 como núcleo, la cantidad de memoria de video alcanzó 4 Kb. Los símbolos se representaron usando una matriz de 9x14 píxeles, donde la parte visible del símbolo estaba compuesta como 7x11, y los píxeles restantes formaban un espacio vacío entre filas y columnas. Los símbolos pueden ser invisibles, ordinarios, subrayados, en negrita, invertidos y parpadeantes. Los atributos se pueden combinar. Dependiendo del monitor, el color de los caracteres cambió (blanco, ámbar, esmeralda).La resolución de la pantalla de trabajo fue de 720x350 píxeles (80x25 caracteres). Como el adaptador MDA funcionaba exclusivamente en modo texto y no podía abordar píxeles individuales, simplemente colocaba uno de los 256 caracteres en cada familiaridad.
CGA (Adaptador de gráficos en color): la primera tarjeta de video "en color". A diferencia de MDA, el adaptador de video CGA funcionaba en modo gráfico, admitiendo imágenes en blanco y negro y en color. El chip Motorola MC6845 también se usó como núcleo, pero la cantidad de memoria de video aumentó cuatro veces y alcanzó 16 Kb.En los modos de texto de 40 × 25 caracteres, la resolución efectiva de la pantalla era 320 × 200 píxeles, y en los modos 80 × 25 - 640 × 200 píxeles. Al mismo tiempo, al igual que el primer modelo, CGA no tenía la capacidad de acceder a cada píxel por separado. La profundidad de color máxima del adaptador fue de 4 bits, lo que permitió el uso de una paleta de 16 colores. 256 caracteres diferentes estaban disponibles. Desde la paleta, fue posible elegir un color para cada personaje y para el fondo.Paleta CGA:
Pero en los modos gráficos, era posible acceder a cualquier píxel. Solo se utilizaron cuatro colores a la vez, que fueron determinados por dos paletas:1) púrpura, azul-verde, blanco y color de fondo (negro por defecto);2) rojo, verde, marrón / amarillo y color de fondo (negro por defecto).Por supuesto, en monocromo de 640 × 200 píxeles, solo había dos colores disponibles: blanco y negro.Adaptador de video EGA
El adaptador de video EGA reemplazó a los dos anteriores. Fue lanzado por IBM en 1984 para la PC / AT de IBM. De hecho, este es el primer adaptador de video que pudo reproducir una imagen en color normal. EGA soporta modos de texto y gráficos. En este caso, fue posible usar 16 colores de 64 posibles con una resolución de 640x350 píxeles.La cantidad de memoria de video fue de 64 Kb (pero con el tiempo aumentó a 256 Kb). Para la transferencia de datos, se utilizó el bus ISA. Debido a la capacidad del procesador para llenar segmentos en paralelo, la velocidad de llenado del marco también ha aumentado. Para expandir las funciones gráficas de la BIOS, el adaptador de video estaba equipado con 16 Kb adicionales de ROM.EGA es el primer adaptador de video de IBM para cambiar mediante programación las fuentes en modo de texto. El adaptador admite tres modos de texto. Los dos primeros eran estándar:- con una resolución de 80x25 caracteres y 640x350 píxeles;- Con una resolución de 40x25 caracteres y 320x200 píxeles.Pero la resolución del tercer modo era de 80x43 caracteres y 640x350 píxeles. Para usarlo, fue necesario preestablecer el modo 80 × 25 y cargar la fuente 8 × 8 usando el comando BIOS. La velocidad de cuadros es de 60 Hz, pero se podrían usar 21.8 KHz para 350 líneas y 15.7 KHz para 200 líneas.Adaptador de video MCGA
En 1987, el MCGA (MultiColor Graphics Adapter), un adaptador de gráficos multicolor, se introdujo en los primeros modelos de computadoras de IBM PS / 2. Se integró en la placa base y no se produjo como un dispositivo separado.La cantidad de memoria de video fue de 64 KB, como en EGA. La paleta general se ha expandido: hasta 262,144 tonos debido a la introducción de 64 niveles de brillo para cada color. El número de colores mostrados aumentó a 256.En el modo de 256 colores, la resolución MCGA fue de 320x200 píxeles, con una frecuencia de actualización de 70 Hz. No había planos de bits, cada píxel en la pantalla estaba codificado con un byte correspondiente. El adaptador era compatible con todos los modos CGA, funcionaba en modo monocromo con una resolución de 640x480 píxeles y una frecuencia de actualización de 60 Hz.Durante el auge de MCGA, la mayoría de los juegos solo eran compatibles con el modo CGA de 4 colores. Y con la ayuda de una señal analógica, fue posible ajustar el aumento de los colores mostrados, manteniendo la compatibilidad con los modos antiguos. Por lo tanto, la conexión al monitor se realizó mediante el conector DB-15 de la familia D-Sub.Adaptador de video VGA
En el mismo año, IBM lanzó el revolucionario adaptador VGA (Video Graphics Array). Una característica de VGA era la ubicación de los subsistemas principales en un solo chip, lo que hacía que la tarjeta de video fuera más compacta.La arquitectura VGA consistía en subsistemas:- un controlador de gráficos responsable del intercambio de datos entre el procesador central y la memoria de video;- memoria de video con una capacidad de 256 KB DRAM (64 KB para cada capa de color);- un secuenciador que convierte los datos de la memoria de video en un flujo de bits transmitido al controlador de atributos;- un controlador de atributos que convierte la entrada en valores de color;- un sincronizador que controla los parámetros de tiempo del adaptador de video y cambia las capas de color;- un controlador CRT que genera señales de sincronización para la pantalla.Se mostraban más colores y se requerían nuevos modos gráficos. VGA tenía modos estándar:- con una resolución de 640x480 píxeles (con 2 y 16 colores);- con una resolución de 640x350 píxeles (con 16 colores y monocromo);- con una resolución de 640 × 200 píxeles (con 2 y 16 colores);- con una resolución de 320x200 píxeles (con 4, 16 y 256 colores).Los programadores trabajaron para aumentar la resolución de VGA, como resultado, aparecieron los llamados "modos X" no estándar con 256 colores con una resolución de 320 × 200, 320 × 240 y 360 × 480. Los modos no estándar utilizaron la organización plana de la memoria de video (formación de color de 2 bits desde cada plano). Dicha organización de la memoria de video ayudó a usar toda la memoria de video de la tarjeta para formar una imagen de 256 colores. Esto permitió el uso de resoluciones más altas.VGA admite varios tipos de fuentes y modos. La fuente estándar tiene una resolución de 8x16 píxeles. Para trabajar con texto, se usaron varias combinaciones de varios modos y tipos de fuentes.Adaptador de video IBM 8514 / A
Después de la VGA en 1987, se lanzó el adaptador de video "profesional" IBM 8514 / A, que se lanzó con 512 KB (versión baja) y 1 MB (versión alta) de memoria de video. No se combinó con ninguno de los adaptadores anteriores.Con 1 MB de memoria de video IBM 8514 / A, se crearon 256 imágenes en color con una resolución máxima de 1024 × 768 píxeles. En el caso de 512 KB de memoria de video, la resolución tampoco proporcionó más de 16 colores. Las versiones también admitían una resolución más baja de 640 × 480 píxeles con 256 colores y gráficos acelerados por hardware.El adaptador de video usó la interfaz de software estandarizada "Adaptador de interfaz" o AI.Una de las características notables del 8514 / A fue la compatibilidad con el dibujo acelerado por hardware, con el cual el adaptador de video aceleró la creación de líneas y rectángulos, formas de relleno y tecnología BitBLT compatible.El adaptador de video IBM 8514 / A tenía bastantes clones. La mayoría de ellos tenía soporte de interfaz ISA. Las copias más populares fueron los adaptadores ATI: Mach 8 y Mach 32.Adaptador de video XGA
En 1990, IBM anunció el lanzamiento del adaptador de pantalla XGA (eXtended Graphics Array) de 32 bits.XGA utilizó un tipo de memoria de video VRAM de 512 KB. Admitía una resolución de 640x480 píxeles con color de 16 bits, así como una imagen de 256 colores con una resolución de 1024x768 píxeles.En 1992, la compañía presentó una versión actualizada del adaptador de video - XGA-2. El segundo modelo no era muy diferente del primero. La cantidad de memoria de video aumentó en 1 MB, se utilizó una versión acelerada de VRAM. El adaptador de video también admite 1360x1024-16 colores. El estándar XGA-2 no utilizaba el escaneo entrelazado en modos de alta resolución.Adaptador de video SVGA
En 1989, Super VGA (Super Video Graphics Array) presentó una generación de adaptadores de video que son compatibles con VGA, pero capaces de funcionar en una resolución más alta y con más colores. SVGA admite resoluciones de 800 × 600 y el número de colores a 16 millones. Dado que no había especificaciones claras para los dispositivos, como tal, el estándar SVGA no existía. Por lo tanto, casi todos los adaptadores de video SVGA siguieron la interfaz de un solo programa de VESA (Video Electronic Standards Association). El estándar VESA preveía el uso de todos los permisos. Los más comunes fueron los modos de video: 800 × 600, 1024 × 768, 1280 × 1024, 1600 × 1200.Un rasgo característico de la SVGA fue el acelerador incorporado.Adaptador de video S3 ViRGE
El S3 Virtual Reality Graphics Engine (ViRGE) es uno de los pioneros en el mercado de aceleradores 2D / 3D. Fue lanzado en 1995 con el objetivo principal: acelerar los gráficos tridimensionales en tiempo real.S3 ViRGE tenía un acelerador 2D / 3D integrado de 64 bits con salida de TV y un conjunto estándar de filtros. Es decir, una pantalla de televisión podría usarse como monitor. La capacidad de memoria alcanzó los 4 MB, había un convertidor digital a analógico incorporado a 170 MHz. La frecuencia de la GPU fue de 66 MHz. La interfaz utilizada fue PCI. Se proporcionó soporte para Direct3D, BRender, RenderWare, OpenGL y la API nativa de S3D.A pesar de su propósito, S3 ViRGE funcionó mejor en modo 2D (por ejemplo, con el procesamiento de la GUI de Windows). Al procesar imágenes tridimensionales, el rendimiento disminuyó significativamente.Adaptador de video ATI Rage II
Desde 1996, ATI Technologies ha lanzado la serie ATI Rage de chipsets gráficos con aceleración de gráficos y video 2D, 3D. La más famosa fue la tarjeta gráfica ATI Rage II. El procesador gráfico se basó en un núcleo rediseñado Mach64 GUI, complementado con soporte 3D y una función de aceleración de video MPEG-2. La cantidad de memoria de video fue de 2 MB, 4 MB u 8 MB. La frecuencia de memoria del tipo SGRAM alcanzó los 83 MHz, y el núcleo de gráficos funcionó a una frecuencia de 60 MHz.El chip también tenía controladores para Microsoft Direct3D y Reality Lab, QuickDraw 3D Rave, Criterion RenderWare y Argonaut BRender. Rage II se usó en algunas computadoras Macintosh y en el prototipo iMac G3 (Rage II +).La gama de tarjetas de video Rage II fue presentada por los modelos IIC, II + y II + DVD, que diferían en la frecuencia del procesador y el tamaño de la memoria. En Rage II + DVD, las frecuencias de núcleo y memoria eran de 60 MHz, había una SGRAM de hasta 83 MHz y el ancho de banda de la memoria alcanzaba los 480 Mb / s.Adaptador de video RIVA 128
RIVA 128 (acelerador de animación y video interactivo en tiempo real) fue lanzado en 1997 por Nvidia. Fue la primera GPU de la compañía en ganar fama. Esta tarjeta de video combina las funciones de un acelerador 2D y uno 3D.El RIVA 128 ha sido diseñado con compatibilidad con Direct3D 5 y la API OpenGL. En el chip de este procesador gráfico, fabricado con tecnología de proceso de 350 nanómetros, se alojaban 3.5 millones de transistores. La frecuencia de funcionamiento central alcanzó los 100 MHz. La tarjeta de video usó 4 MB de memoria SGRAM. El bus de memoria tenía 128 bits de ancho con un ancho de banda de 1.6 GB / s. RIVA 128 trabajó a través de la interfaz PCI, así como a través del puerto AGP 1x.Adaptadores de video vudú
3Dfx lanzó una generación completa de adaptadores de video. El primer desarrollo del equipo joven fue Voodoo Graphics, lanzado en 1996. Se utilizó un conjunto de hardware en juegos en máquinas recreativas. El primer juego de este tipo fue ICE Home Run Derby. Posteriormente, la compañía posicionó su producto como tecnología de gráficos tridimensionales de alto rendimiento y alta calidad para juegos de computadora.El procesador gráfico y la memoria Voodoo Graphics trabajaron a una frecuencia de 50 MHz, DirectX 3, PCI. La cantidad de memoria tipo EDO fue de 4 MB. La interfaz de memoria era de 64 bits. La placa solo aceleró gráficos tridimensionales, por lo que requirió una tarjeta de video 2D para el software bidimensional convencional. Estaba conectado por un cable adaptador VGA a la entrada del controlador de video Voodoo. Y en el segundo conector (salida), se conectó un monitor.
En 1997, se lanzó un nuevo desarrollo: Voodoo Rush, que representa una combinación del conjunto de chips Voodoo Graphics y el conjunto de chips de gráficos bidimensionales. La mayoría de las tarjetas usaban el componente bidimensional Alliance Semiconductor AT25 / AT3D. Pero en ciertas muestras, se instalaron chips 2D Macronix. Voodoo Rush tenía las mismas características que su predecesor, pero en la práctica era significativamente inferior en rendimiento. La razón fue el uso del chipset bidimensional Voodoo Rush y CRTC de la misma memoria, lo que redujo el rendimiento. Además, Voodoo Rush no fue llevado directamente al bus PCI.
En 1998, la compañía lanzó el chipset Voodoo2 con arquitectura Voodoo Graphics, complementado por un segundo procesador de texturas. Esta adición nos permitió dibujar dos texturas en una sola pasada, lo que, por supuesto, aumentó enormemente el rendimiento de la tarjeta de video. El chip solo funcionaba con una imagen tridimensional. Su frecuencia era de 90-100 MHz, y se utilizó EDO DRAM con una capacidad de 8 MB y 12 MB como memoria. La resolución de imagen alcanzó 1024x768 píxeles con 12 MB de memoria y 800x600 en el caso de 8 MB de memoria con un modo de color de 16 bits. Innovadora fue la tecnología SLI (Scan-Line Interleave), que permitió que dos placas Voodoo2 funcionaran simultáneamente. Estas placas se conectaron con un cable especial y cada una procesó la mitad de las líneas en la pantalla.
En 1999, la compañía lanzó la tercera generación de tarjetas de video, Voodoo3, que combina aceleradores 2D y 3D en una placa. Las frecuencias de núcleo y memoria fueron de 143 MHz, el volumen alcanzó 16 MB en chips de tipo SGRAM. La tarjeta de video admite color de 16 bits. La resolución máxima en 3D fue de 1600x1200 píxeles. La interfaz utilizada fue un puerto PCI o AGP 2x.Adaptador de video Matrox G200
En 1998, Matrox presentó su acelerador 3D, el G200. La arquitectura de la tarjeta de video contenía muchas tecnologías interesantes. Como SRA (Symmetric Rendering Architecture), que proporciona lectura y escritura de datos gráficos en la memoria del sistema. Tales manipulaciones aumentaron la velocidad de la tarjeta de video. G200 admite la tecnología VCQ (calidad de color vibrante), que utiliza color de 32 bits para renderizar independientemente de la profundidad de color de la imagen final. Es decir, todas las operaciones se llevaron a cabo en modo de 32 bits y luego, si fuera necesario (si la imagen era de 16 bits), la paleta se comprimió. Por lo tanto, era posible lograr la mejor calidad de imagen en ese momento.G200 soportó el tipo de memoria SGRAM con una capacidad de 8 MB o 16 MB, así como SDRAM y RAMDAC incorporado. Para acelerar la transferencia de texturas desde la RAM, se utilizó DIME (Direct Memory Execute).El chip G200 tenía un núcleo de 128 bits. Para aumentar la productividad en el modo bidimensional, se utilizó la arquitectura del bus de memoria DualBus. Ella usó dos autobuses de 64 bits y un par de tuberías de comando. Se admitieron resoluciones muy altas, en 3D: hasta 1280x1024 píxeles y profundidad de color de 32 bits.Adaptador de video Intel i740
En 1998, Intel presentó su adaptador de gráficos Intel i740. Este modelo fue diseñado principalmente para sistemas basados en procesadores Pentium II.El adaptador se creó con tecnología de 350 nanómetros, las frecuencias de memoria de núcleo y video fueron de 66 MHz y el ancho del bus de memoria fue de 64 bits. La cantidad de memoria como SDRAM o SGRAM alcanzó 16 MB. La interfaz utilizada fue un bus AGP o PCI. La tarjeta de video soportaba texturas bilineales y trilineales. La resolución máxima era 1280 × 1024 píxeles en color de 16 bits y 1600 × 1200 en 8 bits.Adaptadores de video RIVA TNT y TNT2
RIVA TNT (acelerador de video y animación interactivo en tiempo real TwiN Texel, con nombre en código NV4) es la GPU NVIDIA lanzada en 1998. El nuevo chip contenía 7 millones de transistores, y su frecuencia era de 90 MHz. Como chips de memoria, se utilizaron módulos SDRAM de 16 MB, se utilizó un bus de memoria de 128 bits. La profundidad de color de la tarjeta de video alcanzó 32 bits con una resolución de textura de 1024x1024 píxeles.El adaptador de video RIVA TNT era compatible con la tecnología Twin-Texel (la capacidad del chip de trabajar con dos texels al mismo tiempo) con la cual era posible superponer dos texturas por píxel por ciclo en modo multitextura. Esto aumentó enormemente la velocidad de llenado.
En 1999, la compañía lanzó la tarjeta gráfica TNT2 (con nombre en código NV5). El modelo correspondía en gran medida a su predecesor, pero al mismo tiempo incluía soporte para AGP 4X, 32MB VRAM. El proceso técnico también ha disminuido de 0,35 micras a 0,25 micras, lo que permitió aumentar la frecuencia del procesador a 150 MHz. La unidad de renderizado se finalizó y la frecuencia RAMDAC se elevó a 300 MHz. Esto aseguró el funcionamiento de la tarjeta de video en resoluciones ultra altas. Se agregó una función de color de 32 bits en 3D, soporte para texturas mayores a 2048 × 2048 píxeles y soporte para la interfaz AGP 4x. En total, se introdujeron cuatro modificaciones TNT2 en el mercado.Adaptador de video ATI Rage 128
En 1999, se lanzó la tarjeta gráfica Rage 128, fabricada utilizando la tecnología de proceso de 350 nanómetros. Las frecuencias de núcleo y memoria fueron 103 MHz, RAMDAC - 250 MHz. La cantidad de memoria alcanzó los 32 MB, se utilizó un bus de 128 bits. La tarjeta de video admite el modo de color de 32 bits.La tarjeta de video admite filtrado trilineal de un solo paso y DVD-video acelerado por hardware. Además, Rage 128 trabajó con Twin Cache Architecture, combinando píxeles y cachés de textura para aumentar el ancho de banda. El chip también tenía una representación superescalar (SSR - Super Scalar Rendering), que procesaba dos píxeles simultáneamente en dos canales.Adaptador de video S3 Savage
La compañía S3 Graphics ingresó al mercado de aceleradores 3D productivos, que anunció en 1998 el lanzamiento de la tarjeta de video Savage 3D. Entre las características de este adaptador de video, se destacaron el filtrado trilineal de un solo paso, el soporte para el algoritmo de compresión de textura S3TC, el estándar de video MPEG-2 y la presencia de una salida de TV. Savage 3D admite la interfaz AGP 2x. La cantidad de memoria de video fue de 8 MB, se utilizó un bus de 64 bits. El núcleo funcionaba a una frecuencia de 125 MHz. En el modo 2D, se logró una resolución de 1600x1200 píxeles con una frecuencia de actualización de pantalla de 85 Hz.
En 1999, se lanzó el acelerador 3D Savage4, fabricado utilizando la tecnología de proceso de 250 nanómetros. La frecuencia de funcionamiento permaneció 125 MHz. La cantidad de memoria ha aumentado a 32 MB. El bus de memoria permaneció sin cambios (64 bits).Savage4 presenta soporte para multitextura de un solo paso y la interfaz AGP 4x. La tarjeta de video también admitía el filtrado trilineal de un solo paso. Gracias a la buena calidad de esta tecnología de filtrado y compresión de texturas S3TC, Savage4 produjo una imagen de alta calidad. La tarjeta de video tenía un decodificador de DVD.Adaptador de video GeForce 256
Todo en el mismo 1999, NVIDIA lanzó el adaptador GeForce 256 (nombre en clave NV10), que pudo adelantarse al resto debido a su excelente funcionalidad. Era un acelerador 3D muy poderoso, uno de los primeros en reemplazar el coprocesador geométrico incorporado. Tenía cuatro canales de renderizado con una frecuencia operativa de 120 MHz y 32 MB de SDRAM. La frecuencia central en modo 3D alcanzó 120 MHz. El ancho del bus de memoria de video era de 128 bits y la frecuencia era de 166 MHz. Resolución admitida hasta 2048x1536 75 Hz.La GeForce 256 incluyó: un procesador de conversión de coordenadas geométricas integrado y configuración de iluminación (T&L), texturas cúbicas con mapas de entorno, texturas proyectivas y compresión de texturas. Source: https://habr.com/ru/post/es389739/
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