🌱 👨🏿‍🤝‍👨🏽 🏙️ Le processus d'évolution des adaptateurs vidéo des années 80 aux années 2000 🛴 😷 🔲

Un composant aussi important et indispensable du système qu'une carte vidéo a parcouru un long chemin. Au fil des décennies, les accélérateurs graphiques ont été améliorés et modifiés conformément aux technologies avancées.

Adaptateurs vidéo MDA et CGA

Les deux modèles ont été commercialisés par IBM en 1981. À l'origine, MDA était axé sur le secteur des entreprises et a été créé pour fonctionner avec du texte. Fonctionnant avec des fréquences verticales et horizontales non standard, cet adaptateur offre une clarté des images des personnages. Dans le même temps, CGA ne supportait que les fréquences standard et était de qualité inférieure au texte affiché à l'écran. Soit dit en passant, dans IBM PC, il était possible d'utiliser les deux adaptateurs en même temps.

L'adaptateur vidéo monochrome MDA (Monochrome Display Adapter) a été présenté comme une norme pour les moniteurs qui y sont connectés. MDA supportait exclusivement le mode texte (80 colonnes par 25 lignes), sans modes graphiques. Une puce Motorola Motorola 6845 a été utilisée comme noyau, la quantité de mémoire vidéo a atteint 4 Ko. Les symboles étaient représentés à l'aide d'une matrice de 9 x 14 pixels, où la partie visible du symbole était composée de 7 x 11, et les pixels restants formaient un espace vide entre les lignes et les colonnes. Les symboles peuvent être invisibles, ordinaires, soulignés, en gras, inversés et clignotants. Les attributs peuvent être combinés. Selon le moniteur, la couleur des caractères a changé (blanc, ambre, émeraude).

La résolution d'écran de travail était de 720x350 pixels (80x25 caractères). Étant donné que l'adaptateur MDA fonctionnait exclusivement en mode texte et ne pouvait pas adresser des pixels individuels, il a simplement placé l'un des 256 caractères dans chaque familiarité.

CGA (Color Graphics Adapter) - la première carte vidéo "couleur". Contrairement à MDA, l'adaptateur vidéo CGA fonctionnait en mode graphique, prenant en charge les images en noir et blanc et en couleur. La puce Motorola MC6845 a également été utilisée comme noyau, mais la quantité de mémoire vidéo a été multipliée par quatre et a atteint 16 Ko.

Dans les modes texte de 40 × 25 caractères, la résolution d'écran effective était de 320 × 200 pixels et dans les modes 80 × 25 - 640 × 200 pixels. En même temps, comme le premier modèle, CGA n'avait pas la possibilité d'accéder à chaque pixel séparément. La profondeur de couleur maximale de l'adaptateur était de 4 bits, ce qui a permis l'utilisation d'une palette de 16 couleurs. 256 personnages différents étaient disponibles. Dans la palette, il était possible de choisir une couleur pour chaque caractère et pour l'arrière-plan.

Palette CGA:

Mais en modes graphiques, il était possible d'accéder à n'importe quel pixel. Seules quatre couleurs ont été utilisées à la fois, qui ont été déterminées par deux palettes:
1) pourpre, bleu-vert, blanc et couleur de fond (noir par défaut);
2) rouge, vert, marron / jaune et couleur de fond (noir par défaut).

Bien sûr, en monochrome 640 × 200 pixels, seules deux couleurs étaient disponibles - le blanc et le noir.

Adaptateur vidéo EGA

L'adaptateur vidéo EGA a remplacé les deux précédents. Il a été publié par IBM en 1984 pour IBM PC / AT. En fait, il s'agit du premier adaptateur vidéo capable de reproduire une image couleur normale. EGA a pris en charge les modes texte et graphique. Dans ce cas, il a été possible d'utiliser 16 couleurs sur 64 possibles avec une résolution de 640x350 pixels.

La quantité de mémoire vidéo était de 64 Ko (mais avec le temps, elle est passée à 256 Ko). Pour le transfert de données, le bus ISA a été utilisé. En raison de la capacité du processeur à remplir des segments en parallèle, la vitesse de remplissage du cadre a également augmenté. Pour étendre les fonctions graphiques du BIOS, l'adaptateur vidéo était équipé de 16 Ko supplémentaires de ROM.

EGA est le premier adaptateur vidéo IBM à modifier par programme les polices en mode texte. L'adaptateur prend en charge trois modes de texte. Les deux premiers étaient standard:
- avec une résolution de 80x25 caractères et 640x350 pixels;
- avec une résolution de 40x25 caractères et 320x200 pixels.

Mais la résolution du troisième mode était de 80x43 caractères et 640x350 pixels. Pour l'utiliser, il était nécessaire de prédéfinir le mode 80 × 25 et de charger la police 8 × 8 à l'aide de la commande BIOS. La fréquence d'images est de 60 Hz, mais 21,8 KHz pour 350 lignes et 15,7 KHz pour 200 lignes peuvent être utilisés.

Adaptateur vidéo MCGA

En 1987, le MCGA (MultiColor Graphics Adapter), un adaptateur graphique multicolore, a été introduit dans les premiers modèles d'ordinateurs IBM PS / 2. Il a été intégré à la carte mère et n'a pas été produit comme un appareil séparé.

La quantité de mémoire vidéo était de 64 Ko, comme dans EGA. La palette générale s'est élargie - jusqu'à 262 144 teintes grâce à l'introduction de 64 niveaux de luminosité pour chaque couleur. Le nombre de couleurs affichées est passé à 256.

En mode 256 couleurs, la résolution MCGA était de 320x200 pixels, avec un taux de rafraîchissement de 70 Hz. Il n'y avait pas de plans de bits, chaque pixel de l'écran était codé avec un octet correspondant. L'adaptateur prend en charge tous les modes CGA, fonctionne en mode monochrome avec une résolution de 640x480 pixels et un taux de rafraîchissement de 60 Hz.

Pendant l'essor de MCGA, la plupart des jeux n'étaient pris en charge qu'en mode CGA 4 couleurs. Et à l'aide d'un signal analogique, il a été possible de s'adapter à l'augmentation des couleurs affichées, tout en conservant la compatibilité avec les anciens modes. Par conséquent, la connexion au moniteur a été effectuée par le connecteur DB-15 de la famille D-Sub.

Adaptateur vidéo VGA

La même année, IBM a sorti l'adaptateur révolutionnaire VGA (Video Graphics Array). Une caractéristique de VGA était l'emplacement des principaux sous-systèmes sur une seule puce, ce qui a rendu la carte vidéo plus compacte.

L'architecture VGA est constituée de sous-systèmes:
- un contrôleur graphique chargé de l'échange de données entre le processeur central et la mémoire vidéo;
- mémoire vidéo d'une capacité de 256 Ko DRAM (64 Ko pour chaque couche de couleur);
- un séquenceur qui convertit les données de la mémoire vidéo en un flux binaire transmis au contrôleur d'attributs;
- un contrôleur d'attributs qui convertit l'entrée en valeurs de couleur;
- un synchroniseur qui contrôle les paramètres de temps de l'adaptateur vidéo et commute les couches de couleur;
- un contrôleur CRT qui génère des signaux de synchronisation pour l'affichage.

Il y avait plus de couleurs affichées et de nouveaux modes graphiques étaient nécessaires. VGA avait des modes standard:
- avec une résolution de 640x480 pixels (avec 2 et 16 couleurs);
- avec une résolution de 640x350 pixels (avec 16 couleurs et monochrome);
- avec une résolution de 640 × 200 pixels (avec 2 et 16 couleurs);
- avec une résolution de 320x200 pixels (avec 4, 16 et 256 couleurs).

Les programmeurs ont travaillé sur l'augmentation de la résolution de VGA, à la suite de quoi il y avait non standard, les soi-disant «modes X» de 256 couleurs avec une résolution de 320 × 200, 320 × 240 et 360 × 480. Les modes non standard utilisaient l'organisation planaire de la mémoire vidéo (formation des couleurs de 2 bits de chaque plan). Une telle organisation de la mémoire vidéo a permis d'utiliser toute la mémoire vidéo de la carte pour former une image 256 couleurs. Cela a permis l'utilisation de résolutions plus élevées.

VGA prend en charge plusieurs types de polices et de modes. La police standard a une résolution de 8x16 pixels. Pour travailler avec du texte, différentes combinaisons de plusieurs modes et types de polices ont été utilisées.

Adaptateur vidéo IBM 8514 / A

Après le VGA en 1987, l'adaptateur vidéo "professionnel" IBM 8514 / A a été publié, qui a été publié avec 512 Ko (la version la plus récente) et 1 Mo (l'ancienne version) de mémoire vidéo. Il ne se combinait avec aucun des adaptateurs précédents.

Avec 1 Mo de mémoire vidéo IBM 8514 / A, 256 images couleur ont été créées avec une résolution maximale de 1024 × 768 pixels. Dans le cas de 512 Ko de mémoire vidéo, la résolution ne donnait pas plus de 16 couleurs. Les versions ont également pris en charge une résolution inférieure de 640 × 480 pixels avec 256 couleurs et des graphiques accélérés par le matériel.

L'adaptateur vidéo a utilisé l'interface logicielle normalisée «Adapter Interface» ou AI.

L'une des caractéristiques remarquables du 8514 / A était la prise en charge du dessin accéléré par le matériel, avec lequel l'adaptateur vidéo accélérait la création de lignes et de rectangles, de formes de remplissage et de la technologie BitBLT prise en charge.

L'adaptateur vidéo IBM 8514 / A comportait plusieurs clones. La plupart d'entre eux avaient un support d'interface ISA. Les copies les plus populaires étaient les adaptateurs ATI - Mach 8 et Mach 32.

Adaptateur vidéo XGA

En 1990, IBM a annoncé la sortie de la carte graphique XGA (eXtended Graphics Array) 32 bits.

XGA a utilisé une mémoire vidéo de type VRAM de 512 Ko. Il a pris en charge une résolution de 640x480 pixels avec des couleurs 16 bits, ainsi qu'une image de 256 couleurs avec une résolution de 1024x768 pixels.

En 1992, la société a présenté une version mise à jour de l'adaptateur vidéo - XGA-2. Le deuxième modèle n'était pas très différent du premier. La quantité de mémoire vidéo a augmenté de 1 Mo, une version accélérée de VRAM a été utilisée. L'adaptateur vidéo prend également en charge 1360x1024 -16 couleurs. La norme XGA-2 n'utilisait pas la numérisation entrelacée en modes haute résolution.

Adaptateur vidéo SVGA

En 1989, Super VGA (Super Video Graphics Array) a présenté une génération d'adaptateurs vidéo compatibles avec VGA, mais capables de fonctionner en plus haute résolution et avec plus de couleurs. SVGA a pris en charge des résolutions de 800 × 600 et le nombre de couleurs à 16 millions. Comme il n'y avait pas de spécifications claires pour les appareils en tant que tels, la norme SVGA n'existait pas. Par conséquent, presque tous les adaptateurs vidéo SVGA ont suivi l'interface de programme unique de la VESA (Video Electronic Standards Association). La norme VESA prévoyait l'utilisation de toutes les autorisations. Les plus courants étaient les modes vidéo: 800 × 600, 1024 × 768, 1280 × 1024, 1600 × 1200.

L'accélérateur intégré était une caractéristique du SVGA.

Adaptateur vidéo S3 ViRGE

Le moteur graphique de réalité virtuelle S3 (ViRGE) est l'un des pionniers du marché des accélérateurs 2D / 3D. Il a été publié en 1995 avec l'objectif principal - d'accélérer les graphiques en trois dimensions en temps réel.

S3 ViRGE avait un accélérateur 2D / 3D intégré 64 bits avec une sortie TV et un ensemble standard de filtres. C'est-à-dire qu'un écran de télévision pourrait être utilisé comme moniteur. La capacité de mémoire a atteint 4 Mo, il y avait un convertisseur numérique-analogique intégré à 170 MHz. La fréquence du GPU était de 66 MHz. L'interface utilisée était PCI. Le support a été fourni pour Direct3D, BRender, RenderWare, OpenGL et l'API S3D native.

Malgré sa destination, S3 ViRGE fonctionnait mieux en mode 2D (par exemple, avec le traitement de l'interface graphique Windows). Lors du traitement d'images tridimensionnelles, les performances ont considérablement diminué.

Adaptateur vidéo ATI Rage II

Depuis 1996, ATI Technologies a lancé la série de chipsets graphiques ATI Rage avec accélération de graphiques et de vidéos 2D, 3D. La plus connue est la carte graphique ATI Rage II. Le processeur graphique était basé sur un cœur GUI Mach64 redessiné, complété par un support 3D et une fonction d'accélération vidéo MPEG-2. La quantité de mémoire vidéo était de 2 Mo, 4 Mo ou 8 Mo. La fréquence mémoire du type SGRAM atteignait 83 MHz et le cœur graphique fonctionnait à une fréquence de 60 MHz.

La puce avait également des pilotes pour Microsoft Direct3D et Reality Lab, QuickDraw 3D Rave, Criterion RenderWare et Argonaut BRender. Rage II a été utilisé sur certains ordinateurs Macintosh et sur le prototype iMac G3 (Rage II +).

La gamme de cartes vidéo Rage II a été présentée par les modèles de DVD IIC, II + et II +, qui différaient par la fréquence du processeur et la taille de la mémoire. Dans Rage II + DVD, les fréquences du cœur et de la mémoire étaient de 60 MHz, il y avait jusqu'à 83 MHz SGRAM et la bande passante mémoire atteignait 480 Mb / s.

Adaptateur vidéo RIVA 128

RIVA 128 (accélérateur interactif de vidéo et d'animation en temps réel) a été lancé en 1997 par Nvidia. Ce fut le premier GPU de l'entreprise à devenir célèbre. Cette carte vidéo combine les fonctions d'un accélérateur 2D et 3D.

Le RIVA 128 a été conçu avec une compatibilité avec Direct3D 5 et l'API OpenGL. Sur la puce de ce processeur graphique, fabriqué par une technologie de processus de 350 nanomètres, abritait 3,5 millions de transistors. La fréquence de fonctionnement de base a atteint 100 MHz. La carte vidéo utilise 4 Mo de mémoire SGRAM. Le bus mémoire avait une largeur de 128 bits avec une bande passante de 1,6 Go / s. RIVA 128 a fonctionné via l'interface PCI, ainsi que via le port AGP 1x.

Adaptateurs vidéo Voodoo

Une génération entière d'adaptateurs vidéo a été publiée par 3Dfx. Le premier développement de la jeune équipe a été Voodoo Graphics, sorti en 1996. Un ensemble de matériel a été utilisé dans les jeux sur les machines d'arcade. Le premier de ces jeux a été le ICE Home Run Derby. Par la suite, la société a positionné son produit comme une technologie graphique tridimensionnelle hautes performances et de haute qualité pour les jeux informatiques.

Le processeur graphique et la mémoire Voodoo Graphics fonctionnaient à une fréquence de 50 MHz, DirectX 3, PCI. La quantité de type de mémoire EDO était de 4 Mo. L'interface mémoire était de 64 bits. La carte n'accélérait que les graphiques tridimensionnels, elle nécessitait donc une carte vidéo 2D pour les logiciels bidimensionnels conventionnels. Il était connecté par un câble adaptateur VGA à l'entrée du contrôleur vidéo Voodoo. Et dans le deuxième connecteur (sortie), un moniteur était connecté.

En 1997, un nouveau développement a été lancé - Voodoo Rush, qui représente une combinaison du chipset graphique Voodoo et du chipset graphique bidimensionnel. La plupart des cartes utilisaient le composant bidimensionnel Alliance Semiconductor AT25 / AT3D. Mais dans certains échantillons, des puces Macronix 2D ont été installées. Voodoo Rush avait les mêmes caractéristiques que son prédécesseur, mais en pratique, il était nettement inférieur en termes de performances. La raison en était l'utilisation de Voodoo Rush et du chipset bidimensionnel CRTC de la même mémoire, ce qui a réduit les performances. De plus, Voodoo Rush n'a pas été amené directement sur le bus PCI.

En 1998, la société a lancé le chipset Voodoo2 avec l'architecture Voodoo Graphics, complété par un second processeur de texture. Cet ajout nous a permis de dessiner deux textures en une seule passe, ce qui a bien sûr considérablement augmenté les performances de la carte vidéo. La puce ne fonctionnait qu'avec une image en trois dimensions. Sa fréquence était de 90-100 MHz, et EDO DRAM avec une capacité de 8 Mo et 12 Mo a été utilisé comme mémoire. La résolution d'image atteint 1024x768 pixels avec 12 Mo de mémoire et 800x600 dans le cas de 8 Mo de mémoire avec un mode couleur de 16 bits. La technologie SLI (Scan-Line Interleave), qui a permis à deux cartes Voodoo2 de fonctionner simultanément, était innovante. Ces cartes étaient connectées à l'aide d'un câble spécial et chacune traitait la moitié des lignes à l'écran.

En 1999, la société a lancé la troisième génération de cartes vidéo - Voodoo3, combinant des accélérateurs 2D et 3D sur une seule carte. Les fréquences cœur et mémoire étaient de 143 MHz, le volume atteignait 16 Mo sur des puces de type SGRAM. La carte vidéo prend en charge les couleurs 16 bits. La résolution maximale en 3D était de 1600x1200 pixels. L'interface utilisée était un port PCI ou AGP 2x.

Adaptateur vidéo Matrox G200

En 1998, Matrox a présenté son accélérateur 3D, le G200. L'architecture de la carte vidéo contient de nombreuses technologies intéressantes. Comme SRA (Symmetric Rendering Architecture), qui permet la lecture et l'écriture de données graphiques dans la mémoire du système. Ces manipulations ont augmenté la vitesse de la carte vidéo. Le G200 prend en charge la technologie VCQ (Vibrant Color Quality), qui utilise des couleurs 32 bits pour le rendu, quelle que soit la profondeur de couleur de l'image finale. Autrement dit, toutes les opérations ont eu lieu en mode 32 bits, puis, si nécessaire (si l'image était en 16 bits), la palette a été compressée. Ainsi, il était possible d'obtenir la meilleure qualité d'image à ce moment-là.

G200 prend en charge le type de mémoire SGRAM d'une capacité de 8 Mo ou 16 Mo, ainsi que la SDRAM et la RAMDAC intégrée. Pour accélérer le transfert des textures de la RAM, DIME (Direct Memory Execute) a été utilisé.

La puce G200 avait un cœur de 128 bits. Afin d'augmenter la productivité en mode bidimensionnel, l'architecture du bus mémoire DualBus a été utilisée. Elle a utilisé deux bus 64 bits et une paire de pipelines de commande. Des résolutions très élevées ont été prises en charge, en 3D - jusqu'à 1280x1024 pixels et une profondeur de couleur de 32 bits.

Carte vidéo Intel i740

En 1998, Intel a présenté sa carte graphique Intel i740. Ce modèle était principalement destiné aux systèmes basés sur des processeurs Pentium II.

L'adaptateur a été créé à l'aide de la technologie de 350 nanomètres, les fréquences de mémoire centrale et vidéo étaient de 66 MHz et la largeur du bus mémoire était de 64 bits. La quantité de mémoire telle que SDRAM ou SGRAM a atteint 16 Mo. L'interface utilisée était un bus AGP ou PCI. La carte vidéo prend en charge la texturation bilinéaire et trilinéaire. La résolution maximale était de 1280 × 1024 pixels en couleur 16 bits et de 1600 × 1200 en 8 bits.

Adaptateurs vidéo RIVA TNT et TNT2

RIVA TNT (accélérateur interactif de vidéo et d'animation en temps réel TwiN Texel, nommé NV4) est le GPU NVIDIA sorti en 1998. La nouvelle puce contenait 7 millions de transistors et sa fréquence était de 90 MHz. En tant que puces de mémoire, des modules SDRAM de 16 Mo ont été utilisés, un bus mémoire de 128 bits a été utilisé. La profondeur de couleur de la carte vidéo a atteint 32 bits avec une résolution de texture de 1024x1024 pixels.

L'adaptateur vidéo RIVA TNT prend en charge la technologie Twin-Texel (la capacité de la puce à fonctionner avec deux texels simultanément) avec laquelle il est possible de superposer deux textures par pixel par cycle en mode multitexturing. Cela a considérablement augmenté la vitesse de remplissage.

En 1999, la société a lancé la carte graphique TNT2 (nom de code NV5). Le modèle correspondait en grande partie à son prédécesseur, mais incluait en même temps la prise en charge d'AGP 4X, 32 Mo de VRAM. Le processus technique est également passé de 0,35 microns à 0,25 microns, ce qui a permis d'augmenter la fréquence du processeur à 150 MHz. L'unité de rendu a été finalisée et la fréquence RAMDAC a été portée à 300 MHz. Cela a assuré le fonctionnement de la carte vidéo dans des résolutions ultra-élevées. Une fonction de couleur 32 bits en 3D a été ajoutée, la prise en charge des textures supérieures à 2048 × 2048 pixels et la prise en charge de l'interface AGP 4x sont apparues. Au total, quatre modifications TNT2 ont été introduites sur le marché.

Adaptateur vidéo ATI Rage 128

En 1999, la carte graphique Rage 128 a été lancée, fabriquée à l'aide de la technologie de traitement à 350 nanomètres. Les fréquences de base et de mémoire étaient de 103 MHz, RAMDAC - 250 MHz. La quantité de mémoire a atteint 32 Mo, un bus de 128 bits a été utilisé. La carte vidéo prend en charge le mode couleur 32 bits.

La carte vidéo prend en charge le filtrage trilinéaire en un seul passage et le DVD vidéo accéléré par matériel. De plus, Rage 128 a travaillé avec Twin Cache Architecture, combinant des caches de pixels et de textures pour augmenter la bande passante. La puce avait également un rendu superscalaire (SSR - Super Scalar Rendering), qui traitait deux pixels simultanément dans deux pipelines.

Adaptateur vidéo S3 Savage

La société S3 Graphics est entrée sur le marché des accélérateurs 3D productifs, qui a annoncé en 1998 la sortie de la carte vidéo Savage 3D. Parmi les caractéristiques de cet adaptateur vidéo, le filtrage trilinéaire en un seul passage, la prise en charge de l'algorithme de compression de texture S3TC, le standard vidéo MPEG-2 et la présence d'une sortie TV ont été mis en évidence. Savage 3D a pris en charge l'interface AGP 2x. La quantité de mémoire vidéo était de 8 Mo, un bus 64 bits a été utilisé. Le cœur fonctionnait à une fréquence de 125 MHz. En mode 2D, une résolution de 1600x1200 pixels a été obtenue avec un taux de rafraîchissement de l'écran de 85 Hz.

En 1999, l'accélérateur 3D Savage4 a été lancé, fabriqué en utilisant la technologie de processus de 250 nanomètres. La fréquence de fonctionnement est restée à 125 MHz. La quantité de mémoire est passée à 32 Mo. Le bus mémoire est resté inchangé (64 bits).

Savage4 introduit la prise en charge du multitexturing en un seul passage et de l'interface AGP 4x. La carte vidéo prend également en charge le filtrage trilinéaire en un seul passage. Grâce à la bonne qualité de ce filtrage et de la technologie de compression de texture S3TC, Savage4 a produit une image de haute qualité. La carte vidéo avait un décodeur DVD.

Adaptateur vidéo GeForce 256

Au cours de la même année 1999, NVIDIA a sorti l'adaptateur GeForce 256 (nom de code NV10), qui a pu devancer les autres grâce à ses excellentes fonctionnalités. Il s'agissait d'un accélérateur 3D très puissant, l'un des premiers à remplacer le coprocesseur géométrique intégré. Il avait quatre pipelines de rendu avec une fréquence de fonctionnement de 120 MHz et 32 Mo de SDRAM. La fréquence centrale en mode 3D a atteint 120 MHz. La largeur du bus de mémoire vidéo était de 128 bits et la fréquence était de 166 MHz. Résolution prise en charge jusqu'à 2048x1536 75 Hz.

La GeForce 256 comprenait: un processeur de conversion de coordonnées géométriques et une configuration d'éclairage (T&L) intégrés, une texture cubique avec des cartes d'environnement, des textures projectives et une compression de texture.

Le processus d'évolution des adaptateurs vidéo des années 80 aux années 2000