Сегодня мощные видеокарты с поддержкой ray tracing - обязательный компонент любого игрового ПК. Но как начиналась история этих устройств? Давайте проследим эволюцию видеокарт от первых примитивных адаптеров до современных графических монстров.
Эпоха до видеокарт: текстовые терминалы (1960-1970-е)
До появления персональных компьютеров вывод информации осуществлялся через:
- Телетайпы - электромеханические печатающие устройства
- Векторные дисплеи (например, в системе SAGE 1958 года)
- Текстовые терминалы на электронно-лучевых трубках (1970-е)
Эти решения позволяли выводить только символы, но не графику.
Первые графические адаптеры (1970-е)
Первым шагом к современным видеокартам стали:
- Intel 82720 (1978) - первый специализированный графический контроллер
- Motorola 6845 (1980) - использовался в IBM Monochrome Display Adapter
Эти чипы могли выводить текстовые символы с фиксированным шрифтом.
Революция: IBM PC и первые настоящие видеокарты (1981)
С появлением IBM PC в 1981 году были представлены первые стандарты видеокарт:
MDA (Monochrome Display Adapter)
- Только текст (80×25 символов)
- Один цвет (обычно зеленый или янтарный)
- Видеопамять: 4 КБ
CGA (Color Graphics Adapter)
- Первая цветная графика (320×200, 4 цвета)
- Поддержка 16 цветов в текстовом режиме
- Видеопамять: 16 КБ
Эволюция стандартов (1980-е)
- EGA (1984) - 640×350, выводила 16 цветов из палитры 64
- VGA (1987) - 640×480, выводила 256 цветов, что стало стандартом на десятилетия и использовалось не только в компьютерах
- SVGA (1989) - 800×600 и выше
Появление 3D-ускорителей (1990-е)
Настоящий прорыв произошел в середине 1990-х. Появились видеокарты, которые могли выводить не только 2D графику, но и рендерить (высчитывать) и выводить изображения в 3D. Вот список видеокарт:
- 3dfx Voodoo (1996) - первый массовый 3D-ускоритель
- NVIDIA RIVA 128 (1997) - начало эры современных GPU
- ATI Rage (1996) - конкурентное решение
Память видеокарт уже измерялась в мегабайтах, так как требовалось загружать модели в видеокарту для дальнейшей отрисовки на экран. Например у 3dfx Voodoo было 4 мегабайта памяти.
Современная эра (2000-е - наши дни)
Появление единых шейдерных архитектур.
Новинка появилась в NVIDIA GeForce 8800 в 2006. Раньше GPU имели раздельные блоки для вершинных (vertex), пиксельных (pixel) и геометрических (geometry) шейдеров. Это приводило к дисбалансу: например, если сцена требовала много пиксельных вычислений, но мало вершинных, часть блоков простаивала.
С единой архитектурой все шейдерные процессоры универсальны и могут выполнять любые задачи, что повышает эффективность использования ресурсов. Таким образом это сильно ускоряло рендеринг, особенно в сложных сценах.
Появилась поддержка ray tracing.
Новинка появилась в видеокартах NVIDIA RTX 20-серии в 2018. Ray Tracing (трассировка лучей) — это метод реалистичного рендеринга в компьютерной графике, который имитирует физическое поведение света для создания максимально правдоподобного изображения. Световые лучи по разному взаимодействуют на сцене, это и отражение, и преломление, рассевание и конечно же тени.
Технология стала использоваться не только в гейминге, но и при создании анимацией, фильмов.
Интеграция ИИ (DLSS и аналоги)
Первые версии данной технологии появились в 2019 году. Суть технологии сводится в том, что бы снизить вычисляемые мощности за счет рендеринга изображения в низком разрешении, а затем увеличении изображении до разрешения монитора с помощью искусственного интеллекта.
Интересные факты
- Первые "видеокарты" занимали целые шкафы
- Voodoo 2 (1998) требовала отдельный блок питания
- Современные видеокарты мощнее суперкомпьютеров 1990-х
Заключение
От простых текстовых адаптеров до сложнейших вычислительных устройств - видеокарты прошли впечатляющий путь. Сегодня GPU используются не только для игр, но и для машинного обучения, научных расчетов и криптографии. Что ждет нас дальше? Возможно, полный отказ от традиционных архитектур в пользу квантовых или оптических вычислений! Или вдруг в играх появится возможность рисовать с помощью ИИ графику специально под нас, уникальную, не запрограммированную ранее.