Технологическая эволюция редко выглядит важной в моменте. Фактически, иногда она даже выглядит как регрессия. История GeForce 3 — от программируемых шейдеров до ИИ-центров. — tomshardware.com
Легко услышать «25 лет назад» и упустить контекст, поэтому давайте поговорим о контексте запуска GeForce 3. Это было до появления Steam, до iPhone. До YouTube. Само понятие «GPU» (графический процессор) все еще было довольно новым, будучи установленным с GeForce 256 всего за 15 месяцев до этого. Да, мы прошли путь от GeForce 256 до GeForce 2, а затем до GeForce 3 — и все это всего за 15 месяцев. Тогда все развивалось быстрее: мы перешли от процессоров с частотой 1 ГГц к 2 ГГц примерно за то же время.,Когда GeForce 3 вышла в феврале 2001 года, она стала критической поворотной точкой в истории графических процессоров, поскольку это был первый GPU, который обладал какой-либо реальной программируемостью благодаря поддержке пиксельных и вершинных шейдеров DirectX 8.0. Это означает, что графические программисты теперь могли писать программы, которые выполнялись на GPU.,С современной точки зрения это звучит безумно: что вы имеете в виду, ранние графические процессоры не могли выполнять программы? Но это правда: до GeForce 3 практически все графические процессоры были «глупыми» акселераторами с фиксированным набором функций. Вы передавали им данные в определенном формате от центрального процессора, они творили свою магию, а затем выводили измененный фреймбуфер. Любой написанный вами код выполнялся на центральном процессоре, что означало, что любые желаемые специальные графические эффекты должны были выполняться на центральном процессоре.,Это имеет не только последствия для производительности, но и ограничивает реальную полезность графического процессора. Для таких эффектов, как скелетная анимация, перенос обработки на GPU позволяет реализовать такие вещи, как матричное скиннинг палитры, которые позволяют текстурам реалистично растягиваться по телу персонажа. DirectX 8 обеспечил радикально более реалистичные эффекты воды, как видно в The Elder Scrolls III: Morrowind, а также знаменитое освещение на уровне пикселей и настоящее Dot3 bump-mapping, как в Doom 3.,Действительно, несмотря на то, что сегодня трудно представить, что оборудование NVIDIA и Apple уживается, GeForce 3 была фактически представлена в Токио на выставочном комплексе Makuhari Messe не кем иным, как Стивом Джобсом. Это была конференция Macworld Conference & Expo 2001, и Джобс вывел на сцену Джона Кармака из Id Software, чтобы продемонстрировать первые демоверсии Doom 3, тогда одной из самых ожидаемых игр всех времен. Уровень ажиотажа был запредельным, пока Кармак рассказывал о новых функциях рендеринга, которые обеспечил программируемый GPU NV20, таких как освещение на уровне пикселей в реальном времени, детальное нормальное картирование и сложная интерактивность, включая интерактивные поверхности графического интерфейса пользователя.,Конечно, Doom 3 выйдет только через несколько лет, и на самом деле он не очень хорошо работал на GeForce 3, когда вышел. Этого и следовало ожидать, поскольку за три года, прошедшие до этого, ситуация продолжала быстро меняться, и это не отменяет того факта, что GeForce 3 все еще была первым GPU, способным запустить игру. Ирония в том, что реальность февраля 2001 года не совсем соответствовала ажиотажу, поскольку GeForce 3 при запуске оказалась, пожалуй, несколько разочаровывающей. Многие обозреватели были неоднозначны в отношении этой карты, когда она вышла.,Видите ли, GeForce 3 принесла потрясающие графические функции DirectX 8, но ее необработанная производительность растеризации (fillrate) была точно такой же, как у GeForce 2 Pro. Ее единственным реальным преимуществом в играх с DirectX 7 и ниже была «архитектура памяти Lightspeed» — тогда передовой контроллер памяти с перекрестным соединением, который значительно увеличил эффективную пропускную способность памяти. Это дало ей реальное преимущество в производительности на более высоких разрешениях, но если вас интересовала только Quake III Arena в разрешении 800×600, она выглядела не впечатляюще.,Это было частично исправлено позже в 2001 году с выпуском GeForce3 Ti500. Да, GeForce 3 — это также родоначальник знакомого обозначения «Ti», которое до сих пор используется на картах NVIDIA. Независимо от того, произносите ли вы это как «ти» или «ти-эй», изначально это означало «Titanium Edition», и в октябре 2001 года оно было применено к двум новым моделям GeForce 3, а также к новой модели GeForce 2, которая служила бюджетным предложением NVIDIA в то время. GeForce 2 Ti предлагала невероятную ценность для устаревших игр того времени, но ей не хватало пропуска в будущее, который предоставляла GeForce 3 Ti200. Без поддержки DX8 вы не могли поставить галочку «блестящая вода» в Morrowind, что делало карту предыдущего поколения гораздо менее желанной.,Еще один запуск в конце 2001 года закрепил за GeForce 3 статус основы для будущего: Xbox от Microsoft. В оригинальной Xbox знаменито использовалась графика NVIDIA, но немногие знают, что NVIDIA также предоставила звуковое оборудование и контроллер памяти для этой машины. Работа NVIDIA над Xbox легла в основу ее любимой, но относительно недолговечной серии чипсетов для материнских плат «nForce». Xbox, безусловно, была самой мощной консолью своего поколения, обладая большим объемом памяти и более продвинутыми графическими возможностями, чем конкурирующие машины от Nintendo и Sony, но игровая машина — ничто без программного обеспечения, и хотя у Xbox было несколько заметных хитов (включая Halo: Combat Evolved, Fable и Star Wars KotOR), она не стала лидером рынка.,Действительно, рынок часто наказывает дальновидное оборудование в краткосрочной перспективе, но важна долгосрочная игра. Сама GeForce 3 не стала очень успешным релизом для NVIDIA, но вскоре ей на смену пришла чрезвычайно популярная серия GeForce 4. GeForce 4 продолжила наследие GeForce 3, повысив поддержку Direct3D с версии 8.0 до 8.1. Это добавило такие функции, как объемное текстурирование (3D-текстуры) и зависимое считывание текстур, которое позволяет GPU использовать данные о цвете из одной текстуры для вычисления координат для другой. Конечно, настоящий скачок поколений заключался в расширении возможностей пиксельных и вершинных шейдеров, а также в огромных улучшениях чистой пропускной способности растеризации и пропускной способности памяти.,В последующие годы аппаратное обеспечение пиксельных и вершинных шейдеров стало основной областью разработки и прогресса GPU. Серия GeForce 6, запущенная в апреле 2004 года, ознаменовала собой DirectX 9.0c и Shader Model 3.0, которые принесли нам «умные шейдеры», или истинный динамический контроль потока в программах GPU. Это означало, что разработчики могли начать писать «убер-шейдеры», которые могли обрабатывать различные типы материалов в одной программе, не снижая частоту кадров. Это также принесло извлечение текстур вершин для смещения, аппаратную инстанциацию геометрии для пышных полей травы и густых лесов, а также HDR-рендеринг, обеспечивающий радикально более реалистичное освещение.,Но по-настоящему резкий поворот произошел с серией GeForce 8. Запущенная с большой помпой в конце 2006 года, серия GeForce 8 стала запуском микроархитектуры Tesla. Tesla была первой разработкой NVIDIA с полностью унифицированными шейдерами. Это означало, что больше не было разделения между пиксельными и вершинными шейдерами; GPU теперь стал полностью программируемым процессором со значительно меньшим количеством ограничений, которые существовали ранее. Не случайно серия GeForce 8 вышла одновременно с первой версией CUDA, проприетарного вычислительного фреймворка NVIDIA.,В этом и заключается ключ ко всему. Можно провести прямую линию от запуска GeForce 3 до нынешнего доминирования NVIDIA на рынке ИИ. Как только у вас появляются массово параллельные программируемые процессоры в миллионах ПК по всему миру, у некоторых людей начинает возникать вопрос, что еще можно на них запускать, кроме игр. Так и появилось вычисление общего назначения на GPU (GPGPU). В первые дни это было в основном связано с научными вычислениями, folding@home, физическими симуляциями и академической средой. Затем появились криптография, а затем криптовалюта; читающие это, вероятно, помнят дефицит GPU, вызванный этой модой. Сегодня это почти исключительно ИИ.,Странность технологической эволюции в том, что она редко выглядит важной в моменте. Фактически, иногда она даже выглядит как регрессия. Основа, заложенная GeForce 3, имела решающее значение. Это была ставка на то, что графическое оборудование должно быть программируемым, и это вывело NVIDIA вперед в этом отношении. Двадцать пять лет спустя эта ставка обеспечивает работу самых мощных в мире дата-центров ИИ, и все это произошло потому, что геймеры хотели лучшего освещения в видеоиграх. GeForce 3 не была самой быстрой картой в играх того времени, но она была первой картой для завтрашнего дня, а «завтра» оказалось очень, очень большим.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Zak Killian