Σαν σήμερα, στις 7 Νοεμβρίου 1995, βρισκόμαστε στην εποχή που κάνουν την εμφάνισή τους οι πρώτες κάρτες γραφικών βασισμένες στο NVIDIA NV1, το πρώτο ολοκληρωμένο κύκλωμα της εταιρείας για την επιτάχυνση 2D και 3D γραφικών. Η πιο γνωστή εμπορική υλοποίησή του ήταν η σειρά Diamond EDGE 3D, μια ασυνήθιστη για την εποχή κάρτα που συνδύαζε γραφικά, ήχο και υποστήριξη χειριστηρίων της Sega Saturn.

Η NVIDIA είχε ανακοινώσει το NV1 τον Μάιο του 1995, φιλοδοξώντας να προσφέρει κάτι περισσότερο από έναν απλό 3D accelerator. Η ιδέα ήταν να συγκεντρωθούν πολλές λειτουργίες σε μία κάρτα επέκτασης, μειώνοντας την ανάγκη για ξεχωριστά εξαρτήματα και δημιουργώντας μια ολοκληρωμένη πλατφόρμα multimedia για τα PC.

Ένα ολοκληρωμένο multimedia chip

Το NV1 ήταν μια ιδιαίτερα φιλόδοξη σχεδίαση. Εκτός από την επιτάχυνση 2D και 3D γραφικών, ενσωμάτωνε δυνατότητες επεξεργασίας ήχου, αναπαραγωγής MIDI και ειδική διεπαφή για χειριστήρια της Sega Saturn. Με άλλα λόγια, μια κάρτα βασισμένη στο NV1 μπορούσε να αναλάβει λειτουργίες που μέχρι τότε απαιτούσαν περισσότερες από μία κάρτες επέκτασης.

Η NVIDIA συνεργάστηκε με την SGS-Thomson Microelectronics, η οποία κατασκεύαζε και διέθετε το αντίστοιχο ολοκληρωμένο με την ονομασία STG2000. Η NVIDIA προώθησε εκδόσεις με VRAM, ενώ η SGS-Thomson διέθεσε υλοποιήσεις με DRAM. Η Diamond Multimedia ανέλαβε την εμπορική διάθεση των γνωστότερων καρτών που βασίζονταν στην τεχνολογία αυτή.

Η προσέγγιση «όλα σε ένα» ήταν εντυπωσιακή για το 1995. Ωστόσο, η ενσωμάτωση πολλών διαφορετικών λειτουργιών σε ένα προϊόν σήμαινε και συμβιβασμούς. Η απόδοση κάθε επιμέρους τμήματος δεν ήταν πάντοτε ανταγωνιστική απέναντι σε εξειδικευμένες κάρτες γραφικών και ήχου.

Η διαφορετική φιλοσοφία 3D γραφικών

Η μεγαλύτερη ιδιαιτερότητα του NV1 βρισκόταν στον τρόπο με τον οποίο επεξεργαζόταν τα τρισδιάστατα γραφικά. Αντί να βασίζεται αποκλειστικά στα συνηθισμένα τριγωνικά πολύγωνα, χρησιμοποιούσε την τεχνική Quadratic Texture Mapping, με καμπύλες επιφάνειες και τετραγωνικά patches ως βασικά δομικά στοιχεία της γεωμετρίας.

Η επιλογή αυτή δεν ήταν τυχαία. Η NVIDIA είχε συνεργαστεί με τη Sega και η συγκεκριμένη προσέγγιση ήταν συγγενική με εκείνη που χρησιμοποιούσε η Sega Saturn. Έτσι, η μεταφορά επιλεγμένων παιχνιδιών της κονσόλας σε υπολογιστές με NV1 μπορούσε να αξιοποιήσει την κοινή φιλοσοφία σχεδίασης των γραφικών.

Το πρόβλημα ήταν ότι η υπόλοιπη αγορά ακολουθούσε διαφορετικό δρόμο. Οι περισσότερες μηχανές γραφικών και τα νέα πρότυπα επιτάχυνσης βασίζονταν στα τριγωνικά πολύγωνα. Η διαφορετική προσέγγιση του NV1 δυσκόλευε την προσαρμογή παιχνιδιών που είχαν σχεδιαστεί για συμβατικό hardware 3D.

Έτσι, ένα από τα σημαντικότερα τεχνολογικά χαρακτηριστικά του NV1 εξελίχθηκε τελικά σε σοβαρό μειονέκτημα. Η αρχιτεκτονική του δεν ήταν απαραίτητα κακή από μόνη της· απλώς δεν συμβάδιζε με την κατεύθυνση που επέλεξε τελικά η βιομηχανία.

Η συνεργασία με τη Sega και τα παιχνίδια

Η συνεργασία με τη Sega έδωσε στο NV1 ένα σημαντικό πλεονέκτημα: τη δυνατότητα μεταφοράς επιλεγμένων τίτλων της Saturn στα PC. Οι κάρτες Diamond EDGE 3D διέθεταν ειδική σύνδεση για χειριστήρια της Sega, επιτρέποντας τη χρήση των αυθεντικών gamepads της κονσόλας.

Στα παιχνίδια που συνδέθηκαν με την πλατφόρμα περιλαμβάνονταν τα Virtua Fighter Remix, Panzer Dragoon και NASCAR Racing. Η δυνατότητα να παίζεις τίτλους που είχαν σχεδιαστεί για την κονσόλα της Sega σε έναν προσωπικό υπολογιστή ήταν μια ιδιαίτερα ελκυστική πρόταση για τους gamers της εποχής.

Η σύνδεση με τη Sega, όμως, δεν αρκούσε για να εξασφαλίσει τη μακροχρόνια επιτυχία του προϊόντος. Η αγορά των PC παιχνιδιών εξελισσόταν γρήγορα και οι δημιουργοί στρέφονταν όλο και περισσότερο σε κοινά πρότυπα που μπορούσαν να αξιοποιηθούν από διαφορετικές κάρτες γραφικών.

Το πρόβλημα με το Direct3D

Το μεγαλύτερο πλήγμα για το NV1 ήρθε από την καθιέρωση του DirectX της Microsoft και ειδικότερα του Direct3D. Το νέο API βασίστηκε στο τριγωνικό μοντέλο απεικόνισης, το οποίο υιοθετούσε πλέον η πλειονότητα της αγοράς.

Η αρχιτεκτονική του NV1 δεν ταίριαζε με αυτήν τη φιλοσοφία. Υπήρξαν προσπάθειες υποστήριξης του Direct3D μέσω οδηγών και μετατροπής των εντολών σε μορφές που μπορούσε να διαχειριστεί το chip, αλλά η συμβατότητα ήταν περιορισμένη και δεν ισοδυναμούσε με κανονική hardware επιτάχυνση Direct3D.

Η NVIDIA είχε επενδύσει σε μια διαφορετική τεχνολογική κατεύθυνση, όμως η αγορά άρχισε να συγκλίνει σε ένα κοινό μοντέλο. Για τους κατασκευαστές παιχνιδιών, η υποστήριξη ενός ευρέως διαδεδομένου API ήταν πολύ πιο πρακτική από την ανάπτυξη ειδικών εκδόσεων για μια μεμονωμένη αρχιτεκτονική.

Τα όρια της λύσης «όλα σε ένα»

Παρά τις εντυπωσιακές δυνατότητές του, το NV1 δεν κατάφερε να ξεχωρίσει σε κάθε επιμέρους λειτουργία. Οι επιδόσεις των 2D γραφικών δεν ήταν κορυφαίες σε σχέση με εξειδικευμένες λύσεις, ενώ το ενσωματωμένο σύστημα ήχου δεν κατάφερε να καθιερωθεί ως πραγματικός αντικαταστάτης μιας καλής κάρτας ήχου.

Επιπλέον, ο ήχος του NV1 δεν πρέπει να συγχέεται με πλήρη συμβατότητα Sound Blaster. Η κάρτα διέθετε δικό της σύστημα ήχου και απαιτούσε τους κατάλληλους οδηγούς για τις εφαρμογές των Windows. Η υποστήριξη παλαιότερων DOS παιχνιδιών δεν ήταν αντίστοιχη εκείνης μιας κανονικής Sound Blaster.

Η συγκέντρωση τόσων λειτουργιών σε μία κάρτα ήταν αναμφίβολα πρωτοποριακή. Ωστόσο, το υψηλό κόστος, οι περιορισμοί συμβατότητας και η εμφάνιση πιο εξειδικευμένων ανταγωνιστικών λύσεων περιόρισαν την εμπορική απήχησή της.

Diamond EDGE 3D – Η εμπορική υλοποίηση του NV1

Η πιο γνωστή οικογένεια καρτών με NV1 ήταν η Diamond EDGE 3D. Η σειρά περιλάμβανε διαφορετικές εκδόσεις με DRAM ή VRAM, διαφορετικές ποσότητες μνήμης και αντίστοιχες δυνατότητες αναβάθμισης.

Οι εκδόσεις της οικογένειας περιλάμβαναν τα μοντέλα 2120XL και 2200XL της σειράς 2000, καθώς και τα 3240XL και 3400XL της σειράς 3000. Οι τελευταίες βασίζονταν στην έκδοση NV1 με VRAM, ενώ οι κάρτες της σειράς 2000 χρησιμοποιούσαν το STG2000 με DRAM.

Η Diamond ήταν ο σημαντικότερος κατασκευαστής που συνέδεσε εμπορικά το NV1 με την αγορά των PC. Παράλληλα, υπήρξαν και άλλες υλοποιήσεις από μικρότερους κατασκευαστές, χωρίς όμως να αποκτήσουν την ίδια αναγνωρισιμότητα.

Η σειρά EDGE 3D δεν κατάφερε να αποκτήσει τη θέση που περίμενε η NVIDIA. Η εταιρεία είχε επενδύσει σε μια ολοκληρωμένη multimedia πλατφόρμα, αλλά η αγορά επέλεξε σταδιακά τις τριγωνικές αρχιτεκτονικές και τα κοινά API.

Από το NV1 στη RIVA 128

Η εμπορική πορεία του NV1 ήταν σύντομη. Η NVIDIA σταμάτησε τις πωλήσεις του κατά το πρώτο τρίμηνο του 1996 και εγκατέλειψε την προσπάθεια να καθιερώσει τη δική της τεχνική ως κυρίαρχο πρότυπο 3D γραφικών.

Η επόμενη μεγάλη προσπάθεια ήταν η RIVA 128, γνωστή και ως NV3. Αυτή τη φορά η NVIDIA ακολούθησε την κατεύθυνση της αγοράς, υιοθετώντας την κλασική επεξεργασία τριγωνικών πολυγώνων και προσφέροντας υποστήριξη στα καθιερωμένα πρότυπα 3D γραφικών.

Η RIVA 128 κυκλοφόρησε εμπορικά το 1997 και αποτέλεσε το προϊόν με το οποίο η NVIDIA άρχισε να αποκτά ουσιαστική αναγνωρισιμότητα στην αγορά των 3D accelerators. Η εμπειρία του NV1 είχε αποδειχθεί πολύτιμη, ακόμη κι αν η πρώτη προσπάθεια δεν είχε την εμπορική επιτυχία που προσδοκούσε η εταιρεία.

Το NV1 έμεινε στην ιστορία ως ένα από τα πιο ασυνήθιστα πρώτα βήματα στην εξέλιξη των καρτών γραφικών. Μια κάρτα που προσπάθησε να ενώσει γραφικά, ήχο και gaming σε μία ενιαία λύση, αλλά βρέθηκε στη λάθος πλευρά της τεχνολογικής κατεύθυνσης που τελικά επικράτησε.

Diamond EDGE 3D 3000 – Τεχνικά χαρακτηριστικά

• Chipset: NVIDIA NV1 / SGS-Thomson STG2000, ανάλογα με την έκδοση
• Συχνότητα πυρήνα: 75 MHz
• Δίαυλος: PCI 32-bit
• Εσωτερικός δίαυλος μνήμης: 64-bit
• Μνήμη: 2 ή 4 MB VRAM, ανάλογα με το μοντέλο της σειράς 3000
• Τύπος επιτάχυνσης: 2D και 3D με Quadratic Texture Mapping
• Μέγιστη ανάλυση: έως 1600 × 1200 pixels, ανάλογα με το βάθος χρώματος και τη διαμόρφωση
• Fillrate: περίπου 12 MTexels/sec
• Ήχος: Ενσωματωμένο σύστημα ήχου με wavetable MIDI
• Θύρες: VGA, είσοδος/έξοδος ήχου, μικρόφωνο και ειδική σύνδεση για χειριστήρια Sega Saturn