Matroxa G400

G400 to karta graficzna wyprodukowana przez firmę Matrox , wydana we wrześniu 1999 roku . Procesor graficzny zawiera graficzny interfejs użytkownika 2D , wideo i akcelerator Direct3D 6.0 3D . Nazwany kodowo „ Toucan ”, był mocniejszą i wyrafinowaną wersją swojego poprzednika, G200 .

Przegląd

Matrox G400 Max

Procesor graficzny Matrox G200 był udanym produktem, konkurującym z różnymi kartami kombinowanymi 2D i 3D dostępnymi w 1998 roku. Matrox wziął technologię opracowaną z projektu G200, udoskonalił ją i zasadniczo podwoił ją, tworząc procesor G400. Nowy chip zawierał kilka nowych i innowacyjnych dodatków, takich jak obsługa wielu wyjść monitorowych, wszechstronny 32-bitowy potok renderowania o wysokiej wydajności, dodatkowo ulepszona akceleracja 2D i wideo oraz nowa funkcja 3D znana jako Mapowanie wybrzuszenia w środowisku .

Wewnętrznie G400 jest 256-bitowym procesorem, wykorzystującym to, co Matrox nazywa architekturą „DualBus”. Jest to ewolucja „DualBus” G200, który był 128-bitowy. Chip Matrox „DualBus” składa się z dwóch wewnętrznych jednokierunkowych magistrali, z których każda przenosi dane do lub z chipa. Zwiększa to wydajność i przepustowość przepływu danych w chipie do każdej z jego jednostek funkcjonalnych. Silnik 3D G400 składa się z 2 równoległych potoków pikseli z 1 jednostką tekstury każdy, zapewniając jednoprzebiegowe podwójne teksturowanie. Millennium G400 MAX ma rozdzielczość 333 megapikseli na sekundę przy częstotliwości taktowania rdzenia 166 MHz . Jest to wyłącznie akcelerator Direct3D 6.0 i jako taki nie obsługuje późniejszej transformacji sprzętowej i akceleracji oświetlenia kart Direct3D 7.0.

Zewnętrzny interfejs pamięci chipa jest 128-bitowy i jest przeznaczony do korzystania z pamięci SDRAM lub SGRAM . Matrox wypuścił zarówno wersje 16 MiB , jak i 32 MiB płyt G400 i używał obu typów pamięci RAM. Najwolniejsze modele są wyposażone w 166 MHz SDRAM, podczas gdy najszybsze (G400 MAX) wykorzystuje 200 MHz SGRAM. G400MAX miała najwyższą przepustowość pamięci ze wszystkich kart przed wypuszczeniem wyposażonej w DDR wersji NVIDIA GeForce 256 .

Być może najbardziej godną uwagi cechą G400 jest możliwość obsługi dwóch oddzielnych monitorów w celu wyświetlania jednego pulpitu. Ta funkcja jest znana jako „DualHead” i była wówczas decydującą przewagą Matrox nad konkurentami karty. Funkcja DualHead oferowała nie tylko poszerzenie pulpitu, ale także klonowanie pulpitu (dwa ekrany pokazujące to samo) oraz specjalny tryb „DVDMAX”, który wyświetla nakładki wideo na drugim monitorze. Wielokrotnie nagradzane sterowniki wyświetlaczy i panel kontrolny Powerdesk firmy Matrox zintegrowały Dualhead w bardzo elastyczny i funkcjonalny sposób, który stał się znany na całym świecie ze swojej skuteczności. Jednak w przeciwieństwie do nazwy trybu wideo, G400 nie obsługuje pełnej akceleracji sprzętowej dekodowania DVD. G400 ma częściową obsługę procesu dekodowania wideo DVD, ale nie wykonuje odwrotnej dyskretnej transformacji kosinusowej IDCT lub sprzętowa kompensacja ruchu (dwa najbardziej wymagające etapy procesu).

Demo techniczne Matrox G400 z EMBM

Chip G400 obsługuje sprzętowo metodę detalowania powierzchni opartą na teksturach, zwaną Environment Mapped Bump Mapping (EMBM). EMBM został faktycznie stworzony przez BitBoys Oy i licencjonowany dla Matrox. EMBM nie był obsługiwany przez kilku konkurentów, takich jak NVIDIA GeForce 256 do GeForce 2 , który obsługiwał tylko prostszy Dot-3 BM, ale był dostępny w ATI Radeon 7200 . Ze względu na brak wsparcia w całej branży i jego wpływ na ograniczony sprzęt graficzny w tamtym czasie, EMBM miał ograniczone zastosowanie w czasach G400. Tylko kilka gier obsługiwało tę funkcję, np Dungeon Keeper 2 i Millennium Soldier: Expendable . EMBM wymaga albo wyspecjalizowanego sprzętu w chipie do swoich obliczeń, albo bardziej elastycznego i programowalnego potoku graficznego, takiego jak późniejsze akceleratory DirectX 8.0, takie jak GeForce 3 i Radeon 8500 .

Renderowanie potokowe G400 wykorzystuje to, co Matrox nazwał „Vibrant Color Quality 2” (VCQ2), funkcjonalność, w której wszystkie wewnętrzne obliczenia 3D są wykonywane z 32-bitową precyzją. Celem było zapobieganie roztrząsaniu i innym artefaktom powodowanym przez niewystarczającą precyzję podczas wykonywania obliczeń. Rezultatem były najlepszej jakości 16-bitowe i 32-bitowe tryby kolorów dostępne w tamtym czasie.

Matrox był znany z wysokiej jakości wyjścia analogowego na poprzednich kartach i G400 nie jest wyjątkiem. G400 był przez kilka lat wzorcem jakości sygnału, znacznie przewyższając niektórych konkurentów (zwłaszcza karty NVIDIA starsze niż GeForce4 ). Tam, gdzie wiele kart zostało uszkodzonych przez rozmazany obraz wyjściowy, zwłaszcza gdy rozdzielczość i częstotliwość odświeżania , karty Matrox zapewniały bardzo ostry i wyraźny obraz.

G400 to pierwsza płyta Matrox kompatybilna z AGP 4X. Większość (REV. A) płyt G400 faktycznie obsługuje tylko tryb 2X, ale istnieją późniejsze wersje (REV. B), które są w pełni zgodne z 4X i działają z większą szybkością, jeśli płyta główna również to obsługuje.

Wydajność

G400 był znany z tego, że był szczególnie zależny od procesora systemu hosta w zakresie wysokiej wydajności 3D. Przypisywano to zarówno jego architekturze, jak i kiepskim sterownikom, na których polegał przez większą część swojego życia (zwłaszcza OpenGL ICD). Jeśli chodzi o sprzęt, silnik ustawień trójkąta G400, ironicznie nazywany „silnikiem warp”, był nieco wolniejszy niż odpowiedniki na kartach konkurencji. Jednak silnik Warp był programowalny, co teoretycznie zwiększało elastyczność chipa. Niestety Matrox nigdy nie opisał dogłębnie funkcjonalności tego komponentu, więc niewiele o nim wiadomo.

Jak wspomniano wcześniej, G400 miał problemy ze sterownikami podczas uruchamiania. Podczas gdy jego wydajność Direct3D była godna podziwu, jego instalowalny sterownik klienta (ICD) OpenGL był bardzo słaby. Sytuacja była niesamowicie podobna do tego, co stało się ze starszym G200, z jego niemal całkowitym brakiem wiarygodnej obsługi OpenGL. Jednak Matrox jasno dał do zrozumienia, że są zaangażowani we wspieranie OpenGL, a rozwój szybko postępował. G400 został początkowo uruchomiony ze sterownikiem opakowania OpenGL do Direct3D , jak G200, który tłumaczył wywołania OpenGL aplikacji na Direct3D (rozwiązanie powolne i pełne błędów). Ostatecznie wydano natywny sterownik OpenGL o nazwie „TurboGL”, ale został on zaprojektowany tylko do obsługi kilku popularnych gier tamtych czasów (np. Quake3 ). Ten sterownik był prekursorem w pełni funkcjonalnego sterownika OpenGL ICD, szybkiego rozwoju mającego na celu jak najszybszą poprawę wydajności poprzez oferowanie rozwiązania tymczasowego. Ponieważ TurboGL nie obsługiwał wszystkich aplikacji OpenGL, był to zasadniczo „Mini ICD”, podobnie jak 3DFX używał ze swoimi płytami Voodoo. TurboGL obejmowało obsługę nowego wówczas SIMD technologie AMD i Intel , w tym SSE1 i 3DNow! . W połowie 2000 roku G400 otrzymał w pełni zgodny z OpenGL ICD, który oferował odpowiednią wydajność w większości programów obsługujących OpenGL. G400 stale otrzymywał oficjalne aktualizacje sterowników do 2006 roku.

Nawet przy początkowych trudnościach ze sterownikami, Matrox G400 był bardzo konkurencyjny. Wydajność 2D i Direct3D była więcej niż konkurencyjna w porównaniu z NVIDIA RIVA TNT2 , 3dfx Voodoo3 i ATI Rage 128 Pro . W rzeczywistości, przed wypuszczeniem karty NVIDIA GeForce 256 obsługującej transformację Direct3D 7.0 i akcelerację oświetlenia, Millennium G400 MAX była szanowaną kartą Direct3D, konkurencyjną dla Voodoo3 3500 i TNT2 Ultra. 3dfx miał przewagę w niektórych grach dzięki niskiemu narzutowi Glide API , a NVIDIA była przez długi czas królem OpenGL.

Marvel G400-TV – układ Zoran

Matrox wcześnie wstrzymał wsparcie dla Marvel G400-TV, ponieważ nie było możliwości uczynienia go w pełni funkcjonalnym w Windows 2000 . Problem dotyczył Zoran używanego do sprzętowej kompresji wideo MJPEG na karcie Marvel G400. Matrox próbował stworzyć stabilne sterowniki przez kilka miesięcy, ale bez powodzenia. Użytkownik Matroxa o pseudonimie Adis zhakował oryginalne sterowniki, aby karta działała pod Windows 2000. Sterownik został później zaktualizowany dla Windows XP , a następnie dla Windows Server 2003 . Przechwytywanie wideo było możliwe, ale sterowniki są nadal oparte na VfW . Sprzętowe przechwytywanie MJPEG może być niestabilne, ale kompresja programowa przy użyciu dobrego kodeka wideo i tak daje znacznie lepsze wyniki. Brak WDM dla tej karty.

Matroxa G450

Jesienią 2000 roku Matrox wprowadził chip G450 (o nazwie kodowej Condor) jako następcę linii G400. Podobnie jak G250 był w stosunku do G200 , G450 był przede wszystkim obkurczeniem matrycy rdzenia G400 z procesu wytwarzania półprzewodników 250 nm do 180 nm. Dzięki zmniejszeniu rdzenia koszty są redukowane, ponieważ w fabryce wytwarza się więcej chipów na płytkę, a Matrox może poświęcić czas na naprawienie wcześniejszych błędów w rdzeniu i dopracowanie lub dodanie nowych funkcji. Matrox taktował rdzeń G450 z częstotliwością 125 MHz, podobnie jak zwykły G400. Testy przetaktowywania wykazały, że rdzeń nie był w stanie osiągnąć wyższych prędkości niż G400, mimo że został wyprodukowany w nowszym procesie.

Być może największym dodatkiem do G450 było to, że Matrox przeniósł wcześniej zewnętrzny drugi RAMDAC , dla drugiego złącza monitora (DualHead), do samego układu G450. Prędkości RAMDAC były jednak nadal inne, przy czym podstawowy działał z doskonałą częstotliwością 360 MHz, ale drugi działał tylko z częstotliwością 230 MHz. Oznaczało to, że główny monitor mógł pracować w znacznie wyższych rozdzielczościach i częstotliwościach odświeżania niż dodatkowy. To było takie samo jak G400. G450 miał również natywną obsługę TMDS , a tym samym DVI , ale nie było to standardowe złącze. Płyty dostarczane z dwoma analogowymi złączami VGA .

G450 został przystosowany do korzystania z interfejsu pamięci DDR SDRAM zamiast starszych SGRAM i SDRAM o pojedynczej szybkości transmisji danych (SDR) używanych w G400. W ten sposób byli w stanie przełączyć się na 64-bitową magistralę pamięci i użyć pamięci DDR, aby wyrównać poprzednią przepustowość pamięci, ponownie taktując pamięć RAM z częstotliwością 166 MHz. Magistrala 64-bitowa zmniejsza złożoność (i koszt) płyty głównej, ponieważ trzeba użyć mniejszej liczby ścieżek , a potencjalnie liczba pinów procesora graficznego może zostać znacznie zmniejszona, jeśli układ jest zaprojektowany tylko dla magistrali 64-bitowej. Jednak DDR ma większe naturalne opóźnienie niż SDR przy tej samej przepustowości, więc wydajność nieco spadła.

Nowy G450 ponownie miał obsługę AGP 4X, podobnie jak niektóre później wyprodukowane płyty G400. Możliwości 3D G450 były identyczne z G400. Niestety, z powodu identycznego zegara rdzenia i mniejszej przepustowości pamięci, G450 był wolniejszy od G400 w grach.

Marvel G450 eTV miał nie tylko tuner telewizyjny, ale był także platformą startową dla nowego ulepszenia podwójnego wyświetlacza eDualHead firmy Matrox . Dodano kilka nowych funkcji do DualHead, które współpracowały z Internet Explorerem , aby strony wyświetlały się na obu ekranach jednocześnie.

Matroxa G550

Procesor MGA-G550 dodał drugi potok pikseli, transformację sprzętową i oświetlenie oraz silnik HeadCasting Engine, sprzętową implementację modułu cieniującego wierzchołki do przyspieszonego skórowania palety macierzy. Czyni to poprzez poprawę 96 stałych rejestrów określonych przez DirectX 8.0 do łącznej liczby 256. Pomimo tej funkcji jest niedostępny dla sterownika DirectX. Matrox obsługuje tylko funkcję HeadCasting poprzez dołączone oprogramowanie Matrox Digimask, które nigdy nie stało się popularne.

2005-7-13, Matrox Graphics Inc. ogłosił dostępność Millennium G550 PCIe, pierwszej na świecie karty graficznej PCI Express x1. Karta wykorzystuje kontroler mostka Texas Instruments XIO2000, aby uzyskać obsługę PCI Express.

Niepublikowane produkty

Ustalenia w wydaniu sterowników graficznych Matrox (MGA64.sys v4.77.027) wspomniały o nigdy nie wydanym Matrox Millennium G800. MGA-G800, o nazwie kodowej Condor 2, byłby taktowany rdzeniem 200 MHz z pamięcią DDR 200 MHz (przepustowość 6,4 GB / s). Chip miał 3 potoki pikseli z 3 jednostkami tekstury każdy. Został również wyposażony w sprzętową transformującą i oświetleniową zdolną do przetwarzania 20–30 milionów trójkątów na sekundę. Dalsze spekulacje obejmowały kontroler pamięci, który mógłby obsługiwać DDR SDRAM i DDR FC-RAM, zgodność z DirectX 8.0 oraz szybszą wersję działającą z częstotliwością 250 MHz. Te specyfikacje przypominają nieco Matrox Parhelia , w tym Parhelia to 4-potokowy procesor graficzny DirectX 8 z 4 jednostkami teksturującymi na potok.

modele

Nazwa tablicy	Typ rdzenia	Proces	Rdzeń (MHz)	Pamięć (MHz)	Konfiguracja rury	T&L	Interfejs pamięci	Notatki
Millennium G400	Tukan	250nm _	125	166	2x1	N	128-bitowy	32 MiB SGRAM lub 16 MiB SGRAM/ SDRAM
Millennium G400 MAX	Tukan	250nm	150	200	2x1	N	128-bitowy	32 MB SGRAMU. Potrzebuje wentylatora. Najwyższa przepustowość pamięci aż do GeForce 256 DDR . 3,2 GB /s
Marvel G400-TV	Tukan	250nm	125	166	2x1	N	128-bitowy	16 MB SGRAMU. Przechwytywanie wideo i tuner telewizyjny.
Millennium G450	Kondor	180 nm	125	166	2x1	N	64-bitowy	SDRAM DDR . Zintegrowany drugi RAMDAC w rdzeniu. Opcja TMDS / DVI .
Telewizor Marvel G450	Kondor	180 nm			2x1	N	64-bitowy	Tuner telewizyjny. eDualHead.
Millennium G550	Kondor	180 nm	125	166	2x2x1	Y	64-bitowy	32 MiB pamięci DDR-SDRAM

Linki zewnętrzne