Матрокс G400

G400 — видеокарта производства Matrox , выпущенная в сентябре 1999 года . Графический процессор содержит 2D GUI , видео и 3D-ускоритель Direct3D 6.0 . Под кодовым названием « Toucan » она была более мощной и усовершенствованной версией своей предшественницы G200 .

Графический процессор Matrox G200 был успешным продуктом, конкурирующим с различными комбинированными картами 2D и 3D, доступными в 1998 году. Matrox взял технологию, разработанную в проекте G200, усовершенствовал ее и, по сути, удвоил, чтобы сформировать процессор G400. Новый чип имел несколько новых и инновационных дополнений, таких как поддержка вывода на несколько мониторов, всеобъемлющий 32-битный конвейер рендеринга с высокой производительностью, дальнейшее улучшение ускорения 2D и видео, а также новую 3D-функцию, известную как Environment Mapped Bump Mapping .

Внутри G400 представляет собой 256-битный процессор, использующий архитектуру, которую Matrox называет «DualBus». Это эволюция «DualBus» G200, которая была 128-битной. Чип Matrox «DualBus» состоит из двух однонаправленных внутренних шин, каждая из которых перемещает данные в чип или из него. Это увеличивает эффективность и пропускную способность потока данных внутри чипа к каждому из его функциональных блоков. 3D-движок G400 состоит из 2 параллельных пиксельных конвейеров с 1 текстурным блоком каждый, что обеспечивает возможность двойного текстурирования за один проход. Millennium G400 MAX способен обеспечивать скорость заполнения 333 мегапикселя в секунду при тактовой частоте ядра 166 МГц . Это чисто ускоритель Direct3D 6.0 и, как таковой, не поддерживает более позднее аппаратное преобразование и ускорение освещения карт Direct3D 7.0.

Интерфейс внешней памяти чипа 128-битный и предназначен для использования либо SDRAM , либо SGRAM . Matrox выпустила как 16 МБ , так и 32 МБ версии плат G400 и использовала оба типа ОЗУ. Самые медленные модели оснащены 166 МГц SDRAM, в то время как самая быстрая (G400 MAX) использует 200 МГц SGRAM. G400MAX имела самую высокую пропускную способность памяти среди всех карт до выпуска версии NVIDIA GeForce 256 с DDR .

Возможно, самой примечательной особенностью G400 является его способность управлять двумя отдельными мониторами для отображения одного рабочего стола. Эта функция известна как «DualHead» и была решающим преимуществом Matrox над конкурентами карты в то время. Возможность DualHead предлагала не только расширение рабочего стола, но и клонирование рабочего стола (два экрана, показывающие одно и то же) и специальный режим «DVDMAX», который выводит видеоналожения на второй монитор. Отмеченные наградами драйверы дисплея Powerdesk от Matrox и панель управления интегрировали Dualhead очень гибким и функциональным способом, который стал всемирно известным благодаря своей эффективности. Однако, вопреки названию видеорежима, G400 не поддерживает полное аппаратное ускорение декодирования DVD. G400 имеет частичную поддержку процесса декодирования видео DVD, но он не выполняет обратное дискретное косинусное преобразование IDCT или аппаратную компенсацию движения (два самых требовательных этапа процесса).

Чип G400 поддерживает на аппаратном уровне метод детализации поверхности на основе текстур, называемый Environment Mapped Bump Mapping (EMBM). EMBM был фактически создан BitBoys Oy и лицензирован Matrox. EMBM не поддерживался несколькими конкурентами, такими как GeForce 256 от NVIDIA до GeForce 2 , которые поддерживали только более простой Dot-3 BM, но был доступен на ATI Radeon (R100) (позже переименованном в Radeon 7200) . Из-за отсутствия общеотраслевой поддержки и его влияния на ограниченное графическое оборудование того времени, EMBM нашел лишь ограниченное применение во времена G400. Только несколько игр поддерживали эту функцию, такие как Dungeon Keeper 2 и Millennium Soldier: Expendable . Для вычислений EMBM требуется либо специализированное аппаратное обеспечение внутри чипа, либо более гибкий и программируемый графический конвейер, такой как более поздние ускорители DirectX 8.0, такие как GeForce 3 и Radeon 8500 .

Конвейерный рендеринг G400 использует то, что Matrox назвала "Vibrant Color Quality 2" (VCQ2), функционал, в котором все внутренние 3D-вычисления выполняются с 32-битной точностью. Цель состояла в том, чтобы предотвратить сглаживание и другие артефакты, вызванные недостаточной точностью при выполнении вычислений. Результатом стали наилучшие качественные 16-битные и 32-битные цветовые режимы, доступные в то время.

Matrox был известен своим качественным аналоговым выводом на предыдущих картах, и G400 не является исключением. G400 был эталоном качества сигнала в течение нескольких лет, значительно превосходя некоторых конкурентов (особенно карты NVIDIA до GeForce4 ). В то время как многие карты были парализованы размытым выводом, особенно с ростом разрешения и частоты обновления , карты Matrox обеспечивали очень четкие и ясные изображения.

G400 — первая плата Matrox, совместимая с AGP 4X. Большинство плат G400 (REV. A) на самом деле поддерживают только режим 2X, но существуют более поздние версии (REV. B), которые полностью совместимы с 4X и работают на более высокой скорости, если материнская плата поддерживает это.

G400 был известен своей особой зависимостью от центрального процессора хост-системы для высокой производительности в 3D. Это было связано как с его архитектурой, так и с плохими драйверами, на которые он полагался большую часть своей жизни (особенно OpenGL ICD). Что касается его аппаратного обеспечения, то механизм настройки треугольников G400, по иронии судьбы называемый «Warp Engine», был несколько медленнее, чем аналоги на платах конкурентов. Однако механизм Warp был программируемым, что теоретически повышало гибкость чипа. К сожалению, Matrox никогда подробно не описывал функциональность этого компонента, поэтому о нем мало что известно.

Как уже говорилось ранее, G400 при запуске страдал от проблем с драйверами. Хотя его производительность Direct3D была достойной восхищения, его компонент устанавливаемого клиентского драйвера OpenGL (ICD) был очень плохим. Ситуация была пугающе похожа на то, что произошло со старым G200, с его почти полным отсутствием надежной поддержки OpenGL. Matrox ясно дала понять, что они привержены поддержке OpenGL, однако, и разработка быстро продвигалась. G400 изначально был запущен с драйвером-оболочкой OpenGL в Direct3D , как G200, который транслировал вызовы OpenGL приложения в Direct3D (медленное и глючное решение). В конце концов был выпущен собственный драйвер OpenGL под названием «TurboGL», но он был разработан только для поддержки нескольких популярных игр того времени (например, Quake3 ). Этот драйвер был предшественником полностью функционального драйвера OpenGL ICD, быстрой разработки для скорейшего повышения производительности путем предложения временного решения. Поскольку TurboGL не поддерживал все приложения OpenGL, по сути это был "Mini ICD", очень похожий на тот, который 3DFX использовала со своими платами Voodoo. TurboGL включал поддержку новых на тот момент технологий SIMD от AMD и Intel , включая SSE1 и 3DNow!. В середине 2000 года G400 получил полностью совместимый OpenGL ICD, который обеспечивал приемлемую производительность в большинстве программ, поддерживающих OpenGL. G400 постоянно получал официальные обновления драйверов вплоть до 2006 года.

Даже при первоначальных трудностях с драйверами Matrox G400 была очень конкурентоспособной. Производительность 2D и Direct3D была более чем конкурентоспособной с NVIDIA RIVA TNT2 , 3dfx Voodoo3 и ATI Rage 128 Pro . Фактически, до выпуска NVIDIA GeForce 256 , которая поддерживала преобразование Direct3D 7.0 и ускорение освещения , Millennium G400 MAX была достойной картой Direct3D, конкурентоспособной с Voodoo3 3500 и TNT2 Ultra. 3dfx имела преимущество в некоторых играх благодаря своему API Glide с низкими накладными расходами , а NVIDIA долгое время была королем OpenGL.

Matrox прекратил поддержку Marvel G400-TV на ранней стадии, поскольку не было возможности сделать его полностью функциональным в Windows 2000. Проблема была в чипе Zoran, который использовался для аппаратного сжатия видео MJPEG на карте Marvel G400. Matrox несколько месяцев пытался сделать стабильные драйверы, но безуспешно. Пользователь Matrox под именем Adis взломал оригинальные драйверы, чтобы карта работала под Windows 2000. ^{[1] [2] [3]} Позже драйвер был обновлен для Windows XP , а затем для Windows Server 2003. Видеозахват был возможен, но драйверы по-прежнему основаны на VfW . Аппаратный захват MJPEG может быть нестабильным, но программное сжатие с использованием хорошего видеокодека в любом случае дает гораздо лучшие результаты. Для этой карты нет доступных драйверов WDM .

Осенью 2000 года Matrox представила чип G450 (кодовое название Condor) в качестве преемника линейки G400. Как и G250 был для G200 , G450 был в первую очередь усадкой ядра G400 с 250 нм процесса изготовления полупроводников до 180 нм. Уменьшая ядро, снижаются затраты, поскольку на заводе изготавливается больше чипов на пластину, и Matrox может потратить время на исправление более ранних ошибок в ядре и обрезку или добавление новых функций. Matrox разогнала ядро ​​G450 до 125 МГц, как и обычный G400. Тесты разгона показали, что ядро ​​не смогло достичь более высоких скоростей, чем G400, даже несмотря на то, что оно было изготовлено по более новому процессу. ^[4]

Возможно, самым большим дополнением к G450 стало то, что Matrox переместила ранее внешний второй RAMDAC для второго разъема монитора (DualHead) в сам чип G450. Скорости RAMDAC все еще были разными: основной работал на превосходной частоте 360 МГц, а вторичный — всего на 230 МГц. Это означало, что основной монитор мог работать с гораздо более высокими разрешениями и частотами обновления , чем вторичный. Это было так же, как и у G400. G450 также имел собственную поддержку сигналов TMDS и, следовательно, DVI , но это не был стандартный разъем. Платы поставлялись с двумя аналоговыми разъемами VGA .

G450 был адаптирован для использования интерфейса памяти DDR SDRAM вместо старых односкоростных (SDR) SGRAM и SDRAM, используемых в G400. Сделав это, они смогли перейти на 64-битную шину памяти и использовать память DDR для выравнивания предыдущей пропускной способности памяти, снова синхронизировав ОЗУ на частоте 166 МГц. 64-битная шина снижает сложность платы (и стоимость), поскольку необходимо использовать меньше трассировок , и потенциально количество выводов графического процессора может быть значительно уменьшено, если чип разработан только для 64-битной шины. Однако DDR имеет более высокую собственную задержку, чем SDR, учитывая ту же пропускную способность, поэтому производительность несколько снизилась. ^[4]

Новый G450 снова имел поддержку AGP 4X, как и некоторые более поздние платы G400. 3D-возможности G450 были идентичны G400. К сожалению, из-за одинаковой частоты ядра и из-за более низкой пропускной способности памяти G450 был медленнее G400 в играх. ^[5]

Marvel G450 eTV не только имел ТВ-тюнер, но и был стартовой площадкой для нового усовершенствования eDualHead с двумя дисплеями от Matrox. Он добавил несколько новых функций в DualHead, которые работали с Internet Explorer , чтобы страницы отображались на обоих экранах одновременно. ^[6]

Процессор MGA-G550 добавил второй пиксельный конвейер, аппаратное преобразование и освещение, а также HeadCasting Engine, аппаратную реализацию вершинного шейдера для ускоренного скиннинга палитры матрицы. Он делает это, улучшая 96 константных регистров, указанных для DirectX 8.0, до общего числа 256. Несмотря на эту функцию, она недоступна драйверу DirectX. Matrox поддерживает функцию HeadCasting только через встроенное программное обеспечение Matrox Digimask, которое так и не стало популярным. ^[7]

13 июля 2005 г. компания Matrox Graphics Inc. объявила о выпуске Millennium G550 PCIe — первой в мире графической карты PCI Express x1. ^[8] Карта использует контроллер моста Texas Instruments XIO2000 для достижения поддержки PCI Express. ^[9]

В результатах анализа выпуска графических драйверов Matrox (MGA64.sys v4.77.027) упоминается никогда не выпускавшийся Matrox Millennium G800. ^{[10] [11]} MGA-G800 под кодовым названием Condor 2 должен был работать на частоте ядра 200 МГц с памятью DDR 200 МГц (пропускная способность 6,4 ГБ/с). Чип имел 3 пиксельных конвейера с 3 текстурными блоками каждый. Он также был оснащен аппаратным блоком преобразования и освещения, способным обрабатывать 20–30 миллионов треугольников в секунду. Дальнейшие предположения включали контроллер памяти, который мог бы поддерживать DDR SDRAM и DDR FC-RAM, соответствие DirectX 8.0 и более быструю версию, работающую на частоте 250 МГц. Эти характеристики несколько напоминают Matrox Parhelia , поскольку Parhelia представляет собой 4-конвейерный графический процессор DirectX 8 с 4 текстурными блоками на конвейер.

• Обзор Matrox G400 от FiringSquad
• архив последнего пути назад Matrox Guide to EMBM (Environment Mapped Bump Mapping)
• Matrox Millennium G450 в Digit-Life.
• Обзор Matrox Millennium G450 на Firingsquad.
• Центр ресурсов пользователей Matrox
• Обзор G400 от Tom's Hardware