Введение

Американская компьютерная компания 3dfx Interactive, Inc. была американской компанией, специализирующейся на производстве компьютерного оборудования, со штаб-квартирой в Сан-Хосе, штат Калифорния. Компания была основана в 1994 году и занималась производством 3D-графических процессоров, а позднее – видеокарт. Она стала пионером в этой области в период с конца 1990-х по 2000 год. Первым продуктом компании стала Voodoo Graphics – плата расширения, реализовавшая аппаратное ускорение 3D-графики. Аппаратное ускорение поддерживало только 3D-рендеринг, полагаясь на текущую видеокарту ПК для 2D-поддержки. Несмотря на это ограничение, продукты Voodoo Graphics и Voodoo2 были популярны. Для 3D-игр стало стандартом предлагать поддержку API Glide, разработанного компанией 3dfx. Успех продуктов компании возродил интерес к 3D-играм, и во второй половине 1990-х годов стали появляться продукты, сочетающие 2D-вывод с приемлемой 3D-производительностью. Этот процесс ускорился с появлением Direct3D от Microsoft, который предоставил единый высокопроизводительный API, который можно было реализовать на этих картах, что серьезно подорвало ценность Glide. Несмотря на то, что 3dfx продолжала предлагать высокопроизводительные решения, их привлекательность снизилась. 3dfx быстро пришла в упадок в конце 1990-х годов, и 15 декабря 2000 года большая часть активов компании была приобретена корпорацией Nvidia, в основном для получения прав на интеллектуальную собственность. 3dfx прекратила поддержку своих продуктов 15 февраля 2001 года и объявила о банкротстве 15 октября 2002 года. 3dfx выпустила свой первый продукт – 3D-чип Voodoo Graphics – в производство 6 ноября 1995 года. Чип представляет собой 3D-ускоритель VGA, поддерживающий такие методы рендеринга, как текстурирование с точечной выборкой, Z-буфер и двойная буферизация, затенение Гуро, коррекция субпикселей, альфа-композитинг и сглаживание. Вместе с чипом был представлен Glide API от 3dfx, разработанный для полного использования возможностей Voodoo Graphics. Компания заявила, что Glide был создан из-за того, что ни один из существующих API того времени не мог в полной мере использовать возможности чипа. DirectX 3.0 был признан недостаточным, а OpenGL – подходящим только для CAD/CAM-станций. Первой графической картой, использующей чип, стала Righteous 3D от Orchid Technology, выпущенная 7 октября 1996 года. Компания производила только чипы и некоторые эталонные платы и изначально не продавала продукты напрямую потребителям, а выступала в качестве поставщика OEM для компаний, производящих графические карты, которые самостоятельно разрабатывали, производили, продавали и реализовывали свои собственные графические карты, включая чипсет Voodoo. 3dfx впервые приобрела известность на рынке аркадных автоматов. Первым аркадным автоматом, в котором использовалось оборудование 3dfx Voodoo Graphics, была бейсбольная игра 1996 года с контроллером в виде биты и технологией определения движения под названием ICE Home Run Derby. Позже в том же году она была использована в более популярных играх, таких как San Francisco Rush от Atari и Wayne Gretzky’s 3D Hockey. 3dfx также разработала MiniGL после того, как Джон Кармак из id Software выпустил версию Quake 1997 года, использующую API OpenGL. MiniGL транслировал команды OpenGL в Glide, что дало 3dfx преимущество как единственной компании по производству потребительских чипов, предоставлявшей функциональный драйвер графической библиотеки до 1998 года.

Вход на потребительский рынок

К концу 1995 года стоимость DRAM значительно снизилась, и 3dfx смогла выйти на рынок потребительского ПК с агрессивными ценами по сравнению с немногими предыдущими 3D-графическими решениями для компьютеров. До появления доступного 3D-оборудования такие игры, как Doom и Quake, заставляли игроков переходить с 80386 на 80486, а затем на Pentium. К концу 1997 года Voodoo Graphics был самым распространенным 3D-ускорителем среди потребителей и разработчиков программного обеспечения. Sega выбрала чипсет PowerVR от NEC для своей игровой консоли, хотя все еще планировала приобрести права на технологию 3dfx, чтобы не допустить ее приобретения конкурентами. 3dfx заявила, что Sega до сих пор не предоставила объяснений, почему контракт был расторгнут или почему был выбран ускоритель NEC вместо 3dfx. По словам Дейла Форда, старшего аналитика Dataquest, исследовательской компании из Сан-Хосе, штат Калифорния, на решение Sega перейти на NEC могло повлиять несколько факторов, включая подтвержденный опыт NEC в поставках чипсетов для Nintendo 64 и продемонстрированную способность быстро нарастить производство в случае необходимости. "Это высококонкурентный рынок с постоянными ценовыми войнами, и, похоже, после оценки различных вариантов и их последствий Sega приняла решение, которое, по ее мнению, было наилучшим для долгосрочной перспективы компании", – сказал г-н Форд. "Sega должна предпринять значительные шаги, чтобы оставаться конкурентоспособной, и сделать это нужно быстро. Пока неясно, пойдет ли речь о выпуске новой домашней консоли или о переходе исключительно в область PC-игр". Sega быстро отказалась от разработки "Blackbelt" от 3dfx и использовала "Katana" на базе NEC в качестве прототипа для продукта, который был выпущен и продан как Dreamcast. 3dfx подала в суд на Sega за нарушение контракта, обвинив компанию в том, что она начала сделку недобросовестно, чтобы получить доступ к технологии 3dfx. Дело было урегулировано в досудебном порядке.

Развитие Rampage

В начале 1998 года компания 3dfx начала новый проект разработки. Проект Rampage представлял собой новую технологию для использования в новой графической карте, разработка которой должна была занять около двух лет и, как ожидалось, обеспечит преимущество над конкурентами на несколько лет после выхода. Летом 1998 года компания наняла команды аппаратных и программных разработчиков в Остине, штат Техас, для создания 2D и 3D драйверов устройств Windows для Rampage. Аппаратная команда в Остине первоначально занималась Rampage, но затем переключилась на разработку движков трансформации и освещения (T&L) и технологии декодирования MPEG.

Приобретение STB

3dfx объявила в январе 1999 года, что продажи их карт Banshee составили около одного миллиона единиц. В то время как Nvidia еще не выпустила продукт на рынке дискретных видеокарт, который продавался бы так же хорошо, как линейка Voodoo от 3dfx, компания укрепляла свои позиции на рынке OEM. Nvidia RIVA TNT была схожим, высокоинтегрированным продуктом, обладавшим двумя ключевыми преимуществами – более высокой 3D-производительностью и поддержкой 32-битного 3D-цвета. 3dfx, напротив, имела весьма ограниченные продажи OEM, поскольку Banshee была принята лишь небольшим числом производителей. Непосредственно перед запуском Voodoo3, 3dfx совершила значительный стратегический шаг, приобретя STB Systems 14 декабря 1998 года за 141 миллион долларов США. STB Systems в то время была одним из крупнейших производителей видеокарт; целью было, чтобы 3dfx начала самостоятельно производить, продавать и продвигать свои видеокарты, а не ограничиваться ролью поставщика OEM. Приобретение STB должно было предоставить 3dfx доступ к значительным ресурсам и каналам продаж этой компании, однако ожидаемые преимущества так и не были реализованы. Обе корпорации сильно различались по культуре и структуре и не смогли эффективно интегрироваться. STB, до приобретения 3dfx, также обращалась в Nvidia с предложением о возможном поглощении. В то время STB являлась крупнейшим клиентом Nvidia и практически не сотрудничала с 3dfx. Руководство 3dfx ошибочно полагало, что приобретение STB обеспечит победу в тендерах OEM и позволит преодолеть ограничения продуктов за счет опыта STB в поддержке циклов продаж и проектирования для OEM. Nvidia отказалась от приобретения STB и решила продолжать поддерживать множество брендов производителей видеокарт. После приобретения STB компанией 3dfx, Nvidia сосредоточилась на роли виртуального производителя видеокарт для OEM и укрепила свои позиции в продаже готовых к производству референсных дизайнов OEM. Производственное предприятие STB в Хуаресе, Мексика, не могло конкурировать по стоимости и качеству с быстрорастущими производителями оригинального дизайна (ODM) и контрактными производителями электроники (CEM), поставлявшими решения в Азии для Nvidia. До завершения слияния с STB, некоторые OEM-партнеры 3dfx предупредили компанию, что любая продукция из Хуареса не будет признана пригодной для установки в их системы, однако руководство 3dfx считало, что эти проблемы можно будет решить со временем. Эти клиенты в основном перешли на продукцию Nvidia и отказались от использования карт 3dfx. Приобретение STB стало одним из ключевых факторов, приведших к краху 3dfx; Voodoo 3 стала первым чипом 3dfx, разработанным собственными силами, а не сторонними производителями, которые являлись значительным источником дохода для компании. Эти сторонние производители превратились в конкурентов и начали закупать графические чипы у Nvidia. Это также оттолкнуло оставшихся OEM-клиентов 3dfx, поскольку у них был единственный поставщик продукции 3dfx, и они не могли выбирать OEM для обеспечения ценовой гибкости. С приобретением STB, 3dfx выпустила две карты, ориентированные на бюджетный сегмент: Velocity 100 с 8 МБ SDRAM и Velocity 200 с 16 МБ SGRAM. Обе карты использовали чипсет на базе Voodoo3 2000, и утверждалось, что они были "замедленными". Однако тестирование показало, что чипсет Velocity 100 имеет ту же тактовую частоту, что и стандартный Voodoo3 2000 – 143 МГц, и что, хотя один из двух TMU отключен в приложениях OpenGL и Glide для управления памятью, его можно повторно включить для повышения производительности этих приложений, и AnandTech не обнаружил никаких побочных эффектов от включения этого компонента. Поскольку 3dfx сосредоточилась на розничном рынке видеокарт, дальнейшее проникновение в OEM-сегмент было ограничено. Важным требованием OEM-бизнеса была возможность последовательно выпускать новые продукты в шестимесячном цикле обновления, необходимом производителям компьютеров; 3dfx не обладала необходимой методологией и подходом для работы с этой бизнес-моделью. В конечном итоге, 3dfx решила стать розничным дистрибьютором, производящим собственные брендированные продукты.

Задержки

Конечным продуктом компании было кодовое название Napalm. Изначально это была модификация Voodoo3, предназначенная для поддержки новых технологий и более высоких тактовых частот, с производительностью, оцениваемой примерно на уровне RIVA TNT2. Однако разработка Napalm была задержана, и в это время Nvidia представила свой революционный чип GeForce 256, который переложил еще большую часть вычислительной нагрузки с центрального процессора на графический. Napalm не смог бы конкурировать с GeForce, поэтому его перепроектировали для поддержки многочиповых конфигураций, как это было реализовано в Voodoo2. Конечным продуктом стало VSA 100, где VSA расшифровывается как Voodoo Scalable Architecture (масштабируемая архитектура Voodoo). 3dfx наконец-то создала продукт, способный превзойти GeForce. Однако к моменту выхода на рынок карт на базе VSA 100, появились GeForce 2 и ATI Radeon, предлагавшие более высокую производительность за ту же цену. Единственным реальным преимуществом Voodoo 5 5500 над GeForce 2 GTS или Radeon была его превосходная реализация пространственного сглаживания (anti-aliasing) и тот факт, что, в отличие от конкурентов, он не демонстрировал столь значительного падения производительности при включенном сглаживании. 3dfx прекрасно осознавала недостаток скорости Voodoo 5, поэтому позиционировала его как продукт, делающий ставку на качество, а не на скорость, что было противоположно маркетинговой стратегии Voodoo 3, которая акцентировала внимание на чистой производительности в ущерб функциональности. Продажи 5500 были неплохими, но объемы оказались недостаточными для поддержания финансовой устойчивости 3dfx.

GigaPixel и неплатежеспособность

28 марта 2000 года 3dfx приобрела GigaPixel за 186 миллионов долларов США, чтобы ускорить вывод на рынок своего продукта Rampage. Ранее GigaPixel почти выиграла контракт на создание консоли Xbox для Microsoft, но уступила Nvidia. Однако в конце 2000 года, вскоре после запуска Voodoo 4, несколько кредиторов 3dfx решили инициировать процедуру банкротства. У 3dfx в целом практически не было бы шансов успешно оспорить эти действия, и компания предпочла продать свои активы Nvidia, фактически прекратив своё существование. Разрешение и законность этих соглашений (в отношении покупки, кредиторов 3dfx и процедуры банкротства) рассматривались в судах до 2009 года, почти через девять лет после продажи. Большинство инженеров и дизайнеров, работавших над Rampage/Sage и оставшихся после перехода, были приглашены и остались в компании для работы над серией GeForce FX. Другие устроились в ATI, чтобы применить свои знания при создании серии видеокарт X и разработке Crossfire – собственной версии SLI. Прототипы карт Spectre 1000 были доставлены разработчикам программного обеспечения за несколько дней до объявления о банкротстве. Программная команда разработала как драйверы устройств, так и программную эмуляцию функционала Rampage, обеспечивающую двоичную совместимость. Таким образом, рабочие драйверы устройств Windows NT появились в течение нескольких дней после включения системы Rampage во вторую неделю декабря 2000 года. К моменту приобретения Nvidia, 3dfx уже разрабатывала преемников Spectre: "Fear", основанный на Rampage следующего поколения под названием Fusion, и Sage2. "Mojo" должен был объединить оба чипа в одном кристалле, реализовать тайловый рендеринг и продемонстрировать передовые технологии, полученные при приобретении GigaPixel. Невыпущенная карта Spectre 1000, основанная на Rampage, в конечном итоге была слита в сеть и протестирована. Результаты показали, что ей было бы сложно конкурировать с уже выпущенной Nvidia GeForce 256, однако предлагаемые карты Spectre 2000 и Spectre 3000, сочетавшие в себе блоки Rampage и Sage, могли бы лидировать на рынке до конца 2002 года, опережая серию GeForce 4 от Nvidia. После приобретения интеллектуальной собственности 3dfx, Nvidia объявила об отказе от технической поддержки продуктов 3dfx. По состоянию на 2019 год драйверы и поддержка по-прежнему доступны на сайтах сообщества. Однако, хотя драйверы и работоспособны, они не имеют официальной поддержки производителя и считаются бета-версиями. В течение ограниченного времени Nvidia предлагала программу обмена карт 3dfx на карты Nvidia сопоставимой производительности. 15 декабря 2000 года 3dfx принесла извинения клиентам в финальном пресс-релизе. В 2003 году в сеть просочился исходный код драйверов 3dfx, что привело к созданию фанатских, обновленных драйверов и дальнейшей поддержке. Дело о банкротстве 3dfx рассматривается в Апелляционном суде США по девятому округу, апелляция, номер дела 11–15189. Ниже приводится распоряжение клерка, зарегистрированное в деле:

Хотя 1997 год аналитики отметили как переломный момент для 3dfx благодаря маркетингу под руководством нового генерального директора Грега Балларда, его понимание исследований и разработок в графической индустрии подвергалось критике. На рынок выходили одночиповые 2D/3D-решения, и хотя Баллард осознавал эту необходимость и пытался направить компанию в этом направлении с помощью Voodoo Banshee и Voodoo3, оба этих продукта стоили компании миллионов долларов в потерянных продажах и доле рынка, отвлекая жизненно важные ресурсы от проекта Rampage.

Voodoo Graphics PCI (программа по разработке и использованию видео)

Типичная карта расширения Voodoo Graphics PCI состояла из ЦАП, процессора буфера кадров и устройства отображения текстур, а также 4 МБ EDO DRAM. Оперативная память и графические процессоры работали на частоте 50 МГц. Она обеспечивала только 3D-ускорение, поэтому компьютеру также требовался традиционный видеоконтроллер для стандартного 2D-программного обеспечения. VGA-кабель последовательного подключения соединял видеоконтроллер с Voodoo, которая, в свою очередь, была подключена к монитору. Способ активации выходной схемы Voodoo различался в зависимости от модели карты: некоторые использовали механические реле, а другие – полностью твердотельные компоненты. Механические реле издавали слышимый щелчок при включении и выключении.

Водо-Расс

В августе 1997 года 3dfx выпустила чипсет Voodoo Rush, объединив чип Voodoo с 2D-чипом на одной плате, что позволило отказаться от отдельной VGA-карты. Большинство карт использовали 2D-компонент Alliance Semiconductor AT25/AT3D, но существовали и варианты с чипом Macronix. Первоначально планировалось сотрудничество с Trident, однако такие платы так и не поступили в продажу. Voodoo Rush имел те же характеристики, что и Voodoo Graphics, но демонстрировал более низкую производительность из-за необходимости разделять пропускную способность памяти с CRTC 2D-чипа. Более того, чипсет Voodoo Rush не имел прямого доступа к шине PCI и программировался через связанные регистры 2D-чипа. Как и в случае с Voodoo Graphics, отсутствовал механизм прерываний, поэтому драйверу приходилось опрашивать Voodoo Rush для определения завершения команды. Косвенный доступ через 2D-компонент создавал значительные накладные расходы и приводил к увеличению нагрузки на интерфейс PCI. Типичное снижение производительности составляло около 10% по сравнению с Voodoo Graphics, и было еще более заметным в оконном режиме. Позже компания Hercules выпустила платы Voodoo Rush с 8 МБ видеопамяти и на 10% более высокой тактовой частотой, чтобы попытаться сократить разрыв в производительности. Некоторые производители поставляли в комплекте с картой PC-версию гоночной игры San Francisco Rush от Atari Games, аркадная версия которой использовала слегка улучшенный чипсет Voodoo Graphics с дополнительным блоком текстурирования и увеличенным объемом памяти для текстур. Voodoo Rush стал первым коммерческим провалом 3dfx. Продажи были крайне низкими, и выпуск карт был прекращен в течение года.

Вудю2

3dfx Voodoo2, преемник чипсета Voodoo Graphics, выпущенного в марте 1998 года, имела схожую архитектуру, но в базовой конфигурации была добавлена вторая единица текстурирования, позволяющая отрисовывать две текстуры за один проход. Voodoo2 требовала трех чипов и отдельной VGA-видеокарты, в то время как новые конкурирующие 3D-продукты, такие как ATI Rage Pro, Nvidia RIVA 128 и Rendition Verite 2200, представляли собой решения на одном чипе. Несмотря на некоторые недостатки, такие как 16-битная 3D-рендеризация с использованием дизеринга и ограничение разрешения до 800x600, ни один продукт других производителей не мог обеспечить такую же плавность частоты кадров, как Voodoo2. Это было знаковым (и дорогостоящим) достижением в области компьютерной 3D-графики. Её отличная производительность и признание, полученное благодаря оригинальной Voodoo Graphics, обеспечили ей успех. Многие пользователи даже предпочитали специализированное назначение Voodoo2, поскольку это позволяло им свободно использовать качественную 2D-карту по своему выбору. Некоторые 2D/3D-комбинированные решения того времени предлагали довольно низкое качество и скорость 2D-графики. Voodoo2 представила технологию Scan Line Interleave (SLI), при которой две платы Voodoo2 соединялись вместе, каждая из которых отрисовывала половину строк развертки экрана. Voodoo Banshee поддерживает аппаратное ускорение видео MPEG2.

Вудю3

Voodoo 3 позиционировалась как видеокарта, которая сделает 3dfx бесспорным лидером, но реальный продукт оказался ниже ожиданий. Хотя она все еще оставалась самой быстрой, незначительно опережая RIVA TNT2, Voodoo3 не поддерживала 32-битную глубину цвета и большие текстуры. Несмотря на то, что в то время немногие игры поддерживали большие текстуры и 32-битную глубину цвета, а те, что поддерживали, обычно были слишком требовательны для комфортной частоты кадров, характеристики "поддержка 32-битной глубины цвета" и "текстуры 2048×2048" выглядели гораздо более впечатляюще на бумаге, чем 16-битная глубина цвета и текстуры 256×256. Voodoo3 продавалась относительно неплохо, но разочаровала по сравнению с первыми двумя моделями, и 3dfx потеряла лидерство на рынке в пользу Nvidia. Когда разработчики игр перешли на DirectX и OpenGL, которые стали отраслевым стандартом и набирали популярность, 3dfx опубликовала свой Glide API под лицензией General Public License 6 декабря 1999 года. Единственным другим представителем линейки Voodoo 5, Voodoo 4 4500, была такая же неудача, как и Voodoo Rush, из-за производительности, значительно уступающей конкурентам в ее ценовом сегменте, и позднего выхода на рынок. Voodoo 4 уступала практически во всем GeForce 2 MX — недорогой плате, продаваемой в основном как OEM-компонент для производителей компьютеров, — и Radeon VE. Одной из особенностей Voodoo 4 и 5 было наличие как VGA, так и DVI разъемов в версиях для Macintosh, в то время как версии для ПК имели только VGA. Кроме того, версии Voodoo 4 и 5 для Mac имели недостаток: они не поддерживали аппаратное ускорение декодирования MPEG2, что затрудняло воспроизведение DVD-дисков на Mac с графической картой Voodoo. Voodoo 5 6000 так и не поступила в продажу из-за серьезной ошибки, вызывавшей повреждение данных на шине AGP на некоторых платах, и была ограничена AGP 2x. Это делало ее несовместимой с новыми материнскими платами Pentium 4. Было выпущено чуть более тысячи экземпляров этой видеокарты. Последующие тесты показали, что Voodoo 5 6000 превосходила не только GeForce 2 GTS и ATI Radeon 7200, но и более быстрые GeForce 2 Ultra и Radeon 7500. В некоторых случаях она успешно конкурировала с GeForce 3, меняясь с ней местами по производительности в различных тестах. Однако чрезмерно высокая стоимость производства карты, особенно из-за использования четырех чипов, внешнего блока питания и 128 МБ VRAM (что сделало бы ее первой потребительской картой с таким объемом памяти), вероятно, снизила бы ее конкурентоспособность.