Historie společností vyrábějících 3D čipy - díl V.: Matrox | Kapitola 3

Parhelia 512

i Zdroj: PCTuning.cz

Za tři čtvrtě roku, v květnu 2002, byl vydán nový čip založený na nové 512-bitové architektuře nazvaný Parhelia. Ještě než se pustím do technologií, chtěl bych poukázat na kritické selhání vedení společnosti, které dokázalo z poměrně nadějného čipu udělat hřebík do rakve společnosti, která byla na trhu zhruba 25 let, zažila vznik všech dnešních společností, přežila pád S3, 3Dfx, svých konkurentů, jakými byli Tseng a Number 9, profesionálních gigantů a la Real 3D a stále pokračovala dál a přinášela lepší a lepší hardware. Parhelia byla bezpochyby druhý nejlepší 3D čip, který Matrox vydal (na svou dobu - za první považuji G400), ale Marketing a vedení ho nebylo schopné využít ani k tomu, aby společnost přežila a jela dál minimálně stejným tempem jako doposud. V čem byl problém?

Jak jistě sami víte, každý čip s komplexnějším paměťovým subsystémem je na svou dobu nestandardně velký - 256-bitová G400, 512-bitová Parhelia, nebo i současný ATi R520 s 512-bitovým ring-bus. Tento aspekt poměrně zvyšuje spotřebu a tepelné vyzařování čipu, což snižuje dosažitelné taktovací frekvence a tím i výsledný výkon. Nějakou dobu trvá, než se výroba vychytá, aby bylo možné dosáhnout stabilně vysokých frekvencí.

i Zdroj: PCTuning.cz

Při výrobě každého čipu může dojít i k chybám, které způsobí, že některá část čipu nefunguje tak, jak bylo zamýšleno.

Tyto dva problémy se samozřejmě mohou sejít a v případě Parhelie se opravdu sešly. Tento grafický čip nabízel novou adaptivní metodu anti-aliasingu nazvanou Fragment Anti-Aliasing (FAA), která nabízela velmi slušnou kvalitu obrazu na úkor minimálního propadu ve výkonu. Problém ovšem byl, že první revize čipu obsahovala chybu, díky níž nebylo možné FAA aktivovat ve hrách, které používaly Stencil Buffer.

i Zdroj: PCTuning.cz

Matrox Parhelia 128MB
- zdroj: http://www.gamepc.com/ -

Dohromady to znamená, že první funkční revize čipu Parhelia ohledně FAA nefungovala tak, jak bylo zamýšleno a za druhé nebyla schopna běhat na frekvenci, se kterou se původně počítalo. Vedení muselo rozhodnout, zda vydat čip ve stávající podobě, nebo vydání o tři měsíce odložit, upravit a nabídnout výkonnější verzi s plně funkčním FAA. Vedení se bohužel rozhodlo pro první možnost. A to byla velká chyba. Krom toho, že byly stanoveny nižší oficiální frekvence, je nakonec stejně Matrox nedodržoval a karty taktoval ještě níž. Výsledný výkon nenadchl a FAA, který měl být jedním z největších marketingových taháků této novinky, nefungoval jak měl. Jaké byly frekvence ve skutečnosti?

Kvůli nízkým frekvencím byl výkon vydané Parhelie spíše srovnatelný s GeForce 3 (bez Ti) nebo s Radeon 8500LE. Cena ale odpovídala tehdy nejvýkonnější GeForce 4 Ti4600. Pokud by FAA alespoň fungoval ve všech hrách, mohl marketing Matroxu využít jeho výkonu a kvality a prohlásit, že při FSAA (tzn. v režimu kvality, který je klíčovým prvkem pro nejvyšší cenový segment) nabízí Matrox Parhelia nejvyšší výkon i kvalitu ze všech dostupných karet. Realita dopadla jinak. Vedení Matroxu rozjelo výrobu založenou na původní revizi čipu a mezitím se měla připravit vylepšená revize. Někdo ale značně přestřelil odhad potřebného množství čipů, takže sklady Matroxu skončily plné karet s horšími čipy, které se neprodávaly po desetitisících, ale na kusy. Dovršením tohoto neúspěchu bylo rozhodnutí nezačít s výrobou nové revize, dokud se původní nevyprodá. Zájem o Parhelii se špatným poměrem cena/výkon nebyl valný, a tak netrvalo dlouho a Matrox přehodnotil její postavení na trhu. Z herní karty se rázem stala profesionální 2D karta. Tím byly definitivně rozptýleny zbytky zájmu ze strany hráčů.

Parhelii provázela jedna nepříjemná kauza za druhou:

• oficiální frekvence o 10-15% nižší, než Matrox původně uvedl
• reálná frekvence o 5-10% nižší, než Matrox oficiálně uvedl
• jen částečně funkční FAA
• koncem roku 2003 zrušena softwarová podpora pro DirectX 9 vertex shadery
• kauza s výstupními filtry*

* tato kauza zřejmě unikla pozornosti našich a možná i západních hardwarových serverů; byla řešena především na (dnes již nefungujícím) webu DarkCrow, kde upozornili, že součástky použité pro výstupní filtry na první sérii karet (kterou Matrox poskytoval na recenze a na něž měl certifikáty a oficiální testy, kterými dokazoval nejvyšší kvalitu analogového výstupu na trhu) byly  použity pouze na první sérii, kdežto prodávané karty měly jiné součástky. 

Přesto všechno byla Parhelia 512 v mnoha ohledech velice dobrý čip. Ačkoli nepodporovala žádné HSR (nevykreslovaní povrchů, které ve výsledné scéně nejsou vidět), měla velmi slušný výkon. To bylo z valné části způsobeno obrovským fillrate při multitexturingu - každá ze čtyř pipeline obsahovala čtyři texturovací jednotky, historické maximum ze všech 3D akcelerátorů, což znamená teoreticky minimální pokles výkonu při multitexturingu nebo trilineární filtraci. Přestože pixel pipelines splňovaly specifikace pro pixel shader první generace, vertex shadery odpovídaly SM2.0 a podporovaly dokonce vertex texturing (displacement mapping).

i Zdroj: PCTuning.cz

Schéma Matrox FAA - kliknutím zvětšíte
- zdroj: http://www.ixbt.com/ -

Asi nejzajímavější technologií 3D jádra byla vyhlazovací metoda nazvaná Fragment AntiAliasing (FAA), kterou bychom mohli řadit mezi formy adaptivního antialiasingu. FAA detekoval a vyhlazoval siluety objektů a částečně i hrany polygonů, ale ne ve všech případech. Na vybraných oblastech (kterých bylo obvykle kolem 5% z plochy celého obrazu) byl proveden SuperSampling OG 16x, ovšem na úrovni jádra; nezatěžovala se paměťová sběrnice jako při běžném SS (případně MS).

Parhelia II (AGP 8x)

i Zdroj: PCTuning.cz

Matrox Parhelia AGP 8x 128MB
- zdroj: http://www.compuzone.co.kr/ -

Téměř po dvou letech (kdy už byla zřejmě valná část původních čipů prodaná) se na trh začala pomalu dostávat nová verze čipu. Není mi známo přesné datum s největší pravděpodobností jde o jaro 2004 (březen?), přechod na nový čip proběhl úplně v tichosti - žádné velké uvedení, žádná recenze, prostě nic. Pouze v cenících se objevila "Parhelia AGP 8x". A to byla další chyba. Nová verze čipu měla vylepšený TAA (tzn. alespoň teoreticky by měl fungovat ve všech hrách), integrovanou podporu pro AGP 8x a vyšší frekvence jádra i pamětí:

Tyto o 20% vyšší frekvence má karta na rozdíl od původního modelu i ve skutečnosti, takže v případě, kdy není limitována procesorem, je o 20% rychlejší než původní verze. Pokud to srovnáme s ATi nebo nVidií, které udělají humbuk i kvůli kartě taktované o 5-10% rychleji, pak je záhadou, proč se Matrox neozval. Tímto krokem se totiž Parhelia dostala na úroveň GeForce 4Ti. Pokud by Matrox místo vydání původní verze raději pár měsíců počkal a vydal rovnou plně funkční a rychlou revizi, mohl být dnes někde jinde.

Osobně mohu potvrdit, že mnohé relativně moderní hry, které nemají přehnané hardwarové nároky, běhají na této Parhelii plynule včetně FAA 16x (HalfLife 2, UT200x apod.)

i Zdroj: PCTuning.cz

Matrox Parhelia AGP 8x 256MB
- zdroj: http://www.euclid.ru/ -

Krom klasické 128MB přišla na trh i 256MB verze, jejíž oficiální cena je i v dnešní době na úrovni nového Radeonu X1800XT 512MB. 

Parhelia LX

Parhelia LX je grafický čip vycházející z Parhelie AGP 8x určený pro nižší cenu. Jde de-facto o "polovinu" původního čipu. 2 pixel pipelines a 128bit sběrnice. Výčet funkcí je prakticky stejný, liší se až výsledné provedení:

Millenium P650

i Zdroj: PCTuning.cz

Millenium P650
- zdroj: http://www.levi.cz/ -

Millenium P650 označuje verzi, která podle původních specifikací nabízela dual-head a používala velký pasivní chladič (nehlučná). Pozdější verze podporuje i výstup na tři monitory. Taktovací frekvence mi nejsou známy, ale pravděpodobně budou do 200MHz pro jádro a 200-250MHz pro paměti.

Millenium P750

i Zdroj: PCTuning.cz

Millenium P750
- zdroj: http://www.levi.cz/ -

P750 nabízela od uvedení výstup na tři monitory, jinak se od P650 prakticky neliší. Používá aktivní chladič. Takt pamětí je uváděn na 275MHz, ale reálně běží na 250MHz. Jádro 200MHz

Od vydání Parhelia LX už dochází pouze k reedicím předchozích karet - obvykle se liší možnostmi výstupu (vyšší rozlišení, výstupy pro speciální displeje, černobílý výstup, HDTV výstup), nebo použitou sběrnicí (PCI-E 1x, PEG 16x, PCI-X, AGP4x, AGP8x), případně rozměrem PCB (low-profile).

PCIe 1x series

i Zdroj: PCTuning.cz

Millenium G550 PCIe 1x
- zdroj: http://pc.watch.impress.co.jp/ -

Letos v létě vydal Matrox sérii grafických karet pro rozhraní PCIe 1x. Tyto karty jsou založeny na starším jádru G550 a díky můstku Texas Instruments PXIO2000 umožňují systém s PCIe 1x konektorem rozšířit o další 2x monitory.

i Zdroj: PCTuning.cz

Millenium G550 PCIe 1x LP
- zdroj: http://www.cdr.cz/ -

V červnu byla vydána základní verze, začátkem srpna přibylo ještě low-profile provedení (výše).

Možnosti výstupu některých grafických karet společnosti Matrox

Galerie

i Zdroj: PCTuning.cz	i Zdroj: PCTuning.cz
Parhelia 128MB AGP4x	Parhelia 128MB AGP8x
i Zdroj: PCTuning.cz	i Zdroj: PCTuning.cz
Parhelia 256MB AGP8x	Parhelia Precision SGT (kvalitní černobílý výstup)
i Zdroj: PCTuning.cz	i Zdroj: PCTuning.cz
Parhelia HR256	Parhelia DL256
i Zdroj: PCTuning.cz	i Zdroj: PCTuning.cz
Parhelia QID PRO	Parhelia PCI (kliknutím zvětšíte)
i Zdroj: PCTuning.cz	i Zdroj: PCTuning.cz
Millenium P650	Millenium P750
i Zdroj: PCTuning.cz	i Zdroj: PCTuning.cz
QID (LX core)	Parhelia APVe (LX core, HDTV)
i Zdroj: PCTuning.cz	i Zdroj: PCTuning.cz
QID LP PCIe (LX core)	QID LP PCI (LX core)
i Zdroj: PCTuning.cz	i Zdroj: PCTuning.cz
Millenium P650 LP PCIe (LX core)	Millenium P650 PCIe (LX core)

Závěr

Velice rád bych se mýlil, ale myslím si, že Parhelia LX je poslední 3D jádro Matroxu na hodně dlouhou dobu. Po fiasku s Parhelií zřejmě nějaký chytrák ve vedení Matroxu shledal, že za neúspěch může 3D vývoj, a tak byl 3D vývoj společnosti Matrox prakticky rozpuštěn. Ten 3D vývoj, který jako první implementoval 3D do běžné PC grafické karty, ten 3D vývoj, který jako jeden z prvních integroval 32bit rendering do domácí grafické karty, ten 3D vývoj, který vyvinul první grafickou kartu s env. bump-mappingem, první 256-bit grafický čip, první 512-bit grafický čip, první grafickou kartu s 256bit sběrnicí, první (celkem úspěšný) pokus o adaptivní anti-aliasing (FAA)... krátce nato Matrox zeštíhlil i softwarové oddělení.

Zhruba dva roky nebyl vydán žádný nový čip a prakticky všechny "nové" karty jsou založeny na starších jádrech a určeny pro velmi specifické použití. Už se objevují i vtípky na adresu Matroxu, že vývoj nových karet začíná skladník, který podle čipů, jež najde na skladě, vymyslí kartu, která by z nich šla poskládat, poté přijde na účel, ke kterému by se dala použít a novinka je na světě. Je pravda, že mnohá řešení jsou užitečná pro medicínské účely, specializované grafické účely, DTP..., ale toto jsou velmi úzké segmenty trhu, ve kterých se netočí žádné astronomické částky. Takového řešení vydrží mnoho let, není třeba jej upgradovat, tzn. že nejde ani o stabilní zdroj příjmů. Sice se Matrox na zmíněných produktech drží již dva roky, ale jak to bude za pět let? Pokud nevyjde nový produkt založený na novém čipu, musí kanadská společnost zákonitě vyčerpat možnosti, které současná Parhelia nabízí a nebude už mít co nabídnout.

Popsaná situace nevypadá pro Matrox nijak růžově. Není-li vyvíjen alespoň nový 2D čip, je možné, že Matrox po čase přestane grafické karty vyrábět úplně a bude se soustředit jen na profesionální video-střižny a řešení podobného typu. Druhá možnost by byl pokus o návrat na 3D trh, což by šlo i bez 3D vývoje, pokud by si Matrox licencoval hotové 3D jádro od nějaké jiné společnosti (např. PowerVR - viz m3D), které by integroval do vlastního čipu. Právě PowerVR je jednou z mála společností, jež je schopna držet po technologické stránce tempo s rozjetým vlakem konkurentů ATi x nVidia - pokud by se po letech nějaká spolupráce Matrox - PowerVR objevila, měli bychom se určitě nač těšit.

Přestože se Matrox posledních deset let snažil prorazit na poli herní grafiky, považovaly se jeho produkty spíš za profesionální 2D řešení. To je trochu škoda, neboť pod touto zástěrkou se skrývaly čipy, jejichž 3D akcelerace nebyla zdaleka tak slabá, jak si mnozí uživatelé myslí a ani tak technologicky nevyhovující, jak se snažila vykreslit konkurence, ba naopak. Za posledních deset let se Matrox téměř 2x dostal na vrchol 3D žebříčku (G200 a Parhelia) a jednou, i když nakrátko, obsadil první místo (G400).

Poděkování bych chtěl věnovat následujícím osobám a webům, bez nichž by tento článek nevznikl, případně neměl stávající rozsah:

ghost
XAN
BOSS

Speciální poděkování si zaslouží Swarm, který mi poskytl velmi cenné informace o nejstarších kartách.

http://www.matrox.cz/
http://www.matrox.com/
http://www.anandtech.com/
http://www.digit-life.com/
http://www.tomshardware.com/
http://www.tomshardware.de/
http://www.levi.cz/
http://www.gothic.cz/
http://www.infomagic.co.jp/
http://www.hal-pc.org/
http://grafi.ii.pw.edu.pl/
http://www.techreport.com/
http://4um.ocguru.cz/
http://www.cdr.cz/
http://www.ebay.com/
http://coolcomputing.com/