Tài liệu Bộ tăng tốc đồ hoạ pptx

Bộ tăng tốc đồ hoạ
Tạp chí Tin học và đời sống tháng 8/1999
Những trò chơi hàng đầu như Tomb Raider III có thể vắt kiệt máy tính của bạn
nếu nó không được trang bị một card màn hình tăng tốc đồ họa 3D thật sự. Hãy cùng
xem xét và đánh giá 15 loại card mới và mạnh nhất đang có trên thị trường.
Với sự gia tăng của nhu cầu chơi game và các ứng dụng truyền thông đa phương
tiện, các loại card đồ họa cao cấp hiện đang được chờ đợi hơn bao giờ hết. Những
loại card 2D tẻ nhạt chỉ hỗ trợ hình ảnh 2 chiều đang bắt đầu lùi vào quá khứ,
nhường chỗ cho các loại card 3D hùng mạnh hỗ trợ tăng tốc đồ họa 3 chiều có hầu
hết trong những ứng dụng mới nhất mà một bộ vi xử lý dù nhanh và mạnh vẫn
không đáp ứng nổi. Không những thế, trong khi có thể mua một bộ tăng tốc đồ họa
3D hiện khá dễ dàng, việc có một quyết định khôn ngoan và đúng đắn lại khá khó
khăn khi phải chọn lựa giữa quá nhiều chủng loại của các nhà sản xuất khác nhau.
Và, tất nhiên khi mọi công ty đều cho rằng phần cứng của mình là tốt nhất với cách
chọn tên đầy khoa trương cho các chipset cũng như cách đánh giá tốc độ bằng các
biệt ngữ khó hiểu để bán hàng, hy vọng những phân tích sau đây có thể giúp các bạn
đỡ bối rối hơn trong "khu rừng đồ họa" khó hiểu này, trả lời các thắc mắc của bạn và
chỉ ra các sản phẩm "Best Buys"
Đồ hoạ 2D/3D hay chỉ 3D
Điều đầu tiên cần làm khi nâng cấp phần cứng đồ họa là làm sao xác định chính
xác loại card nào bạn thực sự cần. Nếu nói chung bạn không thật hài lòng với chất
lượng đồ họa mà bạn đang có, vậy bạn có thể chỉ muốn tìm kiếm một card mới với
các tính năng tăng tốc đồ họa cả 2 chiều và 3 chiều cùng một lúc. Mặt khác, nếu bạn
chỉ muốn tăng cường thêm một chiều cho chiếc card sẵn có như để chơi game chẳng
hạn, lúc đó bạn chỉ cần cân nhắc mua bộ tăng tốc đồ họa 3D để phối hợp thôi.
Giải pháp 2D/3D phối hợp là chọn lựa phổ biến nhất, với 13 trên 15 card thử
nghiệm. Điều thuận lợi là do bạn chỉ dùng một khe cắm mở rộng duy nhất cho giải
pháp đồ họa này và bạn sẽ có cả hiển thị 3D trong cửa số Windows và toàn màn
hình. Các loại card 3D thuần túy, trên nền tảng chip 3Dfx Voodoo II, thì không hỗ trợ
tăng tốc trên cửa sổ desktop và phải chiếm trọn màn hình hiển thị để làm việc.
Phần mềm hỗ trợ

Khi thử nghiệm, ngoài việc đánh giá dựa trên các tính năng hiển thị mà các nhà
sản xuất công bố cho loại card của mình, điều quan trọng ở đây là còn phải xem xét
các card này có thật sự tương thích với các phần mềm ứng dụng mà bạn cần tăng
tốc không? Thật vô nghĩa nếu chọn mua loại card nhanh và mạnh nhất nhưng lại
không hỗ trợ cho những phần mềm yêu thích của bạn.
Đa số các ứng dụng 3D trên Windows và các trò chơi được viết theo hệ thống
Direct 3D của Microsoft, một phần của phần mềm multimedia DirectX của Windows
và hầu hết các card tăng tốc đồ họa tốt đều hỗ trợ chuẩn này. Do đó, các bạn không
nên mua các bộ tăng tốc không hoàn toàn tương thích với DirectX và nên chỉ lựa
chọn card nào có trình driver làm việc với phiên bản mới nhất của DirectX là 6.1.
Có một hệ thống chuẩn 3D hay còn gọi là API (Application Program Interface) phổ
biến khác là OpenGL (Open Graphics Language) đang được phát triển bởi các chuyên
gia của Silicon Graphics. Có một số trò chơi cung cấp cho các bạn lựa chọn để
chuyển sang hệ thống đồ họa này như Quake & Quake 2, Hexen 2, Heretic 2 và
game mới nhất Half Life của Sierra. Trong hầu hết các trường hợp, chơi game trong
môi trường OpenGL sẽ có hiệu ứng đồ họa đẹp hơn rất nhiều so với chuẩn Direct3D.
Bộ tăng tốc đồ họa Millenium G200 của Matrox là card duy nhất không hỗ trợ toàn
diện cho OpenGL.
Bên cạnh hai API chính này, 3Dfx còn phát triển một chọn lựa khác là Glide cho
các loại card của họ trên nền chip Voodoo và các game tương thích như Turok,
Shadows of Empire và Unreal nhưng hiện chuẩn này có xu hướng thu hẹp bởi vì ngày
càng có nhiều nhà phát triển phần mềm hỗ trợ OpenGL.
Chip đồ hoạ
Trái tim của tất cả các card chính là chipset, điều quyết định phạm vi phân giải
màn hình, các tính năng 3D và các hiệu ứng đặc biệt khác. Ngày nay, hầu hết các
card được thiết kế quanh một trong 4 chipset phổ biến nhất: Voodoo Banshee và
Voodoo 2 của 3Dfx, Riva TNT của NVIDIA và Savage của S3. Tuy nhiên, có một vài
công ty như Matrox và ATI vẫn phát triển các card với chipset riêng của mình.
Loạt chip Voodoo cho đến giờ đang là phổ biến nhất và bộ xử lý đồ họa Voodoo
nguyên gốc chính là tiêu chuẩn mà dựa trên đó chúng ta đánh giá các loại card khác.

Loạt chip này sau đó lại được thay thế bởi dòng Voodoo 2 hùng mạnh hơn, thậm chí
có cả tính năng xử lý đồ họa song song - 2 card Voodoo 2 của cùng một nhà sản
xuất có thể được sử dụng cùng lúc để có hiệu suất cao hơn.
Voodoo 2 là bộ tăng tốc 3D thuần túy và các loại card sử dụng chip này phải làm
việc phối hợp với card đồ họa có sẵn của bạn. 3Dfx cũng đã tung ra chip 2D/3D phối
hợp có tên là Voodoo Rush chỉ một thời gian ngắn sau khi tung ra Voodoo 2 nhưng bị
thất bại do thua sút về tính năng và tốc độ so với các loại card của các nhà sản xuất
khác. Do đó, dòng 2D/3D hiện nay của họ được thay thế bởi dòng chip Voodoo
Banshee có trong các card Diamond Monster Fusion, Pace 3D Edge, STB Lightspeed
và Maxi Gamer Phoenix.
Dòng chip Banshee này tương thích hoàn toàn với Voodoo 2 nhưng cung cấp hiệu
quả 3D tổng quát kém hơn chút ít do Voodoo 2 có đến 2 đơn vị bộ nhớ TMU (Texture
Memory Unit) giúp mô phỏng các cảnh 3 chiều phức tạp một cách nhanh hơn trong
khi dòng Banshee chỉ có một. Tuy nhiên, chip Banshee lại có khả năng lấp đầy màn
hình với các pixel nhanh hơn "ông anh" của nó và còn cung cấp khả năng tăng tốc
3D lên tới độ phân giải 1600 x 1200 và 2D là 1920 x 1440 pixels.
Thử nghiệm về các card đồ họa này cũng dành cho loại chip thế hệ mới nhất của
3Dfx là Voodoo 3 dù nó chỉ đang ở giai đoạn thử nghiệm beta và chắc là hiện nay
vào thời điểm bài viết được in, đã có mặt trên thị trường. Kết quả thử nghiệm của
Voodoo 3 cực kỳ ấn tượng do cấu trúc chủ yếu của nó là nền tảng của Banshee với 2
đơn vị bộ nhớ TMU, cho ra một hiệu suất 2D/3D nhanh và đẹp hơn nhiều so với
Voodoo 2.
TNT
Các card Creative Graphics Blaster, Diamond Viper V550, Hercules Dynamite và
STB Velocity 4400 đều được thiết kế trên nền tảng chip Riva TNT của NVIDIA. Về lý
thuyết, họ TNT không hề thua kém đối thủ Voodoo nếu không muốn nói là vượt trội
khi hỗ trợ độ phân giải lên đến 1920 x 1200 (dù 1024 x 768 là quá đủ cho chơi
game) và trên thực tế cung cấp hình ảnh chi tiết hơn nhiều so với các bo mạch
Voodoo 2. Điều này là do chip Riva TNT hỗ trợ giả lập đồ họa 32-bit màu trong khi
tất cả các chip 3Dfx chỉ làm việc ở 16-bit màu. Ngoài ra, cấu trúc TNT còn có thể cho

tỷ suất lấp đầy màn hình nhanh hơn dòng Banshee nhưng các nhà lập trình cần phải
tối ưu hóa phần mềm của họ để có thể lợi dụng tối đa hiệu quả chip này.
Card Hercules Terminator Beast là card duy nhất được thiết kế trên nền tảng chip
Savage 3D của S3. Lại một lần nữa, S3 chứng tỏ mình có một sản phẩm khá tốt và
đây là chip đầu tiên của S3 giới thiệu hệ thống nén hình ảnh TC (texture
compression) đầy uy lực khiến cho các nhà phát triển phần mềm có được khả năng
lưu trữ hình ảnh có độ phân giải cao hơn bình thường trong bộ nhớ bằng cách nén dự
liệu hình ảnh xuống chỉ còn 1/4 đến 1/6 kích thước nguyên gốc. Do đó khi xả nén,
chúng ta sẽ có được những hình ảnh đẹp hơn nhiều trên màn hình. Ví dụ khi chơi
Quake hay Unreal, chúng ta thường thấy hình ảnh các bức tường hay vật thể khác
hơi nhòa do hình ảnh đồ họa được lọc để tránh cho ta thấy các gờ hay mép lởm
chởm, gồ ghề nhưng nếu các nhà viết phần mềm sử dụng kỹ thuật nén hình thì hình
ảnh có được sẽ sắc nét hơn nhiều và có chất lượng tương đương ảnh chụp. Do đó,
S3TC đã được Microsoft cấp phép như là một phần của DirectX.
Các nhà sản xuất như Matrox và ATI cũng phát triển công nghệ 3D của riêng họ.
Card Millennium G200 của Matrox có độ phân giải 2D lên tới 1920 x 1200 ở 16-bit
màu và x 864 khi giả lập 3D ở 32-bit màu. Ngoài ra, công ty cũng thêm vào các chức
năng 3D tiêu chuẩn công nghệ mới VCQ (Vibrant Colour Quality) làm cho các hiển thị
ở 16-bit màu tươi sáng và rực rỡ hơn ở các sản phẩm khác.
Cuối cùng, card ATI Rage Fury được xây dựng trên nền bộ xử lý mới nhất Rage
128 với các tính năng giả lập 3D 32-bit màu, tăng tốc và giải mã phần cứng DVD và
single-pass multi-texturing.
Bộ nhớ
Số lượng và kiểu bộ nhớ dùng trong card đồ họa có khả năng ảnh hưởng rất lớn
đến hiệu quả của chúng. ở mức độ căn bản, lượng bộ nhớ sẽ quyết định độ phân giải
và độ sâu của màu sắc, càng nhiều bộ nhớ, các bạn sẽ vươn tới được những giới hạn
cao nhất và sâu nhất tích hợp trong bộ xử lý đồ họa. Nói chung, hầu hết người dùng
không cần hơn 4Mb bộ nhớ card màn hình để có được những hiển thị thông thường vì
thế là đủ cho việc xử lý độ phân giải 1024 x 768 ở 32-bit màu hay 1600 x 1200 pixel
cho hiển thị16-bit.

Nếu 4Mb là đủ cho hầu hết các hiển thị thì tại sao các card hiện nay có từ 8 đến
32 Mb bộ nhớ? Câu trả lời là đơn giản lượng bộ nhớ thêm ra này được dùng để tăng
tốc độ xử lý đồ họa bằng nhiều cách khác nhau. Ví dụ, chúng có thể được dùng như
bộ đệm cho việc vẽ các khung hình trong bộ nhớ phải hiển thị mà sau đó được
chuyển đổi lên màn hình toàn phần cho ra các hình ảnh nhuyễn hơn (việc xử lý hình
ảnh kiểu này được gọi là bộ đệm kép). Lượng bộ nhớ phụ này cũng còn được dùng để
tăng tốc các hình ảnh 2D dạng bitmap như là các icon, nút, thanh cuộn, hộp đối thoại
khiến chúng có thể xuất hiện nhanh hơn.
Việc chạy các tập tin AVI hay MPEG cũng đòi hỏi nhiều bộ nhớ hơn lượng bộ nhớ
thực tế để hiển thị hình ảnh lên màn hình. Hình ảnh video được ghi lại dưới dạng YUV
nhưng hiển thị trên máy tính lại làm việc dưới dạng RGB. Card đồ họa nạp các dữ
liệu nguyên gốc vào một vùng bộ nhớ lưu trữ đồ họa. Sau đó chuyển đổi và sao chép
các thông tin lên màn hình.
ở đồ họa 3 chiều, lượng bộ nhớ dư ra sẽ được dùng để lưu trữ hình ảnh cho việc
xử lý nhanh hơn và bộ đệm Z sẽ khiến cho các vật thể đồ họa 3 chiều xuất hiện như
thật. Kiểu bộ nhớ cũng
ảnh hưởng đến tốc độ xử lý hình ảnh, một vài loại card trang bị bộ nhớ SDRAM,
SGRAM hay VRAM có tốc độ xử lý nhanh hơn bộ nhớ DRAM truyền thống.
PCI Hay AGP?
Nếu bạn có một máy tính đời mới với khe cắm tăng tốc đồ họa AGP thì nhất thiết
bạn phải chọn mua loại card đồ họa sử dụng cổng AGP này hơn là một card PCI tiêu
chuẩn. Được thiết kế đặc biệt cho nhu cầu đồ họa, khe cắm AGP chạy ở chế độ 64-bit
ở tốc độ 66 MHz (so với 32-bit và 33 MHz ở PCI) cho phép truyền dữ liệu nhanh hơn
nhiều. Các lọai bo mạch máy tính đời mới còn hỗ trợ cho cổng AGP tốc độ 2 và phiên
bản tốc độ 4 cũng sắp được tung ra thị trường. Một vài loại card được thử nghiệm tại
đây thậm chí đã được tối ưu hóa sẵn cho việc tương thích với các cổng AGP tốc độ 4.
Trình điều khiển
Trong khi nhiều nhà sản xuất tập trung vào việc nâng cấp phần cứng, phần mềm
điều khiển card đồ họa cũng không kém quan trọng và ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu
quả làm việc của chúng. Hầu hết các trình điều khiển đều được nâng cấp khoảng 2

hay 3 lần một năm để đảm bảo hiệu quả đồ họa tốt nhất và giải quyết các vấn đề
không tương thích. Hãng Diamond nâng cấp trình driver điều khiển ngay trong quá
trình thử nghiệm và sự khác nhau giữa chất lượng đồ họa của phiên bản cũ và mới
được cải thiện rất đáng kể.
Tất cả các card thử nghiệm đều được chạy với phiên bản mới nhất của trình điều
khiển và bạn đừng bỏ lỡ cơ hội kiểm tra trên các trang web của nhà sản xuất card đồ
họa của bạn bất cứ lúc nào để có được các phiên bản mới nhất trên.
Đánh giá chung về hiệu quả
Tất cả card đồ họa đều được thử nghiệm ở phòng thí nghiệm VNU Labs, sử dụng
phần mềm benchmark mới nhất 3D Mark. Cũng giống như chương trình thử nghiệm
phổ biến truớc đó là Final Reality, 3D Mark giả lập những yêu cầu của các game
Direct 3D để chỉ ra hiệu quả làm việc của các card đồ họa trong thực tế. Tất cả card
đều được thử nghiệm ở độ phân giải 1024 x 768 ở 16-bit màu.
Dẫn đầu tuyệt đối trong các thử nghiệm sơ khởi với tổng điểm đánh giá 2842 là
card Voodoo 3 của 3Dfx phiên bản beta, đạt đến 43.7 fps (frame per second - khung
hình trong 1 giây) trong các game đua xe và 51.3 fps trong các game hành động.
Tất cả card cũng đều được thử nghiệm khả năng Open GL trong trò chơi Half Life của
Sierra và một lần nữa Voodoo 3 lại dẫn đầu với tốc độ 72 fps đầy ấn tượng.
Tốc độ không phải là khía cạnh duy nhất khi tìm mua một card đồ họa 3D. Chất
lượng hình ảnh cũng quan trọng không kém và ở đây chip Voodoo 3 không còn gây
ấn tượng vượt trội nữa với chất lượng hình ảnh trong thử nghiệm không hơn gì chip
Voodoo 2. Điều này có thể là do 3Dfx chỉ chú trọng gia tăng tốc độ hơn là chất lượng
hình ảnh. Trong khi đó, dù hiệu quả chung của chip Voodoo 2 khá tốt, đây vẫn không
phải hoàn toàn là cái mà chúng ta chờ đợi ở con chip thế hệ mới này so với các dòng
Voodoo trước. Kế tiếp theo Voodoo 3 là hệ thống 2 chip Voodoo 2 với 2151 điểm, sau
đó là card 3D thuần túy Maxi Gamer với chip Voodoo 2 có điểm 2023.
Card tăng tốc đồ họa 2D/3D tốt nhất là Viper V550 của Diamond với chất lượng
hình ảnh rõ nét hơn bất cứ hệ thống Voodoo nào, nó đổ bóng nhuyễn hơn và chi tiết
sắc xảo hơn. Khá thú vị là một card khác của Diamond là Monster Fusion cho tốc độ
cao nhất so với các card khác xây dựng trên cùng nền tảng chip Voodoo Banshee,

chất lượng hình ảnh xuất ra của nó lại là kém nhất. Nguyên nhân có thể là do trình
driver điều khiển chưa được tối ưu hóa và cần phải xem xét lại.
Sự tuyên dương cũng đến với card ATI Rage Fury, Pace 3D Edge và Hercules
Terminator Beast với đánh giá chung thuộc vào loại tốt nhất. Card đạt điểm thấp
nhất là Matrox Millennium G200 với tốc độ thử nghiệm trong Half Life thấp nhất là 22
fps. Tuy nhiên chất lượng hình ảnh của G200 lại khá tốt, nếu không muốn nói rằng
còn tốt hơn là các card 3D thuần túy sử dụng chip Voodoo 2.
Chú ý: trong cuộc bình chọn sản phẩm tiêu biểu cho năm 99, tạp chí PC World
(USA) đã đánh giá Matrox Millennium G200 là card đồ họa tốt nhất với giá 129 USD
(theo Tin học và Đời sống số 6/99). Ngoài ra, hiện ở Việt Nam, các loại card tăng tốc
đồ họa cao cấp này đã bắt đầu phổ biến trong giới chơi game và ứng dụng đồ họa
cao cấp, phổ biến nhất là card GA 630 của Gygabyte (Đài Loan) sử dụng chip Voodoo
Banshee 16 Mb, card Creative Labs Graphics Blaster TNT 16 Mb và card Creative 3D
Blaster Savage 4 có 32 Mb có giá từ khoảng 100 đến 170 USD tùy loại.
Cuối cùng, dù chưa chính thức xuất hiện trên thị trường vào thời điểm thử
nghiệm, phiên bản beta Voodoo 3 cũng xứng đáng để cân nhắc với chip 3Dfx mới
nhất có tốc độ kinh hồn này.u
Lê Minh Anh
Theo What PC 5/99