3dfx : de la Voodoo au Rampage en images

3dfx, c’est qui ?

3dfx, une société mythique pour nombre d’entre nous. Qui n’a jamais bavé devant POD en 640 x 480 alors que la majorité des PC ne dépassaient pas le 320 x 240 de façon fluide ? Créée en 1994, la société a été rachetée en décembre 2000 par NVIDIA, qui a gardé le nom de certaines technologies (le SLI, par exemple). Dans ce dossier, nous allons passer en revue les différentes cartes de 3dfx.

Pour les amateurs, les jeux qui sont utilisés comme fond pour les cartes ont été choisis parmi les jeux Glide les plus célèbres. A vous de trouver la liste exacte.

Nous vous rappelons également nos précédentes rétrospectives de cartes graphiques :

• 15 ans de cartes graphiques NVIDIA en images
• 23 ans de cartes graphiques ATI en images

La Voodoo Graphics

La Voodoo Graphics est LA carte qui a lancé la 3D sur PC. Avec son filtrage bilinéaire (qui troquait la pixellisation des jeux contre le flou) et la possibilité de jouer en 640 x 480 sur un Pentium quand les jeux de l’époque étaient en 320 x 240, la carte a fait un carton. Interfacée en PCI, la carte a l’originalité de ne pas disposer de puce dédiée à la 2D : une Voodoo Graphics se place en complément d’une carte graphique classique et un câble VGA est utilisé pour récupérer le signal. En utilisation classique, le signal de la carte 2D est utilisé, quand la 3D est utilisée, c’est la carte 3dfx qui prend le relais.

La Voodoo Graphics avait une organisation mémoire assez atypique : une partie (généralement 2 Mo) était dédiée à l’affichage même (un frame buffer) et une autre partie (souvent 2 Mo aussi) aux textures. Certaines cartes proposaient 4 Mo pour le frame buffer, ce qui permettait d’atteindre le 800 x 600 et de rares cartes proposaient même 4 Mo pour le frame buffer et 4 Mo pour les textures (soit 8 Mo au total).

La Voodoo Rush

En 1997, 3dfx corrige un des problèmes de la Voodoo Graphics : l’absence de gestion de la 2D. La Voodoo Rush est (en simplifiant) une Voodoo Graphics ralentie couplée à une puce 2D (de mauvaise facture) provenant de chez Alliance Semiconductor, Macronix ou Cirrus Logic. Outre de petits problèmes de compatibilité avec l’API Glide, la Voodoo Rush était moins rapide que la Voodoo Graphics à cause de deux points : une fréquence plus faible (45 MHz) et la mémoire partagée entre les puces.

Certaines cartes utilisent un PCB classique mais d’autres (rares) ont été équipée avec un PCB en sandwich, la partie 2D étant sur un PCB séparé. L’intégration de la 2D a permis l’abandon des câbles de renvoi du signal et les cartes étaient souvent équipées d’une sortie TV.

Les versions « arcades » et SLI

En plus des versions destinées aux joueurs, 3dfx a aussi vendu sa puce aux professionnels et aux constructeurs de bornes d’arcade. En effet, les Voodoo Graphics étaient compatibles SLI (avant que ce mode ne devienne populaire) et il était possible d’utiliser des configurations comprenant deux pixel pipeline avec chacune trois unités de texturing (par exemple), soit six fois la puissance brute d’une carte classique.

Quantum a proposé des cartes basées sur la puce Voodoo Graphics avec ses Quantum Obsidian. Nous n’en avons mis que deux dans notre liste, mais il y en a bien plus. La borne d’arcade « Flagstaff Arcadeboard » a été utilisée pour des jeux de voiture (San Francisco Rush).

La Voodoo 2

En 1998, 3dfx sort la Voodoo 2, une carte qui — nouveauté en grand public — est capable d’appliquer deux textures en une seule passe. Quake 2 était un des rares jeux à prendre cette fonction en compte et la Voodoo 2 excellait avec ce jeu. La carte, outre l’accélération par rapport à la Voodoo Graphics, apporte la gestion du SLI dans le grand public, avec la possibilité de coupler les cartes. En 1998, le top était deux Voodoo 2 12 Mo couplées à une bonne carte 2D…

La Voodoo 2 a été proposée essentiellement en deux versions : 8 et 12 Mo. La première se contentait de 2 Mo pour les unités de texture, ce qui pouvait limiter dans de (rares) jeux. Des Voodoo 2 avec une autre configuration (4, 6 et 10 Mo) sont techniquement possibles, mais rares. De plus, comme nous allons le voir, des cartes dotées de deux « Voodoo 2 » ont été proposées (SLI en interne) et une version AGP a même été vendue.

La Voodoo Banshee

A la fin de l’année 1998, 3dfx sort une nouvelle carte, la Voodoo Banshee. Elle révolutionne un peu le genre : il s’agit de la première carte dotée d’une seule puce chez 3dfx et elle apporte surtout la gestion 2D, toujours laissée à une puce externe (intégrée sur la carte dans les Voodoo Rush). La Banshee a une architecture proche de la Voodoo 2 mais elle ne dispose que d’une unité de texture (au lieu de 2). Par contre, sa mémoire est plus rapide et la fréquence du GPU aussi, ce qui amène un paradoxe : dans beaucoup de jeux, la Banshee est plus rapide que la Voodoo 2, pourtant plus onéreuse. Dans de rares cas (Quake 2, par exemple), la Voodoo 2 reprend la tête pour une seule raison : le multitexturing. Là où la Voodoo 2 traite deux textures en une passe, il en faut deux sur la Banshee.

La Banshee a été proposée en PCI et en AGP, en version 8 et 16 Mo et avec de la SDRAM ou de la SGRAM. La version AGP n’en est pas vraiment une : elle est équipée d’un simple bridge qui permet de considérer que l’AGP (1x) est un bus PCI à 66 MHz mais elle n’utilise pas les fonctions de la norme qui permettent d’utiliser la mémoire centrale comme mémoire vidéo.

Les cartes d’arcade et professionnelles basées sur la Voodoo 2

Les Voodoo 2 ont beaucoup été utilisées dans le monde professionnel et des cartes dédiées à ce type de marché ont été proposées. De même, les bornes d’arcades ont aussi eu leurs Voodoo 2. Et certains modèles sont de véritables monstres…

La Quantum3D Obsidian2 90-2440 est une carte destinée aux bornes d’arcade, limitée au 640 x 480. La Quantum3D Obsidian2 S-12 AGP est la seule carte AGP demandant une carte PCI en complément (pour la 2D). La Quantum3D Obsidian2 X-24 est une carte dotée d’un double PCB et intégrant l’équivalent de deux Voodoo 2 12 Mo sur la même carte. La Quantum3D Mercury est une carte composée de quatre PCB contenant chacun deux Voodoo 2 12 Mo, la carte dispose donc de la puissance de huit Voodoo 2 et nécessite quatre connecteurs PCI. Le modèle « Mercury » a notamment été utilisé pour tester l’antialiasing des cartes de la série des Voodoo 5, en utilisant les quatre PCB en parallèle.

Voodoo 3 : la descente aux enfers ?

Le début de la fin pour 3dfx ? La Voodoo 3 — qui est en fait une Banshee 2 — est une carte rapide et efficace, mais qui marque le pas technologiquement. Là où ATi et NVIDIA passent au 32 bits et prennent correctement en charge l’AGP, 3dfx reste en 16 bits (avec du pseudo 24 bits en dithering) et se limite à l’AGP 2x. Qui plus est, 3dfx décide de commercialiser directement les cartes, via le rachat de STB, ce qui empêche les constructeurs d’inonder le marché comme au temps des Voodoo 2. Des cartes seront proposés par d’autres constructeurs que STB mais elles restent rares. La gamme comprend plusieurs modèles, de la Voodoo 3 1000 à la 3500.

La Voodoo 3 a eu du succès pour plusieurs raisons, malgré des limitations techniques : une bonne gestion du PCI (ce qui la rendait parfaite pour les mises à jour), un prix correct et bien évidemment le support du Glide, l’API maison qui avait été très utilisée pendant quelques années. Une Voodoo 3 4000, avec une fréquence de 200 MHz a été prévue un temps mais n’est jamais sortie. Certains constructeurs de PC ont toutefois proposés des Voodoo 3 3500 à cette fréquence.

Les IGP, les cartes professionelles

Un IGP 3dfx ? Oui, ça a existé. Il ne s’agit pas d’un IGP comme on les connaît actuellement (intégrés au chipset ou au processeur) mais bien d’une carte directement intégrée sur la carte mère, avec sa propre mémoire. De même, des Voodoo 3 « castrées » ont été proposées, tout comme des versions destinées aux professionnels, avec quatre puces sur la même carte.

La Velocity 100 est une Voodoo 3 2000 dotée d’une seule unité de texturing. La MSI MS6168, quant à elle, est une carte mère destinée aux Pentium II et III d’Intel (chipset 440ZX) intégrant une Voodoo 3 2000 dotée de 8 Mo de mémoire et la AAlchemy 4116 de Quantum3D place quatre puces Voodoo 3 sur la même carte.

Voodoo 4 et 5 : les VSA-100 du commerce

Dernière puce de 3dfx avant le rachat, le VSA-100. La puce Napalm est une évolution de l’Avenger des Voodoo 3 et supporte enfin les couleurs en 32 bits, comme la concurrence. 3dfx va utiliser sa puce seule (dans les Voodoo 4) — avec des cartes globalement équivalentes aux Voodoo 3 (la puissance est proche) — mais aussi en parallèle avec d’autres VSA-100. Les Voodoo 5 sont basées sur deux ou quatre puces VSA-100 en SLI en interne et apportent une fonction qui n’existait pas auparavant : l’antialiasing. En effet, 3dfx utilise la présence de deux puces pour améliorer le rendu visuel en effectuant un travail simple : chaque puce calcule la scène avec un petit décalage par rapport à l’autre et les images sont mixées, pour faire disparaître les effets d’escalier.

3dfx a commercialisé des cartes avec une et deux puces. Les Voodoo 5 dotées de quatres puces, avec une alimentation externe, ont été produites mais sont très rares (nous en parlons dans la page suivante). Point intéressant, les versions Mac des Voodoo 4 et 5 étaient en PCI à 66 MHz (et pas en AGP) et proposaient une sortie DVI, alors que les versions classiques travaillaient en PCI à 33 MHz ou en AGP avec une sortie VGA.

Voodoo 4 et 5 : les cartes jamais sorties et les modèles professionnels

3dfx avait de grandes ambitions avec le VSA-100 et d’autres cartes que les Voodoo 4 4500 et 5 5500 étaient prévues, dont un monstre très connu, la Voodoo 5 6000. Mais elle n’est pas la seule. 3dfx devait aussi sortir une Voodoo 4 4800, une Voodoo 5 5000 et une Voodoo 5 5800. Nous avons aussi mis dans notre tableau la AAlchemy 8164, dotée de huit puces VSA-100, une carte destinée au monde professionnel.

Point intéressant, les Voodoo 5 6000 (environ 150 exemplaires produits) n’ont pas toutes une alimentation externes, certaines cartes utilisent une prise molex pour l’alimentation. De plus, les cartes ont un gros problème : le pont PCI-PCI interne est fragile, beaucoup de cartes mères ayant la mauvaise idée de griller ce composant à l’allumage. La puce était obligatoire pour combiner les différentes puces : elle permettait de cacher au système la présence de quatre puce, en reliant les VSA-100 (par couple) à l’AGP via un bus PCI interne en Y, un lien vers l’AGP et un lien par couple de VSA-100.

VSA-101, Rampage, etc.

Terminons par deux puces qui ne sont jamais (ou presque) sorties des laboratoires. La première, c’est la puce VSA-101. Rien de bien original, c’est un VSA-100 gravé en 180 nm, avec une interface mémoire DDR, pour limiter les coûts. Rampage, par contre, c’est autre chose. La puce aurait été gravée en 180 nm, avec un support de DirectX 8 et la possibilité de lui adjoindre une unité de T&L externe (Sage). Trois versions semblent avoir été prévues, avec du SLI interne pour l’une. Enfin, l’antialiasing était une chose que 3dfx aimait : les cartes disposaient d’une mémoire dédiée à cette fonction (Accumulation buffer).

Le VSA-101 a été disponible dans quelques rares Voodoo 4 mais en étant considéré comme un VSA-100 classique. Rampage n’est jamais sorti.