3dfx: storia e caduta del gigante delle schede video

La nascita, la crescita e la fine di 3dfx, uno dei marchi che più ha contribuito al progresso della grafica 3D grazie ai suoi acceleratori grafici.

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Gordon Campell, Gary Tarolli, Scott Sellers e Ross Smith. Probabilmente questi nomi non diranno nulla alla maggior parte di voi, ma se vi dicessimo che questo gruppetto di moderni Beatles dell'ingegneria fondò un'azienda che rivoluzionò il panorama delle schede video e della grafica 3D?
La 3dfx venne creata ufficialmente il 24 agosto del 1994 da quattro ex ingegneri della Silicon Graphics, la stessa che si occupò di progettare e produrre la tecnologia grafica che fu la base del Nintendo 64 (in questo articolo ricordiamo quello che fu il suo gioco di punta: Mario 64).
Silicon Graphics in quel periodo era una fucina di tecnologie incredibili, ma il suo target erano supercomputer e workstation e non vedeva nei PC una possibile fonte di guadagno, nonostante il mercato delle schede video da gaming fosse un terreno fertile, non ancora incanalato nel duopolio attuale che vede in AMD e NVIDIA gli unici competitor.

La metà degli anni novanta era un periodo di continue innovazioni, basti pensare che nel 1995 Microsoft acquistò un'azienda chiamata RenderMorphics, e che le loro API 3D chiamate RealityLab vennero integrate in Windows 95 diventando la base delle Direct3D, divenute lo standard del moderno gaming su PC. Nel frattempo produzioni come Doom ed il suo dibattuto finto 3D o 2.5D, - come alcuni amavano chiamarlo - avevano sconvolto i videogiocatori di tutto il mondo dando un assaggio di cosa poteva offrire il futuro, portando il gaming su PC nella terza dimensione.

In quel periodo Id Software stava lavorando a Quake e progettando un engine, l'Id Tech, (giunto ormai alla settima iterazione con Doom Eternal) in grado di generare grafica 3D reale - basata su poligoni - anche su un modesto Pentium. Quake si rivelò una vera "killer application" che contribuì a suscitare un enorme interesse nel 3D e nelle sue performance e scatenò una vera e propria "corsa agli armamenti" sui PC da gaming, per strappare un paio di fps in più sul capolavoro seminale di id Software.

Magia Voodoo

3dfx fece il suo debutto sul mercato durante l'E3 1996, utilizzando la prima versione della sua tecnologia Voodoo su un cabinato Arcade. Il loro primo prodotto si chiamava Home Run Derby, lo scopo del gioco era fare un "Home Run" colpendo con una vera mazza una pallina da baseball virtuale: la tecnologia proprietaria calcolava tramite infrarossi tempo, inclinazione e velocità del colpo. Sicuramente gli Arcade erano un buon punto di ingresso per presentare al mondo le proprie tecnologie, ma a quel tempo il mercato era saturo e 3dfx aveva ben altri obbiettivi.
Il 5 agosto 1996 l'iconica Diamond Monster 3D fu resa disponibile sugli scaffali dei rivenditori di tutto il mondo, basata sulla tecnologia Voodoo Graphics (chip chiamato anche Voodoo 1) e prodotta da Diamond Multimedia, in quanto al tempo 3dfx non disponeva di sue linee di produzione. Le performance erano incredibili, basti pensare che con i suoi 50 MHz di clock e 4MB di RAM era in grado di spingere Quake a 50 fps a 640x480 con 65.000 colori, contro i 10-20 fps del Pentium 120 a 320x200 e 256 colori, rendendosi di fatto la scheda più potente sul mercato.

La Diamond Monster implementava via hardware il rendering dei poligoni con una serie di effetti grafici applicabili fra i quali texture mapping con filtri e gestione delle mip-map. La risoluzione massima supportata era di 800x600 a 16 bit per pixel senza Z-buffer oppure 640x480 a 16 bit per pixel con Z-buffer. La serie Voodoo non gestiva alcun calcolo sulle geometrie primitive, ma rasterizzava i poligoni sfruttando i dati calcolati dalla CPU.
La prima scheda video basata su chipset Voodoo poteva gestire esclusivamente la grafica 3D e doveva essere utilizzata in tandem con una scheda grafica 2D collegata con un cavo VGA pass-through, per questo molti preferivano chiamarla "acceleratore grafico" piuttosto che scheda video. La Voodoo infatti aveva due porte VGA, un input e un output: in fase di rendering in 2D fungeva da bypass e subentrava per la resa del 3D.

Una delle introduzioni più significative che accompagnò l'uscita delle Voodoo furono le API Glide proposte agli sviluppatori, un pacchetto di librerie che miglioravano i giochi 3D sotto diversi aspetti, supportando geometrie e mapping delle texture in formati identici a quelli utilizzati internamente dalle architetture, permettendo di interfacciarsi e dialogare direttamente con la scheda video come mai prima d'ora.
Nel 1997 3dfx cercò di risolvere il problema dell'utilizzo di 2 schede video producendo la Voodoo Rush, che si rivelò purtroppo un flop commerciale. I chipset 2D e 3D condividevano la stessa banda passante e le performance risultavano ridotte fino al 20% rispetto al modello precedente, al punto che 3dfx smise di produrla ad un anno dalla sua prima commercializzazione.
Il secondo modello di Voodoo fu commercializzato nel 1998, con i suoi 12 MB di RAM EDO e clock a 90 MHz conquistò nuovamente il mercato. La Voodoo 2 supportava il multitexturing con un chip dedicato, feature che quadruplicò le performance con i giochi che impiegavano questa tecnologia.

Questa scheda fu la prima a introdurre il rendering di tipo SLI o Scan-Line Interleave, come veniva chiamato al tempo da 3dfx: questa feature permetteva di installare due schede video in serie al fine di dividere il carico di rendering dell'immagine, garantendo non solo un netto boost alle prestazioni ma portando la risoluzione massima possibile a 1024×768.
Nel 1998 3dfx propose anche una scheda che non si rivolgeva al mercato high-end come Voodoo 1 e 2, con la Voodoo Banshee 3dfx voleva accaparrarsi il mercato consumer. Banshee era basata sulla tecnologia di Voodoo 2 ma integrava un chip per gestire la grafica in 2D, evitando agli utenti di dover acquistare una seconda scheda per gestirlo. Questo modello si rivelò l'ennesimo successo commerciale per 3dfx, che ormai si affermava come uno degli attori più importanti del mercato.

Un terribile passo falso

Alla fine del 1998 3dfx annunciò l'acquisizione di STB Systems, uno dei maggiori produttori di schede video e da quel momento smise di fornire i suoi chipset a terze parti, cambiando di fatto il suo modello di business. Questa scelta fece entrare 3dfx in diretta concorrenza con i produttori di schede video, primi su tutti ATI e NVIDIA. A conti fatti possiamo ricondurre a questo momento specifico l'inizio della fine di 3dfx.
La prima scheda video progettata e realizzata direttamente da 3dfx è stata la Voodoo 3 e ha rappresentato una vera batosta sul campo tecnico. Le schede NVIDIA infatti potevano avvalersi della profondità di colore a 24 bit per pixel (16 milioni di colori) contro i 16 bit (65.000 colori) delle Voodoo. Nonostante il framerate generalmente più alto delle Voodoo la resa dell'immagine era migliore sulle schede NVIDIA che, successivamente, con Riva TNT e TNT2, andò a colmare il gap anche in termini di performance.
Nel novembre del 1999 al Comdex di Las Vegas - un'esposizione paragonabile al moderno CES - 3dfx annuncio le Voodoo 4 4500, Voodoo 5 5000 e 5500 (basate sul VSA100, che si differenziavano per il numero di chip che operavano in parallelo sullo stesso PCB).
L'offerta budget di 3dfx, Voodoo 4 4500, venne subito surclassata da NVIDIA con GeForce 2 MX e tutto il resto della lineup da GeForce 2 e GeForce 2 GTS, che avevano un rapporto qualità/prezzo decisamente più accattivante. 3dfx subì un'ulteriore sconfitta, coloro che speravano nella serie 5 di 3dfx come una possibile rivincita rimasero scioccati, ormai il mercato era sempre un passo avanti e prima le GeForce e poi le Radeon DDR diventarono avversari troppo forti da sconfiggere.

La caduta del gigante

3dfx tentò un ultimo colpo di coda per cercare di tenere il passo di Nvidia annunciando la Voodoo5 6000. La scheda aveva 4 processori VSA100 che operavano in parallelo, a 166 MHz, ognuno con 32 Mb di SDRAM, il che rendeva la 6000 la prima scheda con 128 MB di RAM al mondo. L'enorme price tag di 600$, Il connettore di alimentazione esterno e delle specifiche davvero interessanti trasformarono questa scheda in una delle più attese di sempre. Ma mentre i fan di tutto il mondo attendevano con ansia il suo nuovo gioiellino, 3dfx navigava in cattive acque.

Una causa milionaria di NVIDIA per violazione di brevetti ed una linea produttiva non all'altezza di sostenerne la commercializzazione portarono 3dfx a cancellare la 6000 nel novembre del 2000. In rete sono ancora reperibili alcuni benchmark di Voodoo 5 6000 che la vedono sopra alla GeForce 2 Ultra e alla Radeon 7500, che in quel momento dominavano il mercato, ed in alcuni test era addirittura superiore alla Geforce 3, che sarebbe uscita solo nel febbraio del 2001.

Pur essendo in evidenti difficoltà c'erano due progetti in ballo che avrebbero potuto risollevare le sorti dell'azienda. Microsoft stava cercando il chip grafico ideale per la sua nuovissima macchina da gioco, l'Xbox (a proposito, qui trovate il nostro speciale celebrativo di fine Gen su Xbox One), ma alla fine come sappiamo fu preferita la proposta di Nvidia. Il secondo era un progetto al quale gli ingegneri di 3dfx stavano lavorando da anni e che avrebbe potuto rivoluzionare totalmente il mercato: il chip Rampage.
Le schede video basate sul chip Rampage avrebbero dovuto essere tre: la Spectre 1000, 2000 e 3000 e vedevano per la prima volta l'introduzione del supporto hardware al transformation and lighting, che NVIDIA aveva già portato sulle sue GPU a partire dalla GeForce 256.

Ma ormai 3dfx era alla fine del suo ciclo vitale, i suoi creditori iniziarono un processo di bancarotta e, senza speranze di uscirne vittoriosa, il 15 dicembre del 2000 annunciò la cessazione dell'attività tramite il suo sito web e venne acquisita da NVIDIA, fino ad allora il suo più grande competitor. Molti dei duecento dipendenti di 3dfx andarono a lavorare per ATI sulle schede della serie "CrossFire" e per NVIDIA, creando la serie "FX".

Il Lascito di 3dfx

In un universo parallelo Rampage avrebbe potuto cambiare le carte in tavola? Difficile dirlo, l'unica cosa certa è che avrebbe surclassato qualsiasi altra scheda sul mercato in quel momento, alcune delle soluzioni adottate su quel chip infatti furono utilizzate da NVIDIA per la serie GeForce 5, che sarebbe uscita ben tre anni dopo.

Ci sono voluti solo due anni e un grande errore di valutazione per portare un'azienda capace di dominare il mercato ad una rovinosa caduta. 3dfx ebbe il merito di riuscire ad interpretare e convogliare il mercato della metà degli anni 90, l'introduzione di API specifiche per il supporto al 3D fu rivoluzionario e permise per la prima volta agli sviluppatori di interfacciarsi direttamente con i chip grafici, creando uno standard, tanto che alcune delle sue soluzioni ingegneristiche sono ancora parte del corredo genetico delle schede video del panorama moderno.