C:\B_retro\Ausgabe_46\: Die erste Nvidia GeForce
tl;dr: Mit Ampere und der darauf basierenden GeForce-RTX-3000-Serie beansprucht Nvidia das Momentum bei den GPUs zurzeit einmal mehr für sich. Doch aller Anfang ist schwer, wie das Debüt der GeForce-256-Serie auf Basis des NV10-Grafikprozessors zeigte. Zur Jahrtausendwende kämpften auch 3dfx, ATi und S3 um die GPU-Krone.
Jeden Sonntag wirft diese Serie einen unterhaltsamen Blick zurück auf drei Jahrzehnte voller bewegter Geschichten und interessanten Entwicklungen der Computerszene. Mythen, Meilensteine und Meisterwerke: C:\B_retro\.
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Nvidia GeForce 256
Die GeForce-256-Serie wurde am 31. August 1999 von Nvidia als Nachfolger der Serien Riva TNT und TNT2 aus der Riva-Produktfamilie, zu der auch die Modelle Riva sowie Riva 128 gehörten und die ihrerseits den ersten 3D-Grafikchip NV1 des Herstellers ablöste, vorgestellt und konkurrierte seinerzeit mit ATi Rage, S3 Savage und den Voodoo-Beschleunigern der legendären Grafikschmiede 3dfx.
Der auf Retro-Hardware spezialisierte YouTube-Kanal PhilsComputerLab bietet einen schönen Einstieg in das Thema und nimmt die DDR-Version der Nvidia GeForce 256 genauer unter die Lupe.
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Die Geschichte
Nachdem Nvidia bereits 1995 seinen ersten 3D-Beschleuniger auf Basis des NV1-Grafikprozessors am Markt etablieren konnte, der zumeist auf Grafikkarten vom Typ Diamond Edge 3D zum Einsatz kam und der ersten 3dfx Voodoo Graphics (SST-1) unterlegen war, nahmen ab 1997 die Modelle Riva, Riva 128, TNT und TNT2 die Herausforderung von 3dfx, ATi und S3 an.
Ab 1998 hieß der neue König der 3D-Beschleuniger 3dfx Voodoo² (SST-2) und auch der ATi Rage, der 1999 als ATi Rage 128 Pro GL seinen Höhepunkt auf der damals sündhaft teuren Dual-GPU-Grafikkarte ATi Rage Fury MAXX finden sollte, verkaufte sich gut. Dem setzte Nvidia ab dem 11. Oktober 1999 die Nvidia GeForce 256 mit NV10 entgegen, die Geburtsstunde der ersten GeForce.
Die Spezifikationen
Die GeForce-256-Produktfamilie auf Basis der in 220 nm gefertigten NV10 setze sich im Grunde aus lediglich zwei Modellen zusammen, die sich durch den verwendeten VRAM vom Typ SDR-SDRAM sowie schnelleren DDR-SDRAM unterschieden und über die folgenden Spezifikationen verfügten.
- NV10-Grafikprozessor
- 220 nm Fertigungsprozess
- 4 × 4 Renderpipelines (Pipes × TMU)
- 17 Millionen Transistoren
- 111 mm² Die-Fläche
- OpenGL 1.2
- DirectX 7
- AGP 4×
- Nvidia GeForce 256
- 120 MHz GPU-Takt mit einer Füllrate von 480 MT/s
- 166 MHz Speichertakt (SDR-Version) mit 2,7 GB/s Bandbreite
- 150 MHz Speichertakt (DDR-Version) mit 4,8 GB/s Bandbreite
- 32 oder 64 MB VRAM vom Typ SD- oder DDR-RAM
- Speicherinterface mit einer Bandbreite von 128-Bit
Das besondere Merkmal des im Vergleich mit seinem Vorgänger NV5 mit doppelt so vielen Rendering-Pipelines ausgestatteten NV10-Grafikprozessors und der GeForce 256 ist die dedizierte Transform-and-Lighting-Einheit (T&L), ein spezieller Koprozessor, der die Berechnungen der Objektgeometrie von der CPU auf die GPU verlagerte und seinerzeit den Grundstein für Geometrie- und Belichtungsberechnungen auf der Grafikkarte mittels Shadern legte.
Auch zu diesem Thema hat PhilsComputerLab ein sehenswertes Video produziert, welches erläutert, weshalb die Verlagerung dieser Berechnungen von der CPU auf die GPU einen echten Meilenstein darstellte.
Als die GeForce 256 in der SDR-Version am 11. Oktober 1999 im Handel stand, besaßen die Grafikbeschleuniger der Boardpartner Asus, Elsa, Diamond, WinFast und Leadtek einen UVP von 279,00 (32 MB) respektive 329,00 US-Dollar (64 MB) und wurden mit einer seinerzeit durchaus beeindruckenden Grafik-Demo auf CD-ROM ausgeliefert, die sich auf die wegweisende Darstellung von Gras konzentrierte.
Mehr als 10.000 individuell beleuchtete Grashalme sollten auch hier die Leistungsfähigkeit der neuartigen T&L-Hardware der GeForce 256 sowie Nvidias Überlegenheit bei der Berechnung von Geometrie und Objektbeleuchtung demonstrieren.
Die Konkurrenten
Neben der Rage 128 Pro, die bereits über Alternate Frame Rendering (AFR) verfügte, sowie der am 25. April 1999 vorgestellten Voodoo3 3000 („Avenger“), duellierte sich die GeForce 256 auch mit der unter massiven Treiberproblemen leidenden S3 Savage 3D und Savage 4.
Zwischen 3dfx, ATi und Nvidia entwickelte sich ein spannendes Duell um den GPU-Thron, welches je nach Spiel, Engine und API mal von dem einen und mal von dem anderen GPU-Hersteller gewonnen werden konnte.
Das Ende von 3dfx kündigte sich bereits an und es kristallisierte sich heraus, dass das Duell der kommenden Jahre ATi gegen Nvidia heißen sollte und ab dem Jahr 2000 mit der Nvidia-GeForce-2-Serie und der ATI-Radeon-7000-Serie in die nächste Runde gehen sollte.
Hier hatte Nvidia dann mit der GeForce2 GTS die erste Grafikkarte für Heimanwender im Portfolio, die eine Füllrate von mehr als einer Milliarde Texel pro Sekunde (1,6 Milliarden) bewältigten sollte. Zu dieser Zeit begann das ewig junge Duell: GeForce vs. Radeon.
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Fabian und 
Jan-Frederik