25 Jahre Nvidia GeForce: Fragen zu einem Viertel­jahrhundert Grafikinnovation

Die GeForce 256 wird 25. Seitdem ist Nvidia mit der Marke GeForce der über weite Strecken unangefochtene Innovationsträger der Computergrafik für Spiele; Grafikkarten der Serie brachten eine ganze Reihe an Revolutionen und wegweisenden Neuerungen auf den Markt. Wie steht ihr dazu und welche GeForce-Grafikkarten hattet ihr?

GeForce schreibt 25 Jahre Grafikgeschichte

Vor 25 Jahren stellte Nvidia mit der GeForce 256 am 31. August 1999 die erste Grafikkarte einer Marke vor, die bis heute und damit inzwischen ein Vierteljahrhundert überdauert. Diese Grafikkarte markierte den Beginn einer Ära, in der 3D-Grafik nicht nur für professionelle Anwendungen, sondern auch für den Endverbraucher und insbesondere Spieler greifbar wurde. Hattet ihr eine?

Und wie sieht es über den Zeitraum von 25 Jahren aus? Habt ihr schon einmal eine GeForce besessen? Aus welcher Generation war euere Erste? Gerne könnt ihr in den Kommentaren ins Detail zu eurer ersten Karte gehen.

Wenn du jetzt eine neue Grafikkarte kaufen würdest, dann wäre das …

Transfom & Lighting: Die erste GeForce-Revolution

Die GeForce 256 war als Nachfolger der Riva-Produktfamilie die erste Grafikkarte, die mit der in 220 nm gefertigten NV10-GPU Transform & Lighting zwei aus heutiger Perspektive beinahe schon nicht mehr als essenziell, sondern mitunter überholt geltende Schritte der Grafik-Pipeline erstmals in Hardware beschleunigen konnte.

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Aber worum genau geht es dabei eigentlich? Transformationen stehen in der klassischen Rendering-Pipeline für 3D-Grafik an erster Stelle. Nachdem die GPU von der CPU mit Draw Calls darüber in Kenntnis gesetzt wurde, welche Polygone mit welchen Eckpunkten es in Szene zu setzen gilt, muss diese Geometrie aufwändig berechnet werden. Die komplexen Polygone werden zu Dreiecken trianguliert, deren Eckpunkte anschließend in homogene Koordinaten übertragen und über sogenannte Transformationen an Ort und Stelle bewegt. Die Grafikkarte bedient sich für Translationen – sprich Verschiebungen –, Skalierungen und Rotationen der linearen Algebra und muss unzählige 4D-Transformationsmatrizen multiplizieren. Hier kommen die vielen FP32-ALUs zum Tragen, die derartige Matritzen­multiplikationen mit Gleitkomma­arithmetik effizient und schnell abarbeiten können.

Nach einigen Culling- und Clipping-Operationen, um die in Relation zur 2D-Projektionsebene rückseitigen Flächen der Dreiecke sowie Polygone, die gar nicht im Bildfeld sind, zu verwerfen, steht die Beleuchtung der 3D-Szene an. Realistische Systeme auf Physik-Basis, wie beispielsweise Raytracing, waren vor 25 Jahren Standbildern und Hochleistungsrechnern vorbehalten. Stattdessen wurde eine pseudoreale Beleuchtung unter Berücksichtigung physikalischer Reflexionsgesetze approximiert. Typische Modelle sind etwa das Lambert-Beleuchtungsmodell, die Phong-Beleuchtung oder das Gouraud-Shading. Die nötigen Berechnungen, darunter das Bilden von Skalarprodukten und Normalenvektoren sowie erneut Multiplikationen, werden von FP32-ALUs durchgeführt. Die GeForce 256 war die erste Consumer-GPU, die solche Berechnungen hardwarebeschleunigt durchführen konnte.

Weitere Grafik-Meilensteine

Diese erste Innovationen der GeForce-Ära mögen beinahe ironisch anmuten, sind beide Errungenschaften doch mitunter überholt. Die Grafik-Pipeline ist längst nicht mehr dediziert in Hardware gegossen, sondern lediglich ein Software-Modell. Und Nvidia ist heutzutage wie kein zweiter GPU-Hersteller darum bemüht, mit Raytracing die jüngste Revolution der Marke als neuen Standard für Spielegrafik zu etablieren.

Das vor fast exakt sechs Jahren mit der Turing-Architektur und der GeForce RTX 2080 (Ti) eingeführte Echtzeit-Raytracing in Videospielen war zu Zeiten der GeForce 256 noch undenkbar, steht aber nach programmierbaren Shadern (GeForce 3, 2001), der Unified Shader Architecture als Grundlage der GPGPU-Programmierung mit der Compute-API CUDA (GeForce 8800, 2006) und neben Tensor-Einheiten für KI-Berechnungen und DLSS als weiterer Meilenstein und wie kein zweites zeitgenössisches Grafikelement für die beim Thema Computergrafik herausragende Rolle der Marke GeForce. Welches Feature sticht für euch heraus?

Nvidia GeForce heute und morgen

Trotz dieser Errungenschaften gibt es auch kritische Punkte, die in der Diskussion um 25 Jahre GeForce nicht unerwähnt bleiben sollten. Die Preisentwicklung der Grafikkarten ist ein solches Thema. Während die Leistungsfähigkeit der Karten exponentiell gestiegen ist, haben sich auch die Preise für High-End-Modelle in schwindelerregende Höhen entwickelt. Viele Enthusiasten beklagen, dass der Zugang zu Top-Grafikkarten immer exklusiver wird, was früher oder später Auswirkungen auf die Breite der Gaming-Community haben könnte. Wie kritisch siehst du das Thema?

Ein weiteres kontroverses Thema ist Nvidias Dominanz. Mit einem deutlichen Marktanteil dominiert das Unternehmen seit Jahren die Grafikkarten­branche. Fast alle einstigen Konkurrenten wurden im Laufe der Geschichte aufgekauft oder verdrängt; einzig und allein AMD vermag es heutzutage, dem Marktführer ansatzweise Paroli zu bieten. Kritiker werfen Nvidia vor, diese Position durch aggressive Geschäftspraktiken zu festigen, was Konkurrenten in Bedrängnis bringt und die Auswahl für Verbraucher reduziert. Bist du der Meinung, dass Nvidias Marktmacht eingeschränkt werden sollte?

25 Jahre GeForce sind eine lange Zeit. Das Kürzel GTX hat Nvidia erst Anfang 2024 nach 16 Jahren eingestellt; die stärkste GTX-Grafikkarte ist mit der GeForce GTX 1080 Ti bereits siebeneinhalb Jahre alt. Ob die Marke GeForce RTX auch noch weitere zehn Jahre überdauern wird?

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