داستان شرکت تری‌دی‌اف‌ایکس (3dfx)؛ پادشاه فراموش‌شده کارت‌های شتاب‌دهنده گرافیکی سه بعدی در دهه ۹۰

در دهه ۱۹۹۰ میلادی دنیای بازی‌های کامپیوتری در آستانه یک جهش بزرگ از تصاویر دوبعدی پیکسلی به جهان‌های سه‌بعدی هیجان‌انگیز بود. در این میان شرکتی نوپا به نام تری‌دی‌اف‌ایکس (3dfx Interactive) با معرفی کارت‌های شتاب‌دهنده خود انقلابی به پا کرد که تجربه بصری گیمرها را برای همیشه دگرگون ساخت. در این مقاله قصد داریم داستان شگفت‌انگیز ظهور و سقوط تری‌دی‌اف‌ایکس را بررسی کنیم؛ پادشاهان فراموش‌شده‌ای که سنگ بنای گرافیک‌های سه‌بعدی مدرن را گذاشتند اما در نهایت بازی را به رقیب تازه‌نفس خود یعنی انویدیا واگذار کردند. چرا شرکتی با چنین محبوبیتی در عرض چند سال به ورطه ورشکستگی افتاد؟

فهرست مطالب

انقلاب وودو ۱؛ روزی که بازی‌های کامپیوتری جان گرفتند

در سال ۱۹۹۶ شرکت تری‌دی‌اف‌ایکس با معرفی کارت شتاب‌دهنده گرافیکی وودو ۱ (Voodoo 1) زلزله‌ای در صنعت بازی‌های کامپیوتری ایجاد کرد. در آن دوران پردازنده‌های مرکزی کامپیوترها به تنهایی توانایی پردازش محاسبات سنگین محیط‌های سه‌بعدی را نداشتند و بازی‌ها با افت فریم شدید و تصاویر دندانه‌دار اجرا می‌شدند. وودو ۱ به عنوان یک کارت کمکی در کنار کارت گرافیک اصلی سیستم قرار می‌گرفت و وظیفه رندر کردن جلوه‌های سه‌بعدی را بر عهده می‌گرفت.

با ورود این کارت بازی‌هایی مانند کوایک (Quake) و توم ریدر (Tomb Raider) ناگهان با نرخ فریم بالا و بافت‌های نرم و فیلترشده اجرا شدند که تماشای آن برای گیمرهای آن زمان حیرت‌انگیز بود. وودو ۱ به چنان محبوبیتی دست یافت که به سرعت به استاندارد اجباری برای هر گیمر حرفه‌ای تبدیل شد. این موفقیت برق‌آسا نام تری‌دی‌اف‌ایکس را به عنوان رهبر بلامنازع دنیای گرافیک کامپیوتری ثبت کرد.

معماری فنی منحصربه‌فرد و جادوی پردازش موازی پیکسل‌ها

موفقیت وودو ۱ به خاطر معماری نوآورانه تراشه اختصاصی آن بود که فرآیند رندرینگ سه‌بعدی را در سطح سخت‌افزاری تسریع می‌کرد. مهندسان تری‌دی‌اف‌ایکس با تفکیک حافظه بافت (Texture Memory) از حافظه فریم‌بافر (Frame Buffer) پهنای باند بی‌نظیری را برای پردازش تصاویر فراهم کردند. این معماری به کارت اجازه می‌داد تا عملیات فیلترینگ دوخطی و ترکیب آلفا را بدون افت عملکرد انجام دهد.

این تفکیک هوشمندانه منابع سخت‌افزاری پایداری بی‌نظیری را در اجرای شبیه‌سازهای پرواز و بازی‌های اکشن سه‌بعدی سنگین به ارمغان آورد. مهندسان رقیب در شرکت‌هایی چون اس‌تری (S3) و ای‌تی‌آی (ATI) در ابتدا متوجه این نوآوری نشدند و تلاش می‌کردند پردازش‌های دو‌بعدی و سه‌بعدی را روی یک تراشه با پهنای باند محدود ادغام کنند که خروجی‌های ضعیفی داشت. تری‌دی‌اف‌ایکس با این تمرکز تخصصی توانست فرسنگ‌ها از رقبای خود پیشی بگیرد.

رابط برنامه‌نویسی گلاید؛ استاندارد طلایی که به قفس تبدیل شد

برای استفاده از تمام توان سخت‌افزار تری‌دی‌اف‌ایکس این شرکت یک رابط برنامه‌نویسی اختصاصی به نام گلاید (Glide) را توسعه داد. گلاید به برنامه‌نویسان اجازه می‌داد بدون لایه‌های واسطه و با کمترین تاخیر مستقیماً با سخت‌افزار کارت‌های وودو ارتباط برقرار کنند. این ویژگی باعث شد تا بازی‌های بهینه‌سازی‌شده برای گلاید تفاوت کیفیت فاحشی با سایر نسخه‌ها داشته باشند.

اما این مزیت بزرگ به مرور زمان به یک نقطه ضعف استراتژیک تبدیل شد زیرا تری‌دی‌اف‌ایکس تمایلی به باز کردن کدهای گلاید برای پلتفرم‌های دیگر نداشت. با ظهور استانداردهای همه‌گیر و باز نظیر اپن‌جی‌ال (OpenGL) و دایرکت‌تری‌دی (Direct3D) مایکروسافت بازیسازان تمایل کمتری به نوشتن کدهای اختصاصی برای یک برند خاص نشان دادند. گلاید که روزی برگ برنده تری‌دی‌اف‌ایکس بود به قفسی بدل شد که ارتباط این شرکت را با آینده بازیسازی قطع کرد.

ظهور انویدیا و معرفی کارت‌های ریوا؛ زنگ خطر برای پادشاه

در اواخر دهه نود میلادی شرکت نوپای انویدیا (NVIDIA) با معرفی خانواده کارت‌های ریوا (RIVA) وارد میدان رقابت شد. انویدیا بر خلاف تری‌دی‌اف‌ایکس تمرکز خود را بر روی ادغام کامل موتورهای دوبعدی و سه‌بعدی بر روی یک تراشه و پشتیبانی کامل از استاندارد دایرکت‌ایکس قرار داد. این تصمیم باعث شد تا کارت‌های انویدیا کارایی بسیار خوبی را در ویندوز ارائه دهند و نیازی به کارت گرافیک دوم نداشته باشند.

کارت‌های ریوا تی‌ان‌تی با ارائه پشتیبانی از رنگ‌های ۳۲ بیتی ضربه سنگینی به تری‌دی‌اف‌ایکس وارد کردند که هنوز بر رنگ‌های ۱۶ بیتی اصرار داشت. تری‌دی‌اف‌ایکس اهمیت عمق رنگ ۳۲ بیتی را نادیده گرفت و آن را غیرضروری دانست اما گیمرها و منتقدان سخت‌افزار شیفته تصاویر شفاف‌تر و بدون نویز انویدیا شدند. این آغاز یک رقابت خونین بود که پادشاه سنتی را به چالش می‌کشید.

تصمیم اشتباه خرید کارخانه اس‌تی‌بی؛ خودکشی تجاری تری‌دی‌اف‌ایکس

در سال ۱۹۹۸ مدیریت تری‌دی‌اف‌ایکس تصمیمی گرفت که بسیاری از مورخان فناوری آن را بزرگ‌ترین اشتباه استراتژیک این شرکت می‌دانند. آن‌ها شرکت اس‌تی‌بی سیستمز (STB Systems) که یکی از تولیدکنندگان بزرگ برد کارت گرافیک بود را خریداری کردند تا تمام محصولات خود را به صورت انحصاری تولید کنند. تا پیش از این تری‌دی‌اف‌ایکس تراشه‌های خود را به شرکت‌های ثالث مانند کریتیو می‌فروخت و آن‌ها کارت‌ها را روانه بازار می‌کردند.

این خرید باعث شد شرکای قدیمی تری‌دی‌اف‌ایکس که اکنون خود را محروم از تراشه‌های محبوب وودو می‌دیدند به سمت انویدیا و ای‌تی‌آی کوچ کنند. سونی و سایر غول‌های توزیع‌کننده نیز همکاری خود را با این شرکت قطع کردند. تری‌دی‌اف‌ایکس ناگهان خود را با زنجیره تامین پیچیده و کارخانه‌های پرهزینه‌ای مواجه دید که تجربه مدیریت آن‌ها را نداشت و همین امر سرعت عرضه محصولات جدید را به شدت کاهش داد.

سری وودو ۳ و آغاز افت کیفیت در مقابل رقبا

کارت‌های سری وودو ۳ (Voodoo 3) در سال ۱۹۹۹ برای بازپس‌گیری بازار معرفی شدند اما این محصولات فاقد نوآوری‌های انقلابی گذشته بودند. وودو ۳ همچنان از پشتیبانی از رنگ‌های ۳۲ بیتی و بافت‌های با وضوح بالا محروم بود در حالی که کارت جدید انویدیا یعنی جی‌فورس ۲۵۶ با موتور پردازش هندسی سخت‌افزاری (T&L) دنیای گرافیک را متحول کرده بود.

انویدیا با انتقال بخشی از محاسبات هندسی از پردازنده مرکزی به کارت گرافیک بار پردازشی سیستم را به شدت کاهش داد اما وودو ۳ همچنان به پردازنده مرکزی کامپیوتر وابسته بود. اگرچه وودو ۳ به لطف سرعت کلاک بالا فروش خوبی را تجربه کرد اما ناظران بازار متوجه شدند که تری‌دی‌اف‌ایکس از نظر معماری فنی قافیه را به رقیب چابک خود باخته است.

فناوری اس‌ال‌آی؛ اولین تلاش‌ها برای موازی‌سازی کارت‌های گرافیک

یکی از ماندگارترین نوآوری‌های تری‌دی‌اف‌ایکس معرفی فناوری اس‌ال‌آی (SLI) در سری وودو ۲ بود که به کاربران اجازه می‌داد دو کارت گرافیک یکسان را با یک کابل رابط به هم متصل کنند. در این حالت هر کارت وظیفه رندر کردن خطوط افقی زوج یا فرد صفحه‌نمایش را بر عهده می‌گرفت که این کار قدرت پردازش گرافیکی سیستم را تقریباً دو برابر می‌کرد. این فناوری در زمان خود به عنوان نمادی از قدرت سخت‌افزاری بی‌رقیب شناخته می‌شد.

با وجود هزینه بسیار بالا برای خریداران فناوری اس‌ال‌آی مورد تحسین شدید نشریات سخت‌افزاری قرار گرفت. سال‌ها بعد و پس از نابودی تری‌دی‌اف‌ایکس شرکت انویدیا با خرید پتنت‌های این فناوری نام اختصاری اس‌ال‌آی را مجدداً احیا کرد و آن را در کارت‌های سری جی‌فورس خود به کار برد. این نشان می‌دهد که ایده‌های مهندسی تری‌دی‌اف‌ایکس بسیار جلوتر از زمان خود بودند.

بحران منبع تغذیه و تراشه‌های غول‌آسای سری وودو ۵

آخرین تلاش تری‌دی‌اف‌ایکس برای بقا معرفی کارت‌های غول‌پیکر سری وودو ۵ (Voodoo 5) با معماری چندتراشه‌ای بود. مدل پرچمدار وودو ۵ ۵۵۰۰ مجهز به دو تراشه پردازشی بود و به دلیل مصرف برق بسیار بالا نیاز به اتصال مستقیم به منبع تغذیه کامپیوتر داشت که در آن دوران اتفاقی عجیب و غیرمعمول بود. طول این کارت گرافیک به قدری زیاد بود که در بسیاری از کیس‌های کامپیوتر معمولی جا نمی‌شد.

تاخیرهای مکرر در عرضه این کارت و قیمت نجومی آن باعث شد تا خریداران تمایلی به تهیه آن نداشته باشند. در همین حال انویدیا کارت جی‌فورس ۲ را با قیمتی کمتر، مصرف انرژی بهینه‌تر و کارایی بالاتر روانه بازار کرده بود. شکست تجاری سری وودو ۵ تیر خلاصی بر پیکر نیمه‌جان تری‌دی‌اف‌ایکس بود و سرمایه‌گذاران را از آینده این شرکت ناامید کرد.

جنگ نرم‌افزاری و شکست در برابر دایرکت‌ایکس مایکروسافت

با توسعه سریع ویندوز ۹۸ و معرفی نسخه‌های جدید دایرکت‌ایکس توسط مایکروسافت صنعت بازی‌های کامپیوتری نیاز به یک زبان مشترک برای ارتباط با کارت‌های گرافیک مختلف داشت. مایکروسافت با دایرکت‌ایکس توانست محیطی یکپارچه برای توسعه‌دهندگان ایجاد کند تا دیگر نیازی به نوشتن کدهای اختصاصی برای تک‌تک کارت‌ها نداشته باشند. تری‌دی‌اف‌ایکس که به شدت به موفقیت گلاید وابسته بود در بهینه‌سازی درایورهای خود برای دایرکت‌ایکس بسیار ضعیف عمل کرد.

در مقابل انویدیا از همان ابتدا مهندسان خود را برای همکاری نزدیک با مایکروسافت بسیج کرد و درایورهای فوق‌العاده پایداری را برای دایرکت‌ایکس ارائه داد. این برتری نرم‌افزاری باعث شد بازیسازان بزرگ پروژه‌های جدید خود را بر پایه کارت‌های انویدیا بهینه‌سازی کنند و تری‌دی‌اف‌ایکس را به حاشیه برانند. شکست در جبهه نرم‌افزار به اندازه ضعف‌های سخت‌افزاری در سقوط این شرکت نقش داشت.

جنگ‌های روانی و اشتباهات بازاریابی در فروم‌های سخت‌افزاری

مدیران بازاریابی تری‌دی‌اف‌ایکس در سال‌های پایانی به جای تمرکز بر حل مشکلات فنی وارد جنگ‌های لفظی بیهوده با رقبا در رسانه‌ها و فروم‌های سخت‌افزاری شدند. آن‌ها مدام فناوری‌های جدید انویدیا مانند رنگ ۳۲ بیتی را فاقد ارزش عملی توصیف می‌کردند و با غرور کاذب بر طبل برتری گذشته خود می‌کوبیدند. این رویکرد غیرحرفه‌ای اعتماد جامعه سخت‌افزاری و گیمرهای وفادار را خدشه‌دار کرد.

همچنین معرفی نام‌های گیج‌کننده برای محصولات و لغو پروژه‌های بزرگی مانند تراشه نسل بعد با نام رمز رامپیج (Rampage) در آخرین لحظات آشفتگی بی‌سابقه‌ای را در ساختار داخلی شرکت نشان می‌داد. گیمرها متوجه شدند که شرکت محبوبشان دیگر نقشه راه مشخصی برای آینده ندارد و خرید محصولات آن ریسک بزرگی به همراه خواهد داشت.

ورشکستگی بزرگ و بلعیده شدن دارایی‌ها توسط انویدیا

در اواخر سال ۲۰۰۰ بدهی‌های انباشته‌شده ناشی از خرید کارخانه‌های اس‌تی‌بی و شکست پروژه‌های جدید تری‌دی‌اف‌ایکس را به زانو درآورد. این شرکت دیگر توان پرداخت حقوق کارکنان و هزینه‌های تحقیق و توسعه را نداشت. در دسامبر سال ۲۰۰۰ اعلام شد که شرکت انویدیا بخش عمده‌ای از دارایی‌های معنوی، پتنت‌ها و برندهای تجاری تری‌دی‌اف‌ایکس را با قیمتی ناچیز خریداری کرده است.

این پایان غم‌انگیز برای شرکتی بود که در یک دوره پنج ساله پادشاه مطلق بازار گرافیک کامپیوتری به شمار می‌رفت. بسیاری از مهندسان خلاق تری‌دی‌اف‌ایکس پس از این معامله به انویدیا پیوستند و دانش باارزش خود را در طراحی کارت‌های سری جی‌فورس به کار گرفتند. انویدیا با این خرید رقیب اصلی خود را بلعید و انحصار بازار را در دست گرفت.

میراث ماندگار تری‌دی‌اف‌ایکس در معماری پردازنده‌های گرافیکی مدرن

اگرچه امروز دیگر اثری از برند تری‌دی‌اف‌ایکس در بازار سخت‌افزار دیده نمی‌شود اما ایده‌ها و نوآوری‌های آن‌ها پایه و اساس پردازنده‌های گرافیکی (GPU) مدرن امروزی را تشکیل می‌دهد. مفاهیمی مانند پردازش چندتراشه‌ای، فیلترینگ پیشرفته بافت‌ها و اهمیت بهینه‌سازی کدهای بازی با سخت‌افزار همگی از میراث این شرکت به شمار می‌روند. بدون شجاعت تری‌دی‌اف‌ایکس در معرفی وودو ۱ مشخص نبود دنیای بازی‌های سه‌بعدی چه زمانی به این سطح از تکامل می‌رسید.

برای گیمرهای قدیمی نام تری‌دی‌اف‌ایکس همواره یادآور دورانی پر از هیجان، نوآوری‌های سریع و بازی‌های خاطره‌انگیز دهه نود میلادی است. جعبه‌های با طراحی‌های عجیب و جذاب کارت‌های وودو امروزه به کالاهایی گران‌قیمت برای کلکسیونرهای سخت‌افزاری تبدیل شده‌اند. این داستان گواهی است بر اینکه در دنیای پرسرعت فناوری حتی بزرگ‌ترین نوآوران نیز در صورت عدم انطباق با نیازهای بازار ممکن است به سرعت به تاریخ بپیوندند.

جمع‌بندی نهایی

شرکت تری‌دی‌اف‌ایکس با معرفی کارت‌های شتاب‌دهنده وودو انقلابی سه‌بعدی در صنعت بازی‌های کامپیوتری ایجاد کرد اما تصمیمات اشتباه مدیریتی نظیر خرید کارخانه اس‌تی‌بی، لجاجت در عدم پشتیبانی از رنگ‌های ۳۲ بیتی و وابستگی شدید به رابط اختصاصی گلاید زمینه‌ساز سقوط زودهنگام آن شد. انویدیا با بهره‌گیری از استانداردهای باز و هماهنگی با دایرکت‌ایکس توانست پادشاه گرافیک را شکست دهد و دارایی‌های آن را خریداری کند تا امروز به تنهایی بر این بازار حکومت کند.

سوالات متداول

۱. چرا برای استفاده از وودو ۱ نیاز به یک کارت گرافیک معمولی دیگر در سیستم بود؟
کارت وودو ۱ یک شتاب‌دهنده سه‌بعدی خالص بود و توانایی خروجی تصاویر دوبعدی معمولی ویندوز را نداشت. به همین دلیل سیستم برای کارهای روزمره نیاز به یک کارت گرافیک استاندارد داشت تا خروجی تصویر را تامین کند. در زمان اجرای بازی‌های سه‌بعدی سیگنال تصویر از کارت اصلی به وودو ۱ منتقل و پردازش می‌شد. این معماری مکمل هزینه را برای خریداران افزایش می‌داد اما کارایی بازی را به شدت ارتقا می‌بخشید.
۲. علت نام‌گذاری رابط برنامه‌نویسی اختصاصی تری‌دی‌اف‌ایکس به نام گلاید چه بود؟
این نام به دلیل هدف اصلی این رابط یعنی ارائه تصاویری نرم و روان در بازی‌ها انتخاب شده بود. گلاید ارتباط مستقیم و بدون واسطه‌ای با ترانزیستورهای تراشه وودو برقرار می‌کرد تا تاخیر به حداقل برسد. این نرم‌افزار به نوعی نسخه ساده‌شده استاندارد اپن‌جی‌ال بود که برای سخت‌افزار خاص تری‌دی‌اف‌ایکس بهینه‌سازی شده بود. کیفیت خروجی بازی‌ها تحت این رابط بسیار چشمگیرتر از سایر روش‌ها بود.
۳. تفاوت اصلی فناوری اس‌ال‌آی قدیمی با نسخه‌های جدید انویدیا چیست؟
در نسخه قدیمی اس‌ال‌آی تری‌دی‌اف‌ایکس تقسیم کار بر اساس خطوط افقی زوج و فرد صفحه انجام می‌شد. اما در نسخه توسعه‌یافته انویدیا رندر کردن فریم‌ها به صورت کامل بین کارت‌ها تقسیم می‌شد یا هر کارت نیمی از صفحه را رندر می‌کرد. همچنین پهنای باند ارتباطی بین کارت‌ها در نسخه انویدیا به شدت افزایش یافته بود. امروزه این فناوری به دلیل مشکلات تاخیر فریم در بازی‌های جدید تقریباً منسوخ شده است.
۴. چرا کارت گرافیک وودو ۵ ۵۵۰۰ نیاز به منبع تغذیه خارجی داشت؟
این کارت به جای یک تراشه از دو تراشه پردازشی وودو ۴ بر روی برد خود استفاده می‌کرد. شیار اتصالی مادربوردهای آن زمان توانایی تامین جریان الکتریکی مورد نیاز این دو تراشه پرمصرف را نداشتند. به همین دلیل مهندسان مجبور شدند یک کانکتور برق چهارپین مولکس مستقیماً روی کارت تعبیه کنند. این موضوع مشکلات زیادی برای کاربرانی که پاورهای ضعیف داشتند ایجاد کرد.
۵. علت اصلی مخالفت تری‌دی‌اف‌ایکس با رنگ‌های ۳۲ بیتی چه بود؟
مدیران این شرکت معتقد بودند که پردازش رنگ‌های ۳۲ بیتی به دلیل محدودیت پهنای باند حافظه در آن زمان باعث افت فریم شدید بازی‌ها می‌شود. آن‌ها ادعا می‌کردند که فیلترهای نرم‌کننده تصویر در حالت ۱۶ بیتی کیفیت کافی را برای چشمان گیمرها فراهم می‌کند. با این حال با پیشرفت سریع فناوری حافظه‌ها انویدیا توانست رنگ ۳۲ بیتی را بدون افت فریم ارائه دهد و ادعای تری‌دی‌اف‌ایکس را باطل کند.
۶. پروژه ناکام رامپیج تری‌دی‌اف‌ایکس چه بود و چه سرنوشتی پیدا کرد؟
رامپیج نام رمز پروژه ساخت تراشه نسل بعدی تری‌دی‌اف‌ایکس بود که قرار بود رقیب اصلی جی‌فورس انویدیا باشد. این پروژه با تاخیرهای متوالی چندساله مواجه شد و کار بر روی آن به دلیل مشکلات مالی نیمه‌کاره رها گردید. تنها تعداد معدودی نمونه اولیه آزمایشگاهی از این کارت ساخته شد که امروزه ارزش کلکسیونی بسیار بالایی دارند. بسیاری از فناوری‌های طراحی شده برای رامپیج بعدها توسط انویدیا در کارت‌های جدید استفاده شد.
۷. آیا انویدیا پس از خرید تری‌دی‌اف‌ایکس خدمات پشتیبانی از کاربران وودو را ادامه داد؟
خیر انویدیا به سرعت توسعه درایورها و پشتیبانی رسمی از محصولات قدیمی تری‌دی‌اف‌ایکس را متوقف کرد. هدف اصلی انویدیا تصاحب پتنت‌های باارزش و حذف فیزیکی رقیب دیرینه خود از بازار بود. این تصمیم باعث عصبانیت شدید خریداران کارت‌های وودو ۵ شد که به تازگی مبالغ سنگینی پرداخت کرده بودند. پس از آن گروه‌های غیررسمی از برنامه نویسان تا سال‌ها درایورهای دست‌ساز برای اجرای این کارت‌ها در ویندوزهای جدید منتشر می‌کردند.
دکتر علیرضا مجیدی
دکتر علیرضا مجیدی
پزشک، نویسنده و بنیان‌گذار وبلاگ «یک پزشک»
دکتر علیرضا مجیدی، نویسنده و بنیان‌گذار وبلاگ «یک پزشک».
با بیش از ۲۰ سال نویسندگی «ترکیبی» مستمر در زمینهٔ پزشکی، فناوری، سینما، کتاب و فرهنگ.
باشد که با هم متفاوت بیاندیشیم!

1 دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
[wpcode id="260079"]