C:\B_retro\Ausgabe_80\: Die frühe Geschichte der Grafikkarte

In den mehr als 25 Jahren zwischen 1980 und 2006 entwickelte sich die Grafikkarte zu dem, was sie heute ist: die mit Abstand wichtigste Komponente für Spieler. Das alles begann mit 4 KByte DRAM im ISA-Steckplatz und fand seinen Höhepunkt mit der pfeilschnellen GeForce 8800 GTX (Test). Ein Rückblick auf die Meilensteine.

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Im ersten Teil dieser Serie nimmt C:\B_retro\ die frühen Grafikkarten zwischen 1980 und 1997 unter die Lupe. Der zweite Teil wird die Entwicklungen von 1998 bis 2006 beleuchten.

Die Geschichte der Grafikkarte

Zu Beginn der Personal Computer wurde die Grafikkarte als solches eher belächelt, diente der PC doch in der Regel als Arbeitsgerät und der Monitor zur Ausgabe von ASCII-Zeichen in 25 Zeilen und 80 Spalten. Erst mit dem verstärkten Aufkommen grafischer Benutzeroberflächen und Spielen gewann auch die Grafikkarte an Bedeutung und entwickelte sich zu einer der wichtigsten Komponenten.

Alles begann im ISA-Steckplatz

In der frühen Anfangsphase des PC stellte IBM selbst noch Grafikkarten für den ISA-Steckplatz her, diese arbeiteten aber nach dem Standard MDA („Monochrome Display Adapter“) und boten einen reinen Textmodus. Zu dieser Zeit, um das Jahr 1981 herum, waren noch jedem Zeichen feste 9 × 14 Pixel zugeteilt und die Gesamtauflösung betrug maximal 720 × 348 Bildpunkte.

Um Pixel erstmals einzeln ansteuern zu können, bedurfte es bereits seinerzeit einer optionalen Grafikkarte, die den neuen Standard CGA („Color Graphics Adapter“) unterstützte.

Damit standen dem Anwender dann wahlweise 160 × 100 Pixel mit 16 Farben oder auch 320 × 200 Pixel mit 4 Farben zur Verfügung. Als einer der ersten Hersteller überhaupt bot Hercules Grafikkarten an, die beide Standards, MDA und CGA, unterstützten.

Die Meilensteine

MDA („Monochrome Display Adapter“) von 1981

Den ersten Grafikkartenstandard definierte IBM mit Erscheinen des IBM PCs im Jahre 1981. Die „Grafikkarte“ diente aber ausschließlich für die einfarbige Textdarstellung und einzelner Zeichen mit 9 × 14 Pixeln.

• 80 Zeichen, 25 Spalten
• 720 × 348 Bildpunkte in Monochrome
• 8 KByte ROM für 256 ASCII-Zeichen
• 4 KByte DRAM

HGC („Hercules Graphics Card“) von 1982

Die „Hercules Graphics Card“ arbeitete wahlweise mit dem MDA- oder CGA-Standard und konnte Pixel erstmals einzeln ansteuern. Bis zu 16 Farben konnten gleichzeitig angezeigt werden.

• 80 Zeichen, 25 Spalten
• 720 × 348 Bildpunkte in Monochrome
• 320 × 200 Bildpunkte mit 4 Farben
• 160 × 100 Bildpunkte mit 16 Farben
• 8 KByte ROM für 256 ASCII-Zeichen
• 64 KByte DRAM

Die Grafikkarten von Hercules lösten mit ihrem CGA-Standard ab spätestens 1984 die MDA-Grafikkarten ab und begründeten mit „Hercules Kompatibel“ einen ersten Standard, welcher auch für Spieler Gültigkeit besaß.

ATi 16899-0 („EGA Wonder“) von 1988

Eine der frühen Grafikkarten von ATi war die 16899-0 („EGA Wonder“) , die je nach Modell bereits die Standards EGA oder VGA beherrschte und mit 256 KByte DRAM den frühen Grafikkarten auch in Sachen Videospeicher deutlich überlegen war.

• 640 x 348 Pixel mit 16 Farben
• 640 x 480 Pixel mit 16 Farben*
• 320 x 240 Pixel mit 256 Farben*
• 16 KByte ROM für 512 ASCII-Zeichen
• 256 KByte DRAM

*die VIP-Version hatte einen eingeschränkten VGA-Support.

Zu diesem reinrassigen „Grafikbeschleuniger“ existiert sogar noch ein original Review des PC Mag von 1987.

Mit den Standards EGA („Enhanced Graphics Adapter“) und VGA („Video Graphics Adapter“) standen auch Spielern erstmals „hohe“ Auflösungen von 640 × 350 Pixeln mit 16 Farben aus einer Palette von 64 Farben und vier Bit Farbtiefe respektive 640 × 480 Pixeln und bis zu 256 Farben zur Verfügung.

ATi Mach32/Mach64 von 1992

Im Jahr 1992 machten Grafikkarten und damit das Spielen auf dem PC mit den Standards SVGA („Super Video Graphics Array“) und VESA sowie nochmals größeren Speichermengen einen weiteren großen Schritt.

Ein Paradebeispiel dafür ist die ATi Mach32 für den PCI-Steckplatz, die seinerzeit 799 US-Dollar kostete.

• 1280 × 1024 Pixel mit 16 Millionen Farben
• 800 × 600 Pixel unabhängig von anderen Parametern
• 1, 2 oder 4 MByte VRAM mit 64-Bit-Speicherinterface

Die ATi Mach64 von 1994 besaß sogar bereits 8 MByte modernen SGRAM.

3dfx Voodoo (SST-1) von 1996

Nach etwa zweijähriger Entwicklungszeit präsentierte 3dfx Interactive im Oktober 1996 mit dem Voodoo Graphics (Codename SST-1) einen 3D-Grafikchip, der anders als die damalige Konkurrenz in Form des Nvidia NV1 einen reinen 3D-Chip ohne 2D-Funktionalität darstellte und daher eine separate 2D-Karte im selben System benötigte.

Zum damaligen Zeitpunkt operierte 3dfx Interactive noch ausschließlich als Hersteller von Grafikchips und belieferte in dieser Funktion unter anderem die noch heute bekannten Hersteller Diamond und Creative sowie die in Vergessenheit geratenen Miro, Orchid, VillageTronic und Quantum3D.

• 135 MHz RAMDAC
• 50 MHz PixelFX Pixelprozessor
• 50 MHz TexelFX Texturprozessor
• 4 MB EDO-VRAM mit 50 MHz Speichertakt und 2 × 64-Bit Dual-Channel Speicherinterface
• 2 MB Texturspeicher
• 2 MB Framebuffer

Eine der am häufigsten verbreiteten Grafikkarten war seinerzeit die Diamond Monster 3D, welche nicht selten mit einer Matrox Mystique kombiniert wurde und damit deren 2D-Funktionalität nutzte. Mittels des sogenannten „Loop-Kabels“ wurden die 3D-Grafikkarte mit Voodoo Graphics und die 2D-Grafikkarte verbunden, das 2D-Signal anschließend durchgeschleift.

Nvidia Riva128 von 1997

Nach der erfolglosen Nvidia NV1 von 1995, die von SGS Thomson Microelectronics hergestellt und als Diamond Edge 3D vermarktet wurde, sollte die Riva128 aus dem Jahr 1997 die erste erfolgreiche 3D-Grafikkarte aus dem Hause Nvidia darstellen.

• PCI und AGP 2X
• 100 MHz Chiptakt
• Direct3D 5 und OpenGL
• 4 oder 8 MByte SGRAM mit 128-Bit-Speicherinterface

Mit Unterstützung für DirectX 5.0 und einer Füllrate von 100 MT/s sowie bis zu 8 MByte mit 128 Bit angebundenen SGRAM stellte die Riva 128 eine ernsthafte Konkurrenz zur 3dfx Voodoo Graphics dar, die primär die Glide-Schnittstelle bediente.

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