Efsanevi 3dfx Voodoo FPGA'da yeniden hayat buluyor

3dfx Voodoo grafik hızlandırıcıları retro modlama projelerinin önemli bir parçası olmaya devam ediyor. Efsane yapan çip 2000 yılında Nvidia tarafından satın alındı ve bu yana oyuncular arasında efsaneleşti. Becerikli geliştiriciler ve modcular eski teknolojiyle denemeler yapmaya devam ediyor. DOSBox-X ve PCem gibi emülatörlerde Voodoo neredeyse mükemmel taklit ediliyor. Donanım modcuları kendi özel uygulamalarını geliştiriyor. Francisco Ayala Le Brun farklı bir yaklaşım benimsedi. Voodoo teknolojisini FPGA tabanlı yeni bir uygulamaya dönüştürdü.

Le Brun VideowindoW şirketinde CTO olarak görev yapıyor. Voodoo çipini SpinalHDL donanım tanımlama dilinde tanımlamak için önemli çaba harcadı. SpinalHDL projeleri dijital modellere dönüştürmek için tasarlandı. Modeller modern FPGA çipinin entegre devrelerini yapılandırarak gerçek donanımda gerçekleştirilebiliyor. Voodoo 1 eski bir kart olsa da basit bir çip tasarımına sahip değil. Dönüştürme ve aydınlatma donanımı yok. Programlanabilir gölgelendiriciler yok. Grafik yetenekleri silikonda sabitlenmiş. Gouraud gölgelendirme gradyanlarını doku örneklemesini mip eşlemeyi filtrelemeyi alfa kırpmayı işleyen devreler bulunuyor.

Voodoo'nun gizli karmaşıklığı

3dfx tabanlı grafiklerde CPU karmaşık matematiksel hesaplamaları gerçekleştiriyor. Voodoo hızlandırıcısının rolü eşlenmiş üçgenleri en hızlı şekilde oluşturmak. Le Brun bu tasarımın göründüğünden daha karmaşık olduğunu belirtti. Tek bir üçgen bile enterpolasyonlu renkler doku örneklemesi mip seviyesi seçimi filtreleme alfa kırpma derinlik karşılaştırması kırpma ve sis içerebiliyor. Bu işlemlerin hiçbiri modern anlamda programlanabilir değil. Hepsi silikona entegre. Le Brun Voodoo 1 tasarımının karmaşıklığını çözdü. Kontrol yollarını kayıt semantiğini ve çipin işlem hattı zamanlamalarını FPGA uygulamasında yeniden oluşturdu.

Orijinal 3D hızlandırıcı karmaşık işlemeyi her piksel için farklı aşamalara dilimleyerek yazılım işlemenin ulaşamayacağı veri aktarım hızı elde edebiliyordu. SpinalHDL ve register-transfer-level tasarım teknikleri Le Brun'un Voodoo'nun mimari prensiplerini kodlamasına olanak tanıdı. SpinalVoodoo FPGA uygulaması GitHub'da mevcuttur. Orijinal Voodoo çipinin yalnızca birkaç özelliği hala eksik. Şu anda SpinalVoodoo tasarımına dayalı FPGA donanımı satmakla ilgilenmiyor gibi görünüyor.