Die Geschichte und Entwicklung der Grafikkarte:

 

Die Monochrom-Grafikkarten:

Angefangen hat alles mit den monochromen MGA-Karten, die im Ur-IBM-PC eingebaut waren. Diese Karten konnten nur Text darstellen. Die bekannteste Weiterentwicklung waren die HGC-Adapter der Firma Hercules. Neben der Textdarstellung wurde noch ein Grafikmodus mit einer Auflösung von 720x348 Pixeln beherrscht. Dabei wurden 2 Farben, "An" und "Aus" beherrscht. "Aus" ist schwarz, "An" je nach Monitor grün, bernstein (Amber) oder bei den ganz edlen Modellen papierweiß. Dieser Standard wurde schnell wieder vergessen als die nächste Generation aufkam, Emulationen für den Hercules-Modus hatten spätere Grafikkarten immer seltener.

Die erste Farbgeneration: CGA:

CGA steht für Color Graphics Adapter. Die Karte beherrschte einen 4-Farben Modus (wobei man die Wahl aus 4 Paletten hatte) mit 320x200 Pixeln oder den 2-Farben Modus (Schwarz-weiß) bei 640x350 Pixeln. Einige CGA-Karten konnten den Hercules Mochchrom-Modus ebenfalls noch darstellen.

Die Karte konnte auch einen 160x100 Modus mit 16 Farben darstellen, davon wurde jedoch so gut wie nie Gebrauch gemacht. Die Auflösung war dafür viel zu niedrig und viele Monitore hatten Probleme das darzustellen, da sie das Intensity-Bit nicht auswerten konnten.

Weiterentwicklung: EGA:

Der Enhanced Graphics Adapter konnte immerhin schon volle 16 Farben darstellen, bei 320x200 oder bei 640x350 Pixeln. Die Karte war voll abwärtskompatibel zum CGA-Standard. Unterstützung für den Hercules Modus wurde immer seltener und war später gar nicht mehr vorhanden. Auf der EGA-Karte wurde auch erst mal ein eigenes Grafikkarten-BIOS eingesetzt. Die Vorgänger wurden noch vom PC-BIOS gesteuert.

Die Übertragung der Farben erfolgte im Format R-G-B+Intensity. Durch Aus- und Einschalten der Farben Rot, Grün und Blau konnten 2^3 = 8 Farben kombiniert werden. Diese konnten noch per Intensity auf Hell geschaltet werden, wodurch sich 16 Farben ergaben.

Bislang übertrugen alle Karten die Bilder im übrigen rein digital. Der Anschluss war dabei ein 9-poliger Sub-D Stecker.

VGA und MCGA:

Die Ur-VGA Karte (VGA = Video Graphics Array) und die technisch 100% kompatible MCGA (Multi Color Graphics Array) kamen mit den gleichen 64 kB aus wie die EGA-Karten auch schon. Bei 320x200 Pixeln konnte eine Farbtiefe von 256 beliebig definierbare Farben aus einer Palette von ca. 250000 Farben dargestellt werden.

Durch Palettenoperationen wiesen die Karten bis dahin ungeahnte Multimedia-Fähigkeiten auf. Zum Beispiel konnte man ein Bild nur durch Umrechnung der 3x256 Palettenregister (Rot, Grün, Blau auf 256 Farben) aus- und einblenden - schon auf damaligen Rechnern recht flott. Auch Farbrollen war möglich, man positionierte einfach alle Farben, die im Bild nebeneinander lagen, auch in der Palette nebeneinander und ließ bestimmte Farben der Palettenregister einfach durchlaufen. Man muß sich das vorstellen wie eine Schlange, bei der man sich, wenn man vorn raus geht, direkt wieder Hinten anstellt. Wollte man also Farben 10-15 rollen lassen, musste man nur die Farbe aus Register 10 merken, 11-15 um eins nach Vorne schieben und die gemerkte Zahl aus Register 10 nach 15 schreiben.

Im hochauflösenden Modus bei 640x480 war schon wieder Schluss mit dem Multimedia-Spektakel, da waren wieder nur die üblichen 16 EGA-Farben möglich. Da man damals keine Möglichkeit sah, ein digitales Protokoll zu erstellen, dass die VGA-Farben (immerhin über 256000) überträgt, wurden analoge Monitore gebaut. Diese hatten die Möglichkeit, praktisch unbegrenzt viele Farben darzustellen, im Gegensatz zu den Karten welche die Bilder lieferten.

Hochauflösend: S-VGA:

Die Super-VGA Karten sind erweiterte VGA-Karten mit mehr Speicher (256 kB). Sie konnten Auflösungen bis 800x600 darstellen, die Möglichkeit 256 Farben anzuzeigen, rückte auf 640x480 hoch. VGA und alle Nachfolger sind EGA und CGA kompatibel.

Noch besser: X-VGA:

E(x)tended-VGA Karten hatten 512 kB Speicher oder mehr. Die X-VGA Auflösung schlechthin ist die 1024x768, aber auch die alten Karten kamen teilweise schon darüber. Neben dem 256 Farben Modus wurde auch der High Color Modus mit 16 Bit (64000 Farben, palettenlos, teilweise auch mit 15 Bit und nur 32000 Farben) und der True Color Modus mit 24 Bit und somit 16 Mio. Farben eingeführt.

Typische Chip-Vertreter dieser Generation sind die Grafik-Chips ET3000 und ET4000 von Tseng Labs. Während der ET3000 noch als S-VGA mit 256 kB und X-VGA mit 512 kB rumgeisterte, tauchten ET4000 Karten mit dann zwischen 512 kB und damals unvorstellbaren 2 MB auf. Teilweise gab es auf den ET4000 Karten solche Kuriositäten, dass man nur 256 Farben darstellen konnte, bis der RAM-DAC (Digital-Analog-Converter, der die digitalen Speicherdaten zum analogen Monitorsignal umwandelte) gegen einen anderen getauscht wurde, der dann High-Color (65536 Farben) darstellen konnte. All das war seinerzeit möglich, da die RAMDACs gesockelt waren.

Außerdem gab es ET3000 Karten die neben VGA-Ausgang auch alternativ einen EGA-Ausgang anboten, allerdings dann auch nur mit den EGA-Modi. Der ET4000 beherrscht übrigens auch schon in Ansätzen Befehle der nächsten Grafikkarten-Generation (die der Windows-Beschleuniger), allerdings ohne merklichen Effekt, denn oft wurden die wenigen Befehle gar nicht eingesetzt oder waren auch nicht schneller als eine Software-Lösung.

Bei den hochauflösenden Modi und denen mit mehr als 256 Farben gab es den reinsten Wildwuchs in Sachen Standards. Das Grafikkarten-Standardisierungs-Kommitee VESA setzte daher die VBE, die VESA BIOS Extensions fest, mit denen man wieder standardtisiert auf diese Modi zugreifen konnte, wenn auch nicht ganz so schnell (der übliche Weg war über das BIOS statt über direkte Chip-Programmierung).

Schneller: Windows-Beschleuniger:

Bislang waren die Grafikkarten alle "dumm". Der Begriff nannte sich Frame-Buffer, die Karten taten nichts anderes, als einfach nur stur vorberechnete Pixeldaten entgegenzunehmen. Windows-Beschleuniger konnten aber auch Befehle abarbeiten wie "Viereck malen" etc. etc..

Typische Vertreter der Windows-Beschleuniger sind Karten mit den Chips von S3. Die S3 "Porsche-Serie" (Spitzname wegen verblüffender Namens-Übereinstimmung wie 911, 924 oder 968) mit VRAM (intelligenter RAM der gleichzeitig Zugriffe des Grafikchips und des RAMDAC erlaubte) und deren kleine Brüder mit den langsameren DRAMs (bei denen nur eins von beiden ging, daher war die gleiche Auflösung bei 60Hz auch schneller als bei 80) die anstatt der Porsche-9xx vorn eine 8 hatten (z.B. 811 statt 911), sorgten für Aufsehen, da sie IO-Adressen der Schnittstellen COM3 und COM4 belegten und so mancher Kommunikationsrechner mit 4 Modems plötzlich nicht mehr lief.

Aufgrund der immer höheren nötigen Bandbreiten wurden neue Bus-Systeme vorgestellt: VESA erfand den Vesa Local Bus, VLB. Dieser war anfangs schneller als der parallel von Intel vorgestellte PCI. Ähnlich wie PCI konnte auch VLB nicht nur Grafikkarten aufnehmen, sondern auch andere Geräte, bei denen es auf Geschwindigkeit ankam, wie Festplattencontroller (IDE oder SCSI). Das Problem von VLB war die direkte Anbindung an den Frontside-Bus der CPU. Lief der Bus bei einem 486DX2-50 (2*25MHz) noch mit 25MHz und somit elendig lahm im Vergleich zu PCI, lief er mit einem 486DX-50 gleich mit 50MHz. Das war zwar definiert (zumindest im Vesa 2.0, den Vesa 1 Karten wurds da schon mal etwas warm), war aber damals zu schnell, um zuverlässig zu sein (aber PCI sah dagegen alt aus).

Die besten Karten aus dieser Zeit stammten von Video7 (schnell, zuverlässig, guter Service), Diamond (noch schneller weil gnadenlos übertaktet, aber nicht zu zuverlässig) und Elsa (ebenfalls sehr ausgewogen).

Im Laufe der Zeit fusionierte Video7 mit dem Software-Spezialisten Spea zu Spea/V7, wurde später von Diamond geschluckt und abgeschafft, nachdem Diamond die interessanten Technologien, z.B. der Spea/V7 Fire übernahm. Der PC-Hersteller Video7, welcher im Jahr 2000 mit sehr guten und billigen Monitoren für Aufsehen sorgte, hat mit Spea/V7 nichts zu tun. Nur der Name und das leicht modifizierte V7 Logo wurden übernommen, und zwar vom Großhändler Ingram Macrotron, der unter diesem Namen jetzt Rechner und Monitore verkaufen (die vorher unter dem Namen Macom liefen).

Auch nicht schlecht dabei waren ATi und Matrox, beide mit selbst entwickelten Chips. Etwas später wurde es dann Zeit für ein Comeback des Pioniers Hercules, die Karten mit Chips von ITT und S3 herausbrachten. Und später den absoluten Knaller, die Dynamite 128 mit dem Tseng ET6000, dem ersten 128 Bit Grafikchip. Diese Karte bügelte sogar die doppelt so teure Matrox Millenium (bis dahin die unangefochtene Spitze) noch problemlos - ich habe es seinerzeit selbst ausprobiert :-)

Außerdem existierte für den ET6000 ein optionales Videoupgrade-Modul, dessen zentraler Chip auf den Namen VPR6000 hörte. Von diesem Modul hat man allerdings nie viel gehört. Vermutlich hätte es sich auch mit großem Marketing-Aufwand nur schlecht verkauft, der die Pfostensteckerreihe (50-pol, ähnlich SCSI) auf den meisten Karten (wie den erfolgreichen Hercules Dynamite 128 und Videologic Grafixstar600) zwar in Form von Lötpunkten vorhanden, jedoch nicht bestückt war.

Was für Spieler: 3D-Beschleuniger:

Es begab sich, dass sich eine kleine Chipschmiede, eine Tochtergesellschaft von SGS Thomson (bekannt durch die CPUs der Tochterfirma Cyrix), namens nVidia den ersten 3D-Chip auf den Markt brachte. Der NV1 war wahrlich die "eierlegende Wollmilchsau" unter den Chips. Eine PCI-Karte mit dem NV1 wie die Diamond Edge 3D beherbergte neben einem VGA-Modul mit Windows- und 3D-Beschleunigung noch einen TV Ein- und Ausgang und eine Soundkarte, komplett mit Wavetable. Durchsetzen konnte sich das nicht, da erstens nichts davon richtig funktionierte und zweitens die Programmierer mit der Art der 3D-Beschleunigung des NV1, "Curved Surfaces", damals nicht viel anfangen konnten.

Aber nicht als Grafikkarte - sondern als Addon. Das waren die legendären Voodoo-Chips von 3dfx. Man steckte sie als Zusatzkarte hinzu (bekanntestes Beispiel die Diamond Monster, bester Vertreter dieser Karte die Miro Hiscore mit TV-Out sowie gleich 6 statt 4MB). Diese rechnete dann 3D-Grafiken aus, und zwar so, dass die Programmierer da auch was mit anfangen konnten - also auf Polygon-Basis.

Und sofort sprangen alle auf den 3D-Zug auf - und einige der Hersteller bauten damit beim Käufer ein Mißtrauen für ihre Marke auf, welches noch bis heute spürbar ist. Denn mit dem beginnenden Erfolg der ersten 3D-Karten Marke Voodoo ist 3D plötzlich in - und dieses Etikett wird fortan auf jeden Grafikchip geklebt, welcher halbwegs modern ist. dass diese "umgelabelten" Karten elementarste 3D-Funktionen vermissen lassen und eher 3D-Bremsen sind, verschweigen die Hersteller. Berühmt-berüchtigte Beispiele für 3D-"Verhinderer" sind die Virge-Serie vom S3 und die Rage-Serie von ATi.

3dfx´ Problem in der Anfangszeit war aber die Tatsache, dass eine zusätzliche Karte nur für 3D für viele noch unerklärlich war und der Masse auch einfach schlicht unbekannt blieb. Erste Versuche von 3dfx mit Standalone-Karten (Voodoo Rush - ein ver-schlimm-besserter Voodoo - zusammen mit einem 2D-Chip, zuerst ein Avance Logic AT3D, später ein Macronix-Chip) scheiterten aber, da die Karten sowohl unter 2D als auch unter 3D langsamer waren als eine gute 2D+Voodoo Kombi - und auch kaum billiger.

nVidia´s NV3, besser bekannt als Riva128, hat 3dfx dann erste Kopfschmerzen bereitet. Eine funktionierende 2D-3D Combo, auch noch mit TV-In und Out Funktion (wie sich später herausstellte, sogar zum Anschauen von Pay-TV geeignet) und das auf dem 3D-Leistungsniveau einer Voodoo (obwohl die Voodoo immer noch die schöneren Bilder machte).

Und obgleich 3dfx massiv nachlegte (Voodoo2 mit der Option, dass gleich zwei Karten per SLI rechnen) wurde aus den Kopfschmerzen mit dem Erscheinen von nVidias Riva TNT wohl eine ausgewachsene Migräne. Zwar war der TNT nicht schneller als zwei mit SLI verbundene Voodoo2. Im Gegenteil, aber er renderte einfach die schöneren Bilder dank 32 Bit. Und die Leistung war ebenfalls ausreichend. 3dfx übernahm, um die Generation Voodoo3 nur noch exklusiv mit eigenen Grafikboards herstellen zu können, dann den Grafikkartenspezialisten STB Systems.

Untergänge und Comebacks von Legenden:

S3: Der ehemalige 2D-Leader wurde im Laufe der Zeit nach unten durchgereicht und endete im Besitz von Diamond in Kooperation mit VIA unter dem neuen Namen SonicBlue. Nach erfolglosen Versuchen an die 3D-Welle anzuknüpfen (ViRGE kaum kompatibel und zu langsam, Savage3D mit Anzeigefehlern und Savage4 zu langsam) wurde S3 von Diamond übernommen. Hintergrund: Diamond wollte ähnlich 3dfx/STB mit der Voodoo3 eine eigene Karte mit eigenem Chip im Exklusivvertrieb auf den Markt bringen. Das Konzept war gut, der Chip nicht. Der Savage2000 war voll von Bugs und trotz (oder eben wegen der extrem fehlerhaften) T&L-Einheit furchtbar langsam. Das Anfang vom Ende von S3, die jetzt in einem Joint Venture mit Chipsatz-Spezialisten VIA unter dem neuen Namen SonicBlue an Chipsatz-integrierten Grafiklösungen für Low-Cost und Mobile Rechner arbeiten.

Tseng Labs: Trotz des erfolgreichen und superschnellen ET6000 untergegangen. Grund: Der ET6000 war nur ein 2D-Chip, alle Welt wollte aber inzwischen 3D. Der Versuch in Kooperation mit Videologic mittels einer Kombikarte, die einen aufgebohrten ET6000 namens ET6100 sowie einen Videologic PowerVR enthielt, auch in den 3D-Markt einzusteigen blieb erfolglos. Die Apocalypse 5D war einfach zu langsam und funktionierte aufgrund der exotischen Technik (enthielt quasi 2 PCI Karten, die mit einer PCI-to-PCI Bridge intern verbunden wurden) nicht in jedem Mainboard.

3dfx und STB Systems: Durch den Kauf der für hochwertige Grafikkarten bekannten Firma STB (10 Jahre Garantie zeugen von großer Überzeugung von den eigenen Produkten) wollte 3dfx in den direkten Grafikkartenmarkt einsteigen. Das Konzept, die Voodoo3 exklusiv aus eigener Herstellung (in den Fertigungsstraßen von STB) zu vertreiben, ging zuerst auf. Doch der technische Rückstand auf nVidia, ATi und Matrox war einfach zu groß, irgendwann wurden immer weniger 3dfx Produkte gekauft und die Firma fuhr massive Verluste ein. Der Versuch, Hauptkonkurrent nVidia durch Klagen wegen Patentverletzungen auszuschalten, war wohl kein so guter - nVidia kaufte die inzwischen recht marode Firma mitsamt der Patente einfach auf.

Spea und Video7: Mit der Fusion des Grafikkartenspezialisten Video7 und der hochrenommierten Softwareschmiede Spea begann eigentlich eine neue Ära hochwertiger Grafikkarten. Diese war leider auch recht schnell zu Ende, denn die Grafikkarten waren so gut, dass Diamond großes Interesse an der Firma bekam. Nach dieser Elefantenhochzeit waren einige Produktlinien doppelt, so ging schon ein Großteil der Spea/V7 Karten schnell unter. Traditionsreiche "Reste" von Spea/V7 liefen dann irgendwann unter dem Namen Diamond, zum Beispiel die Fire GL. Außerdem gibt es noch Überreste von SPEA/V7 in der kurz vor der Übernahme durch Diamond gegründeten Firma SP3D Chip Designs (inzwischen 100%ige Philips Tochter). Der Name Video7 erlebt dennoch derzeit ein Revival, der Distributor Ingram Macrotron sicherte sich die Reche an Namen und Logo (das noch etwas modernisiert wurde) der seit langem nicht mehr existierenden Firma und vertreibt unter diesem Namen jetzt recht hochwertige Monitore (vorher hieß Macrotrons Monitor-Eigenmarke Macom, vergleichbar ist das mit Maxdata und Belinea/Monxx).

Hercules: Auf-Ab-Auf-Ab-Auf. So könnte man die Geschichte von Hercules sehen. Nach den unter Computer-Veteranen immer noch bekannten Hercules Grafikkarten aus der Monochrom-Zeit kam lange nichts mehr. Mitte der 90er ein kam Herkules wieder mit sehr guten Karten (besonders der Dynamite 128 mit Tsengs ET6000 Chip). Aufgrund einiger Fehler ging es dann wieder kontinuierlich bergab, bis der französische Soundkartenspezialist Guillemot Hercules übernahm. Seitdem steht Hercules mal wieder für schnelle und zuverlässige Grafikkarten.

Rückblick: Die wichtigsten Meilensteine in der Geschichte der Grafikkarte: