30 ปี 3dfx Voodoo การ์ดจอที่เปลี่ยนโลก PC Gaming จากเสียงคลิกสู่ยุค 3D เร่งด้วยฮาร์ดแวร์

เมื่อวันที่ 7 ตุลาคม 1996 วงการ PC Gaming ได้ก้าวเข้าสู่ยุคใหม่อย่างแท้จริง หลัง Orchid Righteous 3D วางจำหน่ายในฐานะหนึ่งในการ์ดรุ่นแรกที่ใช้ชิป 3dfx Voodoo Graphics

เวลาผ่านไปครบ 30 ปี เทคโนโลยีที่ครั้งหนึ่งเคยทำให้เกมเมอร์ทั่วโลกตะลึงกับภาพ 3D ได้กลายเป็นส่วนหนึ่งของประวัติศาสตร์ GPU ไปแล้ว แต่ผลกระทบของ Voodoo Graphics ยังคงถูกพูดถึงจนถึงทุกวันนี้ เพราะมันช่วยเปลี่ยน PC จากเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ "เล่นเกมได้" ให้กลายเป็นแพลตฟอร์มเกม 3D ที่สามารถเอาชนะเครื่องคอนโซลในด้านกราฟิกได้อย่างชัดเจน

Ross Smith ผู้ร่วมก่อตั้ง 3dfx เล่าย้อนถึงเบื้องหลังการพัฒนา Voodoo Graphics ตั้งแต่จุดเริ่มต้นในยุค Silicon Graphics ไปจนถึงวันที่บริษัทกลายเป็นชื่อที่ทุกคนในวงการเกม PC รู้จัก

จากวิสัยทัศน์ที่ไม่มีใครเชื่อ

เรื่องราวของ 3dfx เริ่มขึ้นตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1980 เมื่อ Ross Smith, Scott Sellers และ Gary Tarolli ทำงานอยู่ที่ Silicon Graphics หรือ SGI

ทั้งสามคนมองตรงกันว่า PC จะกลายเป็นแพลตฟอร์มสำคัญสำหรับงานกราฟิก 3D ในอนาคต แต่ฝ่ายบริหารของ SGI ในเวลานั้นยังไม่เชื่อในแนวคิดดังกล่าว

พวกเขาจึงแยกตัวออกมาจาก SGI และก่อตั้งบริษัทชื่อ Pellucid เพื่อพัฒนาเทคโนโลยี 3D แต่ช่วงเวลานั้นถือว่าเร็วเกินไปสำหรับตลาด เพราะแทบไม่มีซอฟต์แวร์รองรับ และการใช้งานส่วนใหญ่ยังมุ่งไปทาง CAD มากกว่าเกม

สุดท้าย Pellucid ประสบปัญหาทางการเงินและถูกซื้อกิจการโดย Media Vision ซึ่งกำลังพยายามขยายธุรกิจจากการ์ดเสียงไปสู่ตลาดกราฟิก PC

แต่ที่นั่นกลับกลายเป็นอีกหนึ่งเหตุการณ์ที่ผลักดัน Smith ให้เดินหน้าเต็มตัว

ในการประชุมผู้บริหาร เมื่อ Smith พูดถึงแผนพัฒนาเทคโนโลยี 3D เขากลับถูก CEO ในเวลานั้นพูดในทำนองว่า หากนำเรื่อง 3D Graphics มาพูดอีกครั้งจะ "ตัดมือทิ้ง"

Smith จึงลาออกและกลับมาทำงานในฐานะที่ปรึกษา แต่ก่อนออกจากบริษัท เขาได้รับการติดต่อจาก American Laser Games ซึ่งต้องการชิปกราฟิก 3D สำหรับเกมอาร์เคด

นั่นทำให้เขามองเห็นโอกาสอีกครั้ง

3D ของเกมในยุคนั้นยังแย่มาก

Smith เล่าว่าเขาได้รับเชิญไปดูเกมอาร์เคด 3D ในงาน AMOA Expo และสิ่งที่เห็นกลับไม่ได้สร้างความประทับใจเท่าไร

กราฟิกมีปัญหาเรื่อง Perspective, Texture และการแสดงผลที่ไม่ต่อเนื่อง ภาพมีอาการ Popping และยังห่างไกลจากสิ่งที่เขาคิดว่า 3D Graphics ควรจะเป็น

แต่แทนที่จะมองว่าเทคโนโลยี 3D Gaming ยังไม่พร้อม Smith และทีมกลับมองว่าตรงกันข้าม

ถ้าเกม 3D ในเวลานั้นทำได้แค่นี้ พวกเขาสามารถทำให้ดีกว่านี้ได้

ทีมจึงนำ Gary Tarolli และ Scott Sellers กลับมารวมตัวกันอีกครั้ง และเริ่มคิดอย่างจริงจังว่าพวกเขาจะสร้างชิป 3D สำหรับเกมโดยเฉพาะได้หรือไม่

เลิกทำทุกอย่าง แล้วโฟกัสเฉพาะเกม

สิ่งสำคัญที่สุดของแนวคิด 3dfx คือการ ไม่พยายามสร้าง GPU ที่ทำทุกอย่าง

กราฟิกสำหรับ CAD จำเป็นต้องมีความแม่นยำสูง รองรับ Floating Point, Line Drawing และฟังก์ชันที่ซับซ้อนจำนวนมาก แต่สำหรับเกม สิ่งที่สำคัญกลับเป็น

Texture Mapping, Rasterization และ Memory Bandwidth

Gary Tarolli ซึ่งมีพื้นฐานด้านคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ เข้ามามีบทบาทสำคัญในการออกแบบสถาปัตยกรรมที่ตัดสิ่งที่ไม่จำเป็นออกไป และมุ่งเน้นทรัพยากรไปยังการเรนเดอร์เกมโดยตรง

แนวคิดดังกล่าวทำให้ 3dfx สามารถสร้างชิปที่เน้นประสิทธิภาพต่อราคาได้มากกว่าคู่แข่งที่พยายามทำให้ชิปตัวเดียวรองรับทั้งเกมและงานระดับ CAD

Voodoo ไม่ใช่การ์ดจอธรรมดา

Voodoo Graphics ในยุคแรกมีความแตกต่างจากการ์ดจอในปัจจุบันแทบทุกด้าน

ตัวการ์ดไม่มีพัดลม ไม่มีฮีตซิงก์ขนาดใหญ่ และไม่มีขั้วต่อไฟเพิ่มเติม โดยใช้พลังงานประมาณ 15W จากสล็อต PCI

ที่สำคัญคือมัน ไม่ได้ทำงานเป็นการ์ด VGA แบบเต็มตัว

Voodoo Graphics ต้องทำงานร่วมกับการ์ด VGA 2D อีกใบหนึ่ง โดยผู้ใช้ต้องต่อสาย VGA แบบ Pass-through ระหว่างการ์ด

เมื่อเปิดเกมที่รองรับ Voodoo สัญญาณภาพจะถูกสลับจากการ์ด 2D ไปยัง Voodoo Graphics และบนการ์ดยุคแรก ๆ การสลับดังกล่าวมีเสียง "คลิก" จากรีเลย์ให้ได้ยินจริง

สิ่งที่เคยดูเหมือนข้อเสียกลับกลายเป็นเอกลักษณ์ของ Voodoo

จนมีคนพูดกันว่า เมื่อได้ยินเสียง "คลิก" ก็รู้ทันทีว่า ถึงเวลาเล่นเกมแล้ว

ทำไมไม่ใส่ VGA มาให้เลย?

คำตอบของ Smith ตรงไปตรงมามาก

พวกเขาไม่ต้องการกลายเป็นผู้ผลิต General-Purpose Graphics Chip และยังขาดประสบการณ์ในการออกแบบ VGA ด้วย

ที่สำคัญกว่านั้น การรองรับ VGA หมายถึงการต้องรองรับซอฟต์แวร์และแอปพลิเคชันจำนวนมหาศาล ไม่ใช่เพียงเกม

บริษัทต้องทำให้ WordPerfect, Excel และโปรแกรม Windows อีกนับไม่ถ้วนทำงานได้อย่างถูกต้อง

สำหรับ 3dfx การรองรับเกมหลายร้อยเกมยังง่ายกว่าการพยายามรับประกัน Compatibility กับแอปพลิเคชันนับล้านรายการ

ดังนั้นพวกเขาจึงเลือก โฟกัสที่เกมอย่างเดียว

จุดพลิกผันคือราคาหน่วยความจำ

ช่วงเริ่มต้น 3dfx คาดว่าการ์ด Voodoo จะมีต้นทุนสูงถึงประมาณ 1,000 ดอลลาร์

สาเหตุสำคัญคือราคาหน่วยความจำในเวลานั้นแพงมาก โดย Memory กลายเป็นชิ้นส่วนที่มีต้นทุนสูงกว่า ASIC ของบริษัทเสียอีก

จากนั้นเกิดเหตุการณ์ที่เหมือนโชคเข้าข้าง เมื่อราคาหน่วยความจำร่วงลงอย่างรวดเร็ว

ต้นทุนของการ์ดจึงลดลงมหาศาล และราคาขายที่เคยประเมินว่าจะอยู่ใกล้ 999 ดอลลาร์ กลับลดลงมาเหลือประมาณ 249–279 ดอลลาร์

นี่เปลี่ยนกลุ่มลูกค้าเป้าหมายทันที

แทนที่จะเป็นอุปกรณ์เฉพาะสำหรับองค์กรหรือผู้ใช้ระดับสูง Voodoo กลายเป็นอุปกรณ์ที่นักเล่นเกม PC สามารถซื้อมาอัปเกรดเครื่องได้จริง

ฮาร์ดแวร์ 2 ชิปที่เรียบง่ายแต่แรงมาก

Voodoo Graphics ใช้ชิปหลัก 2 ตัว

ตัวแรกคือ FBI หรือ Frame Buffer Interface ทำหน้าที่เป็นแกนหลักด้าน Rasterization รับข้อมูล Polygon และคำนวณว่าพื้นที่ใดจะปรากฏบนหน้าจอ

จากนั้นข้อมูลจะถูกส่งต่อไปยัง TMU หรือ Texture Mapping Unit เพื่อเติม Texture, Alpha Blending, Mipmapping และ Trilinear Filtering

แต่ละชิปเข้าถึงหน่วยความจำ EDO RAM ขนาด 2MB ทำให้ตัวการ์ดมีหน่วยความจำรวมประมาณ 4MB

ตามมาตรฐานปัจจุบัน ตัวเลขนี้ดูเล็กอย่างไม่น่าเชื่อ แต่ในช่วงกลางยุค 1990 มันเพียงพอที่จะทำให้เกม 3D ก้าวกระโดดจาก Software Rendering อย่างมหาศาล

แทนที่จะรอ Direct3D 3dfx สร้าง Glide เอง

ในเวลานั้น Direct3D ยังไม่มีอยู่ และ OpenGL ก็เป็นเทคโนโลยีที่ถูกใช้งานหนักในตลาด Workstation และ CAD มากกว่าการเล่นเกม

3dfx จึงสร้าง API ของตัวเองขึ้นมาในชื่อ Glide

Glide เป็น API ระดับค่อนข้างต่ำที่เปิดทางให้นักพัฒนาเข้าถึง Hardware ได้โดยตรงมากขึ้น และยังทำงานกับเกม DOS ได้ด้วย

ที่น่าสนใจคือก่อนที่ 3dfx จะมี Silicon จริง บริษัทใช้ SGI RealityEngine เป็น Emulator แล้วมอบให้กับนักพัฒนาเกม เพื่อให้พวกเขาสามารถทดสอบและสร้างเกมสำหรับ Voodoo ล่วงหน้าได้

แนวทางนี้เป็นหนึ่งในกลยุทธ์ที่ทำให้ 3dfx เข้าไปอยู่ใกล้ชิดกับ Game Developer มากกว่าคู่แข่งในยุคนั้น

Smith มองว่านักพัฒนาเกมไม่ได้เป็นเพียงลูกค้า แต่เป็น หัวใจสำคัญของธุรกิจ

Quake คือเกมที่เปลี่ยนทุกอย่าง

แม้จะมีเกมจำนวนมากรองรับ Voodoo แต่เกมที่ช่วยผลักดัน 3dfx ไปอีกระดับคือ Quake

เมื่อ John Carmack และ id Software เปิดทางให้ Quake ทำงานผ่าน OpenGL และ 3dfx พัฒนา miniGL เพื่อให้เกมสามารถทำงานกับฮาร์ดแวร์ของตัวเองได้ ประสบการณ์เล่นเกมก็เปลี่ยนไปอย่างเห็นได้ชัด

จากเดิม Quake บน CPU ใช้ Software Rendering ที่ความละเอียดต่ำและสีจำกัด เมื่อรันผ่าน Voodoo ผู้เล่นสามารถขยับไปสู่ความละเอียดสูงขึ้น ภาพคมขึ้น และมีสี 16-bit

Smith ถึงกับยกเครดิตให้ id Software, John Carmack และ Quake ว่าเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่สุดที่ทำให้ 3dfx ขายการ์ดได้ หลายล้านใบ

Valley of Ra เดโมที่ทำให้ญี่ปุ่นตะลึง

อีกหนึ่งผลงานที่มีความสำคัญต่อ 3dfx คือ Valley of Ra เดโมเกมต่อสู้ที่ใช้ Reflection Mapping ทำให้ตัวละครและพื้นผิวดูเหมือนมีการสะท้อนแสงแบบ Real-time

Smith อธิบายว่านี่ไม่ใช่ Reflection จริงแบบ Global Illumination แต่เป็นเทคนิคและ "กลเม็ด" ทางกราฟิกที่ทำให้เกิดภาพลวงตาออกมา

แต่สิ่งที่สำคัญกว่าคือมัน ดูน่าทึ่งมากในยุคนั้น

เมื่อนำเดโมไปแสดงที่ญี่ปุ่นด้วยอัตรารีเฟรช 60Hz ผลตอบรับจากผู้ผลิตเกมแทบจะทันที เพราะพวกเขาไม่เคยเห็นเกม 3D บน PC ที่ให้ประสบการณ์ในระดับนั้นมาก่อน

เดโมอีกตัวอย่างอย่าง Grand Bleu ซึ่งนำเสนอฉากใต้น้ำพร้อมปลา โลมา ฉลาม เต่า และเอฟเฟกต์น้ำ ก็กลายเป็นเครื่องมือสำคัญในการช่วยให้ 3dfx ได้ Design Win เพิ่มขึ้น

ชื่อ "Voodoo" เกิดขึ้นจากร้านบน Bourbon Street

ก่อนจะกลายเป็นแบรนด์ระดับตำนาน ชิปของ 3dfx มีชื่อภายในง่าย ๆ ว่า SST

ย่อมาจากชื่อ Sellers, Smith และ Tarolli

แต่ทีมต้องการชื่อที่สั้น จำง่าย และมีเอกลักษณ์

ช่วงหนึ่งมีการเสนอชื่ออย่าง Panther, Jaguar และ Shark ขณะที่ Gary Tarolli ต้องการใช้ชื่อ NoCAD เพราะบริษัทตั้งใจไม่ทำกราฟิกสำหรับ CAD

จนกระทั่ง Ross Smith และ Alma Ribbs เดินอยู่บนถนน Bourbon Street ในนิวออร์ลีนส์ และเจอร้าน Marie Laveau's House of Voodoo

ทั้งคู่เกิดไอเดียขึ้นมาทันที

Voodoo Graphics

ตอนแรกสมาชิกคนอื่นในทีมไม่เห็นด้วย เพราะคิดว่าชื่อดูมืดมนเกินไป แต่ Smith และ Ribbs ยืนกรานจนสุดท้ายทีมยอมรับ

และชื่อดังกล่าวก็กลายเป็นหนึ่งในแบรนด์ที่ทรงพลังที่สุดในประวัติศาสตร์ PC Gaming

3dfx ไม่ได้อยู่ตลอดไป แต่ Voodoo เปลี่ยนโลก

เรื่องราวของ 3dfx จบลงเร็วกว่าที่หลายคนคาด บริษัทเติบโตอย่างรวดเร็วและมีอิทธิพลสูงในยุค 1990 แต่สุดท้ายไม่สามารถรักษาตำแหน่งผู้นำไว้ได้ และทรัพย์สินส่วนใหญ่ของบริษัทถูก NVIDIA เข้าซื้อกิจการ

ถึงกระนั้น สิ่งที่ 3dfx ทิ้งไว้ให้กับวงการกลับยิ่งใหญ่กว่าบริษัทเอง

Voodoo Graphics ช่วยผลักดันแนวคิดของการใช้ Hardware 3D Acceleration ให้กลายเป็นมาตรฐานของ PC Gaming และช่วยสร้างระบบนิเวศระหว่าง GPU กับ Game Developer ซึ่งต่อมากลายเป็นเรื่องปกติของอุตสาหกรรม

ตั้งแต่ Hardware Transform & Lighting, Programmable Shader, Ray Tracing ไปจนถึง AI Upscaling และ Frame Generation ล้วนเป็นวิวัฒนาการต่อเนื่องของกราฟิก 3D

แต่สำหรับคนที่อยู่ในยุคนั้น การเปลี่ยนแปลงของ Voodoo อาจยังไม่มีอะไรเทียบได้

เพราะมันคือช่วงเวลาที่เราเปลี่ยนจากการให้ CPU วาดทุกอย่างด้วย Software ไปสู่ยุคที่มีชิปเฉพาะทางเข้ามาช่วยสร้างโลก 3D แบบ Real-time

และเมื่อเสียบการ์ด เปิดเกม แล้วได้ยินเสียงรีเลย์ดังว่า "คลิก"

นั่นคือช่วงเวลาที่ PC Gaming ก้าวเข้าสู่อีกโลกหนึ่ง

30 ปีผ่านไป ชื่อ 3dfx Voodoo อาจเหลือเพียงความทรงจำ แต่สำหรับคนที่เคยสัมผัสมันในยุคแรก ๆ นี่คือหนึ่งในการอัปเกรดฮาร์ดแวร์ที่เปลี่ยนประสบการณ์การเล่นเกมอย่างชัดเจนที่สุดในประวัติศาสตร์ของ PC

ที่มา: club386