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부두 5

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목차

1. 개요

부두 5는 3dfx에서 제작한 VSA-100 그래픽 칩을 사용한 일련의 그래픽 카드이다. 부두 5는 3dfx의 확장 가능한 아키텍처를 활용하여 여러 개의 VSA-100 칩을 SLI 기술을 통해 연결하여 성능을 향상시켰다. 부두 5 시리즈는 Voodoo 4 4500, Voodoo 5 5000, Voodoo 5 5500, 그리고 개발이 중단된 Voodoo 5 6000 모델이 존재했다. 부두 5는 32비트 색상 심도, 향상된 텍스처링, 그리고 T-버퍼를 이용한 안티앨리어싱 기술을 지원했다. 경쟁 제품으로는 엔비디아 지포스 2 시리즈, ATI 라데온 등이 있었다. 부두 5의 후속 제품으로 "Rampage"가 개발되었으나, 3dfx의 파산으로 인해 출시되지 못했다.

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부두 5
그래픽 카드 정보
3dfx Voodoo5 5500 AGP
3dfx Voodoo5 5500 AGP
코드네임VSA-100
출시일2000년 6월 22일
엔트리 레벨Voodoo4 4500
미드레인지 레벨Voodoo5 5500
다이렉트3D 버전Direct3D 6.0
이전 제품Voodoo3
지원 상태지원 중단

2. 아키텍처 및 성능

VSA-100 그래픽 칩은 부두3(코드명 "Avenger")의 후속작으로 개발되었다. 250nm 반도체 제조 공정을 기반으로 하지만, 집적도와 속도 향상을 위해 공정이 개선되어 더 많은 트랜지스터(약 1,400만 개)를 집적했다. 또한 더 큰 텍스처 캐시와 32비트로 확장된 데이터 처리 경로를 갖추는 등 전반적인 성능 향상을 목표로 설계되었다.[18][2][3]

이 칩의 핵심 설계 목표 중 하나는 확장성(Scalability)이었다. 칩 이름인 VSA는 "부두 스케일러블 아키텍처(Voodoo Scalable Architecture)"의 약자로, 이 아키텍처는 여러 개의 VSA-100 칩을 하나의 카드에 탑재하여 성능을 높이는 SLI 기술의 기반이 되었다.[2][4] 이론적으로는 최대 32개의 칩을 병렬로 연결하여 성능을 확장할 수 있었다.[1][2]

아키텍처 측면에서는 렌더링 파이프라인 구조를 기존의 1x2 구성에서 2x1 구성으로 변경하여 처리 효율을 높였다.[19][5] 또한 3dfx 칩 최초로 3D 그래픽에서 완전한 32비트 색상 심도를 지원했으며, 최대 텍스처 크기 제한을 2048x2048 픽셀로 확장하고 FXT1 및 DXTC 텍스처 압축 기술을 도입했다.[19][5] 하드웨어 누적 버퍼인 "T-버퍼" 기능을 통해 모션 블러나 고품질 회전 그리드 슈퍼 샘플링 안티앨리어싱(RGSS AA)과 같은 고급 그래픽 효과 구현이 가능해졌다.[5][20][6]

메모리 인터페이스는 부두3과 유사한 128비트 SDRAM을 사용했으며, SLI 구성 시 각 칩의 메모리 대역폭이 합쳐져 유효 대역폭이 증가하는 특징을 가졌다.[7][8] AGP 4배속 인터페이스를 지원했지만, AGP 버스를 통한 텍스처 전송 기능(AGP 텍스처링)은 구현되지 않았다.[9] 부가적으로 MPEG-2 동영상 하드웨어 가속 기능도 지원했다.

2. 1. VSA-100 칩의 특징

VSA-100 그래픽 칩은 "어벤저"(Avenger)라는 코드명으로 알려진 부두3의 후속 모델이다. 부두3과 마찬가지로 250nm 반도체 제조 공정을 기반으로 제작되었으나, 밀도와 속도를 높이기 위해 6번째 금속층을 추가하고 트랜지스터의 게이트 길이를 줄이고 게이트 산화막을 더 얇게 만드는 등 공정을 개선했다. VSA-100은 약 1,400만 개의 트랜지스터를 집적했으며, 이는 약 800만 개였던 부두3보다 크게 늘어난 수치이다. 또한 이전 칩보다 더 큰 텍스처 캐시를 가졌고, 데이터 처리 경로의 폭도 16비트에서 32비트로 확장되었다. 렌더링 연산 자체는 40비트 정밀도로 수행되지만, 최종 결과는 32비트로 저장된다.[18][2][3]

칩의 이름인 VSA는 "부두 스케일러블 아키텍처"(Voodoo Scalable Architecture)의 약자로, 이름처럼 확장성을 중요한 설계 목표로 삼았다. 하나의 그래픽 카드에 여러 개의 VSA-100 칩을 탑재하여 성능을 높일 수 있도록 설계되었으며, 이를 통해 단일 칩 설계만으로 다양한 성능대의 그래픽 카드 라인업을 구성할 수 있었다.[2][4] 이론적으로는 최대 32개의 VSA-100 GPU를 하나의 카드에서 병렬로 연결하여 처리 속도(필레이트)를 칩 수에 비례하여 증가시킬 수 있었다. 2개 이상의 칩을 사용하는 카드에서는 3dfx의 SLI 기술을 이용해 칩들을 연결했다.[1][2] 하지만 여러 칩을 사용하는 방식은 동일한 하드웨어 구성 요소가 카드 내에 중복되고, 칩이 추가될수록 기판 설계가 복잡해진다는 단점이 있었다.
렌더링 파이프라인 구조도 개선되었다. 기존 부두2/3의 경우 하나의 픽셀 파이프라인에 2개의 텍스처 매핑 유닛을 두는 방식(1x2 구성)이었으나, VSA-100에서는 2개의 픽셀 파이프라인 각각에 1개의 텍스처 매핑 유닛을 배치하는 방식(2x1 구성)으로 변경했다.[19][5] 이 구조는 특정 조건에서만 클럭당 2개의 텍셀을 처리할 수 있었던 이전 방식과 달리, 항상 클럭당 2개의 픽셀과 2개의 텍셀을 처리할 수 있어 효율성을 높였다.

VSA-100은 3dfx 그래픽 칩 중 최초로 3D 그래픽 처리 시 완전한 32비트 색상 심도를 지원했다. 이전 칩들은 16비트 색상 심도만을 지원했다. 또한, 기존 256x256 픽셀이었던 최대 텍스처 크기 제한이 2048x2048 픽셀까지 크게 확장되었다. 이와 함께 FXT1 및 DXTC 텍스처 압축 기술을 지원하여 메모리 대역폭 사용을 줄이고 성능을 개선했다.[19][5]

하드웨어 누적 버퍼인 "T-버퍼"(T-Buffer) 기능도 도입되었다. T-버퍼는 여러 프레임의 결과물을 조합하여 저장할 수 있는 기능으로, 이를 이용해 모션 블러 효과나 앤티앨리어싱(Anti-Aliasing, AA) 효과를 구현할 수 있었다.[5] 특히 VSA-100은 회전 그리드 슈퍼 샘플링 안티 앨리어싱 (RGSS AA) 방식을 지원했는데, 이는 당시 경쟁 제품들(ImgTech PowerVR, ATI Radeon DDR, 엔비디아 지포스 2)이 사용하던 단순 그리드 오버 샘플링 방식보다 더 높은 품질의 안티 앨리어싱 화면을 제공했다. 지원되는 최대 안티 앨리어싱 수준은 SLI로 연결된 VSA-100 칩의 개수에 따라 결정되었다. 칩 1개는 2x AA, 2개는 4x AA, 4개는 8x AA를 지원하는 식이었다.[20][6]
메모리 인터페이스는 부두3과 유사한 128비트 SDRAM 인터페이스를 사용했다.[7][8] 각 VSA-100 칩은 자신에게 할당된 별도의 메모리 용량과 대역폭을 가졌다. 여러 칩이 장착된 카드라도 전체 메모리 용량이 합산되지는 않았지만, 메모리 대역폭은 각 칩의 대역폭이 합쳐져 효과적으로 증가했다. 예를 들어, VSA-100 칩 2개를 탑재한 카드는 128비트 DDR 메모리를 사용하는 단일 칩 그래픽 카드와 비슷한 수준의 메모리 대역폭을 확보할 수 있었다. 메모리 클럭은 VSA-100 칩 클럭과 동기화되어 작동했다. (이후 출시되지 못한 후속 제품에서는 비용 절감을 위해 64비트 DDR 메모리 인터페이스를 사용할 계획이었다.)

이 외에도 VSA-100은 MPEG-2 동영상 하드웨어 가속 기능을 지원했으며, AGP 4배속 인터페이스를 지원했지만, AGP 버스를 통한 텍스처 전송 기능(AGP 텍스처링)은 구현하지 않았다.[9]
VSA-100 칩 설계의 주요 목표 중 하나는 확장성이었다. 칩 이름의 'VSA'는 "부두 스케일러블 아키텍처(Voodoo Scalable Architecture)"의 약자이다.[2][4] 이 설계를 통해, 그래픽 카드에 하나 이상의 VSA-100 칩을 탑재함으로써 단일 칩 설계만으로 다양한 시장의 요구를 만족시킬 수 있었다. 이론적으로는 하나의 그래픽 카드에 1개에서 최대 32개의 VSA-100 GPU를 병렬로 연결하여 실행할 수 있으며, 사용된 칩 수에 비례하여 카드의 필레이트가 증가한다.[1][2]

두 개 이상의 VSA-100 칩을 탑재한 카드에서는 3dfx의 SLI 기술을 사용하여 칩들을 연결했다.[1][2] SLI 기술의 장점은 그래픽 처리 성능, 특히 필레이트를 사용된 칩 수에 비례하여 향상시킬 수 있다는 점이다.

하지만 이러한 성능 확장 방식에는 단점도 있었다. 여러 칩을 사용하면서 하드웨어 구성 요소가 카드 내에 중복되었고, 칩이 추가될수록 보드 설계 복잡성이 증가하고 전력 소비가 늘어나는 문제가 있었다.

3. 모델

3dfx 부두 5 시리즈는 VSA-100 칩셋을 기반으로 다양한 모델 출시를 계획했으나, 실제로 시장에 출시된 모델은 제한적이었다. 주요 모델로는 VSA-100 칩을 하나 사용한 보급형 부두 4 4500과 2개의 칩을 사용한 주력 모델 부두 5 5500이 있다. 메모리 용량을 줄인 부두 5 5000과 4개의 칩을 탑재하여 최고 사양을 목표로 했던 부두 5 6000도 개발되었으나, 여러 가지 이유로 최종 출시에는 이르지 못했다.

3. 1. Voodoo 4 4500

부두 4 4500은 부두 5 5500 모델 출시 이후에 나온 VSA-100 칩셋 기반의 보급형 그래픽 카드이다. VSA-100 칩을 하나만 사용했으며, 별도의 외부 전원을 연결할 필요가 없다는 특징이 있었다. 하지만 가격은 더 비쌌음에도 불구하고, 당시 경쟁 제품이었던 지포스2 MX나 라데온 SDR보다 거의 모든 면에서 성능이 떨어졌다.[10]

3. 2. Voodoo 5 5000

출시되지 않은 부두 5 5000은 부두 5 5500과 유사하게 설계되었지만, RAM 용량이 절반(총 32MB)으로 줄어들 예정이었다.[11]

3. 3. Voodoo 5 5500

Voodoo 5 5500은 세 가지 형태로 출시되었다. 완전한 사이드밴드 지원을 갖춘 범용 AGP 버전(프로토타입은 AGP4x 인터페이스로 제작되었지만, 실제 제품은 AGP 1/2x를 지원), PCI 버전, 그리고 Mac Edition이 있다. Mac Edition은 PCI 방식만 있었으나 66MHz PCI 슬롯에서 작동할 수 있었고, 듀얼 링크 DVI-D 및 VGA-A 출력을 갖추었다. 다른 버전들은 하나의 VGA 출력 단자만 가지고 있었다.

게임 성능에서 Voodoo 5 5500은 엔비디아 지포스 256 및 ATI 레이지 128 MAXX보다 뛰어난 성능을 보여주었다. 하지만 출시가 늦어지면서 새롭게 등장한 지포스 2 GTS 및 라데온 DDR과 경쟁해야 했고, 이들 제품보다는 성능이 뒤처졌다.[12]

3. 4. Voodoo 5 6000

Voodoo 5 6000 프로토타입


부두 5 6000(Voodoo 5 6000)은 부두 5(Voodoo5) 라인업의 최상위 모델로 계획되었으나 최종적으로 출시되지 못한 제품이다. 4개의 VSA-100 프로세서와 128MB SDRAM을 탑재하고, AGP 규격 이상의 전력 소모로 인해 '부두 볼츠(Voodoo Volts)'라는 별도의 외부 전원 공급 장치를 필요로 하는 등 당시로서는 매우 높은 사양을 목표로 했다.

초기 테스트 결과, 경쟁 제품이었던 Nvidia GeForce 2 Ultra나 ATI Radeon 7500보다 뛰어난 성능을 보였으며, 일부 환경에서는 다음 세대 카드인 GeForce 3 시리즈와도 견줄 만한 성능을 나타냈다.[13]

하지만 4개의 칩을 사용하는 복잡한 구조로 인한 높은 생산 비용(예상 가격 600USD), DirectX 8.0의 핵심 기능인 셰이더 미지원, 심지어 DirectX 7의 하드웨어 T&L 미지원 등 기술적 한계와 더불어 3dfx의 불안정한 재정 상황이 겹치면서 결국 시장에 출시되지 못했다. 개발 과정에서 총 5가지의 개정판(revision)이 존재했으며, 약 1000개 이상의 테스트용 카드가 생산된 것으로 알려져 있다.

3. 4. 1. Intel Revision 1 (model 1000-1900)

(내용 없음 - 주어진 원본 소스에는 해당 섹션 제목 'Intel Revision 1 (model 1000-1900)'에 대한 구체적인 정보가 포함되어 있지 않습니다.)

3. 4. 2. HiNT Revision 2 (model 2000-2900)



부두 5 6000(Voodoo 5 6000)은 부두 5(Voodoo5) 라인업 중 출시되지 않은 최상위 모델이었다. 이 카드는 166MHz로 동작하는 VSA-100 프로세서 4개와 각각 32MB 용량의 166MHz SDRAM을 탑재하여, 총 128MB 메모리(8MB 칩 16개 구성)를 갖춘 최초의 그래픽 카드가 될 예정이었다. 약 1000개 이상의 테스트용 카드가 생산되었다. 부두 5 6000은 AGP 규격에서 허용하는 전력보다 더 많은 전력을 소모했기 때문에, '부두 볼츠(Voodoo Volts)'라는 이름의 별도 전원 공급 장치가 필요했다. 이 장치는 AC 콘센트에 직접 연결하는 외부 장치 형태로 계획되었으나, 실제 제작된 대부분의 프로토타입 카드들은 표준 내부 전원 공급 장치의 Molex 커넥터를 사용했다.

성능 면에서는 출시 전 제품을 입수한 사용자들의 테스트를 통해 알려졌는데, 당시 경쟁 제품이었던 Nvidia의 GeForce 2 Ultra나 ATI의 Radeon 7500보다 뛰어난 성능을 보여주었다. (일각에서는 GeForce 2 Ultra가 부두 5 6000의 시장 선점을 막기 위해 출시되었다는 소문도 있었다.) 일부 테스트에서는 다음 세대 그래픽 카드인 GeForce 3 시리즈와도 경쟁할 만한 성능을 보이기도 했다.[13]

그러나 부두 5 6000은 높은 생산 비용 때문에 가격 경쟁력을 확보하기 어려웠을 것으로 보인다. 단일 칩으로 구성된 GeForce나 Radeon 카드와 비교했을 때, 부두 5 6000은 4개의 칩을 사용하는 복잡한 구조로 인해 비용 부담이 컸다. 예상 출시 가격은 600USD로, 경쟁 제품들보다 상당히 높은 수준이었다. 높은 가격에도 불구하고, 부두 5 6000은 차세대 기술인 DirectX 8.0의 정점 셰이더나 픽셀 셰이더 기능을 지원하지 못했다. 이러한 기능들은 이후 Nvidia의 GeForce 3 시리즈나 ATI의 Radeon 8500 같은 제품들에 탑재되었다. 심지어 DirectX 7의 핵심 기능 중 하나인 하드웨어 T&L(Transform and Lighting)조차 지원하지 못했다. 여기에 3dfx의 불안정한 재정 상황까지 겹치면서 결국 부두 5 6000은 출시되지 못했다.

부두 5 6000에는 총 5가지의 개정판(revision)이 존재했다. 모델명 뒤의 숫자는 생산 주차를 의미하는데, 예를 들어 '10'은 2000년 10주차 생산을 의미한다.

3. 4. 3. HiNT Revision 3 (model 3000-3500)

(작성할 내용 없음)

3. 4. 4. HiNT Revision 4 (3600-3700)

(내용 없음)

3. 4. 5. HiNT Revision 5 (model 3900)

(해당 섹션에 대한 정보가 원본 소스에 존재하지 않습니다.)

4. 경쟁 칩셋

부두 5는 출시 당시 여러 그래픽 칩셋 제조사들과 경쟁했다. 대표적인 경쟁 제품으로는 엔비디아의 지포스 256, 지포스 2 시리즈와 ATI의 레이지 128 MAXX, 라데온 시리즈가 있었다. 이 외에도 파워VR, S3, 매트록스 등 다른 제조사들의 칩셋과도 경쟁했다.

4. 1. 엔비디아

4. 2. ATI

ATI 테크놀로지스의 레이지 128 MAXX 및 라데온이 부두 5의 주요 경쟁 제품 중 하나였다.

4. 3. 기타

5. 후속 제품 (Rampage)

부두 5 시리즈의 후속 제품으로 코드명 "Rampage"가 계획되어 수년간 개발이 진행되고 있었다. 이 제품은 더 작은 반도체 제조 공정을 사용하고, DDR SDRAM을 지원하며, 200MHz 이상의 코어 클럭과 T&L 유닛을 탑재하는 것을 목표로 했다. 그러나 개발 초기 단계에서 3dfx가 파산 위기에 처하면서 약 20개의 작동 가능한 시제품 카드만 제작되었다. 결국 2000년 말, 3dfx의 대부분 자산이 엔비디아에 인수되면서 Rampage 개발은 중단되었다.[15][16]

참조

[1] 간행물 3dfx Voodoo5 5500 http://www.anandtech[...] Anandtech 2000-07-11
[2] 웹사이트 3dfx Interview with Peter Wicher http://hothardware.c[...] Hot Hardware 2001-12-15
[3] 웹사이트 3dfx Avenger GPU Specs {{char||}} TechPowerUP GPU Database https://www.techpowe[...] 2024-08-28
[4] 웹사이트 3dfx VSA-100 GPU Specs {{char||}} TechPowerUP GPU Database https://www.techpowe[...] 2024-08-28
[5] 웹사이트 3dfx Voodoo 5 5500 Preview http://www.firingsqu[...] Firing Squad 2000-04-24
[6] 웹사이트 Multi-Sampling Anti-Aliasing Explained http://www.firingsqu[...] Firing Squad 2001-02-13
[7] 웹사이트 3dfx Voodoo4 4500 AGP Specs {{char||}} TechPowerUP GPU Database https://www.techpowe[...] 2024-08-28
[8] 웹사이트 3dfx Voodoo5 5500 AGP Specs {{char||}} TechPowerUP GPU Database https://www.techpowe[...] 2024-08-28
[9] 웹사이트 Identify your 3dfx Hardware with Part No. and/or special Markings http://www.falconfly[...] 2004-06-07
[10] 웹사이트 AnandTech – 3dfx Voodoo4 4500AGP http://www.anandtech[...]
[11] 웹사이트 3dfx Voodoo5 5000 PCI https://www.techpowe[...] 2024-01-01
[12] 간행물 Voodoo5 5500 Review http://www.firingsqu[...] Firingsquad 2000-07-14
[13] 웹사이트 3dfx Voodoo 5 6000 Review http://www.sudhian.c[...] Sudhian 2006-07-26
[14] 웹사이트 Identify your 3dfx Hardware with Part No. and/or special Markings http://www.falconfly[...] 2004-06-07
[15] 웹사이트 TDG-3dfx-Rampage http://www.thedodgeg[...]
[16] 웹사이트 Support for 3dfx Voodoo cards http://nvidia.custhe[...] Nvidia
[17] 간행물 3dfx Voodoo5 5500 http://www.anandtech[...] Anandtech 2000-07-11
[18] 웹사이트 3dfx Interview with Peter Wicher http://hothardware.c[...] Hot Hardware 2001-12-15
[19] 웹사이트 3dfx Voodoo 5 5500 Preview http://www.firingsqu[...] Firing Squad 2000-04-24
[20] 웹사이트 Multi-Sampling Anti-Aliasing Explained http://www.firingsqu[...] Firing Squad 2001-02-13


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