Il y a 25 ans, cette carte graphique révolutionnerait à jamais le jeu vidéo

En 1999, le monde du PC était en plein essor. Le rythme des nouveautés est effréné, avec un cycle de renouvellement d’environ six mois. Imaginez-vous en juin 1999 ; vous venez de vous offrir votre nouveau PC équipé d’un Pentium III à 500 MHz et de la carte graphique Nvidia TNT2, lancée en avril. Vous êtes prêt à jouer à Quake II à 50 images par seconde ou à espérer dépasser 40 images par seconde dans Half-Life à une résolution de 1024 × 768 sur votre écran CRT de 17 pouces. Et puis, en octobre de la même année, une carte graphique change véritablement la donne : la GeForce 256.

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Avant la sortie de la GeForce 256, les cartes graphiques étaient davantage des cartes accélératrices que de véritables GPU (Graphic Processing Units). A l’origine, la carte graphique était destinée à afficher de la 2D. Pour simplifier, il a été conçu pour afficher l’interface de Windows 95 ainsi que toutes les applications que vous pourriez lancer. Lorsque les premiers jeux « 3D » sont arrivés, c’était le processeur central (CPU) qui faisait tout le travail de calcul des polygones et de leurs mouvements. Les cartes graphiques se limitaient à appliquer des textures aux polygones calculés par le processeur. Certaines, comme les cartes graphiques 3dfx, ont commencé à intégrer des calculatrices pour générer des polygones (Setup Engine) et avaient même leur propre API ou utilisaient des standards comme Glide, OpenGL et Direct3D.

L’ère 3dfx

Ainsi, de 1996 à 1998, 3dfx impose son chipset Voodoo, dont profitent grandement des jeux comme Tomb Raider et Quake. Pour s’imposer, 3dfx fait le tour des éditeurs pour imposer son API : Glide. Cette bibliothèque simple et efficace facilite la tâche des développeurs qui ne jurent que par elle. EN réponse et afin d’éviter un monopole de 3dfx, Microsoft propose Direct3D 5. L’éditeur Windows s’est associé à ATI, Nvidia, Matrox et S3 pour contrer l’influence de 3dfx et proposer une API universelle.

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GeForce 256 : le 1er GPU

En août 1999, Nvidia lance la GeForce 256. Sa puce NV10 n’est pas particulièrement impressionnante en termes de caractéristiques techniques. En effet, il n’est cadencé qu’à 120 MHz, alors que son prédécesseur, le NV5 du TNT2, tourne à 150 MHz. De plus, sa finesse de gravure est de 220 nm, alors que la concurrence grave ses puces à 180 nm. Mais c’est au niveau du nombre de transistors embarqués que le NV10 se démarque : 23 millions ! C’est presque quatre fois plus qu’un certain Pentium III (9,5 millions) et le TNT2 NV5 (9 millions). Cet écart considérable ainsi que le support de nouvelles fonctionnalités expliquent le passage du NV5 au NV10 dans la nomenclature.

Les 23 millions de transistors sont répartis entre la gestion de l’affichage 2D et les unités dédiées à la 3D : le Setup Engine, le Rendering Engine et une nouvelle fonctionnalité, le Transform and Lighting (T&L) Engine. C’est cette dernière unité qui va révolutionner l’industrie.

Ainsi, l’unité responsable du T&L aura pour tâche de calculer les transformations des polygones : translation, rotation et mise à l’échelle (agrandissement/réduction) et éclairage. Bien que les calculs eux-mêmes soient relativement simples (16 multiplications et 12 additions), ils doivent être effectués pour chaque image rendue et pour chaque objet. C’est pourquoi l’idée de Nvidia de dédier des unités de calcul spécifiquement à cette tâche s’est avérée géniale.

Avec la démocratisation du T&L, la GeForce 256 vous propulse dans une nouvelle ère du jeu vidéo !

Le CPU peut enfin respirer

Grâce à la GeForce 256, Nvidia décharge le processeur central des calculs de transformation, lui permettant de se concentrer sur d’autres tâches. De plus, comme le NV10 dispose d’unités spécialisées, il effectue ces calculs beaucoup plus rapidement qu’un processeur. A l’époque, Nvidia annonçait que son NV10 pouvait calculer 15 millions de triangles par seconde, contre 4 millions pour un Pentium III-550 qui ne serait dédié qu’à cette tâche. À cela s’ajoute la prise en charge de la compression de texture S3TC dans DirectX permettant une compression 6:1 sans perte, ainsi que d’autres technologies innovantes telles que Cube Environment Mapping et Vertex Blending.

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L’autre point fort du NV10 réside dans son moteur de rendu, utilisé pour appliquer des textures aux polygones. Nvidia a parallélisé cette tâche en utilisant quatre pipelines, contre deux pour le TNT2 Ultra. Conséquence : même avec une fréquence de fonctionnement 20 % inférieure, le NV10 est 60 % plus rapide, traitant 480 millions de pixels par seconde. Cela a permis aux développeurs de jeux vidéo d’augmenter considérablement le nombre de polygones d’objets 3D affichés, améliorant ainsi considérablement la qualité globale des graphismes.

Support T&L ou décès

De ce fait, la GeForce 256 est en avance sur son temps. Seuls les jeux utilisant l’API professionnelle OpenGL profitent pleinement de T&L dès leur sortie, et il faudra attendre l’arrivée de DirectX 7 pour que T&L soit supporté. Les éditeurs de jeux mettront immédiatement à jour leurs titres pour qu’ils soient compatibles. Quake 3, sorti le 2 décembre 1999, profitera pleinement de la GeForce 256, avec le succès qui la caractérise.

L’année 2000 sera l’année du T&L, chez PC FUN on en est sûr : les développeurs utiliseront cette nouvelle fonction parce que p… c’est trop beau.

Le prix de la GeForce 256 était d’un peu plus de 2000 francs, soit environ 455 euros en euros courants (selon l’Insee), contre 1600 francs pour une carte graphique à base de TNT2 Ultra par exemple. La GeForce 256 pourrait même rivaliser avec les cartes professionnelles utilisées pour 3DS MAX, en valant plus de deux fois plus.

Épilogue

En 2000, le paysage des cartes graphiques était en train de changer. En décembre, Nvidia rachète 3dfx, incapable de supporter pleinement T&L, mettant ainsi un terme aux ambitions de cette société pionnière en matière de 3D. Matrox tentera de lui emboîter le pas avec son G550 en 2001, mais une prise en charge partielle du T&L et des difficultés financières conduiront à se concentrer sur les applications 2D. S3, malgré une tentative avec ses S2000 peu performants, ne parvient pas à s’imposer et vend sa branche 3D à VIA en 2001, mettant ainsi un terme à ses ambitions dans ce secteur. Seule ATI, avec sa Radeon 256 sortie en avril 2000, a réussi à emboîter le pas à Nvidia avec T&L, ce qui a donné lieu à une bataille qui dure encore 25 ans plus tard.

Aujourd’hui, il est impossible de ne pas faire un parallèle avec l’avènement du ray tracing, une technologie dont Nvidia est le fer de lance depuis le lancement de la série GeForce RTX 20 en 2018. Couplé à sa plateforme logicielle CUDA et à sa gamme d’outils mis à disposition des développeurs, ce Le cocktail technologique pourrait bien distancer AMD, qui avait pourtant racheté ATI en 2006 dans le but de mieux rivaliser. L’histoire est un éternel commencement.

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