| La renaissance du 3dfx Voodoo5 6000 vu 15447 fois |
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| Écrit par Mathieu Gendre et Trevormacro le Vendredi, 17 Février 2012 01:00 |
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3dfx, une marque qui rappelle de nombreux souvenirs à ceux qui ont connu la société à l'époque. En effet, il s'agit de l’entreprise qui a démocratisé l'accélération 3D sur les PC dès 1995.
Imposant coup sur coup ses cartes graphiques Voodoo , la société fit de mauvais choix pour finir par disparaître en décembre 2000.
Onze ans après la fermeture de la société 3dfx, un prototype inconnu du grand public refait surface : la Voodoo5 6000, un monstre comportant 4 GPUs !
Introduction
3dfx, une marque qui rappelle de nombreux souvenirs à ceux qui ont connu la société à l'époque : en effet, il s'agit de l’entreprise qui a démocratisé l'accélération 3D sur les PC dès 1995. Imposant coup sur coup ses Voodoo Graphics et Voodoo², la société fit de mauvais choix pour finir par disparaître en décembre 2000. Onze ans après la fermeture de la société 3dfx, une communauté de fans possède encore du matériel qui fonctionne sur des ordinateurs de dernière génération. Les plus chanceux et les plus déterminés d'entre eux possèdent actuellement un ou plusieurs prototypes de cartes novatrices mais jamais dévoilées au grand public. Le prototype certainement le plus rare reste la non moins célèbre Voodoo5 6000 : un monstre comportant 4 GPUs !
Pour se rendre compte de l'avance technologique de la marque à l'époque, il faut savoir que cette carte utilisait la technologie 4 way-SLI (oui, oui !) pour faire fonctionner ses quatre GPU ; une technologie qui sera réutilisée par la suite avec un grand succès par NVIDIA.
Trevormacro, est un de ces fans inconditionnels de la marque et possède la plus grande collection de Voodoo5 6000 au monde, soit 10 prototypes. Profitant de ses connaissances en électronique, il réussi à faire renaître la célèbre marque en couplant cette carte quadri-GPU datant de plus de 10 ans avec une plateforme INTEL Sandy Bridge de dernière génération. Non content de cet exploit, il a continué ses tests en modifiant les composants électroniques d'un de ses prototypes quadri-GPU afin d'en tirer une puissance jamais révélée à l'époque.
Sommaire
En premier lieu, nous vous présenterons en détail les caractéristiques de ce prototype jamais révélé au grand public qu'est le voodoo5 6000. Ensuite, nous étudierons comment les nouvelles générations de carte mère et de processeurs peuvent supporter des cartes graphiques 3dfx qui ont été crées il y a plus de 10 ans. Puis, nous vous présenterons un projet qui consiste à modifier physiquement un des ces prototypes afin d'en repousser les limites. Enfin, nous analyserons les performances de ce montage en benchmark.
Bonne lecture
1 / Présentation du prototype 3dfx Voodoo5 6000
3dfx Interactive était une compagnie spécialisée dans la production de cartes graphiques 3D. Elle fut fondée en 1994 par Gordon Campbell, Scott Sellers, Gary Tarolli et Ross Smith, conscients qu'aucune solution d'accélération 3D n'existait et que le marché était énorme. Le vendredi 15 décembre2000, le rachat de 3dfx par Nvidia pour 120 millions de dollars est annoncé officiellement.
Voici les différentes gammes de cartes graphiques Voodoo et leur année de sortie :
La Voodoo5 6000 est l'inédit produit haut de gamme dans la lignée des Voodoo5. Rappelons que cette carte n'est malheureusement jamais sortie dans le commerce suite aux déboires financiers de la société 3Dfx. De nos jours, pour peu qu'on réussisse à trouver un prototype à vendre, une carte Voodoo5 6000 se marchande à 500 € en moyenne !
Côté caractéristiques techniques, cette carte fonctionne sur un port AGP 2x et est composée de 4 processeurs graphiques VSA-100 cadencé à 166 MHz. Chacun d'entre eux est épaulé par 32 Mo de mémoire SDRAM à 166 MHz soit 128 Mo au total. L'alimentation est gérée à l'aide d'une puce spécifique appelée VoodooVolt. Enfin, une puce HiNT PCI-PCI Bridge permet de connecter jusqu'à 4 périphériques PCI à 66MHz et donc de gérer les calculs graphiques sur 4 processeurs.
Voici une partie de la collection de prototypes de Voodoo5 6000 que Trevormacro a pu difficilement acquérir ces dernières années. La carte est très impressionnante, même comparée aux modèles actuels comportant plusieurs GPUs :
Plus de photos et d'informations sur la plus grande collection française sont disponibles sur cette page.
Un objet extrêmement rare : une boite francaise non officielle de la Voodoo5 6000 :
C'est bien beau de collectionner des prototypes datant de plus de dix ans ! Mais sont-ils fonctionnels ? Et sont-ils utilisables avec du matériel de dernière génération ? Nous allons le découvrir dans la suite de cet article.
2 / Comment les nouvelles générations de cartes-mères supportent des cartes graphiques 3dfx ?
Comment les nouvelles générations de cartes-mères supportent des cartes graphiques 3dfx qui ont été créées entre 1994 et l'an 2000. Revenons un peu en arrière Marty... En 1999, les cartes mères possédaient des ports AGP 2x. Cependant, en 2011 les cartes-mères ont abandonné depuis longtemps ce standard pour adopter des ports PCI-Express 16x possédant une bande passante adaptée aux cartes graphiques de dernière génération. Une question se pose alors : Comment faire pour adapter une Voodoo5 6000 (AGP2x) sur un port PCI-Express ?
Pour ce faire il faut deux adaptateurs :
Et voici la Voodoo5 6000 équipée de ces deux adaptateurs :
Il est important de préciser que ces adaptateurs ne sont pas monnaie courante et que par conséquent, ils sont aussi difficiles à trouver que les prototypes eux-mêmes.
Une fois que la partie hardware est devenue compatible grâce à ces deux adaptateurs, il reste à faire reconnaitre la carte par un système d'exploitation qui a depuis longtemps effacé la reconnaissance des cartes graphiques 3dfx de sa base de données...
Cependant, la communauté de fans de carte graphique 3dfx reste très active et développe différents pilotes compatibles avec les systèmes d’exploitations récents. Il en existe plusieurs comme les pilotes SFFT ou koolsmoky.
Afin de tester ces deux différents drivers, des tests ont été effectués à l'aide de 3dMark 2001 SE sur la plateforme suivante :
Avec les drivers SFFT 1.8
Avec les drivers Koolsmoky beta :
Comme le montrent ces tests, pour une carte graphique de type Voodoo5 6000 AGP, il est préférable d'utiliser les pilotes Koolsmoky en version beta qui permettent d'obtenir de bien meilleures performances.
3 / Modification hardware d'une Voodoo5 6000
Maintenant que le prototype de Voodoo 5 6000 est correctement reliée à la carte mère, quelques modifications électroniques ont été effectuées afin de profiter du plein potentiel de cette carte quadri-GPU.
Avant tout, il est nécessaire de rappeler que pour ces anciennes générations de cartes graphiques, la mémoire et le(s) GPU(s) doivent fonctionner à la même fréquence. Or, les modules de mémoire SDRam qui équipent d'origine ce prototype sont limitées à 166 MHz, limitant par conséquent les GPUs à 166 MHz eux aussi.
Afin de pouvoir monter le GPU en fréquence, il a donc été nécessaire de remplacer les 16 mémoires Hyundai 6 ns 128 bit 86 pin Sdram par des modules EtronTech "EM638325TS-3.5" 3,5 ns sdram pouvant fonctionner jusqu'à 285 MHz en théorie. Je vous laisse imaginer tout le matériel et le travail de précision nécessaire à la soudure des 16 modules en faisant attention à ne pas détruire un prototype inestimable...
Voici une image des nouveaux modules de mémoires une fois installés (Hyundai 166 MHz à gauche et Etrontech 285 MHz à droite) :
Sachant que chaque GPU de la carte (VSA-100 révision 320) peut atteindre théoriquement 220 MHz au maximum, il devrait donc être possible d’atteindre les 220 MHz si la carte est bien refroidit. Maintenant que l'overclocking des GPUs n'est plus limité par la mémoire, il devient possible de monter les quatre GPU en fréquence. Des essais ont montré qu'il était possible dans ces conditions de faire tourner la carte à 183MHz.
Pour pouvoir overclocker de manière plus importante le GPU, il devient indispensable d'augmenter la tension appliquée aux quatre processeurs graphiques. Dans ce but, une des résistances du pcb (R737) a été déplacée afin de monter la tension des GPUs à 3 V. On peut observer cette modification sur la photo suivante qui montre clairement le déplacement de la résistance sur une masse du PCB.
Avec ces améliorations hardware la carte a pu être overclockée à presque 200 MHz. En effet, la carte passe avec succès le test 3DMark2001se à 196 Mhz et la démo 1 de Quake3 à 199 Mhz.
Cependant, la température de la carte semble avoir un effet très important sur sa stabilité. Il a donc été décidé d'améliorer drastiquement son refroidissement.
Afin d'améliorer le refroidissement d'origine de la carte, d'imposants radiateurs en aluminiums surmontés de ventilateurs ont été posés de part et d'autre de la carte. Ce meilleur refroidissement a pour but de pousser l'overclocking de la carte dans ses derniers retranchements.
Tout ce montage est indispensable pour évacuer la chaleur générée par les 4 GPus lorsque leur tension est montée à 3 V ! Des tests ont montré qu'avec toutes ces modifications (ram + tension + refroidissement), la carte était capable de fonctionner en toute stabilité à près de 200 MHz en benchmark comme en jeu.
4 / Les performances graphiques
Un jour la société 3dfx a dit : "Notre premier but est de franchir les 183 mhz par defaut avec une Voodoo5 6000" Et bien l'objectif est largement dépassé puisque le prototype amélioré a été capable de passer un test 3dMark 2001 SE à 200 MHz. Voici le matériel utilisé pour ces tests :
Le logiciel VSA100 Overclocker 1.00 est un outil spécifique qui permet d'overclocker les processeurs des cartes graphiques Voodoo5.
Voici un screen aux fréquences d'origine :
Un screen à 190 MHz :
Et enfin à 202 MHz et en poussant le processeur intel 2600k à 5 GHz, on obtient tout simplement le record du monde :
Le score obtenu ici, même s'il constitue un record mondial, devrait être amélioré avec un bon travail sur le refroidissement de la carte (water-cooling, etc...).
L'overclocking de la carte est donc effectif et plutôt efficace puisqu'une augmentation de la fréquence des quatre processeurs graphiques de 166 à 190 MHz (soit 15%) résulte en une augmentation de 10% du score 3dMark 2001.
Ces scores peuvent paraître légers à première vue, mais il faut savoir qu'une geforce 256 SDR (nVidia) sortie fin 1999 est capable de faire un score de 3500 pts. Et que sa grande sœur la geforce 256 équipait de mémoire DDR peut atteindre environ 5000 pts. Quand on se rappelle de la révolution apportée par ces deux cartes à l'époque, on se rend vite compte que le savoir-faire de 3dfx en terme de gestion du multi GPU aurait été capable de tenir la distance face à l'émergeant caméléon vert au début des années 2000.
Si l'on étudie maintenant à l'efficacité de la gestion du multi-GPU, il est intéressant de comparer la Voodoo5 6000 (4 GPUs) à sa petite soeur la Voodoo5 5500 (2 GPUs) dont voici un test :
En passant de 2 à 4 GPUs le score est amélioré de 50%, ce qui est vraiment très impressionnant puisqu'en 2000 ce sont les toutes premières heures du SLI, technologie récupérée plus tard par NVIDIA. Pour comparaison, de nos jours, sur une carte multi-GPU, l'efficacité du SLI est d'environ 60% dans le meilleur des cas.
Conclusion
Ce test résolument old school du prototype de Voodoo5 6000 a permis de mettre en évidence le savoir-faire du défunt 3dfx en terme de fabriction de cartes graphiques. On regrettera donc les mauvais choix financiers de la société à l'époque sans lesquels nul doute que 3dfx ferait encore partie des outsider des fabricants de cartes graphiques... On notera aussi le travail acharné de Trevormacro, aficionados de 3dfx, qui, avec ses compétences en électronique et sa patience, a permis de faire (re)vivre un prototype oublié dans les cartons de la société 3dfx... et tout cela même s'il aiguise la jalousie de certains membres de la communauté 3dfx du fait de ses capacités à dénicher régulièrement différents exemplaires du graal qu'est la Voodoo5 6000.
Si vous désirez suivres les exploits de ce fan de 3dfx, vous pouvez suivre sa chaine youtube ainsi qu'un topic chez nos collègues du site Hardware.fr.
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Juste un p'tit mot sur la comparaison des scores entre
cette Voodo5 6000 O/C et une GeForce 256 SDR/DDR. Vous ne pouvez pas comparer
directement les scores finaux, car la Voodoo5 ne peut pas exécuter le bench du
Game 4 (Nature) dont le résultat est pris en compte sur le score final (selon
une certaine pondération). Il faut comparer manuellement toutes les valeurs
communes des test réalisés ou alors exécuter le bench uniquement sur un choix
de Games (1 à 3 par ex.) (dans les options) entre les différentes cartes. Je
crois que le score final se met à jour automatiquement.
Je suis sûr que
votre Voodoo5 est bcp plus performante sur les autres jeux jeux (notamment en
high details) qu'une GeForce 256 DDR.
8 et donc ne peuvent pas non plus exécuter le test "Nature". J'ai cru
que Nature n'avait besoin que d'un moteur T&L...absent des Voodoo 5 mais
présent sur les GeForce.
Mea culpa.