グラフィックカード

　グラフィックカードは、PC の画面表示を司る大切な部品で、PC/AT の頃から伝統的に拡張カードとして実装されてきました。「ビデオカード」とか、「グラフィックアクセラレータ」などと呼ばれることもありますが、同じものを指しています。

2D と 3D

　まず、2D と 3D とは何かという違いですが、Windows のウィンドウや画像やフォント、いわゆる GDI と呼ばれる部分は、2D（２次元）の描画機能が実現しています。つまり、線や図形、ビットマップや文字などの描画の部分です。
　これに対して、現在 3D と言われているのは、簡単に言うとテクスチャを張り付けたポリゴン…つまり、３次元座標で表される物体と、その表面処理の高速化を、グラフィックガードの機能として持っているかどうかということに尽きます。


　数年前までは、グラフィックカードの性能競争というと、2D の描画スピードをいかに上げるかがテーマだったのですが、現在市場に出回っているグラフィックカードの 2D 性能はほぼ頭打ちと言われていて、1995年に発売された有名な Matrox Millennium というカードが未だに現役で通用するほど「枯れた」ものになってきました。よほど地雷のようなカードを選ばなければ、もはや 2D の性能で大きな差が付くことはないでしょう。


　一方、3D に関してはまさに現在進行形で高性能化競争が行われており、毎年のように（いや、半年ごとに）新しいチップが発表され、次々に最速カードが交代しています。
　3D 描画機能は、主に 3D アクションゲームの中で使われることが多く、3D の描画スピードもさることながら、いかに多くの 3D ファンクションをハードウェアでサポートしているか、つまり、遠近感を出したり、霧がかかったような効果を出したりなど、さまざまな表現効果をいかに正確に再現するかなど、その表現能力が評価を分けることも少なくありません。


最近の動向

　グラフィックカードの 3D 性能競争のエポックメイキングとなったのは、3dfx 社の Voodoo/Voodoo2 チップでしょう。しかし、これは 3D 専用チップであり、通常の Windows の描画のためには別途 2D のグラフィックカードを必要としました。ヘビーなゲームユーザーにとっては、グラフィックカードの２枚差しは当たり前だったのですが、他社は軒並み１枚のカードで 2D と 3D を両方サポートするカードで対抗してきました（PowerVR という例外はありましたが、これは Voodoo の前にあえなく敗退しました）。


　Voodoo シリーズに対抗した急先鋒が、nVIDIA の RIVA シリーズです。初代 RIVA128 はそれまでの常識を覆す「2D、3D ともに最高速級」というセンセーショナルなデビューを飾りましたが、3D では Voodoo2 を超えるまでには至らず、後継の RIVA TNT でようやく Voodoo2 と並ぶ主役の座に躍り出ました。対する 3dfx も、Voodoo2 のコアをベースに 2D 機能を盛り込んで１チップ化した VoodooBanshee を発表し、多くのベンダがこの二つのチップを採用したカードを製品化しました。その後、グラフィックカードの覇権争いは、RIVA TNT2 対 Voodoo3 の争いを経て、GeForce256, GeForce2 GTS と矢継ぎ早に高性能化を推し進めた nVIDIA が圧倒的な勝利を収め、現在に至っています。


　さて、他のベンダも黙って指をくわえてこの状況を見過ごしているわけではありません。2D の性能競争時代には一世を風靡した S3 や、高画質で知られる ATI、Millennium 以来多くの信者をつかんだ Matrox など、それぞれが特徴あるグラフィックカード（およびチップ）を次々に開発しています。また、CPU、ひいては PC のアーキテクチャに絶大な力を持つ Intel も、i740 をひっさげてグラフィックカード界になぐり込みをかけたのですが、こちらは前評判ほどには性能が出なかったようで、最近ではローエンドの 3D カード製品として位置づけられているようです。その後は組み込み用の i752 を経て、統合チップセット i810 シリーズにグラフィック機能を搭載していますが、それほど特筆すべき性能ではありません。


　Matrox の主力製品は、Millennium G400 シリーズに完全に移行し、現時点で入手できるグラフィックカードでは最高水準の一角を占めるようになりました。G400 チップは、同時に２台のディスプレイに別々のグラフィックス信号を出力できる機能をそなえており、この機能をサポートし、出力コネクタを２系統備えた DualHead モデルと、出力コネクタが１系統の SingleHead モデル、また搭載グラフィックメモリ量により 16MB モデルと 32MB モデルが存在し、さらに DualHead/32MB モデルの動作クロックを高めた Millennium G400 MAX というフラッグシップ製品があります。
　Matrox の次世代チップの本命は、G800 といわれていますが、その前に G400 の強化版、G450 が登場する予定です。


　現時点で 3D グラフィックスチップのトータルパフォーマンスで頂点に立つ nVIDIA は、ハードウェアでの T&L（Transform & Lighting : 座標計算と光源処理）を強力にサポートした主力チップ GeForce256 を各グラフィックカードベンダに供給しています。さらに、GeForce256 チップに、メモリクロックの立ち上がりと立ち下りで同期する DDR メモリを採用した GeForce256 DDR モデル が、各カードベンダのフラッグシップモデルとなっています。これに対して、従来版は SDR モデルと呼ばれることがあります。
　さらに、GeForce256 の後継となる GeForce2 GTS　がリリースされ、各カードベンダが製品化し始めました。GeForce256 の３倍といわれる性能で、一気に他社を引き離すつもりのようです。
　また、低価格ソリューションとして、GeForce2 MX チップもリリースされ、ラインナップを上から下まで埋め尽くす勢いです。


　3dfx からは、Voodoo5 5500 が出荷されています。あいかわらずジオメトリ・エンジンの機能はありませんが、VSA100 チップ を二発搭載し、奇数ラインと偶数ラインをそれぞれのチップで分担することで、高速化を図っています。3D の描画品質はさすが Voodoo と思わせるものがあります。
　なお、Voodoo7 の噂もちらほら聞こえてきました。


　S3 は、グラフィックカードベンダ Diamond を買収し、専業チップベンダからの脱皮をはかりつつありますが、やはり次世代チップとなる Savage2000 で、機能的には GeForce256 や Voodoo3 に正面から対抗するハイエンド路線への転換を図るようですが、肝心のハードウェア T&L をサポートするドライバが一向にリリースされず、ユーザをやきもきさせています。


　ATI は、こちらも RAGE128 Pro GL を２発搭載して、交互にフレームを描画するという RAGE Fury MAXX をリリースしましたが、GeForce軍団の前に苦戦を強いられています。
　そしてついに、"Charisma Engine" を搭載する、次世代チップ RADEON 256 で、nVIDIA に正面から挑む構えのようです。このチップも、デュアル構成をとれるとのことなので、注目したいところです。


　現時点での最速は、やはり GeForce2 GTS 搭載カードでしょう。GeForce256 ですでに頭ひとつ抜け出していたのですが、さらに差をつける力量は圧倒的です。RAGE Fury MAXX がそれに続き、Millennium G400 は 2D ではさすがに僅差のトップですが、3D では Voodoo3 なみ、今となっては最速とはいえません。Savage2000 はドライバ待ち、Voodoo シリーズは 次期 Voodoo4 / Voodoo5 待ちという状況です。現在のグラフィックチップの性能向上速度は、「18ヶ月で集積度が２倍になる」（マーフィーの法則ムーアの法則）といわれる通常の半導体デバイスのそれをはるかに上回り、半年先の情勢はまったく読めません。


ビデオチップ、カードベンダ、ドライバ

　グラフィックカードの性能は、搭載しているビデオチップでほとんど決まります。グラフィックカード業界には、このビデオチップのベンダと、それを使ったカードのベンダがあり、一部両方を手がけているベンダもあります。
　また、カードベンダについて言えば、同じビデオチップを使っていても、周辺回路の設計・実装力や、ドライバの開発力で、グラフィックカードの総合的な性能が決定します。


ビデオチップベンダ

nVIDIA	RIVA128 で衝撃のデビューを果たしました。後継チップ RIVA TNT は、ベストセラーになりました。Voodoo3 の最大のライバル RIVA TNT2 もベストセラーチップでしたが、最新チップ GeForce2 GTS で独走態勢を固めようとしています。
Intel	突然の i740 の発表は、CPU のみならずビデオチップまでも席巻するのかと、競合他社を震撼させましたが、現在の評価は前述の通りです。新チップに期待。

ビデオチップベンダ兼カードベンダ

ATI	名作 Mach64 以来、グラフィックカードはスピードだけでなく、画質も大切であるといつも再認識させてくれるベンダです。飛び抜けたパフォーマンスは持ちませんが、「しっとり」と落ち着いた高画質な画面が特徴です。最新作 RADEON 256 は、nVIDIA 軍団に真っ向から勝負できる数少ないチップです。
Matrox	Millennium で、まさに一世を風靡したベンダです。Windows3.1 時代の終わりに登場した Millennium は、Windows95 時代を通じて高性能グラフィックカードの代名詞であり続けました。最新の G400 シリーズは、現在最高水準のカードのひとつといえます。画質は伝統的にくっきり鮮やかで、「ぎらぎら」しているとも言われます。
3dfx	Voodoo/Voodoo2で、一躍 3D のトップベンダに躍り出ました。独自の API である Glide は、3D ゲームではスタンダードとして広く支持されています。カードベンダであった STB を吸収して、チップからカードの開発まで、一貫して行う体制になりました。現在最新の Voodoo5 シリーズは、VSA 100 チップ を搭載して、高品質な 3D 描画を売り物にしています。
S3/Diamond	928 から 968 という 2D の黄金時代を築いた S3 ですが、3D 時代に入って ViRGE シリーズが伸び悩み、Savage3D、Savege4 もローエンド製品としての地位に甘んじました。そしてついに、有力カードベンダの Diamond を吸収し、こちらもチップとカードの総合ベンダとして体制を作りつつあります。次世代製品の噂は聞こえてきませんが、当面 Savage2000 の T&L ドライバで起死回生をはかりたいところです。
NumberNine (#9)	最も早くから 128 ビットバスを採用した名作チップ Imagine128 シリーズを自社開発し、その流れを汲む TicketToRide 4(T2R4) を採用したカード Revolution IV が最後の華となりました。画質とスピードを高次元で両立させており、特に高解像度・高リフレッシュレート時にパフォーマンスが落ちないのが特徴です。このところの 3D 戦線に完全に乗り遅れ、ついに廃業してしまいました。WEB でサポートは続けるとのこと。

グラフィックカードベンダ

カノープス	S3 チップを採用した PowerWindow シリーズで、その実力を世界に知られるようになりました。カードの設計力、ドライバ開発力ともに評価が高く、一部に熱狂的なファンがいます。Voodoo を採用した Pure3D シリーズや、RIVA を採用した PWR/ZXR/SPECTRA シリーズなど、同じチップを使っても、他とはひと味違うカードに仕上げてきます。現行製品 SPECTRA シリーズでは、nVIDIA チップ搭載カードでも他社とは一線を画す設計で、独創性をアピールしています。
ELSA	ドイツのカードベンダ。造りのよさと画質のよさで、高く評価されています。nVIDIA のチップを採用した ERAZOR シリーズや、ハイエンドの Gloria シリーズに続いて、GeForce2 GTS 搭載の GLADIAC を出してきました。
Creative	サウンドカードのスタンダード、SoundBlaster シリーズで有名ですが、nVIDIA や 3dfx のチップを採用した 3D カードを積極的にリリースしています。チップベンダのリファレンスカードに忠実な（悪くいえばそのまんま）カードをリリースしていますが、製品化のスピードは抜群です。
アイオーデータ	国産ベンダです。たいていのパソコンショップで置いています。
メルコ	国産ベンダです。たいていのパソコンショップで置いています。

AGP と PCI

　PCI バスは、Intel が Pentium 時代に高性能・汎用の拡張バスとして提唱し、今や AT 互換機に限らず Macintosh や SUN Sparc Station などのワークステーションにも採用されています。
　PC のグラフィックカードは、長らく PCI バスに実装されるのが常識でしたが、2D 主体の時代から、3D が重視されるようになって、とうとう PCI バスの転送レートがボトルネックになってきました。3D の描画処理では、大量のジオメトリデータやテクスチャデータの転送が必要で、これには PCI バスの転送レート 133MB/sec でも追いつかないほどだと言われています。


　そこで、再び Intel が提唱したのが、A.G.P.（Accelarated Graphic Port）です。正確には、バスではなくて、グラフィック専用のポートです。当然、マザーボードに AGP スロットがなければ、AGP カードは使えませんし、グラフィックカード以外のデバイスが AGP に装着されることもありません。


　AGP の採用によって、グラフィックデータのトラフィックによるボトルネックは解消され、同時に 3D 処理のためのバッファをグラフィックカード上に持たなくてもよくなると言われていますが、現在出回っているビデオチップ／グラフィックカードでは、まだ AGP の能力を生かし切っているものはありません。同じカードの PCI 版と AGP 版で、パフォーマンスの差はあってもわずかです。


　ただし、これからリリースされるマザーボードには、ほぼ 100% AGP が装備されるでしょうし、3D カードも今後は AGP 版が主流になってきますので、あえて避けることはないでしょうが、Socket7 の互換チップセットでは、AGP カードが動かないトラブルの可能性も、全くないわけではありません。有名なのは、Intel の i740 チップ搭載カードが、互換チップセットの AGP では動作しなかったことがありましたが、その後 BIOS やドライバのアップデートでほぼ解消されているようです。


　ちなみに、AGP を正式にサポートしているのは、Windows95 OSR2 以降、および Windows98 で、WindowsNT4.0 ではまだ正式にはサポートされていません（PCI デバイスとして動作はするようですが）。
　また、一部に誤解があるようですが、AGP を備えたマザーボードでも、AGP を使わずに、PCI のグラフィックカードを使用しても、まったく支障ありません。