Dr. Ing. Tayfun Erkeskin
TET Ltd.
Mart 2006, İstanbul

Not: Orijinal olarak TurkCADCAM.net Dergisi 2. Sayısı için hazırlanmış bu makale, bazı güncelleştirmelerin ardından Eylül 2007'de TurkCADCAM.net Portalı'nda yayınlanmıştır.

Giriş:

CAD/CAM ve 3D Animasyon alanlarında çalışan tasarımcılar, bir şekilde Quadro, FireGL veya Wildcat gibi isimlere rast gelirler. Çalışmalarındaki randıman ve stabiliteyi arttırma araştırmalarında, NVIDIA, ATI, 3Dlabs gibi firmaların adlarını sık sık duyarlar. Kullandıkları yazılımların en üstün seviyede çalışacağı donanım platformlarını seçerken başvurdukları tüm kaynaklarda, mutlaka profesyonel grafik hızlandırıcıların kullanılması gerektiğini öğrenirler.

3D Grafik Hızlandırıcıların Tarihçesi

Elektronik ortamda veri işleme ve üretme olanakları geliştikçe ve yaygınlaştıkça, hesap sonuçlarının görüntülenmesi, en arzulanır operasyonların başında gelmiştir. En komplike nümerik algoritmaların kullanımı giderek kolaylaşırken, üretilen sonuçların vizüel platformlara taşınması, yalnızca logaritmik kağıt, kurşun kalem, silgi ve çizim şablonlarından ibaret kalmayacaktı (!)

'Çare', üstün grafik donanım ünitelerinin, -en başta yüksek satır sayılı ekranlara sahip monitörler ve onları 'besleyen' grafik çiplerinin/kartlarının- geliştirilmesiyle sağlandı.

Hercules Graphics Card 1984 (Kaynak: wikipedia.org)

80'li yıllar, Hercules-Monochrom, CGA, EGA gibi ön görüntüleme teknolojileri sonrası, VGA - Video Graphics Array ile, yüksek renk derinliği ve 640*480 çözünürlük ile, PC monitöründe renkli televizyon ekranındakine 'benzer' görüntülerin elde edilmesi gibi, çok büyük aşamaların dönemi oldu.

S3 805-chip, Jaton (Kaynak: wikipedia.org)

90'lı yıllara gelindiğinde, özellikle öncü ve önder S3 firmasının teknolojik yenlikçilikleriyle, giderek artan seviyelerde çözünürlükler ile birlikte, ilk defa "ekran kartı", grafik kartı" adında özel ve ekstra donanım ünitelerinin piyasalara sunulmasına şahit olundu.

2006 itibarı ile bu kısa tarihsel vurguyu okuyanlara bir fikir vermesi açısından, 1991 yılında 1024 x 768 çözünürlüğü TrueColor modunda sağlayabilen "özel ekran kartlarının", 10-15.000 Dolar (!) civarında olduğunu" ve ancak üniversiteler veya büyük sanayii kuruluşlarının Ar-Ge ortamlarında "gözükebildiğini" belirtmek gerekir.

90'ların ilk yarısında tüketici pazarına yönelik PC konfigürasyonlarında ekran kartı kullanımı hızla yaygınlaşırken, "paralelden" bir başka büyük yeniliğin temelleri atılıyordu.

Özellikle Cray/Silicon Graphics ve DuPont bünye ve çevrelerinde konuşlanan ekipler, 3D grafik operasyonlarını kendi üzerinde ve CPU'dan (ana işlemciden) bağımsız yapabilen çözümler üzerinde çalışıyorlardı. Bu çalışmaların meyveleri olarak, 90'ların ortasında

• 3Dlabs
• 3Dfx

firmaları sahneye çıktı.

3Dfx ürünleri, ekran kartına ek Voodoo "oyun hızlandırıcı" üniteleri olarak sükse yaparken, 3Dlabs GLINT serisi yüksek teknoloji çipleri, 2D/3D özellikli entegre "profesyonel tasarım" dünyasına yönelik özel grafik kartlarında yer aldılar.

Özellikle ülkemizde de çok popüler olan ELSA GLoria ve ELSA Synergy profesyonel çözümlerinde yer alan 3Dlabs GLINT ve 3Dlabs Permedia serisi çipler, "normal" bir kişisel bilgisayarı, bir "grafik iş istasyonuna" dönüştürebiliyordu. Silicon Graphics firmasının onbinlerce Dolarlık süper iş istasyonlarıyla aynı kategorideki performansı 5-10 bin Dolar arası maliyetlere edinebiliyor olmak, tüm dünyadaki profesyonel tasarım üniteleri için mükemmel bir yatırım opsiyonu oldu.

NVIDIA, 1995'de ilk grafik kartı NV1'i "Diamond Edge 3D" markasıyla piyasaya sundu (Kaynak: wikipedia.org)

90'ların sonlarına doğru, Silicon Graphics ekolünden bir başka oyuncu daha sahnede yerini aldı: NVIDIA. İlk defa hem oyun alanına hem de profesyonel sektörlere birden hitap edebilen tek çözümü sunabilmek, NVIDIA'nın grafik sektörünün gelişimine en büyük ve stratejik katkısı oldu.

ATI tarafından 1992 yılında piyasaya sürülen Mach 32 VLB (Kaynak: wikipedia.org)

2000'lerle birlikte, aynı performans kapasitesini sunabilen ve hem oyun hem de tasarım dünyasına yönelik çözümleri geliştirebilen bir diğer firma da ATI oldu.


2D/3D Grafik Kartları ve İş Modelleri

Ekran kartlarının tarihsel gelişimini sunarken, "oyun" ve "profesyonel tasarım" alanlarına birkaç kere değindik. İki alanda da gerekli ve yeterli performansı sunabilen çözümler teknik açıdan geliştirilir geliştirilmez, piyasalar bu iki alanda farklı ürünlerle tanıştı.

Otomotiv, tekstil, gıda vb. sektörlerde olduğu gibi,

• Yatay Pazar; satılan birim başına maliyetlerin düşük, karların az ve servislerin müşteriden uzak bir yapıda olduğu pazar.

• Dikey Pazar; birim başına karların yüksek, satış rakamlarının görece daha düşük, ama müşteriye yakın servislerin olduğu pazar.

ayrımlarına uygun iş ve yapı modelleri, 90'ların ortalarından itibaren, grafik donanım sektöründe de uygulandı.

İlk kez ELSA ve MIRO firmaları tarafından başarıyla uygulanan ve günümüzde NVIDIA ve ATI'nin devam ettirdiği bu "iki bacaklı yapılanma" modelinde

• personel
• mali kaynaklar
• ve iş akışının dizaynı

birbirlerinden tamamen farklı ekiplerin bünyesinde oluyor, "oyun" kartlarının ve "profesyonel" ünitelerin satış öncesi sonrasına yönelik operasyonlarda, hedef, strateji, planlama, ve lojistik birbirlerinden tamamen bağımsız şekillerde gerçekleşiyor.

Bu bağlamda; NVIDIA'daki GeForce ve ATI'deki Radeon ekipleri oyun geliştiricileri ve satıcıları ve kullanıcıları ile birebir ilişkideyken, NVIDIA'daki Quadro ve ATI'deki FireGL timleri, tüm zamanlarını

• Mekanik-CAD
• Mimari Tasarım
• Coğrafi Bilgi Sistemleri
• 3D Animasyon

gibi alanların önde ve gözde yazılım geliştiricileri ve ürünleri büyük ölçeklerde kullanan müşterilerle birebir diyaloglar halinde geçiriyorlar.

Bu sayede bazı açık ve eksikleri olan CAD yazılımlarının eksiklerinin giderilmesi veya bazı programlara özel operasyonel destekler verilebilmesi mümkün olabiliyor.

Aynı zamanda, tasarım ekiplerinin en fazla gereksinim duydukları

• Operasyonel stabilite
• Yüksek performans
• Donanım bileşen uyumluluğu

garanti ediliyor

'Doğru' Bilgisayar/Ekran Kartı Seçimi

Temel donanım teknolojilerin iki hedef pazar, "üç boyutlu oyunlar" ve "profesyonel tasarım yazılımları" kullanıcıları, için geliştirme ve destek süreçleri tamamen farklı özellikler taşıdığından, yüksek performans ve operasyonel stabilite açısından, tasarım ünitelerinin mutlaka profesyonel grafik çözümleri ile çalışması gerekiyor.

Eğer ev/ofis/oyun alanına yönelik bir çözüm, profesyonel ortamda kullanıldığında, bir yığın uyum sorunu çıkıyor; ki bu da ciddi zaman ve finans kayıplarına neden oluyor.

Tasarım amaçlı kullanılacak "iyi" bir bilgisayar için, her halükarda

• iyi bir ana kart,
• yüksek miktarda (1 GB ve üzeri) güvenli bir marka RAM,
• yine yüksek performans bir hard disk
• profesyonel 2D/3D grafik hızlandırıcı kartı

gerekiyor.

Burada marka seçimi yaparken, ürünü sunan firmanın satış öncesi ve sonrası desteklerdeki "güvenirliği" de çok önemli bir kriter. Bir PC montajında kullanılan çeşitli tip ürünlerin teknik spesifikasyonları aslında değişkenliğe açık olmasalar da, yarın öbür gün kullanılan CAD/CAM yazılımının veya işletim sisteminin yeni bir versiyonu çıktığında, ek programlar güncellendiklerinde, hem yazılım hem de donanım tarafında çok hızlı bir müdahaleler yapılması gerekebiliyor.

Bazı firmalar  o müdahaleleri gelişmiş Ar-Ge bölümleri ve piyasa prestijleri nedeniyle, bazen birkaç gün içinde, bazen birkaç saat içinde yaparken, bazı firmalar bu tip "dolaylı servisleri" ihmal edebiliyorlar.

Ev/ofis/oyun pazarına yönelik uygulamalarla çalışan bir kullanıcının, harikulade sahneleri olan keyifli bir oyunu oynarken, birden ekranın kararması onu çok kızdırır, ama bir restart sonrası oyun seanslarına devam edebilir.
Ama ürün geliştiren, tasarım yapan, yaptığı işle katma değer oluşturan bir dizayn ünitesinde, böyle bir olayın "sıradan" addedilmesi olanaklı ve kabul edilebilir değildir.

Temel bileşenler seçildikten sonra, oluşturulacak/edinilecek PC'nin "en kritik ve belirleyici unsur"u olan profesyonel ekran kartı seçiminde de dikkat edilecek bazı önemli noktalar bulunuyor. 

• Hangi "tip" tasarım programı ile hangi "alanda" çalışılıyor?
• Kullanımdaki/hedeflerdeki profesyonellik hangi ölçekte?

sorularının, mutlaka yanıtlarının verilmesi gerekiyor.

Ana Alanlar:

Mekanik Tasarım (M-CAD)
Mimari Tasarım (AEC) / Coğrafi Bilgi Sistemleri (GIS)
3D Animasyon / Dijital İçerik Üretimi (DCC)

Profesyonellik Seviyesi

Başlangıç Seviyesi
Profesyonel

Mekanik-CAD alanı dinamiklerine uygun seçilmiş bir profesyonel hızlandırıcı, Mimari Tasarım ve 3D Animasyon alanındaki beklentileri çoğunlukla hiç karşılamazken, inşaat veya reklam sektöründe başarıyla kullanılan bir Quadro veya FireGL kartını, otomotiv sektörü için tavsiye etmek, etik ve teknik dışı bir hareket olabiliyor.

Ama profesyonel tasarım dünyasında hiç yapılmaması gereken, bir "oyun kartı" ile çalışmaya çalışmak (!) oluyor...

2007 yılının CAD/CAM/CAE uygulamalarına yönelik gelişmiş (high-end) grafik kartları:

NVIDIA Quadro FX 5600

ATI Fire GL V7350