ย้อนดูวิวัฒนาการกราฟิกคอนโซลยุคโบราณ ก่อนยุค GPU สมัยใหม่ครองเมือง

ก่อนที่เครื่องเล่นเกมคอนโซลจะหันมาใช้ชิปกราฟิกแบบพีซี ระบบภาพของเกมในอดีตต้องพึ่งพาชิปเฉพาะกิจแบบ fixed-function มาเป็นเวลานานกว่าสองทศวรรษ โดยชิปเหล่านี้มีความสามารถในการวาดภาพแต่ไม่สามารถประมวลผลโค้ดโปรแกรมได้ จนกระทั่งการมาถึงของเครื่อง Xbox รุ่นแรกในปี 2001 ที่พลิกโฉมวงการด้วยการนำ GPU ของพีซีเข้ามาใส่ไว้ในตัวเครื่อง

ยุคของชิปเฉพาะกิจและข้อจำกัดในอดีต

เครื่องเล่นเกมในอكتตอย่าง NES ใช้ชิปประมวลผลภาพ Ricoh 2C02 PPU ซึ่งเป็นชิปพื้นฐานที่ไม่สามารถรันโค้ดใด ๆ ได้ แต่ทำหน้าที่ดึงข้อมูลลายกระเบื้องจากตลับเกมและตารางหน่วยความจำมาแปลงเป็นสัญญาณโทรทัศน์ทีละบรรทัด สถาปัตยกรรมลักษณะนี้ทำให้เกิดข้อจำกัดทางฮาร์ดแวร์ เช่น ในเกม Super Mario Bros. หากมีศัตรูประเภท Goomba เรียงแถวกันมากเกินไป ตัวละครบางตัวจะกระพริบหายไป เนื่องจากชิปประมวลผลกราฟิกถึงขีดจำกัดในการแสดงผลสไปรต์สูงสุดแปดตัวต่อหนึ่งสแกนไลน์

ในขณะที่เครื่อง Atari 2600 รุ่นก่อนหน้าไม่มีบัฟเฟอร์เฟรม ทำให้ซีพียูต้องคอยส่งค่าใหม่ไปยังชิป Television Interface Adaptor สำหรับทุกสแกนไลน์ที่ลำอิเล็กตรอนวาดขึ้นบนจอ CRT และหากย้อนไปในปี 1972 เครื่อง Magnavox Odyssey ไม่มีทั้งโปรเซสเซอร์หรือหน่วยความจำ โดยใช้วงจรไดโอด-ทรานซิสเตอร์แบบแยกส่วนในการวาดจุดและเส้นตรงบนจอภาพ

การแบ่งภาระงานกราฟิกในยุคสามมิติ

เมื่อเข้าสู่ยุคเกมสามมิติ เครื่องคอนโซลอย่าง PlayStation 2 ได้แบ่งภาระการทำงานด้านกราฟิกออกเป็นส่วน ๆ โดยโซนี่และโตชิบาได้พัฒนาซีพียู Emotion Engine ร่วมกัน พร้อมกับชิปกราฟิกแยกต่างหากที่เรียกว่า Graphics Synthesizer ซึ่งทำหน้าที่เติมสีสันและพื้นผิวลงบนสามเหลี่ยมที่ถูกจัดวางตำแหน่งเรียบร้อยแล้ว ส่วนงานคำนวณเรขาคณิตเกิดขึ้นในยูนิตเวกเตอร์ภายในซีพียู

สินค้าแนะนำ

Gaming Gear และอุปกรณ์เกม

เลือกดูอุปกรณ์ Gaming และ Gaming Gear ที่เกี่ยวข้องบน Shopee

ดูสินค้าบน Shopee

ลิงก์นี้เป็นลิงก์ Affiliate เว็บไซต์อาจได้รับค่าคอมมิชชันจากการสั่งซื้อ โดยไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับผู้ซื้อ

โซนี่เคยใช้คำว่า GPU กับชิปกราฟิกที่โตชิบาออกแบบให้สำหรับเครื่อง PlayStation รุ่นแรกในปี 1994 ซึ่งเกิดขึ้นก่อนที่ NVIDIA จะทำการตลาดชิป GeForce 256 ในฐานะ GPU ตัวแรกของโลกถึงห้าปี อย่างไรก็ตาม นิยามของ GPU สมัยใหม่ที่เป็นชิปรันโปรแกรมขนาดเล็กที่เขียนโดยเกม เกิดขึ้นพร้อมกับการเปิดตัว GeForce 3 ในช่วงต้นปี 2001 เท่านั้น

จุดเปลี่ยนผ่านสู่ฮาร์ดแวร์แบบพีซี

การเข้ามาของ Xbox รุ่นแรกในเดือนพฤศจิกายน 2001 ถือเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญ เนื่องจากสร้างขึ้นรอบหน่วยประมวลผล Intel Pentium III และชิปกราฟิกที่ NVIDIA พัฒนาขึ้นเป็นพิเศษโดยอ้างอิงจาก GeForce 3 ซึ่งเป็น GPU ตัวแรกที่เปิดให้นักพัฒนาสามารถโปรแกรมพิกเซลและ vertex shader ได้เอง

อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนผ่านไปสู่ฮาร์ดแวร์แบบพีซีไม่ได้เกิดขึ้นพร้อมกันทั้งหมดในทันที เครื่อง Nintendo GameCube ที่วางจำหน่ายในเดือนเดียวกันเลือกใช้โปรเซสเซอร์ PowerPC จาก IBM เช่นเดียวกับคอนโซลรุ่นถัดมาในอีกทศวรรษ เช่น Xbox 360, PS3, Wii และ Wii U ที่ยังคงใช้หน่วยประมวลผลสถาปัตยกรรม PowerPC แม้ว่าฝั่งกราฟิกจะหันไปใช้ชิปสไตล์พีซีจาก ATI หรือ NVIDIA แล้วก็ตาม จนกระทั่งในปี 2013 ที่ PS4 เปลี่ยนมาใช้ซีพียู AMD แปดคอร์ควบคู่กับกราฟิกจากซีรีส์ Radeon ของ AMD ซึ่งส่งผลต่อรูปแบบการออกแบบฮาร์ดแวร์ในยุคปัจจุบันที่ชิปกราฟิกแบบสำเร็จรูปมีความคุ้มค่าต่อต้นทุนของคอนโซลมากกว่าการพัฒนาขึ้นเองตั้งแต่ต้น

สิ่งที่ผู้ใช้ควรรู้

ข้อจำกัดของชิปกราฟิกในอดีตส่งผลโดยตรงต่อรูปแบบการแสดงผลของเกม เช่น อาการกระพริบของสไปรต์บนเครื่อง NES หรือการออกแบบฮาร์ดแวร์ที่ต้องทำงานสอดรับกับหลอดภาพ CRT ในสมัยนั้น ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเกมยอคฮิตในอดีตจึงแสดงผลและดูเหมาะสมกับจอทีวี CRT แบบดั้งเดิมมากกว่า

แหล่งข้อมูล

เรียบเรียงจากข้อมูลของ Engadget: อ่านต้นฉบับ