تاریخچه گرافیک در کنسول‌های بازی پیش از ظهور کارت‌های گرافیک مدرن

پیش از ورود کارت‌های گرافیک مدرن به دنیای کنسول‌های بازی، پردازش گرافیکی توسط تراشه‌های اختصاصی و با عملکرد ثابت انجام می‌شد. این روند بیش از دو دهه ادامه داشت تا اینکه در سال ۲۰۰۱، کنسول ایکس‌باکس اصلی با بهره‌گیری از یک کارت گرافیک مبتنی بر معماری رایانه‌های شخصی، انقلابی در این زمینه ایجاد کرد.

برای مثال، کنسول NES از تراشه گرافیکی Ricoh 2C02 بهره می‌برد که تنها قادر به تولید تصویر بود و توانایی اجرای کد یا محاسبات پیچیده را نداشت. این تراشه با استفاده از داده‌های هنری ذخیره شده در کارتریج و جداول جستجو در حافظه، تصویر را به صورت سیگنال تلویزیونی و خط به خط تولید می‌کرد. محدودیت‌های سخت‌افزاری این تراشه باعث می‌شد در بازی‌هایی مانند Super Mario Bros، زمانی که بیش از هشت شخصیت در یک خط قرار می‌گرفتند، برخی از آن‌ها به صورت چشمک‌زن نمایش داده شوند.

در کنسول‌های قدیمی‌تر مانند Atari 2600، پردازنده مرکزی (CPU) مسئولیت تولید گرافیک را نیز بر عهده داشت و به دلیل نبود حافظه فریم‌بافر، باید برای هر خط اسکن تصویر، داده‌های جدیدی به تراشه گرافیکی ارسال می‌کرد. حتی پیش از آن، کنسول Magnavox Odyssey در سال ۱۹۷۲ بدون پردازنده یا حافظه عمل می‌کرد و تصاویر را با استفاده از مدارهای دیودی-ترانزیستوری تولید می‌کرد.

در نسل‌های بعدی، مانند پلی‌استیشن ۲، بار پردازش گرافیکی بین چند تراشه تقسیم شد. این کنسول از یک پردازنده مرکزی به نام Emotion Engine و تراشه گرافیکی Graphics Synthesizer بهره می‌برد که هر کدام وظایف خاصی را بر عهده داشتند. پردازش هندسی مدل‌ها در پردازنده مرکزی انجام می‌شد و تراشه گرافیکی تنها مسئول رنگ‌آمیزی و بافت‌دهی به مثلث‌های سه‌بعدی بود.

جالب است بدانید که اصطلاح GPU برای اولین بار در سال ۱۹۹۴ توسط سونی برای تراشه گرافیکی پلی‌استیشن به کار رفت، پنج سال پیش از آنکه NVIDIA کارت GeForce 256 را به عنوان اولین GPU معرفی کند. اما تعریف امروزی GPU که به معنای تراشه‌ای است که قادر به اجرای برنامه‌های کوچک نوشته شده توسط توسعه‌دهندگان بازی است، با معرفی GeForce 3 در سال ۲۰۰۱ شکل گرفت.

کنسول اصلی ایکس‌باکس که در نوامبر ۲۰۰۱ عرضه شد، بر پایه پردازنده Intel Pentium III و کارت گرافیک سفارشی NVIDIA مبتنی بر GeForce 3 ساخته شد. این کنسول اولین نمونه‌ای بود که از سخت‌افزار مشابه رایانه‌های شخصی بهره می‌برد و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌داد برنامه‌های گرافیکی خود را اجرا کنند.

با این حال، مهاجرت کامل کنسول‌ها به سخت‌افزار مشابه رایانه‌های شخصی به تدریج صورت گرفت. برای مثال، نینتندو گیم‌کیوب در همان سال از پردازنده PowerPC استفاده کرد و نسل‌های بعدی کنسول‌ها مانند Xbox 360 و پلی‌استیشن ۳ نیز از پردازنده‌های مبتنی بر PowerPC بهره بردند، در حالی که بخش گرافیکی آن‌ها به سمت معماری PC محور حرکت کرده بود.

در نهایت، از سال ۲۰۱۳ با عرضه پلی‌استیشن ۴ که از پردازنده‌های AMD و کارت گرافیک Radeon استفاده می‌کرد، کنسول‌ها به طور کامل به سخت‌افزار PC محور روی آوردند. کنسول‌های امروزی مانند پلی‌استیشن ۵ و Xbox Series X نیز از پردازنده‌های AMD Zen 2 و گرافیک‌های RDNA 2 بهره می‌برند که هر دو روی یک چیپ مجتمع شده‌اند.

به طور کلی، طراحی تراشه‌های گرافیکی اختصاصی برای کنسول‌ها زمانی متوقف شد که معماری‌های آماده و مقرون به صرفه کارت‌های گرافیک رایانه‌های شخصی توانستند نیازهای کنسول‌ها را به خوبی برآورده کنند.