Видеокарта (графическая плата, графическая карта, видеоадаптер, графический адаптер) представляет собой карту расширения вставляемую в разъем (AGP, PCI, PCI x16 Express) на материнской плате, в некоторых системах видеоадаптер интегрирован в саму системную плату или в её набор микросхем системной логики.
Видеоадаптер обеспечивает интерфейс между компьютером и монитором, передавая сигналы, которые превращаются в изображение, которое мы видим на экране.
Производством видеоадаптеров в наш день занимаются такие компании - AMD/ATI, NVIDIA, Intel.
Типы видеоадаптеров
Для любого монитора нужен источник сигнала.Сигналы поступают в монитор от видеоадаптера.
Существует три способа подключения ЭЛТ- или жидкокристаллических мониторов:
- Дискретные видеокарты.В данном случае предполагается использование отдельных плат расширения.При этом обеспечивается наивысшее быстродействие, большой объем памяти, а также поддержка наибольшего количества функций.
- Графический процессор интегрированный на системной плате. Быстродействие чаще всего оказывается ниже, чем при использовании отдельно подключенной платы, по причине использования устаревших решений.
- Набор микросхем с интегрированным графическим ядром. Это наиболее доступные по цене решения, однако их быстродействие очень низко, особенно при запуске трехмерных игр, интенсивно использующих графику. При этом также обеспечивается меньше значение разрешения и частот обновления, чем при использовании плат расширения.Наиболее часто интегрированные наборы микросхем реализованы в бюджетных моделях ноутбуков.
Компоненты видеоадаптера
- видео-BIOS;
- графический процессор, иногда называют графическим акселератором;
- видеопамять;
- цифровой преобразователь DAC
- разъем;
- видеодрайвер;
- система охлаждения;
BIOS видеоадаптера
Видеоадаптеры имеют свой BIOS, который подобный системной биос, но полностью независима от нее.Хранится BIOS видеоадаптера в микросхеме ПЗУ, она содержит основные команды, которые предоставляют интерфейс между оборудованием видеоадаптера и программным обеспечением.
Графический процессор
Графический процессор, или набор микросхем является ''сердцем'' любой видеокарты и характеризует быстродействие адаптера и его функциональные возможности.Два видеоадаптера разных производителей с одинаковыми процессорами зачастую демонстрируют схожую производительность и функции обработки графических данных.
Безусловно, разница в быстродействии видеоадаптеров с одинаковыми графическими процессорами зависит от типа и объема установленной видеопамяти.
Занимается расчётами выводимого изображения, освобождая от этой обязанности центральный процессор, производит расчёты для обработки команд трёхмерной графики.Современные графические процессоры по сложности мало чем уступают центральному процессору компьютера, и зачастую превосходят его по числу транзисторов. Архитектура современного GPU обычно предполагает наличие нескольких блоков обработки информации, а именно: блок обработки 2D-графики, блок обработки 3D-графики, в свою очередь, обычно разделяющийся на геометрическое ядро (плюс кэш вершин) и блок растеризации (плюс кэш текстур) и др.
Видеопамять
Большинство видеоадаптеров для хранения изображений при их обработке обходятся своей собственной видеопамятью; хотя некоторые видеокарты используют системную оперативную память для хранения трехмерных текстур.
В основном современные графические адаптеры оснащены собственной видеопамятью объемом от 128Мб и подключены к системе через порт AGP или интерфейс PCI Express x16.
Во многих малобюджетных системах встроены графические системы используют оперативную память компьютера посредством унифицированной архитектуры UMA.
В любом случае с помощью собственной или заимствованной видеопамяти они выполняют одни и те же операции.
От объема видеопамяти зависят максимально разрешающая способность экрана, и глубина цвета, поддерживающая адаптером.
Хотя большой объем памяти не сказываться на скорости обработки графических данных, при использовании расширенной шины данных (128-256бит) или системной оперативной памяти для кэширования часто отображаемых объектов, скорость видеоадаптера может увеличиваться.
В качестве видеопамяти могут использоваться микросхемы различных типов:
Память VRAM & WRAM - двухпортовые типы памяти которые позволяют считывать через один порт, а записывать через другой.Это позволяет увеличить производительность уменьшая время доступа по сравнению с FPM DRAM & EDO DRAM.
SGRAM(Synchronous Graphics RAM) - предназначалась для высококачественных моделей видеоадаптеров.Как и SDRAM, она может работать на частоте шины (до 200МГц).Однако в SGRAM добавлена дополнительная схема для блочной записи данных, что увеличивает скорость прорисовки изображения или трехмерных операций с Z-буфером.
GDDR3 SGRAM
GDDR5 SGRAM
Быстродействие памяти обычно измеряется в мегагерцах, но производители часто оснащают памятью с разным быстродействием видеоадаптеры на базе одного графического процессора.Более быстрая память и производительное ядро обеспечивают повышенное быстродействие , хотя обходится такой видеоадаптер дороже.
Разрядность шины видеосистемы
Рассматривая память в системе отображения, следует также остановиться на формате обращения к памяти со стороны схем обработки изображения.
В современном видеоадаптере все схемы, необходимые для формирования и обработки изображения, реализованы в специализированной микросхеме - графическом процессоре.
Графический процессор и память обмениваться данными по локальной шине.Большинство современных адаптеров высокого класса имеют 256-512-разрядную шину.Если сравнить две видеокарты с одинаковым объемом и графическим процессором, следует отдать преимущество той которая имеет более широкую локальную шину данных, так как это сильно сказываться на производительности.
Цифроаналоговый преобразователь
Цифроаналоговый преобразователь видеоадаптера (RAMDAC) преобразует генерируемое компьютером цифровое изображение в аналоговые сигналы, которые может отобразить монитор.
Возможный диапазон цветности изображения определяется только параметрами RAMDAC. Чаще всего RAMDAC имеет четыре основных блока — три цифроаналоговых преобразователя, по одному на каждый цветовой канал (красный, зелёный, синий, RGB), и SRAM для хранения данных о гамма-коррекции. Большинство ЦАП имеют разрядность 8 бит на канал — получается по 256 уровней яркости на каждый основной цвет, что в сумме дает 16,7 млн. цветов. Некоторые RAMDAC имеют разрядность по каждому каналу 10 бит (1024 уровня яркости), что позволяет сразу отображать более 1 млрд. цветов.
Видеодрайвер
Обеспечивает корректную работу графического адаптера и загружается в процессе запуска операционной системы. Видеодрайвер выполняет функции интерфейса между системой с запущенными в ней приложениями и видеоадаптером. Так же как и видео–BIOS, видеодрайвер организует и программно контролирует работу всех частей видеоадаптера через специальные регистры управления, доступ к которым происходит через соответствующую шину.
Интерфейсы видеоадаптеров
Видеоадаптеры устанавливаются в ПК для отображения изображения,а значит, они должны быть оснащены двумя основными интерфейсами.Первым является системный интерфейс, используемый для подключения видеокарты к системной плате, а второй дисплейный интерфейс, предназначенный для подключения монитора к видеоадаптеру.
Современные видеоадаптеры выпускаются для шин PCI, AGP, PCI Express.
В современных и будущих системах будет доминировать шина PCI Express x16, которая очень быстро вытесняет шину AGP 8x.Некоторые материнские платы поддерживают установку видеоадаптеров обеих типов, что позволяет модернизировать систему более гибко.Видеоадаптеры PCI сейчас продаются разве что как средства модернизации систем, в которых отсутствует порт AGP или PCI Express.
Дисплейный интерфейс используется для подключения к видеоадаптеру мониторов и других устройств отображения.И делятся на две подгруппы - цифровые и аналоговые.
Наиболее популярные интерфейсы VGA, HDMI, DVI, Display Port.
Выбор графического адаптера
Перед покупкой системы или видео адаптера необходимо определить, какой графический процессор видеоадаптера или тип интегрированного набора микросхем будет использоваться.
Это позволит сделать следующее:
- Сравнить видеоадаптеры или системы различных производителей;
- ознакомится с технической спецификацией;
- просмотреть различные обзоры и тестовые испытания;
Поскольку быстродействия видеоадаптера и состав необходимых функций играют важнейшую роль для конечного пользователя, перед покупкой конкретного продукта узнайте о нем как можно больше, просмотрите обзоры и журнальные статьи, посетите сайт производителя.
Несмотря что компании NVIDIA & AMD/ATI являются крупнейшими производителями графических процессоров, как правило, готовых видеоадаптеров они не производят.Вместо этого они создают так называемые эталонные дизайны видеоадаптеров на основе своих графических процессоров, которые используются сторонними компаниями (чаще всего производителями системных плат), для производства готовых решений.
Поскольку каждый производитель имеет право внести определенные изменения в дизайн адаптера и его дополнительные функции это производит появление на рынке адаптеров с различными оснащением и уровнем производительности.
Покупая видеокарту, обратите внимание на два таких фактора: размер памяти; разрешающая способность, а также частота смены кадров. Это основные технические характеристики видеокарты.
Не последнюю роль в выборе видеокарты отыгрывает ее цена. Я советую не покупать самою дешевую, но и не стоит гоняться за дороговизной. Самые дорогие видеокарты предназначены для здоровенных мониторов, для специалистов работающих в сфере разработки сложнейших видео и графических программ. А через несколько лет эта же видеокарта будет на много дешевле, и тогда Вы сможете сделать апгрейд своему электронному другу.
Есть еще частота обновления кадров на мониторе. Частота обновления измеряется в герцах. Согласно мировым стандартам, частота обновления кадров на мониторе не должна быть ниже 85 Гц. Для того, чтобы узнать поддерживает ли такую частоту видеокарта при желаемом разрешении монитора, необходимо протестировать видеокарту либо спросить у продавца.
Размер памяти или объем видеокарты выбираете Вы сами, в зависимости от ваших потребностей.
Если Вы пытаетесь выделить более качественную фирму из таких как nVidia и ATI, не старайтесь. Они практически одинаковы. Поэтому можно смело покупать более дешевую видеокарту с одинаковыми техническими показателями.
GPU Caps Viewer - показывает подробную информацию об установленной в системе видеокарте - объем видеопамяти, возможности , поддерживаемые расширения OpenGL, температуру графического процессора и многое другое.
