Принцип работы видеокарты

Принцип работы видеокарты: описание системы, понятие, устройство

Принцип работы видеокарты: описание системы, понятие, устройство - изображение 1 - изображение 1

Изображение на экране дисплея состоит из мельчайших точек, называемых пикселями. При наиболее распространенном разрешении Full HD их количество превышает 2 млн, и ПК должен решить, что делать с каждым из них. Для этого нужен посредник, который мог бы преобразовать двоичные данные в видимое изображение. Если компьютер не справляется с этой задачей с помощью аппаратного обеспечения материнской платы, ее выполнение берет на себя графическая карта.

Производимые вычисления сложны, но устройство и принцип работы видеокарты понять легко. В данной статье рассмотрены ее основные компоненты, их функции, а также факторы, сочетание которых обеспечивает высокую производительность и эффективность ПК.

Как работает видеокарта?

Компьютер можно представить в виде организации с собственным художественным отделом, в который направляется запрос нарисовать картину. Отдел решает, каким должен быть рисунок, а затем наносит его на бумагу. В конце концов, чья-то идея реализуется в видимое изображение.

Принцип работы видеокарты такой же. Процессор и программное обеспечение передают информацию на графическую карту, которая решает, какими должны быть пиксели на экране, чтобы получилось требуемое изображение. Затем эти данные направляются по кабелю на монитор.

Как работает видеокарта? - изображение 2 - изображение 2

Создавать изображение из двоичных чисел сложно. Чтобы вывести на экран трехмерную картинку, графическая карта сначала должна рассчитать каркас из прямых линий. Затем она заполняет его пикселями. После этого добавляются цвет, освещение и текстура. В высокоскоростных компьютерных играх графический процессор должен выполнять все эти расчеты не менее 60 раз в секунду. Без него нагрузка на ЦПУ была бы слишком велика.

Работа видеокарты компьютера, в принципе, зависит от следующих 4-х основных составных частей:

  • соединения с материнской платой, через которое поступают питание и данные;
  • процессора, который занимается обработкой каждого экранного пикселя;
  • графической памяти, хранящей данные о каждом пикселе и завершенных изображениях;
  • системы вывода на дисплей конечного результата.

    Графический процессор - изображение 3 - изображение 3

Графический процессор

Принцип работы видеокарт основан на получении данных из ГПУ и преобразовании их в изображения.

Подобно материнской плате, графическая карта – это печатная плата с процессором и ОЗУ. Она также оборудуется микросхемой системы ввода-вывода (БИОС), в которой хранятся настройки и которая при запуске диагностирует работу памяти, системы ввода и вывода.

Графическое процессорное устройство похоже на ЦПУ компьютера. Однако ГПУ специально спроектировано для проведения сложных геометрических и математических вычислений, которые нужны для рендеринга изображения. В некоторых наиболее быстрых процессорах транзисторов больше, чем в среднем ЦПУ. ГПУ выделяет много тепла, поэтому обычно охлаждается радиатором или кулером с вентилятором.

Помимо огромной вычислительной мощности, графические процессоры для анализа и использования данных взаимодействуют со специальным программным обеспечением. Компании nVidia и ATI выпускают подавляющее большинство чипов для видеокарт. Они разрабатывают собственные средства повышения производительности. Чтобы достичь более высокого качества изображения, в графических процессорах используются:

  • полноэкранное сглаживание краев 3D-объектов;
  • анизотропная фильтрация, повышающая четкость видео.

При сохранении общего принципа работы видеокарт каждый производитель разрабатывает собственные техники окрашивания, наложения оттенков, текстур и шаблонов.

Разъем PCI - изображение 4 - изображение 4

Поскольку ГПУ создает изображения, оно должно их где-то хранить. Для этого служит оперативное запоминающее устройство. Оно хранит информацию о всех пикселях, их цвете и местоположении. Часть ОЗУ также может выполнять функцию буфера кадров с завершенными изображениями, пока не придет время их отобразить. Как правило, память работает с очень высокой скоростью и является двунаправленной, т. е. система может считывать и записывать данные одновременно.

Графическое ОЗУ непосредственно подключено к цифро-аналоговому преобразователю ЦАП, который преобразует изображение в сигнал, используемый дисплеем. В некоторых видеокартах есть несколько таких модулей, что повышает производительность и позволяет поддерживать больше одного монитора.

ЦАП направляет окончательное изображение по кабелю. Подробно принцип работы видеокарты с интерфейсами описан ниже.

Разъем PCI

Графические карты соединяются с компьютером через разъем на материнской плате. По нему подается питание и происходит обмен данными с процессором. Мощные видеокарты часто используют больше энергии, чем позволяет системная плата, поэтому они снабжаются разъемом для прямого соединения с блоком питания.

Подключение обычно производится через интерфейсы PCI, AGP и PCI Express (PCIe). Последний является наиболее современным и обеспечивает наибольшую скорость передачи данных между картой и материнской платой. PCIe поддерживает использование нескольких ускорителей графики одновременно.

Принцип работы видеокарты: подключение монитора - фото 5 - изображение 5

Принцип работы видеокарты: подключение монитора

Большинство графических карт позволяют вывести изображение на 2 дисплея. Соединение производится через порты DVI, HDMI, DisplayPort, поддерживающие ЖК-мониторы, и VGA, к которому подключаются экраны ЭЛТ-типа. На некоторых картах есть 2 DVI-порта. Но это не исключает возможность использование электронно-лучевых трубок, поскольку они могут подключаться через адаптер. Компания Apple ранее производила мониторы с фирменным разъемом ADC, который был заменен портом DVI, а затем – Thunderbolt на основе USB-C, обратно совместимый с HDMI и DisplayPort.

Большинство пользуется только одним дисплеем. Тем, кому необходимо 2 монитора, могут приобрести графическую карту с возможностью вывода изображения два экрана. Такие ПК могут поддерживать 4 и более дисплеев.

Другие соединения - фото 6 - изображение 6

Другие соединения

В дополнение к материнской плате и монитору некоторые графические карты позволяют подключиться к:

  • телевизионному дисплею (через выход TV-out либо S-video);
  • аналоговым видеокамерам (посредством ViVo и видеовхода);
  • цифровым камерам (через USB или FireWire).

Отдельные видеокарты снабжаются телетюнерами.

DirectX и Open GL

Интерфейсы прикладного программирования API обеспечивают эффективное взаимодействие программ и аппаратных средств, предоставляя простые средства выполнения сложных задач (например, трехмерной визуализации). Разработчики оптимизируют графические игры для конкретных API. Вот почему новейшие игры часто требуют обновить версию Open GL и DirectX.

АРІ отличаются от драйверов, являющихся программами, которые дают возможность аппаратным средствам работать с ОС компьютера. Однако обновление драйверов также может обеспечить корректное функционирование приложений.

Эволюция

С тех пор, как IBM произвела первый образец в 1981 г., принцип работы видеокарт не изменился. Тогда их называли монохромными адаптерами дисплея. С их помощью можно было вывести на черно-белый экран только текст. Минимальным стандартом для видеокарт является VGA, поддерживающий 256 цветов. А благодаря таким высокопроизводительным стандартам, как 4К UHD, на экран можно выводить миллионы цветов с разрешением 3840 x 2160 пикселей.

DirectX и Open GL - фото 7 - изображение 7

Выбор видеокарты

Хорошая графическая карта имеет быстрый процессор и большой объем оперативной памяти. Часто она выглядит очень привлекательно. Высокопроизводительные модели отличаются ярким дизайном с декоративными вентиляторами и радиаторами.

Высокопроизводительные видеокарты предлагают гораздо большую мощность, чем необходимо большинству пользователей. Те, кто использует свои ПК для чтения электронной почты, обработки текста и веб-серфинга, найдут все необходимое в материнской плате со встроенной графикой. Большинству непостоянных геймеров достаточно видеокарты среднего уровня. Мощные графические ускорители нужны только любителям компьютерных игр и дизайнерам, которые занимаются 3D-моделированием.

Принцип работы видеокарты в ноутбуке и ПК одинаковый, хотя из-за дефицита свободного пространства первые внешне отличаются от вторых. Хорошим параметром оценки производительности графических карт является частота кадров. Человеческий глаз воспринимает около 25 к/с, но для плавной анимации в некоторых играх нужна скорость более 60 к/с. Частота кадров определяется:

  • Числом треугольников или вершин в секунду, составляющих трехмерные изображения. Этот параметр описывает скорость расчета всего полигона или вершин, которые его определяют.
  • Пиксельной скоростью заполнения, которая указывает на то, ка быстро ГПУ способно растрировать изображение.

    Эволюция - фотография 8 - изображение 8

Быстродействие

Скорость работы видеокарты прямо зависит от аппаратного обеспечения. На ее быстродействие больше всего влияют следующие технические характеристики:

  • тактовая частота;
  • ширина шины памяти;
  • пропускная способность ОЗУ;
  • объем оперативной памяти и ее частота;
  • частота ЦАП.

ЦПУ и материнская плата ПК также играют определенную роль, поскольку даже очень быстрая видеокарта не способна компенсировать плохую работу системы.

Интегрированная графика

Многие ПК оборудованы интегрированными в процессор видеокартами. Принцип работы таких графических ускорителей отличается от дискретных карт тем, что они разделяют оперативную память с ЦПУ. Они легко справляются с двумерными изображениями, поэтому идеально подходят для офисных и интернет-приложений. Установка дискретной карты к таким материнским платам отключает встроенные графические функции.

Как работают видеокарты

Выбор видеокарты - изображение 9 - изображение 9

Много ли интересных статей вы встречаете ежедневно?

Откройте главную страницу Пикабу и наслаждайтесь

Быстродействие - фото 10 - изображение 10

Дубликаты не найдены

Все комментарии Автора

+3Wull7 лет назад "Моё" потому что сам склеивал или потому, что пишешь статьи для ЛКИ? Не укора ради, просто вдруг ты журналист и статьи пишешь) +3 7 лет назад Раз тут говорится о видеокартах, подскажите,есть смысл менять мне видеокарту ATI Radeon HD4850 на ATI Sapphire HD7850(2gb), на компе с:Core 2 Duo E6750 2,66GHz6 GB оперативной памяти с частотой 800?Боюсь, что теперь процессор с оперативой будут слишком слабые, и что есть смысл только сразу поменять комп.PS Комп для всего: игр, обработки видео, работы с фотошопом, документами pdf и т.д.

Устройство видеокарты

Интегрированная графика - изображение 11 - изображение 11

Не секрет, что видеокарты делятся на два типа: интегрированные (встроенные) и дискретные. Дискретные вставляются в разъем PCI Express и являются полноценной, самостоятельной частью ПК. Из-за этого устройство дискретной видеокарты гораздо сложнее и заслуживает отдельной темы. Разберёмся, из каких компонентов состоит видеокарта и за что они отвечают.

Как работают видеокарты - фото 12 - изображение 12

Графический процессор (GPU)

GPU (графический процессор) – является «сердцем» видеокарты, который отвечает за математические расчеты изображения, выводящегося на экран.  Иными словами – обработка графики. GPU по своим свойствам похож на центральный процессор (CPU) компьютера, однако предназначен для построения изображения.

Частота

Одна из важнейших характеристик графического процессора – тактовая частота. С ней всё просто. Она измеряется в мегагерцах и чем выше его показатель, тем быстрее идет обработка информации. Частота современных видеокарт достигает отметки в 1000-1400 Мгц.

Техпроцесс

Важным показателем является техпроцесс, это один из первых пунктов среди характеристик видеоадаптеров. Измеряется в нанометрах.

Грубо говоря, основной движущей силой являются транзисторы. Если взять современные видеокарты, то можно заметить, что показатель нанометров все меньше и меньше с каждым поколением видеочипов. Все это обусловлено тем, что чем меньше размер транзисторов, тем больше их можно разместить на одном видеочипе.

С уменьшением размера транзисторов, в целом у видеокарт уменьшается также:

  • Энергопотребление;
  • Тепловыделение (TDP);

Производительность при этом увеличивается, так как на одной площади можно разместить больше вычислительной мощности.

Чем меньше техпроцесс, тем лучше.

Видеопамять

Работа видеокарты сосредоточена на постоянном выводе цифрового изображения на экран. Существует необходимость в сохранении выводящейся, а также остающейся за пределами экрана информации. Это задача возложена на видеопамять карты.

Память видеокарты по своим свойствам похожа на оперативную память компьютера.

Зачастую память карты используют для маркетинга, особенно в слабых (не игровых и не профессиональных) видеокартах. Кричащие 4 гб памяти почему-то сразу вызывают доверие у неподготовленного покупателя. Но один и тот же объём памяти радикально отличается на разных видеоадаптерах, если говорить о реальной производительности в требовательных задачах и современных играх. Например, даже самая бюджетная из игровых видеокарт nVidia GTX 1050 с двумя гигабайтами памяти во всех задачах покажет себя лучше, чем любой представитель карт серии GT.

Объём видеопамяти – важный, но не ключевой показатель.

Видеопамять в основном делается по стандарту GDDR. В наше время, у пользователей зачастую можно обнаружить память типа GDDR5. Ранее была распространена GDDR3.

Очевидно, что чем выше цифра, тем лучше, так как в каждой новой версии были ряды изменений, которые увеличивали пропускную способность и скорость тактовой частоты. Сейчас среди активных разработчиков можно заметить AMD, Hynix и Qimonda.

Шина

Очень важным элементом является шина памяти видеокарты и ее пропускная способность. Именно она гоняет информацию между процессором графического адаптера и его памятью. Частота памяти и шина влияют на производительность видеокарты. Частота измеряется в Мгц (мегагерцах), и чем больше она, тем быстрее работает память. Шина измеряется в bit, от 64 — до 448 bit. Чем «шире» шина, тем быстрее память взаимодействует с графическим процессором (GPU).

Самый распространенный размер шины – 128bit. Однако топовый уровень – это 256 и 384. Благодаря размеру шины и тактовой частоте, в принципе, и строится ее пропускная способность. Чем выше эти показатели, тем быстрее графический процессор обменивается данными с видеопамятью.

Интерфейсы подключения видеокарт

Интерфейсы подключения служат для соединения комплектующих и материнской платы. Различные периферийные устройства (сетевые и звуковые карты, ТВ-тюнеры и т.п.) как правило подключаются через PCI. Это стандартная шина ввода-вывода, но речь не о ней, т.к. для видеокарт используются другие слоты. До 2006 года был популярен интерфейс AGP, затем ему на смену пришёл PCIexpess (PCIe).

AGP

AGP был создан по технологиям PCI, но предназначен исключительно для видеокарт. Он отличается более высокой пропускной способностью. Последняя обновленная версия AGP 8x обладает пропускной способностью 2.1 Гб/с. Платы с AGP выпускались до 2006 года. Больше не производится, т.к. появился более совершенный интерфейс – PCIexpress.

PCIe

Устройство видеокарты - фотография 13 - изображение 13

PCI Express, отличии от AGP, обладает большей пропускной способностью, постоянно модернизируется и имеет обратную совместимость. На данный момент существуют 4 версии, следуя порядковому номеру. Самой последней является, PCIe 4.0. С каждым разом разработчики увеличивали пропускную способность интерфейса. Сейчас им удалось достигнуть отметки в 16 Гбит/с. Не стоит забывать про то, что PCI Express видеоадаптера и материнской платы зачастую не совпадают. Однако особого риска и страха здесь нет. Видеокарта будет работать на старой материнке, хоть и не сможет работать на всю свою мощность. При обратной совместимости вообще не возникает проблем.

SLI и CrossFire

Отдельно про SLI и CrossFire. Для начала стоит сказать, что разница между ними состоит в производителях и связках видеокарт. Не секрет, что вы можете подключить множество видеокарт, если только хватит ваших PCI Express слотов. SLI – фирменная технология nVidia, CrossFire – разработка AMD.

SLI

Благодаря SLI можно подключить две видеокарты одной серии с помощью специального мостика. Производительность возрастает, но видеопамять не суммируется. При объединении видеокарт в связку SLI важно знать, что они должны быть не только одного поколения, но и одной серии. Производители при этом могут быть разными. Например, GTX 1080 в SLI заработает только с другой GTX 1080.

CrossFire

Объединение видеокарт в CrossFire проще. Здесь разными могут быть не только призводители, но и модели видеокарт. Так же как и в SLI, видеокарты соединяются друг с другом с помощью специального мостика, видеопамять также не суммируется.

Проблема заключается в том, что не все материнские платы поддерживают SLI или CrossFire. Как правило, это игровые решения.

Немного про разъемы

Современные видеокарты оснащены несколькими портами, чтобы была возможность подключить более одного монитора. В свою же очередь каждый монитор имеет разный тип разъемов, о которых пользователю будет полезно узнать.

VGA

Графический процессор (GPU) - изображение 14 - изображение 14

Video Graphics Array (adapter) – достаточно древняя 15-контактная штука синего цвета, которая специализировалась на выводе аналогового сигнала. Его особенностью было то, что на изображение могло повлиять разные вещи: длина провода (который состоял из 5 метров) или личные свойства видеокарты.  Ранее был одним из основных, однако с появлением плоских мониторов стал сдавать свои позиции, ибо разрешение экрана увеличивалось, с чем не справлялся VGA. Используется и по сей день.

s-Video

Видеопамять - фото 15 - изображение 15

S-Video –  это так же аналоговый разъем, который часто можно встретить на телевизорах и редко на видеокартах. Качество его хуже, чем у VGA, однако его кабель достигает 20 метров, все еще сохраняя при этом хорошую картинку. Информация передается трёхканально.

DVI

Шина - фото 16 - изображение 16

DVI обогнал всем известный VGA тем, что приобрел способность передавать цифровой сигнал. Этот разъем уже более знаком современному миру, так как благодаря нему можно подключать мониторы, уже, высокого разрешения, чего нельзя было раньше. Длина его кабеля достигает 10 метров, однако это уже не влияет на качество выводимого изображения. Благодаря своей уникальности, он вмиг приобрел популярность среди другого оборудования, по типу проекторов и прочего. Бывает трех видов: только цифровой DVI-D , весьма редкий — аналоговый DVI-A  и совмещающий два прошлых DVI-I. Благодаря специальным переходникам может подключаться к монитору, который имеет лишь разъем VGA.

HDMI

Интерфейсы подключения видеокарт - изображение 17 - изображение 17

HDMI имеет несколько преимуществ перед DVI. Главной его особенностью является то, что кроме видео канала, у него так же имеется и аудио. Благодаря этому достиг большой популярности среди известных компаний, получив поддержки. Также из плюсов можно отметить  его компактность и отсутствие креплений, которые наблюдаются у DVI. К тому же, кроме видеокарты, он отлично «сотрудничает» с другими устройствами.

DisplayPort

SLI и CrossFire - фотография 18 - изображение 18

DISPLAYPORT, в принципе, далеко не ушел от HDMI, так как они оба способны выводить качественное изображение на большой экран вместе с аудио сопровождением. Однако у DISPLAY-я есть переходники на другие, популярные виды разъемов. В отличии с HDMI производители имеют возможность не платить налог, что увеличивает его популярность. Однако шанс встретить его среди бытовых пользователей, все еще, намного меньше. Максимальный размер кабеля достигает 15 метров. Пропускная способность выше, чем у HDMI, хоть и меняется в зависимости от его версии.

Thunderbolt

Немного про разъемы - изображение 19 - изображение 19

Thunderbolt (бывший Light Peak) – это аппаратный интерфейс для периферийных устройств. Обладает высокой пропускной способностью и функциональностью. По легендам, создан, чтобы улучшить и превзойти USB. Раньше использовался только в продукции Apple. Можно использовать для подключения мониторов с разрешением в 4К.

Питание видеокарты

Однако все пойдет по наклонной, если вы забудете учесть свой блок питания. Сразу можно сказать, что, если у вас 350w, то выбирать видеокарту нужно очень тщательно, так как современные версии очень требовательны к этому. Известно, что материнская плата не способна отдать нужное количество энергии для энергоёмких видеоадаптеров, что приводит к необходимости использования дополнительного питания.

Материнская плата через PCIe способна отдать видеокарте до 75 W

Обычно для подключения дополнительного питания, видеокарта оснащена 6-пиновым переходником. К сожалению, не все блоки питания имеют функцию прямого подключения, так как попросту не имеют подходящего разъема, но страшного ничего здесь нет – большинство видеокарт продают со специальным переходником в комплекте. Современные же блоки обладают уже встроенным разъемом, от чего необходимость в переходниках отпадает. Так же, на современных видеокартах часто можно обнаружить 8-пиновый разъем питания. Это связано с постоянным увеличением необходимой энергии для видеокарты.

Охлаждение

Не менее важным моментом является охлаждение устройства. Как уже было сказано – видеокарта очень требовательна к энергии, потому она больше всего склонна к перегреву. Чтобы избежать подобного существуют разные типы охлаждений. Есть пассивный, он нацелен на то, чтобы поглощать и рассеивать энергию. Активный, в свою очередь, это привычные нам кулеры или система водного охлаждения.

Видеокарта: параметры и компоненты

Питание видеокарты - изображение 20 - изображение 20

Видеокарта – компонент архитектуры современного ПК, отвечает за преобразование графической информации в видеосигнал для монитора. Видеокарта представляет собой плату расширения, которая устанавливается в специальный слот (PCI-Express) материнской платы. Также видеокарта может быть встроенной, то есть, входить в состав северного моста чипсета материнской платы или быть интегрированной в центральный процессор.

Компоненты видеокарты

Охлаждение - фото 21 - изображение 21

Графический процессор, GPU

Является основой видеокарты, отвечает за вычислительные функции, связанные с обработкой трёхмерной графики, тем самым высвобождает ресурсы центрального процессора. Именно от графического процессора зависит производительность видеокарты.

Видеоконтроллер

Отвечает за формирование изображения в видеопамяти, даёт команды RAMDAC на формирование сигналов развёртки для монитора и осуществляет обработку запросов центрального процессора. Современные видеокарты имеют не менее двух видеоконтроллеров, работающих независимо друг от друга и управляющих одновременно одним или несколькими дисплеями каждый.

Видеопамять

Служит кадровым буфером, в который помещаются изображения, генерируемые графическим процессором перед последующим выводом на экран монитора, а также для хранения промежуточных данных связанных с 3D-вычислениями. Видеокарты комплектуются памятью типа GDDR3, GDDR4 и GDDR5. Следует также иметь в виду, что помимо видеопамяти, находящейся на видеокарте, современные графические процессоры могут использовать в своей работе часть общей системной памяти компьютера.

Цифро-аналоговый преобразователь, RAMDAC

RAMDAC необходим для преобразования изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор. Большинство цифро-аналоговых преобразователей имеют разрядность 8 бит на канал, что даёт 256 уровней яркости на каждый основной цвет — 16,7 млн. цветов.

Видео-BIOS

Постоянное запоминающее устройство, в которое записаны: экранные шрифты, служебные таблицы и т. п. Видео-BIOS не используется видеоконтроллером напрямую — к нему обращается только центральный процессор. Информация, которая хранится в видео-BIOS применяется для инициализации и работы видеокарты до загрузки основной операционной системы, а также содержит системные данные, которые могут читаться и интерпретироваться видеодрайвером в процессе работы.

Система охлаждения

Предназначена для сохранения температурного режима видеопроцессора и видеопамяти в допустимых пределах.

 

Параметры видеокарты

Частота графического процессора (МГц) — тактовая частота ядра, во многом определяет производительность видеосистемы.

Тип видеопамяти (GDDR, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5) — определяет частоту, разрядность шины памяти видеокарты.

Объём видеопамяти (Мб) — чем больше объём, тем большее число кадров способен сформировать графический процессор за короткий промежуток времени.

Частота видеопамяти (МГц) — чем выше частота работы видеопамяти, тем выше общая производительность видеокарты.

Ширина шины видеопамяти — указывает на количество бит (64, 128, 256) информации, передаваемой за такт.

Интерфейс — разъем, для установки видеокарты, на материнской плате (PCI-Express).

Количество поддерживаемых мониторов — одновременное подключение нескольких устройств.

Максимальное разрешение — количество точек, по горизонтали и по вертикали, при построении изображения графическим процессором видеокарты.

Число универсальных процессоров — шейдерные конвейеры, отвечающие за расчет цветов и геометрических структур.

Число текстурных блоков — выполняют выборку и фильтрацию текстур, а также наложение текстур на поверхности геометрических объектов.

Число блоков растеризации — отвечает за финальный этап обработки изображения (сглаживание, фильтрация), а также за запись обработанного изображения в буфер видеокарты.

Версия шейдеров — чем выше версия шейдеров, тем больше у видеокарты возможностей по созданию специальных эффектов.

Поддержка:

  • DirectX — чем старше версия, тем больше набор функций и шире возможности специальных эффектов;
  • OpenGL — данный параметр важен только для специализированного программного обеспечения.

Разъемы видеокарты:

  • D-Sub — 15-контактный, аналоговый, разъем VGA;
  • DVI-I — цифровой разъем с поддержкой аналоговых сигналов, позволяющий подключить монитор через переходник на разъем D-Sub;
  • DVI-D — цифровой разъем в «чистом» виде — не поддерживает аналоговые сигналы;
  • HDMI — разъем для передачи цифрового сигнала высокой четкости (HD);
  • Display Port — используется для передачи видео и аудио в цифровом виде.

Видеокарта: параметры и компоненты - фото 22 - изображение 22

Видеодрайвер

Специальное программное обеспечение, поставляемое производителем видеокарты и загружаемое в процессе запуска операционной системы. Видеодрайвер выполняет функции интерфейса между системой с запущенными в ней приложениями и видеоадаптером.

Тема4.5 Структура и принцип работы видеокарты

Компоненты видеокарты - фотография 23 - изображение 23

Видеокарта, GPU("видюха", графический адаптер, graphics card, graphics adapter, display card, video card - eng.) - устройство компьютера, предназначенное для обработки и вывода видео (иногда и аудио) сигнала на устройство отображения информации (монитор, ТВ). Имеет необходимые порты для вывода изображения. К примеру VGA, DVI, DisplayPort, HDMI. Подготовленные данные (OpenGL, DirectX) от центрального процессора, которые нужно обработать, попадают в видео (или оперативную) память и видеопроцессор начинает обрабатывать их определённым образом, для преобразования в понятный для монитора сигнал. Видеопамять (или ОЗУ) является также и буфером кадров, для более плавной картинки. Типы видеокарт компьютера: Встроенная видеокарта (встроенная графика, integrated videocard) - видеопроцессор встроенный в чипсет (набор логики) материнской платы либо в центральный процессор.

Параметры видеокарты - фото 24 - изображение 24

Является ограниченной в плане максимального тепловыделения, потому мощные видеочипы для встроенных видеокарт не используются. В современных встроенных видеочипах вполне хватает производительности для 2D и простеньких 3D игр. Также они умеют неплохо кодировать и воспроизводить HD видео благодаря встроенным декодерам.К примеру, технологияQuickSync от Intel, использует встроенное в процессор видеоядро для быстрейшего декодирования видео. По скорости, данное решение обгоняет даже многие видеокарты основанные на декодировании с помощью технологий параллельного вычисления CUDA и OpenCL.

Встроенные видеокарты, в качестве буфера используют оперативную память (ОЗУ).

Тема4.5 Структура и принцип работы видеокарты - фото 25 - изображение 25

Это отрицательным образом сказывается на производительности, особенно если память работает в узком, одноканальном режиме. Пропускной способности оперативной памяти недостаточно для обработки каких либо ёмких видеоданных. На некоторых материнских платах, бывает распаяна более быстрая память (к примеру GDDR 3) для нужд встроенного видеоадаптера. Это примерно в 1.5 раза повышает скорость текстуризации, сглаживания и других характеристик. У компанииAMD, данная технология получила название HyperMemory.

Выходы встроенных видеокарт распаяны непосредственно на материнской плате. Обычно этоVGA, DVI или DP.Встроенные видеокарты подойдут для ниши офисного оборудования, либо для компьютера, на котором не будут использоваться современные громоздкие игры. Также, благодаря низкому энергопотреблению, основное их применение - портативные устройства, такие как ноутбуки, нэтбуки, планшетные компьютеры и так далее.Самыми распространёнными встроенными видеокартами являются видеочипыIntel (GMA Series, HD Graphics). Во многих процессорах и материнских платах является установлен принудительно, но цена по этому поводу повышается незначительно (в сумме максимум +15$). Дискретная видеокарта (внешняя, отдельная) - второй по распространённости тип.

Устройство современной видеокарты - изображение 26 - изображение 26

Дискретная видеокарта вставляется в специальный слот (pci-express, agp, pci) на материнской плате компьютера или другого устройства. Имеет собственную систему питания и охлаждения. Отличается от встроенной значительно большимипроизводительностью и тепловыделением. Зачастую, топовые видеокарты потребляют более 300W энергии при полной нагрузке. Стоит заметить, что для дискретной видеокарты требуется удовлетворяющий её потребности блок питания. К этому стоит отнестись очень серьёзно во избежании выхода из строя блока питания, видеокарты, материнской платы или жёсткого диска. На коробке с видеокартой всегда указано какой мощности блок питания вам потребуется. Если вы имеете качественный блок питания известной марки, то можно использовать блок питания на 50-100W меньшей мощности, чем рекомендовано. Основными производителями дискретных видеокарт являются компании NVidia и AMD. У данных производителей есть видеокарты для многих ценовых ниш начиная от 40$ и заканчивая 1000$. Дискретные видеокарты подойдут для всех, но если в планах есть современные трёхмерные игры, то "настоящая" видеокарта, хотя бы среднего класса просто жизненно необходима. К тому же, дискретная видеокарта значительно плавнее ускоряет видео, да и большинство видео плееров умеют работать со всей вычислительной мощностью современных видеочипов. Есть возможность реализовать двойную частоту кадров и другие полезные фильтры практически без ущерба для производительности. APU (Accelerated Processing Unit) - система, содержащая процессор и аналог дискретной видеокарты в одном чипе.

Принцип работы видеокарты: описание системы, понятие, устройство - фото 27 - изображение 27

APU является более предпочтительным, нежели встроенная графика. Видеокарта в APU обычно имеет достаточную производительность и универсальность для современных игр, декодирования видео и других вычислений. При этом обладает не высоким энергопотреблением и тепловыделением.Самое главное, что может подтолкнуть на покупку APU - низкая цена такого решения. Имея на борту процессор среднего класса, видеокарту с неплохой мощностью и архитектурой как на дискретных видеокартах, вы сможете приобрести всё это по цене одного процессора средне-высокого класса. Такое возможно благодаря интеграции процессора, контроллёра памяти, контроллёра шины pci-express и видеоядра на одном кристалле, который стоит значительно дешевле чем два или три чипа. APU - подойдёт для экономных, но тем не менее требовательных пользователей. Является значительно более выгодным вариантом чем встроенная графика, хотя отчасти APU тоже является процессором со встроенным видеоядром и для её нужд тоже используется оперативная память.

Устройство видеокарты - фотография 28 - изображение 28

Главным игроком на рынке APU является компания AMD (серии A4, A8 и другие). Хотя с другой стороны, процессоры от Intelтоже в какой то степени можно назватьAPU, так как они заключены на одном кристалле с видео ядром.

Перегрев видеокарты.

Перегрев видеокарты довольно частая неисправность в компьютере. Естественно перегрев может быть только у дискретных видео адаптеров, так как они обладают высоким уровнем тепловыделения.

Симптомы перегревающейся видеокарты:

· -непривычный гул системы охлаждения в системном блоке.

· -на экране появляется предупреждение о высокой температуре (уведомление драйвера).

· -в диагностических утилитах, таких как AIDA, MSI Afteburner, GPU-Z - температура видео ядра превышает 60 градусов в состоянии покоя.

· -артефакты на экране при нагрузке.

· -отключение компьютера при нагрузке (игры, 3D редакторы).

· -при включении, компьютер не включается, либо на экране ничего не появляется но системный блок работает.

Допускать долговременного перегрева ни в коем случае нельзя, так как видео адаптер может выйти из строя. Например может быть отвал видео чипа, деградация системы питания и видеопамяти видеокарты.

Что необходимо делать если видеокарта перегревается:

· -Обесточить всё, открыть системный блок, вытащить из слота видеокарту и штекеры дополнительного питания (на ваш страх и риск, заземлите себя или избавьтесь от возможных источников статического электричества).

· -Прочистить систему охлаждения с помощью натуральной кисточки и пылесоса.

Что такое видеокарта? Функции, виды, основные характеристики - фотография 29 - изображение 29

Если система охлаждения бловерного типа (турбина), нужно снять весь верхний чехол видеокарты, так как по другому вам её прочистить не удастся. Пыль забивается толстым слоем на радиаторе, который ближе к вентилятору. Заодно, лучше прочистить радиатор центрального процессора.

· -Вставляем видеокарту обратно, подключаем питание. Если всё нормально, радуемся. Если нет, читаем ниже.

· -Даём поработать системному блоку подольше, желательно при нагрузке. Открываем крышку, проверяем работает ли вентилятор на видеокарте и аккуратно щупаем радиатор на видеокарте пальцем. Если он горячий и невозможно держать на нём палец, значит дело не в высохшем термоинтерфейсе. Возможно внутри системного блока недостаточно качественный воздушный обмен. Если он еле тёплый или прохладный, значит дело скорее всего в высохшей термопасте.

· -Чтобы улучшить воздухообмен внутри системного блока, нужно поставить несколько вентиляторов на вдув и несколько на выдув (иногда достаточно по одному 120х120). На вдув нужно ставить спереди или снизу, на выдув сверху или на задней части корпуса системного блока. Подключать необходимо либо к материнской плате (перед установкой нужно проверить, есть ли необходимые разъёмы), либо кmolex (четыре штырька) разъёмам питания, если таковые имеются на вентиляторах.

· -Проблема с высохшей термопастой, обычно не беспокоит первые 3 года с покупки видеокарты. Тем не менее, для замены вам необходима сама термопаста и отвёртки. Термопаста подойдёт КПТ-8 или другая подороже. Снятие системы охлаждения видеокарты - чисто индивидуальное для каждой модели. Но самое главное - никаких резких движений и чрезмерных усилий (на ваш страх и риск). Перед снятием лучше прогреть видеокарту, или просто нагреть горячим воздухом (газовая плита, фен) во избежании отрыва чипа. После снятия, нужно тщательно удалить старую термопасту ватой или мягкой бумагой. Если перед вами теплораспределительная крышка, то беспокоиться не о чем. Если перед вами сам кристалл, то будьте втройне аккуратнее. Малейший скол может вывести из строя видео чип. Наносим небольшую горошину термопасты в центр кристалла/крышки и очень равномерно прикладываем радиатор. Прикручиваем систему охлаждения методом половину оборота, затем на следующий винт и по круга. Если у вас кристалл без крышки то сильно не прикручиваем, чтобы не заработать скол ядра.

· Если вы всё сделали правильно, то радиатор при работе должен быть горячим (>60 градусов - уже горячо).

· Если ничего выше не помогло, то вам следует задуматься о качестве питания вашей видеокарты. Очень часто, перегревы бывают вызваны некачественным блоком питания. Так как напряжение подаётся недостаточное, видеокарта начинает перегреваться. Больше всего при этом страдает система питания на видео карте, а постоянный её перегрев, может даже после замены блока питания вызывать перегрев видео ядра. Здесь уже может помочь только профессиональный ремонт.

Устройство современной видеокарты

карта - фотография 30 - изображение 30

© techspot.com

В видеокартах неплохо разбираются в основном геймеры да майнеры, а все остальные пользователи, если и имеют о них хотя бы общее представление, то это уже хорошо.

Необходимо исправить ситуацию и простым доступным языком объяснить, какие бывают видеокарты и чем принципиально они отличаются.

Попутно я затрону также ряд мелких нюансов, которые нужно знать о «видюхах». Приступим.

Встроенная

© Technosider

Встроенная или интегрированная – это тип видеокарт, которые изначально (с завода) встроены в материнскую плату (устаревший вариант) либо в центральный процессор (современный вариант). Сняв крышку системного блока, вы при всем желании не сможете визуально обнаружить такую «видюху».

Плюсы такого решения:

  • Низкая цена, которая заложена в стоимость ЦП.
  • Удобство использования – для работы встроенной видеокарты от вас никаких действий не требуется, просто включили ПК и работаете.
  • Минимальное энергопотребление, что особенно важно для портативных устройств, таких, как ноутбуки.
  • Отсутствие шума – собственных вентиляторов такие видеокарты не имеют.

Минусы:

  • Низкая производительность по сравнению с дискретными образцами.
  • Из пункта выше следует, что и изображение, которое выдает интегрированный видеочип, будет хуже.
  • Невозможно заменить/отремонтировать без полной замены ЦП.
  • Использование ОЗУ ПК по причине того, что встроенный видеопроцессор собственной памяти не имеет. А это уже негативно отражается на общей производительности компьютера.
  • Дополнительный нагрев центрального процессора, т.к. используется общая система охлаждения.

То есть, можно сделать предварительные выводы, что встроенные видеокарты предназначены в первую очередь для работы на компьютере и просмотра фильмов, а для «тяжелых» игр и программ они не подойдут. Однако это справедливо для старых интегрированных «видюх», а новые уже неплохо справляются и с относительно современными играми.

Например, имея на борту своего ПК видеопроцессор Intel HD Graphics 630, я играл на минимальных настройках в Fallout 4 без каких-либо лагов и фризов. Разумеется, о комфортной игре в Far Cry 5 на максималках речи не идет, но игры 2010-2015 (за редким исключением) такой видеочип потянет и на средних настройках.

Пальму первенства среди встроенных видеопроцессоров уверенно держит Intel. Существуют решения от AMD, но они не пользуются такой популярностью, как видеочипы Intel. © Chip

Есть еще один нюанс: некоторые «компьютерные специалисты» выделяют в отдельный вид APU (Accelerated Processing Unit) – так называемый, гибридный процессор, состоящий из видеочипа и ЦП.

Однако это не что иное, как та же самая встроенная видеокарта.

Причем такое название «APU» использует лишь компания AMD, которая его и предложила, а Intel по-прежнему именует их «CPU со встроенным графическим ядром».

Осталось добавить, что видеоразъемы встроенных графических процессоров распаяны непосредственно на материнской плате. Какими они бывают и как выглядят, читайте в последнем абзаце.

Дискретная

© IT-территория

Дискретная – это видеокарта, представляющая собой отдельное устройство, которое имеет свой собственный графический процессор, видеопамять, систему питания и охлаждения, а также видеовыходы.

Плюсы:

  • Самая высокая производительность среди всех видов видеопроцессоров.
  • Обеспечивает изображение самого высокого качества.
  • Возможность подключать 2 и более мониторов (в зависимости от конкретной модели).
  • Ремонтопригодность.
  • Быстрая замена и апгрейд на более новую модель.
  • Возможность использовать 2 современные дискретные карты для улучшения производительности (режимы SLI и Crosfire).
  • Дискретную видеокарту можно использовать как «помощника» центрального процессора для увеличения вычислительной производительности с помощью технологий NVidia CUDA и AMD STREAM
  • Можно майнить криптовалюты.

Минусы:

  • Самый серьезный – это цена. Средний ценовой сегмент видеокарт такого типа начинается от 400 долларов (24 500 рублей) и выше, а стоимость топовых образцов давно перевалила за 3500 долларов (215 000 рублей).
  • Высокое энергопотребление. Для видеокарт такого уровня вам понадобится довольно мощный блок питания: от 500 Вт и выше.
  • Наличие шума. Здесь все зависит от имеющейся системы охлаждения. При желании и наличии средств можно сделать ее практически бесшумной.
  • Совместимость видеокарты с видеовыходами под монитор. Про это чуть подробнее ниже.

Если встроенную «видюху» вы берете практически всегда в комплекте, материнская плата+ЦП с VGA/DVI-видеовыходом по умолчанию и она подойдет почти к любому монитору, то при покупке «дискретки» можно ошибиться с выбором.

У меня был случай, когда я взял новую видеокарту с разъемом DVI-D, а старый монитор имел видеовыход VGA.

Причем «переходок», а точнее преобразователей (аналогового сигнала в цифровой) для такой комбинации на российских сайтах я не нашел, а на AliExpress он стоит 1000 рублей и, судя по отзывам, лучше с ним не заморачиваться. Поэтому мне пришлось в довесок к видеокарте покупать новый монитор с подходящим видеоразъемом.

Преобразователь аналогового сигнала в цифровой DVI-D–VGA. © Официальный форум игры World of Warships В свою очередь дискретные видеокарты делятся на «видюхи» с активным и пассивным охлаждением, с дополнительным питанием и без него. В отличие от интегрированных видеочипов, которые всегда имеют активное охлаждение и не требуют дополнительного питания. Дискретная видеокарта с активным воздушным охлаждением. © forum.overclockers.ua

Итак, из всего вышесказанного можно сделать вывод, что дискретная видеокарта нужна для «тяжелых» современных игр, а также ресурсоемких программ, которыми, в основном, пользуются архитекторы, инженеры, дизайнеры и проектировщики.

Дискретная видеокарта с пассивным охлаждением. © pchouse.ro

USB-видеокарта (внешняя)

© yaroslavl.tiu.ru

Существуют еще USB-видеокарты или, как их еще называют, внешние. В принципе, если любую дискретную карту подключить к системному блоку или ноутбуку снаружи с помощью специальных приспособлений, то ее тоже можно назвать внешней. Однако нас интересуют именно внешние USB-видеокарты.

Они представляют собой небольшую коробочку, которая с одной стороны подключается к источнику видеосигнала (ПК) с помощью USB-кабеля, а с другой – к монитору.

Применяются такие карты, когда к ПК нужно подключить дополнительный монитор, или, например, если на ноутбуке сгорела встроенная графика, и вам не хочется тратиться на ремонт.

Для работы и фильмов сгодится, а вот для чего-то более серьезного нет.

Плюсы:

  • Низкая цена в пределах 500-1000 рублей.
  • Удобство использования.

Минусы:

  • Низкая производительность даже по сравнению с встроенными видеопроцессорами.

Какие разъемы бывают на видеокартах

выходов на дискретных видеокартах, а также на материнских платах существует немало, и неискушённому пользователю запутаться в них очень легко. Я расскажу про самые популярные, а малоизвестные, которые встречаются крайне редко, затрагивать не буду.

VGA (D-Sub) (Только аналоговый сигнал)

© eclecticlight.co

VGA (Video Graphics Adapter) – один из самых старых и известных видеоинтерфейсов, который используется и по сей день. Отличительная особенность, по которой легко понять, что перед вами VGA – это синий цвет разъема.

DVI (Цифровой и аналоговый сигнал)

Все возможные видеоразъемы DVI и их разновидности. © ieon.ru

Довольно старый видеоинтерфейс, который появился еще в 1999 году как замена VGA. Несмотря на это, он успешно используется и в самых современных видеокартах/мониторах. Существует несколько его разновидностей:

  • DVI-A — только аналоговая передача (видеокарту с таким разъемом вы не найдете)
  • DVI-I — аналоговая и цифровая передача.
  • DVI-D — только цифровая передача.

В связи с таким разнобросом необходимо внимательно отнестись к данному вопросу при покупке видеокарты или монитора.

Чаще всего на материнских платах можно найти встроенные VGA, DVI-D и HDMI видеовыходы. Однако тут все индивидуально и зависит от конкретной модели «материнки».

HDMI (Цифровой сигнал)

© cyberkeeper.ru

HDMI (High Definition Multimedia Interface) – это более современный видеоинтерфейс, который помимо видео, предает еще и аудиосигнал. Такая универсальность сделала его весьма популярным: HDMI можно встретить практически в любом современном телевизоре или мониторе. Внешне напоминает USB-порт, поэтому его легко отличить от других разъемов.

Displayport (цифровой сигнал)

Displayport – справа. © Expert Reviews

Displayport внешне и внутренне напоминает HDMI. Так же, как последний, он способен передавать не только видео, но и звук.

В отличие от конкурента Displayport имеет большую пропускную способность и поддерживает несколько независимых видеопотоков одновременно, что позволяет выводить изображение сразу на несколько мониторов.

К тому же, коннектор имеет удобную конструкцию-защелку, благодаря чему подключение видеокарты к монитору происходит очень быстро. © AllinMobile

Еще существует разновидность под названием Mini Displayport, которая отличается более маленькими размерами.

Mini Displayport – по центру. © Wikipedia Напомню, что найти подходящий переходник от одного видеоразъема к другому несложно, если речь идет об одинаковом видеосигнале (цифровой-цифровой или аналоговый-аналоговый). А вот для комбинации «цифра-аналог» понадобится специальный преобразователь сигнала, который найти в интернет-магазинах очень сложно. Причем такой преобразователь не гарантирует изображение высокого качества, поэтому при покупке новой «видюхи» всегда обращайте внимание на разъемы как на ней, так и на мониторе. Разные видеоразъемы на одной видеокарте. © Кибернет

Заключение

Источник: https://Hype.ru/@id103/kakie-byvayut-videokarty-dlya-pk-i-razemy-na-nih-9l5mhqe7

Принцип работы видеокарты: описание системы, понятие, устройство

карта: компоненты и характеристики - изображение 31 - изображение 31

Изображение на экране дисплея состоит из мельчайших точек, называемых пикселями. При наиболее распространенном разрешении Full HD их количество превышает 2 млн, и ПК должен решить, что делать с каждым из них.

Для этого нужен посредник, который мог бы преобразовать двоичные данные в видимое изображение.

Если компьютер не справляется с этой задачей с помощью аппаратного обеспечения материнской платы, ее выполнение берет на себя графическая карта.

Производимые вычисления сложны, но устройство и принцип работы видеокарты понять легко. В данной статье рассмотрены ее основные компоненты, их функции, а также факторы, сочетание которых обеспечивает высокую производительность и эффективность ПК.

Как работает видеокарта?

Компьютер можно представить в виде организации с собственным художественным отделом, в который направляется запрос нарисовать картину. Отдел решает, каким должен быть рисунок, а затем наносит его на бумагу. В конце концов, чья-то идея реализуется в видимое изображение.

Принцип работы видеокарты такой же. Процессор и программное обеспечение передают информацию на графическую карту, которая решает, какими должны быть пиксели на экране, чтобы получилось требуемое изображение. Затем эти данные направляются по кабелю на монитор.

Создавать изображение из двоичных чисел сложно. Чтобы вывести на экран трехмерную картинку, графическая карта сначала должна рассчитать каркас из прямых линий. Затем она заполняет его пикселями.

После этого добавляются цвет, освещение и текстура. В высокоскоростных компьютерных играх графический процессор должен выполнять все эти расчеты не менее 60 раз в секунду.

Без него нагрузка на ЦПУ была бы слишком велика.

Работа видеокарты компьютера, в принципе, зависит от следующих 4-х основных составных частей:

  • соединения с материнской платой, через которое поступают питание и данные;
  • процессора, который занимается обработкой каждого экранного пикселя;
  • графической памяти, хранящей данные о каждом пикселе и завершенных изображениях;
  • системы вывода на дисплей конечного результата.

Графический процессор

Принцип работы видеокарт основан на получении данных из ГПУ и преобразовании их в изображения.

Подобно материнской плате, графическая карта – это печатная плата с процессором и ОЗУ. Она также оборудуется микросхемой системы ввода-вывода (БИОС), в которой хранятся настройки и которая при запуске диагностирует работу памяти, системы ввода и вывода.

Графическое процессорное устройство похоже на ЦПУ компьютера. Однако ГПУ специально спроектировано для проведения сложных геометрических и математических вычислений, которые нужны для рендеринга изображения. В некоторых наиболее быстрых процессорах транзисторов больше, чем в среднем ЦПУ. ГПУ выделяет много тепла, поэтому обычно охлаждается радиатором или кулером с вентилятором.

Помимо огромной вычислительной мощности, графические процессоры для анализа и использования данных взаимодействуют со специальным программным обеспечением. Компании nVidia и ATI выпускают подавляющее большинство чипов для видеокарт. Они разрабатывают собственные средства повышения производительности. Чтобы достичь более высокого качества изображения, в графических процессорах используются:

При сохранении общего принципа работы видеокарт каждый производитель разрабатывает собственные техники окрашивания, наложения оттенков, текстур и шаблонов.

Поскольку ГПУ создает изображения, оно должно их где-то хранить. Для этого служит оперативное запоминающее устройство. Оно хранит информацию о всех пикселях, их цвете и местоположении.

Часть ОЗУ также может выполнять функцию буфера кадров с завершенными изображениями, пока не придет время их отобразить. Как правило, память работает с очень высокой скоростью и является двунаправленной, т. е.

система может считывать и записывать данные одновременно.

Графическое ОЗУ непосредственно подключено к цифро-аналоговому преобразователю ЦАП, который преобразует изображение в сигнал, используемый дисплеем. В некоторых видеокартах есть несколько таких модулей, что повышает производительность и позволяет поддерживать больше одного монитора.

ЦАП направляет окончательное изображение по кабелю. Подробно принцип работы видеокарты с интерфейсами описан ниже.

Разъем PCI

Графические карты соединяются с компьютером через разъем на материнской плате. По нему подается питание и происходит обмен данными с процессором. Мощные видеокарты часто используют больше энергии, чем позволяет системная плата, поэтому они снабжаются разъемом для прямого соединения с блоком питания.

Подключение обычно производится через интерфейсы PCI, AGP и PCI Express (PCIe). Последний является наиболее современным и обеспечивает наибольшую скорость передачи данных между картой и материнской платой. PCIe поддерживает использование нескольких ускорителей графики одновременно.

Принцип работы видеокарты: подключение монитора

Большинство графических карт позволяют вывести изображение на 2 дисплея. Соединение производится через порты DVI, HDMI, DisplayPort, поддерживающие ЖК-мониторы, и VGA, к которому подключаются экраны ЭЛТ-типа. На некоторых картах есть 2 DVI-порта.

Но это не исключает возможность использование электронно-лучевых трубок, поскольку они могут подключаться через адаптер.

Компания Apple ранее производила мониторы с фирменным разъемом ADC, который был заменен портом DVI, а затем – Thunderbolt на основе USB-C, обратно совместимый с HDMI и DisplayPort.

Большинство пользуется только одним дисплеем. Тем, кому необходимо 2 монитора, могут приобрести графическую карту с возможностью вывода изображения два экрана. Такие ПК могут поддерживать 4 и более дисплеев.

Другие соединения

В дополнение к материнской плате и монитору некоторые графические карты позволяют подключиться к:

  • телевизионному дисплею (через выход TV-out либо S-video);
  • аналоговым видеокамерам (посредством ViVo и видеовхода);
  • цифровым камерам (через USB или FireWire).

Отдельные видеокарты снабжаются телетюнерами.

DirectX и Open GL

Интерфейсы прикладного программирования API обеспечивают эффективное взаимодействие программ и аппаратных средств, предоставляя простые средства выполнения сложных задач (например, трехмерной визуализации). Разработчики оптимизируют графические игры для конкретных API. Вот почему новейшие игры часто требуют обновить версию Open GL и DirectX.

АРІ отличаются от драйверов, являющихся программами, которые дают возможность аппаратным средствам работать с ОС компьютера. Однако обновление драйверов также может обеспечить корректное функционирование приложений.

Эволюция

С тех пор, как IBM произвела первый образец в 1981 г., принцип работы видеокарт не изменился. Тогда их называли монохромными адаптерами дисплея. С их помощью можно было вывести на черно-белый экран только текст.

Минимальным стандартом для видеокарт является VGA, поддерживающий 256 цветов. А благодаря таким высокопроизводительным стандартам, как 4К UHD, на экран можно выводить миллионы цветов с разрешением 3840 x 2160 пикселей.

Выбор видеокарты

Хорошая графическая карта имеет быстрый процессор и большой объем оперативной памяти. Часто она выглядит очень привлекательно. Высокопроизводительные модели отличаются ярким дизайном с декоративными вентиляторами и радиаторами.

Высокопроизводительные видеокарты предлагают гораздо большую мощность, чем необходимо большинству пользователей.

Те, кто использует свои ПК для чтения электронной почты, обработки текста и веб-серфинга, найдут все необходимое в материнской плате со встроенной графикой. Большинству непостоянных геймеров достаточно видеокарты среднего уровня.

Мощные графические ускорители нужны только любителям компьютерных игр и дизайнерам, которые занимаются 3D-моделированием.

Принцип работы видеокарты в ноутбуке и ПК одинаковый, хотя из-за дефицита свободного пространства первые внешне отличаются от вторых. Хорошим параметром оценки производительности графических карт является частота кадров. Человеческий глаз воспринимает около 25 к/с, но для плавной анимации в некоторых играх нужна скорость более 60 к/с. Частота кадров определяется:

  • Числом треугольников или вершин в секунду, составляющих трехмерные изображения. Этот параметр описывает скорость расчета всего полигона или вершин, которые его определяют.
  • Пиксельной скоростью заполнения, которая указывает на то, ка быстро ГПУ способно растрировать изображение.

Быстродействие

Скорость работы видеокарты прямо зависит от аппаратного обеспечения. На ее быстродействие больше всего влияют следующие технические характеристики:

  • тактовая частота;
  • ширина шины памяти;
  • пропускная способность ОЗУ;
  • объем оперативной памяти и ее частота;
  • частота ЦАП.

ЦПУ и материнская плата ПК также играют определенную роль, поскольку даже очень быстрая видеокарта не способна компенсировать плохую работу системы.

Интегрированная графика

Многие ПК оборудованы интегрированными в процессор видеокартами. Принцип работы таких графических ускорителей отличается от дискретных карт тем, что они разделяют оперативную память с ЦПУ.

Они легко справляются с двумерными изображениями, поэтому идеально подходят для офисных и интернет-приложений.

Установка дискретной карты к таким материнским платам отключает встроенные графические функции.

Источник: http://fb.ru/article/411254/printsip-rabotyi-videokartyi-opisanie-sistemyi-ponyatie-ustroystvo

Устройство видеокарты

Что из себя представляет видеокарта и зачем она нужна ? - изображение 32 - изображение 32

Не секрет, что видеокарты делятся на два типа: интегрированные (встроенные) и дискретные. Дискретные вставляются в разъем PCI Express и являются полноценной, самостоятельной частью ПК. Из-за этого устройство дискретной видеокарты гораздо сложнее и заслуживает отдельной темы. Разберёмся, из каких компонентов состоит видеокарта и за что они отвечают.

Графический процессор (GPU)

GPU (графический процессор) – является «сердцем» видеокарты, который отвечает за математические расчеты изображения, выводящегося на экран.  Иными словами – обработка графики. GPU по своим свойствам похож на центральный процессор (CPU) компьютера, однако предназначен для построения изображения.

Частота

Одна из важнейших характеристик графического процессора – тактовая частота. С ней всё просто. Она измеряется в мегагерцах и чем выше его показатель, тем быстрее идет обработка информации. Частота современных видеокарт достигает отметки в 1000-1400 Мгц.

Техпроцесс

Важным показателем является техпроцесс, это один из первых пунктов среди характеристик видеоадаптеров. Измеряется в нанометрах.

Грубо говоря, основной движущей силой являются транзисторы. Если взять современные видеокарты, то можно заметить, что показатель нанометров все меньше и меньше с каждым поколением видеочипов. Все это обусловлено тем, что чем меньше размер транзисторов, тем больше их можно разместить на одном видеочипе.

С уменьшением размера транзисторов, в целом у видеокарт уменьшается также:

  • Энергопотребление;
  • Тепловыделение (TDP);

Производительность при этом увеличивается, так как на одной площади можно разместить больше вычислительной мощности.

Чем меньше техпроцесс, тем лучше.

память

Работа видеокарты сосредоточена на постоянном выводе цифрового изображения на экран. Существует необходимость в сохранении выводящейся, а также остающейся за пределами экрана информации. Это задача возложена на видеопамять карты.

Память видеокарты по своим свойствам похожа на оперативную память компьютера.

Зачастую память карты используют для маркетинга, особенно в слабых (не игровых и не профессиональных) видеокартах. Кричащие 4 гб памяти почему-то сразу вызывают доверие у неподготовленного покупателя.

Но один и тот же объём памяти радикально отличается на разных видеоадаптерах, если говорить о реальной производительности в требовательных задачах и современных играх.

Например, даже самая бюджетная из игровых видеокарт nVidia GTX 1050 с двумя гигабайтами памяти во всех задачах покажет себя лучше, чем любой представитель карт серии GT.

Объём видеопамяти – важный, но не ключевой показатель.

память в основном делается по стандарту GDDR. В наше время, у пользователей зачастую можно обнаружить память типа GDDR5. Ранее была распространена GDDR3.

Очевидно, что чем выше цифра, тем лучше, так как в каждой новой версии были ряды изменений, которые увеличивали пропускную способность и скорость тактовой частоты. Сейчас среди активных разработчиков можно заметить AMD, Hynix и Qimonda.

Шина

Очень важным элементом является шина памяти видеокарты и ее пропускная способность. Именно она гоняет информацию между процессором графического адаптера и его памятью.

Частота памяти и шина влияют на производительность видеокарты. Частота измеряется в Мгц (мегагерцах), и чем больше она, тем быстрее работает память. Шина измеряется в bit, от 64 — до 448 bit.

Чем «шире» шина, тем быстрее память взаимодействует с графическим процессором (GPU).

Самый распространенный размер шины – 128bit. Однако топовый уровень – это 256 и 384. Благодаря размеру шины и тактовой частоте, в принципе, и строится ее пропускная способность. Чем выше эти показатели, тем быстрее графический процессор обменивается данными с видеопамятью.

Интерфейсы подключения видеокарт

Интерфейсы подключения служат для соединения комплектующих и материнской платы. Различные периферийные устройства (сетевые и звуковые карты, ТВ-тюнеры и т.п.) как правило подключаются через PCI. Это стандартная шина ввода-вывода, но речь не о ней, т.к. для видеокарт используются другие слоты. До 2006 года был популярен интерфейс AGP, затем ему на смену пришёл PCIexpess (PCIe).

AGP

AGP был создан по технологиям PCI, но предназначен исключительно для видеокарт. Он отличается более высокой пропускной способностью. Последняя обновленная версия AGP 8x обладает пропускной способностью 2.1 Гб/с. Платы с AGP выпускались до 2006 года. Больше не производится, т.к. появился более совершенный интерфейс – PCIexpress.

PCIe

PCI Express

PCI Express, отличии от AGP, обладает большей пропускной способностью, постоянно модернизируется и имеет обратную совместимость. На данный момент существуют 4 версии, следуя порядковому номеру. Самой последней является, PCIe 4.0. С каждым разом разработчики увеличивали пропускную способность интерфейса.

Сейчас им удалось достигнуть отметки в 16 Гбит/с. Не стоит забывать про то, что PCI Express видеоадаптера и материнской платы зачастую не совпадают. Однако особого риска и страха здесь нет. карта будет работать на старой материнке, хоть и не сможет работать на всю свою мощность.

При обратной совместимости вообще не возникает проблем.

SLI и CrossFire

Отдельно про SLI и CrossFire. Для начала стоит сказать, что разница между ними состоит в производителях и связках видеокарт. Не секрет, что вы можете подключить множество видеокарт, если только хватит ваших PCI Express слотов. SLI – фирменная технология nVidia, CrossFire – разработка AMD.

SLI

Благодаря SLI можно подключить две видеокарты одной серии с помощью специального мостика. Производительность возрастает, но видеопамять не суммируется. При объединении видеокарт в связку SLI важно знать, что они должны быть не только одного поколения, но и одной серии. Производители при этом могут быть разными. Например, GTX 1080 в SLI заработает только с другой GTX 1080.

CrossFire

Объединение видеокарт в CrossFire проще. Здесь разными могут быть не только призводители, но и модели видеокарт. Так же как и в SLI, видеокарты соединяются друг с другом с помощью специального мостика, видеопамять также не суммируется.

https://www.youtube.com/watch?v=CXNSpJxb4-Y

Проблема заключается в том, что не все материнские платы поддерживают SLI или CrossFire. Как правило, это игровые решения.

Немного про разъемы

Современные видеокарты оснащены несколькими портами, чтобы была возможность подключить более одного монитора. В свою же очередь каждый монитор имеет разный тип разъемов, о которых пользователю будет полезно узнать.

VGA

Video Graphics Array (adapter) – достаточно древняя 15-контактная штука синего цвета, которая специализировалась на выводе аналогового сигнала.

Его особенностью было то, что на изображение могло повлиять разные вещи: длина провода (который состоял из 5 метров) или личные свойства видеокарты.

 Ранее был одним из основных, однако с появлением плоских мониторов стал сдавать свои позиции, ибо разрешение экрана увеличивалось, с чем не справлялся VGA. Используется и по сей день.

s-Video

S-Video –  это так же аналоговый разъем, который часто можно встретить на телевизорах и редко на видеокартах. Качество его хуже, чем у VGA, однако его кабель достигает 20 метров, все еще сохраняя при этом хорошую картинку. Информация передается трёхканально.

DVI

Типы DVI

DVI обогнал всем известный VGA тем, что приобрел способность передавать цифровой сигнал. Этот разъем уже более знаком современному миру, так как благодаря нему можно подключать мониторы, уже, высокого разрешения, чего нельзя было раньше.

Длина его кабеля достигает 10 метров, однако это уже не влияет на качество выводимого изображения. Благодаря своей уникальности, он вмиг приобрел популярность среди другого оборудования, по типу проекторов и прочего. Бывает трех видов: только цифровой DVI-D , весьма редкий — аналоговый DVI-A  и совмещающий два прошлых DVI-I.

Благодаря специальным переходникам может подключаться к монитору, который имеет лишь разъем VGA.

HDMI

HDMI, Mini HDMI, Micro HDMI

HDMI имеет несколько преимуществ перед DVI. Главной его особенностью является то, что кроме видео канала, у него так же имеется и аудио.

Благодаря этому достиг большой популярности среди известных компаний, получив поддержки. Также из плюсов можно отметить  его компактность и отсутствие креплений, которые наблюдаются у DVI.

К тому же, кроме видеокарты, он отлично «сотрудничает» с другими устройствами.

DisplayPort

DISPLAYPORT, в принципе, далеко не ушел от HDMI, так как они оба способны выводить качественное изображение на большой экран вместе с аудио сопровождением. Однако у DISPLAY-я есть переходники на другие, популярные виды разъемов.

В отличии с HDMI производители имеют возможность не платить налог, что увеличивает его популярность. Однако шанс встретить его среди бытовых пользователей, все еще, намного меньше. Максимальный размер кабеля достигает 15 метров.

Пропускная способность выше, чем у HDMI, хоть и меняется в зависимости от его версии.

Thunderbolt

Thunderbolt (бывший Light Peak) – это аппаратный интерфейс для периферийных устройств. Обладает высокой пропускной способностью и функциональностью. По легендам, создан, чтобы улучшить и превзойти USB. Раньше использовался только в продукции Apple. Можно использовать для подключения мониторов с разрешением в 4К.

Питание видеокарты

Однако все пойдет по наклонной, если вы забудете учесть свой блок питания.

Сразу можно сказать, что, если у вас 350w, то выбирать видеокарту нужно очень тщательно, так как современные версии очень требовательны к этому.

Известно, что материнская плата не способна отдать нужное количество энергии для энергоёмких видеоадаптеров, что приводит к необходимости использования дополнительного питания.

Материнская плата через PCIe способна отдать видеокарте до 75 W

Обычно для подключения дополнительного питания, видеокарта оснащена 6-пиновым переходником.

К сожалению, не все блоки питания имеют функцию прямого подключения, так как попросту не имеют подходящего разъема, но страшного ничего здесь нет – большинство видеокарт продают со специальным переходником в комплекте.

Современные же блоки обладают уже встроенным разъемом, от чего необходимость в переходниках отпадает. Так же, на современных видеокартах часто можно обнаружить 8-пиновый разъем питания. Это связано с постоянным увеличением необходимой энергии для видеокарты.

Охлаждение

Не менее важным моментом является охлаждение устройства. Как уже было сказано – видеокарта очень требовательна к энергии, потому она больше всего склонна к перегреву. Чтобы избежать подобного существуют разные типы охлаждений. Есть пассивный, он нацелен на то, чтобы поглощать и рассеивать энергию. Активный, в свою очередь, это привычные нам кулеры или система водного охлаждения.

Источник: https://GrafCard.ru/o-videokartah/ustrojstvo-videokarty

Что такое видеокарта? Функции, виды, основные характеристики

Из чего состоит видеокарта ? - изображение 33 - изображение 33

карта (графический ускоритель, графическая карта, видеоадаптер, GPU, 3D ускоритель) играет очень важную роль в работе современного компьютера. Она по своей сути является сама компьютером со своим процессором, памятью и т.д.

Функция

рабочий стол — результат работы 2D ускорителя

Её функция состоит в преобразовании информации, хранящейся на носителе, в графическую и последующем выводе этой информации на экран.

В данном случае говорится о 3D и 2D графике.

Первоначально обработкой графической информации полностью занимался центральный процессор (CPU), затем был создан 2D акселератор для обрисовки рабочего стола и курсора, а уже после 3D ускоритель.

3D графика

Современная видеокарта занимается и 2D, и 3D графикой. Для обработки видео, фотографий, аудиофайлов и т.д. хватает 2D ускорителя, в случае создания объемных объектов в графических редакторах, а также работы трехмерных игр, требуется 3D акселератор.

Виды видеокарт

адаптеры можно разделить на две большие группы: интегрированные и дискретные.

видеокарта интегрированная

Интегрированные, то есть встроенные видеоадаптеры уже есть внутри устройства чипсета процессора или материнской карты. Это ведет к уменьшению стоимости и энергопотребления, но очень ограничивает их по мощности (очень часто не имеют собственной памяти и используют оперативную).

видеокарта дискретная

Дискретная видеокарта – отдельная печатная плата со своей памятью и процессором. Устанавливается в специальный слот на материнской плате. Она повышает стоимость системы и её энергопотребление, но, в то же время, имеет более высокую производительность в сравнении с интегрированной.

Интерфейс установки

AGP и PCI-E

Сегодня в основном используется интерфейс PCI-E (PCI-Express), заменивший AGP. В 2017-18 годах должна быть выпущена версия PCI-E 4.

0 со скоростью передачи 16 ГТ/с (транзакций в секунду – количество произведенных операций или переданных данных в единицу времени), а ещё позже в 2019 году — PCI-E 5.0 со скоростью 32 ГТ/с, но пока у нас есть версии 1.0 (2,5 ГТ/с), 2.0 (5 ГТ/с) и 3.0 (8 ГТ/с).

Интерфейсы имеют обратную совместимость, то есть, если у нас имеется видеокарта PCI-E 3.0, я могу её установить в слот PCI-E 1.0 или 2.0, но при этом пропускная способность будет соответственно 2,5 и 5 ГТ/с.

На что обращать внимание при выборе видеокарты?

Тактовая частота видеопроцессора влияет на производительность видеокарты, чем выше, тем быстрее, но при этом возрастает тепловыделение, поэтому на современных видеокартах немалое внимание уделяется системе охлаждения.

видеокарта с пассивным охлаждением

Охлаждение делится на пассивное (радиатор) и активное (кулер или водяное), последнее значительно повышает стоимость и энергозатраты системы.

видеокарта с кулеромвидеокарта с водяным охлаждением

Также на быстродействии сказывается частота и объем видеопамяти (VRAM), но необходимо помнить, что увеличение объема памяти необязательно приводит к ускорению системы (если мы рассматриваем разные чипсеты), необходимо обращать внимание на её тип и разрядность шины.

Типы памяти (в порядке увеличения скорости):

  • DDR
  • DDR2
  • DDR3
  • GDDR3
  • GDDR5

Разрядность шины (чем больше, тем выше производительность): 64, 128, 256, 384, 448, 512, 768 бит и т.д.

Хочется отметить, что есть видеокарты с двумя чипами, в таких картах, за счет 2-х процессоров, увеличивается мощность, но память остается прежней, и видеокарта начинает потреблять часть оперативной памяти.

видеокарта с двумя чипами

На многих материнских платах имеется несколько разъемов PCI-E, в этом случае мы можем установить несколько видеокарт одновременно, если они поддерживают технологию Crossfire (у AMD) и SLI (у NVidia). Проблема та же, что и с двумя чипами, так как память двух видеокарт из-за алгоритма используется по очереди, хотя производители обещают в будущем исправить данную проблему.

Crossfire

Производители

Те, кто хотя бы немного сталкивался с выбором системных блоков, ноутбуков или видеокарт, уже знают, что сейчас существуют два «титана» индустрии, компании NVidia с серией GeForce и AMD с Radeon. Разбираться в том, кто из них круче не вижу смысла, у каждого свои предпочтения, да и преимущества особого одной над другой нет, так как происходит постоянное развитие.

Разъемы

Чтобы обработанную информацию передать нужно подключить к видеокарте монитор или любое другое устройство вывода. Подключение производится через специальные разъемы. Они делятся на аналоговые и цифровые. Последние сейчас более популярны и вытесняют аналоговый способ передачи.

разъемы

Аналоговые: DVI-A, D-Sub или VGA, S-Video.

Цифровые: DVI-D, DVI-Dual link, HDMI, Display Port.

Вывод

Выбор видеокарты достаточно трудный, но при этом интересный процесс, необходимо учитывать множество характеристик, бюджет, исходить из выбранного центрального процессора, так как не подходящий процессор просто не раскроет весь потенциал видеокарты.

Источник: http://bakaraban.ru/kompyuteryi/chto-takoe-videokarta-funktsii-vidyi-osnovnyie-harakteristiki.html

карта

Что такое видеокарта, для чего она нужна в компьютере - изображение 34 - изображение 34

  • Устройство компьютера
  • карта

Обработка графической информации – одна из сложнейших задач, которые выполняет компьютер.

карта (видеоадаптер, видеоплата, разг. – видюха) – важная и сложная часть компьютера, в ее задачу входит обработка информации и вывод изображения на экран монитора. Современные видеокарты состоят из собственного процессора, кулера, оперативной памяти.

На протяжении многих последних лет существуют два основных производителя видеоплат. Это  компании Nvidia и ATI Technologies (в 2006 году была приобретена американской компанией AMD). Компания Nvidia производит видеокарты под брендом GeForce, а ATI – под брендом Radeon.

Логотипы компаний ATI и NVidia

Процесс обработки графических данных – это очень сложный процесс. Чтобы получить на экране монитора определенное изображение, видеокарта выполняет много различных операций. Она получает информацию о будущей картинке от центрального процессора, после этого строит ее каркас, состоящий из точек (их называют «вершинами»).

Затем на этот каркас помещаются плоские кусочки – «полигоны». Под конец специальные программы («шейдеры») сглаживают углы, а на последнем этапе полученная фигура покрывается цветовой текстурой.

Т.к. картинка постоянно изменяется (особенно в компьютерных играх), расчеты должны производиться с очень большой скоростью. Только так можно обеспечить формирование необходимого количества кадров за 1 секунду. Идеальным для человеческого глаза является частота равная 25 кадров/сек. (англ. – FPS или Frames Per Second). Если количество кадров меньше, то будет заметно «торможение».

Почти все современные материнские платы и процессоры имеют встроенное видеоядро и поэтому покупать отдельную плату не всегда необходимо. В роли видеопамяти выступает часть оперативной памяти ПК. Не стоит ожидать высокой производительности от такого компьютера, но для работы в интернете и с офисными документами её будет вполне достаточно.

В случае, если вы планируете играть в компьютерные игры или заниматься обработкой графики или видео, без отдельной видеокарты не обойтись. Сегодня хорошая и мощная видюха является самым дорогим элементом при сборке игрового компьютера.

Рассмотрим из каких частей состоит видеоадаптер:

  • Графический процессор (от англ. GPU (Graphics processing unit) – графическое процессорное устройство, графическое ядро) – занимается расчетами и формированием графической информации, которая выводится на монитор компьютера. GPU – основа видеоадаптера и очень часто превосходит центральный процессор по своей сложности.
  • память – является своеобразным буфером для временного помещения в него выводимых на монитор изображений, которые создаются и постоянно изменяются графическим ядром.
  • Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) (от англ. RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog Converter)) – осуществляет преобразование цифровой информации в аналоговый сигнал, который отображается на мониторе ПК. От ЦАП зависит разрешение картинки, частота вертикальной развертки, количество отображаемых цветов. Цифровые мониторы или проекторы, которые подключаются к цифровому разъему видеокарты, используют свои собственные ЦАП и не зависят от RAMDAC видеокарты.
  • контроллер – устройство, которое отвечает формирование и передачу на RAMDAC необходимой информации из видеопамяти.
  • -ПЗУ (Video ROM) – представляет из себя микросхему, которая хранит базовую систему ввода-вывода данной видеоплаты, другими словами, BIOS, и определяет алгоритмы и правила, заданные производителем, используя которые, между собой взаимодействуют различные составные части видеокарты.
  • Система охлаждения, которая осуществляет отвод тепла от видеопроцессора, видеопамяти и др. компонентов и его рассеивание, для обеспечения рабочего температурного режима.

Разъемы для подключения в компьютер

Как мы уже отмечали выше, видюхи бывают внешние и встроенные. Рассмотрим немного подробнее особенности внешних видеокарт.

Внешняя видеокарта представляет собой плату расширения и подключается в один из портов на материнской плате.

Наиболее старый разъем для подключения это AGP (от англ. – Accelerated Graphics Port или в переводе – ускоренный графический порт).

Довольно редко, но всё-таки его ещё можно встретить на довольно старых компьютерах.

Он был разработан компанией Intel сразу после появления процессоров Intel Pentium II и предназначался для соединения видеокарт и материнских плат с целью увеличения быстродействия видеосистемы.

Но сегодня они безнадежно устарели, т.к. имеют очень малую пропускную способность шины (всего до 2.1 Гбайт/сек), при возросших требованиях современных программ и игр. Если в вашем компьютере установлена AGP видеокарта и нужно заменить ее на современную, то ничего не получится. Современные видеоадаптеры используют другой интерфейс – PCI Express x16.

В современных материнских платах отсутствует слот AGP, и все внешние видеокарты подключаются только через интерфейс PCI Express. Скорость шины данного интерфейса намного выше, чем у его предшественника. На сегодняшний день появилась уже третья версия интерфейса – PCI Express 3.0. С ним скорость передачи данных может достигать 16 Гбайт/сек.

Разъемы видеокарты

Современные видюхи обычно имеют по несколько разъемов, к которым можно подключить монитор (даже несколько мониторов одновременно), телевизор, проектор и т.д.

  • Наиболее старым выходным разъемом является VGA (от англ. Video Graphics Array). Появился данный разъем в далеком 1987 г. Как правило, при помощи него видеоплаты подключают к старым мониторам. Сигнал, выходящий через данный разъем, является аналоговым.
  • DVI (от англ. Digital Visual Interface) – цифровой выход. В основном используется для подключения современных ЖК-мониторов. В отличие от VGA. Может работать как аналоговым, так и с цифровым видеосигналом.
  • HDMI (от англ. High-Definition Multimedia Interface)  – цифровой выход, используется для подключения ЖК-телевизоров и плазменных панелей. Основное отличие между HDMI и DVI в том, что разъём HDMI, кроме передачи видеосигнала, может передавать многоканальный цифровой аудиосигнал.
  • DisplayPort (DP) – также стандарт сигнального интерфейса, предназначенный для цифровых дисплеев. Рекомендуется к использованию в качестве самого современного интерфейса для соединения между собой аудио и видеоаппаратуры: компьютера с дисплеем или компьютера и домашнего кинотеатра.

Не знаете, какую видеокарту выбрать? Хотите выбрать недорогую, но достаточно мощную? Позвоните в центр компьютерной помощи Комполайф, и наши специалисты проконсультируют вас по всем интересующим вопросам и дадут ценные рекомендации по выбору. Кроме этого, у нас вы можете заказать установку новой видеокарты в системный блок.

Еще больше интересной и полезной информации

Источник: http://compolife.ru/ustrojstvo-kompjutera/videokarta.html

карта: компоненты и характеристики

Две философии построения и обработки изображения - фото 35 - изображение 35

карта: компоненты и характеристики

карта – компонент архитектуры современного ПК, отвечает за преобразование графической информации в видеосигнал для монитора.

 карта представляет собой плату расширения, которая устанавливается в специальный слот (PCI-Express) материнской платы.

Также видеокарта может быть встроенной, то есть, входить в состав северного моста чипсета материнской платы или быть интегрированной в центральный процессор.

Графический процессор, GPU

Является основой видеокарты, отвечает за вычислительные функции, связанные с обработкой трёхмерной графики, тем самым высвобождает ресурсы центрального процессора. Именно от графического процессора зависит производительность видеокарты.

контроллер

Отвечает за формирование изображения в видеопамяти, даёт команды RAMDAC на формирование сигналов развёртки для монитора и осуществляет обработку запросов центрального процессора. Современные видеокарты имеют не менее двух видеоконтроллеров, работающих независимо друг от друга и управляющих одновременно одним или несколькими дисплеями каждый.

Цифро-аналоговый преобразователь, RAMDAC

RAMDAC необходим для преобразования изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор. Большинство цифро-аналоговых преобразователей имеют разрядность 8 бит на канал, что даёт 256 уровней яркости на каждый основной цвет — 16,7 млн. цветов.

-BIOS

Постоянное запоминающее устройство, в которое записаны: экранные шрифты, служебные таблицы и т. п. -BIOS не используется видеоконтроллером напрямую — к нему обращается только центральный процессор.

Информация, которая хранится в видео-BIOS применяется для инициализации и работы видеокарты до загрузки основной операционной системы, а также содержит системные данные, которые могут читаться и интерпретироваться видеодрайвером в процессе работы.

Система охлаждения

Предназначена для сохранения температурного режима видеопроцессора и видеопамяти в допустимых пределах.

Частота графического процессора (МГц) — тактовая частота ядра, во многом определяет производительность видеосистемы.

Тип видеопамяти (GDDR, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5) — определяет частоту, разрядность шины памяти видеокарты.

Объём видеопамяти (Мб) — чем больше объём, тем большее число кадров способен сформировать графический процессор за короткий промежуток времени.

Частота видеопамяти (МГц) — чем выше частота работы видеопамяти, тем выше общая производительность видеокарты.

Ширина шины видеопамяти — указывает на количество бит (64, 128, 256) информации, передаваемой за такт.

Интерфейс — разъем, для установки видеокарты, на материнской плате (PCI-Express).

Количество поддерживаемых мониторов — одновременное подключение нескольких устройств.

Максимальное разрешение — количество точек, по горизонтали и по вертикали, при построении изображения графическим процессором видеокарты.

Число универсальных процессоров — шейдерные конвейеры, отвечающие за расчет цветов и геометрических структур.

Число текстурных блоков — выполняют выборку и фильтрацию текстур, а также наложение текстур на поверхности геометрических объектов.

Число блоков растеризации — отвечает за финальный этап обработки изображения (сглаживание, фильтрация), а также за запись обработанного изображения в буфер видеокарты.

Версия шейдеров — чем выше версия шейдеров, тем больше у видеокарты возможностей по созданию специальных эффектов.

Поддержка:

  • DirectX — чем старше версия, тем больше набор функций и шире возможности специальных эффектов;
  • OpenGL — данный параметр важен только для специализированного программного обеспечения.

Разъемы видеокарты:

  • D-Sub — 15-контактный, аналоговый, разъем VGA;
  • DVI-I — цифровой разъем с поддержкой аналоговых сигналов, позволяющий подключить монитор через переходник на разъем D-Sub;
  • DVI-D — цифровой разъем в «чистом» виде — не поддерживает аналоговые сигналы;
  • HDMI — разъем для передачи цифрового сигнала высокой четкости (HD);
  • Display Port — используется для передачи видео и аудио в цифровом виде.

драйвер

Специальное программное обеспечение, поставляемое производителем видеокарты и загружаемое в процессе запуска операционной системы. драйвер выполняет функции интерфейса между системой с запущенными в ней приложениями и видеоадаптером.

* может отличаться от тематики статьи

Источник: https://2hpc.ru/%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE%D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B0/

Что за Лагеря?

Говоря про лагеря, я имею ввиду, конечно же, уже долго конкурирующие компании- AMD и NVIDIA -к ним, по ходу повествования, я еще обязательно вернусь

Но при этом эта информация разбросана по разным источникам, и мне кажется, ее не мешало бы хоть немного систематизировать всего в двух статьях.

В первой части я постараюсь дать базовые знаний, во второй же будет немного более углубленный уровень.

Я постараюсь затронуть различные темы, касаемые видеокарт, в частности — что это, зачем она нужна, из чего состоит, характеристики и применение в вычислительной технике

Современные производители - изображение 36 - изображение 36

image

Часть 1: Что Такое Видеокарта? Зачем она нужна? Из чего она состоит?Часть 2: Характеристики и Применение Видеокарт в вычислительной технике

P.S Ссылку на 2 часть я прикреплю, как только она будет

Поехали:

Что из себя представляет видеокарта и зачем она нужна ?

Видеокарта – это устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора.

Видеокарта в разных источниках может носить названия вроде: графический ускоритель, графическая карта, видеоадаптер, 3D-ускоритель, GPU и другие похожие термины. Все это различные названия одного и того же устройства, очень важного в современном компьютере.

Почему 3D-ускоритель или почему графический ускоритель? Почему «важного в современном комьютере»? Откуда это все? Об этом чуть позже

А сейчас смотрите — видеокарты делятся на 3 типа:

  • Интегрированные видеокарты(т.е Встроенная графика или IGP )
  • Дискретные видеокарты(т.е Внешняя видеокарта)
  • Гибридные решения

По порядку :

Интегрированные видеокарты : Это видеочипы, интегрированные в ядро процессора (CPU), (пребывают на кристалле процессора ) или, реже, вшиты в материнскую плату( как правило, находятся сами по себе, но вообще могут находиться под чипом именуемым “северным мостом“. Интегрированные видеокарты дают слабые показатели для тех, кто хочет хорошую графическую производительность.

Ведь интегрированные решения для этого не рассчитаны и используются в, например, офисных компьютерах(или ноутбуках), где предполагается, что не будет сильных нагрузок на видеочип.

Проблема интегрированных видеокарт в том, что они не имеют собственную оперативную память (ОЗУ), и используют вместе с процессором одну оперативную память компьютера, при том передача сигнала идет по одной системной шине — и то, и другое, на самом деле, сильно тормозит работу.

Интегрированная видеокарта идет вместо со всеми остальными компонентами на плате, так как, очевидно, она на этой плате располагается

Пример 1:

Конструктивное исполнение - фотография 37 - изображение 37

image

Пример 2:

Сравнивая решения - изображение 38 - изображение 38

image

Пример 3:

Железка или компонент - фото 39 - изображение 39

image

Дискретные видеокарты : Это как раз вариант для тех, кому как раз -таки нужна хорошая графическая производительность.

Дискретные видеокарты отличаются своими вычислительными мощностями в сравнении с интегрированными видеоадаптерами, так как имею свою собственную память — следовательно нет необходимости лезть и на пару с процессором брать оперативную память компьютера, хотя дискретная видеокарта и это тоже умеет

Дискретная карта не интегрирована в материнскую плату, а располагается отдельно, являясь независимой(захотел-вытащил и унес с собой) и соединясь с системной шиной данных с помощью плат расширения(иначе говоря — слотов), которые Посмотреть все изображения используются для подключения внешних устройств(aka адаптеры или контроллеры этих подключаемых устройств)

Говоря ослотах, я имею ввиду:

Перспективы - изображение 40 - изображение 40

image

Дискретная карта, очевидно, отличается от интегрированной и выглядит так:

Пример 1:

Дискретная видеокарта. Что значит дискретная видеокарта? Для чего используют? - изображение 41 - изображение 41

image

Пример 2:

Как выглядит дискретная видеокарта - фотография 42 - изображение 42

image

Пример 3:

Почему дискретная видеокарта мощнее интегрированной - фото 43 - изображение 43

image

Пример 4:

Кому нужны дискретные видеокарты - фотография 44 - изображение 44

image

Как вы видите, дискретные карты, в отличие от интегрированных, не являются неотъемлемой частью платы и выполнены в виде отдельного чипа

Гибридные решения : Этот вариант(ну или это решение) подразумевает в себе, как, собственно, понятно из названия- совмещение интегрированной видеокарты и дискретной( только вот работа происходит не одновременно, а поочередно, при том ресурсы требующие больших вычислительных мощностей отдаются дискретной, а меньших — слабой, интегрированной видеокарте(происходит переключение-должно)

И вот в данном случае, видеокарту( как раз обычно и имеют ввиду дискретную) можно считать графическим ускорителем, 3D-ускорителем, ведь скорость работы заметно возрастает, и с прохождением игр проблем меньше.

Именно за своей вычислительной мощности дискретная карта играет роль очень важного в современном компьютере компонента.

Компьютеры могут продаваться как с процессором, содержащим видеочип внутри себя, так и без него-но в таком случае это будет плата, включающая в себя дискретную видеокарту и рассчитанная на тяжелые вычислительные действия ( покатать в Ведьмака 3 на максималках, например, ну и какие -то дела посерьезнее)

Если вы не планируете сильно грузить свой комьютер( или ноутбук), например -вам нужно просто сидеть в интернете, запускать легкие игры, иногда программировать, с использованием редакторов, а может даже и IDE, редактировать таблицы — то можно взять компьютер(или ноутбук) с интегрированной видеокартой — они стоят дешевле дискретных, и, согласитесь, это разумно, если вы не будете переплачивать за возможности, которые использованы не будут.

К минусам еще можно отнести тот факт, что если по каким-то причинам ваш видеочип выйдет из строя- это будет больно, так как он находится аж в процессоре, что достаточно проблемно

Если же вы хотите получить от компьютера больших мощностей, ведь вам надо, к примеру, поиграть в нововышедшие игры, свободно смотреть видео в лучшем качестве, рендерить ролики и еще кучу всего, что хорошо прогреет вашу «машину», то, определенно стоит брать дискретную видеокарту, пусть это вам и обойдется дороже.

В случае выхода чипа из строя на дискретной карте- так как дискретная карта так же свободно вытаскивается, как и вставляется — его можно перепаять или заменить, изначально, конечно же, достав эту видеокарту (прогревать не стоит, я считаю, что это бред и потом будет только хуже)

Из чего состоит видеокарта ?

Интегрированная видеокарта использует те же ресурсы, что и другие компоненты на этой плате, а вот с дискретной картой дела обстоят интереснее, она имеет свои компоненты.

Кому интересно, в разрезе она выглядит так:

Что ещё можно делать с дискретными видеокартами - изображение 45 - изображение 45

image

Что такое дискретная видеокарта в ноутбуке и компьютере, чем она отличается от интегрированной (встроенной) - фотография 46 - изображение 46

image

Давайте еще раз посмотрим на внешнюю(дискретную) карту:

Важность видеокарты в современных устройствах - фотография 47 - изображение 47

image

Современная дискретная видеокарта состоит из следующих частей:

1.Графический процессор

Графический процессор (ну или Graphics Processing Unit (GPU) — графическое процессорное устройство) занимается расчётами выводимого изображения, освобождая от этой обязанности центральный процессор, производит расчёты для обработки команд трёхмерной графики. Является основой графической платы, именно от него зависят быстродействие и возможности всего устройства.

Современные графические процессоры по сложности строения не уступают центральному процессору компьютера, и зачастую превосходят его по вычислительной мощности, благодаря большому числу универсальных вычислительных блоков( больше ядер)

Выглядит GPU, например, так :

Что такое дискретная и интегрированная видеокарты, их отличия - фото 48 - изображение 48

image

Плюсы и минусы графических адаптеров - фотография 49 - изображение 49

image

О его архитектуре и в принципе, о различии между CPU и GPU мы еще поговорим, после того, как я разберу все составляющие компоненты

Едем дальше:

2.Видеоконтроллер

Видеоконтроллер отвечает за формирование изображения в видеопамяти, он посылает команды на цифро-аналоговый преобразователь (RAMDAC) и проводит обработку команд центрального процессора

Принцип работы видеокарты - фотография 50 - изображение 50

image

Если же говорить о дискретной карте, то используется VRAM (видеопамять)

Современные графические адаптеры(видеокарты) — например у AMD, NVidia- обычно имеют не менее двух видеоконтроллеров, работающих независимо друг от друга и управляющих одновременно одним или несколькими дисплеями каждый.

Картинки:

Принцип работы видеокарты - изображение 51 - изображение 51

image

Принцип работы видеокарты - изображение 52 - изображение 52

image

Принцип работы видеокарты - фотография 53 - изображение 53

image

Принцип работы видеокарты - фотография 54 - изображение 54

image

Принцип работы видеокарты - изображение 55 - изображение 55

image

3.Видео-ПЗУ

Видео-ПЗУ (Video ROM) — не путайте с видеопамятью— постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в которое записаны BIOS видеокарты, экранные шрифты, служебные таблицы и т. п. ПЗУ не используется видеоконтроллером напрямую — к нему обращается только центральный процессор

Принцип работы видеокарты - изображение 56 - изображение 56

image

Принцип работы видеокарты - фото 57 - изображение 57

image

Принцип работы видеокарты - фотография 58 - изображение 58

image

4.Видеопамять(VRAM) — это внутренняя оперативная память, отведённая для хранения данных, которые используются для формирования изображения на экране монитора.

Видеопамять выполняет функцию кадрового буфера, в котором хранится изображение, создаваемое и постоянно изменяемое графическим процессором, пока то не выведется на экран монитора (или нескольких мониторов).

В видеопамяти хранятся также промежуточные невидимые на экране элементы изображения и другие данные.

Принцип работы видеокарты - фотография 59 - изображение 59

image

Принцип работы видеокарты - фото 60 - изображение 60

image

Принцип работы видеокарты - изображение 61 - изображение 61

image

Принцип работы видеокарты - изображение 62 - изображение 62

image

Вот эти черные чипы, расположенные вокруг графического процессора и есть видеопамять

Вот еще пример:

Принцип работы видеокарты - фото 63 - изображение 63

image

Видеопамять бывает нескольких типов, различающихся по скорости доступа и рабочей частоте, о ней мы еще поговорим ниже, когда я буду затрагивать характеристики видеокарт

5.Цифро-аналоговый преобразователь(ЦАП)

Видеоконтроллер формирует изображение, однако его нужно преобразовать в необходимый сигнал с определенными уровнями цвета. Данный процесс выполняет ЦАП

Подробнее

ЦАП построен в виде четырех блоков, три из которых отвечают за преобразование RGB (красный, зеленый и синий цвет), а четвертый блок- последний блок — хранит в себе информацию о предстоящей коррекции яркости и гаммы (называется SRAM).

Один канал работает на 256 уровнях яркости для отдельных цветов, а в сумме ЦАП отображает 16,7 миллионов цветов(а за счёт гамма-коррекции есть возможность отображать исходные 16,7 млн цветов в гораздо большее цветовое пространство).

Некоторые ЦАП имеют разрядность по каждому каналу 10 бит (1024 уровня яркости), что позволяет сразу отображать более 1 млрд цветов, но эта возможность практически не используется.

Для поддержки второго монитора часто устанавливают второй ЦАП.

Так же существует и TMDS: TMDS — если кратко: дифференциальная передача сигналов с минимизацией перепадов уровней -передатчик цифрового сигнала без ЦАП-преобразований(не нужно переводить сигнал из аналогового в цифровой).

Используется при DVI-D, HDMI, DisplayPort подключениях.

Дело в том, что с распространением жидко-кристаллических мониторов и плазменных панелей нужда в передаче этого самого аналогового сигнала отпала — в отличие от электронно-лучевых трубок они уже не имеют аналоговую составляющую и работают внутри уже сразу с цифровыми данными.

Более подробная информация про TMDS вот тут

Если кто не знаком с электронно-лучевыми трубками, они выглядят так

Принцип работы видеокарты - фотография 64 - изображение 64

image

Принцип работы видеокарты - изображение 65 - изображение 65

image

Принцип работы видеокарты - фото 66 - изображение 66

image

Принцип работы видеокарты - изображение 67 - изображение 67

image

Собственно, ЦАП:

Принцип работы видеокарты - изображение 68 - изображение 68

image

Принцип работы видеокарты - фото 69 - изображение 69

image

Принцип работы видеокарты - фотография 70 - изображение 70

image

Принцип работы видеокарты - фотография 71 - изображение 71

image

6.Видеоконнекторы

Видеокарты имеют возможность передачи изображения на другие устройства вывода путем подключения, через интерфейсы(выходы):

VGA (Video Graphics Adapter) используется для вывода аналогового сигнала

Принцип работы видеокарты - фотография 72 - изображение 72

image

Разъем для называют VGA или D-Sub 15 (15-контактный разъем)

HDMI (High Definition Multimedia Interface) интерфейс для мультимедиа высокой чёткости, позволяющий передавать цифровые видеоданные высокого разрешения и многоканальные цифровые аудиосигналы с защитой от копирования

Принцип работы видеокарты - фотография 73 - изображение 73

image

Принцип работы видеокарты - фото 74 - изображение 74

image

Принцип работы видеокарты - фотография 75 - изображение 75

image

DVI (Digital Visual Interface) — цифровой интерфейс, который применяется для подключения видеокарты к ЖК-мониторам, телевизорам, проекторам, а также плазменных панелей

Принцип работы видеокарты - фотография 76 - изображение 76

image

Принцип работы видеокарты - фото 77 - изображение 77

image

Принцип работы видеокарты - фото 78 - изображение 78

image

S-Video (или S-VHS)

S-Video (или S-VHS) — аналоговый разъем, который используется для вывода изображения на телевизоры и видеотехнику.

Принцип работы видеокарты - фотография 79 - изображение 79

image

Принцип работы видеокарты - изображение 80 - изображение 80

image

DisplayPort – принципиально новый тип цифрового интерфейса для связи видеокарт с устройствами отображения

Разъём RCA (Radio Corporation of America) aka «Тюльпан» или «Колокольчик». Обычный выход, который можно встретить на телевизорах и видеооборудовании

Подробнее о коннекторах

Разъемы видеокарт 1 Разъемы видеокарт 2 Разъемы видеокарт 3 Полный список видеоконнекторов на Wikipedia

7.Система охлаждения

Вот тевентиляторы , которые вы видели на дискретных картах выше -это и есть основная система охлаждения(воздушная), сам компонент называется кулером, в переводе с английского (англ. сooler) означает охладитель

Система охлаждения предназначена для сохранения температурного режима видеопроцессора и (зачастую) видеопамяти в допустимых пределах — очевидно

Вообще, такой вариант охлаждения не единственный, так же есть и другой –водяное охлаждение, которое нередко поставляется с красивой подстветкой.

Только посмотрите на это:

К слову, у воздушного охлаждения подсветка тоже есть:

Если из снимков еще не очевидно, то имейте в ввиду, что система воздушного охлаждения предполагает только радиатор(делается из меди или аллюминия, так как имеет большую теплоемкость, вследствие чего перетягивает на себя большую часть тепла) и вентилятор(«выдувает» это тепло из радиатора), в английском сам термин cooler(охладитель) принято разделять на 2 части. Так, например, есть понятия heat sink & fan — радиатор и вентилятор за счет этого и охлаждается (-ются) элемент(-ы) платы

Система жидкостного охлаждения же – это такая система охлаждения, в качестве теплоносителя в которой выступает какая-либо жидкость, а не воздух.

Вода в чистом виде редко используется в качестве теплоносителя (связано это с электропроводностью и коррозионной активностью воды), чаще это дистиллированная вода (с различными добавками антикоррозийного характера), иногда — масло, другие специальные жидкости.

Главная разница в использовании воздушного и жидкостного охлаждения заключается в том, что во втором случае для переноса тепла вместо воздуха используется жидкость, обладающая гораздо большей, по сравнению с воздухом, теплоемкостью.

Типичная система состоит изводоблока, в котором происходит передача тепла от процессора теплоносителю(теплообменнику), помпы, прокачивающей воду по замкнутому контуру системы( создает определенное давление, обеспечивая циркуляцию жидкости в системе), радиатора, где происходит отдача тепла от теплоносителя воздуху, резервуара (служит для заполнения системы водой и прочих сервисных нужд) и соединительных шлангов , кулера(-ов).

На второй картинке на показано, но шланги тоже соединены с помпой

Имея жидкостную систему охлаждения, обычно остужают все сильно нагревающие компоненты, и тогда это выглядит так:

Но а для самой видеокарты охлаждение идет только самого видеочипа:

Принцип действия системы жидкостного охлаждения отдаленно напоминает систему охлаждения в двигателях автомобиля — через радиатор вместо воздуха, прокачивается жидкость, что обеспечивает гораздо лучший теплоотвод.

В радиаторах охлаждаемого объекта вода нагревается, после чего вода из этого места циркулирует в более холодное, т.е. отводит тепло.

Your browser does not support HTML5 video.

Одна из частых проблем обладателей систем жидкостного охлаждения это перегрев околопроцессорных элементов материнской платы, которые могут сильно нагреваться

Связано это с тем, что обычно в таких системах отсутствует циркуляция холодного воздуха.

Как раз таки совмещение с кулером, который будет охлаждать остальные греющиеся элементы, тем самым, в многих случаях спасая ситуацию

Выбирая жидкостную систему охлаждения, будьте бдительны. Этот подход хоть и делает работу комьютера менее шумным, и лучше остужает, но тем не менее, иногда это плохо заканчивается, включая все вытекающие последствия

 Источник

Что такое видеокарта, для чего она нужна в компьютере

Принцип работы видеокарты - фото 81 - изображение 81

Любой компьютер состоит из набора взаимодействующих между собой блоков, каждый из которых отвечает за какую-либо функцию. К примеру, наберет пользователь в приложении «Калькулятор» знаменитые 2*2 и нажмет знак равенства, тут же операционная система отправляет задание центральному процессору, который, тщательно все обдумав, выдает ответ: «4».

Принцип работы видеокарты - фотография 82 - изображение 82

Или захочет послушать музыку при помощи медиаплеера, укажет мышкой «Воспроизвести» - и бегут по нервам-проводникам электрические импульсы, заставляя жесткий диск считывать блоки записанных данных, аудиоадаптер - обрабатывать этот поток, а кремниевый мозг - координировать работу всех задействованных систем. Ну а если, например, человек укажет компьютеру в языке программирования команду «Нарисовать круг», то центральный процессор в оперативной памяти по заданным координатам выполнит построение этой геометрической фигуры и передаст видеокарте, которая преобразует данные в понятную монитору форму, что и отобразится на экране. В отношении видео так было до появления видеокарт-старичков «Voodoo от 3Dfx», которые, не побоимся этого выражения, навсегда изменили мир компьютерной графики.

Две философии построения и обработки изображения

Что такое видеокарта? Это один из ключевых компонентов компьютера, который отвечает за передачу картинки на дисплей. На заре становления вычислительной техники функции видеоадаптера заключались в простейшем преобразовании потока цифровых данных, который направлялся центральным процессором. Фактически видеокарта представляла собой часть видеотракта, формирующего аналоговый сигнал из потока двоичных разрядов. Это классика, один из путей, в чистом виде оставшийся в далеком прошлом.

Принцип работы видеокарты - фото 83 - изображение 83

Но приложения усложнялись, и чтобы соответствовать требованиям прогресса, производители видеочипов начали добавлять в микросхемы особые блоки, способные не просто преобразовывать поток, но и определенным образом его обрабатывать. Карты научились выполнять часть расчетов самостоятельно, освободив ресурсы центрального процессора. На плате появилась собственная видеопамять, с каждым поколением структура чипов усложнялась, и вскоре понадобилось на них устанавливать системы охлаждения, чтобы сдержать рост температуры. Вентиляторы перестали быть прерогативой лишь центральных CPU.

Затем появились ускорители трехмерной графики, а микросхемы видеоадаптеров стали все больше напоминать полноценные процессоры. Современные графические решения по вычислительной мощности давно превзошли возможности центральных ядер. Если с этой точки зрения попытаться ответить на вопрос «что такое видеокарта?», то данное устройство, по сути, представляет собой почти такой же компьютер, как тот, в составе которого оно работает, с той лишь разницей, что по задачам оно узко специализировано. Это второй путь, который активно развивается. В принципе, он вобрал в себя первый, классический.

Современные производители

Решив приобрести видеоадаптер, владелец компьютера обнаружит, что весь ассортимент представлен продукцией лишь двух фирм – AMD (ATI) и NVidia. Но несмотря на такую «монополию», каждый может подобрать себе модель не только по уровню производительности, но и по стоимости. Так, видеокарта Geforce – это модель от NVidia. Когда-то компания предлагала варианты с урезанным функционалом, называемые Vanta, но сейчас таких нет. Соответственно, видеокарты Radeon – это линейка продуктов от AMD (или ATI, что сейчас одно и то же).

Принцип работы видеокарты - фотография 84 - изображение 84

Конструктивное исполнение

Современные видеокарты могут быть дискретными и встроенными. Первые – это специальные платы, на которых размещен микропроцессор, память, вспомогательные элементы и система охлаждения. Для сопряжения с материнской платой предусмотрен набор скользящих контактов, вставляемый в специальный разъем. Данные решения называются дискретными. Но что такое видеокарта встроенная? Прогресс в области миниатюризации электронных элементов позволил включить вычислительный блок видеоадаптера в состав центрального микропроцессора. Добавив управляющую логику и организовав механизм работы с памятью, стало возможным отказаться от необходимости использовать в составе компьютера отдельную специализированную плату.

Принцип работы видеокарты - фото 85 - изображение 85

Такие видеокарты называются встроенными или интегрированными. Примером могут являться процессоры AMD модельного ряда «А» (A10-7800) и Intel Pentium G, а также Core i3,5,7 со встроенными решениями HD Graphics. Видеокарты Radeon могут быть не только внешними. Так, в процессорах Fusion реализованы такие графические ядра. Они относятся к классу Radeon HD. Все вышесказанное верно и для NVidia: видеокарта Geforce также может быть встроенной. Чаще всего они используются в портативных компьютерах.

Сравнивая решения

Нельзя сказать, какое исполнение лучше, так как это в значительной степени зависит от требований пользователя к видеоподсистеме. Дискретные карты практически не ограничены в возможностях масштабирования по вычислительной мощности: можно приобрести многоядерного «монстра» (видеокарты GTX), который для своей работы потребует отдельных линий от блока питания, но в плане графики сможет сделать ультрасовременные игровые приложения невероятно реалистичными. В то же время можно подобрать экономную карту, которая будет по функционалу уступать встроенной со средней производительностью.

Принцип работы видеокарты - фото 86 - изображение 86

Интегрированные решения являются идеальными для вычислительных систем начального класса, а также для нетребовательных пользователей. Они характеризуются высокой экономичностью, почти полной бесплатностью и надежностью.

Железка или компонент

Для того чтобы микропроцессор видеоадаптера мог работать с видеопотоком, необходимо устанавливать драйвера на видеокарту. Это специальные программы, единоразово устанавливаемые в операционной системе и позволяющие компьютеру взаимодействовать с данным классом устройств. Без программного обеспечения даже самая современная видеокарта является всего лишь набором электронных элементов. Для Geforce скачать эти программы можно с сайта NVidia, указав модель чипа и операционную систему. Для линейки Radeon все аналогично: поиск драйвера должен выполняться на страничке AMD.

Перспективы

Производители видеочипов уверяют, что количество вычислительных блоков в их микросхемах уже сейчас в несколько раз превышает число транзисторов центральных процессоров. А многоядерные модели, которыми так гордятся Intel и AMD, давно стали нормой в мире видео. Больше того, число ядер в видеокартах исчисляется десятками, а не единицами. В свете этого можно предположить, что пройдет немного времени, и владельцы компьютеров будут задаваться вопросом «что такое видеокарта?», так как этот элемент перестанет существовать, вобрав в себя центральные вычислительные ядра.

Дискретная видеокарта. Что значит дискретная видеокарта? Для чего используют?

Принцип работы видеокарты - изображение 87 - изображение 87

Как выглядит дискретная видеокарта? Почему дискретная видеокарта мощнее интегрированной? Кому точно нужны дискретные видеокарты?Anews Знания23.01Новости

Принцип работы видеокарты - изображение 88 - изображение 88

Depositphotos

Дискретная видеокарта - отдельный компонент компьютера, который нужен для продуктивной работы с графикой. Обычно дискретные видеокарты мощнее встроенных (интегрированных).

Как выглядит дискретная видеокарта

Дискретная видеокарта - это интегральная схема, на которой установлены отдельные (дискретные) элементы. Это модули памяти, резисторы, индукторы, чипы и т.д. Такой графический адаптер не интегрирован с основным чипом системной логики - центральным процессором.

В системных блоках дискретная видеокарта, как правило, вставляется в слот на материнской плате. В ноутбуках может быть распаяна на материнской плате, но всё же использует собственные компоненты и ресурсы.

Так как дискретная видеокарта сильно греется при высоких нагрузках, на неё устанавливается дополнительное охлаждение. Это радиаторы и вентиляторы, а также современные системы жидкостного охлаждения, которые могут охватывать и материнскую плату с центральным процессором.

Почему дискретная видеокарта мощнее интегрированной

Интегрированная видеокарта задействует ресурсы материнской платы. Она занимает часть оперативной памяти, заставляет процессор обрабатывать свои вычисления.

Стандартная оперативная память (DDR) обычно работает медленнее графической (GDDR). Универсальный процессор не так эффективно, как специализированный графический, выполняет расчеты, связанные с отображением графики.

У дискретной видеокарты собственные ресурсы. Её использование точно не замедлит работу компьютера.

С другой стороны, вентиляторы дискретной видеокарты - это лишний шум. Работа на высокой мощности и охлаждение - дополнительный расход энергии. В ноутбуках это особенно ощутимо: модели с производительными дискретными видеокартами недолго продержатся без подзарядки.

Кому нужны дискретные видеокарты

Дискретные видеокарты покупают, прежде всего, геймеры. В играх с требовательной к ресурсам графикой этот компонент просто незаменим. С интегрированной видеокартой вряд ли возможно играть на максимальных настройках и без лагов.

Нужны такие компоненты и специалистам по созданию компьютерной графики и обработке видео. Им также требуются высокие мощности, чтобы быстро рассчитывать сцены, отрисовывать их, применять различные эффекты и т.д.

Ученые также используют дискретные видеокарты. Для моделирования сложных процессов и объемных вычислений создаются специальные инструменты и алгоритмы, которые позволяют ускорить расчет. Они задействуют мощности видеокарты, чтобы получить результат как можно быстрее.

Что ещё можно делать с дискретными видеокартами

После того, как биткоин стал самой обсуждаемой валютой, рынок захлестнула волна повышенного спроса на дискретные видеокарты. Они отлично справлялись не только с обсчетом графики, но также позволяли быстро перебирать комбинации, чтобы найти кратчайший хеш и получить награду за майнинг очередного блока биткоинов.

Из видеокарт собирают целые фермы: когда одна материнская плата поддерживает работу 6-8 и более графических адаптеров. Обычно на плате 1-2 слота под видеокарты, но из-за спроса на майнинговые решения производители стали выпускать специальные материнские платы, которые работают с 8 и более адаптерами. Это позволило не покупать плату для каждой видеокарты, снизить расход электроэнергии и, соответственно, сократить расходы. А значит, увеличить эффективность майнинга в денежном выражении.

Естественно, где высокий спрос, там и цены идут вверх. На новые модели топовых видеокарт очереди выстраивались заранее. К тому же майнеры готовы были платить любые деньги, веря, что видеокарты окупятся. В итоге фанаты криптовалют забирали практически всю партию адаптеров, в итоге геймерам ничего не оставалось.

Тогда производители (в частности, лидеры рынка NVIDIA и GeForce) столкнулись с проблемой. С одной стороны, компании понимали: активный интерес к криптовалютам скоро пройдет пик и ожидаемо снизится, а любовь к играм - это навсегда. С другой стороны, нужно было продавать, пока берут. И выпускать специальные модели видеокарт для майнинга.

Ритейлеры решали вопрос по-своему. Но нередко в магазинах устанавливали ограничения: не больше 1-2 карт в одни руки.

А затем биткоин перестал стремительно расти. Он спустился с отметки 20 тыс. долларов до 7-8 тыс. Специализированные ASIC-майнеры стали конкурировать с фермами на видеокартах. Спрос снизился, и геймеры снова получили возможность покупать новинки за вменяемые деньги. Всё вернулось на круги своя.

Что такое дискретная видеокарта в ноутбуке и компьютере, чем она отличается от интегрированной (встроенной)

Принцип работы видеокарты - фотография 89 - изображение 89

При выборе компьютера, ноутбука или нетбука в описании последних всегда указываются характеристики видеокарт и в одном из пунктов обязательно прописано одно из слов – дискретная или интегрированная.

У многих покупателей сразу возникает вопрос что обозначают данные термины, и с какой видеокартой, дискретной или интегрированной (встроенной), покупать ноутбук или настольный ПК.

Важность видеокарты в современных устройствах

Видеокарта является неотъемлемой частью современного ноутбука, компьютера и других периферийных устройств. Без нее невозможно вывести на экран монитора изображения, просматривать видео или играть в компьютерные игры.

Поэтому не зря будущие обладатели современных девайсов при выборе последних обращают особое внимание на видеокарту (графический адаптер, видеоадаптер, графическую плату).

Принцип работы видеокарты - фото 90 - изображение 90

Как вы уже поняли, графические адаптеры бывают двух типов: дискретные и интегрированные.

Давайте разберемся как они устроены, чем отличаются, насколько сильно влияют на производительность компьютеров, их плюсы и минусы.

Читайте по теме: Основные критерии выбора видеокарты.

Что такое дискретная и интегрированная видеокарты, их отличия

Интегрированная видеокарта – это тип графического адаптера, чипсет которого (набор микросхем) встроен в чипсет системной платы или процессора, при этом для ее работы задействованы ресурсы оперативной памяти ПК.

Принцип работы видеокарты - изображение 91 - изображение 91

У дискретной видеокарты, в отличии от интегрированной, имеется свой независимый графический процессор и своя ОЗУ.

Принцип работы видеокарты - изображение 92 - изображение 92

Принцип работы видеокарты - фото 93 - изображение 93

Уже на этом этапе можно сделать вывод, что интегрированное устройство снять с компьютера для замены, ремонта или просто апгрейда невозможно, ведь оно находится либо в процессоре, либо в системной плате. Это под силу только хорошим специалистам на профессиональном уровне владеющими паяльником.

Также такой тип видеокарты забирает на себя часть ресурсов компьютера, к примеру, под ее работу нужно выделить место в оперативной памяти, а уменьшение последней сильно влияет на общую производительность ПК.

Дискретный видеоадаптер наоборот является независимым, он практически не оттягивает на себя мощность процессора и объем ОЗУ так как они уже в нем предусмотрены, и это положительно влияет на производительность ПК.

Как правило, дискретные видеокарты устанавливаются в отдельный PCI-слот, их может быть, как одна, так и несколько.

Принцип работы видеокарты - изображение 94 - изображение 94

Но такое техническое решение реализуется не всегда. К примеру, в ноутбуках дискретный видеоадаптер, а точнее его элементы, могут размещаться на системной плате, это сильно экономит место.

Также встречаются девайсы, в характеристиках которых прописан тип графики: встроенная + дискретная.

Этим производитель указывает, что в ноутбуке предусмотрены два видео адаптера интегрированный и дискретный.

Зачем так делается? Все просто, для экономии электроэнергии и увеличения времени автономной работы устройств.

Дело в том, что интегрированная видеокарта, как правило, находится в действии тогда, когда ноутбук работает либо только от аккумуляторов, либо в режимах пониженных нагрузок.

Ее хватает для просмотра видео, работы в несложных приложениях, серфинга по интернет. Это сильно экономит заряд батареи, так как встроенный графический адаптер обладает низким энергопотреблением.

При подключении к сети работа на интегрированном устройстве экономит электроэнергию, но это будет продолжаться до тех пор, пока пользователь не запустит «тяжелые» приложения или игры. Именно в этот момент в работу включается дискретная видеокарта, которая потянет данные приложения и позволит пользователю комфортно работать или играть на максимальных режимах.

Но к сожалению автоматическое переключение возможно не у всех устройств, как правило это осуществляется вручную программным способом.

К примеру, в Apple A1707 MacBook Pro TB Retina 15 автоматическое переключение между интегрированной и дискретной видеокартой предусмотрено, но стоит такой MacBook не дешево.

Принцип работы видеокарты - фотография 95 - изображение 95

Основные процессоры с интегрированной графикой используемые в ноутбуках и персональных компьютерах:

Графика Intel HD Graphics 630:

Принцип работы видеокарты - изображение 96 - изображение 96

Графика Intel HD Graphics:

Принцип работы видеокарты - изображение 97 - изображение 97

Графика Intel HD Graphics 530:

Принцип работы видеокарты - фотография 98 - изображение 98

Графика Intel HD Graphics 610:

Принцип работы видеокарты - изображение 99 - изображение 99

Графика Intel HD Graphics 510:

Принцип работы видеокарты - изображение 100 - изображение 100

Графика Intel Iris Pro Graphics 6200:

Принцип работы видеокарты - фотография 101 - изображение 101

Графика AMD Radeon R7 Series:

Принцип работы видеокарты - фотография 102 - изображение 102

Графика AMD Radeon HD8370D:

Принцип работы видеокарты - фото 103 - изображение 103

Дискретные графические адаптеры, используемые в ноутбуках с указанием модели:

  1. Lenovo IdeaPad 110-15ACL (80TJ00F4RA) – видеокарта AMD Radeon R5 M430, 2 ГБ выделенной памяти;
  2. Asus VivoBook Max X541SC (X541SC-DM016D) – графический адаптер nVidia GeForce 810M, 2 ГБ выделенной памяти DDR3;
  3. Acer Aspire E5-575G-35M (NX.GDWEU.074) — nVidia GeForce 940MX, 2 ГБ выделенной памяти GDDR5;
  4. Dell Inspiron 7567 (I75F7810NDL-6B) — nVidia GeForce GTX 1050 Ti, 4 ГБ выделенной памяти GDDR5;
  5. HP 250 G5 (W4N44EA) — дискретный, AMD Radeon R5 M430, 2 ГБ выделенной памяти + интегрированный, Intel HD Graphics 520;
  6. Acer Aspire VX 15 VX5-591G-57FW (NH.GM4EU.006) — nVidia GeForce GTX 1050 Ti, 4 ГБ выделенной видеопамяти GDDR5;
  7. Apple A1707 MacBook Pro TB Retina 15″ (Z0SH000UY) — дискретный AMD Radeon Pro 460, 4 ГБ выделенной памяти GDDR5 + интегрированный, Intel HD Graphics 530;
  8. MSI GS73VR-7RG Stealth Pro — nVidia GeForce GTX 1070, 8 ГБ выделенной видеопамяти GDDR5;
  9. Xiaomi Mi Notebook Air 13.3″ (JYU4003CN) — nVidia GeForce 940MX, 1 ГБ выделенной видеопамяти GDDR5.

Популярные дискретные графические адаптеры, используемые в настольных компьютерах:

Принцип работы видеокарты - фотография 104 - изображение 104

Маркировка графических адаптеров, используемых на компьютерах и ноутбуках, отличается. К примеру, одна из мобильных версий видеокарты от nVidia, используемая в ноутбуках, модель GeForce 940MX, имеет в обозначении букву «М», которая указывает, что устройство используется на переносных мобильных устройствах.

Некоторые модели материнских плат со встроенным видео представленные на рынке:

Принцип работы видеокарты - изображение 105 - изображение 105

Плюсы и минусы графических адаптеров

Плюсы интегрированных устройств:

  1. Не дорогие (существенно влияет на снижение цены компьютера);
  2. Не греются;
  3. Меньшее энергопотребление, а значит больше время автономной работы ноутбука;
  4. Тихие.

Минусы:

  1. Невозможно заменить или апгрейдить;
  2. Работают медленнее, чем дискретные;
  3. Влияют на снижение общей производительности ПК.

ПРИМЕР ИЗ ЖИЗНИ:

Принесли как-то к нам ноутбук Acer (одна из недорогих моделей) и TV тюнер, подключаемый через USB. Клиент жаловался, что TV тюнер был приобретен за немалые деньги (они тогда только начали появляться), но почему-то на данной модели ноутбука не работал.

Изучив характеристики Acer, мы поняли, что на нем установлена интегрированная видеокарта, причем довольна слабая.

TV тюнер был подключен к ноутбуку HP Pavilion g6 с дискретным видео адаптером и сразу же все заработало.

Вывод был сделан: TV тюнеру не хватало ресурса ноутбука Acer для нормальной работы, особенно мощности видео адаптера. Поэтому не нужно делать необдуманные покупки, изучите сначала возможности своего ноутбука, а потом покупайте дополнительные периферийные устройства к нему.

Плюсы дискретного видео адаптера:

  1. Хорошая производительность (зависит от модели);
  2. Возможность наращивания производительности за счет использования нескольких видеокарт;
  3. Возможность замены или апгрейда;
  4. Возможность работы с большими разрешениями экрана и с несколькими мониторами.

Минусы:

  1. Существенно влияет на цену устройств в сторону увеличения;
  2. Большое энергопотребление, что уменьшает время автономной работы устройств;
  3. Сильно греются;
  4. Большая шумность. Исходя из п.3 система охлаждения работает в средних и более режимах;
  5. Требует дополнительного обслуживания (для ПК) – чистка от пыли, обслуживание кулера (если он есть).

Поэтому если вы задумались над тем, какой ноутбук или ПК покупать с дискретной видеокартой или интегрированной сначала определитесь с какой целью вы планируете приобретать устройство.

Если вы много путешествуете, используете устройство только для простых игр, просмотра видео, работы с документами, с несложными приложениями и даже с некоторыми графическими редакторами, то интегрированного графического адаптера вам вполне хватит и незачем переплачивать.

Ноутбуки с дискретными видеокартами подойдут геймерам, программистам, веб и простым дизайнерам, работающим в сложных графических приложениях типа Photoshop или CorelDRAW, или в видео редакторах типа Adobe Premiere Pro и других.

А также для тех людей, которые привыкли, что у них должны быть самые быстрые и мощные устройства вне зависимости от того нужно им это или нет и сколько денег они на них потратят.

Видео для более углубленного изучения темы.

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Оставить комментарий:

Отправить

Полезные сервисы:

Опрос: Насколько Вам помогла информация на нашем сайте? (Кол-во голосов: 193)
Сразу все понял
Не до конца понял
Пришлось перечитывать несколько раз
Вообще не понял
Как я сюда попал?
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. Результаты