Тэг: DVI

Все, что нужно знать о выборе видеокарты


Изображение на экране любого компьютерного экрана состоит из крошечных точек - пикселей. Типичное для сегодняшних мониторов соотношение сторон и диагональ предусматривает отражение более 2 миллионов точек на экране, поэтому компьютер должен определить, как сформировать из них общее изображение. Для этого ему нужен посредник - то, что может получить двоичные данные которые обрабатывает центральный процессор (ЦП) и превратить их в картинку, которую вы видите. Такое преобразование обычно происходит в видеокарте (другие названия - графическая карта, графический адаптер, графический ускоритель), за исключением тех случаев, когда возможность обработки графики встроена в материнскую плату (чаще всего при этом используется графическое ядро ЦП). 


Представьте компьютер как большую компанию с собственным художественным отделом. Когда работникам компании нужно произведение искусства, например, картина, они посылают запрос с описанием того, как она должна выглядеть к художественному отдела. А тот в свою очередь решает, как создать такое изображение, и впоследствии переносит его на бумагу. Так идея превращается в реальную, зримую картину. Видеокарта работает так же. ЦП работает с приложениями и направляет информацию об необходим изображении видеокарте. Видеокарта решает, как использовать экранные пиксели, чтобы сформировать изображение. Затем она отправляет обработанную информацию прямо на монитор по кабелю.


Преобразование двоичных данных в изображение - это требовательный процесс. Чтобы сформировать трехмерное изображение, видеокарта сначала создает каркасную модель из прямых линий. Далее она детализирует эту картинку, то есть заполняет пробелы в ней остальными пикселями с текстурой и цветом. В скоростных играх ваш компьютер повторяет весь этот сложный процесс минимум 30 раз за каждую секунду. Поэтому без видеокарты, осуществляет необходимые вычисления компьютеру не под силу, он может просто не справиться с нагрузкой.

Основными функциями и компонентами видеокарты являются:

• Соединение с материнской платой для обмена данными и получения питания;
• Процессор, который решает, что делать с каждым конкретным пикселем на экране;
• Временная (оперативная) память, содержащая информацию о каждом пикселе и которая временно сохраняет готовую картинку;
• Соединение с монитором, на экране которого можно увидеть окончательный результат. 

Графический процессор

Видеокарта похожа на материнскую плату, поскольку она также является печатной платой, на которой находятся процессор и память. Кроме того, она содержит микросхему постоянной памяти, которая сохраняет настройки карты и осуществляет полную проверку оперативной памяти и узлов вывода информации в момент запуска. Процессор карты, который называют также графическим процессором (ГП), очень похож на обычный ЦП компьютера. Однако ГП предназначен для расчета очень сложных геометрических функций, необходимых для рендеринга графики. Некоторые модели современных графических процессоров имеют даже большее количество транзисторов, чем у ЦП. 

Кроме мощности ГП, видеокарты использует еще и специальное ПО для анализа и использования данных. Компании ATI и NVIDIA производят большинство графических карт на рынке. Каждая из компаний разработала и внедряет свои методы повышения скорости работы ГП и способы, которые помогают ГП накладывать на изображение цвета, тени, текстуры и модели.

Для более качественного изображения процессоры используют:

• Полноэкранное сглаживание ( FSAA), которое делает границы кривых линий трехмерных объектов более гладкими;
• Анизотропную фильтрацию (Anisotropic filtering, AF), которая делает изображение более четким.

При создании изображений ГП требует хранилища для промежуточной информации и завершенных картинок. Для этого он использует оперативную память видеокарты или видеопамять (ОП), в которой временно хранятся данные о положении каждого пикселя, его цвет и его расположение на экране. Часть ОП может действовать как буфер кадров, то есть хранить готовые изображения, пока не наступит время их показать. Обычно ОП работает на очень высоких скоростях и является двухпроводной, то есть позволяет системе одновременно считывать данные с одного участка памяти и записывать данные в другой участок.

Видеопамять соединена с цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП). Устройство, также известно под названием RAMDAC, которое превращает цифровое (пиксельное) изображение в аналоговый сигнал, пригодное для монитора. Некоторые видеокарты имеют несколько выходов, что улучшает производительность и позволяет использовать несколько мониторов одновременно. После преобразования, RAMDAC посылает готовую картинку на монитор через кабель.

Видеокарты прошли долгий путь эволюции с тех пор как комппания IBM выпустила первую из них в 1981 году. Карта MDA (дословно: "Монохромный Дисплейный Адаптер») поддерживала только текстовый режим, в котором текстовые символы отображались на черном экране. Теперь минимальным стандартом для всех видеокарт является, как минимум, VGA, что позволяет отображать 256 цветов. Современные высокопроизводительные стандарты, вроде QXGA, позволяют видеокартам воспроизводить картинку в 4К пикселей и более. 

Видеокарты подключаются к системе через вашу МП. Материнская плата передает данные и обеспечивает подачу электрического питания карте. Современные видеокарты иногда требуют гораздо более мощного питания, чем ей может передать материнская плата, поэтому они также имеют дополнительный разъем для соединения с блоком питания. Соединения с МП осуществляется с помощью трех интерфейсов: PCI, AGP, PCI Express. Стандарт передачи "PCI Express" является новейшим среди этих трех и обеспечивает максимальную скорость трансфера данных между видеокартой и материнской платой. PCIe дает возможность использовать нескольких карт в одном компьютере.

Большинство видеоадаптеров имеют два, или более, соединения для монитора. Один из них часто является портом DVI для соединения с жидкокристаллическими мониторами, а другой зависит от производителя. Те, кто хочет использовать два и более монитора, могут себе приобрести видеокарту с поддержкой двух видео-потоков, которая может делить изображения дисплея между этими двумя мониторами. Компьютер с несколькими установленными в разъемы PCIe видеокартами может поддерживать до четырех мониторов. 

Также есть "DirectX" и "Open GL" - это специальные прикладные программные интерфейсы. API улучшает взаимодействие между аппаратной частью и программным обеспечением ПК с помощью готовых наборов инструкций, предназначенных для выполнения сложных задач вроде трехмерного рендеринга (программисты используют API, чтобы не писать "с нуля" часто употребляемые или слишком сложные процедуры или функции). API отличаются от драйверов - программ, написанных низкоуровневыми языками программирования, позволяющие аппаратным средствам ПК напрямую взаимодействовать с операционной системой. Обновление драйверов для видеокарт, как и обновление API, также способствует безошибочной работе графических программ. 

Как выбрать хорошую видеокарту 

Новую видеокарту легко распознать по характеристикам. Она имеет много памяти и очень быстрый процессор. По внешнему виду часто именно она выглядит наиболее привлекательно из всего, что устанавливается внутрь компьютера. Многие высокопроизводительные видеокарты разрисованные и имеют украшенный узорами вентилятор или радиатор. Но видеокарты высокого класса являются слишком мощными для большинства пользователей. Людям, использующим свои компьютеры преимущественно для работы с обработкой текстов и просмотра сайтов, вполне хватает возможностей встроенной видеокарты. Карта среднего класса удовлетворит большинство неприхотливых игроков. А вот заядлым поклонникам игр и специалистам по обработке двумерной и трехмерной графики (дизайнерам, видео-инженерам) понадобятся именно мощные высококлассные видеокарты.

Хорошим обобщающим показателем производительности видеокарты является ее кадровая частота (frame rate) - скорость изменения картинок на экране - FPS. Кадровая частота определяет, сколько полных (полностью сформированных, готовых) изображений может воспроизвести карта на экране ПК в секунду. Человеческий глаз каждую секунду может обрабатывать около 25 кадров, но игры в стиле "экшн" (с быстросменной графикой) требуют частоты минимум в 60 FPS, чтобы обеспечить плавную анимацию и прокрутки элементов.

Составляющие кадровой частоты:

• Скорость построения треугольников или вершин (в единицах в секунду). Трехмерные изображения строятся из треугольников или многоугольников. Этот показатель описывает скорость, с которой ГП может рассчитывать весь многоугольник или вершины, что его задают. Если обобщить, он характеризует скорость построения видеокартой каркасной модели изображения.
• Скорость заполнения пикселями. Определяет количество пикселей, которое может обрабатывать ГП в секунду. По сути этот показатель описывает скорость детализации изображения (заполнение каркасной модели пикселями).

Быстродействие видеокарты напрямую зависит от ее аппаратной части. Вот список технических характеристик, которые больше всего влияют на скорость работы карты:

• Тактовая эффективная частота работы ГП
• Пропускной способности шины памяти
• Объем видеопамяти и ее частота работы 
• Общая эффективная пропускная способность всей шины данных на ввод / вывод

Параметры ЦП и МП компьютера также сказываются на быстродействии графической системы, поскольку даже самая быстрая видеокарта не в состоянии перекрыть неспособность материнской платы или ЦП быстро пересылать данные. Аналогично влияют на производительность видеокарты способ ее соединения с материнской платой (тип и версия интерфейса) и скорость, с которой карта может получать инструкции от ЦП (частота системной шины материнской платы). 

Встроенная графика и разгон видеокарты

Материнские платы иногда имеют встроенную графическую подсистему и работают без использования отдельной видеокарты. Такие МП легко обрабатывают двумерные изображения, поэтому они хорошо приспособлены к работе с офисными программами и интернет-приложениями. Если подключить отдельную видеокарту к любой из таких материнских плат, ее бортовая графика отключается, и обрабатывать изображения начнет подключена видеокарта.

Некоторые пользователи пытаются увеличить производительность своих видеокарт с помощью ручного повышения рабочей частоты некоторых компонентов карты. Этот процесс известен под названием разгон или оверклокинг. Обычно разгоняют видеопамять, поскольку увеличение тактовой частоты графического процессора может легко привести к его серозному перегреву. Разгон может улучшить эффективность работы и быстродействие, однако он отменяет гарантию производителя на устройство.