Что такое видеокарта, для чего она нужна в компьютере

Устройство и основные характеристики видеокарты компьютера

Не так давно, мы писали статью о том, как правильно выбрать видеокарту для своего ПК, так и не обсудив: какую роль играет видеокарта?

Видеокарта – важнейшая из комплектующих компьютера. Вероятно, вы слышали другие ее названия – графический ускоритель/карта, видеоадаптер, GPU – все это названия одного и того же устройства.

Их существует великое множество на нынешнем рынке. А каждый, кто хоть раз сталкивался с выбором видеокарты, скорее всего знает какие характеристики стоит учитывать при покупке. Примечательно, однако мало кто задумывался какую роль играет видеокарта. А также, как она работает и что из себя представляет.

В данной статье мы постараемся ответить на все эти вопросы.

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.

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.

История появления графических процессоров

Пожалуй, это был один из самых сложных и тернистых путей компьютерного прогресса, и начинался он, как могли подумать многие, не с вывода примитивной 2D или 3D графики, а с вывода самого простого текста на монохромный экран монитора.

Стоит обозначить, что мы не будет разбирать всю хронологию графических адаптеров, а обозначим только самые значимые и переломные моменты истории.

Итак, давайте начнём по порядку.

Самым первым графическим адаптером стал MDA (Monochrome Display Adapter), разработанный в 1981 году. MDA был основан на чипе Motorola 6845 и оснащен 4 КБ видеопамяти. Он работал только в текстовом режиме с разрешением 80×25 символов и поддерживал пять атрибутов текста: обычный, яркий, инверсный, подчёркнутый и мигающий. Никакой цветовой или графической информации он передавать не мог, и то, какого цвета будут буквы, определялось моделью используемого монитора.

Однако настоящим прародителем современных видеокарт принято считать CGA (Color Graphics Adapter), выпущенный компанией IBM в 1981 году. CGA мог работать как в текстовом режиме с разрешениями 80×25, так и в графическом с разрешениями до 640×200 точек и с возможностью отрисовки 16 цветов.

С момента появления первого цветного графического адаптера CGA в 1981 и вплоть до 1991 никаких революционных инноваций не происходило от слова «совсем». В основном разработчики и конструкторы аппаратных плат представляли небольшое увеличение разрешения, цветности изображения и т. д.

И только в 1991 году появилось такое понятие, как SVGA (Super VGA) — расширение VGA с добавлением новых режимов и дополнительного сервиса, например, возможности поставить произвольную частоту кадров. Число одновременно отображаемых цветов увеличивается до 65 536 (High Color, 16 бит) и 16 777 216 (True Color, 24 бита), появляются дополнительные как текстовые, так и визуальные режимы отображения информации. SVGA является фактическим стандартом видеоадаптеров где-то с середины 1992 года, после принятия ассоциацией VESA стандарта VBE (VESA BIOS Extention — расширение BIOS стандарта VESA) версии 1.0. До того момента практически все видеоадаптеры SVGA были несовместимы между собой.

Ну что, не устали еще? Если нет, предлагаю продолжить и перейти к разбору того, что из себя представляют интегрированные и дискретные видеокарты.

О вопросе стоимости

При выборе видеокарты нужно учитывать, что ее быстродействие и стабильность работы зависят от всех упомянутых выше компонентов в комплексе. Но чем это все мощнее и качественнее, тем карта дороже.

При выборе видеокарты важно не переплачивать за ненужные возможности и избыточную производительность. Так, если частота вашего монитора составляет обычные 60 Гц, вы не почувствуете разницы между среднебюджетной графической картой, выдающей 60 FPS в определенной игре, и дорогущим «монстром», показывающим в той же игре 150 FPS и стоящим в 5 раз дороже. Если же частота монитора 144 Гц, разница будет заметна. Однако стоит ли за нее столько платить?

В большинстве случаев оптимальным вариантом будет приобретение карты из «золотой середины», обеспечивающей комфортное быстродействие с небольшим запасом. Компьютерная техника развивается огромными темпами. Сегодняшние топовые видеокарты через 1-1,5 года по быстродействию будут соответствовать «середнячкам» из новых линеек, у которых ценник будет ниже в разы. Разумнее вместо этого чаще менять видеокарту на новую.

НАПИСАТЬ АВТОРУ

Какие бывают видеокарты

Видеокарты разделяют на два вида:

1. Встроенная.
2. Дискретная.

По названию «встроенная» сразу ясно, что речь идёт о видеочипе, уже встроенном в материнскую плату. Это базовая видеокарта, которая для работы использует ресурсы всей системы. То есть, видео обрабатывается центральным процессором, а временные файлы хранятся в оперативной памяти компьютера. Встроенной видеокарты хватает для работы, учёбы, просмотра фильмов и сериалов на компьютере.

Дискретная видеокарта — это та самая отдельная плата со своими компонентами системы, которая устанавливается в отдельный слот на материнской плате. Дискретный видеоадаптер позволяет разгрузить основные компоненты компьютера, ведь всю графическую информацию он обрабатывает самостоятельно. Он не потребляет лишних ресурсов, работает практически полностью автономно. Профессионалам в области видео и графики, а также геймерам бывает очень сложно обойтись без дискретной видеокарты: картинка может тормозить, компьютер перегреваться, а работа в разных приложениях затрудняться из-за перегрузки процессора.

Интегрированные и дискретные видеокарты

Существуют два основных типа видеокарт: интегрированные и дискретные.

• Интегрированные (встроенные) — являются неотъемлемой частью центрального процессора или материнской платы, так как встроены в них. Наличие интегрированного видео снижает стоимость и энергопотребление компьютера, однако такие видеокарты обладают ограниченной производительностью. У них зачастую отсутствует собственная видеопамять, поэтому они используют ОЗУ компьютера. Кроме этого, у интегрированной видеокарты нет отдельной системы охлаждения, что позволяет сэкономить пространство внутри системного блока или ноутбука. Такой тип видеокарт в основном используется в офисных и простых домашних компьютерах, где не требуется высокая мощность и производительность.
• Дискретная видеокарта — это отдельная плата, устанавливаемая в специальный слот (PCI Express x16) и содержащая в себе всё необходимое для полноценной работы. Это позволяет увеличить компьютеру производительность и использовать его для игр с высоким уровнем графики или работы с мощными графическими приложениями. У дискретных видеокарт имеется собственная видеопамять. Их главными недостатками являются дороговизна и потребление большого количества энергии, что играет важную роль для ноутбуков.

Пассивное и активное охлаждение

«Пассивный» тип стоит на видеокартах с невысокой производительностью, тут в роли охладителя выступает радиатор, через него и выходит избыточное тепло.
«Активный» тип. Здесь присутствует тот же радиатор, но на нем стоит уже вентилятор (кулер), охлаждение становится интенсивней, но при этом «съедает» много электроэнергии. Для новых мощных видеокарт подойдет 2 или 3 штуки кулеров.

Есть еще такая система охлаждения, которую нарекли «Жидкое охлаждение», и оно состоит из таких элементов, как:

• Процессорный водоблок.
• Радиатор.
• Помпы.
• Резервуары.

Все эти части потом соединяются шлангами и штуцерами.

Как выбрать простую видеокарту

Модель видеокарты узнали, теперь поговорим, какая видеокарта лучше подойдет именно вам. От этого напрямую будет зависеть, сколько стоит видеокарта.

Если вы не любитель современных игр с хорошей графикой, тогда вам нужно выбрать недорогую видеокарту. Тут главное убедиться, что на материнской карте под видеокарту есть необходимый слот (шина).

В настоящее время можно встретить слоты: PCI Express, реже AGP. В совсем старых компьютерах имеется только слот PCI, видеокарту под него в продаже вы уже не найдете. Возникает встречный вопрос: «Как узнать какой у меня слот видеокарты?». Слот можно определить из характеристик Вашей материнской платы. Узнать модель материнской платы можно из маркировки на плате, логотип/текст при включении ПК, с помощью программы Everest).

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.