Что такое видеокарта компьютера?
Любой геймер знает значимость видеокарты не по наслышке. Ведь очень трудно добиться стабильной работы от одной из игровых новинок на старой графической плате. Негеймеры же могли слышать это слово. Но что такое видеокарта, что делает видеокарта в их компьютере, а также, что из себя представляет устройство видеокарты знают далеко не все. При этом есть желание разобраться со скопившимися вопросами, познакомиться с тем чем является графический адаптер, какие они бывают, все выяснить об их задачах и характеристиках. Ну что же – давайте разбираться!
Что такое видеокарта (GPU)?
Видеокарта (видеоадаптер, графический адаптер, графическая плата, графическая карта, графический ускоритель или на английском: video card, graphics card) — это устройство, преобразующее графический образ или код, хранящийся как содержимое в памяти компьютера (или самого графического адаптера), в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора.
Проще говоря, видеокарта в совокупности с другими компонентами компьютера позволяет преобразовать протекающий машинный код (последовательность команд) внутри вашего компьютера в удобочитаемое изображение для человеческого глаза.
В первую очередь, под видеокартой подразумевается устройство с графическим процессором, который занимается формированием самого графического образа. Все современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический процессор, который может производить дополнительную обработку команд и кода, снимая данную часть задачи с центрального процессора компьютера.
Также современные видеокарты от Nvidia и AMD на аппаратном уровне осуществляют рендеринг графического конвейера для построения и отображения двумерной и трёхмерной компьютерной графики на спецификациях OpenGL, DirectX и Vulkan.
Зачастую видеокарта выполнена в виде отдельной печатной платы и используется в отдельном слоте расширения (AGP, PCI Express) материнской платы. Однако широко распространены и встроенные (интегрированные) в системную плату или процессор видеокарты. Ниже мы посвятим отдельный блок в ключе сравнения интегрированных и внешних (дискретных) видеокарт.
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.
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.
Pеклама
Графический адаптер или видеокарта.
Работа с графикой — одна из самых трудных задач, которые приходится решать современному компьютеру. Сложные изображения, миллионы цветов и оттенков. Поэтому нет ничего удивительного, что для этой работы приходится устанавливать в компьютер фактически второй мощный процессор. Видеокарта — как раз первый и главный из таких «наместников», при выборе которого нужно быть особенно осторожным и внимательным.
Так как все современные видеокарты способны быстро и качественно обрабатывать двухмерную графику,то при выборе видеокарты большинство пользователей в пер¬вую очередь обращает внимание на ее способности в работе с трехмерной графикой. Мысль о том, что это и есть самое главное достоинство видеокарты, успехом вдалбливали в сознание пользователей три последних года, так что не стоит удивляться, что даже не интересующийся играми покупатель все чаще выбирает для своего компьютера модную (и дорогую) карту для игроманов.
Создание объемного, реалистичного изображения — задача не простая. Фактически, видеокарте приходится выполнять несколько сложных операций: строить «каркас» каждого трехмерною объекта, обшивать его подходящими кусочками изображения — текстурами, имитирующими листву, одежду, скалы, землю и т. д. А главное — быть готовой в любой момент, повинуясь желанию игрока, показать его с любой точки зрения: сверху, сбоку и иногда даже снизу! Причем важно не просто показать объект с четырех сторон, но и — что самое сложное, воссоздать на экране его реальную, объемную модель. Сдвинулись вы на сантиметр — и трехмерный объект будет выглядеть несколько иначе. При этом видеокарта должна высчитывать не только две пространственные координаты для каждого пиксе¬ля, но и третью, которая характеризует удаленность объекта от наблюдателя. Но воссоздание объема — не самая сложная задача. Ведь даже самая объемная фигура будет выглядеть бледно и бесцветно, если не наложить на нее текстуру, то есть просто раскрасить ее с помощью множества цветных объектов. Пред¬ставьте, что у вас в руках некий болванчик-матрешка, на который вы можете нанести любой рисунок — как раз такой процесс и происходит в играх. Для хранения текстур видеокарте требуется большой объем собственной оперативной памяти (мин 512 Мб).
Например, сглаживание (Anti-Aliasing) контуров изображения, имитация тумана, пламени, рябь на водной глади, отражение в зеркале, тени и множество других. Для поддержки игровых спецэффектов в процессор видеокарты встраивают специальный «блок трансформации и освещения» (T&L), который позволяет получить просто фантастическое качество игрового изображения, а заодно и удорожает карту на несколько десятков долларов.
Наконец, еще один круг задач, которые призвана решать ваша видеокарта — обработка мультимедиа-информации. Многие карты сегодня поддерживают вывод изображения на телеэкран или, наоборот, прием изображения с внешнего источника — видеокамеры, видеомагнитофона или телевизионной антенны (эти операции выполняют соответственно видеовход и TV-тюнер). Кроме того, современной видеокарте при- ходиться заниматься еще и декодированием «сжатого» видео- — сигнала, поступающего с дисков DVD.
Современная видеокарта состоит из следующих частей:
Графический процессор
Графический процессор (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 мало чем уступают центральному процессору компьютера, и зачастую превосходят его как по числу транзисторов, так и по вычислительной мощности, благодаря большому числу универсальных вычислительных блоков. Однако, архитектура GPU прошлого поколения обычно предполагает наличие нескольких блоков обработки информации, а именно: блок обработки 2D-графики, блок обработки 3D-графики, в свою очередь, обычно разделяющийся на геометрическое ядро (плюс кэш вершин) и блок растеризации (плюс кэш текстур) и др.
Все современные видеокарты изготовлены на основе графических процессоров Nvidia и AMD (ATi)
Видеоконтроллер
Видеоконтроллер отвечает за формирование изображения в видеопамяти, даёт команды RAMDAC на формирование сигналов развёртки для монитора и осуществляет обработку запросов центрального процессора. Кроме этого, обычно присутствуют контроллер внешней шины данных (например, PCI или AGP), контроллер внутренней шины данных и контроллер видеопамяти. Ширина внутренней шины и шины видеопамяти обычно больше, чем внешней (64, 128 или 256 разрядов против 16 или 32), во многие видеоконтроллеры встраивается ещё и RAMDAC. Современные графические адаптеры (ATI, nVidia) обычно имеют не менее двух видеоконтроллеров, работающих независимо друг от друга и управляющих одновременно одним или несколькими дисплеями каждый.
Видео-ПЗУ
Видео-ПЗУ (Video ROM) — 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.
BIOS обеспечивает инициализацию и работу видеокарты до загрузки основной операционной системы, задаёт все низкоуровневые параметры видеокарты, в том числе рабочие частоты и питающие напряжения графического процессора и видеопамяти, тайминги памяти. Также, VBIOS содержит системные данные, которые могут читаться и интерпретироваться видеодрайвером в процессе работы (в зависимости от применяемого метода разделения ответственности между драйвером и BIOS). На многих современных картах устанавливаются электрически перепрограммируемые ПЗУ (EEPROM, Flash ROM), допускающие перезапись видео-BIOS самим пользователем при помощи специальной программы.
Видеопамять
Видеопамять выполняет роль кадрового буфера, в котором хранится изображение, генерируемое и постоянно изменяемое графическим процессором и выводимое на экран монитора (или нескольких мониторов). В видеопамяти хранятся также промежуточные невидимые на экране элементы изображения и другие данные. Видеопамять бывает нескольких типов, различающихся по скорости доступа и рабочей частоте. Современные видеокарты комплектуются памятью типа DDR, GDDR2, GDDR3, GDDR4 и GDDR5. Следует также иметь в виду, что помимо видеопамяти, находящейся на видеокарте, современные графические процессоры обычно используют в своей работе часть общей системной памяти компьютера, прямой доступ к которой организуется драйвером видеоадаптера через шину AGP или PCIE. В случае использования архитектуры Uniform Memory Access в качестве видеопамяти используется часть системной памяти компьютера.
Цифро-аналоговый преобразователь
Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП; RAMDAC — Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) служит для преобразования изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор. Возможный диапазон цветности изображения определяется только параметрами RAMDAC. Чаще всего RAMDAC имеет четыре основных блока: три цифроаналоговых преобразователя, по одному на каждый цветовой канал (красный, зелёный, синий — RGB), и SRAM для хранения данных о гамма-коррекции. Большинство ЦАП имеют разрядность 8 бит на канал — получается по 256 уровней яркости на каждый основной цвет, что в сумме дает 16,7 млн цветов (а за счёт гамма-коррекции есть возможность отображать исходные 16,7 млн цветов в гораздо большее цветовое пространство). Некоторые RAMDAC 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. Стоит отметить, что мониторы и видеопроекторы, подключаемые к цифровому DVI выходу видеокарты, для преобразования потока цифровых данных используют собственные цифроаналоговые преобразователи и от характеристик ЦАП видеокарты не зависят.
Изначально видеоадаптеры оснащались 9-контактным(15-) разъёмом типа D-Sub. Изредка также присутствовал коаксиальный разъём Composite Video, позволяющий вывести черно-белое изображение на телевизионный приемник или монитор, оснащенный НЧ-видеовходом.
В настоящее время платы оснащают разъёмами DVI или HDMI, либо DisplayPort в количестве от одного до трёх (некоторые видеокарты ATi последнего поколения оснащаются шестью коннекторами). Порты DVI и HDMI являются эволюционными стадиями развития стандарта передачи видеосигнала, поэтому для соединения устройств с этими типами портов возможно использование переходников. Порт DVI-I также включает аналоговые сигналы, позволяющие подключить монитор через переходник на старый разъём D-SUB (DVI-D не позволяет этого сделать). DisplayPort позволяет подключать до четырёх устройств, в том числе аудиоустройства, USB-концентраторы и иные устройства ввода-вывода.
Система охлаждения
Система охлаждения предназначена для сохранения температурного режима видеопроцессора и (зачастую) видеопамяти в допустимых пределах.
— ширина шины памяти, измеряется в битах — количество бит информации, передаваемой за такт. Важный параметр в производительности карты.(128 — 256)
— объём видеопамяти, измеряется в мегабайтах — объём собственной оперативной памяти видеокарты. Больший объём далеко не всегда означает большую производительность(512 — 2048 мб)
Видеокарты, интегрированные в набор системной логики материнской платы или являющиеся частью ЦПУ, обычно не имеют собственной видеопамяти и используют для своих нужд часть оперативной памяти компьютера (UMA — Unified Memory Access).
— частоты ядра и памяти — измеряются в мегагерцах, чем больше, тем быстрее видеокарта будет обрабатывать информацию.
— текстурная и пиксельная скорость заполнения, измеряется в млн. пикселов в секунду, показывает количество выводимой информации в единицу времени.
Как найти драйвер для стандартного VGA адаптера
Для того чтобы найти подходящий драйвер для стандартного VGA адаптера нужно знать название видеокарты. Ниже мы рассмотрим два простых способа, с помощью которых можно узнать название видеокарты в данной ситуации.
Поиск видеокарты по ИД
Один из самых надежных способов – поиск названия видеокарты по ИД. Для этого откройте « Диспетчер устройств » ( Win-R и команда « mmc devmgmt.msc »), кликните правой кнопкой по стандартному VGA адаптеру и откройте « Свойства ».
В результате откроется окно со свойствами выбранного устройства. Здесь нужно перейти на вкладку « Сведения », открыть выпадающий список, выбрать « ИД оборудования » и скопировать верхнюю строку.
После этого нужно перейти на сайт DevID (devid.info/ru), вставить в поиск скопированную строку и нажать « Искать ». В результате сайт должен показать название видеокарты.
Если поиск ничего не находит, то попробуйте скопировать другую строку или выбирать не « ИД оборудования », а « Совместимые ИД ».
Если DevID не может определить модель видеокарты, то можно попробовать другие подобные сайты. Например, поиск по ID устройства таже есть на сайте DriverPack (https://drp.su/ru/catalog).
На сайте DriverPack также можно вставить строку с ID и получить название видеокарты.
Нужно отметить, что на сайтах DevID и DriverPack предлагается сразу скачать драйверы. Лучше скачать драйвер с официального сайта производителя.
Второй вариант – бесплатная программа GPU-Z (www.techpowerup.com/gpuz/). Обычно, данная программа показывает название видеокарты даже в тех случаях, когда в « Диспетчере устройств » указан стандартный VGA-адаптер.
После установки и запуска программы GPU-Z название видеокарты будет указано в самом верху окна, в строке « Name ».
Что такое видеоадаптер
Видеокарта (видеоадаптер, графический ускоритель, видеоускоритель) – орган ПК, который, говоря простым языком, преобразует информацию в памяти компьютера или самого адаптера в изображение, «картинку» на мониторе. Состоит она из нескольких основных частей: графического ядра, видеоконтроллера, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), оперативной памяти (видео-ОЗУ), цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), разъема и системы охлаждения.
Графическое ядро – процессор, производящий все вычисления показываемой «картинки» на экране и обработку команд при построении графики. Является основным компонентом в плате, т. к. более высокие значения частоты процессора увеличивают её мощность и скорость обработки. В нынешнее время новые видеоускорители обладают значениями, которые превосходят центральные процессоры по производительности, обеспечивая хорошим быстродействием сам ПК. А обладая двумя ядрами, которые работают независимо друг от друга, могут выводить изображение на несколько дисплеев одновременно. Частота процессора, в зависимости от видеоускорителя, варьируется от 500 МГц до 1600 МГц.
Видеоконтроллер – микросхема, отвечающая за формирование изображения в памяти и дальнейшего её выведения на экран.
ПЗУ – память, хранящая основные элементы данных (BIOS, шрифты) для предварительной инициализации и управления видеокартой до загрузки операционной системы компьютера.
Видео-ОЗУ – компонент, предназначенный для хранения данных изображений, которые постоянно изменяются и требуют к ним быстрого доступа. За счёт этого память видеокарты обладает высокой частотой работы и скоростью пропуска данных к ней. Существует несколько типов памяти, которые менялись по классу, вырастая в скорости и частоте начиная с DDR и заканчивая GDDR 5. Объем варьируется от 2 Гб до 64 Гб в одной планке.
ЦАП предназначен для выведения на экран монитора изображения, образуемого видеоконтроллером. В зависимости от типа ЦАП, может выводиться от 16,7 млн до более 1 млрд цветов.
Разъёмы соединяют видеокарту и монитор для показа картинки. Используются в различных интерфейсах, от аналогового VGA (ныне устарел) до цифрового DVI, DP и HDMI.
Система охлаждения же поддерживает температуру ядра и памяти в пределах допустимого, не позволяя перегреваться.
Делаем проще
Оптимальный же вариант — это использование переходника VGA-RJ45 без пайки, так как в данном случае достаточно будет обжать концы витой пары экранированным модульным разъемом. Если же у вас нет никакого желания приступать к пайке, то в таком случае пара таких переходников будет стоить вам не более 5$. Если же вы хотите сэкономить деньги, а может, у вас нет возможности найти такой переходник в данный момент, то в таком случае у вас остается только один вариант — паять.
Таким образом, вы сами сможете выбрать, как именно вам удобнее поступить и каким образом сделать себе такой удлинитель. В случае необходимости может также осуществляться пайка любых видов переходников, одним из наиболее популярных среди которых является переходник на «тюльпан».
(англ.
Video Graphics Array
) — эталон мониторов и видеоплат. Выпущен IBM в 1987 году для компов PS/2 Model 50 и поболее старших. VGA являлся последним эталоном, которому следовало большая часть производителей видеоплат.
В большинстве случаев термин VGA употребляется в одном из трёх значений:
- Графический адаптер VGA
подключается как к цветному, так и к монохромному монитору, при всем этом доступны все стандартные видеорежимы. Частота обновления экрана во всех стандартных режимах, не считая 640-480, — 70 Гц, в режиме 640-480 — 60 Гц. Графический адаптер имеет возможность вместе с этим выводить на экран 256 разных цветов, любой из которых может принимать одно из 262 144 разных значений (отводится по 6 битов на красноватый, зелёный и голубий составляющие). Объём видеопамяти VGA — 256 кБ.Графический адаптер VGA, в отличие от прошлых видеоплат IBM (MDA, CGA, EGA), употребляет аналоговый сигнал для передачи цветовой материала. Переход на аналоговый сигнал был обоснован необходимостью сокращения числа проводов в кабеле. Также аналоговый сигнал давал возможность применять VGA-мониторы с следующими видеоплатами, которые могут выводить большее количество цветов.Официальным последователем VGA стал эталон IBM XGA, практически же он был замещен разными расширениями к VGA, известными как SVGA. - Термин VGA также нередко употребляется для обозначения разрешения 640-480
независимо от аппаратного обеспечения для вывода изображения, хотя это не совершенно правильно (так, режим 640х480 с 16-, 24- и 32-битной глубиной цвета не поддерживаются адаптерами VGA, однако могут быть сформированы на мониторе, созданном для работы с адаптером VGA, с помощью SVGA-адаптеров). - Также этот термин употребляется для обозначения 15-контактного D-subminiature разъёма VGA
для передачи аналоговых видеосигналов при разных разрешениях. - VGA — Википедия — wikipedia.org
- VGA (разъём) — Википедия — wikipedia.org
- Видеостандарты — Викисклад — wikipedia.org
- Video Graphics Array — dic.academic.ru
Может быть, Вам также сгодится:
Здравствуйте уважаемые читатели! Продолжаем рассматривать тему графических интерфейсов для компьютеров. Сегодня много писать не буду, лишь упомяну несколько основных моментов.
Рассмотрим, чем отличается SVGA от VGA. Узнать их различия мне понадобилось при покупке нового кабеля для монитора. Расскажу о своих выводах.
