Устройство и основные характеристики
видеокарты компьютера
Из статьи читатель узнает об устройстве и основных характеристиках видеокарты, которые нужно учитывать при ее выборе и приобретении.
Видеокарта (видеоадаптер, графическая плата, графический адаптер, графическая карта, GPU, Graphics Processing Unit) – важная и очень сложная составная часть компьютера. Можно сказать, что она является своего рода отдельным специализированным компьютером, состоящим из собственного процессора, оперативной памяти и прочих компонентов, по своей структуре и организации взаимодействия между собой приспособленных для максимально эффективного решения одной задачи – обработки графических данных.
Основными разработчиками видеокарт (графических чипов) являются американские компании Nvidia, AMD и Intel. Ну а выпускать карты этих разработчиков могут разные производители (ASUS, MSI, Gigabyte, Inno3D, Palit и др.), привнося в каждую конкретную модель некоторые изменения. В частности, они могут немного изменять частоту графического процессора и памяти, использовать разные по качеству микросхемы памяти, дроссели, конденсаторы и другие компоненты, делать разные по эффективности системы питания, охлаждения и т.д. Обо всем этом речь пойдет чуть ниже.
Существует два типа видеокарт: игровые и профессиональные. Игровые видеокарты от Nvidia выпускаются под брендом GeForce, профессиональные – Quadro. Игровые карты от AMD называются Radeon, профессиональные – FirePro.
Игровые видеокарты являются более универсальными устройствами. Как правило, они хорошо справляются как с играми, так и с другими задачами. Профессиональные же карты, даже те, которые хорошо показывают себя в трёхмерном моделировании и проектировании, в играх могут выглядеть заметно хуже игровых аналогов. Главный плюс профессиональных карт – специальные драйверы и улучшенная поддержка специализированного программного обеспечения.
Не трудно догадаться, что для домашнего использования лучшим вариантом будет игровая видеокарта.
Какие характеристики видеокарты влияют на ее производительность?
Ни для кого не является секретом, что компании производители видеокарт идут на всяческие уловки ради достижения высоких уровней продаж. Некоторые умудряются распаивать увеличенные объемы видеопамяти, другие делают незначительный разгон и предлагают продукт по явно завышенной цене. Как различить все данные тонкости и на что обратить внимание при выборе видеокарты? На данных вопросах мы хотим остановиться в ходе рассмотрения новой видеокарты MSI Radeon HD 7770 OC.
Прежде всего необходимо остановиться на графических ядрах или чипах видеокарт. Это ключевой элемент любой видеокарты, который претерпевает существенные изменения из поколения к поколению и количественные модификации блоков внутри одного поколения видеокарт. К примеру, видеокарты AMD Radeon HD 7770 и Radeon HD 6770 различаются между собой по принципу устройства графического ядра. Как правило, смена поколений ядер и переработка архитектуры необходима не только для внедрения каких-либо новых технологий, но и для увеличения эффективности ядра — повышение количества операций, выполняемых за один такт времени графического ядра. Внутри одной линейки видеокарты обладают больше количественными различиями, нежели качественными. К примеру, видеокарты AMD Radeon HD 7770 и Radeon HD 7750 основаны на одной графической архитектуре, но вторая версия имеет более урезанное и менее производительное графическое ядро.
Понимание возможных различий графических ядер видеокарт необходимо для того, чтоб осуществить правильное их дальнейшее сравнение в будущем. Важный параметр графического ядра — это тактовая частота графического чипа. Чем выше тактовая частота графического ядра, тем больше операций он может выполнить за единицу времени. Казалось бы, чего тут сравнивать — чем выше тактовая частота, тем выше производительность. К сожалению, это далеко не так. Многое еще зависит от того, как графическое ядро выполняет те или иные операции, и какое время они занимают. К примеру, видеокарты AMD Radeon HD 6770 выполняли одну из операций прорисовки изображения за три такта, а новые видеокарты AMD Radeon HD 7770 выполняют ее за один такт. Следовательно, чтоб обеспечить сопоставимый уровень производительности двух видеокарт, необходимо либо установить в три раза меньшую рабочую частота на видеокарте AMD Radeon HD 7770, либо значительно повысить частоту работы видеокарты AMD Radeon HD 6770. Из приведенного примера следует, что паритет производительности по данной задаче будет достигнут лишь в том случае, если разогнать видеокарту AMD Radeon HD 6770 до трех гигагерц, что в принципе невозможно. Именно данная невозможность заставляет производителей видеокарт кардинально перерабатывать ядра своих решений из поколения в поколение. Когда-то эти доработки оказываются значительными, а когда-то «косметическими».
Суть всего сказанного заключается в том, что имеет сравнивать тактовую частоту двух видеокарт только в том случае, если они относятся к одному поколению, а лучше являются модификацией одной и той же модели. К примеру, видеокарта AMD Radeon HD 7770 работающая при частоте ядра 1000 Мгц будет всегда более производительной, чем решение AMD Radeon HD 7750 работающее на частоте ядра 1000 Мгц, так как оно имеет меньшее количество вычислительных блоков. А вот если сравнить решения AMD Radeon HD 7770 с рабочей частотой ядра 1000 Мгц и решение MSI Radeon HD 7770 OC, то последнее окажется более производительным, так как оно имеет рабочую частоту ядра 1020 Мгц.
Последний пример является ярким доказательством манипуляции рынком компанией MSI. Она выпустила видеокарту MSI Radeon HD 7770 OC, которая имеет маркировку OC, что пользователями расшифровывается как Overclocked, то есть разогнанное решение. При этом оно имеет мизерный разгон, который кое-как достигает двух процентов в относительном исчислении. При этом производитель требует доплаты на уровне 10-20 долларов. Естественно, не стоит вестись на подобные уловки производителей, так как 2-5% разгон под силу практически каждой современной видеокарте. На рынке не встречается решений, которые вообще не могут никак разогнаться, как правило, это лишь дешевая продукция от китайских no-name производителей.
Вторым ключевым методом манипуляции сознанием пользователя является удвоение, а то и утроение количества видеопамяти на графическом решении. Многие опрометчиво считают, что чем больше видеопамяти на борту, тем выше производительность. Как правило, это не так. Для понимания необходимого объема видеопамяти для той или другой видеокарты следует взглянуть на официальные версии видеокарт. Если производитель распаивает 1 Гб видеопамяти или 3 Гб, значит именно столько готов использовать графический чип. Распайка соответственно двух или шести гигабайт видеопамяти приведет лишь к тому, что большая часть памяти никогда не будет использована, но у вас повышается риск получения более низкого разгонного потенциала видеокарты, так как появления в большем объеме памяти всегда больше, чем в меньшем.
Также следует сравнивать «качество видеопамяти«. Особенно тщательно данный параметр следует проверять, если вам предлагаются две видеокарты с разным объемом видеопамяти по одной и той же цене. Следует понимать, что чудес не бывает — экономия не падает с небес. Как правило, производители обманывают пользователей распайкой 2 Гб памяти типа GDDR3 вместо 1 Гб памяти GDDR5, или 2 Гб видеопамяти типа DDR2 вместо 1 Гб видеопамяти типа GDDR3. Следует понимать, что видеокарта с более быстрой видеокартой будет всегда быстрее, чем видеокарта с более медленной видеопамятью, несмотря на ее объем.
Приведем наглядный пример сегодняшнего дня. В прайс-листе одного крупного магазина компьютерной техники мы можем наблюдать:
— видеокарта Gigabyte GV-N84STC-1GI, 8400GS, 1024МБ, GDDR2, Retail предлагается за 1080 рублей;
— видеокарта Zotac ZT-84GEM2M-HSL, 8400GS, 512МБ, GDDR3, Retail оценена в 1100 рублей.
Многие пользователи совершают критическую ошибку приобретая первую видеокарту, не обращая внимание на вторую. Да, первая имеет более богатую комплектацию, да, Gigabyte пользуется доверием в нашей стране, да графические чипы одинаковые — GeForce 8400GS, да, видеокарта от Gigabyte имеет 1 гигабайт видеопамяти и предлагается по меньшей стоимости, но это не значит что необходимо приобретать именно ее. Данные видеокарты имеют узкую шину обмена данными — всего 64 бита, то есть для компенсации данного узкого места необходимо использовать быструю видеопамять, в данном случае, это будет память GDDR3, а не GDDR2.
Данный пример ярко демонстрирует маркетинговые хитрости производителей видеокарт.
Вот мы и дошли до другого ключевого фактора производительности видеокарты — шина обмена данными. Шина обмена данными располагается между графическим чипом и чипами видеопамяти, организовывая передачу данных между ними. Чем шире данная шина, тем к большим ячейкам видеопамяти за единицу времени может получить доступ графическое ядро. Получение широкой шины обмена данными требует значительного увеличения стоимости видеокарты, так как для этого необходимо использовать дополнительные контроллеры шины и распаивать отдельные чипы видеопамяти на плате.
Тем не менее, не всегда ширина шины оказывается объективным показателем уровня производительности видеокарты. Приведем яркий пример. Новые видеокарты AMD Radeon HD 7770 имеют узкую шину обмена данными — 128 бит, а видеокарты NVIDIA GeForce GTX 560 показывают практически аналогичную производительность, но имеют 256 битную шину обмена данными. При этом компания AMD компенсировала узость шины новой архитектурой обработки данных и увеличением рабочей частоты видеопамяти до 1125 Мгц, вместо 1002 Мгц у решений от NVIDIA. Большая производительность чипов видеопамяти позволяет с лихвой компенсировать узость шины обмена данными.
Другим важным параметром видеокарт становятся тайминги работы с видеопамятью. Как правило, тайминги учитываются лишь для оперативной памяти, а тайминги видеопамяти напрочь забываются. Многие могут отметить, что одни и те же чипы видеопамяти могут показывать различный разгонный потенциал на разных сериях видеокарт. Обычно это связано с установкой различных таймингов или задержек доступов к ячейкам памяти. Тайминги видеопамяти становятся особенно важными в том случае, если при разгоне частотный потенциал оказывается не высоким. Увеличение одного из параметров позволяет значительно увеличить разгонный потенциал, что позволяет компенсировать увеличение задержки. Как правило, снижать установленные тайминги видеопамяти не имеет смысла, так как снижение рабочих частот не компенсируется увеличением скорости доступа к ячейкам памяти.
Пожалуй, все перечисленное подробно описывает архитектуру современных видеокарт. Для более легкого понимания следует считать, что любая видеокарта это соединенные в едино процессор, материнская плата и память. Просто на персональном компьютере данные компоненты можно разделить, а на видеокарте все соединено в едино. Данное единство не позволяет выполнить какую-либо модификацию в будущем, поэтому покупать графическое решение необходимо с умом.
Интегрированные графические решения
Наличие видео выхода, который по логике вещей размещен непосредственно на материнской плате, уже говорит о том, что на ней имеется модуль интегрированной графики. Он может быть более или менее мощным. Размещаться непосредственно в CPU, в северном мосте или в другом чипе.
Это уже не важно, главное, что производитель «матери» или процессора уже позаботился о том, чтобы обеспечить своему устройству работоспособность без дополнительных компонентов.
Наиболее интенсивно в этом направлении действует компания Intel, оснащающая свои процессоры собственным встроенным графическим инструментом
- сначала это было несколько поколений Intel Extreme Graphics;
- потом Graphics Media Accelerator;
- и с 2010 года пользователей радует Intel HD Graphics;
Не отстают от конкурентов и процессоры AMD, традиционно считающиеся оптимальным вариантом для работы с графикой. Их «Райзены» и «Радеоны» на различных тестах демонстрируют отличное качество обработки 3D видео.
Так что, чем современнее и мощнее стоит на вашем ПК процессор, тем больше у вас шансов посмотреть видео в хорошем качестве без использования дискретного GPU.
Графическое ядро в процессоре
Процессор — это небольшой микрочип, который устанавливается на материнскую плату ; это не «весь компьютер», как считают некоторые. Мы уже знаем, что такое GPU в компьютере и как это может быть организовано.
С видеокартой как бы ясно — это отдельное устройство, которое можно купить в магазине и установить в свой ПК. Хорошая видеокарта стоит недешево. Она занимает отдельное место в материнской плате и греется при своей работе.
Графическое ядро в процессоре — это та же видеокарта, только более простая и минимизированная. Оно не занимает отдельного места в материнской плате, так как находится внутри самого процессора. Как правило, такие ядра могут быть менее мощными, чем стационарные видеокарты. Но со своей основной целью — выводить изображение на экран компьютера — они справляются на «отлично». Поэтому такие процессоры рекомендуется применять в офисных компьютерах, где нет больших нагрузок на GPU.
- уменьшить энергозатраты аппаратной части компьютера;
- создать более компактное «железо»;
- снизить стоимость компьютера.
Видеокарты, встроенные в процессоры
Многие производители современных процессоров выпускают оборудование с встроенным графическим чипом. Обычно такие видеокарты не предназначены для больших нагрузок в виде компьютерных игр, но для просмотра фильмов или простейших приложений их вполне достаточно. На данный момент существует две конкурирующие фирмы, выпускающие в свет процессоры — это Intel и AMD.
AMD выпустила процессор Ryzen с невероятной графикой vega, которая может сравниться со многими моделями игровых карт среднего уровня. Однако их надежность порой вызывает у пользователей сомнения. Ведь производитель имеет дурную славу относительно перегрева своего оборудования. Причина таких обвинений — это непропорциональные параметры. Но в последние годы компания решила порадовать своих фанатов новейшим процессором с разгонной встроенной видеокартой, которая исключает потребность в дискретной видеокарте. AMD полностью превзошла себя в вопросе о том, может ли работать компьютер без видеокарты, которая ставится отдельно.
У Intel все гораздо проще. Компания давно славится своими отрегулированными частотами и пропорциональными параметрами, относительно мощности. Их графические процессоры улучшаются с каждым поколением.
Используя свою знаменитую стратегию «Тик-Так-Так+», они решают сделать более тонкий техпроцесс и встроить более мощную видеокарту. Последнее поколение, покорившее сердца фанатов своей мощностью, носит имя Coffee Lake со встроенной видеокартой INTEL UHD 630.
Какую видеокарту выбрать для ноутбука
Апгрейд видеокарты на ноутбуке, в отличии от полноценных системных блоков у обычных компьютеров, дело практически невыполнимое. А если выполнимое, то затратное и не приносящее должного эффекта. Но для владельцев «крутых» ноутбуков без мощной видеокарты есть решение – бокс для внешней видеокарты.
Подключение выполняется по кабелю Thunderbolt 3, который не на каждом ноутбуке имеется. Чаще всего включает в себя блок питания, разъем под карту и плата на выходные разъемы. Фирменные боксы поставляются сразу с видеокартой производителя, что упрощает дальнейшее использование.
Затея хорошая, но выполнима только на части устройств, на которых имеется интерфейс Thunderbolt 3, во всех остальных случаях покупайте игровой ноутбук с игровой видеокартой.
