Виды разъемов видеокарт и мониторов
Для передачи «картинки» в ПК нужны специальные разъемы. Рассмотрим подробнее основные их виды, особенности, а также типы переходников для передачи данных разными устройствами.
Это необходимый компонент каждого компьютера, ноутбука. Без них на экранах мониторов и ноутбуков не было бы изображения. Видеосигнал проходит по проводам, на концах которых имеется особый интерфейс соединения с компьютером. Это необходимо для четкой передачи на видеокарту «картинки», чтобы в последующем, обработав ее, вывести на устройство отображения.
Основные компоненты видеокарты
Вот основные компоненты, которые присутствуют во всех видеокартах.
Графический процессор
Графический процессор — это главный компонент и сердце видеокарты. Он также известен как GPU и выполняет всю обработку вашей видеокарты. Как правило, большая часть видеокарт поставляется с одним графическим процессором, но есть и несколько видеокарт с двумя графическими процессорами. Работа графического процессора определяется его архитектурой, известной как его архитектура. Различные серии GPU имеют разную архитектуру GPU. Кроме того, у разных производителей GPU есть собственная архитектура и компоновка процессоров.
Например, в настоящее время последней архитектурой GPU от Nvidia является Pascal, а от AMD — Polaris. В GPU есть сотни и тысячи ядер для параллельной обработки и многозадачности. Функциональность этих процессорных ядер определяется архитектурой графического процессора. Nvidia называет их ядрами CUDA, а AMD называет их потоковыми процессорами, но технически они отличаются друг от друга из-за различных архитектур графических процессоров. Как правило, чем новее архитектура графического процессора, тем лучше производительность видеокарты, а также она имеет меньшее энергопотребление по сравнению со старыми архитектурами.
Это второй по важности компонент видеокарты. VRAM, или видеопамять — это место, где все графические данные и игровые текстуры хранятся для обработки графическим процессором. Более быстрая память действительно может повысить производительность видеокарты до определенного уровня. Следует отметить, что сама по себе память не может повысить производительность в играх, потому что, если ваш графический процессор слабый, у вас никогда не будет большей производительности, независимо от того, насколько быстра ОЗУ.
Для видеокарты доступны различные типы видеопамяти, в зависимости от их скорости и пропускной способности. Память видеокарты включает в себя ОЗУ DDR3, GDDR5, GDDR5X, HBM и HBM2. DDR3 — самый старый и самый медленный из всех и используется в основном в видеокартах начального уровня.
GDDR5 — самая популярная и часто используемая видеопамять, которая используется в видеокартах бюджетного, среднего и высокого класса. GDDR5X почти в два раза быстрее GDDR5 и используется в нескольких топовых видеокартах от Nvidia. Nvidia Titan X, GeForce GTX 1080 и GeForce GTX 1080 Ti используют память GDDR5X. HBM (память с высокой пропускной способностью) и HBM2 являются наиболее совершенными модулями памяти видеокарт для игр и виртуальной реальности (VR) и используются только в высокопроизводительных видеокартах. Radeon R9 Fury X и Radeon Pro используют память HBM.
Память HBM быстрее, занимает меньше места на печатной плате и имеет меньшее энергопотребление по сравнению с памятью GDDR5. Вы можете прочитать полное сравнение всех этих видеопамяти видеокарт, перейдя по приведенной ниже ссылке.
VRM или модуль регулятора напряжения — это основная схема, питающая GPU. VRM преобразует более высокое напряжение источника питания в более низкие уровни напряжения для использования в графическом процессоре. Как правило, он преобразует 12 В примерно в 1 В до 1,5 В (приблизительно), что обычно является уровнем напряжения, на котором работает графический процессор. Наряду с графическим процессором и VRAM, VRM также является одним из наиболее важных компонентов видеокарты. VRM также называют модулем питания процессора (PPM) или просто регулятором напряжения.
Количество регуляторов напряжения на видеокарте варьируется от карты к карте. Некоторые видеокарты имеют большее количество VRM по сравнению с другими. VRM может быть очень горячим, а иногда даже более горячим, чем графический процессор, и им требуется хорошее охлаждение, чтобы видеокарта не выключилась.
Как описано выше, VRAM и VRM — это совершенно разные компоненты, и их не следует путать друг с другом.
Кулер
Каждая видеокарта поставляется с кулером, чтобы поддерживать температуру графического процессора, видеопамяти и VRM на более безопасном уровне. Кулеры видеокарты могут быть активными или пассивными. При активном охлаждении кулер имеет радиатор и вентилятор (HSF), тогда как при пассивном охлаждении кулер имеет единственный радиатор.
В большинстве видеокарт используется активное охлаждение, поскольку обычно оно требует меньше места и обеспечивает лучшее охлаждение, особенно при разгоне, тогда как пассивное охлаждение обычно используется в графических процессорах начального уровня и менее мощных и работает совершенно бесшумно. Но есть несколько хороших видеокарт среднего уровня, которые также поставляются с пассивным кулером или только с радиатором. Кроме того, не рекомендуется разгонять вашу видеокарту с помощью решения для пассивного охлаждения, поскольку оно имеет ограниченную охлаждающую способность.
Слева с активным, а справа с пассивным охлаждением
Количество вентиляторов, используемых в системе активного охлаждения, зависит от производителя видеокарты. Некоторые высокопроизводительные видеокарты также поставляются с жидкостным/водяным охлаждением или гибридным охлаждением. Вы можете узнать больше о решениях для охлаждения видеокарт, перейдя по приведенной ниже ссылке.
Печатная плата
Печатная плата — это основание или плата, на которой установлены все компоненты, включая графический процессор, видеопамять, VRM, конденсаторы, датчики и т.д., А также порты дисплея. Высококлассные видеокарты имеют больше компонентов, поэтому для них требуется печатная плата большего размера по сравнению с видеокартами mi-диапазона и начального уровня.
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.
S-Video (TV/OUT)
На старых видеокартах иногда встречается разъем S-Video, или, как его еще называют — S-VHS. Обычно его используют для вывода аналогового сигнала на устаревшие телевизоры, однако, по качеству передаваемого изображения он уступает более распространенному VGA. При использовании качественного кабеля через S-Video изображение передается без помех на дальности до 20 метров. В настоящее время крайне редко встречается (на видеокартах).
DVI-выход
DVI (Digital Visual Interface) – цифровой интерфейс, который применяется для подключения видеокарты к ЖК-мониторов, телевизоров, проекторов, а также плазменных панелей. DVI обеспечивает неискаженный вывод изображения, за счет того, что видеосигнал не проходит двойное анлагово/цифровое преобразование, то есть сигнал передается напрямую. Это заметно на высоких разрешениях.
Есть несколько разновидности интерфейса DVI:
DVI-D — интерфейс для вывода только цифрового сигнала;
DVI-I – комбинированный, который имеет аналоговые линии (VGA). К DVI-I выходу мониторы, которые имеют аналоговый разъем, подключаются через специальный переходник.
Single-Link DVI и Dual-Link DVI
Для передачи сигнала используют одноканальный Single-Link DVI или двухканальный Dual-Link DVI.
Dual-Link DVI – интерфейс позволяющий выводить изображение высокого разрешения, более 1920 х 1200 (такие как 2560×1600 и 2048×1536), поэтому для ЖК-мониторов с большим разрешением (к примеру 30») нужно подбирать видоекарту с поддержкой двухканального выхода DVI Dual-Link.
VGA-выход (D-Sub)
Сокращение VGA расшифровывается как video graphics array (массив из пикселей) или video graphics adapter (видеоадаптер). Появившейся в далеком 1987 году, 15-контактный и, как правило, синего цвета, рассчитан для вывода строго аналогового сигнала, на качество которого, как известно, может повлиять много разных факторов (длина провода, к примеру), в том числе RAMDAC на самой видеокарте, так что качество изображения через данный порт на разных видюшках может несколько отличаться.
До повсеместного распространения LCD-мониторов данный разъем был чуть ли не единственным из возможных вариантов подключения монитора к компу. Используется и сейчас, но лишь в бюджетных моделях мониторов с низким разрешением, а также в проекторах и некоторых игровых консолях, к примеру в консолях xbox последнего поколения от Microsoft. Не рекомендуется подключать через него Full HD монитор, ввиду того, что изображение будет смазанной и нечеткой. Максимальная длина VGA кабеля при разрешении 1600 x 1200 составляет 5 метров.
VGA, он же D-Sub
«Старичок, который использовался для вывода аналогового сигнала, почти на все старые ЭЛТ-мониторы, да и на первые серии жидкокристаллических тоже. Такие выходы имеют 15 отверстий (а штекеры, соответственно 15 ножек) и обычно маркируются синим цветом.
В новых видеокартах среднего класса (начиная от 1050 и 1060 и их аналогов от AMD) и выше, уже почти не используются, однако еще часто попадаются в бюджетных моделях.На материнских платах с интегрированным видеочипом обычно тоже установлены такие же видео разъемы. Подключить два монитора к разным видеокартам – то есть дискретной и интегрированной, невозможно: используется только одна. Соответствующие настройки указываются в БИОСе ПК.
Вряд ли вы будете иметь дело с таким разъемом, при покупке видеокарты под современные игры, поэтому рассмотрим, с какими их видами вы, скорее всего, столкнетесь при покупке девайса.
Еще один «Старичок», который уже умеет передавать сигнал в «цифре». Штекер и гнездо обычно маркируются белым или светло-оранжевым цветом. С помощью такого интерфейса можно подключить не только монитор, но и ЖК-телевизор, проектор, плазменную панель.
Интерфейс гарантирует минимум искажений при передаче сигнала, благодаря тому, что сигнал не проходит двойное цифро-аналоговое преобразование, а передается как бы напрямую. Особенно это заметно при высоком разрешении монитора.
Существует несколько модификаций интерфейса, которые не взаимозаменяемы, из-за разного положения ключей.
Мультимедийный интерфейс, который, кроме изображения, способен передавать и звук. Длина кабеля может быть до 10 метров, но качество сигнала при этом не теряется. Благодаря деятельности компаний, популяризирующих этот стандарт, он обрел широкую популярность и используется сегодня почти во всех мощных видеокартах.
PCI Express External
И уже в этом году, группа PCI-SIG, занимающаяся официальной стандартизацией решений PCI Express, объявила о принятии спецификации PCI Express External Cabling 1.0, описывающих стандарт передачи данных по внешнему интерфейсу PCI Express 1.1. Эта версия позволяет передавать данные со скоростью 2.5 Гб/с, а следующая должна увеличить пропускную способность до 5 Гб/с. В рамках стандарта представлены четыре внешних разъема: PCI Express x1, x4, x8 и x16. Старшие разъемы оснащены специальным язычком, облегчающим подключение.
Внешний вариант интерфейса PCI Express может использоваться не только для подключения внешних видеокарт, но и для внешних накопителей и других плат расширения. Максимальная рекомендованная длина кабеля при этом равна 10 метров, но её можно увеличить при помощи соединения кабелей через повторитель.
Чем это может быть полезно для видеокарт? Например, это точно может облегчить жизнь любителей ноутбуков, при работе от батарей будет использоваться маломощное встроенное видеоядро, а при подключении к настольному монитору — мощная внешняя видеокарта. Значительно облегчится апгрейд подобных видеокарт, не нужно будет вскрывать корпус ПК. Производители смогут делать совершенно новые системы охлаждения, не ограниченные особенностями карт расширения, да и с питанием должно быть меньше проблем — скорее всего, будут использоваться внешние блоки питания, рассчитанные специально на определенную видеокарту, их можно в один внешний корпус с видеокартой встроить, используя одну систему охлаждения. Должна облегчиться сборка систем на нескольких видеокартах (SLI/CrossFire). В общем, с учетом постоянного роста популярности мобильных решений, такие внешние PCI Express должны завоевать определенную популярность.
В статье мы не трогаем устаревшие интерфейсы, их характеристики действительно сильно влияли на производительность даже в старые времена. Затем производители перешли на производство видеокарт, рассчитанных на интерфейс AGP (Accelerated Graphics Port), но его первой спецификации оказалось недостаточно, AGP 1.0 в некоторых случаях мог ограничивать производительность. Поэтому в дальнейшем стандарт модифицировали, версии 2.0 (AGP 4x) и 3.0 (AGP 8x) уже достигли высоких значений пропускной способности, выше которых скорость просто не росла.
Абсолютное большинство современных видеоплат рассчитано на интерфейс PCI Express, поэтому при выборе видеокарты мы предлагаем серьезно рассматривать только его, все данные о AGP приведены для справки. Хотя производители видеокарт по своей инициативе делают карты среднего уровня для интерфейса AGP (ATI RADEON X1950 PRO, NVIDIA GeForce 7800 GS и 7600 GT) до сих пор, но все они используют специальный мост для трансляции вызовов PCI Express в AGP, а новых видеочипов с поддержкой AGP давно не существует.
Итак, новые платы используют интерфейс PCI Express x16, объединяющий скорость 16 линий PCI Express, что дает пропускную способность до 4 ГБ/с в каждом направлении, это примерно в два раза больше, по сравнению с той же характеристикой AGP 8x. Важное отличие состоит в том, что PCI Express работает с такой скоростью в каждом из направлений, поэтому в некоторых случаях PCI Express может дать преимущества по сравнению с AGP. Но чаще всего пропускной способности стандарта AGP 8x достаточно, и разницы с соответствующими картами для PCI Express просто нет, разные версии видеокарт работают примерно с одной скоростью, что на AGP, что на PCI Express. Например, RADEON 9600 XT и RADEON X600 XT, для AGP и PCI Express, соответственно.
Другое дело, что будущего у AGP давно нет, и этот интерфейс следует рассматривать только с точки зрения апгрейда, все новые системные платы поддерживают только PCI Express, наиболее производительные видеокарты с интерфейсом AGP не выпускаются, а те, что есть, труднее найти в продаже. Если речь о покупке новой платы или одновременной смене системной и видеоплаты, то просто необходимо покупать карты с интерфейсом PCI Express, он будет наиболее распространен еще несколько лет, а его следующая версия будет совместима с нынешней.
