Что такое видеокарта компьютера?

Описание назначения видеокарты в компьютере. Какие они бывают и основные характеристики видеокарты влияющие на выбор при покупке.

Видеопамять

Кроме шины данных, второе узкое место любого видеоадаптера — это пропускная способность (англ. bandwidth) памяти самого видеоадаптера. Причём, изначально проблема возникла даже не столько из-за скорости обработки видеоданных (это сейчас часто стоит проблема информационного «голода» видеоконтроллера, когда он данные обрабатывает быстрее, чем успевает их читать/писать из/в видеопамять), сколько из-за необходимости доступа к ним со стороны видеопроцессора, центрального процессора и RAMDAC’а. Дело в том, что при высоких разрешениях и большой глубине цвета для отображения страницы экрана на мониторе необходимо прочитать все эти данные из видеопамяти и преобразовать в аналоговый сигнал, который и пойдёт на монитор, столько раз в секунду, сколько кадров в секунду показывает монитор. Возьмём объём одной страницы экрана при разрешении 1024×768 точек и глубине цвета 24 бит (True Color), это составляет 2,25 МиБ. При частоте кадров 75 Гц необходимо считывать эту страницу из памяти видеоадаптера 75 раз в секунду (считываемые пикселы передаются в RAMDAC и он преобразовывает цифровые данные о цвете пиксела в аналоговый сигнал, поступающий на монитор), причём, ни задержаться, ни пропустить пиксел нельзя, следовательно, номинально потребная пропускная способность видеопамяти для данного разрешения составляет приблизительно 170 МиБ/с, и это без учёта того, что необходимо и самому видеоконтроллеру писать и читать данные из этой памяти. Для разрешения 1600x1200x32 бит при той же частоте кадров 75 Гц, номинально потребная пропускная составляет уже 550 МиБ/с, для сравнения, процессор Pentium-2 имел пиковую скорость работы с памятью 528 МиБ/с. Проблему можно было решать двояко — либо использовать специальные типы памяти, которые позволяют одновременно двум устройствам читать из неё, либо ставить очень быструю память. О типах памяти и пойдёт речь ниже.

FPM DRAM (Fast Page Mode Dynamic RAM — динамическое ОЗУ с быстрым страничным доступом) — основной тип видеопамяти, идентичный используемой в системных платах. Использует асинхронный доступ, при котором управляющие сигналы не привязаны жёстко к тактовой частоте системы. Активно применялся примерно до 1996 г.

Matrox и Number Nine, поскольку требует специальных методов доступа и обработки данных. Наличие всего одного производителя данного типа памяти (Samsung) сильно сократило возможности её использования. Видеоадаптеры, построенные с использованием данного типа памяти, не имеют тенденции к падению производительности при установке больших разрешений и частот обновления экрана, на однопортовой же памяти в таких случаях RAMDAC всё большее время занимает шину доступа к видеопамяти и производительность видеоадаптера может сильно упасть.

EDO DRAM (Extended Data Out DRAM — динамическое ОЗУ с расширенным временем удержания данных на выходе) — тип памяти с элементами конвейеризации, позволяющий несколько ускорить обмен блоками данных с видеопамятью приблизительно на 25 %.

DDR SDRAM (Double Data Rate) — вариант SDRAM с передачей данных по двум срезам сигнала, получаем в результате удвоение скорости работы. Дальнейшее развитие пока происходит в виде очередного уплотнения числа пакетов в одном такте шины — DDR2 SDRAM (GDDR2), DDR3 SDRAM (GDDR3) и т.д.

SGRAM (Synchronous Graphics RAM — синхронное графическое ОЗУ) вариант DRAM с синхронным доступом. В принципе, работа SGRAM полностью аналогична SDRAM, но дополнительно поддерживаются ещё некоторые специфические функции, типа блоковой и масочной записи. В отличие от VRAM и WRAM, SGRAM является однопортовой, однако может открывать две страницы памяти как одну, эмулируя двухпортовость других типов видеопамяти.

MDRAM (Multibank DRAM — многобанковое ОЗУ) — вариант DRAM, разработанный фирмой MoSys, организованный в виде множества независимых банков объёмом по 32 КиБ каждый, работающих в конвейерном режиме.

Что такое видеокарта

Видеокарта — составная часть компьютера, функция которой заключается в том, чтобы перевести определенные данные, расположенные в памяти системы в доступное изображение.

Если сказать нетерминологическим языком, то видеокарта, или видеоадаптер — деталь компьютера (часто подключаемая плата) которая обрабатывает информацию и передает её на экран. Они бывают разных видов и размеров, с системой охлаждения и без, но в общем выглядят примерно так:

Вероятно вы уже получили базовый ответ на вопрос что такое видеокарта, но также, скорее всего, это далеко не все, что вы хотели бы о ней знать, поэтому продолжим.

Что такое видеокарта?

Видеокарта, или графический ускоритель, видеоадаптер, GPU – это устройство, которое преобразует графический образ в форму, которая пригодна для вывода на экран. Но главная функция видеоадаптера состоит в преобразовании информации, которая имеется на устройстве, в графическую.

Все файлы на компьютерах и ноутбуках хранятся как нули и единицы – в виде двоичного кода. А компьютер работает с битами, килобайтами, байтами и другими массивами информации. И самая маленькая из них – бит, а уже из нее складываются байты, мегабайты и др. Бит воспринимает только двоичную систему, то есть 0 (как «ложь») и 1 (как «истину»).

Видеокарта преобразует эти массивы информации и выводит информацию на экран.

В результате, из множества нулей и единиц GPU собирает картинки и документы и показывает пользователю.

Изначально эта функция была возложена на центральный процессор – CPU. Однако с ростом прогресса и количества информации CPU, буквально, перестал вывозить на себе все функции. Поэтому был создан 2D акселератор, а потом и 3D ускоритель.

Если убрать из системы компьютера видеокарту, то мы просто-напросто не сможем работать на устройстве. Как следствие не будет вывода изображения на экран. В результате будет просто черный экран. А это значит, что работать будет невозможно.

См.также

  • Монитор (дисплей)
  • Типы видеоадаптеров
  • VBE
  • Сравнение графических процессоров ATI
  • Сравнение графических процессоров NVIDIA
  • NVIDIA Quadro
  • Сравнение мобильных видеокарт

Размеры видеокарты

Внимвние! Прежде чем покупать графический ускоритель, необходимо понять, сможете ли вы его установить на своей материнской плате, не перекроет ли он доступ к какому-либо слоту и поместится ли она по длине в корпус вашего ПК. Обязательно обратите внимание на  параметр «Максимальная длина видеокарты», который указывается в характеристиках практически всех компьютерных корпусов.

Необходимые компоненты для нормальной работы видеокарты

Как вы наверное поняли, сама по себе видеокарта существовать не может, да и другие составные части компьютера тоже не могут существовать сами по себе. Для работоспособности видеокарты необходимо как минимум 4 компонента:

Обучение и медицина

Использовать шлем виртуальной реальности в связке с мощным компьютером, в целях обучения иногда выходит дешевле: например, представьте, сколько нужно обучать пилота, чтобы он отлетал положенное количество часов.

А теперь посчитайте, сколько керосина при этом он сожжет и сколько это может стоить. Конечно, обучение с помощью VR – не полная замена, но неплохая помощь в процессе.

Согласно последним исследованиям ученых, использование специальных пространств виртуальной реальности позволяет бороться с некоторыми расстройствами мозга и нервной системы – например, старческой деменцией или проблемами вестибулярного аппарата.VR-очки с графической картой в медицине

Компьютер, соответственно, тоже нужен мощный, и видеокарта в нем должна быть хорошая.

Где находится видеокарта?

Чаще всего необходимость в поиске видеокарты возникает в случае замены старого видеоадаптера на новый или же в случае скопления пыли, которую нужно вычистить.

Определить видеокарту не составит труда, так как она имеет систему охлаждения, которая похожа на вентилятор. Ее уж ни с чем не спутаешь. Видеокарту устанавливают для того, чтобы не случился перегрев и поломка модуля. Такая карта может иметь в наличии один или два кулера.

Иногда, возникают трудности с месторасположением видеоадаптера. Ведь система охлаждения может быть замаскирована, а в материнской плате установлено еще пару модулей. Исключительно каждый адаптер имеет разъемы VGA для того, чтобы подключить монитор. Он легко выделяется среди других составляющих, так как имеет ярко выраженный синий (реже белый) цвет и прямоугольную форму. Перепутать такие разъемы будет крайне тяжело, а обнаружив их, вы сразу поймете, что перед вами видеоадаптер.

Для чего нужна видеокарта

Так, а теперь давайте обсудим товарищи для чего нужна видеокарта. А нужна она для отображения всего на компьютере происходящего. Без видеокарты вы не сможете подключить монитор. Вам просто кабель от монитора некуда будет подключить. Компьютер можно запустить без видеокарты, но сделать вы ничего на нем не сможете. Так что видеокарта является обязательным устройством для работы за компьютером.

Для чего нужна видеокарта

3D-ускорители

Сам термин 3D-ускоритель формально означает дополнительную плату расширения, выполняющую вспомогательные функции ускорения формирования трехмерной графики. Отображение результата в виде 2D изображения и передача её на монитор не является задачей 3D-ускорителя. В современном понимании 3D-ускорители в виде отдельного устройства практически не встречаются. Почти любая (кроме узкоспециализированных) современная видеокарта, в том числе и современные интегрированные графические адаптеры в составе процессоров и системной логики, выполняют аппаратное ускорение отображения двухмерной и трехмерной графики.

Настоящим прорывом на рынке 3D-ускорителей и видеокарт с аппаратным ускорением 3D-графики стал 1996 год. Именно этот год стал годом массового внедрения и популяризации аппаратной 3D-графики на IBM PC-совместимых компьютерах. В этому году появляются новые графические решения от 3DLabs, Matrox, ATI Technologies, S3, Rendition, Chromatic Research, Number Nine Visual Technology, Trident, PowerVR. И хотя на основе этих графических процессоров в этом году выходит множество как 3D-ускорителей, так и полноценных видеокарт с функций ускорения 3D-графики, главным событием становится выпуск 3D-ускорителей на основе набора чипов 3Dfx Voodoo Graphics. Компания 3dfx Interactive до этого производившая специализированные 3D-ускорители для аркадных автоматов представила набор чипов для рынка IBM PC-совместимых компьютеров. Скорость и качество рендеринга трехмерных сцен выполненных картами Voodoo Graphics были на уровне современных игровых автоматов, и большинство производителей видеокарт начали выпуск 3D-ускорителей на основе набора Voodoo Graphics, а вскоре и большинство производителей компьютерных игр поддержали Voodoo Graphics и выпустили новые игры для IBM PC-совместимых компьютеров с совершенно новым уровнем 3D-графики. Произошел взрыв интереса к 3D-играм и соответственно к 3D-ускорителям.[Источник 1]

Как определить, какая видеокарта установлена в компьютере

Иногда вам необходимо определить какая видеокарта используется в компьютере. Это можно сделать множеством способов, например, посмотреть в документах на компьютер или открыть корпус и посмотреть на установленный видеоадаптер. Однако это далеко не всегда возможно и удобно, гораздо проще воспользоваться программными способами, определить характеристики установленной видеокарты.

Если вас интересует только тип используемого видеоадаптера, то достаточно заглянуть в диспетчер устройств или проверить характеристики онлайн, если видеокарта будет идентифицирована, то ее название будет показано в таблице. Более полную информацию, вам предоставит программа CPU-Z, которая показывается основную информацию об используемом оборудовании в компьютере. Чтобы получить подробную информацию о характеристиках установленной видеокарты, можно воспользоваться специализированной утилитой GPU-Z, причем с пояснительными подсказками на русском языке.

Окно программы GPU-Z

Ссылки

Основные производители

  • ATI (приобретена AMD в 2006 г.)
  • nVidia

Специализированные

Другие производители

  • PNY Technologies (партнер NVIDIA)
  • 3dfx (приобретена NVidia)
  • S3 Graphics
  • XGI Technology Inc. (приобретена ATI в 2006 г.)

Как работает видеокарта

В предыдущем разделе были рассмотрены основные составляющие графической карты, время рассмотреть, как все это работает. А работает это так:

  • ЦП вместе с определенными программами отправляет видеоадаптеру данные, необходимые для создания картинки на дисплее;
  • Графическая плата устанавливает верное местонахождение пикселей на мониторе компьютера. Если на этом этапе произойдет сбой, то изображение может получиться не таким, каким должно;
  • Графический ускоритель направляет данные на экран.

Фактически эти три шага: отправление графическому адаптеру информации, его работа с ней и вывод результата, представляет всю работу видеокарты.

Но давайте рассмотрим процессы, происходящие на втором шаг подробнее. Для примера возьмем компьютерную игру.

При работе с игровой программой главной задачей графического адаптера является создание 3D изображения. Здесь огромную роль играют полигоны — различные необъемные фигуры, число углов которых может быть равно, или больше трех. Полигоны включают в свой состав огромное множество треугольников. Из них строится весь игровой мир.

Графический ускоритель получил информацию касательно игрового мира. Сейчас он должен определить, что конкретно и как окажется в поле зрения игрока, а что нет. Все необходимое он размещает в кадре. Работая с треугольниками, видеокарта производит предметы, освещение и его влияние на окружение.

В построении игрового мира видеокарта выполняет следующее:

  • Растеризация — окраска пикселей объекта;
  • z-буферизация — на этом этапе решается, какие из полигонов и треугольников, образующие предметы будут видны;
  • Затенение — благодаря этому этапу, идёт установка цвета предметам отталкиваясь от источника света, и наличия тени;
  • На предметы, произведенные графической платой, будут наложены необходимые текстуры, т.к. без них они не имеют каких-либо отличительных качеств. По сути, они как модели из 3D принтера, а текстуры это своеобразные наклейки на предметы, которые придают им внешний вид и реалистичность.

Тем не менее, не стоит забывать и о таких показателях, как площадь, периметр, диаметр, то есть геометрических показателях фигур и моделей. Операции по их вычислению довольно объемны и сложны, поэтому все это ложиться на плечи ЦП, чем он мощнее, тем лучше функционирует игра.

Виды видеокарт

Видов графических карт на рынке не такое большое количество, по сути основных только три. Основными производителями являются NVidia и AMD Radeon и Intel, остальные фирмы просто пользуются их наработками. Intel планирует в будущем выпустить свои дискретные модели, сейчас они производят только интегрированные.

Дискретная видеокарта — что это

Дискретная видеокарта — это высокопроизводительный видеоадаптер, подключаемый к материнской плате компьютера. Отличается наличием встроенной памяти, но в некоторых моделях может быть и без нее. Заменяема — подключается отдельно.

Именно такие видео-адаптеры можно увидеть в продаже множества магазинов. Если вам нужна хорошая производительность в работе с графикой и в играх — это именно оно. Существуют варианты, как для домашних ПК с системным блоком, так и для ноутбуков.

Интегрированная видеокарта — что это

Интегрированная видеокарта — это видеоконтроллер уже встроенный в материнскую плату. Не отличается большой скоростью в обработке видео и чаще не имеет своей оперативной памяти и системы охлаждения.

Встроена по умолчанию в большинство современных материнских плат и позволяет обеспечивать минимальную производительность в обработке графики.

Внешняя видеокарта — что это

Относительно новый вид видеоадаптеров. Это тоже очень производительная карта, та же дискретная, но уже подключается через специальный переходник к вашему ПК или ноутбуку.

Именно для ноутбуков она пользуется огромной популярностью. Когда нужно обработать большое количество видеоданных и графики — это отличное решение.

В заключение

В следующих публикациях будет продолжена тема аппаратного обеспечения компьютера и вы узнаете, что такое центральный процессор вашего ПК. Хорошего вам настроения.

Литература

  • Скотт Мюллер Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. — 17 изд. — М.: «Вильямс», 2007. — С. 889-970. — ISBN 0-7897-3404-4

Самые мощные процессоры на Socket LGA 775 и 771

Апгрейд компьютера — это проблема, с которой рано или поздно сталкиваются все пользователи ПК. Конечно, …

Проведение стримов

Некоторые ошибочно полагают, что стримят только прохождением какой-либо игры. Отнюдь. При наличии фантазии, прямой эфир можно превратить в шоу – например, троллить народ в «Чат-рулетке» или провести сеанс ASMR-терапии.

Естественно, таким стримерам нужны хорошие, дорогие вебкамеры для трансляции качественного изображения, справиться с которым может только мощный GPU.

Вот в принципе, все задачи, которые мне удалось вспомнить. Если вам еще что-то пришло на ум, не стесняйтесь и пишите в комментариях.

Тем же, кого не интересуют ускорение и прочие навороты, а нужна видеокарта строго под офисные задачи, могу порекомендовать устройство Inno3D GeForce GT710 2GB 954 MHz.

А еще советую вам почитать публикации «Встроенная и интегрированная графика в процессоре» и «Выбираем процессор для домашнего компьютера». А о процессорах для рендеринга за 2017 и 2018 год вы можете узнать здесь.

Спасибо за внимание и до встреч на страницах моего блога! Не забудьте поделиться этой публикацией Вконтакте или Фейсбуке и подписаться на обновления.

С уважением, автор блога Андрей Андреев.

Ссылки

  • Из чего состоит видеокарта?
  • Что такое видеокарта?
  • Видеокарта
  • Реферат Видеокарта
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: