По мере повышения производительности видеокарты прямо пропорционально увеличивается потребление энергии, поэтому чем лучше и эффективнее видеокарта, тем больше линий питания ей требуется для работы.
Видеокарта
Материал из Национальной библиотеки Н.Э. Баумана. Национальная библиотека имени Баумана Эта страница последний раз была обновлена 18 апр 2017, 22:44.
Видеокарта (видеоадаптер, графический адаптер, графическая карта, графическая карта, графический ускоритель, 3D-карта) — устройство, преобразующее графическое изображение, содержащееся в памяти (или в самом адаптере), в видеосигнал для монитора. Это его основная функция, но помимо этого он, как правило, использует свои превосходные вычислительные возможности для задач, не связанных напрямую с формированием и отображением. Графические карты включают графический микропроцессор, который может выполнять дополнительную обработку и освобождать центральный процессор компьютера для этих задач. Например, все современные видеокарты Nvidia и AMD (ATi) поддерживают аппаратные приложения OpenGL. В последнее время также наблюдается тенденция использования вычислительной мощности графического процессора для неграфических задач.
Содержание
Современные видеокарты состоят из следующих частей
Графический процессор
Графический процессор (блок обработки графики (GPU)) занимается расчетом выходного изображения, освобождая CPU от этой обязанности и выполняя вычисления для обработки команд трехмерной графики. Он является основой графической платы и определяет производительность и функциональность всего устройства. Современные графические процессоры по своей сложности не уступают компьютерным CPU, зачастую превосходя их как по транзисторной, так и по вычислительной мощности благодаря большому количеству универсальных вычислительных блоков. Однако архитектуры GPU предыдущего поколения обычно содержат несколько вычислительных блоков. Так, блоки обработки 2D-графики, блоки обработки 3D-графики обычно разделяются на геометрическое ядро (и кэш пиков) и блок растеризации (и кэш текстур). Например.
Видеоконтроллеры.
Видеоконтроллер отвечает за форматирование изображения в видеопамяти, дает команду RAMDAC генерировать сигнал для сканирования экрана и обрабатывает запросы от центрального процессора. Другие компоненты обычно включают контроллер внешней шины данных (например, PCI или AGP), контроллер внутренней шины данных и контроллер видеопамяти. Ширина каналов внутренней и видеопамяти обычно больше, чем ширина внешнего канала (64, 128 или 256 бит против 16 или 32), и многие видеоконтроллеры включают RAMDAC. Современные графические адаптеры (AMD, nVidia) обычно имеют как минимум два видеоконтроллера, которые работают независимо друг от друга и управляют одним или несколькими мониторами одновременно.
Видео ПЗУ
Video ROM — постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в котором хранится BIOS видеокарты, экранные шрифты, сервисная панель и т.д. ПЗУ не используется непосредственно видеоконтроллером, а только центральным процессором.
BIOS инициализирует и управляет видеокартой до загрузки основной операционной системы и определяет все низкоуровневые параметры видеокарты, такие как рабочая частота и напряжение питания графического процессора и графической памяти, а также тайминги памяти. VBIOS также содержит системные данные, которые могут быть прочитаны и интерпретированы видеодрайвером во время работы (в зависимости от того, как распределена ответственность между драйвером и BIOS). Во многие современные карты встроено электрически перепрограммируемое EEPROM (EEPROM, flash ROM), которое позволяет пользователю заменить видео BIOS специальной программой.
Видео ОЗУ.
Видео ОЗУ действует как изолятор кадров для хранения постоянно меняющихся изображений, генерируемых графическим процессором, которые выводятся на экран (или несколько экранов). В видеопамяти также хранятся промежуточные элементы изображения и другие данные, которые не выводятся на экран. Существуют различные типы видеопамяти, с разными скоростями доступа и рабочими частотами. Современные видеокарты выпускаются с типами памяти DDR, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5 и HBM. Помимо видеопамяти видеокарты, современные графические процессоры обычно используют для работы часть общей системной памяти компьютера. Доступ к нему можно получить непосредственно из драйвера видеокарты через шину AGP или PCIE. В случае архитектуры с унифицированным доступом к памяти часть системной памяти компьютера используется в качестве видеопамяти. Источник 1
Характеристики
- Ширина шины памяти, измеряемая в битах, оказывает значительное влияние на пропускную способность памяти и, следовательно, на общую производительность видеокарты. Он определяется количеством битов данных, передаваемых за цикл. Чем шире шина памяти, тем выше производительность. У очень дешевых видеокарт ширина канала обычно составляет 64 или 128 бит, а у топовых — 256 бит и более.
- Объем видеопамяти, измеряемый в мегабайтах, — это объем памяти, установленный на плате и доступный для хранения данных. В настоящее время чем больше она измеряется в мегабайтах или гигабайтах, тем лучше. Однако истина не так проста, поскольку существует определенный предел, за которым дальнейшее увеличение памяти не приведет к увеличению скорости. Причина проста. Всегда существует определенный объем данных, который необходимо обработать. Это время каждый раз разное и зависит от используемой программы и настроек. Если объем памяти, установленной в 3D-ускорителе, превышает объем данных, необходимых для работы, дальнейшее увеличение объема видеопамяти не приведет к повышению производительности. Обратите внимание, что у памяти помимо размера есть и другие параметры, которые могут существенно влиять на скорость. Таким образом, видеокарта с 3 ГБ памяти не обязательно будет работать быстрее, чем модель с 2 ГБ. Это особенно верно, если карта с наибольшим объемом использует более медленную память, а карта с наименьшим объемом — более быструю память.
- Частота ядра и частота памяти — измеряется в мегагерцах, чем она выше, тем быстрее будет работать подсистема памяти. Это также один из способов, с помощью которого видеокарты можно сделать быстрее.
- Скорость заполнения текстур и пикселей, измеряемая в миллионах пикселей в секунду, указывает на количество информации, отображаемой в единицу времени.
- Различные специальные блоки. Количество блочных шейдеров, текстурирование и растеризация напрямую влияют на производительность. Как правило, производительность выше.
Сам термин педаль 3D-ускорителя формально обозначает дополнительную плату расширения, выполняющую вспомогательные функции, ускоряющие формирование трехмерной графики. Отображение результата в виде двухмерного изображения и передача его на монитор не является задачей педали 3D-ускорителя. В современном понимании 3D-ускоритель в виде отдельного устройства найти не реально. Почти все (узкоспециализированные) современные видеокарты, включая современные интегрированные графические адаптеры как часть процессора и системной логики, осуществляют аппаратное ускорение 2D и 3D графики.
1996 год стал настоящим прорывом на рынке 3D-ускорителей и видеокарт с аппаратным ускорением трехмерной графики. Это был год массового внедрения и популяризации аппаратно-ускоренной 3D-графики на IBMPC-совместимых машинах. В этом году новые графические решения появились у компаний 3DLabs, Matrox, ATI Technologies, S3, Rendition, Chromatic Research, Number Nine Visual Technology, Trident, PowerVR. Первые из этих решений были запущены в Великобритании в 2008 году. Хотя на базе этих графических процессоров существует множество 3D-ускорителей и полноценных видеокарт с возможностью ускорения 3D-графики, главным событием является выпуск 3D-ускорителя на базе чипсета 3DfxVoodooGraphics. Ранее компания выпускала 3D-ускорители специально для аркадных автоматов, но теперь 3dfx Interactive выпустила линейку чипов для рынка IBMPC-совместимых компьютеров. Скорость и качество рендеринга трехмерных сцен, выполняемого видеокартами Voodoo Graphics, не уступают последним аркадным автоматам, и большинство производителей видеокарт начали выпускать 3D-ускорители на базе набора Voodoo Graphics, а вскоре и компьютерные игры большинство производителей поддержали VoodooGraphics. Затем они выпустили новые игры для IBMPC-совместимых машин с совершенно новым уровнем 3D-графики. Интерес к 3D-играм и, соответственно, к 3D-педалям взорвался. Источник 1
Некоторые видеокарты используют жидкостное (водяное) активное охлаждение вместо воздушного. Эти системы высокоэффективны, но очень дороги и обычно используются в топовых игровых системах. Они также могут быть шумными, когда звук вентилятора заменяет звук водяного насоса.
Что такое GPU?
GPU означает graphics processing unit, то есть графический процессор. Этот тип процессора отвечает за рендеринг графики (создание изображений, которые появляются на экране).
Графические процессоры очень важны для любых вычислительных задач, особенно для 3D-рендеринга и игр.
Поэтому, если вы покупаете ПК или ноутбук для игр или создания различных типов контента, важно обратить внимание на тип графического процессора, так как он напрямую влияет на качество изображения и скорость выполнения задач.
Графический процессор и видеокарта – одно и то же?
В разговорной речи графический процессор часто используется как синоним видеокарты. Однако технически это не совсем верно.
Графический процессор фактически является частью видеокарты. Отвечая за рендеринг графики, видеокарта обеспечивает необходимую мощность и доступ к быстрой памяти.
Кроме того, видеокарта соединяет сам графический процессор с другими частями компьютера (центральным процессором, системной памятью и хранилищем), которым для выполнения необходимых задач требуется доступ к графическому процессору.
А что такое интегрированный графический процессор?
iGPU — это интегрированный графический процессор. Другими словами, это GPU, интегрированный в процессор.
- Почти все процессоры Intel (за исключением серии F) имеют встроенную графику, поэтому каждый из них оснащен iGPU.
- AMD, с другой стороны, оснащает своими iGPU только серию гибридных процессоров (APU).
При встроенной графике основной процессор делит память с графическим процессором, что снижает энергопотребление и общую нагрузку на компьютер.
Встроенный графический редактор идеально подходит для общих повседневных компьютерных нужд (например, просмотра веб-страниц и работы с текстом). Однако если вам нужен мощный ПК для игр или редактирования видео, подумайте о приобретении устройства с дискретным графическим процессором или dGPU.
