Obraz na ekranie wyświetlacza składa się z najmniejszych punktów zwanych pikselami. Przy maksymalnej rozdzielczości Full HD ich liczba przekracza 2 miliony, a komputer musi zdecydować, co zrobić z każdym z nich. Wymaga to mediatora, który mógłby przekształcić dane binarne w widoczny obraz. Jeśli komputer nie poradzi sobie z tym zadaniem przy użyciu sprzętu płyty głównej, jego implementacja zajmuje kartę graficzną. Wykonane skomplikowane obliczenia, ale urządzenie również zrozumieć zasadę karty graficznej jest łatwe do zrozumienia. W tym artykule omówiono główne składniki, ich funkcje i czynniki, które zapewniają wysoką wydajność i wydajność komputera.
Jak działa karta graficzna?
Komputer może być reprezentowany jako organizacja z własnym działem artystycznym, do którego wysyłana jest prośba o narysowanie obrazu. Wydział decyduje, co powinno być rysunkiem, a następnie umieszcza je na papierze. W końcu jakiś pomysł realizowany jest na widzialnym obrazie.
Zasada karty graficznej jest taka sama. Procesor i oprogramowanie przesyłają informacje do karty graficznej, która decyduje, jakie piksele powinny znajdować się na ekranie, aby uzyskać pożądany obraz. Następnie dane te są przesyłane kablem do monitora.
Trudno jest tworzyć obrazy z liczb binarnych. Aby wyświetlić trójwymiarowy obraz na ekranie, karta graficzna powinna najpierw obliczyć ramkę za pomocą linii prostych. Następnie wypełnia je pikselami. Następnie dodaje się koloroświetlenie i tekstura. W szybkich grach komputerowych procesor graficzny musi wykonywać wszystkie te obliczenia co najmniej 60 razy na sekundę. Bez tego obciążenie procesora byłoby zbyt duże. Praca karty graficznej w zasadzie zależy od następujących czterech głównych elementów:
połączenia z płytą główną, przez którą odbierane są moc i dane;
procesor, który zajmuje się przetwarzaniem każdego piksela ekranu;
pamięć graficzna przechowująca dane dla każdego piksela i zakończonych obrazów;
wyjściowy system wyświetlania końcowego wyniku.
Procesor graficzny
Zasada działania karty graficznej opiera się na pozyskiwaniu danych z GPU i przekształcaniu ich w obrazy.
Karta graficzna, podobnie jak płyta główna, jest płytą pilśniową z procesorem i pamięcią. Jest również wyposażony w mikroukład systemu I /O (BIOS), który przechowuje ustawienia i który przy starcie diagnozuje systemy pamięci, wejścia i wyjścia. Procesor graficzny wygląda jak procesor komputera. Jednak GPU jest specjalnie zaprojektowany do złożonych obliczeń geometrycznych i matematycznych, które są wymagane do wizualizacji obrazu. W niektórych z najszybszych tranzystorów procesorowych więcej niż przeciętny procesor. GPU przydziela dużo ciepła, dlatego zwykle jest chłodzony przez chłodnicę lub chłodnicę wentylatora. Oprócz olbrzymiej mocy obliczeniowej, układy GPU współdziałają ze specjalnym oprogramowaniem do analizy i wykorzystywania danych.Firmy nVidia i ATI wydają ogromną większość układów kart graficznych. Opracowują własne narzędzia zwiększające produktywność. Aby uzyskać wyższą jakość obrazu, procesory graficzne wykorzystują:
pełnoekranowe wygładzanie krawędzi obiektów 3D;
Filtracja anizotropowa, poprawia wyrazistość obrazu wideo.
Zachowując ogólną zasadę kart graficznych, każdy producent opracowuje własne techniki barwienia, nakładki kolorów, tekstury i szablony.
Ponieważ GPU tworzy obraz, powinien go gdzieś przechowywać. To jest operacyjne urządzenie pamięci masowej. Przechowuje informacje o wszystkich punktach, ich kolorze i lokalizacji. Część pamięci RAM może również działać jako bufor ramek z gotowymi obrazami, dopóki nie nadejdzie czas na ich odzwierciedlenie. Z reguły pamięć działa z bardzo dużą prędkością i jest dwukierunkowa, co oznacza, że system może jednocześnie czytać i zapisywać dane. Graficzna pamięć RAM jest bezpośrednio podłączona do przetwornika cyfrowo-analogowego przetwornika cyfrowo-analogowego, który konwertuje obraz na sygnał używany przez wyświetlacz. Niektóre karty wideo mają kilka takich modułów, co zwiększa wydajność i umożliwia obsługę więcej niż jednego monitora. DAC przesyła ostateczny obraz przez kabel. Szczegóły działania karty graficznej z interfejsami opisano poniżej.
Złącze PCI
Karty graficzne są podłączone do komputera za pośrednictwem złącza płyty głównej. Zasila się energią, a dane są wymieniane z procesorem. Potężne karty wideo często używają więcejenergii niż pozwala na to płyta główna, dlatego są wyposażone w złącze do bezpośredniego podłączenia do zasilania. Połączenia są zwykle realizowane za pomocą interfejsów PCI, AGP i PCI Express (PCIe). Ten ostatni jest najbardziej nowoczesny i zapewnia najwyższą szybkość przesyłania danych pomiędzy kartą a płytą główną. PCIe obsługuje jednoczesne korzystanie z wielu akceleratorów wykresów.
Zasada karty graficznej, podłącz monitor
Większość kart graficznych pozwala na wyświetlanie obrazu na wyświetlaczu 2. Połączenia przez porty DVI, HDMI DisplayPort obsługuje monitorów LCD i VGA, które są połączone typ ekranu kineskopu. Niektóre karty mają 2 porty DVI. Nie wyklucza to jednak możliwości stosowania lamp elektronopromieniowych, ponieważ można je podłączyć za pomocą przejściówki. Apple jest wciąż produkuje monitory z zastrzeżonych złącza ADC, który został zastąpiony przez DVI port, a następnie - na bazie Thunderbolt USB-C, wstecznie kompatybilny z HDMI i DisplayPort. Większość używa tylko jednego wyświetlacza. Ci, którzy potrzebują 2 monitorów, mogą kupić kartę graficzną z możliwością wyświetlania dwóch ekranów. Takie komputery mogą obsługiwać 4 lub więcej wyświetlaczy.
Inne związki
Oprócz płyty głównej i monitora, niektóre karty graficzne umożliwiają podłączenie do:
ekran telewizyjny (wyjście poprzez wyjście TV lub S-Video);
analogowe kamery wideo (za pomocą ViVo i wejścia wideo);
aparaty cyfrowe (przez USB lub FireWire).
Poszczególne karty wideo są dostarczane przez tunery telewizyjne.
Interfejsy DirectX i opengl
programowania aplikacji (API zapewnia skuteczne oprogramowanie do interakcji i sprzęt, zapewniając proste narzędzia do wykonywania złożonych zadań (takich jak wizualizacji trójwymiarowej). Deweloperzy optymalizacji grafiki gra specyficzne API. To dlatego, że najnowsze gry wymagają często wersję aktualizacji OpenGL i DirectX. API różnią się od kierowców które to programy, które pozwalają sprzętu do pracy z komputerem OS. jednak aktualizacje sterowników można również zapewnić prawidłowe funkcjonowanie aplikacji.
Rozwój
, ponieważ wtedy, IBM dokonał pasa th próbki w 1981 roku, zasada kart graficznych nie uległ zmianie. Wtedy wezwali adapter monochromatyczny wyświetlacz. Korzystanie z nich może doprowadzić do czarnego i białego tekstu na ekranie tylko. Minimalny standard dla kart graficznych są VGA, obsługuje 256 kolorów. A dzięki wysokim standardom wydajności jako 4K UHD, ekran wyświetla miliony kolorów o rozdzielczości 3840 x 2160 pikseli
.
Wybierz kartę graficzną
Dobra karta graficzna ma szybki procesor i dużą ilość pamięci RAM. Często wygląda bardzo atrakcyjnie. Wysokowydajne modele charakteryzują się żywą stylistyką z ozdobnymi wentylatorami i grzejnikami. Wysokowydajne karty graficzne oferują o wiele więcej mocy niż potrzebuje większość użytkowników. Ci, którzy używają swojego komputera, aby przeczytać e-mail, edytora tekstu i surfowanie po Internecie znajdą wszystko, czego potrzeba w płytę główną ze zintegrowaną grafiką. Większość nietrwałych graczy ma wystarczająco dużo kart graficznych średniego zakresu. MocnyAkceleratory graficzne są potrzebne tylko dla graczy komputerowych i projektantów, którzy zajmują się modelowaniem 3D. Zasada działania karty graficznej w laptopie i komputerze jest taka sama, chociaż z powodu braku miejsca pierwsze są na zewnątrz inne niż pozostałe. Dobrym parametrem oceny wydajności kart graficznych jest liczba klatek na sekundę. Oko ludzkie zajmuje około 25 c /s, ale dla płynnej animacji w niektórych grach wymagana jest prędkość większa niż 60 klatek na sekundę. Szybkość klatek jest określana przez:
Liczba wierzchołków trójkątów lub na sekundę tworzących trójwymiarowe obrazy. Ten parametr opisuje szybkość obliczeń całego wielokąta lub wierzchołków, które go określają.
Szybkość wypełniania pikseli, która wskazuje, jak szybko GPU może zrasteryzować obraz.
Prędkość
Prędkość karty graficznej zależy bezpośrednio od sprzętu. Na jego wydajność największy wpływ mają następujące cechy techniczne:
prędkość zegara;
szerokość szyny pamięci;
RAM przepustowości;
ilość pamięci RAM i jej częstotliwość;
Częstotliwość DAC.
Procesory i komputery PC również odgrywają ważną rolę, ponieważ nawet bardzo szybka karta graficzna nie jest w stanie zrekompensować słabej wydajności systemu.
Zintegrowana grafika
Wiele komputerów jest zintegrowanych z procesorami kart wideo. Zasada takich akceleratorów graficznych różni się od kart dyskretnych tym, że dzielą pamięć RAM z procesora. Z łatwością obsługują obrazy dwuwymiarowe, dzięki czemu idealnie nadają się do biura i biuraaplikacje internetowe. Instalacja dyskretnej karty dla takich płyt głównych powoduje wyłączenie wbudowanych funkcji graficznych.
