Видеокарта

1.

Видеокарта

2.

Видеокарта
Определение
Видеокарта — это устройство, преобразующее графический
образ, который хранится как содержимое памяти компьютера,
в форму, пригодную для дальнейшего вывода на
экран монитора.

3.

Видеокарта
Виды видеокарт
Интегрированная
Дискретная

4.

Видеокарта
Интегрированная видеокарта
Интегрированная видеокарта (или
встроенная видеокарта) — является
неотъемлемой частью
материнской платы
или центрального процессора,
то есть она встроена в них.
Наличие интегрированного видео
уменьшает стоимость
и энергопотребление
компьютера, однако они имеют
ограниченную производительность
(часто не имеют собственной
видеопамяти и используют ОЗУ
компьютера).

5.

Видеокарта
Дискретная видеокарта
Дискретная видеокарта
представляет собой отдельную
плату расширения,
устанавливаемую в специальный
слот на материнской плате. Она
имеет в себе все необходимое для
полноценной работы.
Благодаря этому, она может иметь
высокую производительность,
позволяющую использовать ее в
«тяжелых» графических приложениях
и играх.
Главными минусами является ее
стоимость и энергопотребление.

6.

Видеокарта
AMD
Бренды
NVIDIA

7.

Видеокарта
Основные характеристики
Интерфейс;
Тактовая частота графического процессора;
Частота видеопамяти;
Объем видеопамяти;
Тип видеопамяти;
Ширина (разрядность) шины видеопамяти;
Поддержка технологии SLI / CrossFire;
Разъемы;
Система охлаждения;
Размеры видеокарты.

8.

Видеокарта
Интерфейс
Интерфейс — служит для передачи данных между 3Dускорителем и центральным процессором. В настоящее время
стандартом является шина PCI Express (PCI-E) разных версий.
PCI-E 1.0
PCI-E 2.0
PCI-E 3.0
Разные версии интерфейса PCI Express совместимы между
собой, но каждая следующая версия интерфейса имеет вдвое
большую пропускную способность. Если видеоадаптер имеет
интерфейс PCI- E 2.0, а установлен в слот PCI-E 1.0, то работать
он будет как PCI-E 1.0.

9.

Видеокарта
Тактовая частота
Тактовая частота видеопроцессора — сильно влияет
на производительность видеоадаптера, чем она выше, тем
быстрее он работает и тем больше его тепловыделение.
Измеряется частота в мегагерцах.
Именно поэтому, увеличение
рабочей частоты GPU
является одним из способов
разгона видеокарты.

10.

Видеокарта
Частота видеопамяти
Частота видеопамяти — измеряется в мегагерцах, и чем она
выше, тем быстрее работает подсистема памяти. Так же
является одним из способов ускорить работу видеокарты.

11.

Видеокарта
Объем видеопамяти
Объем видеопамяти — сколько
памяти установлено на плате
и доступно для хранения данных.
В настоящее время измеряется
в гигабайтах и чем ее больше,
тем лучше. Однако на самом
деле не все так просто,
поскольку есть определенный
предел, после которого
дальнейшее наращивание
объема памяти не приводит
к увеличению скорости работы.

12.

Видеокарта
Тип видеопамяти
Сейчас используется несколько типов оперативной памяти
применяющиеся в видеокартах. В современных видеокартах
может применяться как DDR, так и специально разработанная
для использования в видеокартах память типа GDDR.
Чем более современный тип
памяти, тем выше скорость
ее работы. Самая быстрая
на сегодняшний день это GDDR5,
но она и самая дорогая, поэтому
применяется в видеокартах
верхнего ценового сегмента.

13.

Видеокарта
Имеет большое
влияние на
пропускную
способность памяти
и следовательно
на общую
производительность
видеокарты.
Определяется числом
бит данных
передаваемых за
один цикл. Чем
ширина шины памяти
больше, тем выше
скорость работы.
Ширина шины памяти

14.

Видеокарта
Технологии SLI/CrossFire
Производительности всегда мало и графические адаптеры
не являются исключением. Для тех, кому всегда мало, можно
использовать технологии SLI или CrossFire.
Реализация очень простая, в компьютер устанавливается две
и более видеокарты одновременно, которые работают
параллельно. Технология SLI разработана для карточек NVIDIA,
а CrossFire соответственно для AMD.

15.

Видеокарта
Видео-разъемы
DVI;
D-Sub или VGA;
HDMI;
S-Video.
DisplayPort;

16.

Видеокарта
DVI
DVI (Digital Visual Interface) — наиболее распространенный
интерфейс, который бывает в трех вариантах: DVI-D
(цифровой), DVI-A (аналоговый), DVI-I (комбинированный).
В дискретных видеокартах обычно присутствует DVI-I, как
наиболее универсальный.
Он позволяет с помощью
специальных переходников
выбирать цифровую или
аналоговую форму
подключения. Для подключения
очень больших мониторов
с разрешением больше чем
1920×1080 нужно чтобы
использовалось двухканальное
подключение, DVI Dual-link.

17.

Видеокарта
HDMI
HDMI (High Definition Multimedia Interface) — цифровой
интерфейс для передачи по одному кабелю изображения
и звука.
Получил широкое распространение, в том числе в бытовых
электроприборах. Имеет несколько версий различающихся
производительностью и функционалом.
Если в видеокарте
отсутствует выход HDMI,
то можно
воспользоваться
переходником DVIHDMI.

18.

Видеокарта
DisplayPort
DisplayPort — еще один цифровой интерфейс для передачи
мультимедиа с оригинальным разъемом, является конкурентом
HDMI. Не требует лицензионных отчислений от производителя
оборудования, поэтому имеет своих сторонников.

19.

Видеокарта
D-Sub или VGA
D-Sub или VGA — являются
аналоговыми разъемами для
подключения мониторов,
повсеместно распространенными до
появления цифровых интерфейсов.
Если есть выбор, то лучше
использовать цифровое подключение.
Если в видеокарте только цифровые
выходы, а в мониторе только
аналоговые входы, то можно
воспользоваться переходниками
с цифровых интерфейсов на VGA.

20.

Видеокарта
S-Video
S-Video — устаревший аналоговый интерфейс,
использовавшийся ранее для подключения компьютера
к аналоговым телевизорам. Стоит использовать, только если
телевизор старый и цифровые входы отсутствуют.

21.

Видеокарта
Устройство видеокарты.
Графический процессор
Графический процессор-Графический процессор
(Graphics processing unit (GPU) — графическое
процессорное устройство) занимается расчётами
выводимого изображения, освобождая от этой
обязанности центральный процессор, производит
расчёты для обработки команд трёхмерной графики.
Является основой графической платы, именно от него
зависят быстродействие и возможности всего
устройства. Современные графические процессоры
по сложности мало чем уступают центральному
процессору компьютера, и зачастую превосходят его
как по числу транзисторов, так и по вычислительной
мощности, благодаря большому числу универсальных
вычислительных блоков. Однако архитектура GPU
прошлого поколения обычно предполагает наличие
нескольких блоков обработки информации, а
именно: блок обработки 2D-графики, блок обработки
3D-графики, в свою очередь, обычно разделяющийся
на геометрическое ядро (плюс кэш вершин) и блок
растеризации (плюс кэш текстур) и др.

22.

Видеокарта
Устройство видеокарты.
Видеоконтроллер
Видеоконтроллер отвечает за формирование изображения в
видеопамяти, даёт команды RAMDAC на формирование
сигналов развёртки для монитора и осуществляет обработку
запросов центрального процессора. Кроме этого, обычно
присутствуют контроллер внешней шины данных (например, PCI
или AGP), контроллер внутренней шины данных и контроллер
видеопамяти. Ширина внутренней шины и шины видеопамяти
обычно больше, чем внешней (64, 128 или 256 разрядов против 16
или 32), во многие видеоконтроллеры встраивается ещё и
RAMDAC. Современные графические адаптеры (AMD, nVidia)
обычно имеют не менее двух видеоконтроллеров, работающих
независимо друг от друга и управляющих одновременно одним
или несколькими дисплеями каждый.

23.

Видеокарта
Устройство видеокарты.
Видео-ПЗУ
Видео-ПЗУ (Video ROM) — постоянное запоминающее
устройство (ПЗУ), в которое записаны BIOS видеокарты, экранные
шрифты, служебные таблицы и т. п. ПЗУ не используется
видеоконтроллером напрямую — к нему обращается только
центральный процессор.
BIOS обеспечивает инициализацию и работу видеокарты до
загрузки основной операционной системы, задаёт все
низкоуровневые параметры видеокарты, в том числе рабочие
частоты и питающие напряжения графического процессора и
видеопамяти, тайминги памяти. Также VBIOS содержит
системные данные, которые могут читаться и интерпретироваться
видеодрайвером в процессе работы (в зависимости от
применяемого метода разделения ответственности между
драйвером и BIOS). На многих современных картах
устанавливаются электрически перепрограммируемые ПЗУ
(EEPROM, Flash ROM), допускающие перезапись видео-BIOS
самим пользователем при помощи специальной программы.

24.

Видеокарта
Устройство видеокарты.
Видео-ОЗУ
Видеопамять выполняет функцию кадрового
буфера, в котором хранится изображение,
генерируемое и постоянно изменяемое
графическим процессором и выводимое на
экран монитора (или нескольких мониторов). В
видеопамяти хранятся также промежуточные
невидимые на экране элементы изображения
и другие данные. Видеопамять бывает
нескольких типов, различающихся по скорости
доступа и рабочей частоте. Современные
видеокарты комплектуются памятью типа DDR,
GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5 и HBM. Следует
также иметь в виду, что, помимо видеопамяти,
находящейся на видеокарте, современные
графические процессоры обычно используют в
своей работе часть общей системной памяти
компьютера, прямой доступ к которой
организуется драйвером видеоадаптера через
шину AGP или PCIE. В случае использования
архитектуры Uniform Memory Access в качестве
видеопамяти используется часть системной
памяти компьютера.

25.

Видеокарта
Устройство видеокарты.
RAMDAC и TMDS
Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП; RAMDAC — Random Access Memory
Digital-to-Analog Converter) служит для преобразования изображения,
формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета,
подаваемые на аналоговый монитор. Возможный диапазон цветности
изображения определяется только параметрами RAMDAC. Чаще всего RAMDAC
имеет четыре основных блока: три цифроаналоговых преобразователя, по
одному на каждый цветовой канал (красный, зелёный, синий — RGB), и SRAM для
хранения данных о гамма-коррекции. Большинство ЦАП имеют разрядность 8
бит на канал — получается по 256 уровней яркости на каждый основной цвет, что
в сумме дает 16,7 млн цветов (а за счёт гамма-коррекции есть возможность
отображать исходные 16,7 млн цветов в гораздо большее цветовое
пространство). Некоторые RAMDAC имеют разрядность по каждому каналу 10
бит (1024 уровня яркости), что позволяет сразу отображать более 1 млрд цветов,
но эта возможность практически не используется. Для поддержки второго
монитора часто устанавливают второй ЦАП.
TMDS (Transition-minimized differential signaling — дифференциальная передача
сигналов с минимизацией перепадов уровней) передатчик цифрового сигнала
без ЦАП-преобразований. Используется при DVI-D, HDMI, DisplayPort
подключениях. С распространением ЖК-мониторов и плазменных панелей
нужда в передаче аналогового сигнала отпала — в отличие от ЭЛТ они уже не
имеют аналоговую составляющую и работают внутри с цифровыми данными.
Чтобы избежать лишних преобразований, Silicon Image разрабатывает TDMS.

26.

Видеокарта
Устройство видеокарты.
Система охлаждения
Система охлаждения предназначена для
сохранения температурного режима
видеопроцессора и (зачастую) видеопамяти в
допустимых пределах.
Также правильная и полнофункциональная
работа современного графического
адаптера обеспечивается с помощью
видеодрайвера — специального
программного обеспечения, поставляемого
производителем видеокарты и загружаемого
в процессе запуска операционной системы.
Видеодрайвер выполняет функции
интерфейса между системой с
запущенными в ней приложениями и
видеоадаптером. Так же, как и видео-BIOS,
видеодрайвер организует и программно
контролирует работу всех частей
видеоадаптера через специальные регистры
управления, доступ к которым происходит
через соответствующую шину.

27.

Видеокарта
Размер видеокарты
В зависимости от применяемого компьютерного корпуса
физические размеры видеокарты могут стать ограничивающим
фактором. Современные высокопроизводительные видеокарты
могут иметь большие размеры и просто упереться в жесткие
диски в тесном корпусе. К тому же применяемые системы
охлаждения видеокарт довольно громоздки и могут занимать
два и даже три слота.