видюха

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.

Для чего нужна видеокарта

Давайте рассмотрим более детально функции графической карты. Для этого вернемся к определению, там говорилось, что данное устройство занимается выведением на дисплей вашего компьютера изображение, сформированного из информации, содержащейся в нем. Следовательно, графическая карта отвечает за все, что вы видите. Уберите ее и все процессы перестанут поступать на экран. Они будут идти, но вы их не увидите. То есть, вынимаем из системника графическую плату и имеем черный экран.

На самом деле, в большинстве случаев, если из ПК убрать видеокарту, то он даже не запуститься. Дело в том, что большинство BIOS настроено так, чтобы не давать загружаться компьютеру в случае обнаружения каких-либо ошибок, коей и является отсутствие видеокарты.

Не будет того, что предаст данным и происходящим внутри системы процессам вид вполне понятного для вас изображения. Даже больше — если ее не вынимать оттуда, а просто повредить, то уже будут проблемы с переводом данных в образы на мониторе. Надеюсь теперь вы понимаете для чего компьютеру нужна видеокарта. Поехали дальше.

Из чего состоит видеокарта

На вопросы что такое видеокарта и для чего она нужна компьютеру ответы получены. Сейчас ответим еще на один — из чего она состоит. Итак:

• Видеопроцессор — как и его старший родственник ЦП, является важным органом графической карты. Он занимается вычислительной работой над проецируемой на ваш монитор картинкой и несет ответственность за 3D графику;
• Видеоконтроллер — создает образ в оперативной памяти видеокарты, обрабатывает полученные данные от ЦП, выполняет работу в части произведения сигналов развертки для монитора;
• Видеопамять — фактически является ОЗУ графического ускорителя. В ней находятся информационные данные образа идущего на дисплей;
• Цифро-аналоговый преобразователь — работает над модифицированием картинки, которую генерирует видеоконтроллер, а также принимает участие в регулировке цветовой гаммы на экране компьютера;
• Видео–ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) — в нем находится БИОС графической карты. Доступ в него есть только у ЦП;
• Система охлаждения — поддерживает оптимальный уровень температурного показателя графической платы.

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 и их производители

С большинством технических моментов мы разобрались, время рассказать о видах графических ускорителей.

Начнем с производителей. И надо сказать, что существует очень много кампаний представляющих широкий ассортимент видеоадаптеров: ASUS, MSI, Sapphire, Powercolor и др. Их продукция может иметь разный объемом видеопамяти, или отличие в других показателях характеристик, но все производители видеокарт собирают графические ускорители исходя из разработок на основе GPU от AMD (видеокарты Radeon) и NVidia (видеокарты GeForce).

Можно считать, что фактических производителей только двое, остальные используют их разработку, чтобы штамповать новые варианты, но масштабный переворот они не осуществляют. Конечно, есть ещё и третий производитель Intel, но у него только встроенные видеокарты.

Подведем краткий итог: есть два основных титана на рынке видеокарт AMD и NVidia, а также Intel, в разы уступающая паре своих старших братьев по мощности, так как это интегрированные графические ускорители.

Теперь более подробно о типах видеокарт. Их на сегодняшний день существует три:

1. Дискретная видеокарта – содержит свой собственный GPU и оснащена видеопамятью, она обособленная составляющая компьютера, которую можно заменить (MSI GeForce GTX 750 Ti, ASUS AMD Radeon RX 460), может похвастаться отличной производительностью;
2. Интегрированная видеокарта — графический адаптер, представляющий собой одно целое с материнской палатой/процессором (GeForce Go 6100, Radeon Xpress 200M, Intel HD Graphics 3000). Очень слабые по сравнению с дискретными образцами. При желании «усилить» компьютер, вам придется менять одну из частей, с которой связана карта, а это далеко не всегда возможно;
3. Внешняя графическая плата — новичок на фоне других типов видеокарт. Фактически это дискретная видеокарта, которую вы подключаете к своей системе, через PCI переходник (еще вам понадобиться блок питания, хотя можете сразу взять док станцию для вашей графической карты). Данный тип карт обладает хорошей производительностью, как и полагается самостоятельным графическим платам.

Характеристики видеокарт

От типов графических ускорителей, переходим к характеристикам видеокарт, играющих важную роль в их работе, и общей производительности компьютера:

• Линейка графических процессоров — кто производитель GPU: AMD, или NVIDIA;
• Частота процессора видеокарты — отвечает за число тактов процессора в одну секунду, чем выше данный показатель, тем выше производительность видеокарты. Измеряется в мегагерцах;
• Объем видеопамяти – объем данных, которые сможет хранить карта, без участия ОЗУ. Память видеокарты также играет одну из важных ролей в её производительности;
• Тип видеопамяти – к какому поколению она принадлежит (DDR4, DDR3, DDR5), чем новее поколение, тем выше ее быстродействие;
• Частота видеопамяти – несет ответственность за пропускную способность видеопамяти. Единица измерения — мегагерц;
• Разрядность шины памяти – стоит за обменом данных между памятью видеокарты и ее процессором, чем выше показатель, тем скорее пойдет обмен, а соответственно будет более высокая производительность у видеокарты (измеряют в битах);
• Разъем – вид гнезда для кабеля монитора – HDMI, VGA, DVI-I, DVI-D, DisplayPort.

Выводы

На самом деле еще очень много можно рассказывать про видеоадаптеры, сравнивать типы видеокарт между собой, копаться в мелочах и говорить о показателях производительности графических плат в различных тестах. Но самое главное – для чего и как устроена видеокарта компьютера, а также основные ее характеристики вам известны. Собственно это и было предназначением данной статьи. Очень надеюсь, что теперь вы стали лучше разбираться в этом вопросе.

19.11.2012 г.Из статьи читатель узнает об устройстве, принципах работы и основных характеристиках видеокарты, а также о том, что нужно учитывать при ее приобретении.

Содержание:

• Устройство видеокарты компьютера; • Характеристики видеокарт; • Компьютер с несколькими видеокартами;

Устройство видеокарты компьютера

Видеокарта (известна также как видеоадаптер, графическая плата, графический адаптер, графическая карта) – важная и очень сложная составная часть компьютера. Современная видеокарта является своего рода специализированным компьютером, состоящим из собственного процессора, оперативной памяти, BIOS и прочих компонентов, по своей структуре и организации взаимодействия приспособленных для максимально эффективного решения одной задачи – обработки и формирования графических данных, а также их вывода на монитор. Основными разработчиками видеокарт являются американская компания Nvidia и канадская ATI Technologies, приобретенная в 2006 году американской компанией AMD. Видеокарты от Nvidia представлены брендом GeForce. Графические платы ATI известны всем под названием Radeon. Чтобы узнать, какая видеокарта установлена в Вашем компьютере (ноутбуке), нужно зайти в диспетчер устройств Windows или воспользоваться одной из специализированных программ, например, GPU-Z. • GPU-Z:

⇒ Перейти на страницу программы

Мало кто задумывается о том, насколько сложным на самом деле является процесс обработки различных графических данных с целью получения конечного изображения, отображаемого на мониторе (например, в компьютерных играх). Этот процесс требует осуществления огромного количества точных расчетов (создание вершин, их собирание в примитивы (треугольники, линии, точки и т.д.), создание пиксельных блоков, операции освещения, затенения, текстурирования, присвоения цвета и др.). Поскольку картинка в игре постоянно изменяется, все расчеты должны производиться на очень высокой скорости, чтобы обеспечить формирование достаточного количества кадров, выводимых за 1 секунду. Для человеческого глаза комфортным является уровень выше 24 кадров в секунду (FPS, Frames Per Second). Если этот показатель ниже, человек будет замечать «торможение». Обычно, когда пользователь говорит, что его видеокарта «не тянет» определенную игру, имеется ввиду именно ее неспособность вывести достаточное количество кадров в секунду. То же явление может наблюдаться не только в играх, но и при работе с объемными графическими программами. Способность видеокарты обрабатывать графику с определенной скоростью зависит как от мощности самой карты, так и от сложности обрабатываемой графики. Именно поэтому проблему часто можно решить снижением графических настроек игры. Компьютер может обойтись без отдельной (дискретной) видеокарты, но только в том случае, если он имеет графический процессор, интегрированный в системную логику материнской платы (в северный мост чипсета) или являющийся частью центрального процессора (например, Intel i7). В качестве видеопамяти в таких случаях используется часть основной оперативной памяти компьютера. Характеристики видеокарт, интегрированных в чипсет, не отличаются высокой производительностью, но их возможностей вполне достаточно для выполнения всех офисных задач, работы в Интернете, просмотре видео и даже игры в компьютерные игры с несложной графикой. В остальных же случаях приобретение отдельной (дискретной) видеокарты является необходимостью. Современная графическая карта состоит из следующих частей:• Графический процессор (графическое ядро, GPU (Graphics processing unit — графическое процессорное устройство) – процессор, занимающийся расчётами и формированием графической информации, выводимой на монитор, является основой видеокарты и по своей сложности практически не уступает центральному процессору компьютера, а иногда и превосходит его. Во многом им определяются основные характеристики видеокарты; • Видеопамять — выполняет роль своеобразного буфера, в который временно помещаются выводимые на монитор изображения, создаваемые и постоянно изменяемые графическим ядром. В этот буфер помещаются также элементы, необходимые процессору для формирования этих изображений; • Видеоконтроллер – отвечает за правильное формирование и передачу нужной информации из видеопамяти на RAMDAC. • RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) или цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) – устройство, осуществляющее преобразование цифровых результатов работы видеокарты в аналоговый сигнал, отображаемый на мониторе. Возможностями этого устройства определяется количество отображаемых цветов, насыщенность картинки и др. Цифровые мониторы, проекторы и др. устройства, подключаемые к цифровым разъемам видеокарты, используют собственные цифро-аналоговые преобразователи и от RAMDAC видеокарты не зависят; • Видео-ПЗУ (Video ROM) – микросхема, хранящая в себе базовую систему ввода-вывода видеокарты, а иначе говоря, ее BIOS — совокупность правил и алгоритмов, определенных производителем, по которым составные части видеокарты работают и взаимодействуют между собой. • Система охлаждения – устройство, осуществляющее отвод и рассеивание тепла от видеопроцессора, видеопамяти и других компонентов графической платы с целью обеспечения нормального температурного режима их работы.

Характеристики видеокарт

Не секрет, что цена видеокарты напрямую зависит от ее производительности. Но на практике вы не почувствуете большой разницы между бюджетной графической картой стоимостью 150 дол. США, выдающей 30 FPS в определенной игре, и видеомонстром, в той же игре производящим 150 FPS и стоящим в 5 раз дороже. Оптимальным вариантом будет карта из «золотой середины», обеспечивающая достаточный запас производительности по доступной цене. Тем более, что с учетом быстрых темпов развития компьютерной техники этот монстр через год в сравнении с новыми изделиями превратится в монстрика, и стоимость его упадет на 30 а то и 50 %. Дорогие и сверхмощные видеокарты обычно покупают пользователи, строящие системы из нескольких мониторов, профессионалы, работающие с крутой графикой, а также категория людей, которым просто приятно быть обладателем «дорогого железа». У людей разные уровни доходов и как тратить заработанные деньги – личное дело каждого. Сколько вы готовы выложить за графический ускоритель решать, конечно, вам. Главное на потраченные деньги приобрести видеокарту с максимальной производительностью.

Производительность – результат совместной работы всех составных частей видеокарты, поэтому при ее выборе нужно учитывать много важных характеристик, а не только объем видеопамяти, что является очень распространенной ошибкой.

Основные характеристики видеокарт, влияющие на их производительность:• Производительность видеопамяти. Как свидетельствует практика, видеопамять очень часто является слабым местом графических плат. И дело в первую очередь не в ее объеме, а в пропускной способности, определяющей скорость доступа к данным, которые в ней хранятся. Пропускная способность зависит от двух показателей – частоты (скорость тактовых колебаний) и ширины (битности) шины памяти — количества данных, передаваемых за один такт. Например, некая видеопамять, имея ширину шины 256 бит, работает на частоте 1000 МГц. Это значит, что за 1 секунду она совершает 1000 тактов, передавая за каждый такт 256 бит информации (1000Х256=256 000 бит/с). Другая память, работает на частоте 1800 МГц, но при этом имеет шину 128 бит (128Х1800=230400 бит/с). Как видно в примере, память со значительно большей частотой является менее продуктивной в связи с узкой шиной. Это, конечно, чисто теоретический пример, но он демонстрирует реальное положение вещей.• Тип видеопамяти (GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5 и др.) указывает на то, к какому поколению принадлежит память графической карты. Каждое следующее поколение является совершеннее предыдущего и обеспечивает более высокую частоту работы. Но как видно из предыдущего примера, память нового поколения с узкой шиной по своей реальной пропускной способности может оказаться хуже памяти предыдущего поколения с широкой шиной. • Объем видеопамяти также влияет на производительность графической платы, но только до определенного предела (когда он является слабым местом). Гораздо выгоднее приобрести карту с памятью GDDR5 — 256 бит и объемом 1 ГБ чем с памятью GDDR3 — 128 бит и объемом 2 ГБ. На самом деле графической плате с низкой пропускной способностью объем памяти в 2 ГБ, при использовании ее в домашних условиях, вряд ли когда-нибудь понадобится. Такие карты ориентированы не на достижение максимальной производительности в компьютерных играх. Они предназначены для работы с графикой или же являются больше продуктом маркетинговых хитростей производителей, рассчитанных на неопытных покупателей, оценивающих графические ускорители исключительно по размеру памяти. Поэтому нужно оценивать все эти характеристики видеокарты: частоту, битность и объем видеопамяти, их сбалансированность. Эти показатели обычно указываются в каталогах и ценниках магазинов. • Характеристики графического ядра. Тактовая частота графического процессора является важной, но не самой главной его характеристикой. Графическое ядро со сравнительно невысокой частотой нередко оказывается очень производительным. Все зависит от архитектуры графического ядра, количества и качества входимых в его состав унифицированных шейдерных блоков (чем больше, тем лучше) и других элементов, которыми определяется пиксельная и текстурная скорости заполнения (филрейт, fill rate) видеокарты (чем они выше, тем лучше). Эти характеристики видеокарт редко указываются на ценниках и в каталогах. Поэтому перед выбором графического адаптера из нескольких возможных вариантов, желательно на официальном сайте их производителей (или на других специализированных сайтах) поинтересоваться реальным положением вещей и выбрать вариант с самыми высокими показателями. На практике, чем новее линейка видеокарт, к которой принадлежит графический ускоритель, тем, как правило, он мощнее. Исключение составляют «младшие» модели линейки. Не редко характеристики таких видеокарт оказываются менее производительными, чем у «старших» представителей предыдущей линейки. Например, GeForce GTS450 будет существенно уступать GeForce GTX280. Модели новой линейки часто поддерживают новые версии DirectX и OpenAL, что обеспечивает более «продвинутую» графику в компьютерных играх и других приложениях, их использующих. Но если мощности карты окажется недостаточно, практической выгоды от этого не будет. На самом деле, тот самый GeForce GTX280 (с поддержкой DirectX10) – вариант гораздо предпочтительнее GeForce GTS450 (DirectX11). Один из косвенных признаков невысокой производительности видеокарты – отсутствие разъема для подключения дополнительного питания непосредственно от блока питания. Шина PCIE материнской платы, к которой подсоединяется графическая плата, не может обеспечить достаточное питание. Современные технологии не позволяют создавать игровые видеокарты с настолько низким уровнем потребления электроэнергии. • Система охлаждения – элемент, от которого во многом зависит комфорт использования графического ускорителя. При выборе лучше отдать предпочтение изделиям, выполненным с применением вакуумных термотрубок (видны при визуальном осмотре). Такие системы на деле оказываются более эффективными и создают намного меньше шума. Кроме того, эффективное охлаждение предоставляет возможность лучше «разогнать» видеокарту, добившись при необходимости более высоких показателей ее производительности. Высокоэффективную систему охлаждения для графической платы можно приобрести отдельно, заменив штатную. Но стоит такая система как правило не менее 40 дол. США (а то и гораздо дороже). Поэтому выгоднее покупать видеокарты с эффективной штатной системой охлаждения (пусть они и стоят на 10-20 дол. США дороже аналогов без таковой).

Компьютер с несколькими видеокартами

Одним из эффективных способов повышения производительности видеоподсистемы компьютера является одновременное использование в одной машине мощностей сразу нескольких видеокарт. Для этого требуется материнская плата с поддержкой такой возможности (с несколькими разъемами PCI-E), видеокарты с реализацией соответствующих технологий, высокопроизводительный центральный процессор и достаточно мощный блок питания (не менее 700-800W). Технология одновременного использования нескольких графических плат от nVidia называется SLI (Scalable Link Interface). Аналогичная технология от ATI имеет название CrossFireX. При построении систем на базе этих технологий возможны варианты соединения видеокарт как через специальный гибкий мостик, так и на уровне драйвера (без использования гибкого мостика для их физического соединения). В последнем случае производительность будет ниже на 10-15 %, обмен данными между картами производится через материнскую плату.

Взаимодействие нескольких графических плат при обработке одного изображения можно построить по следующим алгоритмам:• когда изображение виртуально разбивается на несколько частей, каждая из которых обрабатывается отдельной картой; • покадровая разбивка изображение (когда, например, одна карта обрабатывает только четные кадры, другая — нечетные); • когда одна и та же картинка генерируется на всех графических платах, но с разными шаблонами сглаживания. Полученные результаты смешиваются, накладываясь друг на друга, чем достигается более высокая четкость, детализированность и сглаживание конечного изображения. Главный недостаток систем на базе двух (или более) видеокарт – их высокое энергопотребление и дороговизна. При этом, производительность видеоподсистемы на практике увеличивается не в два или более раз. В лучшем случае удается добиться прироста в 50-60% от фактической мощности дополнительных графических карт.

Видеокарта – это компонент материнской платы, отвечающий за обработку видеоданных и вывод на монитор изображения. Можно встретить названия: видеоадаптер, графическая плата, графическая карта, графический адаптер или на компьютерном сленге – «видяха». Есть два вида видеокарт – встроенные и внешние.

Оглавление:

Встроенные видеокарты

Встроенные видеокарты являются неотъемлемой частью современной материнской платы, поэтому они получили название – интегрированные. В характеристиках компьютера встроенный видеоадаптер могут обозначать как on board (с англ. «на плате»).

Для своей работы, интегрированная видеокарта забирает часть общих ресурсов компьютера. Из-за этого, производительность, как самой видеокарты, так и компьютера будет ниже, чем у компьютера с внешним видеоадаптером. Разъем(ы) для подключения монитора расположен непосредственно на материнской плате и выходит на заднюю панель системного блока. Интегрированная видеокарта применяется, как правило, в недорогих компьютерах, предназначенных для офисных задач. Для работы в профессиональных программах обработки видео, 3D моделирования, а также для современных трехмерных игр с высокой детализацией понадобиться внешняя видеокарта.

Внешняя видеокарта

Внешняя видеокарта для обработки видеоданных использует свои ресурсы, т.к. имеет собственный процессор (графический процессор – GPU) и оперативную память. Она является съемной и располагается на материнской плате в специальном разъеме – слоте, что позволяет легко ее заменить в случае выхода из строя или для замены на более производительную.

Внешняя видеокарта намного производительней встроенной, из-за чего ее графический процессор выделяет много тепла. Во избежание перегрева и выхода из строя, все современные внешние видеокарты имеют систему охлаждения в виде вентилятора, установленного на графический процессор.

Внешняя видеокарта имеет несколько разъемов для монитора или других видеоустройств, которые отличаются интерфейсом подключения. При установленном видеоадаптере они выходят на заднюю панель системного блока.

Как определить какая видеокарта в компьютере

Проще всего посмотреть на задней панели системного блока. Разъем(ы) встроенного видеоадаптера расположен вертикально в верхней части панели.

Разъемы же внешней видеокарты расположены горизонтально в нижней части панели. Чаще всего в готовых системных блоках (которые не собраны на заказ) присутствуют оба типа видеокарт.

1. Встроенная видеокарта.

2. Внешняя видеокарта.

Основные характеристики видеокарт

Для компьютерного чайника интерес представляют несколько основных характеристик.

Объем видеопамяти. Измеряется в мегабайтах (Мб) или гигабайтах (Гб). Современные видеокарты имеют объем от 1 Гб. Если компьютер приобретается для игр, то видеокарту должна быть от 2 Гб и выше. В случае офисного применения достаточно до 1 Гб.

Тип видеопамяти. В видеокартах используется несколько типов памяти – DDR 3, DDR5 или GDDR3, GDDR5, которые отличаются быстродействием. Чтобы было проще для начинающего пользователя, чем больше цифра после DDR, тем больше производительность памяти, но и стоит она дороже.

Разъемы для подключения монитора и видеоустройств. Немаловажный факт при выборе видеокарты. На современной внешней видеокарте должны присутствовать несколько разъемов подключения.

Разъем DVI – цифровой интерфейс подключения, который дает более качественное изображение в отличие от VGA.

Разъем VGA – аналоговый интерфейс подключения видеоустройств. Морально устарел и постепенно вытесняется цифровыми.

Разъем HDMI – цифровой интерфейс подключения, по которому передаются звук и изображение.

Лучше всего, для подключения монитора использовать цифровые интерфейсы (DVI, HDMI), ввиду того, что аналоговый VGA более подвержен помехам и качество выдаваемого изображения у него хуже, чем у цифровых.

Поделиться.Используемые источники:

• https://geekkies.in.ua/pc/chto-takoe-videokarta-kompjutera.html
• https://www.chaynikam.info/stat_gpu.html
• https://www.pc-school.ru/videokarta/