определение / Справочник :: Бингоскул

Что такое видеопамять, видеоконтроллер и видеоадаптер: определение

добавить в закладки удалить из закладок

Содержание:

Видеокарта – компьютер в компьютере. Она имеет собственный контроллер, энергозависимую память, ядро, процессор, различные преобразователи (ЦАП-АЦП) и интерфейсы. Публикация посвящена разделу архитектуры компьютера, изучающему графическую подсистему. В нём дадим ответы на вопросы, что это за устройства в видеокарте: видеопамять, -контроллер, -процессор, каково их назначение. Также узнаете основные характеристики видеосистем.

Что такое видеокарта

Видеоадаптер – это устройство, управляющее функционированием графической подсистемы компьютера. Оно занимается всеми вычислениями, необходимыми для:

• прорисовки (визуализации, получения, формирования) изображения;


• преобразования видеосигнала в форму, совместимую с монитором;


• передачу готового изображения на устройство вывода (монитор, проектор, телевизор).

Современные видеокарты решают гораздо больше задач, часть которых ранее полагалась на центральный процессор (ЦП). Они сжимают, декодируют и конвертируют видео, эффективнее процессоров справляются с майнингом, применяются при моделировании сложных системы и явлений. Производительность видеоадаптеров порой на порядок превосходит быстродействие ЦП, поэтому на них постоянно полагают новые виды вычислений.

Графические адаптеры бывают:

• Интегрированными (встроенными) в процессор либо материнскую плату.


• Дискретными (внешними) – выполнены в виде плат расширения, подключаются через интерфейс PCIe.

Основные составляющие графического адаптера

В состав видеоадаптера входят следующие компоненты:

• Видео-ОЗУ или видеопамять – это электронное устройство, применяемое для временного хранения информации, которая участвует в вычислениях или применяется для отправки на устройство ввода. Встроенные видеоадаптеры в качестве графической памяти используют зарезервированный объём ОЗУ.


• Видеоконтроллер – управляет формированием картинки в видеопамяти, обменом данными внутри видеокарты и с иными компонентами компьютера.


• Дисплейный процессор – устройство для управления функционированием монитора, считывает часть содержимого графической памяти, готовой к отображению на дисплее.


• Графический процессор – производит вычисления, преимущественно необходимые для формирования изображения. Состоит из множества вычислительных блоков, по быстродействию часто превосходит ЦП.


• Видео-ПЗУ – микросхемы, где хранятся BIOS и служебная информация.


• Интерфейсы – разъёмы для подключения к материнской плате, устройствам вывода, подведения электропитания.


• Подсистема питания – обеспечивает электричеством все комплектующие видеокарты.


• Система охлаждения – улучшает теплообмен между силовыми компонентами и внешней средой.


• Прочие блоки: шейдерные, текстурные.

Параметры видеокарт

• Основные характеристики видеосистем определяют их производительность. К ним относятся:


• Объём, стандарт и частота видеопамяти.


• Разрядность шины.

Частота функционирования ядра.

Второстепенные характеристики: максимальное разрешение, видеовыходы, поддерживаемые API и технологии, потребляемая мощность.

Поделитесь в социальных сетях:

29 декабря 2021, 15:21

Информатика

Could not load xLike class!

Видеокарта

Видеокарта, видеоадаптер, видеоконтроллер, или адап­тер дисплея, является устройством, непосредственно форми­рующим изображение на мониторе. Как и любой другой кон­троллер устройства, видеокарта может быть выполнена как внешнее или внутреннее (интегрированное, встроенное) на материнскую плату оборудование. Тип видеоконтроллера и его возможности определяют в конечном виде аппаратно дос­тижимые и поддерживаемые режимы работы всей графичес­кой системы, скорость и качество формируемого на экране мониторов изображения.

Видеокарта, выполненная как внешнее устройство, тре­бует подключения к материнской плате в определенный слот.

Интегрированная на материнскую плату видеокарта не требует подключения вообще, но может быть отключена в случае необходимости подключения внешней.

Все видеокарты содержат видеобуфер, физические адре­са которого находятся на плате адаптера, но входят в общее адресное пространство оперативной памяти компьютера. В нем хранится текстовая или графическая информация, выводимая на экран. Тип микросхем видеопамяти значительно влияет на производительность всей видеосистемы в целом. Так, обыч­ные чипы динамической памяти DRAM не позволяют делать одновременно операции чтения и записи в область видеопамя­ти, а микросхемы VRAM (Video Random Access Memory) поз­воляют, что значительно ускоряет работу устройства. Основ­ная функция видеокарты заключается в преобразовании циф­ровых данных видеобуфера в те сигналы, которые управляют монитором и формируют видимое пользователем изображе­ние на экране.

Графические режимы допускают отрисовку на экране мо­нитора объектов произвольной формы и сложности. Общим принципом графических режимов является кодирование изо­бражения как набора элементарных точек — пикселов, опре­деляющих максимальное разрешение экрана. Выпускаются ви­деокарты с самыми различными графическими режимами (320×200,640×480, 800×600, 1024×768, 1280×1024, 1600×1200).

В зависимости от числа бит на пиксел различают моно­хромные и цветные графические режимы с числом цветов 10 (4 бита на пиксел), 256 (8 бит на пиксел), 32 000 (12 бит на пиксел), 64 000 (16 бит на пиксел), 16 млн (32 бита на пиксел) — режим True color. В зависимости от используемого графичес­кого режима и типа адаптера дисплея, цвета пикселов могут кодироваться разным количеством бит, что в конечном итоге определяет число одновременно отображаемых на экране цве­тов — цветовую палитру — и объем видеопамяти, необходи­мый для хранения картинки изображения.

Современные видеокарты могут иметь до 64 МБ видео­памяти и более, что дает им возможность использовать графи­ческие видеорежимы с 16 млн цветов (True color) и разреше­нием экрана до 1024×768 пикселов и выше.

Скорость работы видеоадаптера — скорость отрисовки пикселов на экране — весьма разнообразна и зависит от его типа, видеорежима, используемой в адаптере видеопамяти и скорости работы и типа всей системы в целом.

Современные видеоадаптеры в своем составе имеют, как правило, контроллер и процессор — графический сопроцессор системы. Разрядность контроллера и шипы данных между контроллером и видеопамятью может составлять 32 и 64 бита, что в первую очередь влияет на производительность устрой­ства. Однако разрядность — признак, характеризующий четы­ре компонента видеосистемы — процессор, контроллер, мик­росхему памяти и соединяющую их шину данных. Теорети­чески, наивысшая производительность достигается при 64-раз-рядности всех четырех компонент. Однако использование та­ких видеорежимов сказывается на производительности всей системы и, следовательно, они забирают часть ресурсов ком­пьютера, если у него не хватает видеопамяти. Для того чтобы видеокарта не забирала под свою работу системные ресурсы, нужно, чтобы у видеокарты имелось в наличии не менее 8 МБ видеопамяти.

К важнейшим характеристикам видеокарты относят тип, вид; поддерживаемые видеорежимы (допустимые разрешения экрана, максимально возможное количество цветов), поддер­живаемые режимы энергетического сохранения и управления монитором, поддержку аппаратных систем ускорения и аксе­лерации вывода в текстовых и графических режимах, акселе­рации отрисовки двухмерных 2D и трехмерных 3D изображе­ний, заполнения фоном (текстурой) графических примитивов, буферизации вывода растровых и других шрифтов, разряд­ность контроллера и шины данных между контроллером и видеопамятью и др. Большинство указанных параметров за­висят от типа и вида устройства.

Что такое графический адаптер? (с изображением)

`;

Технология

Факт проверен

Р. Кейн

Дата последнего изменения: 25 февраля 2023 г.

Графический адаптер — это видеокарта, которая вставляется в видеослот или интерфейс на материнской плате компьютера. Видеоинтерфейсы развивались на протяжении многих лет, совсем недавно от Advanced Graphics Port (AGP) и всех его разновидностей до Peripheral Component Interconnect Express или PCI Express (PCIe). Новый интерфейс позволяет быстрее отображать изображения в соответствии со стандартами, которые становятся все более требовательными.

Отображение графики — это процесс, интенсивно использующий данные, поскольку графические изображения содержат огромное количество битов.

Чем выше разрешение, тем больше бит и больше нагрузка на графический адаптер. Видеокарты оцениваются по максимальному разрешению, которое карта способна отображать, и поэтому они должны соответствовать дисплею или монитору, чтобы возможности карты соответствовали или превосходили требования дисплея.

В современных играх реализовано множество технологических стандартов для рендеринга трехмерных изображений с помощью сложных методов затенения. Графический адаптер, который не поддерживает эти различные стандарты, не сможет отображать игру так, как задумал дизайнер. Если видеокарта не соответствует минимальным требованиям для игры, рендеринг будет медленным и может включать артефакты, если игра вообще запустится. Поэтому при покупке нового графического адаптера важно не только разрешение, но и, если вы геймер, также рекомендуется поддержка текущих стандартов игр и виртуальной реальности.

По иронии судьбы именно неуклонное развитие стандартов реалистичного видео оттолкнуло геймеров от ПК к игровым консолям. Для преданного игрока постоянное улучшение стандартов означает регулярную замену дорогих видеокарт. Топовая игровая карта может стоить несколько сотен долларов.

Геймеры обнаружили, что в долгосрочной перспективе использование игровой консоли и телевизора обходится дешевле, в то время как количество игр для ПК в последние годы уменьшилось, уступив место этой тенденции.

К счастью, обычному человеку не требуется графический адаптер стоимостью в несколько сотен долларов, хотя не стоит заходить слишком далеко в противоположном направлении и скупиться. Интернет изобилует мультимедиа, фильмами и контентом, который будет отображаться плавнее, чище и быстрее с приличным графическим адаптером.

Стоимость графических адаптеров

зависит от многих факторов. Карты имеют различные типы и объемы выделенной встроенной памяти, от ничтожных 256 мегабайт до одного или нескольких гигабайт. Если видеокарта имеет встроенный графический процессор (GPU), это плюс. Графический процессор обрабатывает данные для карты, вместо того, чтобы использовать компьютерный процессор (ЦП), что не только экономит системные ресурсы, но и делает карту быстрее.

Другие факторы, влияющие на цену, включают интерфейс памяти, который может быть, например, 64-битным, 128-битным или 448-битным, причем более высокие биты быстрее и, следовательно, дороже, при прочих равных условиях. Тактовая частота ядра и тактовая частота памяти графического адаптера измеряются в мегагерцах, а также характеристики, на которые следует обратить внимание при сравнении моделей с аналогичной ценой. Как упоминалось ранее, еще одно соображение касается того, какие видеостандарты поддерживает карта.

Видеокарты

требуют охлаждения, а менее дорогие карты могут иметь более шумные вентиляторы, поэтому ознакомьтесь с отзывами покупателей, если вы собираетесь покупать недорогую карту. Чтобы устранить шум, некоторые видеокарты не имеют вентиляторов, вместо них используется большая система охлаждения из алюминия или других сплавов.

Задние порты предназначены для подключения кабелей к основному дисплею компьютера и дополнительному монитору, поэтому убедитесь, что выбранная вами карта не только соответствует стандарту интерфейса вашей материнской платы, но и имеет правильный тип порта для вашего дисплея. Если вы хотите транслировать игры или фильмы с компьютера на HDTV, найдите выходной порт HDTV.

КАК ПОКАЗАНО НА:

Интерфейсы видеоадаптеров — iFixit

Каждый видеоадаптер, встроенный или автономный, имеет как минимум два интерфейса:

• Один интерфейс между ПК и видеоадаптером
• Как минимум один интерфейс между видеоадаптером и дисплеем(ами) .

Некоторые видеоадаптеры обеспечивают некоторую комбинацию интерфейсов для двух или более компьютерных дисплеев (аналоговых и/или цифровых), TV-Video RF In, TV-Video RF Out, S-Video (Y/C) In, S-Video (Y/C) Out или другие.

Маленький, но хороший

Почти все видеокарты PCIe подходят только к стандартному полноразмерному слоту PCIe x16, показанному на ‘Рис. 10-1 . Один необычный видеоадаптер, Matrox Millennium G550 PCIe (http://www.matrox.com), подходит для любого слота PCIe, включая x1, x4, x8 и x16, а его низкий профиль означает, что он подходит для любой системы малого форм-фактора. Эта карта поддерживает два аналоговых или цифровых дисплея высокого разрешения и предназначена для людей, которым не важна производительность 3D-графики или уровень DX, но требуется наилучшее доступное качество 2D-текста.

Первое, на что следует обратить внимание при обновлении видео, это тип интерфейса адаптера ПК-видео, предоставляемого вашей материнской платой. В зависимости от года выпуска и типа материнской платы она будет предоставлять один или несколько следующих интерфейсов, которые перечислены в порядке убывания желательности:

PCI Express (PCIe) — текущий стандарт видеоинтерфейса. Производители видеокарт направляют большую часть своих ресурсов на разработку новых, более быстрых адаптеров PCIe. Видеокарты PCIe охватывают диапазон от карт начального уровня стоимостью менее 50 долларов до огнедышащих карт стоимостью более 500 долларов, предназначенных для игр с интенсивной трехмерной графикой, таких как Doom 3, Half-Life 2 и другие. Если на вашей материнской плате есть слот PCIe, у вас есть буквально сотни моделей на выбор. Стандарт PCIe имеет жесткое определение, поэтому можно не сомневаться, что любой приобретаемый вами видеоадаптер PCIe будет физически и электрически совместим со слотом PCIe на материнской плате. Большинство видеокарт PCIe поддерживают DX9.или выше. На рис. 10-1 показан стандартный черный слот расширения видео PCI Express x16, расположенный между двумя белыми слотами PCI и радиатором чипсета в верхней части изображения.

Рисунок 10-1: Стандартный слот расширения видео PCI Express x16

МЕХАНИЗМЫ ФИКСАТОРА PCIe

Обратите внимание на фиксирующий механизм на правом конце слота. При установке видеоадаптера PCIe фиксирующий механизм встает на место, соединяясь с разъемом видеоадаптера и фиксируя его в разъеме. При удалении видеоадаптера PCIe обязательно освободите фиксирующий механизм, прежде чем пытаться вытащить карту из слота. В противном случае вы можете повредить карту и/или материнскую плату.

AGP 3.0 (Accelerated Graphics Port или Advanced Graphics Port ), также называемый AGP 8X/4X , непосредственно предшествовал стандарту PCIe, а материнские платы и видеокарты AGP 3.0 будут доступны в течение некоторого времени. Хотя будущее за PCIe, производители видеокарт не могут позволить себе игнорировать огромное количество установленных систем AGP 3.0. Доступные видеокарты AGP 3.0 варьируются от карт начального уровня за 20 долларов до высокопроизводительных игровых 3D-карт. Большинство современных видеоадаптеров AGP 3.0 поддерживают DX9., но более старые модели могут поддерживать только DX8 или DX7. На рис. 10-2 показан стандартный коричневый слот расширения видео AGP 3.0, расположенный между белым слотом PCI и радиатором чипсета в верхней части изображения. Обратите внимание на язычок в корпусе слота, расположенный справа от центра, по направлению к передней части системы.

МЕХАНИЗМЫ УДЕРЖАНИЯ AGP

Обратите внимание на фиксирующий механизм на правом конце слота, который аналогичен фиксирующему механизму PCIe. При установке адаптера AGP убедитесь, что фиксирующий механизм фиксирует адаптер в слоте; при удалении адаптера AGP отпустите механизм перед тем, как вытащить карту.

Рисунок 10-2: Видеослот расширения AGP 3.0

AGP 2.0 , также называемый AGP 4X/2X или AGP 1.5V , функционально устарел, хотя миллионы материнских плат AGP 2.0 используются. несколько видеокарт AGP 2.0 остаются на рынке. Видеоадаптеры AGP 2.0 поддерживают DX8 или DX7 и используют очень старые наборы микросхем, которые больше не обеспечивают конкурентоспособную производительность 3D-графики. Материнские платы AGP 2.0 используют тот же слот, что и материнские платы AGP 3.0, включая те же ключи, поэтому визуально различить их невозможно. Однако это не имеет большого значения, поскольку многие современные видеокарты AGP можно использовать в материнских платах AGP 2.0.

AGP 1.0 , также называемый AGP 3.3V , давно устарел, и большинство материнских плат, которые его использовали, были выведены из эксплуатации. Если у вас есть материнская плата AGP 1.0, которую вы хотите использовать и дальше, не отчаивайтесь. Многие современные видеокарты AGP можно использовать в материнских платах AGP 1.0. На рис. 10-3 показан стандартный светло-коричневый видеоразъем расширения AGP 1.0. Вы можете отличить слот AGP 1.0 визуально, заметив, что язычок в корпусе слота смещен влево (по направлению к задней части системы) и что нет механизма фиксации.

Рисунок 10-3: Слот расширения AGP 1.0

Последним (и наименее важным) является интерфейс PCI. В отличие от карт, созданных для более поздних видеостандартов, видеокарты PCI не соответствуют выделенному видеослоту. Вместо этого их можно установить в любой доступный стандартный слот PCI. Хотя на рынке осталось несколько видеокарт PCI, система, материнская плата которой имеет только слоты PCI, вероятно, слишком устарела, чтобы ее можно было экономически модернизировать.

PCI-X ПРОТИВ PCIe

PCI-X (не путать с PCI Express или PCIe) — это расширенная версия PCI, которая используется в основном на серверах и рабочих станциях. Несмотря на то, что видеоадаптеров PCI-X доступно (очень) мало, они не являются основными устройствами и никогда не должны устанавливаться, даже на настольную систему, в которой есть слот PCI-X.

Карты и слоты AGP могут работать со скоростью 8X, 4X, 2X или 1X, где 1X определяется как 266 МБ/с. Все карты и слоты AGP обратно совместимы с точки зрения скорости. Например, карта 8X AGP также может работать на скоростях 4X, 2X и 1X. Карты и слоты AGP могут работать при напряжении 3,3 В, 1,5 В или 0,8 В. (Старые компоненты используют более высокие напряжения.) Карты и слоты AGP могут быть спроектированы так, чтобы быть совместимыми с одним, двумя или всеми тремя из этих напряжений. Скорости и напряжения связаны следующим образом:

• Устройство AGP 8X должно использовать 0,8 В.
• Устройство AGP 4X может использовать 1,5 В или 0,8 В.
• Устройство AGP 2X или 1X может использовать 3,3 В или 1,5 В.

Карты и слоты AGP снабжены ключами для предотвращения установки карты в несовместимый слот, что может повредить карту, материнскую плату или и то, и другое. На рис. 10-2 показана вкладка ключа 1,5 В, которая используется в слотах AGP 2.0 и AGP 3.0. Эта манипуляция делит контакты слота AGP на группы по 21 и 41 контакту, при этом меньшая группа находится в задней части системы. На рис. 10-3 показана вкладка ключа 3,3 В, которая используется в слотах AGP 1. 0. Эта маркировка также делит слот AGP на группы по 21 и 41 контакту, но меньшая группа находится в передней части системы.

Существует шесть типов материнских плат AGP и шесть типов видеокарт AGP. Таблица 10-1 перечисляет скорости, ключи и напряжения по типу материнской платы AGP, а Таблица 10-2 по типу видеоадаптера.

Таблица 10-1: AGP-совместимость материнской платы

Таблица 10-2: AGP-совместимость видеоадаптера

ОСТЕРЕГАЙТЕСЬ ОЧЕНЬ СТАРЫХ КАРТ AGP И МАТЕРИНСКИХ ПЛАТ

Некоторые ранние карты и слоты AGP 1.0 и 2.0 имели неправильные ключи. Прежде чем устанавливать новую карту AGP в очень старую материнскую плату или наоборот, проверьте документацию на карту и материнскую плату, чтобы убедиться, что карта действительно совместима со слотом.

Если вы внимательны, то могли заметить одну неясность в таблицах 10-1 и 10-2 . Физически возможно установить видеокарту 0,8 В AGP 3.0 в материнскую плату AGP 1,5 В, которая не поддерживает карты 0,8 В. Если вы это сделаете, видеокарта не будет повреждена, но может работать некорректно (или вообще не работать).

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ АГП

Некоторые слоты и карты AGP поддерживают только один стандарт AGP 1.0, AGP 2.0 или AGP 3.0, но самые последние карты и слоты, с которыми вы, вероятно, столкнетесь, являются универсальными. Подводя итог:

• Универсальный 1,5 В AGP 3.0 (U1.5VAGP3.0) Слоты и карты поддерживают работу в режимах 1X, 2X, 4X или 8X при напряжении 1,5 В или 0,8 В с использованием универсального разъема. Карту U1.5VAGP3.0 можно установить в любой слот AGP, кроме слота 3,3 В AGP 1.0. Слот U1.5VAGP3.0 принимает любую карту AGP, кроме карты 3,3 В AGP 1.0.
• Универсальный слот AGP 3.0 (UAGP3.0) и карты поддерживают работу в режимах 1X, 2X, 4X или 8X при напряжении 3,3 В, 1,5 В или 0,8 В с использованием универсального разъема. Карту UAGP3.0 можно использовать в любом слоте AGP. Слот UAGP3.0 поддерживает любую карту AGP.

Вы можете проверить тип слота и карты AGP, проверив документацию, поставляемую с компонентом или доступную на веб-сайте производителя.

На рис. 10-4 показан разъем AGP на ATI All-In-Wonder 9.Видеокарта 800 Pro AGP. Наличие обоих слотов для ключей на контактной кромке указывает на то, что это либо карта Universal AGP, либо карта Universal AGP 3.0. Это означает, что эту карту можно установить в любой слот AGP, не опасаясь повреждения. (Карта Universal AGP 3.0 будет правильно работать в любом слоте AGP; универсальная карта AGP может не работать должным образом в слоте AGP 3.0 только с напряжением 0,8 В, но ничего не будет повреждено.) Также обратите внимание на крюкообразную часть в крайнем правом углу. контактного края. Эта часть разъема фиксируется в фиксирующем механизме AGP на материнской плате, чтобы зафиксировать карту в слоте.

Рисунок 10-4: Универсальная плата AGP с двумя слотами для ключей на разъеме AGP

Видеоадаптер бесполезен без какого-либо средства подключения к дисплею или дисплеям. Соответственно, каждый видеоадаптер включает в себя как минимум основной видеовыход, а некоторые еще и дополнительный видеовыход. Эти выходы относятся к одному или обоим из следующих типов:

Старые видеоадаптеры и некоторые текущие модели оснащены знакомым аналоговым видеоразъемом DB-15 , обычно называемым Разъем VGA . Почти все ЭЛТ-мониторы и многие цифровые плоские дисплеи можно подключить к разъему VGA. ( недорогие плоскопанельные дисплеи могут иметь только аналоговый видеоразъем.)

Многие современные видеоадаптеры снабжены разъемом DVI (цифровой визуальный интерфейс) . DVI определяет три типа разъемов. Эти разъемы имеют ключ, чтобы предотвратить подключение аналогового дисплея к цифровому интерфейсу или наоборот, что может привести к повреждению дисплея, интерфейса или того и другого.

Разъем DVI-Analog (DVI-A) , показанный на Рис. 10-5 , поддерживает только аналоговые дисплеи и имеет ключ, предотвращающий подключение кабеля цифрового (DVI-D) дисплея.