Из Чего Состоит Видеокарта — Основные Элементы

Сегодня трудно себе представить компьютер, который бы работал без видеокарты. Ведь видеоадаптер выполняет одну из самых важных функций, а именно выводит изображение на экран. Строение видеокарты можно по праву считать самым сложным среди всех комплектующих ПК. К тому же стоимость видеокарты может равняться половине стоимости всего компьютера. В этой статье мы постараемся тщательно разобраться из чего состоит видеокарта.

Содержание

1. Из чего состоит видеокарта
2. Графический процессор
3. Видеоконтроллер
4. Видеопамять
5. Цифро-аналоговый преобразователь
6. Постоянное запоминающее устройство
7. Система охлаждения
8. Интерфейсы подключения
9. Заключение

Из чего состоит видеокарта

Во-первых, важно знать, что существует два вида видеокарт – это дискретная и интегрированная. Первая представляет из себя отдельное комплектующее с собственной системой охлаждения. Вторая – встроена в материнскую плату ПК. Мощность второго  видеоадаптера будет невысокой. Именно поэтому заострим внимание на дискретной видеокарте.

Графический процессор

В начале необходимо ознакомится с «сердцем» любой видеокарты, которое выполняет большинство графических задач, связанных с прорисовкой графических деталей. От мощности этого небольшого компонента зависит быстродействие всего устройства. Так как часть работы процессора он берёт на себя, тем самым снижая нагрузку на ЦП. Чем мощнее графический процессор, тем мощнее видеокарта. А в некоторых случаях процессор видеокарты может превосходить по мощности ЦП.

Видеоконтроллер

Этот компонент напрямую отвечает за генерацию картинки, которую создаёт графический процессор. Он отправляет команды в цифро-аналоговый преобразователь и производит обработку команд. В современной карте встроено несколько таких компонентов, что позволяет управлять сразу несколькими экранами. Это позволяет использовать несколько мониторов, а также работать в несколько окон.

Обратите внимание! Данная деталь считается также немаловажной, так как при поломке видеокарта теряет возможность выводить картинку на экран.

Видеопамять

После отображение графических элементов на экране они хранятся в выделенной видеопамяти некоторое время, когда эти элементы не отображаются на экране. В нужный момент видеокарта подгружает необходимые детали из видеопамяти. Существует несколько типов, которые разнятся между собой за скоростью и частотой работы, но на сегодняшний день самым популярным считается тип GDDR5, который устанавливается на все современные карты. Помимо видео-памяти компьютер берёт некоторое количество ОЗУ, так как помимо графических деталей система прорабатывает и физические.

Цифро-аналоговый преобразователь

Видеоконтроллер создаёт изображение в виде специальных сигналов, которые не имеют ничего схожего с обычной картинкой. За конвертацию таких сигналов отвечает цифро-аналоговый переобразователь, который принимает сигналы с видеоконтроллера, а затем создаёт из них полноценное цветное изображение. Сам ЦАП состоит из четырёх блоков, три из которых отвечают за RGB-регулировку цветов, а четвёртый за яркость и гамму.

Постоянное запоминающее устройство

Данный компонент выполняет лишь одну функцию, а именно позволяет системе запуститься. Работать это устройство начинает после обращения ЦП, и поэтому видеокарта начинает работать ещё до полного запуска системы. Оно хранит в себе некоторые данные BIOS, которые позволяют произвести запуск системы.

Система охлаждения

Немаловажный компонент, без которого не может обойтись ни одна видеокарта. Как известно при нагрузках видеокарта начинает производить больше вычислений, и, соответственно, нагреваться. Именно поэтому для во избежание перегревов необходимо чем-то охлаждать видеокарту. Эту роль выполняет система охлаждения видеокарты, которая может быть трёх типов – пассивная (радиаторная), активная (радиатор + вентилятор) и водяное охлаждение. Водяное охлаждение видеокарт лучше всего охлаждает компоненты, поэтому его лучше использовать на мощных компьютерах.

Важно! При поломке системы охлаждения нельзя использовать видеокарту, так как это может привести к её выходу из строя. Поэтому мы рекомендуем вам использовать программу GPU-Z для отслеживания скорости вращения вентиляторов и загруженности видеокарты.

Интерфейсы подключения

На боковой задней части видеокарты можно заметить множество разъёмов, которые преимущественно отвечают за вывод изображения с видеокарты. Это могут быть HDMI, DVI и Display Port. Они считаются самыми стабильными и эффективными для передачи данных.

Заключение

В этой статье мы подробно разобрали устройство видеокарты, детально рассмотрели каждый компонент и выяснили его роль в устройстве. Надеемся, что предоставленная информация была полезной и вы смогли узнать что-то новое.

как выбрать по техническим характеристикам

Видеокарта необходима для того, чтобы обрабатывать информацию с компьютера и выдавать ее в виде изображения. Все что мы видим через монитор обрабатывается и выводится видеокартой и чем мощнее модель, тем быстрее будет обрабатываться графика, это важно для дизайнеров, проектировщиков, любителей видеоигр.

Перед покупкой важно определиться с разрешением монитора и понять какие задачи предстоит решать за компьютером. Для производительности видеокарт важны объём, частота и пропускная способность шины видеопамяти, характеристики графического чипа и его техпроцесс, энергопотребление и возможности охлаждения, габариты видеокарты, а также ускорение вычислений, работа с фото и видео.

Какие бывают видеокарты?

Видеокарты бывают встроенными и дискретными. В компьютере, который нужен для работы, интернета и просмотра видео в личных целях, хватит интегрированного в процессор видеоядра — встроенной видеокарты. Для более сложных задач: дизайна, рендеринга, монтажа видео, даже для современных игр нужна отдельная видеокарта — дискретная. При подборе видеокарты важно учитывать характеристики монитора: его разрешение определяет, какого уровня графику можно получить на выходе.

 

Типы видеокарт

Видеокарты условно делят на три типа: бюджетные, среднего уровня и профессиональные .

Современные бюджетные карты подойдут для воспроизведения любого мультимедийного контента, редактирования фото и видео в разрешениях до 4К, игр на средних настройках в 1080p, а также для простых рабочих задач с современными офисными приложениями.

Видеокарты среднего сегмента обеспечивают нужную производительность для оснащения офисных рабочих станций, способные обеспечить комфортную работу с документами, бухгалтерией, презентациями, электронными таблицами, а для личного использования в современных играх на средних и высоких настройках графики.

Профессиональные или флагманские модели справятся с ультравысокими настройками в самом высоком разрешении, САПР — программы твердотельного моделирования и проектирования, рендеринг графики в пакетах для дизайна и визуализации, трехмерную анимацию, тяжелую обработку фото и видео и картинку для 4K-монитора.

Флагманской видеокарты хватит не только для новейших игр, но и для полноценной работы с графическим контентом. 

Видеокарты AMD и NVIDIA

Видеокарты есть производства компаний AMD и NVIDIA. Модели одинаковые по мощности, но называются по-разному и имеют свои особенности. Например, у видеокарт NVIDIA есть трассировка для создания фотореалистичного качества компьютерной графики, поддержка искусственного интеллекта, CUDA-вычисления.

Современные видеокарты NVIDIA имеют названия по типу «GeForce RTX + индекс модели». Чем выше число, тем выше класс видеокарты. Первая цифра — например, 30 — означает серию и меняется при обновлении модельного ряда. Две следующих цифры (50, 60, 70, 80, 90) говорят об уровне производительности видеокарты. Чем больше, тем мощнее. Приставка Ti означает улучшенную производительность — +10−20%.

Для видеокарт AMD Radeon используются следующие обозначения — «RX + индекс модели». Чем выше значение, тем быстрее видеокарта. Самые мощные видеокарты AMD выпускают в серии RX 6000.

Кроме дизайна, видеокарты разных производителей отличаются между собой вентиляцией и уровнем шума в работе, длиной, иногда набором разъемов. По скорости работы они друг от друга почти не отличаются.

Видеокарты, разработанные NVIDIA и AMD, производит множество брендов. Хорошо зарекомендовали себя ASUS, ASRock, MSI, Gigabyte, Saphire, Palit, PNY.

Технические характеристики

Каждая видеокарта имеет свой графический процессор. Видеочипы снабжены разным количеством универсальных процессоров — шейдерных блоков — и имеют определённую частоту. От этих характеристик зависит производительность видеокарты.

Слабые видеокарты имеют 1000-1500 шейдерных блоков с частотой около 1100-2000 МГц. Игровые видеокарты начального класса располагают 1024-1792 шейдерными блоками с частотой до 2300 МГц — этого хватит на графику на низких настройках. Видеокарты среднего класса имеют порядка 1792-3584 шейдерных блоков.

Высокого класса — 2048-6144, а частота составляет уже 1700-2300 МГц. Самые мощные топовые видеокарты имеют 4608-10,496 шейдерных блоков с частотой 1700-2300 МГц.

Техпроцессом называется технология, по которой производятся видеочипы. Раньше по толщине техпроцесса можно было определить, насколько современны оборудование и технология производства — чем техпроцесс тоньше, тем лучше. Сейчас самые новые техпроцессы почти достигли пределов по масштабированию элементов, поэтому толщина уже не так важна для энергопотребления. Больше влияет архитектура ядра — длина, количество, последовательность соединений транзисторов. Улучшить ее позволяют и другие приемы — например, запрет подачи тактовых сигналов на простаивающие блоки и отключение неиспользуемых блоков.

• Разрядность шины

Видеопамять также характеризуется разрядностью, или шириной шины передачи данных. Пропускную способность (ПС) можно разделить на три группы: 224-360 Гб/с — низкая ПС, 360-512 Гб/с — средняя ПС, а 512-936 Гб/с — высокая ПС.

Низкая пропускная способность памяти ограничивает возможности графического процессора. Оптимальными по цене и производительности можно считать видеокарты со средней пропускной способностью видеопамяти.

• Трассировка лучей

Трассировка лучей — технология, которая позволяет передать реалистичный свет, тени, отражения и другие эффекты современной компьютерной графики. Поддержка трассировки интегрирована во все ведущие игровые движки. Видеокарты GeForce RTX 20-й и 30-й серии, а также Radeon RX 6000 серии содержат специализированные RT-ядра. Они нужны для ускорения трассировки лучей — ключевой технологии современной 3D графики. 

• Тензорные ядра

Современные видеокарты поддерживают все необходимые вычисления для работы, развития, творчества, игр. Для этого они содержат новый тип ядер для ускорения алгоритмов искусственного интеллекта — тензорные ядра.

Ускорение искусственного интеллекта с помощью тензорных ядер позволяет углубиться в программирование, робототехнику, компьютерное зрение, ускоряет работу с фото, видео и компьютерной графикой. Также это свойство повышает запас прочности видеокарты.

Если на видеокарте доступна технология CUDA, как на устройствах из серий GTX и RTX, можно будет использовать графический процессор для вычислений общего назначения. CUDA ускоряет научные вычисления, расчеты, работу с фото, видео и компьютерной графикой.

Видеокарты могут иметь различные разъёмы для подключения внутренних и внешних устройств. Интерфейсный разъём нужен для соединения видеокарты с материнской платой. Современные видеокарты имеют разъём PCI Express (PCI-E x16), такой же есть и на материнских платах. Существуют разные версии PCI-E — 3.0, 4.0 и 5.0. Они отличаются только пропускной способностью (скоростью) шины, которая соединяет видеокарту с материнской платой. Варианты совместимы и устанавливаются на любую современную материнскую плату.

На видеокарте также должен быть подходящий разъём для монитора. Устаревший разъём DVI встречается на видеокартах всё реже. Может существовать в двух видах: DVI–I — комбинированный разъём, который выводит и цифровой, и аналоговый сигналы, а также DVI-D — полностью цифровой интерфейс. Самые распространённые и универсальные порты — HDMI и DisplayPort. HDMI захватил телевизоры, тогда как DisplayPort чаще встречается в мониторах. Он способен передавать аудиосигнал и видео высокой чёткости. Через этот интерфейс компьютер можно подключить к телевизору и воспроизводить звук через встроенные в него колонки. Есть в полноразмерной и в мини-версии — mini-HDMI. Для разрешения 4K самые новые мониторы и графические карты обычно подключают через разъём DisplayPort.

• Длина видеокарты 

Видеокарты различаются габаритными размерами в длину и в толщину. Обычно модели начального класса имеют небольшую длину, среднего класса — примерно в полтора раза длиннее, а топовые видеокарты — самые длинные. Это нужно учитывать при выборе корпуса для компьютера, иначе видеокарта просто не поместится или помешает установке и работе других компонентов.

Толщина видеокарты измеряется в количестве слотов, которые она занимает в корпусе компьютера.

Бюджетные модели могут занимать один слот, но большинство видеокарт требуют два и часто перекрывают один разъём материнской платы, который нужен для установки плат расширения. Если планируется установить звуковую или сетевую карту, это нужно учитывать. На ширину видеокарты будет влиять установленная на неё система охлаждения.

Перед покупкой видеокарты лучше измерить расстояние от задней стенки корпуса компьютера до корзины с жёсткими дисками и сопоставить с длиной видеокарты, которая указана в характеристиках. Точные размеры видеокарт можно найти на сайтах их производителей.

• Охлаждение

Оптимальная температура видеокарты под нагрузкой во время игры — 65-80 °С, допустимая — до 85 °С, а максимально приемлемая, но уже нежелательная — 90 °С. Чтобы устройство не перегревалось, у видеокарт есть система охлаждения, которая бывает пассивной и активной. 

Пассивная система состоит только из радиатора, без вентиляторов. Она требует продуманной вентиляции внутри корпуса компьютера, иначе видеокарта перегревается и быстро выходит из строя.

Активная система охлаждения имеет радиатор и один, а лучше несколько вентиляторов, которые его обдувают. В видеокартах среднего и высокого класса часто есть тепловые трубки, которые улучшают отвод тепла. Такая система охлаждения гораздо эффективнее.

Также эффективна турбинная разновидность активной системы охлаждения: турбина захватывает мощный поток воздуха, прогоняет его через радиатор и выводит за пределы корпуса компьютера. Минус в том, что на очень мощных и горячих видеокартах турбина может начинать гудеть.

Самые прогрессивные видеокарты поддерживают систему водяного охлаждения.

Как выбрать видеокарту?

1. Определить разрешение монитора и перечень задач — это поможет понять, насколько высоки требования к качеству графики;

2. Уделить максимум внимания характеристикам графического процессора и видеопамяти, чтобы картинка была качественной. Лучше выбирать производительность с запасом;

3. Проследить, чтобы на видеокарте были нужные разъёмы для питания, материнской платы и внешних устройств;

6. Учесть, чтобы устройство поместилось в корпусе компьютера и не мешало работе других компонентов;

7. Позаботиться о дополнительном питании и эффективном охлаждении видеокарты, чтобы она не вышла из строя.

Ознакомиться с полным списком товаров категории можно тут.

Источник: Что нужно знать о видеокартах для компьютера

Видеокарта | Определение и факты

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.

• Студенческий портал
  Britannica — лучший ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
• Britannica Beyond
  Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Просить. Мы не будем возражать.
• Спасение Земли
  Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
• SpaceNext50
  Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы изучаем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Содержание

• Введение

Краткие факты

• Факты и сопутствующий контент

Викторины

• Компьютеры и операционные системы

Интегральная схема | Типы, использование и функции

интегральная схема

Посмотреть все медиа

Ключевые люди:

Роберт Нойс Джек Килби Моррис Чанг Роберт Х. Деннард

Похожие темы:

микропроцессор звуковая карта компьютерный чип видеокарта регистр

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

интегральная схема (ИС) , также называемая микроэлектронной схемой , микрочипом или микросхемой , сборка электронных компонентов, изготовленная как единое целое, в которой миниатюрные активные устройства (например, транзисторы и диоды) и пассивные устройства (например, конденсаторы и резисторы) и их соединения построены на тонкой подложке из полупроводникового материала (обычно кремния). Таким образом, результирующая схема представляет собой небольшой монолитный «чип», размер которого может составлять всего несколько квадратных сантиметров или всего несколько квадратных миллиметров. Отдельные компоненты схемы обычно имеют микроскопические размеры.

Интегральные схемы берут свое начало с изобретения транзистора в 1947 году Уильямом Б. Шокли и его командой в Bell Laboratories Американской телефонной и телеграфной компании. Команда Шокли (включая Джона Бардина и Уолтера Х. Браттейна) обнаружила, что при определенных обстоятельствах электроны образуют барьер на поверхности некоторых кристаллов, и они научились контролировать поток электричества через кристалл, манипулируя этим барьером. Управление потоком электронов через кристалл позволило команде создать устройство, которое могло бы выполнять определенные электрические операции, такие как усиление сигнала, которые ранее выполнялись электронными лампами. Они назвали это устройство транзистором, от сочетания слов 9Передача 0180 и резистор . Изучение методов создания электронных устройств с использованием твердых материалов стало называться твердотельной электроникой. Твердотельные устройства оказались намного прочнее, с ними проще работать, они надежнее, меньше и дешевле, чем электронные лампы. Используя те же принципы и материалы, инженеры вскоре научились создавать другие электрические компоненты, такие как резисторы и конденсаторы. Теперь, когда электрические устройства можно было сделать такими маленькими, самой большой частью схемы была неудобная проводка между устройствами.

Знать, как работает ICL 2966, мейнфрейм с интегральной схемой

Просмотреть все видео к этой статье

В 1958 году Джек Килби из Texas Instruments, Inc. и Роберт Нойс из Fairchild Semiconductor Corporation независимо друг от друга придумали способ еще больше уменьшить размер схемы . Они прокладывали очень тонкие дорожки из металла (обычно из алюминия или меди) прямо на том же куске материала, что и их устройства. Эти маленькие дорожки действовали как провода. С помощью этого метода вся схема может быть «интегрирована» в единый кусок твердого материала и таким образом создана интегральная схема (ИС). ИС могут содержать сотни тысяч отдельных транзисторов на одном куске материала размером с горошину. Работать с таким количеством электронных ламп было бы нереально неудобно и дорого. Изобретение интегральной схемы сделало возможными технологии информационного века. В настоящее время интегральные схемы широко используются во всех сферах жизни, от автомобилей до тостеров и аттракционов в парках развлечений.

Основные типы ИС

Аналоговые, или линейные, схемы обычно используют только несколько компонентов и, таким образом, являются одними из самых простых типов ИС. Как правило, аналоговые схемы подключаются к устройствам, которые собирают сигналы из окружающей среды или отправляют сигналы обратно в окружающую среду. Например, микрофон преобразует изменчивые звуки голоса в электрический сигнал переменного напряжения. Затем аналоговая схема модифицирует сигнал каким-либо полезным образом, например, усиливая его или фильтруя нежелательные шумы. Затем такой сигнал можно было бы подать обратно в громкоговоритель, который воспроизвел бы тоны, первоначально улавливаемые микрофоном. Другим типичным применением аналоговой схемы является управление некоторым устройством в ответ на постоянные изменения в окружающей среде. Например, датчик температуры посылает переменный сигнал на термостат, который можно запрограммировать на включение и выключение кондиционера, обогревателя или духовки, как только сигнал достигнет определенного значения.

Britannica Quiz

Компьютеры и операционные системы

Цифровая схема, с другой стороны, предназначена для приема только напряжений определенных заданных значений. Схема, которая использует только два состояния, известна как двоичная схема. Схема с двоичными величинами, «включено» и «выключено», представляющими 1 и 0 (т. е. истинное и ложное), использует логику булевой алгебры. (Арифметика также выполняется в двоичной системе счисления с использованием булевой алгебры.) Эти основные элементы объединяются в конструкции ИС для цифровых компьютеров и связанных с ними устройств для выполнения желаемых функций.