Как устроена видеокарта? | Onechikey

Возможно некоторые из вас глядя на свою видеокарту, задумывались как она работает. Сейчас попробуем разобраться!

Для начала нужно узнать из чего она состоит:

• Графический процессор
• Видеопамять
• Видеоконтроллер
• Цифро-аналоговый преобразователь
• Постоянное запоминающее устройство
• Интерфейсы подключения
• Система охлаждения

Звучит сложно, но сейчас разберём всё отдельно.

Графический процессор

Эти кристаллы размещаются на плате с остальными компонентами видеокарты

Эти кристаллы размещаются на плате с остальными компонентами видеокарты

От графического процесора (его часто называют GPU) зависит скорость обработки команд, связанных с графикой, также GPU берёт на себя некоторые процессы центрального процессора (CPU или ЦП), что освобождает его ресурсы.

Интересный факт:

Современные графические процессоры превосходят центральный процессор по мощности из-за большего кол-ва вычислительных блоков

Видеопамять

Эти чипы с быстрой памятью размещаются рядом с графическим процессором

Эти чипы с быстрой памятью размещаются рядом с графическим процессором

Видеопамять используется для хранения изображений, команд и промежуточных, невидимых на экране элементов, она бывает разных типов, которые отличаются скоростью по скорости и частоте.

Популярный тип памяти сейчас — GDDR5, но уже потихоньку стандартом становиться GDDR6, есть ещё HBM, но она больше для рабочих машин, а не для среднестатистических пользователей.

Стоит отметить, что при нехватке видеопамяти, видеокарта будет обращаться к оперативной памяти, которая медленнее памяти видеокарты, из-за этого в играх появляются фризы (резкое и быстрое замирание картинки).

Видеоконтроллер

Видеоконтроллер отвечает за генерацию изображения из видеопамяти, посылает команды на цифро-аналоговый преобразователь и проводит обработку команд ЦП.

В современных картах встроено несколько компонентов: контроллер видеопамяти, внутренней и внешней шины данных, они работают независимо друг от друга, позволяя осуществлять одновременное управление экранами дисплеев.

Цифро-аналоговый преобразователь

Видеоконтроллер формирует изображение, но его нужно выдать на дисплей с передачей цветов. Этим занимается цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП, если короче).

Он построен в виде четырех блоков, три из которых отвечают за преобразование цвета RGB (красный, зеленый и синий цвет), а последний блок хранит в себе информацию о предстоящей коррекции яркости и гаммы.

Один канал работает на 256 уровнях яркости для отдельных цветов, а в сумме ЦАП отображает 16,7 миллионов цветов.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

ПЗУ сохраняет в себе нужные экранные элементы, информацию с BIOS’а и некоторые системные таблицы, видеоконтроллер с ПЗУ никак не задействуется, обращается к нему только ЦП.

Именно из-за ПЗУ видеокарта функционирует ещё до полной загрузки операционной системы.

Интерфейсы подключения

Видеокарты имеют в среднем 4 выхода, которые вы видите на картинке:

• VGA — единственный аналоговый интерфейс подключения мониторов, ещё применяемый в настоящее время, но уже морально устарел, передаёт только изображение, звук придётся передавать по другим каналам.
• DVI — подразумевает только цифровое подключение, поэтому не может использоваться с видеокартами, имеющими только аналоговый выход, как и VGA в современных видеокартах данный интерфейс подключения уже отсутствует.
• HDMI адаптация DVI для бытовой аппаратуры, дополненная цифровым интерфейсом для передачи многоканального звука.
• Display Port — принципиально новый тип цифрового интерфейса для связи видеокарт с устройствами отображения, предназначен для замены как интерфейса DVI.

Система охлаждения видеокарты

Как известно, процессор и графическая карта являются самыми горячими комплектующими компьютера, поэтому для них необходимо охлаждение.

Если в случае с ЦП кулер устанавливается отдельно, то все производители видеокарт устанавливают радиатор и несколько вентиляторов, что позволяет сохранить относительно низкую температуру при сильных нагрузках.

В редких случаях на видеокарту устанавливают систему жидкостного охлаждения, но повторюсь, таких карт немного.

Вот и узнали «состав» видеокарты и принцип его работы, если вы узнали что-то новое для себя, то ставтье лайк, можете подписаться. Я тут иногда и про игры пишу, как говориться, на вкус и цвет

Всем удачи и саморазвития!

Как работает видеокарта? Часть 1. Компоненты и взаимодействие. / zremcom.com

Графические карты берут данные от центрального процессора и преобразуют их в изображения.

Изображения, которые вы видите на своем мониторе, сделаны из крошечных точек, названых пикселями. В большинстве имеющихся на сегодняшний день мониторах настройки разрешения экрана позволяют показывать более чем миллион пикселей, и компьютер должен решать, что же делать со всеми ими, чтобы создать изображение. Для выполнения этой задачи и были разработаны видеокарты, так сказать переводчики – которые берут двоичные данные от центрального процессора и превращают их в картинку, которую мы и видим на экранах своих мониторов. Почти все современные материнские платы оснащены встроенным видеоконтроллером, который хоть и способен преобразовывать графические данные, все же не сможет обеспечивать хорошую производительность в видеоиграх и 3D приложениях. Поэтому чтобы обеспечить качественную и количественную частоту кадров в секунду – высокое разрешение и скорость используют графические карты, подключаемые к материнской плате отдельно.

Работа графической карты сложна, но её принцип, и компонентный состав легко понять. В этой статье рассмотрим основные части видеокарты и их функции в процессе работы.

Давайте представим, что компьютер это компания, в штате которой состоит собственный художественный отдел. Когда люди в компании хотят получить иллюстрации или художественные работы, они посылают запрос художественному отделу. Художественный отдел решает, как создать изображение  затем рисует его на бумаге, т.е. идея становится фактической, видимой картиной.

Развитие Видеокарт. Видеокарты проделали длинный путь. IBM в 1981 представили первый графический адаптер названный Адаптером Монохромного дисплея (MDA), карта обеспечивала дисплеи только для текста зеленого или белого на черном фоне экране. Теперь, минимальный стандарт для новых видеокарт — Видеографическая матрица (VGA), позволяет воспроизводить 256 цветов. С высокоэффективными стандартами как Расширенная графическая матрица Quantum (QXGA) видеокарты могут вывести на экран миллионы цветов в разрешениях до 2040 x 1536 pixels.

Графическая карта работает подобно тем же принципам, что и наша компания. Центральный процессор, работающий в связке с программным обеспечением, посылает информацию об изображении на видеокарту. Видеокарта решает, как расположить пиксели на экране, чтобы создать правильное изображение. После чего она посылает подготовленную информацию на монитор через соединительный кабель.

Создание изображения из двоичных данных является достаточно требовательным процессом. Например, чтобы сделать 3-х мерное изображение, графическая карта в первую очередь создает структуру изображения из прямых линий, затем проводит растрирование (заполнение пикселями), изображения, добавляет освещение, структуру и цвет. Для быстро изменяющихся видеоигр компьютер должен пройти этот процесс приблизительно шестьдесят раз в секунду. Без графической карты, чтобы выполнить необходимые вычисления, нагрузка на процессор была бы слишком большой, что бы приводило к зависанию картинки на мониторе, или другим системным сбоям.

Для выполнения своей функции графическая карта, использует четыре основных составляющих её компонента:

• Порт соединения с материнской платой (AGP, PCI-E) для передачи данных и управления.
• Процессор (GPU), чтобы решить, что сделать с каждым пикселем на экране.
• Память (VRAM), чтобы держать информацию о каждом пикселе и временно хранить сформированные изображения.
• Вывод на монитор (VGA, DVI), чтобы видеть окончательный результат обработки.

В следующей статье рассмотрим работу графического процессора и памяти видеокарты более подробно.

Как работает видеокарта — КомпЛайн

Процесс построения трехмерного изображения

Этот процесс – 3D-рендеринг – похож на создание фотографии-натюрморта: большую часть времени занимает расположение объектов в кадре, а затем делается моментальный «снимок», результаты которого выводятся на экран. В отличие от фотографии, процедура рендеринга при синтезе компьютерного изображения в реальном времени – например, в игре – повторяется несколько десятков раз в секунду (другой вариант: рендеринг производится заранее, а в итоге получается статичная картинка или видеоролик с высокой степенью реалистичности).

Исходным материалом для рендеринга является множество треугольников различного размера, из которых складываются все объекты виртуального мира: пейзаж, игровые персонажи, монстры, оружие и т.д. Однако сами по себе модели, созданные из треугольников, выглядят как проволочные каркасы. Поэтому на них накладываются текстуры – цветные двухмерные «обои». И текстуры, и модели помещаются в память графической карты, а дальше, при создании каждого кадра игрового действия выполняется цикл рендеринга, состоящий из нескольких этапов. 

1. Игровая программа отправляет графическому процессору информацию, описывающую игровую сцену: состав присутствующих объектов, их окраску, положение относительно точки наблюдения, освещение и видимость. Передаются и дополнительные данные, характеризующие сцену и позволяющую видеокарте увеличить реалистичность получаемого изображения, добавив туман, размытие, блики и т.д.

2. Графический процессор располагает трехмерные модели в кадре, определяет, какие из входящих в них треугольников находятся на виду и отсекает скрытые другими объектами или, например, тенями.

Затем создаются источники света и определяется их влияние на цвет освещаемых объектов. Этот этап рендеринга называется «трансформация и освещение» (T&L – Transformation & Lighting).

3. На видимые треугольники накладываются текстуры с применением различных технологий фильтрации. Билинейная фильтрация предусматривает наложение на треугольник двух версий текстуры с различным разрешением. Результатом ее использования являются хорошо различимые границы между областями четких и размытых текстур, возникающие на трехмерных поверхностях перпендикулярно направлению обзора. Трилинейная фильтрация, использующая три варианта одной текстуры, позволяет создать более мягкие переходы.

Однако в результате использования обеих технологий по-настоящему четко выглядят лишь те текстуры, которые расположены перпендикулярно к оси зрения. При взгляде под углом они сильно размываются. Для того чтобы это предотвратить, используется анизотропная фильтрация.

 

Такой метод фильтрации текстур задается в настройках драйвера видеоадаптера либо непосредственно в компьютерной игре. Кроме того, можно изменять силу анизотропной фильтрации: 2х, 4х, 8х или 16х – чем больше «иксов», тем более четкими будут изображения на наклонных поверхностях. Но при увеличении силы фильтрации возрастает нагрузка на видеокарту, что может привести к снижению скорости работы и к уменьшению количества кадров, генерируемых в единицу времени.

На этапе текстурирования могут использоваться различные дополнительные эффекты. Например, наложение карт среды (Enironmental Mapping) позволяет создавать поверхности, в которых будет отражаться игровая сцена: зеркала, блестящие металлические предметы и т.д. Другой впечатляющий эффект получается с применением карт неровностей (Bump Mapping), благодаря которому свет, падающий на поверхность под углом, создает видимость рельефа.

Текстурирование является последним этапом рендеринга, после которого картинка попадает в кадровый буфер видеокарты и выводится на экран монитора. 

Электронные компоненты видеокарты

Теперь, когда стало понятно, каким образом происходит процесс построения трехмерного изображения, можно перечислить технические характеристики компонентов видеокарты, которые определяют скорость процесса. Главными составными частями видеокарты являются графический процессор (GPU – Graphics Processing Unit) и видеопамять. 

Графический процессор

Одной из основных характеристик этого компонента (как и центрального процессора ПК), является тактовая частота. При прочих равных условиях, чем она выше, тем быстрее происходит обработка данных, а следовательно – увеличивается количество кадров в секунду (FPS – frames per second) в компьютерных играх. Частота графического процессора – важный, но не единственный, влияющий на его производительность параметр – современные модели производства Nvidia и ATI, имеющие сопоставимый уровень быстродействия, характеризуются различными частотами GPU.

Для адаптеров Nvidia, обладающих высокой производительностью, характерны тактовые частоты GPU от 550 МГц до 675 МГц. Частоту работы графического процессора меньше 500 МГц имеют «середнячки» и дешевые низкопроизводительные карты.

В то же время GPU «топовых» карт производства ATI имеют частоты от 600 до 800 МГц, и даже у самых дешевых видеоадаптеров частота графического процессора не опускается ниже 500 МГц.

Однако, несмотря на то, что графические процессоры Nvidia обладают меньшей частотой, чем GPU, разработанные ATI, они обеспечивают, по крайней мере, такой же уровень производительности, а зачастую – и более высокий. Дело в том, что не меньшее значение, чем тактовая частота, имеют другие характеристики GPU.

1. Количество текстурных модулей (TMU – Texture Mapping Units) – элементов графического процессора, выполняющих наложение текстур на треугольники. От количества TMU напрямую зависит скорость построения трехмерной сцены.

2. Количество конвейеров рендеринга (ROP – Render Output Pipeline) – блоков, выполняющих «сервисные» функции (пару примеров, pls). В современных графических процессорах ROP, как правило, меньше, чем текстурных модулей, и это ограничивает общую скорость текстурирования. К примеру, чип видеокарты Nvidia GeForce 8800 GTX имеет 32 «текстурника» и 24 ROP. У процессора видеокарты ATI Radeon HD 3870 только 16 текстурных моделей и 16 ROP.

Производительность текстурных модулей выражается в такой величине как филлрейт – скорость текстурирования, измеряемая в текселах за секунду. Видеокарта GeForce 8800 GTX имеет филлрейт в 18,4 млрд текс/с. Но более объективным показателем является филлрейт, измеряемый в пикселах, так как он отражает скорость работы ROP. У GeForce 8800 GTX эта величина равна 13,8 млрд пикс./с. 
3. Количество шейдерных блоков (шейдерных процессоров), которые – как следует из названия – занимаются обработкой пиксельных и вершинных шейдеров. Современные игры активно используют шейдеры, так что количество шейдерных блоков имеет решающее значение для определения производительности.

Не так давно графические процессоры имели отдельные модули для выполнения пиксельных и вершинных шейдеров. Видеокарты Nvidia серии GeForce 8000 и адаптеры ATI Radeon HD 2000 первыми перешли на унифицированную шейдерную архитектуру. Графические процессоры этих карт имеют блоки, способные обрабатывать как пиксельные, так и вершинные шейдеры – универсальные шейдерные процессоры (потоковые процессоры). Такой подход позволяет полностью задействовать вычислительные ресурсы чипа при любом соотношении пиксельных и вершинных расчетов в коде игры. Кроме того, в современных графических процессорах шейдерные блоки часто работают на частоте, превышающей тактовую частоту GPU (например, у GeForce 8800 GTX эта частота составляет 1350 МГц против «общих» 575 МГц).

Обращаем ваше внимание на то, что компании Nvidia и ATI по-разному считают количество шейдерных процессоров в своих чипах. К примеру, Radeon HD 3870 имеет 320 таких блоков, а GeForce 8800 GTX – только 128. На самом деле, ATI указывает вместо целых шейдерных процессоров их составные компоненты. В каждом шейдерном процессоре содержится по пять компонентов, так что общее количество шейдерных блоков у Radeon HD 3870 – всего 64, поэтому и работает эта видеокарта медленнее, чем GeForce 8800 GTX. 

Память видео карты

Видеопамять по отношению к GPU выполняет те же функции, что и оперативная память – по отношению к центральному процессору ПК: она хранит весь «строительный материал», необходимый для создания изображения – текстуры, геометрические данные, программы шейдеров и т.д. 

Какие характеристики видеопамяти влияют на производительность графической карты

1. Объем. Современные игры используют огромное количество текстур с высоким разрешением, и для их размещения требуется соответствующий объем видеопамяти. Основная масса выпускаемых сегодня «топовых» видеоадаптеров и карт среднего ценового диапазона снабжается 512 Мб памяти, которая не может быть увеличена впоследствии. Более дешевые видеокарты оснащаются вдвое меньшим объемом памяти, для современных игр его уже недостаточно. 

В случае нехватки памяти графический процессор вынужден постоянно загружать текстуры из оперативной памяти ПК, связь с которой осуществляется гораздо медленнее, в результате производительность может заметно снижаться. С другой стороны, чрезмерно большой объем памяти может не дать никакого увеличения скорости, так как дополнительное «место» просто не будет использоваться. Покупать видеоадаптер с 1 Гб памяти имеет смысл только в том случае, если он принадлежит к «топовым» продуктам (видеокарты ATI Radeon HD 4870, Nvidia GeForce 9800, а также новейшие карты серии GeForce GTX 200). 

2. Частота. Этот параметр у современных видеокарт может изменяться от 800 до 3200 МГц и зависит, в первую очередь, от типа используемых микросхем памяти. Чипы DDR 2 могут обеспечить рабочую частоту в пределах 800 МГц и используются только в самых дешевых графических адаптерах. Память GDDR 3 и GDDR 4 увеличивает частотный диапазон вплоть до 2400 МГц. Новейшие графические карты ATI Radeon HD 4870 используют память GDDR-5 с фантастической частотой – 3200 МГц.

Частота памяти, как и частота графического процессора, оказывает большое влияние на производительность видеокарты в играх, особенно при использовании полноэкранного сглаживания. При прочих равных условиях, чем больше частота памяти, тем выше быстродействие, т.к. графический процессор будет меньше «простаивать» в ожидании поступления данных. Частота памяти в 1800 МГц является нижней границей, отделяющей высокопроизводительные карты от менее быстрых.

3. Разрядность шины видеопамяти гораздо сильнее влияет на общую производительность карты, чем частота памяти. Она показывает, сколько данных может передать память за один такт. Соответственно, двукратное увеличение разрядности шины памяти эквивалентно удвоению ее тактовой частоты. Основная масса современных видеокарт имеют 256-битную шину памяти. Уменьшение разрядности до 128 или, тем более, до 64 бит наносит сильный удар по быстродействию. С другой стороны, в самых дорогих видеокартах шина может быть «расширена» до 512 бит (пока этим может похвастаться лишь новейший GeForce GTX 280), что оказывается весьма кстати, принимая во внимание мощность их графических процессоров.

Где найти информацию о технических характеристиках видеокарты

Если графическая карта обладает некими выдающимися параметрами (высокая тактовая частота процессора и памяти, ее объем), то они, как правило, указываются непосредственно на коробке. Но наиболее полные спецификации видеоадаптеров и GPU, на которых они основаны, можно найти только в Интернете. Общая информация выкладывается на корпоративных сайтах производителей графических процессоров: Nvidia (www.nvidia.ru) и ATI (www.ati.amd.com/ru). Подробности можно узнать на неофициальных веб-сайтах, посвященных видеокартам – www.nvworld.ru и www.radeon.ru. Хорошим подспорьем станет электронная энциклопедия Wikipedia (www.ru.wikipedia.org). Пользователи, покупающие карту с прицелом на разгон могут воспользоваться ресурсом www.overclockers.ru.

Одновременное использование двух видеокарт

Для того чтобы получить максимальную производительность, можно установить в компьютер сразу две видеокарты. Производители предусмотрели для этого соответствующие технологии – SLI (Scalable Link Interface, используется картами Nvidia) и CrossFire (разработка ATI). Для того чтобы воспользоваться ими, материнская плата должна не только иметь два слота PCI-E для видеокарт, но и поддерживать одну из названных технологий. Многие «материнки» на чипсетах Intel могут использовать платы ATI в режиме CrossFire, а вот объединить в одну «упряжку» две (или даже три!) видеокарты производства Nvidia могут лишь платы на чипсетах этой же фирмы. В случае, если материнская плата не обладает поддержкой этих технологий, две видеокарты смогут с ней работать, но в играх будет использоваться только одна, а вторая лишь даст возможность выводить изображение на пару дополнительных мониторов.
Заметим, что использование двух видеокарт не приводит к удвоению производительности. Средний результат, на который стоит рассчитывать – 50% прироста скорости. Кроме того, весь потенциал тандема будет раскрыт лишь при использовании мощного центрального процессора и монитора с высоким разрешением. 

Что такое шейдеры

Шейдеры – микропрограммы, присутствующие в коде игры, с помощью которых можно изменять процесс построения виртуальной сцены, открывая возможности, недостижимые при использовании традиционных средств 3D-рендеринга. Современная игровая графика без шейдеров немыслима.

Вершинные шейдеры изменяют геометрию трехмерных объектов, благодаря чему можно реализовать естественную анимацию сложных моделей игровых персонажей, физически корректную деформацию предметов или настоящие волны на воде. Пиксельные шейдеры применяются для изменения цвета пикселей и позволяют создавать такие эффекты, как реалистичные круги и рябь на воде, сложное освещение и рельеф поверхностей. Кроме того, с помощью пиксельных шейдеров осуществляется постобработка кадра: всевозможные «кинематографические» эффекты размытия движущихся объектов, сверхъяркого света и т.д.

Существует несколько версий реализации шейдерной модели (Shader Model). Все современные видеокарты поддерживают пиксельные и вершинные шейдеры версии 4.0, обеспечивающие по сравнению с предыдущей – третьей – версией более высокую реалистичность эффектов. Shader Model 4.0 поддерживается API DirectX 10 , которая работает исключительно в среде Windows Vista. Кроме того, сами компьютерные игры должны быть «заточены» под DirectX 10.

Нужна ли AGP-видеокарта старой системе

Если «материнка» вашего ПК оснащена портом AGP, возможности апгрейда видеокарты сильно ограничены. Максимум, который может себе позволить обладатель такой системы – это видеокарты серии Radeon HD 3850 фирмы AMD (ATI).

По современным меркам, они обладают производительностью ниже среднего. Кроме того, подавляющее большинство материнских плат с поддержкой интерфейса AGP предназначено для устаревших процессоров Intel Pentium 4 и AMD Athlon XP, так что общее быстродействие системы все равно будет недостаточно высоким для современной трехмерной графики. Только на материнские платы для процессоров AMD Ahtlon 64 с разъемом Socket 939 стоит устанавливать новые видеокарты с портом AGP. Во всех остальных случаях лучше купить новый компьютер с интерфейсом PCI-E, памятью DDR 2 (или DDR 3) и современным ЦП.

 

Теги материала: графическая карта, видео, карта, ускоритель, графики

Видеокарта — что это такое, зачем она нужна и как работает

27 февраля, 2020

Автор: Maksim

Каждый компьютерный пользователь, а особенно геймеры — отлично знают, что видеокарта является одним из самых главных компонентов компьютера и ноутбука. Чтобы видео и игры не тормозили, работали стабильно и все шло плавно.

Она необходима, чтобы выдавать обрабатываемую информацию компьютера в виде изображения. Так, все, что вы видите сейчас на своем мониторе — обрабатывает и выводит видеоадаптер вашего ПК или ноутбука.

Из аппаратного обеспечения мы уже успели рассмотреть, что такое SSD и жесткий диск. Сегодня речь пойдет о видеоконтроллере компьютера, рассмотрим, что это такое, как работает и какие бывают его виды.

Что такое видеокарта — видеоадаптер

Видеокарта (видеоадаптер) — это часть аппаратного обеспечения компьютера и ноутбука, устройство, которое отвечает за обработку данных — машинного кода, переводя его в доступное изображение. Т.е. простыми словами, видеоадаптер занимается переводом программного кода в понятное для пользователя изображение на его мониторе, телевизоре или любом другом дисплее.

Представляет из себя плату с микросхемами, кулерами и разъемами, которая устанавливается в корпус ПК или ноутбука. Они могут быть, как уже интегрированными в материнскую плату, так и дискретными. О видах графических плат подробнее написано в соответствующей главе этой статьи ниже.

Для чего нужна видеокарта

Видеокарта нужна для вывода и обработки изображения. Она преобразовывает информацию в понятную нам картинку и выводит ее на экран. Не будет графического адаптера, не будет и картинки. Но, к счастью в большинстве современных материнских плат есть уже встроенная — интегрированная графическая плата, и, если вытащить из системного блока внешнюю — дискретную, компьютер все равно будет работать и выводить картинку на экран.

Отвечает за быстроту обработки графических данных. Чем новее и производительнее графическая плата, тем быстрее будет обработка графики. Так, чтобы видео/графические редакторы, игры и т.д. работали быстро и не тормозили — нужна модель помощнее.

Устройство видеокарты — из чего она состоит

Графический процессор — обрабатывает выводимое изображение и 3D графику. Чем он лучше и новее, тем лучше будет производительность.

Видеоконтроллер — обрабатывает данные получаемые от графического процессора, формирует изображение в памяти устройства. Дает сигнал преобразователю для формирования развертки монитора.

ОЗУ — временная память. Здесь хранится уже готовое изображение для быстрого его вывода на экран. Оно может часто меняться, поэтому чем быстрее такая память, и чем ее больше — тем выше будет производительность в играх и при обработке графики в программах.

ПЗУ — постоянная память. Здесь хранится BIOS адаптера и другие системные ресурсы. Доступ к ПЗУ имеет лишь центральный процессор вашего ПК.

Цифро-аналоговый преобразователь — преобразует данные, которые формирует видеоадаптер в понятный нам цветовой диапазон, раскидывая его по пикселям на мониторе, именно это мы и видим на наших дисплеях.

Коннекторы — разъемы подключения.

Система охлаждения — то, что охлаждает видеопроцессор и память устройства. Обычно это кулеры с системой водяного охлаждения.

Как работает видеокарта

1. Центральный процессор компьютера отправляет графическому адаптеру потоки данных, которые необходимо преобразовать в картинку на мониторе.

2. Видеоадаптер производит необходимые расчеты и обработку. Многое зависит в этом процессе от ПО, о том, как установить драйвера на видеокарту — написано в соответствующем материале.

3. Выводит изображение по пикселям монитора — на экран.

Интересно! Чем более высокого разрешения монитор, тем больше соответственно на нем пикселей. Поэтому на экранах с большим разрешением — количеством пикселей, время обработки изображения увеличивается. Больше пикселей-разрешение на дисплее — дольше время обработки.

Как выбрать видеокарту — Характеристики

Рассмотрим основные характеристики графических адаптеров, на которые следует обратить внимание при выборе.

1. Производитель. На данный момент лучшими являются NVidia и AMD Radeon. Для определенных целей выбирайте своего производителя, например, модели от AMD в некоторых случаях лучше справляются с работой в видео-редакторах.

2. Частота работы процессора. От нее будет зависеть производительность в работе с видео и графикой. Выше — лучше.

3. Тип видео памяти. Выбирать следует наиболее производительный и новый тип ОЗУ, на данный момент это GDDR6.

4. Объем видео памяти. Чем ее больше — тем большую производительность вы получите.

5. Частота и ширина шины памяти. Это скорость с которой будут обмениваться данными между собой процессор и память. Чем больше показатель в обоих пунктах — тем лучше, чтобы получить пропускную способность нужно разделить частоту на ширину. К примеру: 192 бит/8 * 8000 Мгц = 192.0 GB/s.

6. Форм фактор. Обаятельно отталкивайтесь от того, какой форм фактор подойдет для вашей материнской платы и корпуса. Смотрите сколько слотов она будет занимать и есть ли для нее место в системном блоке.

7. Система охлаждения — шум. От того, какая установлена на видеоадаптер система охлаждения будет зависеть издаваемый ею шум и нагрев. Почитайте отзывы перед приобретением.

8. Максимальное разрешение. Проверьте, чтобы карта поддерживала разрешение монитора.

9. Разъем. Обязательно посмотрите подойдет ли она к разъему вашего монитора. На матерински платах подключение обычно идет через разъем PCI Express.

Виды видеокарт

Видов графических карт на рынке не такое большое количество, по сути основных только три. Основными производителями являются NVidia и AMD Radeon и Intel, остальные фирмы просто пользуются их наработками. Intel планирует в будущем выпустить свои дискретные модели, сейчас они производят только интегрированные.

Дискретная видеокарта — что это

Дискретная видеокарта — это высокопроизводительный видеоадаптер, подключаемый к материнской плате компьютера. Отличается наличием встроенной памяти, но в некоторых моделях может быть и без нее. Заменяема — подключается отдельно.

Именно такие видео-адаптеры можно увидеть в продаже множества магазинов. Если вам нужна хорошая производительность в работе с графикой и в играх — это именно оно. Существуют варианты, как для домашних ПК с системным блоком, так и для ноутбуков.

Интегрированная видеокарта — что это

Интегрированная видеокарта — это видеоконтроллер уже встроенный в материнскую плату. Не отличается большой скоростью в обработке видео и чаще не имеет своей оперативной памяти и системы охлаждения.

Встроена по умолчанию в большинство современных материнских плат и позволяет обеспечивать минимальную производительность в обработке графики.

Внешняя видеокарта — что это

Относительно новый вид видеоадаптеров. Это тоже очень производительная карта, та же дискретная, но уже подключается через специальный переходник к вашему ПК или ноутбуку.

Именно для ноутбуков она пользуется огромной популярностью. Когда нужно обработать большое количество видеоданных и графики — это отличное решение.

В заключение

В следующих публикациях будет продолжена тема аппаратного обеспечения компьютера и вы узнаете, что такое центральный процессор вашего ПК. Хорошего вам настроения.

Как проверить, работает ли видеокарта – 8 эффективных способов

Видеокарта – одна из самых важных составляющих любого ПК или ноутбука. Она обрабатывает графический сигнал и выводит готовую картинку на экран. Иногда, при включении компьютера мы видим черный экран с сообщением «нет сигнала» или бывают перебои (подергивания экрана, резко пропадает изображение, искажаются цвета). В таких случаях, в первую очередь подозрение падает на видеоплату, однако помимо этого проблема может быть, как в самом мониторе, так и с комплектующими.

И в этой статье мы поговорим о том, как проверить работает ли видеокарта, и если окажется, что она полностью исправна и причина кроется не в ней, то, как выявить и устранить неполадку. Разберем несколько способов.

Перед тем как приступить к проверке, необходимо убедиться, что остальные комплектующие работоспособны.

Монитор

Первым делом следует проверить монитор. Возьмите его и подключите к другому ПК или ноутбуку. Если изображение на экране появится, значит, он исправен.

Если нет, осмотрите кабель подключения, возможно, он поврежден. Подключите монитор к ПК, используя новый кабель. Если это не помогло, значит, дело не в нем.

Запускаем компьютер

Убедитесь, что при включении компьютер стартует. Это можно сделать на слух, для этого нужно снять боковую крышку ПК и убедиться, что все вентиляторы крутятся. Однако если этого не происходит, и вентиляторы не крутятся, значит, двигаемся дальше.

Блок питания

Бывают случаи, когда блок питания выходит из строя или ему просто не хватает мощности. Чтобы это проверить, возьмите новый блок питания с большей мощностью и аккуратно подсоедините его к материнской плате. Если проблема решилась, тогда причина найдена.

Если нет, выполняем следующее.

Видеокарта

Аккуратно вытащите видеоплату из одного ПК и подсоедините ее к другому ПК. Если она заработает, значит, она исправна. Так же не помешало бы дополнительно проверить ее на работоспособность, чтобы исключить неполадки в целом. Но если изображения по-прежнему нет, то, скорее всего, на ней вздулись конденсаторы.

Внимательно осмотрите их и убедитесь, что они в нормальном состоянии. При нахождении хотя-бы одного вздутого конденсатора, скорее всего, проблема именно в нем. В таком случае рекомендуется отнести карту на ремонт.

Повреждение гнезда процессора

Если вы самостоятельно проводили профилактику ПК и извлекали из него процессор, возможно, при установке процессора обратно, вы повредили гнездо, а именно согнули торчащие ножки.

В таком случае рекомендуется обратиться за помощью к специалистам, чтобы аккуратно их выпрямить и не повредить случайно что-то еще.

Поломка материнской платы

Вполне возможно, что видеокарта не работает из-за неисправности материнской платы, а именно поврежден северный или южный мост, а может, вздуты конденсаторы. К сожалению, проверить работоспособность мостов самостоятельно не получится, а вот осмотреть конденсаторы всегда можно.

Как это сделать:

1. Откройте крышку системного блока и визуально осмотрите плату.
2. Убедитесь, что конденсаторы нормально формы и не вздуты.

Даже если вы найдете проблему, материнская плата все равно подлежит только профессиональному ремонту в сервисном центре.

Дополнительные средства диагностики

В том случае, если ваш компьютер или ноутбук полностью функционирует, узнать работает ли дискретная видеокарта,  не составит труда.

Первый способ:

1. Откройте диспетчер устройств.
2. Перейдите в раздел «Видеоадаптеры», затем кликните правой мышкой и выберите пункт «Свойства». Если видеоплата не отображается, попробуйте обновить драйвера, предварительно удалив старые, и попробуйте еще раз.
3. Появится окно, в котором можно увидеть текущее состояние платы.

Таким образом, мы узнаем, работает плата или нет.

Второй способ:

Чтобы проверить работает ли видеокарта, нужно скачать и запустить утилиту GPU-Z. Она полностью бесплатна. Программа покажет нам всю информацию о нашей карте.

Разберем процесс более подробно:

1. После запуска в первом же окне можно увидеть наименование карты. Это говорит о том, что она работает.
2. Во вкладке «Sensors» можно увидеть частоту ядра, текущую температуру, скорость кулера, загрузку и прочие характеристики.
3. Так же можно дополнительно протестировать ее на производительность.

Итак, мы разобрали 8 способов, которые помогут вам узнать работает ли видеокарта на ноутбуке или компьютере, а так как диагностировать и устранить неполадки. Надеюсь, информация была полезной.

Небольшое обучающее видео, рекомендуем к просмотру

Анатомия видеокарты — из чего состоит графический адаптер

Какой компонент компьютера (я сейчас про стационарные ПК), помимо материнской платы, неизменно вызывает уважение? Процессор – какой бы он ни был мощный, но это небольшой квадратик/прямоугольник, своим видом не вызывающий особых эмоций. Модули памяти, SSD? Да ладно! Кулер? Это, по сути, довольно простая, хотя большая и тяжелая, железка с пропеллером. Блок питания? В какой-то мере да, но особого трепета все равно нет. Что остается, видеокарта? А вот тут в точку. Если имеем дело с современным высокопроизводительным графическим адаптером, то берешь в руки — маешь вещь! Как она устроена, какова анатомия видеокарты – предмет нашего сегодня разговора.

Типы видеокарт

Существует три вида графических адаптеров:

• Встроенный. Современные, да и не очень, CPU в большинстве случаев имеют в своем составе видеокарту. Ее возможностей хватит для повседневной офисной работы, серфинга в интернете, просмотра фильмов, даже для простеньких игр. К сожалению, когда речь заходит о 3D-моделировании, играх и прочих «тяжелых» в визуальном плане приложениях, возможностей встроенного видеоядра уже не хватает.
• Дискретная. Некая плата, устанавливаемая в свободный слот на материнской плате. По физическим размерам это внушительный девайс, да и возможности под стать.
• Внешняя. Подключается либо по USB (обычно используется с ноутбуками) или с помощью интерфейса Thunderbolt.

Встроенное в процессор видеоядро сегодня нас интересует мало. Как и внешняя, хотя по сути, это выполненная в отдельном корпусе дискретная видеокарта. И вот она то, дискретная, и будет предметом этого материала.

Я не буду останавливаться на вопросах типа «зачем нужна видеокарта». На мой взгляд, абсолютно бессмысленно отвечать на очевидное. Это вопрос из разряда «зачем компьютеру блок питания» или «зачем автомобилю двигатель». Уверен, уж об основном назначении этого компонента вы и сами догадываетесь.

Не буду останавливаться и на этапах развития графических адаптеров. История эта интересна, разнообразна, полна драматических и, не побоюсь этого слова, трагических событий, но тема весьма обширная, и в данном случае мало помогающая разобраться в анатомии видеокарт.

Из чего состоит видеокарта

Когда мы рассматривали строение материнской платы, то в большинстве случаев «порционные судачки а натюрель» были на виду во всей красе. Практически все составные части видны и ко всем можно подобраться.

К сожалению, взяв в руки современную видеокарту, мы видим массивный радиатор с вентиляторами в количестве от одного до трех (хотя бывает и больше), на обратной стороне в лучшем случае видим тыльную сторону печатной платы, да и то скорее всего она будет закрыта металлической или композитной пластиной. Да с торца несколько разъемов. Что и как там устроено – почти ничего не видно.

Поэтому, чтобы узнать основы и составные части современной видеокарты, придется снимать систему охлаждения. После того, как с этой задачей справились, наконец-то нашему взору откроется анатомическая картина графического адаптера.

Итак, из каких основных частей состоит видеокарта:

• Графический процессор (GPU).
• Микросхемы памяти (GDDR).
• Система питания GPU и GDDR (ШИМ контроллер(ы) и цепи VRM).
• Система охлаждения видеокарты.
• Интерфейсный разъем для подключения к материнской плате (PCIe).
• Разъем(ы) питания.
• Интерфейсные разъемы для подключения монитора/ов.
• Разъем для объединения видеокарт в режим SLI или CrossFire (опционально).

Причем, практически все эти части присутствуют и на видеокартах, выпущенных десяток лет назад, и даже двадцать…

На каждом из этих компонентов остановимся поподробнее. Разберемся, что это, как устроено и для чего требуется. И нужно ли вообще.

Для образца возьмем конкретную видеокарту — MSI GeForce RTX 3070 Ti Suprim X.

Графический процессор (GPU)

Какую бы видеокарту вы не использовали (AMD или NVidia), выглядят они похоже. Центральное место на печатной плате (ну или примерно центральное, но в любом случае заметное), занято графическим процессором. В окружении других компонентов, до которых речь тоже дойдет.

Наверняка напрашивается аналогия с центральным процессором, и она вполне уместна. Тем более, что и название похожее – там CPU (Central Processing Unit), здесь GPU (Graphics Processing Unit). И то, и то – процессоры. И в чем между ними отличие?

Если меряться транзисторами, из которых состоят CPU и GPU, то у последних их больше. Например, во взятой для образца видеокарте установлен чип NVidia GA104-400-A1, в котором 17.4 млрд транзисторов. А, скажем, AMD Ryzen 7 5800H обходится почти вдвое меньшим количеством. Выходит, графический процессор круче?

В чем-то да, а в чем-то и нет. Некогда большую часть работы по обсчету изображений (например, в играх), которые надо вывести на экран, выполнял CPU. Однако, постоянное усложнение этой работы и необходимость высокой вычислительной мощности привело к тому, что возможностей процессора стало не хватать.

CPU – универсальное устройство, выполняющее множество разных функций. В этом его сила, и в нем же слабость. В данном случае узкоспециализированный GPU позволяет выполнять работу, связанную с подготовкой и выводом изображения на экран монитора, гораздо быстрее.

Связано это в первую очередь с многоядерной и многопоточной обработкой данных. Конечно, CPU тоже умеет выполнять операции параллельно, но давайте посмотрим ядрам и потокам в глаза. Ознакомимся со спецификациями: например, у AMD Ryzen 7 5800H 8 ядер и 16 потоков. Немало. А что там с чипом NVidia GA104?

Аналогом процессорным ядрам в графических чипах NVidia являются ядра CUDA, коих в данной модели GPU аж 6 144. Пусть эти ядра более простые и менее универсальные, но зато их на порядки больше.

У GPU AMD архитектура чипов несколько иная, но сути это не меняет. Если брать за пример сопоставимый графический процессор Radeon RX 6700 XT, то тоже видим более 17 млрд транзисторов и 2 560 процессорных ядер.

Надо сказать, что нельзя сравнивать видеокарты просто по количеству этих самых ядер. В пределах одного производителя можно, хотя и с оговорками, но вот предположение, что NVidia GA104 (6 144 ядер) примерно в 2.5 раза мощнее AMD Radeon RX 6700 XT (2 560 ядер), неверно.

Ну так какие же функции выполняет GPU? В первую очередь – преобразования данных, переданных центральным процессором в изображение, которое отображается на экране монитора. Эта работа выполняется очень быстро, ведь «картинка» постоянно изменяется и в секунду надо подготовить их десятки, а то и сотни, чтобы все изменения на экране происходили плавно, без рывков и замираний.

Собственно, поэтому GPU и получились такими сложными. Но, согласитесь, было бы неразумно использовать такую мощь только для игр или специфических задач по визуализации. Тысячи простаивающих вычислительных ядер – это слишком расточительно. Поэтому видеокарты активно используются для математических операций в научных программах, инженерных и аналитических расчетах и т. п.

Видеопамять

К сожалению, пользователи не имеют возможности устанавливать столько памяти, сколько им захочется, как это существует в материнских платах. Видеокарты изначально комплектуются определенным объемом VRAM, который зависит от используемой модели GPU. Изменить это значение почти невозможно.

Почему почти? Некоторые энтузиасты экспериментируют с установкой большего количества микросхем памяти на плату, но это мероприятие непростое, недешевое, и не гарантирующее результат. Короче, приходится мириться с тем, что есть. Подопытная MSI GeForce RTX 3070 Ti Suprim X обходится объемом 8 ГБ GDDR6X.

На плате чипы видеопамяти обычно располагаются рядом с GPU, окружая его. На изображении выше видны 8 микросхем производства Micron, расположенные с трех сторон вокруг графического процессора. Видеокарты попроще могут обходиться меньшим количеством чипов, помощнее – большим.

Надо еще сказать, что сама видеопамять бывает разной. Сейчас можно найти видеокарты с чипами GDDR5, GDDR6 и GDDR6X. Первый тип уже считается устаревшим и применяется разве что в бюджетных или уходящих с рынка моделях видеокарт. Например, в NVidia GeForce GTX 1050. В основном используется память 6-го поколения.

Есть еще память HBM2 (High Bandwidth Memory), но при всех своих преимуществах она не получила до сих пор широко применения, и в немалой степени из-за того, что она дороже, чем та же GDDR6(X).

Если говорить кратко, то в отличие от планарной GDDR6, технология HBM имеет многослойную структуру ячеек. Чем-то напоминает 3D NAND. Из-за этого у нее очень широкая шина доступа – 1024 бит и более. Физически чипы HBM располагаются в непосредственной близости от GPU. Этот тип видеопамяти использовали видеокарты Nvidia Tesla P100. Radeon RX Vega 56, Radeon Vega RX 64, Nvidia Quadro GP100 и некоторые другие.

Тем не менее, подавляющее большинство современных моделей видеокарт основаны на проверенной GDDR6(X).

Видеопамять непосредственно используется во время подготовки изображений, и чем больше объем, тем быстрее будет идет расчет, и тем меньше понадобится обращаться к процессору, ОЗУ и накопителю за новой порцией данных. И чем выше разрешение изображения, тем видеопамяти хочется побольше.

На данный момент необходимым минимумом можно считать объем в 6 ГБ, который позволит получить уже качественную, плавную картинку на экране с большим количеством FPS.

Система питания

Надежное электропитание – основа стабильной работы любого устройства, и видеокарта тут не исключение. Нагрузка на систему электропитания весьма высока, если учесть потребление электроэнергии современными GPU.

Сравните, например, младший GEFORCE RTX 3060, энергопотребление которого заявлено равным 170 Вт и флагманский Intel Core i9-11900K, у которого TDP равно 125 Вт. Если брать старший GEFORCE RTX 3090, то его аппетит уже находится на уровне 350 Вт.

Организовано энергопотребление по тому же принципу, что и питание процессора. Уже привычная связка ШИМ-контроллера и n-го количества фаз на силовых сборках. Контроллеров может быть и несколько.

Фазы питания располагаются либо с одной стороны графического процессора, либо с двух, если этих фаз много. А в топовых видеокартах их действительно много.

У взятой для примера MSI GeForce RTX 3070 Ti Suprim X их 13 штук, 2 из которых питают видеопамять. Кстати, в данном случае эти две фазы используют отдельные элементы для верхнего и нижнего плеча, в то время как для GPU применяются 50-амперные сборки Alpha & Omega AOZ5311NQI.

Система охлаждения

Именно этот компонент (огромный радиатор, несколько вентиляторов) и бросается в глаза при первом взгляде на видеокарту. Исключение составляют, пожалуй, только бюджетные маломощные графические адаптеры, которые обходятся скромными по размеру и весу системами охлаждения.

Если же мы говорим о чем-то типа RTX 2060/3060 или AMD 6700 и выше, то система охлаждения будет внушать уважение, как минимум своим весом.

Радиатор представляет собой довольно замысловатую железяку с большим количеством тонких ламелей, состоящую из нескольких секций и теплорассеивающих пластин, контактирующих с графическим процессором, чипами памяти и силовыми элементами системы питания.

Практически все производители устанавливают несколько тепловых трубок для повышения эффективности работы радиатора.

Тепловая трубка – металлическая (часто медная, может быть покрыта никелем) герметичная, с легкоиспаряющейся жидкостью внутри. Эта жидкость испаряется в месте соприкосновения одного конца трубки с горячим элементом, после чего пар конденсируется на противоположном, холодном конце, после чего жидкость возвращается в горячий конец трубки.

Чаще всего применяются тепловые трубки с пористыми внутренними стенками, по которым жидкость под воздействием капиллярных сил перемещается в зону испарения вне зависимости от положения самой трубки в пространстве. Этой жидкостью может быть вода, аммиак, этанол и т. п.

Встречается и такой элемент, как испарительная камера. Это некая модернизация идеи тепловой трубки, использующая тот же принцип испарения жидкости, при которой отбирается тепло у охлаждаемого элемента. Разница в том, что плоская многослойная конструкция увеличивает эффективность этого процесса.

У разных производителей количество и конфигурация трубок различается. Часть их может использоваться для контакта с GPU, а для элементов системы питания устанавливается индивидуальная трубка. Может использоваться технология «прямого контакта», при которой тепловые трубки непосредственно контактируют с графическим процессором. Это позволяет улучшить теплообмен.

Однако недостаточно просто забрать тепло тем или иным способом – тепловой трубкой и/или радиатором, это тепло надо еще куда-то деть. Для этого применяют вентилятор(ы).

Несколько лет назад референсные видеокарты NVidia и AMD использовали систему охлаждения с помощью турбины. Суть ее в том, что устанавливается только один радиальный вентилятор, который забирает воздух из корпуса и прогоняет его через всю видеокарту, выбрасывая наружу.

Под кожухом видеокарты установлен радиатор с большим количеством ребер. Главным недостатком такой системы охлаждения является шумность. Единственный вентилятор имеет небольшой размер, а для обеспечения нужного потока воздуха ему приходится вращаться на большой скорости. А чем она выше, тем выше и шум.

Оба производителя отказались от турбинной системы, начиная с семейств видеокарт NVidia RTX 2000 и AMD RX 6000. Предпочтение отдано более привычным осевым вентиляторам, которых может быть от одного до нескольких в зависимости от размера видеокарты и «горячности» ее нрава.

Рассматриваемая сегодня MSI GeForce RTX 3070 Ti Suprim X имеет три вентилятора диаметром 95 мм каждый. Их максимальная скорость вращения составляет 3 250 об/мин, но надо очень постараться, чтобы ветродуи разогнались до таких скоростей. В реальности даже под максимальной нагрузкой они вращаются на меньших скоростях, а при температуре графического чипа ниже 60°C вообще останавливаются.

Некоторые производители используют противоположное направление вращения вентиляторов. Если их два, то один вращается по часовой стрелке, другой против. При трех вентиляторах обычно средний имеет противоположное направление вращения по отношению к крайним. Производители утверждают, что таким образом удается бороться с турбулентностью воздушного потока и улучшать обдув радиатора.

Редкие модели видеокарт могут оснащаться одним или двумя дополнительными вентиляторами небольшого размера. Например, INNO3D GeForce RTX 3070 ICHILL X4 имеют небольшой вентилятор на верхней грани, обдувающий тепловую трубку с радиатором от цепей VRM.

Альтернативой штатным системам охлаждения может быть жидкостная, которую можно установить самостоятельно, или производитель изначально предлагает модификацию видеокарты со смонтированным радиатором СЖО. Принципиально она не отличается от той, что используется для CPU, но есть некоторые различия. Проблема в том, что помимо графического чипа необходимо охлаждать еще микросхемы видеопамяти и цепи VRM, что делает теплосъемник довольно сложным конструктивно.

Полезной вещью может оказаться и защитная панель, которая закрывает обратную сторону печатной платы. Она как минимум защищает плату от возможных повреждений, улучшает механическую прочность видеокарты, а часто еще и участвует в охлаждении, для чего через термопрокладки контактирует с печатной платой в месте установки, скажем, силовых элементов системы питания.

Интерфейсный разъем для подключения к материнской плате

Все видеокарты последних поколений используют интерфейс PCI-Express. Последние поколения перешли на 4-ю версию, хотя без проблем работают и в более старых версиях, например, PCIe 3.0.

Видеокарты получают от процессора 16 интерфейсных линий. В зависимости от CPU может отличаться количество этих линий и версия интерфейса. Процессоры AMD Ryzen последних поколений и интеловские «камни» могут полноценно обеспечить видеокарту этими «дорожками» для доставки данных.

Если же по какой-то причине нет возможности обеспечить видеокарту всеми 16-ю линиями (например, к процессору подключен второй слот PCIe на материнской плате, и он задействован под какой-либо контроллер) и ей осталась только половина, то… ничего страшного не произойдет. Видеокарта будет прекрасно работать, и маловероятно, что вы вообще заметите какие-либо изменения.

Разъем(ы) питания

Но не только передачей данных занимается разъем PCIe. Через него подается питание на видеокарту. И все бы ничего, но есть проблема. Он не в состоянии обеспечить нормальное питание даже младшей в линейке моделей видеокарты. Почему?

Давайте взглянем на иллюстрацию, показывающую часть разъема PCIe, точнее, короткую его часть до перемычки. Здесь 22 контакта, часть занята для служебных нужд, а часть используется для подачи напряжений 12 В и 3.3 В.

Всего у нас есть пять 12-вольтовых контактов и три с напряжением 3.3 В. Согласно спецификациям на PCIe, максимальный ток для напряжения 3.3 В составляет 3 А, и 5.5 А для напряжения 12 В. Высчитать максимальную мощность теперь просто:

(5.5 (А) * 12 (В)) + (3 (А) * 3.3 (В)) = 75.9 Вт

Теперь вспомним, что для RTX 3060 максимальное потребление энергии указано равным 170 Вт, что более чем вдвое превышает возможности интерфейса PCIe. Где брать дополнительную мощность? Непосредственно от блока питания.

Для этого на видеокартах есть от одного до трех разъемов (с шестью или восемью контактами) для подключения шлейфа/ов от БП. И забывать об этом не следует. Блок питания вашего ПК должен обеспечить необходимое количество коннекторов.

Интерфейсные разъемы для подключения монитора/ов

Все эти чипы, радиаторы, вентиляторы – все это хорошо, но куда подключать монитор, чтобы что-то увидеть? Воспользоваться разъемами, которые располагаются на заднем торце видеокарты. В подавляющем большинстве случаев на современных видеокартах вы найдете один-два HDMI и пару-тройку DisplayPort.

Собственно, вот туда и подключайте, в зависимости от того, какой интерфейс у вашего монитора. Или нескольких, т. к. никто не запрещает использовать более одного средства отображения. В некоторых моделях видеокарт встречается еще и разъем USB Type-C, но это для специфических нужд.

Разъем для объединения видеокарт в режим SLI или CrossFire

Несколько лет назад тема объединения нескольких видеокарт для совместной работы с целью повысить производительность была очень популярна. NVidia представила технологию SLI, у AMD аналог обзывается CrossFire.

Сейчас это стало не столь интересно, т. к. такой режим работы не очень соответствовал ожиданиям. Затраты на покупку двух-трех видеокарт не оправдывают полученного прироста быстродействия.

Неудивительно, что в 3000-й серии видеокарт от NVidia поддержка SLI представлена ограниченно. Я бы сказал, что довольно мало моделей позволяет использовать их таким образом.

А вот видеокарты, например, 1000-й серии имеют такую поддержку. Чтобы задействовать технологию SLI необходимо, чтобы на видеокарте был специальный разъем на верхней грани.

На иллюстрации показан такой разъем для видеокарты Gigabyte GeForce GTX 1070 G1 Gaming. Чтобы объединить два графических адаптера, требуется использовать специальную перемычку, которая устанавливается в этот разъем.

Повторюсь, что современные модели видеокарт в большинстве своем такой функционал не поддерживают.

Что еще?

Я не останавливаюсь подробно на вспомогательных функциях видеокарт. Сюда можно отнести управление подсветкой, наличие небольшого дисплея для вывода служебной информации или пользовательских изображений.

Разве что стоит упомянуть наличие переключателя выбора одного из режимов работы видеокарты. Последние их поколения изначально имеют два BIOS. Первый ориентирован на тихую работу, что достигается снижением частоты работы GPU и оборотов вентиляторов. Второй – этакий «спорт-режим», который раскрывает все возможности видеокарты.

Ну почти все, т. к. пользователь также может самостоятельно устанавливать режимы работы видеокарты, заняться разгоном.

Заключение. Анатомия видеокарты – все для победы

Видеокарта во многом напоминает материнскую плату – есть процессор, есть память, есть системы питания и охлаждения. Но если материнка – это основа для сборки той системы, которая для вас будет оптимальна, видеокарта — это вещь в себе. Придется смириться с ее возможностями или поискать другую, более производительную модель.

Графический чип поменять нельзя, память доустановить нельзя, даже другое охлаждение смонтировать не так уж просто.

Мало того, следует помнить, что современные видеокарты для установки требуют как минимум 2 слота. Если у вас в материнскую плату уже установлены какие-либо адаптеры и контроллеры, посмотрите, а место для видеокарты есть?

При выборе графического адаптера придется разбираться с тем, какой чип, какая память стоит. Нелишним будет поинтересоваться, насколько мощная система питания, особенно если вы планируете поиграться с разгоном. То же самое относится и к системе охлаждения. В штатных режимах, конечно, справятся все, но вот при оверклокинге…

Полезно будет оценить, насколько выбранная видеокарта будет актуальна через год-два. При условии, конечно, что у вас нет привычки менять графическую плату сразу после появления нового семейства видеочипов.

Правильного выбора и хороших покупок!

Из чего состоит видеокарта для компьютера?

Опубликовано 30.09.2018 автор Андрей Андреев — 2 комментария

Привет, друзья! Ну, признавайтесь: кто из вас в детстве любил разобрать игрушку и посмотреть, как она устроена? Конечно, все мы давно выросли, и игрушки у нас стали совсем другими. Чтобы узнать, из чего состоит видеокарта для компьютера и как она работает, ничего разбирать не нужно: добрый Андрей Евгеньевич и так вам все расскажет.

Графический процессор

Это – основной компонент современной видеокарты, который производит расчеты изображения, выводимого на монитор, освободив тем самый ЦП компьютера. По сложности архитектуры они не только не уступают центральному процессору, но кое в чем его превосходят: по техпроцессу и количеству интегрированных транзисторов, а часто и вычислительной мощности.

Именно поэтому для майнинга обычно используется видеокарта, а не центральный процессор, за исключением некоторых, не особо популярных криптовалют. Сегодня графические процессоры выпускают всего два производителя: Nvidia и AMD (который полностью выкупил компанию ATI).

Все видеокарты для ПК, которые сегодня доступны на рынке, оборудованы чипом одного из двух этих брендов.

Видеоконтроллер

Электрическая схема, которая формирует изображение в видеопамяти, трансформируя данные в сигналы развертки монитора, в ответ на обращение к нему графического и центрального процессора. У современных видях таких устройств обычно два, которые работают независимо друг от друга и могут управлять одновременно несколькими дисплеями.

ПЗУ

Постоянное запоминающее устройство хранит прошивку графического ускорителя – БИОС, служебные таблицы, экранные шрифты и всякое такое. Графический процессор напрямую к ПЗУ не обращается – только центральный.

БИОС же задает все низкоуровневые параметры работы устройства, включая тайминги, рабочее напряжение и частоты.

ОЗУ

Своеобразный кадровый буфер, хранящий генерируемое и постоянно изменяемое графическим процессором изображение, которое потом выводится на экран монитора (или нескольких). Также здесь хранятся промежуточные данные, которые на дисплей не выводятся.

Разные модели видеокарт отличаются по объему встроенной видеопамяти и ее частоте. В основном, сегодня в них применяется DDR5, за исключением самых дешевых моделей.

Цифро-аналоговый преобразователь

«Приблуда», которая служит для преобразования формируемого видеоконтроллером изображения в уровни интенсивности цвета аналогового монитора. Параметрами ЦАП определяются возможный диапазон цветности изображения.

Если можно подключить несколько мониторов к видеокарте, то для каждого предусмотрен отдельный цифро-аналоговый преобразователь.

Коннектор

Слот, с помощью которого подключается монитор (или несколько – на каждый порт отдельный). Сегодня можно купить графический ускоритель с одним из следующих коннекторов:

• VGA;
• DVI;
• HDMI
• Display Port;
• S‑Video.

Существуют также адаптеры, которые позволяют подключить монитор к видеокарте, на которой нет подходящего слота.

Система охлаждения

Предназначена для отвода тепла от прочих частей графического ускорителя и сохранения рабочей температуры устройства в допустимых пределах. Чем мощнее видеокарта, тем она больше греется при работе, и соответственно, требует более совершенной системы охлаждения.

Для бюджетной модели, которая в основном используется на офисных и прочих слабых компах, достаточно только радиатора – тепло отводится за счет естественной циркуляции воздуха внутри системного блока.

С повышением температуры требуется принудительная циркуляция воздуха, поэтому видеокарты подороже оснащают вентилятором, размер которого напрямую зависит от необходимого теплоотвода. У дорогих видеокарт таких вентиляторов два, а иногда и все три.

Однако и они не справляются с температурой, генерируемой во время работы топовых графических ускорителей. Поэтому на таких устройствах система охлаждения жидкостная.

И если вы, друзья, знакомы с человеком, у которого на компе такое охлаждение, можете уже начинать завидовать – он играет в самые новые игры на максимальных настройках графики. Или играл еще полгода назад – зависит от того, сколько времени прошло с момента написания этого текста.

Корпус

Естественно, все основные части видеокарты помещаются в корпус. Как правило, над внешним видом устройства трудятся крутые дизайнеры, поэтому дорогие видеокарты имеют стильный и, я бы сказал, хищный вид. Ну и что, что девайс не виден внутри системного блока?

Кроме того, на корпусе любой видеокарты, даже самой маленькой, есть специальная скоба, с помощью которой посредством винтового соединения деталь крепится к корпусу компьютера.

Вот, собственно, и все устройство графического ускорителя. Если вас заинтересовала эта тема, почитать более подробно про правильный выбор видеокарты вы можете здесь.

Также советую ознакомиться со статьями «Все разъемы и выходы, которые есть на материнской плате» и «Процессор для майнинга: существует ли лучший вариант?».

И в качестве финальной рекомендации – обратите внимание на видеокарту MSI GeForce GTX 1060 Armor OC 6144Mb GDDR5 (GTX 1060 ARMOR 6G OC). Прелесть, не правда ли?

А на сегодня я с вами прощаюсь. Не забудьте подписаться на новостную рассылку этого блога, чтобы быть в курсе самых свежих публикаций. Про то, что этой статьей нужно поделиться в социальных сетях, не напоминаю – вы и сами все прекрасно знаете.

С уважением, автор блога Андрей Андреев

Как работают видеокарты | HowStuffWorks

Подобно материнской плате, графическая карта представляет собой печатную плату, на которой размещены процессор и оперативная память. Он также имеет микросхему системы ввода / вывода (BIOS), которая хранит настройки карты и выполняет диагностику памяти, ввода и вывода при запуске. Процессор видеокарты, называемый графическим процессором (GPU), аналогичен процессору компьютера. Однако графический процессор разработан специально для выполнения сложных математических и геометрических вычислений, необходимых для рендеринга графики.Некоторые из самых быстрых графических процессоров имеют больше транзисторов, чем средний процессор. Графический процессор выделяет много тепла, поэтому обычно располагается под радиатором или вентилятором.

Помимо вычислительной мощности, графический процессор использует специальное программирование, помогающее анализировать и использовать данные. ATI и nVidia производят подавляющее большинство графических процессоров на рынке, и обе компании разработали собственные усовершенствования для повышения производительности графических процессоров. Для улучшения качества изображения процессоры используют:

• Полное сглаживание сцены (FSAA), которое сглаживает края трехмерных объектов
• Анизотропная фильтрация (AF), которая делает изображения более четкими

Каждый Компания также разработала специальные методы, помогающие графическому процессору применять цвета, тени, текстуры и узоры.

Поскольку графический процессор создает изображения, ему нужно где-то хранить информацию и готовые изображения. Для этого он использует оперативную память карты, сохраняя данные о каждом пикселе, его цвете и его расположении на экране. Часть ОЗУ может также выступать в качестве кадрового буфера , что означает, что в нем хранятся завершенные изображения до тех пор, пока не придет время их отображать. Обычно видеопамять работает на очень высоких скоростях и имеет двухпортовый , что означает, что система может читать из нее и записывать в нее одновременно.

ОЗУ подключается непосредственно к цифро-аналоговому преобразователю , называемому ЦАП. Этот преобразователь, также называемый RAMDAC, преобразует изображение в аналоговый сигнал, который может использовать монитор. Некоторые карты имеют несколько RAMDAC, что позволяет повысить производительность и поддерживать более одного монитора. Вы можете узнать больше об этом процессе в разделе «Как работает аналоговая и цифровая запись».

RAMDAC отправляет окончательное изображение на монитор через кабель. Мы рассмотрим это соединение и другие интерфейсы в следующем разделе.

Как работает видеокарта ?. Изображения, которые вы видите на своем мониторе,… | by Shanebarrett

Изображения, которые вы видите на своем мониторе, состоят из крошечных точек, называемых пикселей . При наиболее распространенных настройках разрешения на экране отображается более миллиона пикселей, и компьютер должен решить, что делать с каждым из них, чтобы создать изображение. Для этого ему нужен переводчик — что-то, что могло бы взять двоичные данные из ЦП и превратить их в картинку, которую вы можете видеть.Если компьютер не имеет возможности графики , встроенной в материнскую плату, это преобразование происходит на видеокарте .

A графическая карта Работа сложна, но ее принципы и компоненты легко понять. В этой статье мы рассмотрим основные части видеокарты и то, что они делают. Мы также рассмотрим факторы, которые вместе создают быструю и эффективную видеокарту .

Думайте о компьютере как о компании с собственным художественным отделом. Когда люди в компании хотят произведение искусства, они отправляют запрос в художественный отдел. Художественный отдел решает, как создать изображение, а затем переносит его на бумагу. Конечным результатом является то, что чья-то идея становится реальной, видимой картинкой.

Видеокарта работает по тем же принципам. ЦП, работая совместно с программными приложениями, отправляет информацию об изображении на видеокарту.Видеокарта решает, как использовать пиксели на экране для создания изображения. Затем он отправляет эту информацию на монитор по кабелю.

Создание изображения из двоичных данных — сложный процесс. Чтобы создать трехмерное изображение, графическая карта сначала создает каркас из прямых линий. Затем он растрирует изображение (заполняет оставшиеся пиксели). Он также добавляет освещение, текстуру и цвет. В динамичных играх компьютер должен проходить этот процесс примерно шестьдесят раз в секунду.Без видеокарты для выполнения необходимых вычислений рабочая нагрузка была бы слишком большой для компьютера.

Графическая карта выполняет эту задачу, используя четыре основных компонента:

• Процессор , чтобы решить, что делать с каждым пикселем на экране
• Память для хранения информации о каждом пикселе и временного хранения готовые изображения
• Подключение монитора, чтобы вы могли видеть окончательный результат

Далее мы более подробно рассмотрим процессор и память.

Подобно материнской плате, графическая карта представляет собой печатную плату, на которой размещены процессор и оперативная память. Он также имеет микросхему системы ввода / вывода (BIOS), которая хранит настройки карты и выполняет диагностику памяти, ввода и вывода при запуске. Процессор видеокарты, называемый графическим процессором (ГП), похож на центральный процессор компьютера. Однако графический процессор разработан специально для выполнения сложных математических и геометрических вычислений, необходимых для рендеринга графики.Некоторые из самых быстрых графических процессоров имеют больше транзисторов, чем средний процессор. Графический процессор выделяет много тепла, поэтому обычно располагается под радиатором или вентилятором.

Помимо вычислительной мощности, графический процессор использует специальное программирование, помогающее анализировать и использовать данные. ATI и nVidia производят подавляющее большинство графических процессоров на рынке, и обе компании разработали собственные усовершенствования для повышения производительности графических процессоров. Для улучшения качества изображения в процессорах используются:

• Полное сглаживание сцены (FSAA), которое сглаживает края трехмерных объектов
• Анизотропная фильтрация (AF), которая делает изображения более четкими

Каждая компания также разработала специальные методы, помогающие графическому процессору применять цвета, тени, текстуры и узоры.

Поскольку графический процессор создает изображения, ему нужно где-то хранить информацию и готовые изображения. Для этого он использует оперативную память карты, сохраняя данные о каждом пикселе, его цвете и его местоположении на экране. Часть ОЗУ также может выступать в качестве буфера кадра, что означает, что в нем хранятся завершенные изображения до тех пор, пока не придет время их отображать. Обычно видеопамять работает на очень высоких скоростях и имеет два порта, что означает, что система может читать из нее и записывать в нее одновременно.

ОЗУ подключается напрямую к цифро-аналоговому преобразователю , называемому ЦАП.Этот преобразователь, также называемый RAMDAC, преобразует изображение в аналоговый сигнал, который может использовать монитор. Некоторые карты имеют несколько RAMDAC, что позволяет повысить производительность и поддерживать более одного монитора. Вы можете узнать больше об этом процессе в разделе «Как работает аналоговая и цифровая запись».

RAMDAC отправляет окончательное изображение на монитор через кабель. Мы рассмотрим это соединение и другие интерфейсы в следующем разделе.

Видеокарты прошли долгий путь с тех пор, как IBM представила первую в 1981 году.Карта, получившая название Monochrome Display Adapter (MDA), обеспечивала отображение только текста зеленого или белого текста на черном экране. Теперь минимальным стандартом для новых видеокарт является Video Graphics Array (VGA), поддерживающий 256 цветов. Благодаря высокопроизводительным стандартам, таким как Quantum Extended Graphics Array (QXGA), видеокарты могут отображать миллионы цветов с разрешением до 2040 x 1536 пикселей.

Видеокарты подключаются к компьютеру через материнскую плату. Материнская плата подает питание на карту и позволяет ей взаимодействовать с процессором.Более новым видеокартам часто требуется больше энергии, чем может обеспечить материнская плата, поэтому они также имеют прямое подключение к источнику питания компьютера.

Подключение к материнской плате обычно осуществляется через один из трех интерфейсов:

PCI Express — новейший из трех интерфейсов, обеспечивающий максимальную скорость передачи данных между видеокартой и материнской платой. PCIe также поддерживает использование двух видеокарт на одном компьютере.

Большинство видеокарт имеют два подключения монитора.Часто один из них представляет собой разъем DVI, который поддерживает ЖК-экраны, а другой — разъем VGA, который поддерживает экраны ЭЛТ. Вместо этого на некоторых видеокартах есть два разъема DVI. Но это не исключает использования ЭЛТ-экрана; ЭЛТ-экраны могут подключаться к портам DVI через переходник. В свое время Apple производила мониторы, в которых использовался фирменный разъем Apple Display Connector (ADC). Хотя эти мониторы все еще используются, новые мониторы Apple используют соединение DVI.

Большинство людей используют только одно из двух подключений монитора.Люди, которым необходимо использовать два монитора, могут приобрести видеокарту с возможностью двух головок, которая разделяет дисплей между двумя экранами. Компьютер с двумя двухголовыми видеокартами с поддержкой PCIe теоретически может поддерживать четыре монитора.

В дополнение к разъемам для материнской платы и монитора, некоторые видеокарты имеют разъемы для:

Некоторые карты также содержат ТВ-тюнеры. Далее мы посмотрим, как выбрать хорошую видеокарту.

Как работают видеокарты?

С тех пор, как 3dfx представила оригинальный ускоритель Voodoo, ни один элемент оборудования на ПК не оказал такого сильного влияния на возможность игры на вашей машине, как скромная видеокарта.В то время как другие компоненты имеют большое значение, топовый ПК с 32 ГБ оперативной памяти, процессором за 4000 долларов и хранилищем на базе PCIe задохнется и умрет, если его попросят запустить современные игры AAA на карте десятилетней давности с современными разрешениями и уровнями детализации. . Графические карты, также известные как графические процессоры (графические процессоры), критически важны для производительности игр, и мы подробно их рассмотрим. Но мы не часто вникаем в то, что заставляет GPU работать и как работают карты.

По необходимости, это будет общий обзор функциональности графического процессора и информация, общая для интегрированных графических процессоров AMD, Nvidia и Intel, а также любых дискретных карт, которые Intel может построить в будущем на основе архитектуры Xe.Он также должен быть общим для мобильных графических процессоров, созданных Apple, Imagination Technologies, Qualcomm, ARM и другими поставщиками.

Почему мы не запускаем рендеринг с помощью ЦП?

Первый момент, который я хочу затронуть, — это то, почему мы вообще не используем процессоры для рендеринга рабочих нагрузок в играх. Честный ответ на этот вопрос заключается в том, что может запускать рабочие нагрузки рендеринга непосредственно на ЦП. Ранние 3D-игры, предшествовавшие повсеместному распространению видеокарт, такие как Ultima Underworld, полностью работали на центральном процессоре.UU является полезным эталонным вариантом по нескольким причинам — у него был более продвинутый движок рендеринга, чем в таких играх, как Doom, с полной поддержкой просмотра вверх и вниз, а также с такими расширенными функциями, как наложение текстуры. Но за такую ​​поддержку пришлось заплатить высокую цену — многим людям не хватало ПК, на котором можно было запускать игру.

Ultima Underworld. Изображение GOG

На заре 3D-игр многие игры, такие как Half-Life и Quake II, имели программный рендерер, позволяющий игрокам без 3D-ускорителей проигрывать игру.Но причина, по которой мы отказались от этой опции в современных играх, проста: процессоры спроектированы как микропроцессоры общего назначения, что является еще одним способом сказать, что им не хватает специализированного оборудования и возможностей, которые предлагают графические процессоры. Современный ЦП мог легко обрабатывать названия, которые имели тенденцию к заиканию при работе в программном обеспечении 18 лет назад, но ни один ЦП на Земле не может легко справиться с современной игрой AAA с сегодняшнего дня, если запустить в этом режиме. По крайней мере, без кардинальных изменений сцены, разрешения и различных визуальных эффектов.

В качестве забавного примера: Threadripper 3990X способен запускать Crysis в программном режиме, хотя и не так хорошо, как .

Что такое графический процессор?

Графический процессор — это устройство с набором определенных аппаратных возможностей, которые предназначены для точного сопоставления с тем, как различные 3D-движки выполняют свой код, включая настройку и выполнение геометрии, отображение текстур, доступ к памяти и шейдеры. Существует взаимосвязь между тем, как работают 3D-движки, и тем, как разработчики графических процессоров создают оборудование.Некоторые из вас, возможно, помнят, что в семействе AMD HD 5000 использовалась архитектура VLIW5, а в некоторых высокопроизводительных графических процессорах семейства HD 6000 использовалась архитектура VLIW4. Создав GCN, AMD изменила свой подход к параллелизму во имя повышения полезной производительности за такт.

Архитектура AMD, продолжающая GCN, RDNA, удвоила идею усиления IPC, с инструкциями, отправляемыми каждый такт. Это улучшило IPC на 25 процентов. RDNA2 основывалась на этих достижениях и добавляла такие функции, как огромный кэш L3, для дальнейшего повышения производительности.

Nvidia впервые ввела термин «графический процессор» с выпуском оригинальной GeForce 256 и ее поддержки для выполнения аппаратных преобразований и вычислений освещения на графическом процессоре (это примерно соответствовало запуску Microsoft DirectX 7). Интеграция специализированных возможностей непосредственно в оборудование была отличительной чертой ранних технологий графических процессоров. Многие из этих специализированных технологий все еще используются (в самых разных формах). Более энергоэффективно и быстрее иметь выделенные ресурсы на кристалле для обработки определенных типов рабочих нагрузок, чем пытаться выполнять всю работу в едином массиве программируемых ядер.

Есть ряд различий между ядрами GPU и CPU, но на высоком уровне вы можете думать о них так. ЦП обычно предназначены для максимально быстрого и эффективного выполнения однопоточного кода. Такие функции, как SMT / Hyper-Threading, улучшают это, но мы масштабируем многопоточную производительность, размещая бок о бок более высокоэффективные однопоточные ядра. 64-ядерные / 128-поточные процессоры AMD Epyc — самые большие из доступных сегодня. Для сравнения: самый дешевый графический процессор Pascal от Nvidia имеет 384 ядра, а самый мощный процессор x86 на рынке — 64.«Ядро» на языке графического процессора — это процессор гораздо меньшего размера.

Примечание: Вы не можете сравнить или оценить относительную игровую производительность AMD, Nvidia и Intel, просто сравнив количество ядер графического процессора. В пределах того же семейства графических процессоров (например, серии Nvidia GeForce GTX 10 или семейства AMD RX 4xx или 5xx) большее количество ядер графического процессора означает, что графический процессор более мощный, чем карта младшего уровня. Сравнение на основе FLOPS подозрительно по причинам, обсуждаемым здесь.

Причина, по которой вы не можете сделать немедленных выводов о производительности графических процессоров между производителями или семействами ядер, основываясь исключительно на количестве ядер, заключается в том, что разные архитектуры более и менее эффективны.В отличие от процессоров, графические процессоры предназначены для параллельной работы. И AMD, и Nvidia структурируют свои карты в блоки вычислительных ресурсов. Nvidia называет эти блоки SM (Streaming Multiprocessor), а AMD называет их вычислительным блоком.

Многопроцессор Pascal Streaming (SM).

OK

Каждый блок содержит группу ядер, планировщик, регистровый файл, кэш команд, текстуру и кэш L1, а также блоки отображения текстуры. SM / CU можно рассматривать как наименьший функциональный блок графического процессора.Он не содержит буквально все — механизмы декодирования видео, выходные данные рендеринга, необходимые для фактического рисования изображения на экране, и интерфейсы памяти, используемые для связи со встроенной VRAM, — все это выходит за рамки его компетенции, но когда AMD ссылается на APU как на имеющую 8 или 11 вычислительных модулей Vega, это (эквивалентный) блок кремния, о котором они говорят. И если вы посмотрите на блок-схему графического процессора, любого графического процессора, вы заметите, что именно SM / CU дублируется на изображении дюжину или более раз.

А вот и Паскаль, жирная версия.

Чем больше количество модулей SM / CU в графическом процессоре, тем больше работы он может выполнять параллельно за такт. Рендеринг — это тип проблемы, который иногда называют «досадно параллельным», что означает, что он может очень хорошо масштабироваться при увеличении числа ядер.

Когда мы обсуждаем конструкции графических процессоров, мы часто используем формат, который выглядит примерно так: 4096: 160: 64. Количество ядер графического процессора — это первое число. Чем он больше, тем быстрее графический процессор, при условии, что мы сравниваем в одном семействе (GTX 970 против GTX 980 против GTX 980 Ti, RX 560 против RX 580 и т. Д.).

Отображение текстур и выходы рендеринга

Есть два других основных компонента графического процессора: блоки наложения текстуры и выходы рендеринга. Количество блоков наложения текстуры в дизайне определяет его максимальный вывод текселей и то, как быстро он может адресовать и отображать текстуры на объекты. В ранних 3D-играх использовалось очень мало текстурирования, потому что рисовать 3D-многоугольники было достаточно сложно. На самом деле текстуры не требуются для 3D-игр, хотя список игр, в которых они не используются в современную эпоху, чрезвычайно мал.

Число блоков отображения текстуры в графическом процессоре обозначено второй цифрой в метрике 4096: 160: 64. AMD, Nvidia и Intel обычно меняют эти числа одинаково при масштабировании семейства графических процессоров вверх и вниз. Другими словами, вы действительно не найдете сценария, в котором один графический процессор имеет конфигурацию 4096: 160: 64, а графический процессор над или под ним в стеке имеет конфигурацию 4096: 320: 64. Отображение текстур может быть узким местом в играх, но следующий по величине графический процессор в стеке продуктов обычно предлагает по крайней мере больше ядер графического процессора и блоков сопоставления текстур (будут ли более дорогие карты иметь больше ROP, зависит от семейства графических процессоров и конфигурации карты. ).

Выходы рендеринга (также иногда называемые конвейерами растровых операций) — это когда выходные данные графического процессора объединяются в изображение для отображения на мониторе или телевизоре. Количество выходов рендеринга, умноженное на тактовую частоту графического процессора, определяет скорость заполнения пикселей. Более высокое количество ROP означает, что одновременно может выводиться больше пикселей. Блоки ROP также обрабатывают сглаживание, и включение AA — , особенно с суперсэмплингом — может привести к игре с ограниченной скоростью заполнения.

Пропускная способность памяти, объем памяти

Последние компоненты, которые мы обсудим, — это пропускная способность и объем памяти.Пропускная способность памяти означает, сколько данных можно копировать в выделенный буфер видеопамяти графического процессора и из него в секунду. Многие продвинутые визуальные эффекты (и более высокие разрешения в целом) требуют большей пропускной способности памяти для работы с разумной частотой кадров, поскольку они увеличивают общий объем данных, копируемых в ядро ​​графического процессора и из него.

В некоторых случаях недостаточная пропускная способность памяти может быть серьезным узким местом для графического процессора. APU AMD, такие как Ryzen 5 3400G, сильно ограничены пропускной способностью, а это означает, что увеличение тактовой частоты DDR4 может существенно повлиять на общую производительность.Выбор игрового движка также может существенно повлиять на то, какая пропускная способность памяти требуется графическому процессору, чтобы избежать этой проблемы, равно как и целевое разрешение игры.

Общий объем встроенной памяти — еще один важный фактор в графических процессорах. Если объем VRAM, необходимый для работы на заданном уровне детализации или разрешении, превышает доступные ресурсы, игра часто все равно будет работать, но для хранения дополнительных данных текстуры придется использовать основную память ЦП, а это займет у графического процессора гораздо больше времени. для извлечения данных из DRAM, а не из встроенного пула выделенной VRAM.Это приводит к массовым заиканиям, поскольку игра колеблется между извлечением данных из быстрого пула локальной памяти и общей системной оперативной памяти.

Следует помнить, что производители графических процессоров иногда оборудуют карты младшего или среднего уровня большим объемом видеопамяти, чем обычно, чтобы взимать дополнительную плату за продукт. Мы не можем сделать абсолютный прогноз на относительно того, сделает ли это графический процессор более привлекательным, потому что, честно говоря, результаты варьируются в зависимости от рассматриваемого графического процессора.Что мы можем вам сказать, так это то, что во многих случаях не стоит платить больше за карту, если единственная разница заключается в большем буфере ОЗУ. Как показывает практика, графические процессоры более низкого уровня, как правило, сталкиваются с другими узкими местами, прежде чем они будут подавлены ограниченной доступной памятью. Если вы сомневаетесь, проверьте отзывы о карте и сравните, уступает ли версия 2 ГБ версии 4 ГБ или любой другой соответствующий объем оперативной памяти. Чаще всего, предполагая, что все остальное у этих двух решений одинаково, вы обнаружите, что более высокая загрузка оперативной памяти не стоит того, чтобы за нее платить.

Ознакомьтесь с нашей серией статей ExtremeTech Explains, чтобы получить более подробное описание самых актуальных технических тем на сегодняшний день.

Прочитано :

Что такое видеокарта?

Обновлено: 30.11.2020 компанией Computer Hope

Также известен как адаптер дисплея , видеокарта , видеоадаптер , видеоплата или видеоконтроллер , видеокарта представляет собой карту расширения, которая подключается к материнской плате компьютера.Он используется для создания изображения на дисплее; без видеокарты вы не сможете увидеть эту страницу. Проще говоря, это часть оборудования внутри вашего компьютера, которая обрабатывает изображения и видео, а некоторые задачи обычно выполняет ЦП. Видеокарты используются геймерами вместо интегрированной графики из-за их дополнительной вычислительной мощности и видеопамяти.

Визуальный обзор видеокарты компьютера

Ниже приведены два наглядных примера того, как видеокарта может выглядеть внутри компьютера.Во-первых, это изображение видеокарты AGP старой модели с несколькими типами соединений и компонентов на ней. Во-вторых, это пример более современной видеокарты PCI Express, используемой в современных игровых компьютерах.

Примечание

Некоторые материнские платы могут также использовать встроенную видеокарту, что означает, что видеокарта не является отдельной платой расширения, как показано ниже.

Порты для видеокарт

Рисунки выше также помогают проиллюстрировать типы видеопортов, используемых с видеокартами.Для получения дополнительной информации о любом из этих портов щелкните ссылки ниже.

В прошлом VGA или SVGA были наиболее популярным соединением для компьютерных мониторов. Сегодня в большинстве плоских дисплеев используются разъемы DVI или HDMI.

Слоты расширения видеокарты (подключения)

Слот расширения видеокарты — это место, где карта подключается к материнской плате. На картинке выше видеокарта вставлена ​​в слот расширения AGP на материнской плате компьютера. В процессе разработки компьютеров было несколько типов слотов расширения, используемых для видеокарт.Сегодня наиболее распространенным слотом расширения для видеокарт является PCIe, пришедший на смену AGP, пришедший на смену PCI, пришедший на смену ISA.

Примечание

Некоторые OEM-компьютеры и материнские платы могут иметь встроенную или встроенную в материнскую плату видеокарту.

Могу ли я установить более одной видеокарты?

Да. Карты AMD Radeon (использующие CrossFire) и NVIDIA GeForce (использующие SLI) могут одновременно работать с двумя или более видеокартами.

История видеокарты

Хотя графические схемы использовались в аркадных играх с середины 1970-х годов, первые графические чипы для компьютеров появились только в начале 1980-х.Разработанный NEC высокопроизводительный графический контроллер дисплея 7220, или NEC 7220, был одним из первых процессоров для обработки компьютерной графики с тактовой частотой от 4 МГц до 5,5 МГц. Это был один из самых популярных и продвинутых графических чипов на протяжении 1980-х годов.

В начале 1990-х годов несколько разработчиков начали интегрировать 2D-ускорение в свои графические чипы, и S3 Graphics была первой. Названный S3 86C911, он использовал слот ISA на материнской плате и имел 1 МБ видеопамяти.

Разработанная NVIDIA и выпущенная 11 октября 1999 года, GeForce 256 рекламировалась как первая видеокарта для потребительских ПК с двухмерной и трехмерной графикой с аппаратным ускорением в одном устройстве. Первые чипы GeForce 256 имели 32 МБ видеопамяти SDR и имели тактовую частоту 166 МГц. Более поздние версии GeForce 256 были переведены на видеопамять DDR для повышения производительности. GeForce 256 помогла проложить путь к видеокартам, которые мы знаем и используем сегодня.

Адаптер, подключение, CUDA, выделенная графика, графический процессор, аппаратные средства, устройство вывода, устройство обработки, видеоускоритель, условия видеокарты

Как работают видеокарты — Упростите технологию

Вы когда-нибудь задумывались, как ваш компьютер воспроизводит графику на экране? Вы, наверное, знаете, что графическая карта отвечает за создание этих изображений, но как именно она создает эти изображения?

Вот подробный обзор всех основных компонентов видеокарты и того, как все это работает.

Интерфейс

Интерфейс видеокарты — это часть видеокарты, которая подключается непосредственно к материнской плате для обмена информацией.

Два основных типа интерфейсов — это PCI Express и AGP. (Существуют также интерфейсы ISA, PCI и PCI-X, хотя они редки и устарели.)

Связанные : Видеокарта не работает? Вот причины и способы устранения

PCI Express

Это модернизированная версия традиционного интерфейса PCI, в котором используется множество отдельных линий для более быстрой оптимизации пропускной способности.

Не только это, но он также считается более универсальным, чем интерфейс AGP, с более эффективным методом потребления энергии благодаря простому интерфейсу.

AGP

Порт ускоренной графики был разработан для рендеринга трехмерной графики и использует прямое соединение с материнской платой. Это позволяет увеличить тактовую частоту и отправлять / получать группы данных за одну передачу.

Видео BIOS

Видео BIOS содержит базовый интерфейс настройки видеокарты и передается в BIOS компьютера через ПЗУ графической карты или постоянную память.

Этот интерфейс включает такие важные вещи, как:

• Синхронизация памяти
• Напряжения
• Рабочие скорости
• RAM

Думайте о видеобиосе как о самом сердце видеокарты, которое служит основой для работы остальных компонентов.

графический процессор

, иначе известное как блок обработки графики, это детище видеокарты отвечает за рендеринг пикселей в 2D и 3D графику через RAM и состоит из следующих частей:

• Графика и компьютерный массив
• Контроллер графической памяти
• Интерфейс шины
• Блок управления питанием
• Блок обработки видео
• Интерфейс дисплея

В частности, графический процессор применяет определенные детали к каждому пикселю, чтобы оживить их.К таким деталям относятся цвета, текстуры и узоры. Он делает это снова и снова, пока все эти обработанные пиксели не сформируют связное изображение на вашем экране. (Точное количество пикселей зависит от разрешения вашего экрана).

Поскольку он очень много работает, графический процессор выделяет много тепла, поэтому он находится под (огромным) радиатором, чтобы охладить его.

Видеопамять

Пока графический процессор обрабатывает все эти пиксели, ему нужно место для хранения этих данных, чтобы он мог отображать изображения.

Для этого и предназначена видеопамять, и ее объем обычно составляет от 1 ГБ до 12 ГБ.

Существуют разные типы памяти, в том числе:

• VRAM: это позволяет графическому процессору очень быстро обрабатывать эти пиксели (также известное как «чтение и запись»).
• WRAM: еще более быстрая версия VRAM
• SDRAM: работает с высокой тактовой частотой и пропускной способностью
• SGRAM: известен улучшенной графической производительностью

Видеопамять хранит так называемую цифровую информацию, и ей нужен способ отправки этих данных на монитор, который считывает только аналоговые сигналы.

Это как два человека, говорящие на совершенно разных языках, пытающиеся общаться друг с другом.

Вот где RAMDAC пригодится.

RAMDAC

Думайте о RAMDAC (что означает цифро-аналоговый преобразователь с произвольной памятью) как о интерпретаторе мира видеокарт.

Преобразует цифровые данные из видеопамяти в аналоговые сигналы для отправки на монитор.

Основное различие между цифровыми и аналоговыми сигналами сводится к структуре волн.

• Цифровой — жесткие прямоугольные волны
• Аналог — гладкие и непрерывные волны

RAMDAC берет эти жесткие волны и сглаживает их, чтобы монитор мог их понять, что создает законченное изображение, визуализируемое графическим процессором.

Связанные : MTE объясняет: разница между процессором и графическим процессором

Выходы

Выходы используются для подключения видеокарты к кабелям дисплея, которые используются для передачи тех сигналов цифро-аналогового преобразования, которые интерпретирует RAMDAC.

Выходы делятся на следующие категории:

• VGA: Использует аналоговый сигнал дисплея
• DVI: Стандартный цифровой интерфейс для передачи пикселей с компьютера на монитор
• HDMI: передает аудио и видео
• Vivo: используется для подключения к различным мультимедийным устройствам, таким как телевизоры и DVD-плееры.
• DisplayPort: соединяет видеоустройства и устройства отображения вместе

Охладители

Поскольку графический процессор является самой горячей частью видеокарты, он должен оставаться холодным, чтобы предотвратить перегрев.

Радиатор

Радиатор забирает тепло, создаваемое графическим процессором, и распределяет его по ребрам и дальше от блока, который обычно охлаждается с помощью подключенного вентилятора.

Водоблоки

Водяной блок — это способ жидкостного охлаждения вашего графического процессора, забирая тепло и переводя его с газа на охлаждаемую жидкость. Эта жидкость проходит через изолированные трубки и возвращается к графическому процессору для повторного использования.

Слотовые модели

Охладитель, однослотовый

Модели нижнего уровня часто имеют высоту в один слот и выделяют меньше тепла, чем системы с двумя слотами.Они занимают достаточно места только для одного слота расширения и обычно имеют небольшой размер.

Охладитель с двумя слотами

Модели более высокого уровня часто имеют два слота для лучшего охлаждения. Система с двумя слотами предназначена для проталкивания горячего воздуха через второй слот из корпуса компьютера.

Собираем все вместе

Материнская плата сообщает видеобиосу о необходимости загрузки через интерфейс видеокарты, который отправляет сигналы на графический процессор для начала рендеринга графики.

Поскольку графический процессор начинает назначать детали для каждого пикселя, он сохраняет эти данные в видеопамяти, которая считывает только цифровые сигналы.

RAMDAC преобразует эти цифровые сигналы в аналоговые, чтобы монитор мог их понять, и отправляет эти волны через выходы в качестве средства передачи.

Между тем, метод охлаждения, такой как радиатор или водоблок, используется для предотвращения перегрева графического процессора, поскольку он выполняет большую часть основной работы.

Это основные компоненты видеокарты и то, как все они гармонично работают для рендеринга графики высокого разрешения, которую мы все знаем и любим.

Изображение предоставлено: видеокарта, карта S3 Graphics chrome 530 GT, Wave, EVGA GeForce GTX 590, кулер Zalman Fatal1ty GPU, CPU Waterblock HDR — Tone Mapped, Mindstorm

Эта статья полезна? да Нет

Талин Вартанян

Как технический энтузиаст-самоучка, Талин любит узнавать все о компьютерном оборудовании.В свободное время она разбирает вещи, чтобы узнать, как они работают, и документирует свои походы на сайте rockchucksummit.com

.

Что такое видеокарта?

Видеокарта — это карта расширения, которая позволяет компьютеру отправлять графическую информацию на устройство отображения видео, такое как монитор, телевизор или проектор.

Некоторые другие названия видеокарт включают графическую карту , графический адаптер , видеоадаптер , видеоадаптер , видеоконтроллер и дополнительные платы (AIB).

Огромное количество компаний производят видеокарты, но почти каждая из них включает в себя графический процессор (GPU) от NVIDIA Corporation или AMD.

XFX Inc.

Описание видеокарты

Видеокарта — это компьютерное оборудование прямоугольной формы с многочисленными контактами в нижней части карты и одним или несколькими портами сбоку для подключения к видеодисплеям и другим устройствам.

Видеокарта устанавливается в слот расширения на материнской плате.Хотя большинство видеокарт имеют формат PCIe, они бывают и в других форматах, включая PCI и AGP. Эти дополнительные форматы являются устаревшими стандартами и не так быстро взаимодействуют с ЦП и другими компонентами, как PCIe.

На настольном компьютере, поскольку материнская плата, корпус и карты расширения разработаны с учетом совместимости, при установке сторона видеокарты выходит сразу за заднюю часть корпуса, делая ее порты (например, HDMI, DVI или VGA) доступны для использования.

Некоторые видеокарты имеют только один порт для подключения к стандартному монитору или проектору, в то время как более продвинутые могут иметь порты для подключения к нескольким источникам вывода, включая дополнительные мониторы и телевизоры.У других карт могут быть входы для редактирования видео и других сложных задач.

Ноутбуки, планшеты и даже смартфоны имеют видеокарты, хотя и меньшего размера и чаще всего незаменимые.

Важные факты о видеокартах

Каждая материнская плата поддерживает только ограниченный набор форматов видеокарт, поэтому обязательно уточняйте у производителя материнской платы перед покупкой.

Многие современные компьютеры не имеют карт расширения видео, но вместо этого имеют встроенные видеокарты, встроенные непосредственно в материнскую плату.Это позволяет использовать менее дорогой компьютер, но также и менее мощную графическую систему. Этот вариант подходит для среднего бизнес-пользователя и домашнего пользователя, не интересующегося расширенными графическими возможностями или новейшими играми.

Большинство материнских плат со встроенным видео позволяют BIOS отключать чип, чтобы использовать видеокарту, установленную в слот расширения. Использование выделенной видеокарты может улучшить общую производительность системы, поскольку она включает в себя собственное ОЗУ, регуляторы мощности и охлаждение, так что системную ОЗУ и ЦП можно использовать для других целей.

Какая у меня видеокарта?

В Windows самый простой способ узнать, какая у вас видеокарта — использовать диспетчер устройств. Вы можете найти его в разделе Видеоадаптеры .

Другой способ — использовать бесплатный инструмент системной информации, такой как Speccy, который определяет производителя, модель, версию BIOS, идентификатор устройства, интерфейс шины, температуру, объем памяти и другие детали видеокарты.

Открытие корпуса компьютера — еще один вариант, позволяющий лично увидеть видеокарту.Это, конечно, необходимо, если вы планируете заменить карту, но просто идентифицировать информацию о ней лучше всего с помощью программного обеспечения, упомянутого выше.

Как установить или обновить драйвер видеокарты

Как и все оборудование, видеокарта требует драйвера устройства для связи с операционной системой и другим компьютерным программным обеспечением. Тот же процесс, который вы использовали бы для обновления любого оборудования, применяется к обновлению драйвера видеокарты.

Если вы знаете, какой драйвер вам нужен, вы можете перейти прямо на сайт производителя и загрузить его вручную.Это всегда лучший способ получить драйверы, потому что вы можете быть уверены, что он стабилен и не содержит вредоносных программ.

Если вы не знаете конкретного драйвера видеокарты, который вам нужен, или если вы не хотите загружать и устанавливать его вручную, вы можете использовать бесплатную программу, которая автоматически обнаружит нужный драйвер и даже загрузит его для вас.

Спасибо, что сообщили нам!

Расскажите, почему!

Другой Недостаточно подробностей Сложно понять

Что такое видеокарта? — Функция, определение и типы — Видео и стенограмма урока

Функции

Для относительно недорогих компьютерных систем возможность создания выходных изображений может быть интегрирована в материнскую плату или центральный процессор (также называемый ЦП).Однако, если вы хотите смотреть фильмы или играть в игры на своем компьютере (а кто не хочет, хотя бы время от времени?), Выделенная видеокарта значительно улучшает качество графики. Для серьезных геймеров высококачественная видеокарта может быть просто самой важной частью компьютерной системы — в частности, она необходима для рендеринга 3D-графики.

Видеокарта — это печатная плата (например, материнская плата), содержащая собственный процессор и память. Это как своего рода компьютер.Это существенно снижает нагрузку на ЦП и память материнской платы для обработки изображений. Блок обработки на видеокарте называется графическим процессором (ГП) . Он очень похож на ЦП, но его конструкция оптимизирована для работы с изображениями. Память на видеокарте очень похожа на обычную оперативную память (или ОЗУ) на материнской плате. Видеокарта подключается к материнской плате компьютерной системы с помощью слота, обычно это порт ускоренной графики (AGP) или соединение Peripheral Component Interconnect Express (PCIe).

Видеокарта с обозначенными основными компонентами

Высокопроизводительные видеокарты выделяют много тепла. Поэтому видеокарты должны использовать радиаторы, которые состоят из металлических полос для равномерного распределения тепла и отвода тепла в окружающий воздух. Радиатор часто располагается прямо над графическим процессором. Иногда добавляют вентилятор для дополнительного охлаждения.

Видеокарта с радиатором и охлаждающим вентилятором

Подключения

Видеокарты подключаются к устройству отображения, например монитору или телевизору.Существует множество различных типов соединений в зависимости от типа компьютерной системы и характера устройства отображения. Здесь вы можете увидеть некоторые из наиболее распространенных типов подключения. Видеографический массив (VGA) и цифровой визуальный интерфейс (DVI) используются для подключения к обычным компьютерным мониторам. Все чаще видеокарты также имеют подключения для телевидения и другого видеооборудования. Если вы когда-либо пытались подключить к телевизору DVD-плеер, видеокамеру или игровую приставку, возможно, вы сталкивались с некоторыми из этих типов подключений, и отсутствие нужного кабеля может быть очень неприятным.

В видеокартах используются различные типы видеоподключений

Хотя многие обычные видеокарты обеспечивают только одно соединение с обычным компьютерным монитором, некоторые высокопроизводительные модели включают в себя множество различных, поэтому вы можете подключить свою компьютерную систему к любому типу устройства отображения, которое вы хотите использовать.

Видеокарта с подключениями как для компьютерных мониторов, так и для телевизоров (включая High Definition)

Какая видеокарта вам подходит?

Для обычных пользователей компьютеров часто бывает достаточно простой видеокарты.Однако серьезные геймеры и те, кто работает с дизайном, фотографией или редактированием видео, выиграют от инвестиций в видеокарту высокого класса. Многие видеокарты высокого класса также позволяют подключать несколько мониторов одновременно.