За счет чего видеокарта увеличивает скорость вывода
Компьютер с нуля
Видеокарта
Видеокарта
Эволюция видеоинтерфейсов
Видеоадаптер первоначально являлся картой расширения.
ISA – объем памяти 512 Кб.
VESA – расширенная шина; карта устанавливалась сразу в два слота, размером на всю ширину материнской платы; объем памяти – 2 Мб.
PCI – способствовали заметному развитию видеоадаптеров. Присутствуют на современных ПК, но видеокартами давно не используются.
AGP (AcceleratedGraphicsPort) – разработан на основе PCI.
AGP 1.0 – 1997 г.; могла работать в двух режимах передачи данных 1Х/2Х (266/533 Мб/с); напряжение – 3,3 В.
AGP 2.0 – 1998 г.; 4Х (1066 Мб/с); 1,5 В.
AGP 3.0 –8Х (2133 Мб/с); 0,8 В.
PCI-Express – 2004 г.
В отличие от старых параллельных шин ISA, PCI, AGP, принцип передачи данных PCI-E является последовательным. PCI-E работает по принципу «точка-точка», т.е. одна шина в чистом виде может объединять только два устройства. Поэтому в ее архитектуре предусматривается свитч, распределяющий сигналы между всеми устройствами PCI-E. Это принципиальное отличие от PCI, где на общую шину включаются все устройства.
За счет последовательной передачи данных удается достичь огромных тактовых частот (2,5 – 10 ГГц).
Варианты масштабирования PCI-E: PCI-E х1, PCI-E х4, PCI-E х8, PCI-E х16, PCI-E х32.
Компания PCI-SIG заявила об увеличении скорости передачи данных до 5 Гб/с. Первая продукция на основе новой шины появилась на рынке начиная с 2007 г.
Немаловажен экономический эффект. Последовательная шина требует меньше проводников на печатной плате, таким образом, высвобождается место, упрощается дизайн, уменьшаются электрические наводки. Предусмотрена автономная система энергосбережения: питание от разъема должно отключаться при отсутствии активности в промежутке определенного времени. Возможна горячая замена устройств.
Разъем PCI-E делится ключом на две части. Первая часть (та, что ближе к задней стенке корпуса) одинакова для всех разъемов и предназначена для питания карты. Сюда подводятся напряжения 3,3 В и 12 В. Спецификацией предусматривается подводка мощности 60 Вт. По другую сторону от ключа расположены контакты секций линий передачи данных. Соответственно количеству линий меняется длина разъема.
Задачи, решаемые видеокартой
Видеокарта реализует игровые спецэффекты:
Для поддержки игровых спецэффектов в процессор видеокарты встраивают специальный «блок трансформации и освещения» (T&L), позволяющий получить высокое качество игрового изображения.
Обработка мультимедиа информации: вывод изображения на телеэкран, прием изображения с внешнего источника – видеокамеры, видеомагнитофона, телевизионной антенны.
Состав видеоадаптера
1) Видеопроцессор (графический процессор, Graphics Processor)
ЦП формирует цифровые данные об изображении, которые из ОП поступают в видеопроцессор. Видеопроцессор формирует изображение по командам ЦП.
Архитектура видеопроцессора
Цифроаналоговый преобразователь (Digital Analog Converter, DAC), АЦП
Поскольку DAC включает собственную память произвольного доступа (Random Access Memory, RAM) для хранения палитры цветов, его называют RAMDAC. RAMDAC считывает данные из видеопамяти и преобразует цифровые данные в аналоговые и посылает их на монитор.
RAMDAC – блок, отвечающий за преобразование двоичных значений цвета и яркости точки в аналоговый сигнал.
Микросхема VGA BIOS отвечает за стандартные функции начальной загрузки компьютера (к ней обращается BIOS системной платы) и ряд специфичных функций, присущих конкретному видеоадаптеру.
Контроллер (электронный контроллер)
Эта часть графического адаптера, которая устанавливает адаптер в один из возможных текстовых или графических режимов. Реализован на базе микросхемы Motorola 6845. Эта микросхема генерирует сигналы строчной и кадровой развертки и видеосигналы, а также формирует на экране изображение курсора и управляет его мерцанием. Управление микросхемой осуществляется через 18 регистров.
Регистр – внутреннее запоминающее устройство, используемое для временного хранения данных и команд.
Могут находиться атрибутный и графический контроллеры.
Атрибутный контроллер задает текущую палитру (т.е. цветоустановку).
Экран имеет две области цветоустановки:
Графический контроллер предназначен для манипулирования данными, считываемыми или записываемыми процессором и видеопамятью, а также обеспечивает независимость вывода информации на экран от работы с процессором.
Для более мощных средств работы с графикой, позволяющих создавать изображения с использованием большого количества цветов, обрабатывать и воспроизводить полноэкранные анимации (последовательность графических изображений, создающая эффект движения объектов на экране, разрабатывается с помощью специальных пакетов).
Для повышения быстродействия видеосистемы разработаны графические ускорители и графические сопроцессоры. Они представляют собой платы расширения (плата со специальным разъемом для установки в слот расширения компьютера, на которой размещается дополнительное внешнее устройство), которые могут быть использованы только с видеоадаптером соответствующего типа. Выполняют следующие функции:
Графический ускоритель (видеопроцессор, акселератор, графический процессор) – устройство, которое принимает на себя часть функций ЦП, связанных с формированием и выдачей изображений на экран, повышая, таким образом, быстродействие видеосистемы и производительность компьютера в целом.
Функции графического ускорителя:
Графический сопроцессор – устройство, принимающее на себя часть функций ЦП для повышения быстродействия видеосистемы. Обеспечивает также аппаратную поддержку для прикладных программ с расширенными графическими возможностями.
Существует два типа графических сопроцессоров:
1) сопроцессоры полностью принимают на себя функции видеоадаптера по формированию и выводу изображений;
2) строится на основе регистров, в которых хранятся параметры, часто используемые при формировании изображений, тем самым дают экономию времени при пересылке данных между сопроцессором и ОЗУ.
Дополнительные возможности: подключение видеокамеры.
Существует два подхода к реализации программной поддержки для графических сопроцессоров:
1) На плате сопроцессора устанавливается ПЗУ, содержащее программы, управляющие работой сопроцессора. Как правило, эти программы обеспечивают создание графических примитивов, используемых конкретными приложениями.
2) Не использует «зашитые» программы. В этом случае программы разрабатываются программистами с использованием набора команд сопроцессора. Плата обычно поставляется вместе со специальной библиотекой программ, рассчитанной на использование различными прикладными программами.
2) Видеопамять (1 Мб, 2 Мб, 4 Мб, 8 Мб, 16 Мб, 64 Мб, 128 Мб, 256Мб, 512 Мб, 1024 Мб)
Часть ОЗУ, в которой хранится электронный образ изображения. Обычно размещается на плате видеоадаптера. Видеоадаптер считывает содержимое видеопамяти и передает на монитор с частотой 56-160 раз в секунду. Каждая ячейка видеопамяти соответствует определенной позиции на экране и любое изменение содержимого видеопамяти вызывает соответствующее изменение на экране.
Четыре микросхемы видеопамяти SGRAM (Synchronous Graphics RAM) хранят по каждой отображаемой на экране точке, результаты промежуточных вычислений и различные заготовки для стандартных элементов.
Объем необходимой видеопамяти определяется в зависимости от разрешения (числа строк, умноженного на число точек в строке) и глубины цвета (необходимого числа байтов для хранения информации о каждой точке).
Чем больше размер видеопамяти, тем быстрее работают игры и графика.
Дополнительные устройства
TV-тюнер
– для приема видеокартой телевизионных сигналов и вывода их на монитор (прием и оцифровка телевизионного сигнала).
Практически все TV-тюнеры построены на различных модификациях набора микросхем – Brooktree BT848. Есть также модели на основе чипов Philips.
TV-тюнеры требовательны к качеству сигнала, поступающего из эфира.
Другие телевизионные системы (стандарты телевизионного сигнала): PAL.
AverMedia TV Studio 307 TV+FM Tuner, пульт ДУ
Pinnacle Systems Studio PCTV
Compro VideoMate TV Gold II
FM-тюнер – радиоприемник.
Видеовыход
– вывод изображения с компьютера на монитор и на экран телевизора (через специальный разъем).
Видеовход
(карта видеозахвата, например, Miro, Pinnacle) – подключение видеокамеры, видеомагнитофона для последующего редактирования изображения. В процессе захвата видео происходит сжатие (компрессия) изображения.
Для такой карты используют термин VIVO (Video In Video Out).
Микросхема декодера DVD и MPEG
Поддержка цифрового интерфейса вывода (DV).
3D-ускоритель –
для работы с 3-хмерной графикой в играх.
Существует несколько стандартов программного интерфейса, использующего 3-хмерную графику:
DirectX 9.0 – специальная библиотека драйверов, встроенных в Windows: благодаря им игровые программы получают доступ к «железу» и могут использовать все его возможности – в т.ч. и встроенные технологии сглаживания.
Режимы работы видеоадаптера
Байт цвета 0 1 2 3 4 5 6 7
Байт цвета управляет набором цветов в текстовом режиме.
0 – 2 бит – цвет изображения (символа)
3 бит – повышенная яркость цвета символа (расширение цвета до 16)
4 – 6 бит – цвет фона
7 бит – цвет мерцания, при запрете – повышенная яркость фона
Видеоадаптеры работают в одном их 2-х режимов.
1) Текстовый режим. Экран условно разбивается на отдельные участки – знакоместа (прямоугольники 9´16), чаще всего на 25 строк по 80 символов. В каждое знакоместо может быть выведен один из 256 заранее заданных символов, т.е. минимальным объектом на экране является символ ASCII. Содержимое видеопамяти является точным электронным образом изображения на экране. Адаптер 60-70 раз в секунду считывает содержимое видеопамяти и посылает в монитор для вывода на экран. Каждая ячейка видеопамяти соответствует определенной позиции на экране. При работе в текстовом режиме адаптер рассматривает видеопамять как последовательность ячеек на экране. Каждой ячейке соответствуют 2 байта видеопамяти: 1 байт – ASCII-код выводимого символа, 2 байт – код цветового атрибута данного символа (цвет изображения и цвет фона).
Текстовый режим – основной видеорежим. Во время начальной загрузки вывод информации на экран осуществляется в текстовом режиме с разрешением 720´400 (режим работы видеоадаптера № 7). Графические элементы создаются с использованием псевдографических символов.
2) Графический режим. Экран представляет собой матрицу пикселей, а изображение на экране – совокупность пикселей разного цвета. Минимальным объектом является пиксель. Изображение хранится в собственной памяти адаптера. Количество поддерживаемых цветов и разрешение зависят от типа видеосистемы и объема памяти адаптера. Современные адаптеры имеют 512-1024 Мб памяти. Доступ к памяти осуществляется с помощью специальных команд.
Текстовый и графический режимы имеют несколько подрежимов, отличающихся по разрешению и количеству используемых цветов.
Характеристики видеоадаптера
1) Тактовая частота, 200 – 330 МГц, 500, 800 МГц.
3) Объем памяти 128 Мб – 1 Гб
Фирм-производителей видеокарт много, однако, видеокарты необходимо отличать и по установленному в них набору микросхем – чипсету. Например, в картах Diamond Viper330 и Asus 3Dxplorer 3000 используется один и тот же чипсет – Rive/28 компании NVIDIA, поэтому производительность приблизительно одинакова. Есть и отличия – у Asus установлен TV-выход, соответственно отличаются и по цене.
Фирмы-производители лидеры: NVIDIA, ATI.
Чипсеты NVIDIA GeForce
Чипсеты ATI Radeon
Типы видеосистем
(интерфейс обмена данными между видеодаптером и монитором)
MDA (Monochrome Display Adapter)
HGA (Hercules Graphics Adapter)
CGA (Color Graphics Adapter) – цветной графический адаптер
EGA (Enhanced Graphics Adapter) – улучшенный; передача видеоинформации в цифровом виде
VGA (Video Graphics Adapter (Arrey)) – видеографический адаптер
SVGA (Super VGA)
DVI – цифровой
DVI-I – модификация DVI – цифровой для подключения аналогового монитора
Характеристики, от которых зависит производительность видеокарты
Начинающие майнеры и геймеры не знают, от чего зависит производительность видеокарты. Многие из них уверены, что от объема её памяти, однако устройство GPU намного сложнее.
При выборе видеокарты необходимо знать характеристики, которые оказывают значительное влияние на её мощность. Немалая часть геймеров и майнеров уверены, что первым из них является объем памяти, в чем сильно ошибаются. Мощность ПК не оценивается одним лишь объемом оперативной памяти. Рассмотрим во всех подробностях, от чего зависит производительность видеокарты в играх и при решении других задач.
Графический ускоритель представляет собой компьютер в компьютере, и состоит из множества компонентов, определяющих мощность устройства. О них и поговорим.
Процессор
На него полагаются все расчёты, касающиеся графики, в первую очередь, трехмерной. Современные ядра видеокарт превосходят по числу транзисторов и мощности центральные процессоры. Основная характеристика – частота, измеряется в МГц и находится в пределах 600-1700 МГц. Чем показатель выше, тем устройство быстрее. Состоит из ряда блоков, отвечающих за свои задачи и оптимизированных для их выполнения: блоки обработки 2D и 3D графики.
Частота и тип графической памяти
Видеопамять или GDDR – это своеобразный буфер, где временно хранятся обрабатываемые данные и изображение, которое будет выводиться на экран после незначительных изменений. Новые устройства комплектуются памятью стандарта GDDR3-GDDR5 объемом от 512 МБ, чаще 1 ГБ до 8-11 ГБ у топовых геймерских, профессиональных видеокартах, устройствах для майнинга. Частота видеопамяти может достигать 11 ГГц.
При разнице в объеме видеопамяти в два раза в разных моделях одной видеокарты отличие в производительности будет равняться нескольким процентам при существенных различиях в цене. Не стоит гнаться за гигабайтами, они мало что значат для графического ускорителя. Объем видеопамяти, для большинства видеокарт средней ценовой категории находится на уровне 3-4 ГБ, для топовых – это 8 ГБ и даже 11 ГБ.
Шина памяти
Интерфейс для обмена данными между графическим ускорителем и процессором. Её разрядность – одна из базовых характеристик, от которой зависит мощность видеокарты. Измеряется в битах и находится в диапазоне от 128 бит у слабых офисных адаптеров до 384 и даже 512 бит. У самых дорогих устройств шина памяти имеет ширину до 2048 бит. Показатель определяет, сколько информации может передаваться между CPU и GPU за один такт.
От чего зависит производительность видеокарты для майнинга
Ещё один важный показатель – тайминги видеопамяти, которые озвучиваются только для оперативной памяти, а для памяти видеокарт остаются незамеченными большинством пользователей. Важен для майнинга особенно по алгоритму Dagger Hashimoto. Делятся на три вида:
Графические чипы одной модели могут иметь различные рабочие характеристики и разгонный потенциал именно благодаря значениям задержек.
Для работы с Ethereum, например, на первом месте стоит такой показатель, как объем графической оперативной памяти. При майнинге этой цифровой валюты в её памяти должен постоянно находиться DAG-файл. Он постепенно растёт (за несколько дней объем может увеличиться на пару мегабайт) и 2 ГБ для хранения этому файлу недостаточно. Если собираетесь долго майнить «эфир», лучше обратить внимание на видеокарту с объемом памяти от 6 ГБ.
Разгонный потенциал и охлаждение
Чем выше первый показатель, тем быстрее можно сделать видеокарту, повысив её рабочие частоты и напряжения. Таким образом можно прибавить до 10-15%, а в некоторых случаях и больше, к производительности. И здесь появляется ещё пара моментов: охлаждение и стабильность. После разгона устройство не должно нагреваться сверх допустимого, особенно при круглосуточном майнинге, а также работать без сбоев.
Геймерам следует учитывать и такую характеристику, как разрешение. Чем больше разрешение их монитора, тем мощнее нужен графический адаптер для обработки картинки в высоком разрешении без падения fps.
Не последнюю роль играет и программное обеспечение – прошивка и драйвер видеоадаптера. Второй необходимо регулярно обновлять. Поддерживать прошивку в актуальном состоянии по силам не каждому, это лучше доверить специалисту.
Мы рассмотрели характеристики видеокарт, от которых зависит их производительность в играх и при майнинге некоторых криптовалют. Их намного больше: число пиксельных и вершинных шейдеров, блоков текстурирования, скорость заполнения, и т.д, но речь шла только об основных параметрах графического ускорителя.
За счет чего видеокарта увеличивает скорость вывода
Видеокарта (графический ускоритель, графическая плата, видеоадаптер) – устройство, преобразующее графический образ, хранящийся в памяти компьютера форму пригодную для вывода на экран монитора. Другими словами, она выводит изображение на экран вашего монитора. И чем лучше видеокарта – тем быстрее и качественнее будет это изображение.
Виды видеокарт:
интегрированные — встроенные в системную плату, малопроизводительны, работают за счет ОЗУ и ЦПУ
дискретные — отдельное устройство, вставленное в слот расширения на системной плате
Устройство видеокарты
Характеристики видеокарты
Производитель графического процессора
Тип графической памяти — определяет тактовую частоту функционирования, пропускную способность и производительность работы, например:
GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5
Объем и частота видеопамяти
Объём видеопамяти, измеряется в байтах (Гб) — объём собственной оперативной памяти видеокарты. Больший объём далеко не всегда означает большую производительность.
Внутренняя частота – частота передачи данных между компонентами видеокарты (например, из графической памяти к графическому процессору).
Внешняя частота – частота обмена данными с другими частями компьютера
Измеряется в МГц. Сегодня 500 — 12000 МГц.
Измеряется в битах.
От нее зависит пропускная способность видеокарты и скорость ее работы.
Чем шире шина видеокарты — тем большее количество цифровых данных способна она принять и передать за единицу времени.
Что такое видеокарта?
Что такое референс, референсная видеокарта?
Какому производителю отдать предпочтение при выборе видеокарты?
Если речь идет о референсных моделей, то их разница заключается в
— лицеприятности наклейки на видеокарте;
— комплекте поставки (в основном это касается наличии игр в комплекте);
— теоретически разница может заключаться в качестве монтажа системы охлаждения на печатную плату, но массовых проблем с этим у какого-то конкретного производителя не наблюдалось.
Если же речь о не референсных моделях, то все зависит от цели (тишина, низкая стоимость, максимум производительности, внешний вид и т.д.).
Что такое SLI, CrossFire и в чем разница между ними?
Какие производители видеокарт существуют/есть на данный момент?
Их всего 4! Не больше не меньше а жаль (конкуренция идёт исключительно между AMD и Nvidia)
1) AMD (после покупки ATI)
4) VIA (производит свои чипсеты и видеокарты)
Какой объём видеопамяти требуется для комфортной игры?
По нынешним меркам минимальный объём видеопамяти для комфортной игры составляет 512МБ. Это не так однозначно, ибо всё зависит от разрешения вашего экрана (монитора), используемых настроек/параметров.
2) крепкий середнячок: 768-1024МБ
3) максимум: с выше 2048МБ т.е 3072МБ, 4096МБ итп. (однозначно используются/применяются в ТОП видеокартах, ибо там предполагается что игроки не станут играть на граф.адаптере за 20к рублей в разрешении 1024х768)
Какие самые популярные игровые разрешения?
По нынешним меркам:
2) 1920х1080/1920х1200 (Full HD)
3) хHD разрешение т.е 2048х1536, 2560х1600 и выше
+ ещё до сих пор не менее популярное разрешение 1440х900
1) 1024х768/1280 х 768/1280х800
4) 1920х1080 (Full HD)
На изображении появляются разноцветные точки. Монитор подключенный через DVI интерфейс. Чем могла быть вызвана эта проблема и как ее решить?
Это довольно распространенная проблема, связанная с кабелем подключения. Обычно она вызвана попутными факторами:
1) Плохой контакт нескольких пинов кабеля.
2) Недостаточная скорость передачи по кабелю.
1) Улучшить фиксацию кабеля. Если используется переходник DVI> D-sub проверить фиксацию на нем.
2) Заменить кабель на DVI Dual link.
Видеокарта глючит, появляются артефакты, картинка чаем (игры, программы)! Что делать? Нид хелп!
Хммм?! Ну самый часто задаваемый вопрос на форумах и сайтах. Ответить на него однозначно нельзя, но несколько советов/трюков всё же имеем
1) Переустановить драйвера графической карты (не каждая новая версия является стабильной, нужно подыскать себе стабильную не глючную версию)
2) Если видеокарта подверглась разгону (оверклокингу, ОС) то всё сбросить на номинал, т.е дефаулт
3) Почистить и разобрать видеокарту, почистить запылившееся охлаждение
4) Заменить термопасту на более свежую/новую
5) Попробовать прошить/перепрошить БИОС на более свежую версию
6) Переустановить виндоус (бывает что иногда помогает)
7) Переустановить игру, пропатчитсь, скачать новые версии программ
8) Если видеокарта на гарантии, отнести в СЦ или в место покупки и требовать обмен или возврата денег (самый крайний вариант)
Всегда указываем скрин с техническими сведениями (GPU-Z) и с температурами (SpeedFan, Furmark) и грамотно описываем возникшую проблему
Какие аналоговые и цифровые выходы бывают на видеокартах?
3) RCA, или и называемый «тюльпан», он же Composit. Распространен в аудио-и видеотехнике (телевизоры, видеомагнитофоны). Обеспечивает низкую качество изображения. Постепенно «сходит с арены».
4) S-Video выход. Сигнал передается по двум каналам: яркости (Y) и цвета (С), что обеспечивает лучшее качество изображения. Используется в домашней видеотехнике (например телевизоры).
Еще следует добавить, что практически на всех современных видеокартах разъем типа S-Video используется как универсальный, на который через переходники передаются видеосигналы S-Video, Composit и Component. Последний передается по трем кабелям и обеспечивает на телевизоре наилучшее качество изображения среди аналоговых интерфейсов.
Какаю видеокарту мне выбрать? И главное как?
3) Для чего будет видеокарта использоватся. Будь это игры/мультимедия/видео-аудио рендеринг/кодировка видео
6) Внешний вид, тишина в эксплуатации, производительность
Какие производители самые лучшие, качественные, распространённые?
Их довольно много. Но о некоторых мы напомним: Asus, Gigabyte, MSI, Zotac, XFX, POV (Point of View), Leadtek, EVGA, Gainward.
Где мне скачать драйвера на мою видеокарту?
Какое охлаждение применяется у видеокарт? Какие типы?
2) Активное (вентелятро + радиаторы с малыми пасивами)
4) Экстремальные виды охлаждение: азот (LN2), фреон, жидкий гелий
Какая видеопамять используется в видеокартах?
У современных граф. адаптеров используются памяти типа: GDDR, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5. Где приставка G означает graphics/gpu (графика)
Какие версии DirectX/OpenGL поддерживают современные видеокарты?
DirectX:
DirectX 7 — карта не поддерживает шейдеры, все картинки рисуются наложением текстур;
DirectX 8 — поддержка пиксельных шейдеров версий 1.0, 1.1 и 1.2, в DX 8.1 ещё и версию 1.4, поддержка вершинных шейдеров версии 1.0;
DirectX 9 — поддержка пиксельных шейдеров версий 2.0, 2.0a и 2.0b, 3.0;
DirectX 10 — поддержка унифицированных шейдеров версии 4.0;
DirectX 10.1 — поддержка унифицированных шейдеров версии 4.1;
DirectX 11 — поддержка унифицированных шейдеров версии 5.0.
OpenGL:
Что такое BIOS видеокарты, есть ли он вообще?
Какое ценовое распределение видеокарт?
Видеокарты распределяются на 4 ценовые категории:
Какие современные разъём расширения?
Это: PCI, AGP (x4,x8), PCI-Express, PCI-Express 2.0/PCI-Express 2.1, в будущем PCI-Express 3.0 (x8,x16)
Какой объём шины наиболее распространённый и наиболее используемый?
Это: 32bit, 64bit, 128bit, 192bit, 256bit, 512bit, 768bit, 1024bit + комбинированные варианты 512+512bit, 256+256bit итп. (в дух чиповых и более видеокартах)
Нужна-ли мне вообще видеокарта?
Да, потому что без неё не будут запускатся игры, программы итп вещи. Запускатся то будут, но мы их просто напросто не увидим!
Что такое разгон видеокарты?
Что такое вольтмод (видеокарты)?
Таак! Ну на этом на сегодня всё уважаемыe пользователи и читатели, я надеюсь что данный материал был хоть как-то полезным. В следующий раз рассмотрим процессоры ( CPU ). Удачи 🙂