Изображението на екрана се състои от най-малките точки, наречени пиксели. С най-пълната резолюция на Full HD, техният брой надхвърля 2 милиона, а компютърът трябва да реши какво да прави с всеки един от тях. Това изисква медиатор, който може да конвертира двоични данни във видимо изображение. Ако компютърът не се справи с тази задача, използвайки хардуера на дънната платка, неговото изпълнение поема графична карта. Направени сложни изчисления, но устройството също така разбира принципа на графичната карта е лесно за разбиране. В тази статия се разглеждат основните му компоненти, техните функции и фактори, които съчетават осигуряването на висока производителност и производителност на компютъра.
Как работи графичната карта?
Компютърът може да бъде представен като организация със собствен отдел по изкуствата, на който е изпратено искане за начертаване на картина. Отделът решава какъв трябва да бъде чертеж, а след това го поставя на хартия. В крайна сметка някаква идея се реализира във видимия образ.
Принципът на видеокартата е един и същ. Процесорът и софтуерът предават информация на графична карта, която решава кои пиксели да бъдат на екрана, за да получи желаното изображение. След това тези данни се изпращат през кабела към монитора.
Трудно е да се създават изображения от двоични числа. За да се покаже триизмерно изображение на екрана, графичната карта първо трябва да изчисли рамката с прави линии. След това го запълва с пиксели. След това се добавя цвятосветление и текстура. При високоскоростните компютърни игри графичният процесор трябва да извърши всички тези изчисления най-малко 60 пъти в секунда. Без него, натоварването на процесора ще бъде твърде голямо. Работата на компютърна графична карта по принцип зависи от следните четири основни компонента:
връзка с дънната платка, чрез която се получават мощност и данни;
процесор, който се занимава с обработката на всеки пиксел на екрана;
графична памет, която съхранява данни за всеки пиксел и завършени изображения;
изходна дисплейна система за крайния резултат.
Графичен процесор
Принципът на графичната карта се основава на получаване на данни от графичния процесор и превръщането им в изображения.
Както дънната платка, така и графичната карта е дъска с процесор и памет. Той също така идва с чип на I /O системата (BIOS), който съхранява настройките и който при стартиране диагностицира памет, входни и изходни системи. Графичният процесор прилича на компютърен процесор. Въпреки това, видеокартата е специално проектирана за сложни геометрични и математически изчисления, които са необходими за визуализация на изображението. В някои от най-бързите транзистори на процесора повече от средния CPU. GPU отделя много топлина, затова обикновено се охлажда от радиатор или вентилатор. В допълнение към огромната изчислителна мощ, графичните процесори взаимодействат със специален софтуер за анализ и използване на данни.Фирмите nVidia и ATI пускат по-голямата част от чиповете за видео карти. Те разработват свои собствени инструменти за производителност. За постигане на по-високо качество на изображението, графичните процесори използват:
изравняване на цялото изображение на краищата на 3D обекти;
Анизотропната филтрация повишава яснотата на видеото. Въпреки че запазва общия принцип на видеокартите, всеки производител разработва свои собствени техники за боядисване, наслоявания на цветове, текстури и шаблони.
Тъй като графичният процесор създава изображение, той трябва да ги съхранява някъде. Това е оперативно устройство за съхранение. Той съхранява информация за всички точки, техния цвят и местоположение. Част от RAM може също така да действа като буфер на кадър с завършени изображения, докато не е време да ги отразят. По правило паметта работи с много висока скорост и е двупосочна, което означава, че системата може да чете и записва данни едновременно. Графичният RAM е свързан директно към цифрово-аналогов преобразувател на DAC, който преобразува изображението в сигнал, използван от дисплея. Някои видеокарти имат няколко такива модула, което увеличава производителността и ви позволява да поддържате повече от един монитор. DAC изпраща крайното изображение през кабела. Подробности за това как работи графичната карта с интерфейси е описано по-долу.
PCI съединител
Графичните карти са свързани към компютър чрез съединител за дънната платка. Той се захранва от захранването и данните се обменят с процесора. Мощните видео карти често използват повечеенергия, отколкото дънната платка позволява, така че те са снабдени с конектор за директно свързване към електрозахранването. Обикновено свързването се осъществява чрез PCI, AGP и PCI Express (PCIe) интерфейси. Последният е най-актуален и осигурява най-висок процент на трансфер на данни между картата и дънната платка. PCIe поддържа използването на множество ускорители на графики едновременно.
Как работи графичната карта: свързване на монитора
Повечето графични карти ви позволяват да показвате изображението на втория дисплей. Връзката се осъществява чрез DVI, HDMI, DisplayPort, LCD монитори и VGA, към които са свързани CRT екраните. Някои карти имат 2 DVI порта. Но това не изключва възможността за използване на електронно-лъчеви тръби, тъй като те могат да бъдат свързани чрез адаптер. Apple вече произвежда монитори с ADC марка конектор, който е заменен от DVI порт, а след това Thunderbolt базиран на USB-C, обратно съвместим с HDMI и DisplayPort. Повечето използват само един дисплей. Тези, които се нуждаят от два монитора, могат да закупят графична карта с възможност за показване на два екрана. Такива компютри могат да поддържат 4 или повече дисплея.
Други връзки
В допълнение към дънната платка и монитора, някои графични карти ви позволяват да се свържете към:
телевизионен дисплей (чрез изход TV-TV или S-video);
аналогови видеокамери (с използване на ViVo и видеовход);
цифрови фотоапарати (чрез USB или FireWire).
Отделните видеокарти се осигуряват от телевизионни тунери.
Интерфейсиприложно програмиране (API-ите осигуряват ефективно сътрудничество между програми и хардуер, осигурявайки прости инструменти за извършване на сложни задачи (например триизмерна визуализация). Разработчиците оптимизират графичните игри за специфични API-та. които са програми, които позволяват хардуерът да работи с операционната система на компютъра, но актуализирането на драйверите може също да гарантира правилното функциониране на приложенията.
Evolution
, тъй като IBM направи През 1981 г. принципът на графичната карта не се променя, след което се наричат монохромни дисплейни адаптери, с помощта на които е възможно да се показва само текст на черно-бял екран, минималният стандарт за видеокартите е VGA, поддържащ 256 цвята и поради такива високи стандарти на изпълнение подобно на 4K UHD, милиони цветове могат да бъдат показани на екрана с разделителна способност 3840 x 2160 пиксела.
Изберете графична карта
Добрата графична карта има бърз процесор и голямо количество RAM. Често тя изглежда много привлекателна. Моделите с висока производителност се отличават с жив дизайн с декоративни вентилатори и радиатори. Високопроизводителните графични карти предлагат много повече енергия, отколкото е необходимо на повечето потребители. Тези, които използват компютрите си за четене на електронна поща, текстообработка и сърфиране в интернет, ще намерят всичко, от което се нуждаят, в дънната платка с вградени графики. Повечето непостоянни геймъри имат достатъчно средни графични карти. мощенграфични ускорители са нужни само за компютърни геймъри и дизайнери, които се занимават с 3D моделиране. Принципът на графичната карта в лаптопа и компютъра е един и същ, въпреки че поради липса на пространство първите са външно различни от останалите. Добър параметър за оценка на работата на графичните карти е честотата на кадрите. Човешкото око отнема около 25 c /s, но за плавна анимация в някои игри се изисква скорост повече от 60 fps Скорост на кадрите се определя от:
Броят на върховете на триъгълниците или на секундата, които съставят триизмерни изображения. Този параметър описва скоростта на изчисляване на целия полигон или върхове, които го определят.
Степента на запълване на пикселите, която показва колко бързо GPU може да растеризира изображението.
Скорост
Скоростта на видеокартата зависи пряко от хардуера. Неговите характеристики са най-силно повлияни от следните технически характеристики:
тактова честота;
ширина на шината на паметта;
RAM на честотната лента;
количеството RAM и неговата честота;
Честота на ЦАП. Процесорите и персоналните компютри също играят роля, тъй като дори много бърза графична карта не е в състояние да компенсира лошото функциониране на системата.
Интегрирана графика
Много компютри са интегрирани с процесори за видеокарти. Принципът на такива графични ускорители се различава от дискретни карти от факта, че те споделят RAM от процесора. Те лесно се справят с двуизмерни изображения, така че са идеални за офис и офисинтернет приложения. Инсталирането на дискретна карта за такива дънни платки забранява вградените графични функции.
