Презентація на тему Відеокарта

Відеокарта

Зміст1. Історія2. Структура3. Характеристики3.1. Відеопроцесор3.2. Відеопам'ять3.3. Охолодження3.4. Форм-фактор

Відеокарта(англ. video card, також графічна карта, графічний адаптер, графічний прискорювач) — електронний пристрій, частина комп'ютера, призначена для генерації та обробки зображень з подальшим їхнім виведенням на екран периферійного пристрою. Відеокарта зазвичай є платою розширення і вставляється у слот розширення, універсальний (PCI-Express, PCI, ISA, VLB, EISA, MCA) або спеціалізований (AGP), проте відеокарта може бути вбудованою у материнську плату як у вигляді окремого елементу, так і як складову частину північного мосту чипсету або центрального процесора. Відповідно вставлювана називається дискретною, а вбудована — інтегрованою.

Історія. Попередниками відеокарт були мікросхеми, які відповідали за формування зображення на ранніх персональних комп'ютерах та відеоігрових приставках. Так, CDP1861, що був випущений 1976 року, дозволяв формувати зображення роздільністю 62x128 пікселів. Television Interface Adapter 1 A з приставки Atari 2600 поєднував функції формування зображення, звуку і читання сигналів від ігрового контролера.

Першою кольоровою відеокартою стала CGA (Color Graphics Adapter), випущена IBM. Вона і стала основою для наступних стандартів відеокарт. Вона могла працювати або в текстовому режимі з роздільною здатністю 40×25 і 80×25 (матриця символу — 8×8), або в графічному з роздільною здатністю 320×200 або 640×200. В текстових режимах було доступно 256 атрибутів символу — 16 кольорів символу і 16 кольорів фону (або 8 кольорів фону і атрибут миготіння), в графічному режимі 320×200 було доступно чотири палітри по 4 кольори кожна, режим високої роздільної здатності 640×200 був монохромним.

У 1987 році вийшов адаптер VGA (Video Graphics Array) для IBM PS / 2. VGA забезпечував роздільність 640x480 пікселів з 16 колорів, або 320x240 з 256 кольорів. VGA отримав новий інтерфейс — 15-контактний D-Sub, який став стандартом. У 1998 було випущено адаптер Voodoo2, що мав 8 (або 12) МБ відеопам'яті EDO DRAM з частотою 100 МГц. Відеопроцесор мав додатковий текстурний блок, за допомогою якого міг накладати до двох текстур за раз. 

Врешті на початку 2000-х 3 Dfx збанкрутувала, не встигаючи створювати конкурентоспроможні продукти. NVIDIA купила 3 Dfx, витіснивши конкурентів своїми дешевими і продуктивними відеочипами. Таким чином лишилося два лідера з числа виробників відеочипів та відеокарт: NVIDIA й ATI.

У 2006 році NVIDIA випустила першу двочипову відеокарту Ge. Force 7950 GX2, створену за 90-нм техпроцесом. Вона мала по одному чипу G71 на кожній з плат, ядра працювали на частоті 500 МГц, пам'ять — 600 МГц. Обсяг відеопам'яті GDDR3 становив 1 Гб, по 512 Мб для кожного чипа, з шиною шириною в 256 біт. У 2007 року була представлена флагманська відеокарта Radeon HD2900 XT на базі чипа R600. Частота ядра відеокарти становила 740 МГц, пам'яті GDDR4 — 825 МГц. Використовувалася 512-бітна шина пам'яті. Обсяг відеопам'яті досягав 512 МБ і 1 ГБ.

У 2010 році NVIDIA представила GF100 з архітектурою Fermi, чип, який ліг в основу відеокарти Ge. Force GTX 480. GF100 отримав 512 потокових процесорів. Частота ядра була 700 МГц, а пам'яті — 1848 МГц. Ширина шини склала 384 біт. Обсяг відеопам'яті GDDR5 становив 1,5 ГБ. GF100 підтримував Direct. X 11, а також нову технологію NVIDIA Surround, що дозволяла розгорнути зображення на три екрани.

Структура. Друкована плата — пластина з діелектрика, на якій прокладено провідні доріжки, що пов'язують різні складові відеокарти. Шина підключення — комп'ютерна шина, через яку відеокарта обмінюється інформацією з материнською платою. Стандартними є AGP і PCI-E. Графічний процесор (відеопроцесор, GPU (Graphics processing unit) — процесор, який обчислює інформацію, що виводиться на монітор. Може брати на себе частину обчислень з центрального процесора. Відеопам'ять — мікросхеми, в які тимчасово поміщається інформація, обчислена графічним процесором. Відеопам'ять може бути виділена з основної оперативної пам'яті системи, в цьому випадку говорять про розподілену (shared) пам'ять. Як правило, чипи оперативної пам'яті припаяні прямо до друкованої плати, на відміну від знімних модулів системної пам'яті, які вставляються в стандартизовані розніми материнських плат.

Відеоконтролер (Video Display Controller, VDC) — мікросхема, що формує вихідний сигнал, який передається на монітор. RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) або цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП) — пристрій, що здійснює перетворення цифрових результатів роботи відеокарти в аналоговий сигнал, який відображається на моніторі. Можливостями цього пристрою визначається максимальна роздільність, кількість кольорів, насиченість картинки, частота кадрів. Відео-ROM (Video ROM, Video BIOS) — мікросхема, що зберігає в собі правила і алгоритми взаємодій частин відеокарти.Інтерфейси виведення (Output interfaces) — аналогові чи цифрові інтерфейси, які забезпечують передачу даних від відеокарти до дисплея. Стандартними є HDMI, DVI та VGA. Система охолодження — пристрій, що здійснює відведення і розсіювання тепла від відеопроцесора та інших складових відеокарти. Забезпечує стабільну роботу і не допускає ушкодження деталей від їх надмірного нагріву.

Характеристики. Відеопроцесор. Робоча частота відеопроцесора — вимірюється в мегагерцах, тобто мільйонах тактів на секунду. Чим вища частота, тим більше відеопроцесор може обробити даних за одиницю часу. Блоки — частини відеопроцесора, які обчислюють окремі елементи зображення: текстури, вершини, геометрію. Чим більше відповідних блоків, тим швидше процесор виконує операції з елементами зображення. Блоки можуть мати різну частоту, відповідно менша їх кількість компенсується вищою частотою.

Відеопам'ять. Обсяг відеопам'яті — пам'ять використовується для зберігання елементів зображення (текстур, вершин, даних буферів і т. д.) які будуть виведені на монітор. Вимірюється в мегабайтах і гігабайтах. Обсяг не визначає напряму продуктивність відеокарти, а лише в поєднанні з іншими характеристиками. Проте багато комп'ютерних програм вимагають певного мінімуму відеопам'яті, особливо програми для роботи з графікою і відеоігри. Частота відеопам'яті — визначає скільки операцій записування/читання може виконатися за такт. Ця характеристика тісно пов'язана з типом пам'яті, зазвичай використовується спеціальна GDDR. Пізніші типи мають швидшу передачу даних, так GDDR3 повільніша за GDDR5. Розрядність шини — визначає як швидко пам'ять обмінюється даними з відеопроцесором. Вимірюється в бітах: 64, 128, 256, 512 і т. д. Часто виробники компенсують повільність відеопам'яті більшою розрядністю шини, або навпаки — зменшують розрядність, натомість використовують пам'ять з вищою частотою.

Охолодження. Зі зростанням навантаження на відеопроцесор його температура зростає, що призводить до пропуску тактів чи навіть може спричинити деформацію та розплавлення деталей відеокарти. Для уникнення цього використовуються системи охолодження. Їхній дизайн визначається виробником графічного процесора (тоді зветься референсним) або самої відеокарти (кастомний). Пасивне — складається з радіатора, який відводить зайве тепло. Чим складніша форма радіатора, тим більшою є його площа і можливості до відведення тепла. Активне — складається з радіатора і кулера, іноді має систему охолодження рідиною: водою чи рідким азотом. Кулер створює потік повітря, який охолоджує радіатор. Потужніші кулери створюють більше шуму, але часто ними можна керувати через спеціальні додатки.

Форм-фактор. Низькопрофільні — мають невеликі розміри, займають один слот розширення в ПК (50-60 мм у висоту). Як правило мають порівняно невисоку продуктивність, але можуть встановлюватися в невеликі корпуси, неттопи. Повнопрофільні — мають великі розміри, декоративні й охолоджувальні кожухи, великі радіатори і кулери, зазвичай займають два слоти розширення.