Witam na mojej stronie - powstała ona z zamiłowania do programowania webowego i pasji poznawania oraz tworzenia nowych rzeczy...

Karta graficzna

Karta graficzna (ang. graphics card, czasami określana też mianem akcelerator grafiki) jest to podzespół komputera, którego zadaniem jest wizualizacja danych cyfrowych w postaci grafiki komputerowej widocznej na monitorze lub innym urządzeniu multimedialnym.

Karta graficzna przyjmuje zazwyczaj postać karty rozszerzeń montowanej w magistrali wejścia/wyjścia na płycie głównej. Opcjonalnie układ graficzny może być zintegrowany z chipsetem płyty głównej.

Mimo dużego zróżnicowania na rynku kart graficznych podstawowe elementy są identyczne w każdej karcie:



- procesor graficzny GPU
- pamięć RAM
- konwerter cyfrowo-analogowy RAMDAC
- złącze magistrali
- BIOS karty
- zestaw wyjść (złącz)
- wbudowany akcelerator 3D

Do karty dołączona zostanie także płyta ze sterownikami oraz dodatkowym oprogramowaniem.

Procesor graficzny

Procesor graficzny (ang. Graphics Processing Unit, koprocesor graficzny) jest główną jednostką obliczeniową każdej karty graficznej; od jego wydajności w dużej mierze zależy wydajność całego podsystemu graficznego w komputerze. Nazywany też jest koprocesorem, gdyż początkowo jego podstawowym zadaniem było odciążenie głównego procesora CPU od obliczeń związanych z przetwarzaniem grafiki 2D oraz 3D (Two/Three Dimensional Graphics).



Jednak współczesne wyrafinowane układy graficzne GPU wiele operacji wykonują wielokrotnie szybciej niż tradycyjne mikroprocesory, dlatego coraz częściej mówimy o nich General Purpose GPU - procesor graficzny do obliczeń ogólnego przeznaczenia.

Pamięć operacyjna RAM karty graficznej



Pamięć operacyjna RAM karty graficznej (ang. Random Access Memory, pamięć o dostępie swobodnym) pamięć operacyjna stanowiąca przestrzeń roboczą procesora GPU, przechowuje aktualnie przetwarzane dane graficzne.

Od wielkości pamięci RAM [MB] karty zależy:
- liczba wyświetlanych kolorów w grafice 2D
- jakość i rozmiary nanoszonych tekstur w grafice 3D

Równie ważnymi parametrami pamięci są:
- częstotliwość taktowania pamięci [MHz], np. 1800 MHz
- szerokość szyny pamięci [bit], która określa ile bitów jednocześnie może przesyłać pamięć, np. 256 bitów

Jeżeli częstotliwości taktowania karty podano jako dwie liczby, to pierwsza wskazuje na taktowanie układu GPU, druga pamięci – np. 700/1800 MHz. Najnowsze karty posiadają pamięć oznaczaną jako GDDR (DDR5 SDRAM).

W celu sprawdzenia, ile pamięci RAM karty graficznej (grafika 2D) potrzeba do wyświetlania np. 24-bitowej palety kolorów(22 = 16,7 miliona kolorów) przy rozdzielczości ekranu 1024x768 dokonujemy obliczeń:
1024x768 = 786432 piksele
786432x24 = 18 874 368 bitów
18 874 368/8 = 2359296 bajtów = 2,25 MB.

Karty graficzne są wyposażone w pamięć, której wielkości stanowią krotność dwójki (2,4,8,16,32 itd.) Zatem do wyświetlenia 24-bitowej grafiki przy rozdzielczości 1024x768 będą potrzebne 4MB RAM-u.

Konwerter RAMDAC



Konwerter cyfrowo-analogowy (ang. Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) zamienia sygnał cyfrowy generowany przez kartę graficzną na sygnał analogowy (w którym napięcie elektryczne jest proporcjonalne do wartości reprezentowanej liczby cyfrowej) możliwy do wyświetlenia na analogowym monitorze, telewizorze lub rzutniku

Magistrala wejścia/wyjścia (I/O)



Magistrala wejścia wyjścia - czyli rodzaj złącza na płycie głównej umożliwiający komunikację GPU z pozostałymi komponentami komputera, np. CPU oraz systemową pamięcią RAM.

Kartę graficzną umieścić można w następujących magistralach (zależnie od szybkości przesyłania danych):
- PCI Express - do 16 GB/s
- AGP (ang. Accelerated Graphics Port) - do 2 GB/s
- PCI (ang. Peripheral Component Interconnect) - do 0.5 GB/s
- starsze magistrale: VESA, MCA, ISA

BIOS karty graficznej



BIOS karty graficznej (ang. Basic Input/Output System, podstawowy system wejścia/wyjścia) umożliwia działanie karty graficznej zanim zostanie wczytany sustem operacyjny oraz pozwala na wykonywanie instrukcji karty przez oprogramowanie systemowe

Wyjścia karty graficznej

Złącze HDMI (High Definition Multimedia Interface)

Złącze analogowe D-SUB (15 pinów)

Złącze cyfrowe DVI (Digital Video Interface)

Rodzaje złącz cyfrowych DVI



Złącze cyfrowe DVI (Digital Video Interface) Cyfrowy standard przesyłania sygnału wideo, w odmianach DVI-I oraz DVI-A umożliwia także przesyłanie sygnału analogowego.

Kabel łączący monitor z komputerem nie może być dłuższy niż 5m.

DVI-D - obraz prawdziwie cyfrowy, przesyłany między cyfrowym wyjściem karty graficznej a cyfrowym wejściem monitora.

DVI-A - używany do podłączenia nowoczesnej karty graficznej z wyjściem DVI do monitora z wejściem analogowym.

DVI-I - zapewnia możliwość przesyłu sygnału analogowego źródła do analogowego monitora jak również cyfrowego sygnału źródła do cyfrowego monitora.

Aby podłączyć analogową kartę graficzną do cyfrowego monitora należy użyć elektronicznego konwertera VGA to DVI-D.

Różnica pomiędzy wejściami typu Single Link a Dual Link polega na zwiększonej dwukrotnie mocy, szybkości i jakości transmisji dla wejść Dual Link.



Złącze HDMI (High Definition Multimedia Interface) Jest to cyfrowy standard przesyłania sygnału audio/wideo umożliwiający transmisję w wysokiej rozdzielczości (HD) i dźwięku wielokanałowego. Stosowany w odtwarzaczach DVD, Blu-Ray, telewizorach typu LCD i plazmowych oraz konsolach do gier.Maksymalna długość okablowania: 15m

Złącze cyfrowe DisplayPort to uniwersalny interfejs cyfrowy (zatwierdzony w maju 2006) opracowany przez VESA (Video Electronics Standards Association). Głównym zamierzeniem nowego standardu jest połączenie komputer-monitor lub komputer-system kina domowego (w tym np. projektory, telewizory itp.). DisplayPort już w swojej pierwszej wersji 1.0 osiągnął to, co HDMI udało się osiągnąć dopiero w wersji 1.3b czyli: maksymalna rozdzielczość 2560x1600, 24 bitowa głębia kolorów, maksymalna przepustowość sygnału w granicach około 10 Gb/s.

Pełną specyfikację jesteśmy w stanie osiągnąć na kablu o długości 15 metrów, przy dłuższych kablach rozdzielczość zostaje zmniejszona do 1920x1080.

Interfejs API



Interfejs API (ang. Application Programming Interface) biblioteki stanowiące pomost pomiędzy oprogramowaniem multimedialnym a sprzętem typu karta graficzna, karta dźwiękowa. DirectX jest produktem firmy Microsoft, dostępnym dla systemów Windows oraz konsoli XBox. OpenGL to otwarta biblioteka graficzna - jest to zestaw funkcji umożliwiających budowanie złożonych trójwymiarowych scen z podstawowych figur geometrycznych. OpenGL dostępny jest w wielu systemach operacyjnych.

Tryb SLI



Tryb SLI (ang. Scalable Link Interface) rozwiązanie firmy NVIDIA, w którym obraz generowany jest przez co najmniej dwie karty graficzne połączone mostkiem SLI. Aby korzystać z trybu SLI, należy posiadać płytę główną oraz karty graficzne wspierające tą technologię.

Rodzaje SLI:
- Quad SLI (dwie karty graficzne mające po dwa układy GPU)
- 3-Way SLI (generowanie obrazu przez 3 karty graficzne)
- Hybrid SLI (generowanie obrazu przez kartę graficzną w złączu PCIExpress we współpracy z chipsetem graficznym na płycie głównej).

Tryb CrossFire



Tryb CrossFire (ang. skrzyżowany ogień) konkurencyjne rozwiązanie firmy ATI. Aby skorzystać z trybu CrossFire należy posiadać płytę główną oraz karty graficzne wspierające technologię. Początkowo karty działały w trybie master/slave, nowe płyty główne pozwalają łączyć karty bez konieczności korzystania z karty master. Karty rozszerzeń również połączone są mostkiem.

Rodzaje CrossFire:
- CrossFire (generowanie obrazu przez dwie karty graficzne)
- CrossFireX (generowanie obrazu nawet przez 4 karty graficzne)
- Hybrid CrossFireX (generowanie obrazu przez kartę graficzną w złączu PCI-E we współpracy z chipsetem graficznym na płycie głównej)

Zestawienie parametrów karty

Zestawienie parametrów karty
- producent układów graficznych, np. ATI, NVIDIA
- rodzaj złącza, np. PCI Express, AGP
- wielkość i rodzaj pamięci, np. 512 MB DDR4
-szerokość magistrali pamięci, np. 256 bit
- częstotliwość pracy pamięci w grafice 3D, np. 1800 MHz
- częstotliwość pracy procesora graficznego, np. 700 Mhz
- częstotliwość pracy układu RAMDAC, np. 400 MHz
- rodzaj wyjść, np. DSUB, DVI, HDMI
- możliwość pracy w trybie SLI lub CrossFire
- zgodność programowa: DirectX, OpenGL, Shader Model

Przykładowa specyfikacja karty graficznej GeForce GTX TITAN X (ze stony producenta)





Powered by Eugeniusz Piechula © 2016-19 - Dziękuję za wizytę na stronie!