Slika na zaslonu se sastoji od najmanjih točaka koje se zovu pikseli. Uz najobimniju rezoluciju Full HD, njihov broj prelazi 2 milijuna, a računalo mora odlučiti što će učiniti sa svakim od njih. Za to je potreban posrednik koji može pretvoriti binarne podatke u vidljivu sliku. Ako se računalo ne nosi s ovim zadatkom pomoću hardvera matične ploče, njegova implementacija poprima grafičku karticu. Napravio složene izračune, ali uređaj također razumjeti načelo grafičke kartice je lako razumjeti. U ovom se članku raspravlja o njegovim glavnim komponentama, njihovim funkcijama i čimbenicima koji osiguravaju visoke performanse i performanse računala.
Kako radi grafička kartica?
Računalo se može predstaviti kao organizacija s vlastitim umjetničkim odjelom, kojem se šalje zahtjev za crtanje slike. Odjel odlučuje što bi trebao biti crtež, a zatim ga stavlja na papir. Na kraju se na vidljivoj slici ostvaruje neka ideja.
Načelo grafičke kartice je isto. Procesor i softver prenose informacije na grafičku karticu koja odlučuje koji pikseli bi trebali biti na zaslonu kako bi dobili željenu sliku. Tada se ti podaci šalju preko kabela na monitor.
Teško je stvoriti slike iz binarnih brojeva. Za prikaz trodimenzionalne slike na zaslonu, grafička kartica najprije mora izračunati okvir ravnim linijama. Zatim ga puni pikselima. Nakon toga se dodaje bojarasvjeta i tekstura. U računalnim igrama velike brzine grafički procesor mora izvršiti sve te izračune najmanje 60 puta u sekundi. Bez toga bi opterećenje CPU-a bilo preveliko. Rad računalne grafičke kartice u načelu ovisi o sljedećim četirima glavnim komponentama:
povezivanje s matičnom pločom preko koje se primaju snaga i podaci;
procesor, koji se bavi obradom svakog zaslona piksela;
grafička memorija koja pohranjuje podatke za svaki piksel i dovršene slike;
izlazni sustav prikaza za konačni rezultat.
Grafički procesor
Načelo grafičke kartice temelji se na dobivanju podataka iz GPU-a i njihovom pretvaranju u slike.
Kao i matična ploča, grafička kartica je lesonit s procesorom i memorijom. Također dolazi s čipom I /O sustava (BIOS), koji pohranjuje postavke i koji pri pokretanju dijagnosticira memorijske, ulazne i izlazne sustave. Grafički procesor izgleda kao računalni CPU. Međutim, GPU je posebno dizajniran za složene geometrijske i matematičke izračune koji su potrebni za vizualizaciju slike. U nekim od najbržih procesorskih tranzistora više od prosječnog CPU-a. GPU izdvaja mnogo topline, stoga se obično hladi radijatorom ili ventilatorom. Osim ogromne računalne snage, GPU-ovi međusobno djeluju s posebnim softverom za analizu i korištenje podataka.Tvrtke nVidia i ATI izdaju veliku većinu grafičkih čipova. Razvijaju vlastite alate za produktivnost. Da bi se postigla veća kvaliteta slike, grafički procesori koriste:
cjelovito izglađivanje rubova 3D objekata;
Anizotropna filtracija povećava jasnoću videozapisa. Dok čuva opće načelo grafičkih kartica, svaki proizvođač razvija vlastite tehnike bojanja, slojeve boja, teksture i predloške.
Budući da GPU stvara sliku, trebao bi ih negdje pohraniti. Ovo je operativni uređaj za pohranu. Ona pohranjuje informacije o svim točkama, njihovoj boji i mjestu. Dio RAM-a može također djelovati kao okvirni spremnik s dovršenim slikama sve dok ne dođe vrijeme da ih se odrazi. U pravilu, memorija radi na vrlo velikoj brzini i dvosmjerna, što znači da sustav može istovremeno čitati i pisati podatke. Grafički RAM izravno je spojen na digitalno-analogni pretvarač DAC-a, koji pretvara sliku u signal koji koristi zaslon. Neke grafičke kartice imaju nekoliko takvih modula, što povećava performanse i omogućuje vam da podržite više od jednog monitora. DAC šalje konačnu sliku preko kabela. Pojedinosti o tome kako grafička kartica radi s sučeljima opisane su u nastavku.
PCI priključak
Grafičke kartice spojene su s računalom putem priključka na matičnoj ploči. On se hrani energijom i podaci se razmjenjuju s procesorom. Moćne grafičke kartice često koriste višematične ploče, tako da su opremljeni priključkom za izravnu vezu s napajanjem. Povezivanje se obično vrši preko PCI, AGP i PCI Express (PCIe) sučelja. Potonji je najnoviji i pruža najveću brzinu prijenosa podataka između kartice i matične ploče. PCIe podržava korištenje više ubrzivača grafikona u isto vrijeme.
Kako radi grafička kartica: povezivanje monitora
Većina grafičkih kartica omogućuje prikaz slike na drugom zaslonu. Povezivanje se vrši preko DVI, HDMI, DisplayPort, LCD monitora i VGA na koje su spojeni CRT ekrani. Neke kartice imaju 2 DVI ulaza. No, to ne isključuje mogućnost uporabe katodnih cijevi jer se one mogu povezati preko adaptera. Apple je prethodno proizveo monitore s ADC brand konektorom, koji je zamijenjen DVI portom, a zatim Thunderbolt baziran na USB-C, unatrag kompatibilan s HDMI i DisplayPort. Većina koristi samo jedan zaslon. Oni koji trebaju 2 monitora mogu kupiti grafičku karticu s mogućnošću prikaza dva zaslona. Takva računala mogu podržavati 4 ili više zaslona.
Ostale veze
Uz matičnu ploču i monitor, neke grafičke kartice omogućuju povezivanje s:
TV prikazom (putem TV izlaza ili S-video izlaza);
analogne video kamere (pomoću ViVo i video ulaza);
digitalne kamere (putem USB-a ili FireWire-a).
Pojedinačne grafičke kartice pružaju TV tuneri.
Sučeljaprogramiranje aplikacija (API-ji osiguravaju učinkovitu suradnju između programa i hardvera, pružajući jednostavne alate za izvođenje složenih zadataka (na primjer, trodimenzionalnu vizualizaciju). Programeri optimiziraju grafičke igre za određene API-je, zbog čega najnovije igre često zahtijevaju ažuriranje verzije opengl-a i DirectX-a. koji su programi koji dopuštaju hardveru da radi s OS-om računala, međutim, ažuriranje upravljačkih programa također može osigurati ispravan rad aplikacija.
Evolution
budući da je IBM napravio Godine 1981. princip grafičke kartice se nije promijenio, a zatim su nazvani monokromatski zaslonski adapteri, uz pomoć kojih je bilo moguće prikazati samo tekst na crno-bijelom zaslonu, minimalni standard za grafičke kartice je VGA, podržava 256 boja i zbog takvih visokih standarda performansi , kao i 4K UHD, milijuni boja mogu se prikazati na zaslonu s razlučivošću od 3840 x 2160 piksela.
Odaberite grafičku karticu
Dobra grafička kartica ima brzi procesor i veliku količinu RAM-a. Često izgleda vrlo privlačno. Modeli visokih performansi odlikuju se živopisnim dizajnom s ukrasnim ventilatorima i radijatorima. Visokoučinkovite grafičke kartice nude mnogo više energije nego što je većini korisnika potrebno. Oni koji koriste svoja računala za čitanje e-pošte, obradu teksta i surfanje webom, pronaći će sve što im je potrebno u matičnoj ploči s ugrađenom grafikom. Većina nestalnih igrača ima dovoljno grafičkih kartica srednje klase. snažangrafički akceleratori potrebni su samo za računalne igrače i dizajnere koji se bave 3D modeliranjem. Načelo grafičke kartice u prijenosnom računalu i PC-ju je isto, iako su zbog nedostatka prostora prvi izvan njih drugačiji od ostalih. Dobar parametar za ocjenjivanje performansi grafičkih kartica je frame rate. Ljudsko oko traje oko 25 c /s, ali za glatku animaciju u nekim igrama potrebna je brzina veća od 60 fps Brzina kadra se određuje prema:
broju vrhova trokuta ili sekundi sastavljanja trodimenzionalnih slika. Ovaj parametar opisuje brzinu izračuna cijelog poligona ili vrhova koji ga određuju.
Brzina punjenja piksela, koja pokazuje koliko brzo GPU može rasterizirati sliku.
Brzina
Brzina grafičke kartice izravno ovisi o hardveru. Na njegovu učinkovitost najviše utječu sljedeće tehničke karakteristike:
brzina takta;
širina memorijske sabirnice;
RAM za širinu pojasa;
količina RAM-a i njegova učestalost;
DAC frekvencija. CPU i osobna računala također igraju ulogu, budući da čak i vrlo brza grafička kartica ne može nadoknaditi loše performanse sustava.
Integrirana grafika
Mnoga računala integrirana su s procesorima grafičkih kartica. Načelo takvih grafičkih akceleratora razlikuje se od diskretnih kartica time što dijele RAM s CPU-a. Oni lako rukuju dvodimenzionalnim slikama, pa su savršeni za ured i uredinternetske aplikacije. Instaliranje diskretne kartice za takve matične ploče onemogućuje ugrađene grafičke funkcije.
