2.5. Видеокарта пк

Основное назначение видеокарты (видеоадаптера) - управление процессом вывода информации на экран монитора. Ее характеристики должны соответствовать параметрам монитора. Чем больше разрешающая способность экрана монитора и его размер – тем выше требования должны предъявляться к видеокарте. Конструктивно видеокарта выполняется либо в виде отдельной платы расширения (рис. 2.11), которая вставляется либо в слот AGP на материнской плате, либо в слот PCI-E 16x , либо является устройством интегрированным на материнской плате.

Рис. 2.11. Видеокарта

Основными компонентами современного видеоадаптера являются видеоконтроллер, видео BIOS, видеопамять, RAMDAC (Random Access Memory Digital to Analog Converter) - устройство преобразования изображения в цифровом представлении в аналоговые сигналы для видеовыхода, и микросхемы интерфейса с системной шиной.

Тип видеокарты определяет сферу ее применения и программное обеспечение, с которым она будет работать. Все видеокарты можно разделить на два типа - для профессиональных программ и для работы со стандартными офисными приложениями и играми.

Профессиональная видеокарта предназначена для работы с такими специализированными программами как 3D-моделирование, инженерное проектирование (САПР). Такие карты оснащаются мощными графическими процессорами и поддерживают работу сразу с несколькими мониторами, а также сертифицируются для работы с дорогостоящим профессиональным программным обеспечением. Почти всегда цена на них намного выше стоимости простых видеокарт.

Нужно отметить, что мощность графического процессора у последних моделей видеокарт для геймеров уже сравнима с мощностью профессиональной техники. Для работы с офисными программами в 2-х мерном режиме подходят практически любые видеокарты, поэтому все рассуждения о производительности имеют смысл для людей, которые будут использовать видеоадаптеры в 3-х мерном режиме (в основном для компьютерных игр).

Современные видеоадаптеры можно условно разбить на три класса, которые будут определять производительность и стоимость видеокарты: бюджетные, средние и топовые модели. Бюджетные модели недорогие, но не позволят играть в современные, требовательные к ресурсам игры. Средние модели позволят играть во все современные игры, но с ограничением по разрешению изображения, частоте кадров и другим параметрам. Топовые модели дают возможность играть в самые передовые игры с максимальным качеством.

Графический процессор определяет почти все основные характеристики видеокарты, от которых зависит ее производительность.

Таблица 2.3

Наиболее популярные типы графических процессоров

Тип	NVIDIA	ATI
класс high-end	GeForce 7900, 7800	Radeon X1900, X1800
средний класс	GeForce 7600, 6600	Radeon X1600
бюджетные модели	GeForce 7300, 6500, 6200	Radeon X1300, X550, X300
высокопроизводительные модели предыдущего поколения	GeForce 6800	Radeon X850

Максимальное разрешение изображения, которое способна формировать видеокарта, определяет количество точек по горизонтали и по вертикали, из которых формируется изображение. Чем выше разрешение, тем более детальным и информативным получается картинка на мониторе.

Высокое разрешение может понадобиться для подключения монитора с большой диагональю или для профессиональной работы с графикой. Современные профессиональные видеокарты обеспечивают максимальное разрешение до 3840x2400.

Блок пиксельных конвейеров является одним из основных элементов видеопроцессора. При построении 3D-модели каждый конвейер рассчитывает цвет одной точки изображения. Наличие нескольких конвейеров позволяет производить вычисления сразу для нескольких точек параллельно, что увеличивает скорость заполнения изображения пикселями и, следовательно, производительность видеокарты в компьютерных играх. Для архитектуры с унифицированными конвейерами (потоковыми процессорами) в этом поле указывается максимальное число таких потоковых процессоров, которые могут использоваться в качестве пиксельных конвейеров.

Таблица 2.4

Приблизительное распределение видеокарт по числу пиксельных конвейеров

Число конвейеров	Тип карты
4	максимально простые карты
8	средний класс
12	средний класс для геймеров
16, 20	упрощенные модели высшего класса
24, 48,128	бескомпромиссный high-end

Текстура - это графическая картинка, которая накладывается на контур при построении 3D-изображения.

Текстурный блок или TMU (Texture Module Unit) - это специальный блок, установленный перед пиксельным конвейером. Он осуществляет выборку из видеопамяти исходных данных (выборку из текстур), необходимых для работы пиксельного конвейера. Наличие нескольких текстурных блоков повышает производительность системы.

Анизотропная фильтрация - это специальная технология для обработки элементов изображения - текстур, которая позволяет улучшить общее качество изображения. Например, использование анизотропной фильтрации позволяет избавиться от размытости мелких деталей, проявляющейся при наблюдении объемного объекта под острым углом или при приближении к нему.

Чем выше уровень анизотропной фильтрации, тем выше качество получаемых текстур. Однако необходимо учитывать, что высокая степень анизотропной фильтрации может сильно уменьшить скорость отрисовки, а значит, и производительность видеокарты в компьютерных играх.

Обычно видеокарта имеет несколько уровней анизотропной фильтрации, что позволяет выбрать оптимальный уровень в зависимости от конкретных условий. У современных видеокарт максимальная степень анизотропной фильтрации составляет 16x.

В современных видеоадаптерах используются следующие типы видеопамяти: DDR, DDR2, DDR3, DDR4. Память стандарта DDR4 (или GDDR4) обладает более высокой производительностью по сравнению с DDR3. Она может работать с временем доступа до 0.6 нс, что соответствует частоте 3330 МГц. Другое преимущество DDR4 перед предыдущим поколением видеопамяти заключается в меньшем потреблении энергии. В видеопамяти хранится образ изображения (экранный кадр), а также элементы, необходимые для построения 3-х мерного изображения. Большой объем видеопамяти необходим для современных компьютерных игр.

В современных моделях видеокарт память устанавливается в объеме от 128 до 512 Мб (для бюджетных моделей - 128 Мб, для среднего класса - 256 Мб, для высокопроизводительных - 512 Мб). В дешевых устаревших моделях, которые еще можно найти в продаже, объем видеопамяти может составлять порядка 32-64 Мб.

На современных видеокартах могут быть следующие разъемы для подключения видеооборудования:

Интерфейс DVI-I (Digital Visual Interface) позволяет передавать как цифровой, так и аналоговый видеосигналы. Через цифровой интерфейс можно подключать такие устройства как ЖК-монитор, плазменную панель, проектор. Также через интерфейс DVI-I с помощью специального кабеля-переходника можно подключить аналоговый ЭЛТ-монитор со стандартным VGA-интерфейсом (разъем HD D-Sub 15). Если на видеокарте установлено больше одного разъема DVI-I, то к ней можно подключить сразу несколько мониторов (в большинстве случаев - два).

Интерфейс HDMI (High Definition Multimedia Interface) используется для передачи видеосигнала и многоканального аудио в цифровом виде. В этом интерфейсе предусмотрена поддержка защиты от нелегального копирования HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection). HDMI был создан специально для нового стандарта цифрового телевидения высокой четкости - HDTV, с помощью HDMI вы сможете подключить к видеокарте цифровые телевизоры и плазменные панели, которые поддерживают новый стандарт цифрового телевидения. Интерфейс HDMI обратно совместим с DVI. Это означает, что с помощью специального переходника к разъему HDMI можно подключить монитор с DVI.

С помощью TV-выхода к видеокарте можно подключить обычный телевизор. Как правило, на самой карте устанавливается разъем S-Video, а через специальный кабель телевизор можно подключить и по композитному сигналу (разъем RCA).