link280 link281 link282 link283 link284 link285 link286 link287 link288 link289 link290 link291 link292 link293 link294 link295 link296 link297 link298 link299 link300 link301 link302 link303 link304 link305 link306 link307 link308 link309 link310 link311 link312 link313 link314 link315 link316 link317 link318 link319 link320 link321 link322 link323 link324 link325 link326 link327 link328 link329 link330 link331 link332 link333 link334 link335 link336 link337 link338 link339 link340 link341 link342 link343 link344 link345 link346 link347 link348 link349 link350 link351 link352 link353 link354 link355 link356 link357 link358 link359 link360 link361 link362 link363 link364 link365 link366 link367 link368 link369 link370 link371 link372 link373 link374 link375 link376 link377 link378 link379 link380 link381 link382 link383 link384 link385 link386 link387 link388 link389 link390 link391 link392 link393 link394 link395 link396 link397 link398 link399 link400 link401 link402 link403 link404 link405 link406 link407 link408 link409 link410 link411 link412 link413 link414 link415 link416 link417 link418 link419

PersCom — Компьютерная Энциклопедия Компьютерная Энциклопедия

Видеоадаптеры

Компоненты видеосистемы

Компоненты

Для работы видеоадаптера необходимы следующие основные компоненты:

  • видео-BIOS;
  • графический процессор, иногда называемый графическим акселератором;
  • видеопамять;
  • цифроаналоговый преобразователь DAC (ранее используемый в качестве отдельной микросхемы, DAC зачастую встраивается в графический процессор новых наборов микросхем; необходимость в подобном преобразователе в полностью цифровых системах — цифровая видеокарта плюс цифровой монитор — отпадает, однако, пока живы аналоговый интерфейс VGA и аналоговые мониторы, DAC еще некоторое время будет использоваться);
  • разъем (AGP / PCI);
  • видеодрайвер.

Довольно не плохой по производительности видеоадаптер показан на рисунке ниже. Большинство его компонентов скрыто под кожухом системы охлаждения графического процессора (GPU), включающей в себя вентилятор и теплоотвод.

Практически все видеоадаптеры, представленные сегодня на рынке, используют наборы микросхем, обеспечивающие ускоренную обработку трехмерной графики. В следующих разделах мы рассмотрим эти компоненты и функции более подробно.



BIOS видеоадаптера

Видеоадаптеры имеют свою BIOS, которая подобна системной BIOS, но полностью независима от нее. (Другие устройства в компьютере, такие как адаптеры SCSI, также могут иметь собственную систему BIOS.) Если вы включите монитор первым и сразу же посмотрите на экран, то увидите опознавательный знак BIOS видеоадаптера в самом начале запуска системы.

Хранится BIOS видеоадаптера, подобно системной BIOS, в микросхеме ПЗУ; она содержит основные команды, которые предоставляют интерфейс между оборудованием видеоадаптера и программным обеспечением. Программа, которая обращается к функциям BIOS видеоадаптера, может быть автономным приложением, операционной системой или системной BIOS. Обращение к функциям BIOS позволяет вывести информацию о мониторе во время выполнения процедуры POST и начать загрузку системы до загрузки с диска любых других программных драйверов.

Модернизировать BIOS видеоадаптера, как и системную BIOS, можно двумя способами. Если BIOS записана в микросхеме EEPROM, то ее содержимое можно обновить с помощью специальной программы, поставляемой изготовителем адаптера. В противном случае микросхему можно заменить новой, также поставляемой изготовителем. BIOS, которую можно модифицировать с помощью программного обеспечения, иногда называется Flash BIOS. В настоящее время большинство производителей отдают предпочтение обновлению драйверов, а не BIOS.

Обновление BIOS видеоадаптера (“прошивка”) может потребоваться в том случае, если старый адаптер используется в новой операционной системе или изготовитель обнаружил существенный дефект в первоначальном коде программы. Но не впадайте в соблазн модернизировать BIOS видеоадаптера только потому, что появилась новая, пересмотренная версия. Старайтесь следовать правилу “Не модернизируйте, если в этом нет необходимости”. Ознакомьтесь с документацией и проверьте, есть ли необходимость в обновлении в вашем конкретном случае.



Графический процессор

Графический процессор, или набор микросхем, является “сердцем” любой видеокарты и характеризует быстродействие адаптера и его функциональные возможности. Два видеоадаптера различных производителей с одинаковыми процессорами зачастую демонстрируют схожую производительность и функции обработки графических данных. Кроме того, программные драйверы, с помощью которых операционные системы и приложения управляют видеоадаптером, как правило, разрабатываются именно с учетом параметров конкретного набора микросхем. Зачастую драйвер, предназначенный для видеоадаптера с определенным набором микросхем, можно использовать с другим адаптером, в котором есть тот же набор микросхем. Безусловно, разница в быстродействии видеоадаптеров с одинаковыми графическими процессорами зависит от типа и объема установленной видеопамяти.

В видеоадаптерах используется несколько основных типов процессоров, которые представлены в таблице.

Выбор графического и системного наборов микросхем

Перед покупкой системы или видеоадаптера необходимо определить, какой графический процессор видеоадаптера или тип интегрированного набора микросхем системы будет использоваться. Это позволит сделать следующее:

  • сравнить видеоадаптеры или системы различных производителей;
  • ознакомиться с технической спецификацией;
  • просмотреть различные обзоры и тестовые испытания;
  • мотивировать свой выбор;
  • познакомиться с производителями видеоадаптеров или наборов микросхем, схемами клиентской поддержки и предоставляемыми драйверами.

Поскольку быстродействие видеоадаптера и состав необходимых функций играют важнейшую роль для конечного пользователя, перед покупкой конкретного продукта узнайте о нем как можно больше, просмотрите обзоры и журнальные статьи, посетите сайт производителя. Использование некорректно написанных драйверов или драйверов с ошибками может привести к возникновению определенных проблем, поэтому следите за появлением их обновленных версий, которые следует по мере необходимости устанавливать. При использовании графических плат очень важное значение может иметь послепродажное сервисное обслуживание. Для того чтобы узнать, предоставляет ли производитель необходимую поддержку, посетите его сайт и посмотрите, имеются ли на нем обновленные версии драйверов.

Лидирующий производитель графических процессоров, компания NVIDIA, создает исключительно наборы микросхем, в то время как ее ближайший конкурент, компания ATI, занимается непосредственной компоновкой видеоадаптеров собственными процессорами, которые также поставляются сторонним производителям.

Видеопамять

Большинство видеоадаптеров для хранения изображений при их обработке обходятся собственной видеопамятью; хотя некоторые видеокарты AGP используют системную оперативную память для хранения трехмерных текстур, эта функция редко находит применение. В основном современные графические адаптеры оснащены собственной видеопамятью объемом от 256 Мбайт и подключены к системе через порт AGP или интерфейс PCI Express x16. Во многих малобюджетных системах встроенные графические системы используют оперативную память компьютера посредством унифицированной архитектуры UMA. В любом случае с помощью как собственной, так и заимствованной видеопамяти выполняются одни и те же операции.

От объема видеопамяти зависят максимальная разрешающая способность экрана и глубина цвета, поддерживаемая адаптером. На рынке в настоящее время предлагаются модели с различными объемами видеопамяти: 128, 256 или 512 Мбайт. Хотя больший объем видеопамяти не сказывается на скорости обработки графических данных, при использовании расширенной шины данных (64–128 бит) или системной оперативной памяти для кэширования часто отображаемых объектов скорость видеоадаптера может существенно увеличиться. Кроме того, объем видеопамяти позволяет видеоадаптеру отображать больше цветов и поддерживать более высокое разрешение, а также хранить и обрабатывать трехмерные текстуры в видеопамяти адаптера AGP, а не в ОЗУ системы.

В качестве видеопамяти могут использоваться микросхемы различных типов.

Устаревшие типы видеопамяти VRAM, WRAM и MDRAM были вытеснены высокоскоростной памятью SGRAM, SDRAM, DDR SDRAM, DDR2 SDRAM и GDDR3 SDRAM — популярными стандартами системной оперативной памяти. Высокое быстродействие и относительно низкая цена производства привели к тому, что видеоадаптеры с объемом видеопамяти менее 64 Мбайт уже давно исчезли с прилавков магазинов.

Память SDRAM

В компьютерах с процессорами Pentium III, Pentium 4, Athlon и Duron в качестве основной используется синхронная динамическая память SDRAM (Synchronous DRAM). Микросхемы SDRAM обычно припаяны; в некоторых ранних моделях они вставлялись в соответствующие разъемы. Этот тип памяти может работать на частоте шины до 200 МГц, но по быстродействию несколько уступает SGRAM. Память SDRAM используется в недорогих видеоадаптерах NVIDIA GeForce2 MX и ATI RADEON VE.

Память SGRAM

Память SGRAM (Synchronous Graphics RAM) предназначалась для высококачественных моделей видеоадаптеров. Как и SDRAM, она может работать на частоте шины (до 200 МГц). Однако в SGRAM добавлена дополнительная схема для блочной записи данных, что увеличивает скорость прорисовки изображения или трехмерных операций с Z-буфером. Хотя SGRAM более производительная, чем SDRAM, она вытеснена более популярной и быстрой памятью стандарта DDR SDRAM.

Память DDR SDRAM

Память Double Data Rate SDRAM (также называемая DDR SDRAM) — наиболее распространенный тип памяти, которым оснащаются видеоадаптеры. Она позволяет передавать данные со скоростью, в два раза превышающей быстродействие традиционной памяти SDRAM, так как данные передаются по переднему и заднему фронтам импульса. В настоящее время памятью DDR SDRAM оснащены адаптеры семейства GeForce FX от компании NVIDIA, а также адаптеры семейств Radeon 9xxx и X300–X600 от компании ATI.

Память DDR2 SDRAM

Память второго поколения DDR2 SDRAM за каждый такт выполняет выборку 4 бит данных, чем и отличается от DDR SDRAM, для которой характерна выборка 2 бит данных за такт.

GDDR3 SDRAM

Память стандарта GDDR3 SDRAM начала использоваться в дорогих адаптерах NVIDIA GeForce 8 и GeForce 7 и сериях HD и X1xx от ATI, основана на памяти DDR2, однако имеет два существенных отличия.

  • GDDR3 разделяет циклы чтения и записи, используя несимметричный однонаправленный импульс, в то время как стандарт DDR2 предполагает использование дифференциальных двунаправленных импульсов. Благодаря этому значительно увеличивается скорость передачи данных.
  • GDDR3 использует механизм псевдооткрытого дрена, при котором вместо напряжения используется ток. Благодаря этому обеспечивается совместимость с GDDR-3 графических процессоров, предназначенных для использования с памятью DDR или DDR-II. В результате множество современных видеокарт оборудованы памятью DDR2 или GDDR3. Для определения типа памяти, используемой в конкретной плате, ознакомьтесь со спецификациями поставщика.

GDDR4 SDRAM

Память GDDR4 SDRAM была представлена в видеокарте ATI X1950 XTX, после чего использовалась в адаптерах RADEON HD2600 и 2900. По сравнению с GDDR3 она обладает следующими преимуществами:

  • большая пропускная способность (для обеспечения того же быстродействия, что и GDDR3, ей необходимо вдвое меньшая частота);
  • большая плотность памяти, что позволяет достигать большего объема в одной микросхеме.