Вычисление необходимого объема видеопамяти

Подробности

Родительская категория: Видеоадаптеры

Категория: Компоненты видеосистемы

Объем памяти, необходимый для создания режима с заданным разрешением и количеством цветов, вычисляется следующим образом. Для кодирования каждого пикселя изображения необходим определенный объем памяти, а общее количество пикселей определяется заданным разрешением. Например, при разрешении 1024×768 на экране отображается 786432 пикселя.

Если бы это разрешение поддерживало только два цвета, то для отображения каждого пикселя понадобился бы всего один бит памяти, при этом бит со значением 0 определял бы черную точку, а со значением 1 — белую. Отведя на каждый пиксель 24 бит памяти, можно отобразить более 16,7 млн. цветов, так как число возможных комбинаций для 24-разрядного двоичного числа составляет 16777216 (т.е. 224). Перемножив количество пикселей, используемых при заданном разрешении экрана, на число битов, требующихся для отображения каждого пикселя, получим объем памяти, необходимый для формирования и хранения изображений в этом формате. Ниже приведен пример подобных вычислений.

1024 × 768 = 786432 пикселя × 24 бит/пиксель = 18874368 бит = 2359296 байт = 2,25 Мбайт

Итак, для отображения картинки с глубиной цвета 24 бит и разрешением 1024×768 пикселей потребуется 2,25 Мбайт видеопамяти на видеоадаптере. Поскольку объем модулей памяти “физически” кратен степеням двойки, т.е. можно установить 256 либо 512 Кбайт, 1, 2 либо 4 Мбайт и т.д., для поддержки такого режима необходимо хотя бы 4 Мбайт.

Чтобы иметь еще более высокое разрешение и большее количество оттенков на плате SVGA, объем памяти должен существенно превышать 256 Кбайт, установленных на плате стандартного адаптера VGA. В таблице перечислены требования к объему памяти для ряда стандартных разрешений и значений глубины цвета при выполнении операций с двухмерной графикой, таких как редактирование фотографий, подготовка презентаций, работа с настольными издательскими системами, а также веб-дизайн.

Из таблицы видно, что все современные видеоадаптеры (в том числе и интегрированные) способны формировать изображение, содержащее 16,8 млн. цветовых оттенков, при любом разрешении; более того, они оснащаются гораздо большим, чем указано в таблице, объемом памяти, так как того требуют функции трехмерной графики.

Видеоадаптерам, поддерживающим функции трехмерной графики, при заданных глубине цвета и разрешении потребуется больший объем видеопамяти, поскольку данные видеоадаптеры используют еще три буфера: передний буфер, задний буфер и Z-буфер. Объем видеопамяти, который требуется для выполнения той или иной операции, зависит от настроек глубины цвета и Z-буфера. При тройной буферизации трехмерным текстурам выделяется больший объем видеопамяти, чем при двойной, однако при этом может снижаться быстродействие некоторых игр. Режим буферизации, как правило, задается в диалоговом окне свойств видеоадаптера.

В таблице ниже представлены требования к объему видеопамяти в некоторых режимах работы видеоадаптеров, поддерживающих функции обработки трехмерной графики.

---

Примечание!

Хотя 3D-адаптеры обычно работают в 32-разрядном режиме, это вовсе не означает, что они могут воспроизвести больше 16277216 цветов, характерных для 24-разрядного режима. Многие графические процессоры и шины видеопамяти оптимизированы для передачи данных в виде 32-битовых слов; однако на самом деле они отображают 24-разрядный цвет, хотя и работают в 32-разрядном цветовом режиме, которому, казалось бы, соответствуют 4294967296 цветов, характерных для 32-битовой глубины цвета.

---

Как видно из сравнения данных в таблице с характеристиками современных видеоадаптеров AGP и PCI Express (даже малобюджетных моделей), последние предлагают существенно больший объем памяти, чем требуется для поддержки даже самого высокого разрешения экрана. Дополнительная видеопамять используется для хранения объемных трехмерных текстур и для увеличения производительности обработки трехмерной графики.

Хотя современные интегрированные графические решения поддерживают функции обработки трехмерной графики, по целому ряду причин их быстродействие оказывается достаточно низким. Это обусловлено менее производительными графическими процессорами, а также более узкой шиной данных, используемой для доступа к памяти. Так как интегрированная графика делит оперативную память с центральный процессором, они вынуждены использовать одну и ту же шину данных. В одноканальных системах это ограничивает ширину шины 64 разрядами. В двухканальных системах существует 128-канальная шина данных, однако современные графические процессоры требуют ширину 512 и более битов. Чем шире шина данных, тем быстрее могут передаваться графические данные.

По этой причине уровень быстродействия в современных компьютерных играх при использовании интегрированного графического ядра вас не устроит (более того, многие игры не удастся даже запустить). Чтобы иметь возможность запускать подобные игры, придется приобрести современный видеоадаптер среднего или высокого уровня на базе графического процессора от компании ATI или NVIDIA, оснащенный памятью объемом 256 Мбайт и больше.

Если вы хотите получить максимальный уровень быстродействия и это позволяет ваш бюджет, приобретите два адаптера с интерфейсом PCI Express, поддерживающих работу в паре.

---

Примечание!

Если система оснащена интегрированным графическим ядром и при этом в ней установлено меньше 256 Мбайт ОЗУ, можете увеличить объем памяти, доступной графическому ядру, увеличив общий объем памяти в системе. Многие современные наборы микросхем с интегрированным графическим ядром компании Intel автоматически обнаруживают увеличение объема системной памяти и вносят коррективы в объем памяти, доступный графическому ядру.

---

Разрядность шины видеосистемы

Подробности

Родительская категория: Видеоадаптеры

Категория: Компоненты видеосистемы

Рассматривая память в системе отображения, следует также остановиться на формате обращения к памяти со стороны схем обработки изображения. В современном видеоадаптере все схемы, необходимые для формирования и обработки изображения, реализованы в специализированной микросхеме — графическом процессоре, установленном на этой же плате. Графический процессор и память обмениваются данными по локальной шине. Большинство современных адаптеров высокого класса имеют 256- или 512-разрядную шину, а последние модели от NVIDIA — 320- или 384-разрядную. Кое-кого это может привести в замешательство, ведь платы адаптеров подключаются через разъемы к шине, которая имеет свою, меньшую разрядность. Но здесь речь идет о локальной шине, к которой имеют доступ только микросхемы графического процессора и памяти адаптера. Поэтому пусть вас не пугает, если в описании видеоадаптера указано, что он 128- или 256-разрядный; в действительности это плата с интерфейсом AGP или PCI Express. Если сравнивать две видеокарты с одинаковыми объемами памяти и графическим процессором, предпочтение следует отдавать той, которая имеет более широкую локальную шину данных, так как это сильно сказывается на производительности.

Цифроаналоговый преобразователь

Подробности

Родительская категория: Видеоадаптеры

Категория: Компоненты видеосистемы

Цифроаналоговый преобразователь видеоадаптера (обычно называемый RAMDAC) преобразует генерируемые компьютером цифровые изображения в аналоговые сигналы, которые может отображать монитор. Быстродействие цифроаналогового преобразователя измеряется в мегагерцах; чем быстрее выполняется преобразование, тем выше вертикальная частота регенерации. В современных высокоэффективных видеоадаптерах быстродействие может достигать 500 МГц. В большинстве современных видеоадаптеров функции преобразователя поддерживаются непосредственно графическим процессором, однако у некоторых адаптеров с поддержкой нескольких мониторов есть отдельная микросхема RAMDAC, которая позволяет второму монитору работать с разрешением, отличным от установленного разрешения основного монитора. В системах с интегрированной графикой RAMDAC обычно встраивается в северный мост или микросхему GMCH набора микросхем системной логики.

При увеличении быстродействия цифроаналогового преобразователя повышается частота вертикальной регенерации, что позволяет достичь более высокого разрешения экрана при оптимальных частотах обновления (72–85 Гц и выше). Как правило, видеоадаптеры с быстродействием от 300 МГц и выше поддерживают разрешения до 1920×1200 при частотах обновления более 75 Гц (т.е. без мерцания). Разумеется, следует убедиться в том, что необходимое разрешение поддерживается как монитором, так и используемым видеоадаптером.

Шина

Подробности

Родительская категория: Видеоадаптеры

Категория: Компоненты видеосистемы

Из настоящей главы вы уже узнали, что разные видеоадаптеры разрабатывались для совместного использования с различными системными шинами. Первые стандартны шин, такие как IBM MCA, ISA, EISA и VL-Bus, использовались совместно с адаптерами стандартов VGA и др. В связи с низким быстродействием подобных решений сейчас они практически не применяются. Современные видеоадаптеры выпускаются для шин PCI, AGP и PCI-Express.

В современных и будущих системах будет доминировать шина PCI Express x16, которая очень быстро вытесняет шину AGP 8x. Некоторые системы поддерживают установку видеоадаптеров обоих типов, что позволяет выполнять модернизацию системы постепенно: сначала приобрести системную плату, а уже затем — видеоадаптер PCI Express x16. Видеоадаптеры PCI сейчас продаются разве что как средства модернизации систем, в которых отсутствует порт AGP или PCI Express.