Видеока́рта (известна также как графи́ческий ускори́тель, графи́ческая пла́та, графи́ческая ка́рта, видеоада́птер, графический ада́птер) устройство, преобразующее. - презентация

1

2 Видеока́рта (известна также как графи́ческий ускори́тель, графи́ческая пла́та, графи́ческая ка́рта, видеоада́птер, графический ада́птер) устройство, преобразующее графический образ, хранящийся, как содержимое памяти компьютера или самого адаптера, в иную форму, предназначенную для дальнейшего вывода на экран монитора.

3 Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в разъём расширения, универсальный (PCI-Express, PCI, ISA, VLB, EISA, MCA) или специализированный (AGP), но бывает и встроенной (интегрированной) в системную плату (как в виде отдельного чипа, так и в качестве составляющей части северного моста чипсета или ЦПУ). В этом случае устройство, строго говоря, не может быть названо видеокартой.PCI-ExpressPCIISAVLBEISAMCAAGPсистемную платусеверного мостачипсетаЦПУ Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический процессор, который может производить дополнительную обработку, снимая эту задачу с центрального процессора компьютера. Например, все современные видеокарты Nvidia и AMD (ATi) осуществляют рендеринг графического конвейера OpenGL и DirectX на аппаратном уровне.центрального процессораNvidiaAMDATiрендерингOpenGLDirectX

4

5 Классический процесс построения изображения выглядит примерно следующим образом: 1) Графический процессор получает от игры подробную информацию о сцене. 2) После процессор приступает к построению трёхмерных моделей в кадре, вычисляя какие элементы будут скрытыми относительно точки наблюдения. Построение происходит по вершинам, соединяемые гранями, тем самым получая каркасный вид ( Wireframe), состоящий из множества полигонов. На этом этапе применяются вершинные шейдеры. 3) Расчёт освещения, затенения сцены. 4) Текстурирование, на все видимые полигоны накладываются предусмотренные игрой текстуры. Также применяются Эффекты пиксельных шейдеров. 5) Готовая картинка передаётся в кадровый буфер Весь этот процесс называется 3D рендрингом. Процесс построения изображения зависит от архитектуры GPU, которая имеет свойство быть разной у различных моделей и меняться со временем

6 Графический процессор (GPU) - является главным элементом видеокарты. На него возложены такие задачи как расчёт трёхмерной графики. Видеопамять - Второй важный элемент, служит для хранения текстур, шейдеров и прочих данных связанных с графикой. Тесно связан с графическим процессором. Интерфейс - разъём ( протокол ) для подключения к материнской плате. SLI - технология для совместной работы двух видеокарт. Разъёмы вывода на мониторы - интерфейсы для подключения ЖК-мониторов. Система охлаждения. Если видеокарта мощная, на ней присутствуют дополнительные разьёмы для подкючения к блоку питания

7 Весь существующий на сегодня рынок видеокарт можно примерно разделить на несколько категорий: 1) Бюджетные видеокарты.( офисные ). Эта категория определёна главным образом для Пк, в задачи которого входит просмотр стандартного видео, работа с текстом, интернет, офисная работа и прочие не требующие сложных графических вычислений приложений. Как правило такие видеокарты интегрированы в материнскую плату ( видеопрцессор расположен на "материнке" ). 2) Игровые ( геймерские ) - ориентация главным образом на мощные игровые приложения. Конкретно на игры в высоких разрешениях и с высокой степенью реалистичности. По конструкции они представляют собой отдельный блок на котором расположены все необходимые компоненты. Вставляется видеокарта в материнскую плату через специальный разъём. 3) Профессиональные - предназначены для специалистов в области анимации, графики, видеопроизводства... Компьютер на базе такой видеокарты представляет собой уже графическую станцию

8 Современная видеокарта состоит из следующих частей: графический процессорграфический процессор (Graphics processing unit графическое процессорное устройство) занимается расчётами выводимого изображения, освобождая от этой обязанности центральный процессор, производит расчёты для обработки команд трёхмерной графики. Является основой графической платы, именно от него зависят быстродействие и возможности всего устройства. Современные графические процессоры по сложности мало чем уступают центральному процессору компьютера, и зачастую превосходят его как по числу транзисторов, так и по вычислительной мощности, благодаря большому числу универсальных вычислительных блоков. Однако, архитектура GPU прошлого поколения обычно предполагает наличие нескольких блоков обработки информации, а именно: блок обработки 2D-графики, блок обработки 3D-графики, в свою очередь, обычно разделяющийся на геометрическое ядро (плюс кэш вершин) и блок растеризации (плюс кэш текстур) и др.центральный процессор видеоконтроллервидеоконтроллер отвечает за формирование изображения в видеопамяти, даёт команды RAMDAC на формирование сигналов развёртки для монитора и осуществляет обработку запросов центрального процессора. Кроме этого, обычно присутствуют контроллер внешней шины данных (например, PCI или AGP), контроллер внутренней шины данных и контроллер видеопамяти. Ширина внутренней шины и шины видеопамяти обычно больше, чем внешней (64, 128 или 256 разрядов против 16 или 32), во многие видеоконтроллеры встраивается ещё и RAMDAC. Современные графические адаптеры (ATI, nVidia) обычно имеют не менее двух видеоконтроллеров, работающих независимо друг от друга и управляющих одновременно одним или несколькими дисплеями каждый. RAMDAC

9 видеопамятьвидеопамять выполняет роль кадрового буфера, в котором хранится изображение, генерируемое и постоянно изменяемое графическим процессором и выводимое на экран монитора (или нескольких мониторов). В видеопамяти хранятся также промежуточные невидимые на экране элементы изображения и другие данные. Видеопамять бывает нескольких типов, различающихся по скорости доступа и рабочей частоте. Современные видеокарты комплектуются памятью типа DDR, GDDR2, GDDR3, GDDR4 и GDDR5. Следует также иметь в виду, что помимо видеопамяти, находящейся на видеокарте, современные графические процессоры обычно используют в своей работе часть общей системной памяти компьютера, прямой доступ к которой организуется драйвером видеоадаптера через шину AGP или PCIE. В случае использования архитектуры Uniform Memory Access в качестве видеопамяти используется часть системной памяти компьютера.буфераDDRGDDR2GDDR3GDDR4GDDR5Uniform Memory Access

10 цифро-аналоговый преобразовательцифро-аналоговый преобразователь (ЦАП, RAMDAC Random Access Memory Digital- to-Analog Converter) служит для преобразования изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор. Возможный диапазон цветности изображения определяется только параметрами RAMDAC. Чаще всего RAMDAC имеет четыре основных блока: три цифроаналоговых преобразователя, по одному на каждый цветовой канал (красный, зелёный, синий - RGB), и SRAM для хранения данных о гамма-коррекции. Большинство ЦАП имеют разрядность 8 бит на канал получается по 256 уровней яркости на каждый основной цвет, что в сумме дает 16,7 млн цветов (а за счёт гамма-коррекции есть возможность отображать исходные 16,7 млн цветов в гораздо большее цветовое пространство). Некоторые RAMDAC имеют разрядность по каждому каналу 10 бит (1024 уровня яркости), что позволяет сразу отображать более 1 млрд цветов, но эта возможность практически не используется. Для поддержки второго монитора часто устанавливают второй ЦАП. Стоит отметить, что мониторы и видеопроекторы, подключаемые к цифровому DVI выходу видеокарты, для преобразования потока цифровых данных используют собственные цифроаналоговые преобразователи и от характеристик ЦАП видеокарты не зависят.ЦАПDVI

11 видео-ПЗУвидео-ПЗУ (Video ROM) постоянное запоминающее устройство, в которое записаны видео-BIOS, экранные шрифты, служебные таблицы и т. п. ПЗУ не используется видеоконтроллером напрямую к нему обращается только центральный процессор. Хранящийся в ПЗУ видео-BIOS обеспечивает инициализацию и работу видеокарты до загрузки основной операционной системы, а также содержит системные данные, которые могут читаться и интерпретироваться видеодрайвером в процессе работы (в зависимости от применяемого метода разделения ответственности между драйвером и BIOS). На многих современных картах устанавливаются электрически перепрограммируемые ПЗУ (EEPROM, Flash ROM), допускающие перезапись видео- BIOS самим пользователем при помощи специальной программы.EEPROMFlash ROM система охлаждения предназначена для сохранения температурного режима видеопроцессора и видеопамяти в допустимых пределах. Правильная и полнофункциональная работа современного графического адаптера обеспечивается с помощью видеодрайвера специального программного обеспечения, поставляемого производителем видеокарты и загружаемого в процессе запуска операционной системы. Видеодрайвер выполняет функции интерфейса между системой с запущенными в ней приложениями и видеоадаптером. Так же как и видео-BIOS, видеодрайвер организует и программно контролирует работу всех частей видеоадаптера через специальные регистры управления, доступ к которым происходит через соответствующую шину.драйвераBIOS

12 Характеристики ширина шины памяти, измеряется в битах количество бит информации, передаваемой за такт. Важный параметр в производительности карты.битах объём видеопамяти, измеряется в мегабайтах объём собственной оперативной памяти видеокарты. Больший объём далеко не всегда означает большую производительность.мегабайтахоперативной памяти Видеокарты, интегрированные в набор системной логики материнской платы или являющиеся частью ЦПУ, обычно не имеют собственной видеопамяти и используют для своих нужд часть оперативной памяти компьютера (UMA Unified Memory Access). частоты ядра и памяти измеряются в мегагерцах, чем больше, тем быстрее видеокарта будет обрабатывать информацию. текстурная и пиксельная скорость заполнения, измеряется в млн. пикселов в секунду, показывает количество выводимой информации в единицу времени.текстурнаяпиксельная выводы карты видеоадаптеры MDA, Hercules, CGA и EGA оснащались 9-контактным разъёмом типа D-Sub. Изредка также присутствовал коаксиальный разъём Composite Video, позволяющий вывести черно-белое изображение на телевизионный приемник или монитор, оснащенный НЧ-видеовходом. Видеоадаптеры VGA и более поздние обычно имели всего один разъём VGA (15-контактный D-Sub). Изредка ранние версии VGA-адаптеров имели также разъём предыдущего поколения (9-контактный) для совместимости со старыми мониторами. Выбор рабочего выхода задавался переключателями на плате видеоадаптера. В настоящее время платы оснащают разъёмами DVI или HDMI, либо Display Port в количестве от одного до трех. Некоторые видеокарты ATi последнего поколения оснащаются шестью видеовыходами. Порты DVI и HDMI являются эволюционными стадиями развития стандарта передачи видеосигнала, поэтому для соединения устройств с этими типами портов возможно использование переходников. Порт DVI бывает двух разновидностей. DVI-I также включает аналоговые сигналы, позволяющие подключить монитор через переходник на разъём D-SUB. DVI-D не позволяет этого сделать. Display Port позволяет подключать до четырёх устройств, в том числе акустические системы, USB-концентраторы и иные устройства ввода- вывода. На видеокарте также возможно размещение композитных и S-Video видеовыходов и видеовходов (обозначаются, как ViVo)D-SubVGAD-SubDVIHDMIDisplay PortUSBS-VideoViVo 9-контактный разъём S-Video TV-Out, DVI и D-Sub.TV-OutDVID-Sub (Нажатие на изображение какого-либо разъёма вызовет переход на соответствующую статью.)

13 Видеокарта 1.TV-выход 2.Разъем DVI (можно преобразовать в аналоговый сигнал) 3.Выход VGA 4.Разъем питания вентилятора охлаждения 5.Графический процессор RADEON с интегрированной DAC и теплоотводом/вентилятором 6.Разъем AGP 8х 7.Модули памяти DDR (128 Мбайт) 8. Микросхема регулировки напряжения Для работы видеокарты необходимы следующие основные компоненты: -BIOS (Basic Input/Output System базовая система ввода-вывода); -графический процессор, иногда называемый набором микросхем системной логики видеокарты; -видеопамять; -цифроаналоговый преобразователь, он же DAC (Digital to Analog Converter)

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27