/ Доклад Видеока́рта. Реферат видеокарта

Доклад Видеока́рта

Видеока́рта(такжевидеоада́птер,графический ада́птер,графи́ческая пла́та,графи́ческая ка́рта,графи́ческий ускори́тель,3D-ка́рта) — электронное внутреннее устройство, устанавливается в один из разъемов материнской платы, и служит для обработки информации, поступающей от процессора или из ОЗУ на монитор, а также для выработки управляющих сигналов, т.е. видеокарта предназначена для создания графического и видео изображения и вывода его на экран монитора.

История развития компьютерной графики началось уже в 20 веке и продолжается сегодня. Впервые системы компьютерной графики появились вместе с первыми цифровыми компьютерами.

Изначально, несмотря на развитие технологии, пользователь не имел доступа к монитору, графика развивалась на математическом уровне и выводилась в виде текста, напоминающего на большом расстоянии изображение. Художник прежде всего должен был владеть программированием, так как ему приходилось переносить свои работы в компьютер, что требует освоения соответствующей методики.

1971-1985гг. – появились персональные компьютеры, где у пользователя появился доступ к дисплеям.

В первых персональных компьютерах видеоадаптеров не было. Вместо них в оперативной памяти отводилась небольшая область для хранения видеоданных. Первые мониторы, являвшиеся наследниками осциллографов, были векторными, в них изображение строилось не посредством последовательного облучения электронным пучком экрана строка за строкой, а, так сказать, «от точки до точки». Компьютер управлял отклоняющей системой дисплея напрямую. Однако со временем целесообразнее стало подключить компьютер к телевизору. Роль графики резко возросла, но наблюдалось очень низкое быстродействие компьютера. Программы писались на ассемблере. Появилось цветное изображение, содержащее 256 цветовых оттенков.

Телевизионное изображение – растровое, поэтому возникла необходимость в промежуточных блоках для подготовки графической информации к отображению. Для построения картинки теперь требовались специализированные довольно ресурсоемкие вычисления, поэтому понадобились специальные устройства - видеоадаптеры, ориентированные на работу с растровыми мониторами, которые могли бы хранить в себе видеоинформацию, обрабатывать ее и переводить в аналоговую форму для отображения на дисплее.

MDA

Видеокарты стандарта MDAиспользовались в IBM PC самыми первыми, они были представлены IBM в 1981 году. MDA-адаптеры были монохромными и работали в текстовом режиме. По сути, задача сводилась к тому, чтобы «распечатать» на мониторе текст, как на принтере. Экран монитора условно был «разбит» на определенное количество строк и столбцов. В каждой позиции мог выводиться только один символ.

Текстовый режим в современных операционных системах используется только на этапе начальной загрузки. Но именно MDA мы обязаны текстовому режиму, который используется и до сих пор. Это соответствовало разрешению 720х350 точек, частота регенерации кадра составляла 50 Гц.

Hercules

В то же время выпускается монохромный адаптер высокого разрешения – Hercules. Это первый графический адаптер, то есть кадр строится в видеопамяти, и адресация осуществляется к каждой точке.  Этот адаптер получил большое распространение при работе с электронными таблицами для построения графиков и диаграмм, но в силу своей монохромности дальше не поддерживался. Однако очень долгое время данный адаптер продолжал использоваться, так как только он позволял подключить два монитора к одному компьютеру.

CGA

На смену MDA в 1982 году пришел стандарт CGA(Color Graphics Adapter) и привел за собой жесткую стандартизацию. Это была первая революция в видеоадаптерах. Видеоадаптеры CGA были цветными и поддерживали как символьный, так и графический вывод. Палитра CGA состояла из 16 цветов. При разработке CGA главной задачей была универсальность, а потому использовалась стандартная частота развертки – 60 Гц.

Камнем преткновения на этом этапе был объем видеопамяти. Дело в том, что модули памяти в то время были очень дорогими, поэтому CGA-адаптеры стандартно комплектовались 16 Кб видеопамяти. И если в текстовом режиме 80х25 символов видеокарта могла выводить все 16 цветов, то в графическом режиме в разрешении 320х200 памяти хватало лишь на то, чтобы одновременно выводить только 4 цвета, причем не любые, а только стандартные палитры. С этого момента все узлы адаптера стали работать на частоте кадровой развертки, так как возникали конфликты с видеопамятью, проявляющиеся в виде «снега» на экране.

EGA

Первой видеокартой, способной воспроизводить нормальное цветное изображение, был EGA-адаптер(Enhanced Graphics Adpter), представленный IBM в 1984 году. EGA поддерживал 16 цветов и разрешение до 640х350 точек. Стандартный объем видеопамяти составлял 64 Кб.

Видеопамять была разделена на четыре цветовых слоя. Процессор мог заполнять их одновременно. В результате скорость заполнения кадра значительно увеличилась.

VGA

Поистине революционным стандартом можно считать стандарт VGA(Video Graphics Array), представленный IBM в 1987 году. Революцией являлось появление цифроаналогового преобразователя в VGA-адаптерах. Это связано с переходом от цифрового управления монитором к аналоговому. Все дело в том, что VGA-видеокарта могла отображать значительно больше оттенков, чем видеоадаптеры всех предыдущих стандартов: теперь для кодирования каждого цвета требовалось не 2 бита, а целых 6, то есть 18 проводов для передачи на монитор цвета, плюс один провод на сигнал синхронизации, это оказалось нецелесообразно. Поэтому в монитор стали передавать аналоговый сигнал, от уровня которого зависел уровень яркости соответствующей RGB-пушки. В связи с этим возникла необходимость установить на видеоадаптер цифро-аналоговый преобразователь. Вместе с VGA появилось несколько более знакомое всем сокращениеRAMDAC(Random Access Memory Digital to Analog Converter).

VGA-адаптеры комплектовались 256 Кб видеопамяти и поддерживали следующие режимы: 640х480 – 16 цветов, 640х400 – 16 цветов, 320х200 – 16 цветов и 320х200 – 256 цветов. Палитра VGA составляла 262144 оттенков. Начиная с этого адаптера, применяются разрешения с соотношением сторон 4:3.

Цифро-аналоговый преобразователь служит для преобразования потока данных, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на монитор. Все современные мониторы используют аналоговый видеосигнал, имеют разрядность по 8 бит на каждый из трех каналов основных цветов (красный, синий, зеленый – RGB), что в сумме дает 16.7 млн. цветов. Обычно ЦАП совмещен на одном кристалле с видеоконтроллером.

XGA

В конце октября 1990 года фирма IBM объявила о выпуске видеоадаптера XGA Display Adapter, это адаптер со своим собственным процессором, который может работать независимо от системной платы.

SVGA

С появлением видеоадаптеров XGA конкуренты IBM решили не копировать эти расширения VGA, а начать выпуск более дешевых видеоадаптеров с разрешением, которое выше разрешения IBM. Эти видеоадаптеры образовали категорию SuperVGA(SVGA). ПосколькуSVGA-карты не были так же хорошо стандартизированы, как VGA, они отличаются, мягко говоря, большим разнообразием. Чтобы использовать все возможности большинства плат, был необходим драйвер для конкретной видеоплаты. В октябре 1989 года ассоциацияVESA(Video Electronic Standards Association), учитывая все сложности, предложила стандарт для единого программного интерфейса с этими платами.

Отличительной чертой SVGA являлся встроенный графический акселератор, который присутствовал практически на всех SVGA-видеоадаптерах. Его появление связано с развитием графических ОС и, в частности, MS Windows.

2D-ускорители

Графический пользовательский интерфейс, появившийся во многих операционных системах, стимулировал новый этап развития видеоадаптеров. Появляется понятие «графический ускоритель» (graphics accelerator-графический акселератор). Поимо элементарных операций, предусмотренных самим стандартом VGA, адаптер способен выполнять и действия более высокого уровня без участия центрального процессора. Например, построение линии по двум точкам, перемещение больших блоков изображения из одного участка экрана в другой (например, при перемещении окна), рисование дуг, шрифтов, поддержка аппаратного курсора и т. п.. Прямым толчком к развитию столь специализированного устройства явилось то, что появился графический пользовательский интерфейс. Он очень удобен, но его использование требует от центрального процессора немалых вычислительных ресурсов, и современный графический ускоритель как раз и призван снять с него львиную долю вычислений по окончательному выводу изображения на экран.

2D-акселератор берет на себя прорисовку таких элементов, как рабочий стол, окна приложений, курсор и так далее. На видеоадаптерах устанавливается память, с которой графический процессор работает по локальной шине, не загружая системную шину процессора. Позднее, с развитием компьютерной техники появляются мультимедиа-акселераторы. Они, помимо ускорения обычных графических действий, могут выполнять ряд операций по обработке видеоданных (например, декодирование видео, записанного в MPEG-1,2 и других форматах), требующих больших расчетных мощностей и серьезно загружающих центральный процессор. Сейчас возможность аппаратной цифровой компрессии и декомпрессии видео, наличие композитного видеовыхода и вывод сигнала на телевизор – являются стандартными функциями.

3D-ускорители

Первоначально областью применения подобных устройств было трехмерное моделирование и САПР, поэтому они выпускались небольшими тиражами, стоили очень дорого (от 1 до 15 тыс. долларов) и были практически недоступны массовому пользователю. Но недавно, когда в роли двигателя прогресса выступили компьютерные игры эволюция видеокарт пошла по пути наделения их все более мощными средствами ускорения трехмерной машинной графики. Видеоадаптеры, способные ускорять операции трехмерной графики, получили название 3D-ускорителей или 3D-акселераторов.

Построение трехмерной сцены происходит следующим образом - в компьютере трехмерные объекты представляются с помощью геометрических моделей, состоящих из сотен и тысяч элементарных геометрических фигур, обычно треугольников. Задаются также пространственное положение источников света, отражательные свойства материала поверхности объекта, степень его прозрачности и т. п. При этом некоторые объекты могут частично загораживать друг друга, между ними может переотражаться свет; пространство может быть не абсолютно прозрачным, а затянутым туманом или дымкой. Для большего реализма необходимо учесть и эффект перспективы. Чтобы поверхность смоделированного объекта не выглядела искусственной, на нее наносится текстура - двухмерная картинка небольшого размера, передающая цвет и фактуру поверхности. Все перечисленные трехмерные объекты с учетом примененных к ним эффектов должны в конечном итоге быть преобразованы в плоское изображение. Эта операция называется рендерингом.

При наличии 3D-ускорителя из всего перечисленного центральный процессор обычно занимается только расчетом координат вершин треугольников при перемещении объектов на сцене (трансформацией), все остальное делает акселератор. Однако в том случае, если 3D-акселератор не может выполнить то или иное действие, оно также выполняется центральным процессором, что, как правило, приводит к сильной потере скорости.

Итак, базовая функция видеокарты - генерировать видеосигнал, идущий на монитор, оставаясь нужной и востребованной, постепенно ушла в тень. В первую очередь, сейчас под графическим адаптером понимают устройство сграфическим процессором— графический ускоритель, который и занимается формированием самого графического образа. В последнее время также имеет место тенденция использовать вычислительные возможности графического процессора для решения неграфических задач.

Обычно видеокарта выполнена в виде печатной платы(плата расширения) и вставляется вразъём расширения, универсальный либо специализированный (AGP,PCI Express). Разъем видеокарты выведен на заднюю стенку. К нему подключается монитор. Также широко распространены и встроенные (интегрированные) всистемную платувидеокарты — как в виде отдельного чипа, так и в качестве составляющей частисеверного мостачипсетаилиЦПУ; в этом случае устройство, строго говоря, не может быть названо видеокартой.

На сегодняшний день на рынке видеокарт выделяют две основные линейки, выпускаемые фирмами NVIDIA или AMD. Откуда же возникло это противостояние.

Давным-давно, ещё в прошлом тысячелетии, среди производителей видеокарт наблюдался лютый разброд и шатание. Игры выходили со своим набором драйверов под разнообразные устройства (включая видеокарты). Пока фирма S3не выпустила S3 Trio64 V+, который стал своеобразным стандартом: процессор обсчитывал и отправлял данные в память, а видеокарта передавала картинку на дисплей. В 1994 году в компьютерный мир ворвалася фирма 3dfx Interactive с революционной технологией Voodoo. Voodoo - это был так называемый 3D-ускоритель; дополнительная плата для создания качественной высокопроизводительной графики. Важное отличие от современных решений — данный ускоритель требовал наличие обычной (2D) видеокарты. Для своих видеокарт компания 3dfx разработала API — Glide — удобное средство работы с Voodoo.

Осознав преимущество нового рынка, в борьбу за потребителя включились и другие крупные игроки, 3D RAGE от ATI, RIVA от NVIDIA, а также Millennium от Matrox. Масла в огонь подлили и разработчики программного обеспечения, в благородном стремлении стандартизировать (то есть, избавить программистов от необходимости подстраивать свой код для поддержки видеокарт разных производителей): Microsoft выпускает Direct3D (часть библиотеки DirectX), Silicon Graphics — OpenGL.

Стремясь превзойти конкурентов, 3dfx бросила все силы на разработку нового чипсета. Однако в это время вышел GeForce 256 от NVIDIA, который, фактически, забил последний гвоздь в «крышку противостояния».

Для бывшего лидера 3D-ускорителей всё было закончено. Большую часть активов приобрела NVIDIA, и за этим последовало полное искоренение всего, что было связано с 3dfx, включая узнаваемые названия — Voodoo и Glide API. С этого момента, фактически, осталось лишь два производителя высокоскоростных решений для домашних пользователей: ATI и NVIDIA.

В 2000 году компания ATI выпускает культовый процессор нового поколения — Radeon. Бренд оказался настолько популярным, что используется до сих пор. Данный графический процессор был первым решением, целиком поддерживающим DirectX 7.

В разное время пальма первенства переходила то к одной, то к другой компании.

Итак, 2000 год. ATI выпускает линейку «семитысячников» — Radeon 7000 и 7200, а через год — 7500, использующий для изготовления более «тонкий» техпроцесс. Карты поддерживали DirectX 7.0 и OpenGL 1.3. NVIDIA выкидывает на рынок GeForce 2 и GeForce 3, поддерживающие DirectX 7 и OpenGL 1.2.

Следующее поколение видеокарт от ATI «восьми-» и «девятитысячники» с поддержкой DirectX 8.1 и OpenGL 1.4. NVIDIA выпускает GeForce4 и GeForce 6 видеопроцессоры стали поддерживать DirectX 9.0c и OpenGL 2.0.

В 2006 году компания ATI приобретается корпорацией AMD. Однако старый бренд сохраняется и выпускаемая продукция продолжает маркироваться как ATI Radeon. Новые «двухтысячники» — HD2000 — поддерживают DirectX 10.0 и OpenGL 3.3. Уменьшение техпроцесса привело к снижению тепловыделения и позволило безболезненно нарастить количество потоковых процессоров, отвечающих за обработку графики. Наиболее топовые решения получают память GDDR5 (младшие модели используют GDDR3).

А вот компания NVIDIA совершает прорыв в вычислениях, выпустив восьмое поколение своего продукта — GeForce 8. Помимо поддержки DirectX 10 и OpenGL 3.3, поддерживается технология CUDA, с помощью которой можно часть вычислений переложить с основного процессора на процессоры видеокарты. Вместе с данной технологией была представлена ещё одна — PhysX — которая для вычислений могла использовать либо центральный процессор, либо процессор видеокарты с поддержкой CUDA.

Наши дни

В 2012 году обе корпорации представили обновлённые линейки своих продуктов: GeForce 600 от NVIDIA и HD7000 от AMD.

Графические процессоры от NVIDIA получили обновлённую начинку, основанную на архитектуре Kepler, благодаря чему увеличилась производительность и снизилось тепловыделение. 28 нм техпроцесс также пошёл на пользу (в картах начального уровня используется 40 нм). Доступные технологии — DirectX 11.1 и OpenGL 4.3.

Чипсеты AMD получили архитектуру Graphics Core Next, производство ведётся по 28 нм процессу. Доступные технологии — DirectX 11.1 и OpenGL 4.2.

Обе фирмы — AMD и NVIDIA — предлагают решения, способные удовлетворить практически любого пользователя. У обоих корпораций есть решение для 3D — поддержка в играх и фильмах. Видеокарты данных фирм способны выводить изображение на несколько мониторов, вплоть до того, что можно использовать несколько мониторов для одной игры. А ещё, у AMD и NVIDIA есть технологии, позволяющие объединяться несколько видеокарт: CrossFire и SLI соответственно, благодаря чему производительность в некоторых играх, фактически, удваивается (и даже утраивается при установке 3 карт).

Осталось лишь определиться, какие из функций нужны и сколько денег на это готовы потратить.

Однако наверняка у вас назрел вопрос: какая же видеокарта на данный момент является самой быстрой? Пока это двухпроцессорный флагман, AMD Radeon HD 7990, построенной на 2-ух графических процессорахAMD Radeon HD 7970. Но помните: фирмы не стоят на месте и каждый день разрабатывают и выпускают новые линейки видеокарт, передавая пальму первенства

studfiles.net

Реферат: Видеокарта

Видеока́рта(известна также как 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. В настоящее время эта функция утратила основное значение и в первую очередь под графическим адаптером понимают устройство с графическим процессором - графический ускоритель, который и занимается формированием самого графического образа.

Видеопамять-один из компонентов компьютера, от которого требуется наибольшая производительность, это графический контроллер, являющийся сердцем всех мультимедиа систем.

Пропускная способность обычно измеряется в мегабайтах в секунду и показывает скорость, с которой происходит обмен данными между видеопамятью и графическим контроллером. На производительность графической подсистемы влияют несколько факторов: скорость центрального процессора,(CPU)скорость интерфейсной шины,(PCI или AGP)скорость видеопамяти ,скорость графического контроллера

Современная видеокарта состоит из следующих частей:

графический 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.

видеоконтроллер — 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.

видеопамять — 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, DDR2, GDDR3, GDDR4 и GDDR5.

цифро-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

видео-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.

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.

Ширина шины памяти, измеряется в битах — количество бит информации, передаваемой за такт. Важный параметр в производительности карты.

Объём видеопамяти, измеряется в мегабайтах — объём собственной оперативной памяти видеокарты. Больший объём далеко не всегда означает большую производительность.

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.

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.

superbotanik.net

Реферат на тему Видеокарты

ВВЕДЕНИЕ Один из компонентов компьютера, от которого требуется наибольшая производительность, это графический контроллер, являющийся сердцем всех мультимедиа систем. Фраза требуется производительность означает, что некоторые вещи происходят настолько быстро, насколько это обеспечивается пропускной способностью. Пропускная способность обычно измеряется в мегабайтах в секунду и показывает скорость, с которой происходит обмен данными между видеопамятью и графическим контроллером. На производительность графической подсистемы влияют несколько факторов: ·          скорость центрального процессора (CPU) ·          скорость интерфейсной шины (PCI или AGP) ·          скорость видеопамяти ·          скорость графического контроллера Видеопамять VGA разделена на 4 банка или цветовых слоя. Все банки находятся в одном адресном пространстве таким образом, что по каждому адресу размещается 4 байта - по одному байту из каждого банка. В текстовых режимах в первом цветовом слое размещаются ASCII-коды отображаемых символов, во втором - атрибуты символов, в третьем - знакогенератор. В графических режимах организация памяти зависит от режима.

bukvasha.ru

Реферат Видеокарта

Реферат на тему:

План:

Введение
• 1 История
• 2 Устройство
• 3 Характеристики
• 4 Поколения 3D-ускорителей
• 5 Интерфейс
• 6 Видеопамять

Введение

Видеокарта семейства GeForce 4, с радиатором и вентилятором

Видеока́рта (известна также как 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. В настоящее время эта функция утратила основное значение и в первую очередь под графическим адаптером понимают устройство с графическим процессором - графический ускоритель, который и занимается формированием самого графического образа.

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.

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. В последнее время также имеет место тенденция использовать вычислительные возможности графического процессора для решения неграфических задач (см. OpenCL).

1. История

Одним из первых графических адаптеров для IBM PC стал MDA (Monochrome Display Adapter) в 1981 году. Он работал только в текстовом режиме с разрешением 80×25 символов (физически 720×350 точек) и поддерживал пять атрибутов текста: обычный, яркий, инверсный, подчёркнутый и мигающий. Никакой цветовой или графической информации он передавать не мог, и то, какого цвета будут буквы, определялось моделью использовавшегося монитора. Обычно они были чёрно-белыми, янтарными или изумрудными. Фирма Hercules в 1982 году выпустила дальнейшее развитие адаптера MDA, видеоадаптер HGC (Hercules Graphics Controller — графический адаптер Геркулес), который имел графическое разрешение 720×348 точек и поддерживал две графические страницы. Но он всё ещё не позволял работать с цветом.

Первой цветной видеокартой стала CGA (Color Graphics Adapter), выпущенная IBM и ставшая основой для последующих стандартов видеокарт. Она могла работать либо в текстовом режиме с разрешениями 40×25 и 80×25 (матрица символа — 8×8), либо в графическом с разрешениями 320×200 или 640×200. В текстовых режимах доступно 256 атрибутов символа — 16 цветов символа и 16 цветов фона (либо 8 цветов фона и атрибут мигания), в графическом режиме 320×200 было доступно четыре палитры по четыре цвета каждая, режим высокого разрешения 640×200 был монохромным. В развитие этой карты появился EGA (Enhanced Graphics Adapter) — улучшенный графический адаптер, с расширенной до 64 цветов палитрой, и промежуточным буфером. Было улучшено разрешение до 640×350, в результате добавился текстовый режим 80×43 при матрице символа 8×8. Для режима 80×25 использовалась большая матрица — 8×14, одновременно можно было использовать 16 цветов, цветовая палитра была расширена до 64 цветов. Графический режим также позволял использовать при разрешении 640×350 16 цветов из палитры в 64 цвета. Был совместим с CGA и MDA.

Стоит заметить, что интерфейсы с монитором всех этих типов видеоадаптеров были цифровые, MDA и HGC передавали только светится или не светится точка и дополнительный сигнал яркости для атрибута текста «яркий», аналогично CGA по трём каналам (красный, зелёный, синий) передавал основной видеосигнал, и мог дополнительно передавать сигнал яркости (всего получалось 16 цветов), EGA имел по две линии передачи на каждый из основных цветов, то есть каждый основной цвет мог отображаться с полной яркостью, 2/3 или 1/3 от полной яркости, что и давало в сумме максимум 64 цвета.

В ранних моделях компьютеров от IBM PS/2, появляется новый графический адаптер MCGA (Multicolor Graphics Adapter — многоцветный графический адаптер). Текстовое разрешение было поднято до 640x400, что позволило использовать режим 80x50 при матрице 8x8, а для режима 80x25 использовать матрицу 8x16. Количество цветов увеличено до 262144 (64 уровня яркости по каждому цвету), для совместимости с EGA в текстовых режимах была введена таблица цветов, через которую выполнялось преобразование 64-цветного пространства EGA в цветовое пространство MCGA. Появился режим 320x200x256, где каждый пиксел на экране кодировался соответствующим байтом в видеопамяти, никаких битовых плоскостей не было, соответственно с EGA осталась совместимость только по текстовым режимам, совместимость с CGA была полная. Из-за огромного количества яркостей основных цветов возникла необходимость использования уже аналогового цветового сигнала, частота строчной развертки составляла уже 31,5 кГц.

Потом IBM пошла ещё дальше и сделала VGA (Video Graphics Array — графический видео массив), это расширение MCGA, совместимое с EGA и введённое в средних моделях PS/2. Это фактический стандарт видеоадаптера с конца 80-х годов. Добавлены: текстовое разрешение 720x400 для эмуляции MDA и графический режим 640x480 с доступом через битовые плоскости. Режим 640x480 замечателен тем, что в нём используется квадратный пиксел, то есть соотношение числа пикселов по горизонтали и вертикали совпадает со стандартным соотношением сторон экрана — 4:3. Дальше появился IBM 8514/a с разрешениями 640x480x256 и 1024x768x256, и IBM XGA с текстовым режимом 132x25 (1056x400) и увеличенной глубиной цвета (640x480x65K).

С 1991 года появилось понятие SVGA (Super VGA — «сверх» VGA) — расширение VGA с добавлением более высоких режимов и дополнительного сервиса, например возможности поставить произвольную частоту кадров. Число одновременно отображаемых цветов увеличивается до 65 536 (High Color, 16 бит) и 16 777 216 (True Color, 24 бита), появляются дополнительные текстовые режимы. Из сервисных функций появляется поддержка VBE (VESA BIOS Extention — расширение BIOS стандарта VESA). SVGA воспринимается как фактический стандарт видеоадаптера где-то с середины 1992 года, после принятия ассоциацией VESA стандарта VBE версии 1.0. До того момента практически все видеоадаптеры SVGA были несовместимы между собой.

Графический пользовательский интерфейс, появившийся во многих операционных системах, стимулировал новый этап развития видеоадаптеров. Появляется понятие «графический ускоритель» (graphics accelerator). Это видеоадаптеры, которые производят выполнение некоторых графических функций на аппаратном уровне. К числу этих функций относятся: перемещение больших блоков изображения из одного участка экрана в другой (например, при перемещении окна), заливка участков изображения, рисование линий, дуг, шрифтов, поддержка аппаратного курсора и т. п. Прямым толчком к развитию столь специализированного устройства явилось то, что графический пользовательский интерфейс, несомненно, удобен, но его использование требует от центрального процессора немалых вычислительных ресурсов, и современный графический ускоритель как раз и призван снять с него львиную долю вычислений по окончательному выводу изображения на экран.

Пример домашнего компьютера не-IBM — ZX Spectrum, имеет свою историю развития видеорежимов.

2. Устройство

Современная видеокарта состоит из следующих частей:

• графический 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.
• видеоконтроллер — 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.
• видеопамять — 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, DDR2, 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 UMA в качестве видеопамяти используется часть системной памяти компьютера.
• цифро-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.
• видео-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.
• 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.

3. Характеристики

• ширина шины памяти, измеряется в битах — количество бит информации, передаваемой за такт. Важный параметр в производительности карты.
• объём видеопамяти, измеряется в мегабайтах — объём собственной оперативной памяти видеокарты. Больший объём далеко не всегда означает большую производительность.

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.
• 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)

9-контактный разъём S-Video TV-Out, DVI и D-Sub. (Нажатие на изображение какого-либо разъёма вызовет переход на соответствующую статью.)

4. Поколения 3D-ускорителей

Самые первые ускорители использовали Glide — API для трёхмерной графики, разработанный 3dfx Interactive для видеокарт на основе собственных графических процессоров Voodoo Graphics.

Затем поколения ускорителей в видеокартах можно считать по версии DirectX, которую они поддерживают. Различают следующие поколения:

• DirectX 7 — карта не поддерживает шейдеры, все картинки рисуются наложением текстур;
• DirectX 8 — поддержка пиксельных шейдеров версий 1.0, 1.1 и 1.2, в DX 8.1 ещё и версию 1.4, поддержка вершинных шейдеров версии 1.0;
• DirectX 9 — поддержка пиксельных шейдеров версий 2.0, 2.0a и 2.0b, 3.0;
• DirectX 10 — поддержка унифицированных шейдеров версии 4.0;
• DirectX 10.1 — поддержка унифицированных шейдеров версии 4.1;
• DirectX 11 — поддержка унифицированных шейдеров версии 5.0.

Также поколения ускорителей в видеокартах можно считать по версии OpenGL, которую они поддерживают:

• OpenGL 1.0
• OpenGL 1.2
• OpenGL 1.4
• OpenGL 2.0
• OpenGL 2.1
• OpenGL 3.0
• OpenGL 3.1
• OpenGL 3.2
• OpenGL 4.0
• OpenGL 4.1

5. Интерфейс

Первое препятствие к повышению быстродействия видеосистемы — это интерфейс передачи данных, к которому подключён видеоадаптер. Как бы ни был быстр процессор видеоадаптера, большая часть его возможностей останется незадействованной, если не будут обеспечены соответствующие каналы обмена информацией между ним, центральным процессором, оперативной памятью компьютера и дополнительными видеоустройствами. Основным каналом передачи данных является, конечно, интерфейсная шина материнской платы, через которую обеспечивается обмен данными с центральным процессором и оперативной памятью. Самой первой шиной использовавшейся в IBM PC была XT-Bus, она имела разрядность 8 бит данных и 20 бит адреса и работала на частоте 4,77 МГц. Далее появилась шина ISA (Industry Standart Architecture — архитектура промышленного стандарта), соответственно она имела разрядность 16/24 бит и работала на частоте 8 МГц. Пиковая пропускная способность составляла чуть больше 5,5 МиБ/с. Этого более чем хватало для отображения текстовой информации и игр с шестнадцатицветной графикой. Дальнейшим рывком явилось появление шины MCA (Micro Channel Architecture) в новой серии компьютеров PS/2 фирмы IBM. Она уже имела разрядность 32/32 бит и пиковую пропускную способность 40 МиБ/с. Но то обстоятельство, что архитектура MCI являлась закрытой (собственностью IBM), побудило остальных производителей искать иные пути увеличения пропускной способности основного канала доступа к видеоадаптеру. И вот, с появлением процессоров серии 486, было предложено использовать для подключения периферийных устройств локальную шину самого процессора, в результате родилась VLB (VESA Local Bus — локальная шина стандарта VESA). Работая на внешней тактовой частоте процессора, которая составляла от 25 МГц до 50 МГц и имея разрядность 32 бит, шина VLB обеспечивала пиковую пропускную способность около 130 МиБ/с. Этого уже было более чем достаточно для всех существовавших приложений, помимо этого возможность использования её не только для видеоадаптеров, наличие трёх слотов подключения и обеспечение обратной совместимости с ISA (VLB представляет собой просто ещё один 116 контактный разъём за слотом ISA) гарантировали ей достаточно долгую жизнь и поддержку многими производителями чипсетов для материнских плат и периферийных устройств, даже несмотря на то, что при частотах 40 МГц и 50 МГц обеспечить работу даже двух устройств подключенных к ней представлялось проблематичным из-за чрезмерно высокой нагрузки на каскады центрального процессора (ведь большинство управляющих цепей шло с VLB на процессор напрямую, безо всякой буферизации). И всё-таки, с учётом того, что не только видеоадаптер стал требовать высокую скорость обмена информацией, и явной невозможности подключения к VLB всех устройств (и необходимостью наличия межплатформенного решения, не ограничивающегося только PC), была разработана шина PCI (Periferal Component Interconnect — объединение внешних компонентов) появившаяся, в первую очередь, на материнских платах для процессоров Pentium. С точки зрения производительности на платформе PC всё осталось по-прежнему — при тактовой частоте шины 33 МГц и разрядности 32/32 бит она обеспечивала пиковую пропускную способность 133 МиБ/с — столько же, сколько и VLB. Однако она была удобнее и, в конце концов, вытеснила шину VLB и на материнских платах для процессоров класса 486.

С появлением процессоров Intel Pentium II и серьёзной заявкой PC на принадлежность к рынку высокопроизводительных рабочих станций, а также с появлением 3D-игр со сложной графикой стало ясно, что пропускной способности PCI в том виде, в каком она существовала на платформе PC (обычно частота 33 МГц и разрядность 32 бит), скоро не хватит на удовлетворение запросов системы. Поэтому фирма Intel решила сделать отдельную шину для графической подсистемы, несколько модернизировала шину PCI, обеспечила новой получившейся шине отдельный доступ к памяти с поддержкой некоторых специфических запросов видеоадаптеров и назвала это AGP (Accelerated Graphics Port — ускоренный графический порт). Разрядность шины AGP составляет 32 бит, рабочая частота 66 МГц. Первая версия разъёма поддерживала режимы передачи данных 1x и 2x, вторая — 4x, третья — 8x. В этих режимах за один такт передаются соответственно одно, два, четыре или восемь 32-разрядных слов. Версии AGP не всегда были совместимы между собой в связи с использованием различных напряжений питания в разных версиях. Для предотвращения повреждения оборудования использовался ключ в разъёме. Пиковая пропускная способность в режиме 1x — 266 МиБ/с. Выпуск видеоадаптеров на базе шинах PCI и AGP на настоящий момент ничтожно мал, так как шина AGP перестала удовлетворять современным требованиям для мощности новых ПК, и, кроме того, не может обеспечить необходимую мощность питания. Для решения этих проблем создано расширение шины PCIE — PCI Express версий 1.0, 1.1 и 2.0. Это последовательный, в отличие от AGP, интерфейс, его пропускная способность может достигать нескольких десятков ГБ/с. На данный момент произошёл практически полный отказ от шины AGP в пользу PCI Express. Однако стоит отметить, что некоторые производители до сих предлагают достаточно современные по своей конструкции видеоплаты с интерфейсами PCI и AGP — во многих случаях это достаточно простой путь резко повысить производительность морально устаревшего ПК в некоторых графических задачах.

6. Видеопамять

Кроме шины данных второе узкое место любого видеоадаптера — это пропускная способность (англ. bandwidth) памяти самого видеоадаптера. Причём, изначально проблема возникла даже не столько из-за скорости обработки видеоданных (это сейчас часто стоит проблема информационного «голода» видеоконтроллера, когда он данные обрабатывает быстрее, чем успевает их читать/писать из/в видеопамять), сколько из-за необходимости доступа к ним со стороны видеопроцессора, центрального процессора и RAMDAC’а. Дело в том, что при высоких разрешениях и большой глубине цвета для отображения страницы экрана на мониторе необходимо прочитать все эти данные из видеопамяти и преобразовать в аналоговый сигнал, который и пойдёт на монитор, столько раз в секунду, сколько кадров в секунду показывает монитор. Возьмём объём одной страницы экрана при разрешении 1024x768 точек и глубине цвета 24 бит (True Color), это составляет 2,25 МБ. При частоте кадров 75 Гц необходимо считывать эту страницу из памяти видеоадаптера 75 раз в секунду (считываемые пикселы передаются в RAMDAC, и он преобразовывает цифровые данные о цвете пиксела в аналоговый сигнал, поступающий на монитор), причём, ни задержаться, ни пропустить пиксел нельзя, следовательно, номинально потребная пропускная способность видеопамяти для данного разрешения составляет приблизительно 170 МБ/с, и это без учёта того, что необходимо и самому видеоконтроллеру писать и читать данные из этой памяти. Для разрешения 1600x1200x32 бит при той же частоте кадров 75 Гц, номинально потребная пропускная составляет уже 550 МБ/с. Для сравнения, процессор Pentium-2 имел пиковую скорость работы с памятью 528 МБ/с. Проблему можно было решать двояко — либо использовать специальные типы памяти, которые позволяют одновременно двум устройствам читать из неё, либо ставить очень быструю память. О типах памяти и пойдёт речь ниже.

FPM DRAM (Fast Page Mode Dynamic RAM — динамическое ОЗУ с быстрым страничным доступом) — основной тип видеопамяти, идентичный используемой в системных платах. Использует асинхронный доступ, при котором управляющие сигналы не привязаны жёстко к тактовой частоте системы. Активно применялся примерно до 1996 г.

VRAM (Video RAM — видео ОЗУ) — так называемая двухпортовая DRAM. Этот тип памяти обеспечивает доступ к данным со стороны сразу двух устройств, т. е. есть возможность одновременно писать данные в какую-либо ячейку памяти, и одновременно с этим читать данные из какой-нибудь соседней ячейки. За счёт этого позволяет совмещать во времени вывод изображения на экран и его обработку в видеопамяти, что сокращает задержки при доступе и увеличивает скорость работы. То есть RAMDAC может свободно выводить на экран монитора раз за разом экранный буфер, ничуть не мешая видеопроцессору осуществлять какие-либо манипуляции с данными. Но это всё та же DRAM и скорость у неё не слишком высокая.

WRAM (Window RAM) — вариант VRAM, с увеличенной на ~25 % пропускной способностью и поддержкой некоторых часто применяемых функций, таких как отрисовка шрифтов, перемещение блоков изображения и т. п. Применяется практически только на акселераторах фирмы Matrox и Number Nine, поскольку требует специальных методов доступа и обработки данных. Наличие всего одного производителя данного типа памяти (Samsung) сильно сократило возможности её использования. Видеоадаптеры, построенные с использованием данного типа памяти, не имеют тенденции к падению производительности при установке больших разрешений и частот обновления экрана, на однопортовой же памяти в таких случаях RAMDAC всё большее время занимает шину доступа к видеопамяти и производительность видеоадаптера может сильно упасть.

EDO DRAM (Extended Data Out DRAM — динамическое ОЗУ с расширенным временем удержания данных на выходе) — тип памяти с элементами конвейеризации, позволяющий несколько ускорить обмен блоками данных с видеопамятью приблизительно на 25 %.

SDRAM (Synchronous Dynamic RAM — синхронное динамическое ОЗУ) пришёл на замену EDO DRAM и других асинхронных однопортовых типов памяти. После того, как произведено первое чтение из памяти или первая запись в память, последующие операции чтения или записи происходят с нулевыми задержками. Этим достигается максимально возможная скорость чтения и записи данных.

DDR SDRAM (Double Data Rate) — вариант SDRAM с передачей данных по двум срезам сигнала, получаем в результате удвоение скорости работы. Дальнейшее развитие пока происходит в виде очередного уплотнения числа пакетов в одном такте шины — DDR2 SDRAM (GDDR2), DDR3 SDRAM (GDDR3) и т. д.

SGRAM (Synchronous Graphics RAM — синхронное графическое ОЗУ) вариант DRAM с синхронным доступом. В принципе, работа SGRAM полностью аналогична SDRAM, но дополнительно поддерживаются ещё некоторые специфические функции, типа блоковой и масочной записи. В отличие от VRAM и WRAM, SGRAM является однопортовой, однако может открывать две страницы памяти как одну, эмулируя двухпортовость других типов видеопамяти.

MDRAM (Multibank DRAM — многобанковое ОЗУ) — вариант DRAM, разработанный фирмой MoSys, организованный в виде множества независимых банков объёмом по 32 КиБ каждый, работающих в конвейерном режиме.

RDRAM (RAMBus DRAM) — память, использующая специальный канал передачи данных (Rambus Channel), представляющий собой шину данных шириной в один байт. По этому каналу удаётся передавать информацию очень большими потоками, наивысшая скорость передачи данных для одного канала на сегодняшний момент составляет 1600 МиБ/с (частота 800 МГц, данные передаются по обоим срезам импульса). На один такой канал можно подключить несколько чипов памяти. Контроллер этой памяти работает с одним каналом Rambus, на одной микросхеме логики можно разместить четыре таких контроллера, значит теоретически можно поддерживать до 4 таких каналов, обеспечивая максимальную пропускную способность в 6,4 ГБ/с. Минус этой памяти — нужно читать информацию большими блоками, иначе её производительность резко падает.

Основные производители видеочипов

Специализированные:

Другие производители:

• Number Nine Visual Technologies(приобретена S3 Graphics)
• 3dfx (приобретена NVidia)
• Alliance Logic
• Ark Logic
• ATI (приобретена AMD в 2006 г.)
• ASPEED Technology Inc.
• Bitboys Oy (приобретена ATI в 2006 г.)
• Chips & Technologies (приобретена Intel в 1997 г.)
• Cirrus Logic (покинула рынок в 1996 г.)
• Hualon Microelectronics Corporation
• Macronix
• NEC
• NeoMagic Corporation
• Oak Technology (покинула рынок в начале 90-х годов ХХ-го века)
• Real3D (СП Intel и Lockheed Martin, фактический разработчик i740)
• Realtek
• Rendition
• S3 Graphics (графическое подразделение приобретено VIA в 2000 г.)
• SiS
• Trident Microsystems (в 2003 г. графическое отделение приобретено XGI Technology Inc.)
• Tseng Labs (приобретена ATI в 1997 г.)
• VIA
• Western Digital (покинула рынок в 1989 г.)
• XGI Technology Inc. (приобретена ATI в 2006 г.)

Литература

• Скотт Мюллер Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. — 17 изд. — М.: «Вильямс», 2007. — С. 889-970. — ISBN 0-7897-3404-4

wreferat.baza-referat.ru

Реферат Видеокарты

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ЧЕРКАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ РЕФЕРАТ

На тему: Видеокарты

По дисциплине Информатика и компьютерная техника

Выполнил:

Студент 2-го курса ФИТИС

Группа ЕК-08

Кондратенко В. В.

ЧЕРКАССЫ

2001

Содержание:

Видеопамять ………………………………………………………………………. 3

Для чего используется видеопамять? ……………………………………………. 5

Ускоренный Графический Порт (AGP) ………………………………………….. 6

AGP: Графические процессоры и карты …………………………….…………… 8

3dfx Voodoo3 3500TV ……………………………………………………… 8

Matrox Millennium G400 MAX …………………………………………….. 9

Hercules Dynamite TNT2 Ultra ……………….…………………………….. 9

ASUS AGP-V6600 SGRAM ………………………………………..……….. 10

ELSA Erazor X2 …………………………………………………..………….. 10

3dfx Voodoo3 2000 …………………………………………….…………….. 11

SiS300 ……………………………………………………………………..….. 11

NVIDIA Riva TNT2-A ……………………………………………………….. 12

ATI RAGE 128 PRO ………………………………………………………….. 12

S3 Savage4 ……………………………………………………………………. 13

NVIDIA Riva TNT2 M64 ……………………………………….……………. 13

NVIDIA Riva TNT …………………………………………………………… 13

3dfxVelocity 100 ……………………………………………………..………. 14

Видеокарты с функцией приема и захвата аналогового видеосигнала (TV-IN) … 14

Что нас ждет в будущем? …………………………………………………………… 15

Термины видеоподсистемы ………………………………………………………… 16

Информационные источники ………………………………………………………. 18

Видеопамять

Один из компонентов компьютера, от которого требуется наибольшая производительность, это графический контроллер, являющийся сердцем всех мультимедиа систем. Фраза требуется производительность означает, что некоторые вещи происходят настолько быстро, насколько это обеспечивается пропускной способностью. Пропускная способность обычно измеряется в мегабайтах в секунду и показывает скорость, с которой происходит обмен данными между видеопамятью и графическим контроллером.

На производительность графической подсистемы влияют несколько факторов:

• скорость центрального процессора (CPU)

• скорость интерфейсной шины (PCI или AGP)

• скорость видеопамяти

• скорость графического контроллера

Для увеличения производительности графической подсистемы настолько, насколько это возможно, приходится снижать до минимума все препятствия на этом пути. Графический контроллер производит обработку графических функций, требующих интенсивных вычислений, в результате разгружается центральный процессор системы. Отсюда следует, что графический контроллер должен оперировать своей собственной, можно даже сказать частной, местной памятью. Тип памяти, в которой хранятся графические данные, называется буфер кадра (frame buffer). В системах, ориентированных на обработку 3D-приложений, требуется еще и наличие специальной памяти, называемой z-буфер (z-buffer), в котором хранится информация о глубине изображаемой сцены. Также, в некоторых системах может иметься собственная память текстур (texture memory), т.е. память для хранения элементов, из которых формируются поверхности объекта. Наличие текстурных карт ключевым образом влияет на реалистичность изображения трехмерных сцен.

Появление насыщенных мультимедиа и видеорядом приложений, так же, как и увеличение тактовой частоты современных центральных процессоров, сделало невозможным и дальше использовать стандартную динамическую память со случайным доступом (DRAM). Современные мультимедиа контроллеры требуют от основной системной памяти большей пропускной способности и меньшего времени доступа, чем когда-либо ранее до этого. Идя навстречу новым требованиям, производители предлагают новые типы памяти, разработанные с помощью обычных и революционных методов. Впечатляющие усовершенствования делают проблему правильного выбора типа памяти для приложения особенно актуальной и сложной.

Производители улучшили технологии и создали новые архитектуры в ответ на требования более высоких скоростей работы памяти. Широкий выбор новых типов памяти ставит перед производителем видеоадаптеров проблему, для какого сегмента рынка или каких приложений выбрать тот или иной тип.

Под воздействием требований перемен полупроводниковая индустрия предлагает множество новых интерфейсов. Некоторые объединили в себе свойства существующих интерфейсов с ограниченным набором изменений, другие имеют совершенно новый дизайн и оригинальную архитектуру.

Существующие типы памяти, доступные производителям видеоадаптеров, перечислены в нижеследующей таблице.

Для чего используется видеопамять?

Скорость, с которой информация поступает на экран, и количество информации, которое выходит из видеоадаптера и передается на экран - все зависит от трех факторов:

• разрешение вашего монитора

• количество цветов, из которых можно выбирать при создании изображения

• частота, с которой происходит обновление экрана

Разрешение определяется количеством пикселов на линии и количеством самих линий. Поэтому на дисплее с разрешением 1024х768, типичном для систем, использующих ОС Windows, изображение формируется каждый раз при обновлении экрана из 786,432 пикселов информации.

Обычно частота обновления экрана имеет значение не менее 75Hz, или циклов в секунду. Следствием мерцания экрана является зрительное напряжение и усталость глаз при длительном наблюдении за изображением. Для уменьшения усталости глаз и улучшения эргономичности изображения значение частоты обновления экрана должно быть достаточно высоким, не менее 75 Hz.

Число допускающих воспроизведение цветов, или глубина цвета - это десятичный эквивалент двоичного значения количества битов на пиксел. Так, 8 бит на пиксел эквивалентно 28 или 256 цветам, 16-битный цвет, часто называемый просто high-color, отображает более 65,000 цветов, а 24-битный цвет, также известный, как истинный или true color, может представить 16.7 миллионов цветов. 32-битный цвет с целью избежания путаницы обычно означает отображение истинного цвета с дополнительными 8 битами, которые используются для обеспечения 256 степеней прозрачности. Так, в 32-битном представлении каждый из 16.7 миллионов истинных цветов имеет дополнительные 256 степеней доступной прозрачности. Такие возможности представления цвета имеются только в системах высшего класса и графических рабочих станциях.

Ранее настольные компьютеры были оснащены в основном мониторами с диагональю экрана 14 дюймов. VGA разрешение 640х480 пикселов вполне и хорошо покрывало этот размер экрана. Как только размер среднего монитора увеличился до 15 дюймов, разрешение увеличилось до значения 800х600 пикселов. Так как компьютер все больше становится средством визуализации с постоянно улучшающейся графикой, а графический интерфейс пользователя (GUI) становится стандартом, пользователи хотят видеть больше информации на своих мониторах. Мониторы с диагональю 17 дюймов становятся стандартным оборудованием для систем на базе ОС Windows, и разрешение 1024х768 пикселов адекватно заполняет экран с таким размером. Некоторые пользователи используют разрешение 1280х1024 пикселов на 17 дюймовых мониторах.

Современной графической подсистеме для обеспечения разрешения 1024x768 требуется 1 Мегабайт памяти. Несмотря на то, что только три четверти этого объема памяти необходимо в действительности, графическая подсистема обычно хранит информацию о курсоре и ярлыках в буферной памяти дисплея (off-screen memory) для быстрого доступа. Пропускная способность памяти определяется соотношением того, как много мегабайт данных передаются в память и из нее за секунду времени. Типичное разрешение 1024х768, при 8-битной глубине представления цвета и частоте обновления экрана 75 Hz, требует пропускной способности памяти 1118 мегабайт в секунду. Добавление функций обработки 3D графики требует увеличения размера доступной памяти на борту видеоадаптера. В современных видеоакселераторах для систем на базе Windows типичен размер установленной памяти в 4 Мб. Дополнительная память сверх необходимой для создания изображения на экране используется для z-буфера и хранения текстур. [6], [7].

Ускоренный Графический Порт(AGP)

Ш ина персонального компьютера (PC) претерпела множество изменений в связи с повышаемыми к ней требованиями. Исходным расширением шины PC была Industry Standard Architecture (ISA), которая, несмотря на свои ограничения, все еще используется для периферийных устройств с преимущественно низкой шириной полосы пропускания, как, например, звуковые карты типа Sound Blaster. Шина Peripherals Connection Interface (PCI), стандарт пришедший на смену спецификации VESA VL bus, стала стандартной системной шиной для таких быстродействующих периферийных устройств, как, например, дисковые контроллеры и графические платы. Тем не менее, внедрение 3D графики угрожает перегрузить шину PCI.

Ускоренный графический порт (AGP) -- это расширение шины PCI, чье назначение -- обработка больших массивов данных 3D графики. Intel разрабатывала AGP для решения двух проблем перед внедрением 3D графики на PCI. Во-первых, 3D графике требуется как можно больше памяти информации текстурных карт (texture maps) и z-буфера (z-buffer). Чем больше текстурных карт доступно для 3D приложений, тем лучше выглядит конечный результат. При нормальных обстоятельствах z-буфер, который содержит информацию, относящуюся к представлению глубины изображения, использует ту же память, что и текстуры. Этот конфликт предоставляет разработчикам 3D множество вариантов для выбора оптимального решения, которое они привязывают к большой значимости памяти для текстур и z-буфера, и результаты напрямую влияют на качество выводимого изображения.

Разработчики PC имели ранее возможность использовать системную память для хранения информации о текстурах и z-буфера, но ограничением в этом подходе была передача такой информации через шину PCI. Производительность графической подсистемы и системной памяти ограничиваются физическими характеристиками шины PCI. Кроме того, ширина полосы пропускания PCI, или ее емкость, не достаточна для обработки графики в режиме реального времени. Чтобы решить эти проблемы, Intel разработала AGP.

Если определить кратко, что такое AGP, то это - прямое соединение между графической подсистемой и системной памятью. Это решение позволяет обеспечить значительно лучшие показатели передачи данных, чем при передаче через шину PCI, и явно разрабатывалось, чтобы удовлетворить требованиям вывода 3D графики в режиме реального времени. AGP позволит более эффективно использовать память страничного буфера (frame buffer), тем самым увеличивая производительность 2D графики также, как увеличивая скорость прохождения потока данных 3D графики через систему.

Определением AGP, как вида прямого соединения между графической подсистемой и системной памятью, является соединение point-to-point. В действительности, AGP соединяет графическую подсистему с блоком управления системной памятью, разделяя этот доступ к памяти с центральным процессором компьютера (CPU).

Через AGP можно подключить только один тип устройств - это графическая плата. Графические системы, встроенные в материнскую плату и использующие AGP, не могут быть улучшены.

Производительность текстурных карт

Определение Intel, подтверждающее, что после реализации AGP становится стандартом, следует из того, что без такого решения достижение оптимальной производительности 3D графики в PC будет очень трудным. 3D графика в режиме реального времени требует прохождения очень большого потока данных графическую подсистему. Без AGP для решения этой проблемы требуется применение нестандартных устройств памяти, которые являются дорогостоящими. При применении AGP текстурная информация и данные z-буфера могут хранится в системной памяти. При более эффективном использовании системной памяти графические платы на базе AGP не требуют собственной памяти для хранения текстур и могут предлагаться уже по значительно более низким ценам.

Теоретически PCI могла бы выполнять те же функции, что и AGP, но производительность была бы недостаточной для большинства приложений. Intel разрабатывала AGP для функционирования на частоте 133 MHz и для управления памятью по совершенно другому принципу, чем это осуществляет PCI. В случае с PCI, любая информация, находящаяся в системной памяти, не является физически непрерывной. Это означает, что существует задержка при исполнении, пока информация считывается по своему физическому адресу в системной памяти и передается по нужному пути в графическую подсистему. В случае с AGP Intel создала механизм, в результате действия которого, физический адрес, по которому информация хранится в системной памяти, совершенно не важен для графической подсистемы. Это ключевое решение, когда приложение использует системную память, чтобы получать и хранить необходимую информацию. В системе на основе AGP не имеет значения, как и где хранятся данные о текстурах, графическая подсистема имеет полный и беспроблемный доступ к требуемой информации.

Intel ожидает, что AGP будет внедрен почти в 90% всех систем к концу столетия. Индустрия компьютерной графики как сообщество разработчиков аппаратных и программных средств поддержала и приняла спецификацию AGP. В отличие от PCI, где существует много соперничающих между собой различных устройств для управления шиной, в случае с AGP единственным устройством является графическая подсистема. [6], [7].

AGP: Графические процессоры и карты.

Как известно, вскоре после анонсирования компанией Intel спецификации ускоренного графического порта (AGP), для дальнейшего продвижения и реализации этой идеи был создан так называемый AGP Forum, в который вошли крупнейшие производители процессоров, материнских плат, чипсетов, графических процессоров и плат. Следующим шагом компаний-разработчиков, поддержавших добрые начинания Intel, стал выпуск и предоставление на суд широкой аудитории своих продуктов, основанных на этой современной технологии.

3D-графика, которая за последние несколько лет завоевала сердца владельцев компьютеров и стала основным критерием оценки работы той или иной видеокарты. Подчас, в своей погоне за плавностью работы и полнотой эффектов при выводе 3-мерных сцен мы забываем про то, что в большинстве случаев при работе за компьютером мы все же пользуемся 2D-графикой, и что ее производительность и качество не должны уходить на задний план. Тем не менее, феномен трехмерной графики имеет место, оценка показателей этой части видеосистемы играет огромную роль, отчасти просто из-за того, что в 2D-графике уже достигнуто почти все, что может быть необходимо большинству пользователей.

Что касается 3D-графики, то, справедливости ради, надо отметить, что качество и уровень исполнения некоторых игровых видеокарт последнего поколения таковы, что они могут даже соперничать с супердорогими профессиональными платами. Рабочая частота RAMDAC в игровых платах достигла очень высоких значений - 350 и более МГц. Многие платы представляют из себя уже не просто видеокарты, а целые комбайны, где есть и ТВ-тюнеры, и устройства захвата видеопотока, и вывода сигнала на ТВ. В прошлом году возник прямо-таки бум по производству стереоочков, которые усиливают восприятие трехмерности сцены. Этими очками некоторые производители комплектуют свои продукты, продавая таким образом целый "комплект для любителей поиграть".

Таким образом, мы имеем широкую гамму видеокарт всевозможных категорий. В данном разделе будут рассмотрены только те карты, которые имеют массовый спрос, а значит, относятся к разряду массовых.

Краткие характеристики видеокарт:

3dfx Voodoo3 3500TV

Карта имеет AGP-интерфейс и 16 мегабайт 5.5 ns SDRAM, модули которой расположены по обеим сторонам печатной платы. Эта видеокарта представляет собой целый видеокомбайн. На ней установлен ТВ-тюнер, микросхемы управления захватом видеопотока и выводом сигнала на ТВ. Кроме внешнего разъема под телевизионную антенну у платы есть большой трапецеидальный разъем для соединения с устройством-коммутатором сигнала, у которого, в свою очередь, имеется гнездо для мониторного разъема. На этом коммутаторе имеются также гнезда для вывода на ТВ и приема аналогового видеосигнала, а также стерео-аудиосигнала.

Эта плата обладает практически самой высокой на сегодняшний день частотой работы чипсета - 183 МГц, что ставит ее в один ряд с одними из самых мощных на сегодняшний день видеокарт. Такая частота не проходит даром для температурного режима - карта очень сильно греется. Хотя на ней и установлен большой радиатор, крайне желательно иметь в системном блоке дополнительное охлаждение. Встроенный в чип RAMDAC имеет одно из самых высоких частотных значений - 350 МГц, что позволяет этой плате демонстрировать прекрасное качество 2D-графики.

Как и многие чипсеты от 3dfx, чип 3dfx Voodoo3 обладает важной особенностью - "бесплатным" мультитекстурированием, то есть при неиспользовании этого режима второй модуь TMU (модуль текстурирования) простаивает, подключаясь и резко увеличивая производительность платы при мультитекстурировании. Видеокарта работает в 3D-графике только в 16-битном режиме представления цвета, обладая, однако, важной функцией - постфильтром, который при 16-битных "рамках" видеобуфера выводит не 16-ти, а 22-битную графику, что улучшает восприятие изображения. Как и все уже вышедшие чипсеты от 3dfx, Voodoo3 не поддерживает большие (свыше 256х256 пикселей) текстуры. В 3D карта работает через API: Direct3D, OpenGL, Glide.

Matrox Millennium G400 MAX

Карта имеет AGP-интерфейс 2x/4x и 32 мегабайта 5 ns SGRAM памяти, микросхемы которой расположены по обеим сторонам печатной платы. Плата обладает уникальной возможностью вывода изображения сразу на два приемника: монитор и телевизор или на 2 монитора. Как можно увидеть из фотографии, для этих целей смонтированы два разъема.

Плата работает на частотах 150/200 МГц (первое значение - частота чипсета, второе - частота памяти). Поэтому, в отличие от регулярных версий Matrox G400, в данном случае на чипсете установлен активный кулер. Частота встроенного в чипсет RAMDAC составляет 360 МГц - это самое высокое значение для видеокарт игрового класса. Поэтому, мы можем наблюдать просто великолепное качество изображения даже на самых высоких разрешениях (лишь бы монитор позволял). К сожалению, на Matrox Millennium G400 MAX продавцы слишком завышают цену, пользуясь некоторым дефицитом этих плат, поэтому карта пока не является широко распространенной. В 3D-графике карта поддерживает большие текстуры и AGP-текстурирование. Чипсет аппаратно поддерживает уникальную пока методику рельефного текстурирования - Environment Mapped Bump Mapping, которая позволяет в 3D-играх достаточно натурально воспроизводить рельефные поверхности. К сожалению, данная методика пока мало распространена. Из поддерживаемых API это Direct3D и OpenGL.

Hercules Dynamite TNT2 Ultra

Плата имеет AGP-интерфейс 2x/4x и 32 мегабайта 5.5 ns SDRAM памяти, модули которой располагаются по обеим сторонам карты. На видеокарте смонтирован TV-out, в комплекте с картой идет переходник S-Video-Composite. На чипсете NVIDIA Riva TNT2 Ultra установлен активный кулер.

Видеокарта тактуется по умолчанию на частотах 175/200 МГц. Эти частоты не являются стандартными для чипсета NVIDIA Riva TNT2 Ultra (150/183 МГц) и стали возможными благодаря особому подходу фирмы Hercules Computer (ныне являющейся подразделением Guillemot) к отбору чипов для установки на подобные видеокарты. Вследствие чего данная плата стала самой мощной из всех Riva TNT2 Ultra - карт, обеспечивая прекрасную скорость в 3D. RAMDAC встроен в чипсет и имеет частоту 300 МГц. Хотя это и не самая высокая частота на сегодня, видеокарта обеспечивает прекрасный уровень качества 2D графики в высоких разрешениях. При работе в 3D-графике поддерживаются большие текстуры, AGP-текстурирование, используемые API: Direct3D и OpenGL.

ASUS AGP-V6600 SGRAM

Данная видеокарта построена на базе чипа NVIDIA GeForce 256 и имеет AGP-интерфейс 2x/4x. На карте установлено 32 мегабайта 5 ns SGRAM памяти, микросхемы которой размещены по обеим сторонам платы.

Многие пользователи продукции ASUS, в частности - видеокарт, знают, что эта фирма всегда разрабатывала свой собственный дизайн, сильно отличающийся от эталонного (reference), предлагаемого производителем чипсетов. Когда появились в продаже первые видеокарты AGP-V6600 от ASUS, можно было убедиться, что впервые ASUS отошел от своего принципа и выпустил плату, полностью совпадающую с reference по расположению элементов. Однако, совсем недавно в продаже появился и другой вариант AGP-V6600. Судя по всему, именно на нем и основывается серия AGP-V6600 Deluxe, поскольку на печатной плате есть места под монтаж традиционных для ASUS TV-in/out и гнезда для подключения стереоочков.

Эта плата имеет уже не SDRAM, а SGRAM память. И самое примечательное то, что собственный дизайн этой платы предусматривает мониторинг состояния графического чипсета. Вследствие чего на последнем установлен активный кулер не совсем обычной для ASUS конструкции. Он имеет тахометр, а значит, соответствующее программное обеспечение может контролировать частоту вращения вентилятора на карте.

Частоты работы видеокарты составляют 120/166 МГц. Частота RAMDAC - 350 МГц, что позволяет этой карте демонстрировать очень высокое качество изображения в 2D-графике. Поддерживаются API Direct3D и OpenGL.

Однако самая примечательная особенность GeForce 256 - это наличие встроенного геометрического сопроцессора, который при поддержке программным обеспечением может на себя взять важнейшие функции построения трехмерной сцены: трансформации координат и расчет освещения (T&L).

Как и NVIDIA Riva TNT2, этот чипсет поддерживает большие текстуры, API Direct3D и OpenGL. В драйверах реализована важная особенность NVIDIA GeForce 256 - аппаратная поддержка 8-точечной анизотропной фильтрации.

ELSA Erazor X2

Данный продукт представляет собой образец самой быстрой на сегодняшний день видеокарты на основе NVIDIA GeForce 256. Плата имеет AGP-интерфейс 2x/4x и 32 мегабайта DDR (double data rate) 6 ns SGRAM. Память размещается в 8-ми микросхемах по обеим сторонам платы. Видеокарты на базе NVIDIA GeForce 256 первыми стали использовать более быструю и прогрессивную DDR-память, которая значительно поднимает планку скоростных показателей, особенно в 32-битном цвете (речь идет о 3D-графике).

Как можно видеть на фотографии, видеокарта имеет TV-out и места под монтаж цифрового выхода на LCD-мониторы, что соответствует дизайну карты, предложенному NVIDIA. На чипсете имеется активный кулер. Память на плате, хоть и расчитана на 166 МГц, тактуется на 150 МГц (300 МГц в пересчете на обычную SDR-память).

Как и предыдущая карта, ELSA Erazor X2 поддерживает работу через API Direct3D и OpenGL.

3dfx Voodoo3 2000

На этом чипсете выпускается одноименная видеокарта, которая имеет AGP-интерфейс и 16 мегабайт 7 ns SDRAM памяти. Сам чипсет закрыт небольшим игольчатым радиатором. Эта видеокарта выпуска годичной давности имеет цену почти равную 100$, тем не менее, можно ее найти за несколько меньшую сумму. Чипсет 3dfx Voodoo3 2000, вместе с памятью работает на частоте 143 МГц. Особенностями является поддержка только 16-битной глубины цвета в 3D, правда улучшенного качества за счет применения постфильтра, который, по словам 3dfx, выдает изображение в 22-битной глубине представления цвета. Дело в том, что чипсет при обработке работает с 32-битным цветом, а при формировании результирующего кадра глубина цвета понижается до 16-бит, при этом применяется технология сглаживания резких переходов между цветами, называемая дизерингом. Правда, возникают как небольшие разводы при переходе от одного цвета к другому или сеточка, особенно заметная на полупрозрачных объектах. Для некоторого сглаживания этих дефектов изображения и используется постфильтр. В драйверах он включается переводом качества изображения в High. Также в драйверах есть возможность управлять самим дизерингом при формировании полупрозрачных объектах, то есть при альфа-смешении. Существует 2 вида реализации дизеринга: Smoother и Sharper. В первом случае сеточка не образуется, но все еще заметны переходы между цветами, а во втором переходов практически нет, но зато видна сеточка.

Да, конечно отсутствие 32-битного цвета, когда все эти махинации по улучшению 16-битного цвета просто не нужны, является минусом данного чипсета (да и всего семейства 3dfx Voodoo3 в целом), однако, пока на рынке нет большого количества игр, где бы 32-битный цвет явно выделяется. Поэтому, видеокарты этого семейства вполне конкурентоспособны. Еще один недостаток Voodoo3 - это отсутствие поддержки текстур, больших чем 256х256. Все текстуры, превосходящие этот размер, приводятся к этой величине, при этом неизбежна потеря качества воспроизведения этих текстур. Тем не менее, относительная дешевизна 3dfx Voodoo3 2000, беспроблемная установка драйверов и качественная поддержка со стороны 3dfx дают много плюсов этой карте.

SiS300

Этот чипсет является сравнительно новым и видеокарт на нем практически нет. Для примера рассмотрим видеокарту Leadtek WinFast VR300, имеющую AGP-интерфейс и 16 мегабайт 7 ns SGRAM памяти.

Особенностью данной видеокарты является возможность подключения стереочков, которые входят в комплект поставки.

SiS300 работает на частоте 125 МГц. К сожалению, память, установленная на карте, несмотря на 7 ns, работает тоже на 125 МГц. Многим известно, что прошлые чипсеты от SiS отличались не только своей медлительностью, но и отсутствием поддержки многих важных 3D-функций. Однако, при выходе в свет SiS300 была обещана полная поддержка всех функций, да и скорость на уровне NVIDIA Riva TNT2.

NVIDIA Riva TNT2-A

Чипсет NVIDIA Riva TNT2-A представляет собой более новую модификацию чипа NVIDIA Riva TNT2, сделанного по 0.22 мкм технологии и имеющего частоту 143 МГц. На нем выпущено уже достаточно много видеокарт, например Leadtek WinFast S320 II Pro. Данная видеокарта имеет AGP-интерфейс и 16 мегабайт 7 ns SDRAM памяти, которая тактуется на 150 МГц. В целом, карты на TNT2-A ничем кроме чипа от видеоплат на базе NVIDIA Riva TNT2, имеющих довольно высокие цены, не отличаются. Чипсет TNT2-A на протестированной нами плате разгоняется до 183 МГц. Разгон видеопамяти был возможен в тех же пределах - до 183 МГц.

ATI RAGE 128 PRO

На этом чипсете основывается видеокарта ATI RAGE FURY PRO, произведенная канадской фирмой ATI Technologies. Плата базируется на AGP-интерфейсе, имеет 16 мегабайт 7 ns SGRAM памяти. Если посмотреть на обратную сторону печатной платы, то можно увидеть пустые места еще под 16 Мбайт. Поэтому обе модели (с 32 и 16 Мбайтами памяти) имеют унифицированную PCB. Чипсет ATI RAGE 128 PRO закрыт массивным игольчатым радиатором (непонятно, почему ATI отказалась от использования вентиляторов). Существует много видеокарт подобного класса, внешне ничем не отличающихся, но тактуемых по-разному. Частота работы памяти - 140 МГц.

Затрагивая вопросы по качеству в 3D, тут я должен сказать, что по сравнению с тем, как обстояли дела с этим вопросом в конце 1999 года, ситуация значительно улучшилась. Нареканий практически нет, если не считать ошибки в реализации наложения карт освещенности в OpenGL, когда на освещенных участках видна полосатость. Тем не менее, хочу отметить, что в целом на меня эта карта произвела приятное впечатление. Если учесть прекрасные возможности, которые может дать эта плата при воспроизведении DVD-Video, а именно, освобождение львиной доли вычислительных ресурсов при MPEG-декодировании, то эту видеокарту я тоже могу рассматривать как потенциального лидера.

S3 Savage4

На этом чипсете, вернее, его разновидности S3 Savage4 Pro+ в настоящее время выпускается довольно много карт. Одним из них и самым типичным представителем является плата Diamond Stealth III S540. Эта видеокарта базируется на AGP-интерфейсе, имеет 32 мегабайта 7 ns SDRAM памяти. Чипсет закрыт игольчатым радиатором. Как можно видеть, на плате имеются пустые места для монтажа системы TV-out. Видеокарта имеет цену примерно 65-75$ в зависимости от типа поставки. Чипсет имеет частоту 125 МГц, а память работает на 143 МГц.

Видеокарты на базе чипсета S3 Savage4 появились на рынке весной 1999 года, являя собой конкурента вышедшим примерно в то же время платам на других чипсетах. В настоящее время имеются платы на Savage4, имеющие как 32, так и 16 и даже 8 мегабайт видеопамяти, что сказывается на меньшей стоимости таких карт и довольно высокой популярности. Однако, как показало время, фирма S3 так и не удосужилась написать такой драйвер, который смог бы работать корректно, быстро и сразу. То есть, не требовал бы постоянных настроек и перенастроек.

NVIDIA Riva TNT2 M64

Этот чипсет стал еще одним объектом пристального внимания подавляющего большинства фирм-производителей видеокарт благодаря своей низкой цене. Рассмотрим видеокарту Creative 3D Blaster Riva TNT2 Value. Эта карта базируется на AGP-интерфейсе, имеет 16 мегабайт 7 ns SDRAM памяти. Чипсет закрыт ребристым серебристым радиатором. На плате есть пустые места под монтаж TV-out. Видеокарта тактуется по умолчанию на 125 МГц по чипу и 150 МГц по памяти.

NVIDIA Riva TNT

Данный чипсет является родоначальником семейства Riva TNT, выпущен уже довольно давно (осенью 1998 года), однако карты на его основе до сих пользуются успехом у покупателей. За прошедшее время уже довольно много производителей выпустило свои карты на этом чипсете. Мы же рассмотрим плату, стоявшую у истоков популярности этого чипа - Diamond Viper V550. Она базируется на AGP-интерфейсе и имеет 16 мегабайт 7 ns SDRAM памяти. Чипсет закрыт игольчатым радиатором и тактуется на 90 МГц. Память работает на 110 МГц. Чипсет NVIDIA Riva TNT выполнен по 0.35 мкм технологии. Riva TNT обладает двуконвейерной архитектурой, имея 2 модуля текстурирования TMU, поэтому режим мультитекстурирования для него доступен. Еще одним большим отличием NVIDIA Riva TNT от своего последователя TNT2 является RAMDAC в 250 MHz (а не 300 МHz), а также ошибки при разработке дизайна многих видеокарт на базе этого чипсета, что привело к довольно низкому уровню качества 2D -графики на разрешениях 1024х768 и выше.

Эти видеокарты можно купить по цене 60-65$. Следует иметь в виду, что платы такого класса уже давно не производятся, поэтому можно наблюдать постепенное изчезновение их с рынка, а значит, ожидать дальнейшего снижения цен на них не приходится.

3dfx Velocity 100

Эта плата на одноименном чипсете небольшими размерами олицетворяет свою цену. Она базируется на AGP-интерфейсе, имеет 8 мегабайт 7 ns SGRAM памяти.

По сути она имеет один и тот же чипсет что и 3dfx Voodoo3 2000, который работает на 143 МГц. 3dfx просто дала им разные названия. У всех последних видеокарт от 3dfx частота памяти и чипсета равны друг другу. Поэтому и память у 3dfx Velocity 100 работает на 143 МГц. Возникает вопрос: а чем же тогда карта 3dfx Velocity 100 отличается от карты 3dfx Voodoo3 2000, кроме разного объема памяти? Почему же такая разница в цене (3dfx Velocity 100 имеет цену в 60$)? Дело в том, что 3dfx позиционирует обе этих видеокарты для разных ниш рынка. Если 3dfx Voodoo3 2000 - чисто игровая карта, то 3dfx Velocity 100 - карта для бизнес приложений и для дешевых офисных компьютеров.

3dfx не стала менять чипсет, урезая в нем шину обмена с памятью, как это сделала NVIDIA в своем Riva TNT2 M64. Она просто заблокировала второй модуль TMU (и то, как выяснилось, только для Glide/OpenGL приложений). Мотивация проста: раз карта не для игр, а для серьезных приложений, то надо уменьшить играбельность у видеокарты.

Как говорится, мал да удал. Вот, самая дешевая из рассматриваемых нами видеокарт показала просто прекрасные показатели по скорости. По сути, все, что было сказано в отношении 3dfx Voodoo3 2000, уместно и здесь. За гораздо меньшую цену мы получаем ту же скорость. Однако, чипсету этой карты присущи и все недостатки, что есть у всего семейства 3dfx Voodoo3: это и только 16-битный цвет в 3D, и отсутствие поддержки больших текстур, и присущая чипам от 3dfx некоторая размазанность изображения.

Видеокарты с функцией приема и захвата аналогового видеосигнала (TV-IN)

В настоящее время больший интерес вызывают видеоплаты, имеющие функции приема аналогового видеосигнала (далее TV-in). И это необязательно отдельные платы типа TV-tuner, многие производители освоили выпуск современных мощных видеокарт с TV-in. На картах попроще, эти функции возложены напрямую на чипсет. В картах помощнее и более улучшенных, установлены микросхемы, специально отвечающие за функции TV-in, как правило, это либо Philips, либо Zoran, либо BT.

Есть, конечно, и видеокарты с интегрированным и ТВ-тюнером, которые сами по себе построены на мощных чипсетам (ATI All-In-Wonder Pro, например, умеет и принимать TV, и выводить на телевизор, кроме того, эта плата построена на чипсете 3D Rage Pro, который дает большую производительность в 2D и 3D графике). Но все же подавляющее количество карт имеет только возможность приема аналогового сигнала без тюнера (либо еще с функцией вывода видеосигнала на телевизор).

Таким образом, пользователь имеет возможность в окне на своем "рабочем столе" видеть сигнал либо от видеомагнитофона, либо от видеокамеры. В последнее время очень большую популярность получили видеоконференции через интернет, где как раз такая функция видеокарты очень нужна. [1],[2],[3],[4],[5],[6],[7].

Что нас ждет в будущем?

Карты Inno3D Tornado Geforce Titanium от InnoVISION

InnoVISION объявила о выпуске линейки графических адаптеров Inno3D Geforce 3 Titanium и Geforce 2 Titanium на новых графических чипах NVIDIA Geforce Titanium.

Карты Inno3D Tornado Geforce3 Titanium 500 и Titanium 200 (тактовые частоты чипов – 250 МГц), оборудованные памятью DDR SDRAM (400 МГц), будут поставляться в комплекте с со следующим ПО: WinDVD 2000, Ulead PhotoImpact, InnoCreation Clip Art/Photo Gallery игрой INCOMING FORCE. Карты поступят в продажу уже в ближайшее время. Карты Inno3D Geforce2 Titanium (250 МГц/400 МГц DDR) начнут поступать в продажу начиная со второй недели октября и будут комплектоваться следующим ПО: Win DVD2000, Ulead PhotoImpact, InnoCreation Clip Art, а также игрой Midnight GT.

NVIDIA GeForce Titanium картыот ELSA

О выпуске карт на новом семействе графических чипов GeForce Titanium объявила немецкая ELSA.

П ока доступна информация о трех картах.

Топ-модель ELSA Gladiac 921 на чипе NVIDIA GeForce3 Ti500 (частота 240 МГц) оборудована 64 Мб 3,8 нс памяти DDR SDRAM (частота 520 МГц). Карта оборудована ТВ-выходом, комплектуется DVD плеером ELSA Movie 2000 DVD и поступит в розницу по цене около $400.

Карта ELSA Gladiac 721 выполнена на чипе NVIDIA GeForce3 Titanium 200 (175 МГц) и оборудована 64 Мб DDR SDRAM (400 МГц). Плата с ТВ-выходом в комплекте с DVD плеером ELSA Movie 2000 DVD поступит в розницу по цене около $400.

Карта ELSA Gladiac 516 выполнена на чипе NVIDIA GeForce2 Titanium (250 МГц) и будет выпускаться в двух вариантах – с 32 Мб или 64 Мб памяти DDR SDRAM (400 МГц). 64 Мб версия будет оборудована ТВ-выходом. О цене карт пока ничего определенного не известно.

GeForce Titanium в исполнении ASUS

Линейка видеокарт от ASUS на новой серии графических чипов GeForce Titanium от NVIDIA.

К арта V8200 T5 на чипе GeForce3 TI 500 c 64 Мб 3,5 нс (3,8 нс) памяти DDR SDRAM будет выпущена в двух вариантах - Deluxe и Pure. Ожидаемое начало продаж – начало ноября, примерная розничная цена (модель V8200 T5 Pure) - $370.

К арта V8200 T2 на чипе GeForce3 TI 200 с 64 Мб 4 нс памяти DDR SDRAM будет выпущена в трех модификациях (в том числе - Deluxe и Pure). Предполагаемая розничная цена модели Pure – около $230.

Карта V7700 TI на чипе GeForce 2 TI c 64 Мб 5 нс памяти DDR SDRAM появится в продаже в трех вариантах - Deluxe, T и Pure, ориентировочно, во второй половине октября. Примерная розничная цена - около $160.

Источник: PC Watch

[1],[2],[3],[4].

Термины видеоподсистемы

ALU (Arithmetic Logic Unit)

Блок арифметической логики. Управляет арифметическими вычислениями, являющимися существенной частью при обработке данных. Важнейшая часть каждого процессора.

applications

Приложение. Компьютерная программа, созданная для специфичного применения, например, текстовый процессор или верстка.

bandwidth

Пропускная способность (ширина полосы пропускания). Максимальная частота приема видеосигнала монитором без потерь. Измеряется в миллионах циклов в секунду, или мегагерцах (MHz). Пропускная способность является важной составляющей при определении суммарной разрешающей способности монитора. Другое название - видео пропускная способность (video bandwidth).

binary

Двоичность (бинарность). Имеет два состояния. В компьютерной технике, двоичность -- это ноль и единица (0 и 1). Используется для кодирования данных, чтобы выполнить вычисления над ними.

bus

Шина (шина данных). Линия связи, содержащая параллельные пути следования данных внутри компьютера для обмена информацией между компонентами системы. Важным параметром при описании шины является ширина доступных параллельных линий. Типичная шина компьютера имеет ширину 8, 16 или 32 бит.

CAD

Автоматизированное проектирование (computer aided design), или создание чертежей с помощью компьютера.

cache

Кэш. Очень быстрая память, используемая в качестве буфера при передаче информации. Обычно в видеоконтроллерах используется на шине между чипсетом и видеопамятью.

chip

Чип. Интегральная схема (ИС).

Chipset

Чипсет. Может объединять в себе графический процессор, контроллер памяти и другие компоненты.

flicker

Мерцание. Происходит, если электронная пушка испускает электроны для засвечивания люминофора слишком медленно, и фосфор успевает потерять яркость. В результате происходит пульсация свечения, т.е. чередование светлого и темного. Мерцание может вызвать головную боль и усталость глаз, даже если оно слабо заметно. Чем больше экран монитора, тем более заметно мерцание, в особенности периферийным (боковым) зрением, так как площадь изображения увеличивается.

GUI

Графический интерфейс пользователя (graphical user interface). Интерфейс между пользователем и программой, определяющий способ взаимодействия пользователя и программы.

hertz (Hz)

Герц (Гц). Единица измерения частоты, эквивалентная одному циклу в секунду. В герцах, например, измеряют частоту вертикальной развертки или частоту регенерации монитора. Так, частота регенерации 75 Гц означает, что изображение обновляется (регенерируется, перерисовывается) 75 раз в секунду.

horizontal resolution

Горизонтальное разрешение. Количество пикселов на одной строке развертки дисплея, или количество пикселов в системе отображения по оси Х. Например, изображение 1024х768 имеет горизонтальное разрешение 1024 пикселов. Значение горизонтального разрешения напрямую связано с пропускной способностью видеоподсистемы.

JEDEC

Joint Electronic Development Engineering Council (Объединенный совет разработчиков электронных компонентов) разрабатывает и определяет стандарты на способы монтажа кристаллов памяти в корпус и стандартизирует архитектуры памяти.

refresh rate

Частота регенерации (обновления). Другое название - частота смены кадров, скорость вертикальной развертки, или частота вертикальной синхронизации. Значение частоты регенерации показывает, как быстро электронная пушка выводит изображение на экране монитора, начиная с верхней части и до нижней части экрана. Частота регенерации измеряется в герцах (Гц). Значение частоты регенерации 75 Гц означает, что изображение обновляется 75 раз в секунду. Если частота смены кадров низкая, то может появиться заметное для глаз мерцание изображения. [6]

Информационные источники:

1. www.elsa.com/

2. www.nvidia.com/

3. www.asus.com.tw/

4. www.watch.impress.co.ip/

5. www.inno3D.on/

6. www.ixbt.ru/

7. www.computery.ru/upgrade/

Курсовая: Процессор Pentium 4 Будучи выпущенным в 1995 году, процессор Intel Pentium Pro стал первым CPU с архитектурой P6. С тех пор прошло уже достаточно много времени, сменилось несколько поколений процессоров, однако, по сути архитектура не менялась.

Реферат Архитектура персонального компьютера Слово «компьютер» означает «вычислитель». Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. В настоящее время индустрия производства компьютеров и программного обеспечения является одной из наиболее важных сфер экономики развитых и развивающихся стран.

Контрольная: Базовая аппаратная конфигурация персонального компьютера Персональный компьютер — универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. Понятие базовой конфигурации может меняться.

nreferat.ru

Видеокарты - (реферат)

Уже сейчас на сайте вы можете воспользоваться более чем 20 000 рефератами, докладами, шпаргалками, курсовыми и дипломными работами.Присылайте нам свои новые работы и мы их обязательно опубликуем. Давайте продолжим создавать нашу коллекцию рефератов вместе!!!

Вы согласны передать свой реферат (диплом, курсовую работу и т.п.), а также дальнейшие права на хранение,  и распространение данного документа администрации сервера "mcvouo.ru"?

Дата добавления: март 2006г.

    МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ    ЧЕРКАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ    КАФЕДРА КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ    РЕФЕРАТ    На тему: Видеокарты    По дисциплине Информатика и компьютерная техника    Выполнил:    Студент 2-го курса ФИТИС    Группа ЕК-08    Кондратенко В. В.    ЧЕРКАССЫ    2001    Содержание:    Видеопамять ………………………………………………………………………. 3    Для чего используется видеопамять? ……………………………………………. 5    Ускоренный Графический Порт (AGP) …………………………………………... 6    AGP: Графические процессоры и карты ……………………………. …………… 8    3dfx Voodoo3 3500TV ……………………………………………………… 8    Matrox Millennium G400 MAX ……………………………………………... 9    Hercules Dynamite TNT2 Ultra ………………. ……………………………... 9    ASUS AGP-V6600 SGRAM ………………………………………...………... 10    ELSA Erazor X2 …………………………………………………...…………... 10    3dfx Voodoo3 2000 ……………………………………………. ……………... 11    SiS300 ……………………………………………………………………...…... 11    NVIDIA Riva TNT2-A ………………………………………………………... 12    ATI RAGE 128 PRO …………………………………………………………... 12    S3 Savage4 ……………………………………………………………………. 13    NVIDIA Riva TNT2 M64 ………………………………………. ……………. 13    NVIDIA Riva TNT …………………………………………………………… 13    3dfx Velocity 100 ……………………………………………………...………. 14

Видеокарты с функцией приема и захвата аналогового видеосигнала (TV-IN) … 14 Что нас ждет в будущем? …………………………………………………………… 15

    Термины видеоподсистемы ………………………………………………………… 16    Информационные источники ………………………………………………………. 18    Видеопамять

Один из компонентов компьютера, от которого требуется наибольшая производительность, это графический контроллер, являющийся сердцем всех мультимедиа систем. Фраза требуется производительность означает, что некоторые вещи происходят настолько быстро, насколько это обеспечивается пропускной способностью. Пропускная способность обычно измеряется в мегабайтах в секунду и показывает скорость, с которой происходит обмен данными между видеопамятью и графическим контроллером. На производительность графической подсистемы влияют несколько факторов: скорость центрального процессора (CPU)

    скорость интерфейсной шины (PCI или AGP)    скорость видеопамяти    скорость графического контроллера

Для увеличения производительности графической подсистемы настолько, насколько это возможно, приходится снижать до минимума все препятствия на этом пути. Графический контроллер производит обработку графических функций, требующих интенсивных вычислений, в результате разгружается центральный процессор системы. Отсюда следует, что графический контроллер должен оперировать своей собственной, можно даже сказать частной, местной памятью. Тип памяти, в которой хранятся графические данные, называется буфер кадра (frame buffer). В системах, ориентированных на обработку 3D-приложений, требуется еще и наличие специальной памяти, называемой z-буфер (z-buffer), в котором хранится информация о глубине изображаемой сцены. Также, в некоторых системах может иметься собственная память текстур (texture memory), т. е. память для хранения элементов, из которых формируются поверхности объекта. Наличие текстурных карт ключевым образом влияет на реалистичность изображения трехмерных сцен. Появление насыщенных мультимедиа и видеорядом приложений, так же, как и увеличение тактовой частоты современных центральных процессоров, сделало невозможным и дальше использовать стандартную динамическую память со случайным доступом (DRAM). Современные мультимедиа контроллеры требуют от основной системной памяти большей пропускной способности и меньшего времени доступа, чем когда-либо ранее до этого. Идя навстречу новым требованиям, производители предлагают новые типы памяти, разработанные с помощью обычных и революционных методов. Впечатляющие усовершенствования делают проблему правильного выбора типа памяти для приложения особенно актуальной и сложной. Производители улучшили технологии и создали новые архитектуры в ответ на требования более высоких скоростей работы памяти. Широкий выбор новых типов памяти ставит перед производителем видеоадаптеров проблему, для какого сегмента рынка или каких приложений выбрать тот или иной тип. Под воздействием требований перемен полупроводниковая индустрия предлагает множество новых интерфейсов. Некоторые объединили в себе свойства существующих интерфейсов с ограниченным набором изменений, другие имеют совершенно новый дизайн и оригинальную архитектуру. Существующие типы памяти, доступные производителям видеоадаптеров, перечислены в нижеследующей таблице.

    Тип    Свойства    Резюме    3D RAM

Встроенные вычислительные средства и кэш-память, реализованные на уровне чипа. Высокая оптимизация для использования при выполнении трехмерных операций. Технология рабочих станций для обработки 3D графики, которая обеспечивает таким платам, как Diamond Fire GL 4000 дополнительное увеличение производительности. Контроллер RealIMAGE обеспечивает продвижение этой технологии на рынок настольных компьютеров. Burst EDO

Дополнительный пакет регистров обеспечивает быстрый вывод строки из последовательных адресов. Долгое время ожидания, если следующий адрес не является соседним в последовательности. CDRAM

Предшественник 3D RAM со встроенным в микросхему кэшем. Работает с внешним контроллером кэш-памяти. Идеально приспособлен быть основой для текстурной памяти и может быть органичным дополнением памяти типа 3D RAM с ее высокой пропускной способностью, например, в адаптере Diamond Fire GL 4000. Контроллер RealIMAGE обеспечивает продвижение этой технологии на рынок настольных компьютеров. DRAM

Относится к группе промышленных стандартов. Дальнейшие совершенствования технологии DRAM основываются на низкой стоимости производства, но также произошло существенное увеличение пропускной способности. За два цикла данные считываются в и из памяти. На основе этой технологии производятся некоторые из самых распространенных типов памяти. EDO DRAM

Использует стандартный интерфейс DRAM, но передача данных в и из памяти происходит с более высокой скоростью (или на более высокой частоте). Улучшение производительности достигается за счет дополнительного внешнего чередования данных графическим контроллером (интерливинг). В зависимости от графического контроллера может иметь производительность на уровне более дорогой двухпортовой технологии памяти, такой, как VRAM, использующейся в графических контроллерах для систем на базе ОС Windows. MDRAM

Высокая пропускная способность, низкие задержки по времени, мелкоячеистость. Компания Tseng Labs разработала контроллер, который смог использовать все преимущества архитектуры этой памяти. В среде DOS были достигнуты отличные результаты, в среде Windows всего лишь удовлетворительные. RDRAM

Возможный претендент на широкое распространение и принятие в качестве стандарта на память с высокой производительностью. Поддерживается ограниченным числом графических контроллеров, но со временем ситуация может измениться. SDRAM

Производится по стандартам JEDEC, имеет большую производительность, чем DRAM. Чаще используется в качестве основной системной памяти, нежили в графических адаптерах. SGRAM

Производится по стандартам JEDEC, разновидность SDRAM, однопортовая. Производительность оптимизирована для графических операций, но при этом имеет характеристики, свойственные для высокоскоростной памяти, позволяющие использовать этот тип памяти для хранения текстур и z-буферизации. Снабжена уникальными свойствами, большими и лучшими, чем у SDRAM, обеспечивающих высокую скорость обработки графики. Идеально подходит для графических адаптеров с одним недорогим банком памяти, использующимся для 2D/3D графики и цифрового видео. VRAM

Технология двухпортовой памяти, которая все еще остается лучшим решением для создания буферов кадра с высокой производительностью. Не является дешевым решением, но для приложений, которым требуется разрешение 1280х1024 при истинном представлении цвета (True color), особенно с двойной буферизацией, это лучший из доступных выборов. WRAM

Высокоскоростная, двухпортовая технология памяти, используемая только двумя производителями видеоадаптеров - компаниями Matrox и Number Nine. Этот тип памяти изготавливает один производитель -- Samsung. По своему дизайну этот тип памяти аналогичен VRAM и RDRAM. Нестандартный тип памяти, требующий использования специальной технологии в контроллерах. Технология изготовления таких контроллеров запатентована, следовательно, не является общедоступной.

    Для чего используется видеопамять?

Скорость, с которой информация поступает на экран, и количество информации, которое выходит из видеоадаптера и передается на экран - все зависит от трех факторов: разрешение вашего монитора

количество цветов, из которых можно выбирать при создании изображения частота, с которой происходит обновление экрана

Разрешение определяется количеством пикселов на линии и количеством самих линий. Поэтому на дисплее с разрешением 1024х768, типичном для систем, использующих ОС Windows, изображение формируется каждый раз при обновлении экрана из 786, 432 пикселов информации. Обычно частота обновления экрана имеет значение не менее 75Hz, или циклов в секунду. Следствием мерцания экрана является зрительное напряжение и усталость глаз при длительном наблюдении за изображением. Для уменьшения усталости глаз и улучшения эргономичности изображения значение частоты обновления экрана должно быть достаточно высоким, не менее 75 Hz. Число допускающих воспроизведение цветов, или глубина цвета - это десятичный эквивалент двоичного значения количества битов на пиксел. Так, 8 бит на пиксел эквивалентно 28 или 256 цветам, 16-битный цвет, часто называемый просто high-color, отображает более 65, 000 цветов, а 24-битный цвет, также известный, как истинный или true color, может представить 16. 7 миллионов цветов. 32-битный цвет с целью избежания путаницы обычно означает отображение истинного цвета с дополнительными 8 битами, которые используются для обеспечения 256 степеней прозрачности. Так, в 32-битном представлении каждый из 16. 7 миллионов истинных цветов имеет дополнительные 256 степеней доступной прозрачности. Такие возможности представления цвета имеются только в системах высшего класса и графических рабочих станциях. Ранее настольные компьютеры были оснащены в основном мониторами с диагональю экрана 14 дюймов. VGA разрешение 640х480 пикселов вполне и хорошо покрывало этот размер экрана. Как только размер среднего монитора увеличился до 15 дюймов, разрешение увеличилось до значения 800х600 пикселов. Так как компьютер все больше становится средством визуализации с постоянно улучшающейся графикой, а графический интерфейс пользователя (GUI) становится стандартом, пользователи хотят видеть больше информации на своих мониторах. Мониторы с диагональю 17 дюймов становятся стандартным оборудованием для систем на базе ОС Windows, и разрешение 1024х768 пикселов адекватно заполняет экран с таким размером. Некоторые пользователи используют разрешение 1280х1024 пикселов на 17 дюймовых мониторах. Современной графической подсистеме для обеспечения разрешения 1024x768 требуется 1 Мегабайт памяти. Несмотря на то, что только три четверти этого объема памяти необходимо в действительности, графическая подсистема обычно хранит информацию о курсоре и ярлыках в буферной памяти дисплея (off-screen memory) для быстрого доступа. Пропускная способность памяти определяется соотношением того, как много мегабайт данных передаются в память и из нее за секунду времени. Типичное разрешение 1024х768, при 8-битной глубине представления цвета и частоте обновления экрана 75 Hz, требует пропускной способности памяти 1118 мегабайт в секунду. Добавление функций обработки 3D графики требует увеличения размера доступной памяти на борту видеоадаптера. В современных видеоакселераторах для систем на базе Windows типичен размер установленной памяти в 4 Мб. Дополнительная память сверх необходимой для создания изображения на экране используется для z-буфера и хранения текстур. [6], [7].

    Ускоренный Графический Порт (AGP)

Шина персонального компьютера (PC) претерпела множество изменений в связи с повышаемыми к ней требованиями. Исходным расширением шины PC была Industry Standard Architecture (ISA), которая, несмотря на свои ограничения, все еще используется для периферийных устройств с преимущественно низкой шириной полосы пропускания, как, например, звуковые карты типа Sound Blaster. Шина Peripherals Connection Interface (PCI), стандарт пришедший на смену спецификации VESA VL bus, стала стандартной системной шиной для таких быстродействующих периферийных устройств, как, например, дисковые контроллеры и графические платы. Тем не менее, внедрение 3D графики угрожает перегрузить шину PCI. Ускоренный графический порт (AGP) -- это расширение шины PCI, чье назначение -- обработка больших массивов данных 3D графики. Intel разрабатывала AGP для решения двух проблем перед внедрением 3D графики на PCI. Во-первых, 3D графике требуется как можно больше памяти информации текстурных карт (texture maps) и z-буфера (z-buffer). Чем больше текстурных карт доступно для 3D приложений, тем лучше выглядит конечный результат. При нормальных обстоятельствах z-буфер, который содержит информацию, относящуюся к представлению глубины изображения, использует ту же память, что и текстуры. Этот конфликт предоставляет разработчикам 3D множество вариантов для выбора оптимального решения, которое они привязывают к большой значимости памяти для текстур и z-буфера, и результаты напрямую влияют на качество выводимого изображения. Разработчики PC имели ранее возможность использовать системную память для хранения информации о текстурах и z-буфера, но ограничением в этом подходе была передача такой информации через шину PCI. Производительность графической подсистемы и системной памяти ограничиваются физическими характеристиками шины PCI. Кроме того, ширина полосы пропускания PCI, или ее емкость, не достаточна для обработки графики в режиме реального времени. Чтобы решить эти проблемы, Intel разработала AGP. Если определить кратко, что такое AGP, то это - прямое соединение между графической подсистемой и системной памятью. Это решение позволяет обеспечить значительно лучшие показатели передачи данных, чем при передаче через шину PCI, и явно разрабатывалось, чтобы удовлетворить требованиям вывода 3D графики в режиме реального времени. AGP позволит более эффективно использовать память страничного буфера (frame buffer), тем самым увеличивая производительность 2D графики также, как увеличивая скорость прохождения потока данных 3D графики через систему. Определением AGP, как вида прямого соединения между графической подсистемой и системной памятью, является соединение point-to-point. В действительности, AGP соединяет графическую подсистему с блоком управления системной памятью, разделяя этот доступ к памяти с центральным процессором компьютера (CPU). Через AGP можно подключить только один тип устройств - это графическая плата. Графические системы, встроенные в материнскую плату и использующие AGP, не могут быть улучшены.

    Производительность текстурных карт

Определение Intel, подтверждающее, что после реализации AGP становится стандартом, следует из того, что без такого решения достижение оптимальной производительности 3D графики в PC будет очень трудным. 3D графика в режиме реального времени требует прохождения очень большого потока данных графическую подсистему. Без AGP для решения этой проблемы требуется применение нестандартных устройств памяти, которые являются дорогостоящими. При применении AGP текстурная информация и данные z-буфера могут хранится в системной памяти. При более эффективном использовании системной памяти графические платы на базе AGP не требуют собственной памяти для хранения текстур и могут предлагаться уже по значительно более низким ценам. Теоретически PCI могла бы выполнять те же функции, что и AGP, но производительность была бы недостаточной для большинства приложений. Intel разрабатывала AGP для функционирования на частоте 133 MHz и для управления памятью по совершенно другому принципу, чем это осуществляет PCI. В случае с PCI, любая информация, находящаяся в системной памяти, не является физически непрерывной. Это означает, что существует задержка при исполнении, пока информация считывается по своему физическому адресу в системной памяти и передается по нужному пути в графическую подсистему. В случае с AGP Intel создала механизм, в результате действия которого, физический адрес, по которому информация хранится в системной памяти, совершенно не важен для графической подсистемы. Это ключевое решение, когда приложение использует системную память, чтобы получать и хранить необходимую информацию. В системе на основе AGP не имеет значения, как и где хранятся данные о текстурах, графическая подсистема имеет полный и беспроблемный доступ к требуемой информации. Intel ожидает, что AGP будет внедрен почти в 90% всех систем к концу столетия. Индустрия компьютерной графики как сообщество разработчиков аппаратных и программных средств поддержала и приняла спецификацию AGP. В отличие от PCI, где существует много соперничающих между собой различных устройств для управления шиной, в случае с AGP единственным устройством является графическая подсистема. [6], [7].

    AGP: Графические процессоры и карты.

Как известно, вскоре после анонсирования компанией Intel спецификации ускоренного графического порта (AGP), для дальнейшего продвижения и реализации этой идеи был создан так называемый AGP Forum, в который вошли крупнейшие производители процессоров, материнских плат, чипсетов, графических процессоров и плат. Следующим шагом компаний-разработчиков, поддержавших добрые начинания Intel, стал выпуск и предоставление на суд широкой аудитории своих продуктов, основанных на этой современной технологии.

3D-графика, которая за последние несколько лет завоевала сердца владельцев компьютеров и стала основным критерием оценки работы той или иной видеокарты. Подчас, в своей погоне за плавностью работы и полнотой эффектов при выводе 3-мерных сцен мы забываем про то, что в большинстве случаев при работе за компьютером мы все же пользуемся 2D-графикой, и что ее производительность и качество не должны уходить на задний план. Тем не менее, феномен трехмерной графики имеет место, оценка показателей этой части видеосистемы играет огромную роль, отчасти просто из-за того, что в 2D-графике уже достигнуто почти все, что может быть необходимо большинству пользователей. Что касается 3D-графики, то, справедливости ради, надо отметить, что качество и уровень исполнения некоторых игровых видеокарт последнего поколения таковы, что они могут даже соперничать с супердорогими профессиональными платами. Рабочая частота RAMDAC в игровых платах достигла очень высоких значений - 350 и более МГц. Многие платы представляют из себя уже не просто видеокарты, а целые комбайны, где есть и ТВ-тюнеры, и устройства захвата видеопотока, и вывода сигнала на ТВ. В прошлом году возник прямо-таки бум по производству стереоочков, которые усиливают восприятие трехмерности сцены. Этими очками некоторые производители комплектуют свои продукты, продавая таким образом целый "комплект для любителей поиграть". Таким образом, мы имеем широкую гамму видеокарт всевозможных категорий. В данном разделе будут рассмотрены только те карты, которые имеют массовый спрос, а значит, относятся к разряду массовых. Краткие характеристики видеокарт:

    3dfx Voodoo3 3500TV

http: //ixbt. stack. net/video/roundup99/v3-3500-global. jpg

http: //ixbt. stack. net/video/roundup99/v3-3500-global. jpgКарта имеет AGP-интерфейс и 16 мегабайт 5. 5 ns SDRAM, модули которой расположены по обеим сторонам печатной платы. Эта видеокарта представляет собой целый видеокомбайн. На ней установлен ТВ-тюнер, микросхемы управления захватом видеопотока и выводом сигнала на ТВ. Кроме внешнего разъема под телевизионную антенну у платы есть большой трапецеидальный разъем для соединения с устройством-коммутатором сигнала, у которого, в свою очередь, имеется гнездо для мониторного разъема. На этом коммутаторе имеются также гнезда для вывода на ТВ и приема аналогового видеосигнала, а также стерео-аудиосигнала. Эта плата обладает практически самой высокой на сегодняшний день частотой работы чипсета - 183 МГц, что ставит ее в один ряд с одними из самых мощных на сегодняшний день видеокарт. Такая частота не проходит даром для температурного режима - карта очень сильно греется. Хотя на ней и установлен большой радиатор, крайне желательно иметь в системном блоке дополнительное охлаждение. Встроенный в чип RAMDAC имеет одно из самых высоких частотных значений - 350 МГц, что позволяет этой плате демонстрировать прекрасное качество 2D-графики. Как и многие чипсеты от 3dfx, чип 3dfx Voodoo3 обладает важной особенностью - "бесплатным" мультитекстурированием, то есть при неиспользовании этого режима второй модуь TMU (модуль текстурирования) простаивает, подключаясь и резко увеличивая производительность платы при мультитекстурировании. Видеокарта работает в 3D-графике только в 16-битном режиме представления цвета, обладая, однако, важной функцией - постфильтром, который при 16-битных "рамках" видеобуфера выводит не 16-ти, а 22-битную графику, что улучшает восприятие изображения. Как и все уже вышедшие чипсеты от 3dfx, Voodoo3 не поддерживает большие (свыше 256х256 пикселей) текстуры. В 3D карта работает через API: Direct3D, OpenGL, Glide.

    Matrox Millennium G400 MAX

http: //ixbt. stack. net/video/roundup99/g400max-global. jpg

http: //ixbt. stack. net/video/roundup99/g400max-global. jpgКарта имеет AGP-интерфейс 2x/4x и 32 мегабайта 5 ns SGRAM памяти, микросхемы которой расположены по обеим сторонам печатной платы. Плата обладает уникальной возможностью вывода изображения сразу на два приемника: монитор и телевизор или на 2 монитора. Как можно увидеть из фотографии, для этих целей смонтированы два разъема. Плата работает на частотах 150/200 МГц (первое значение - частота чипсета, второе - частота памяти). Поэтому, в отличие от регулярных версий Matrox G400, в данном случае на чипсете установлен активный кулер. Частота встроенного в чипсет RAMDAC составляет 360 МГц - это самое высокое значение для видеокарт игрового класса. Поэтому, мы можем наблюдать просто великолепное качество изображения даже на самых высоких разрешениях (лишь бы монитор позволял). К сожалению, на Matrox Millennium G400 MAX продавцы слишком завышают цену, пользуясь некоторым дефицитом этих плат, поэтому карта пока не является широко распространенной. В 3D-графике карта поддерживает большие текстуры и AGP-текстурирование. Чипсет аппаратно поддерживает уникальную пока методику рельефного текстурирования - Environment Mapped Bump Mapping, которая позволяет в 3D-играх достаточно натурально воспроизводить рельефные поверхности. К сожалению, данная методика пока мало распространена. Из поддерживаемых API это Direct3D и OpenGL.

    Hercules Dynamite TNT2 Ultra

http: //ixbt. stack. net/video/roundup99/tnt2-ultra-global. jpg

http: //ixbt. stack. net/video/roundup99/tnt2-ultra-global. jpgПлата имеет AGP-интерфейс 2x/4x и 32 мегабайта 5. 5 ns SDRAM памяти, модули которой располагаются по обеим сторонам карты. На видеокарте смонтирован TV-out, в комплекте с картой идет переходник S-Video-Composite. На чипсете NVIDIA Riva TNT2 Ultra установлен активный кулер. Видеокарта тактуется по умолчанию на частотах 175/200 МГц. Эти частоты не являются стандартными для чипсета NVIDIA Riva TNT2 Ultra (150/183 МГц) и стали возможными благодаря особому подходу фирмы Hercules Computer (ныне являющейся подразделением Guillemot) к отбору чипов для установки на подобные видеокарты. Вследствие чего данная плата стала самой мощной из всех Riva TNT2 Ultra - карт, обеспечивая прекрасную скорость в 3D. RAMDAC встроен в чипсет и имеет частоту 300 МГц. Хотя это и не самая высокая частота на сегодня, видеокарта обеспечивает прекрасный уровень качества 2D графики в высоких разрешениях. При работе в 3D-графике поддерживаются большие текстуры, AGP-текстурирование, используемые API: Direct3D и OpenGL.

    ASUS AGP-V6600 SGRAM

http: //ixbt. stack. net/video/roundup99/v6600sgram-global. jpg

http: //ixbt. stack. net/video/roundup99/v6600sgram-global. jpgДанная видеокарта построена на базе чипа NVIDIA GeForce 256 и имеет AGP-интерфейс 2x/4x. На карте установлено 32 мегабайта 5 ns SGRAM памяти, микросхемы которой размещены по обеим сторонам платы. Многие пользователи продукции ASUS, в частности - видеокарт, знают, что эта фирма всегда разрабатывала свой собственный дизайн, сильно отличающийся от эталонного (reference), предлагаемого производителем чипсетов. Когда появились в продаже первые видеокарты AGP-V6600 от ASUS, можно было убедиться, что впервые ASUS отошел от своего принципа и выпустил плату, полностью совпадающую с reference по расположению элементов. Однако, совсем недавно в продаже появился и другой вариант AGP-V6600. Судя по всему, именно на нем и основывается серия AGP-V6600 Deluxe, поскольку на печатной плате есть места под монтаж традиционных для ASUS TV-in/out и гнезда для подключения стереоочков. Эта плата имеет уже не SDRAM, а SGRAM память. И самое примечательное то, что собственный дизайн этой платы предусматривает мониторинг состояния графического чипсета. Вследствие чего на последнем установлен активный кулер не совсем обычной для ASUS конструкции. Он имеет тахометр, а значит, соответствующее программное обеспечение может контролировать частоту вращения вентилятора на карте. Частоты работы видеокарты составляют 120/166 МГц. Частота RAMDAC - 350 МГц, что позволяет этой карте демонстрировать очень высокое качество изображения в 2D-графике. Поддерживаются API Direct3D и OpenGL. Однако самая примечательная особенность GeForce 256 - это наличие встроенного геометрического сопроцессора, который при поддержке программным обеспечением может на себя взять важнейшие функции построения трехмерной сцены: трансформации координат и расчет освещения (T&L). Как и NVIDIA Riva TNT2, этот чипсет поддерживает большие текстуры, API Direct3D и OpenGL. В драйверах реализована важная особенность NVIDIA GeForce 256 - аппаратная поддержка 8-точечной анизотропной фильтрации.

    ELSA Erazor X2

http: //ixbt. stack. net/video/roundup99/erazor-x2-global. jpg

http: //ixbt. stack. net/video/roundup99/erazor-x2-global. jpgДанный продукт представляет собой образец самой быстрой на сегодняшний день видеокарты на основе NVIDIA GeForce 256. Плата имеет AGP-интерфейс 2x/4x и 32 мегабайта DDR (double data rate) 6 ns SGRAM. Память размещается в 8-ми микросхемах по обеим сторонам платы. Видеокарты на базе NVIDIA GeForce 256 первыми стали использовать более быструю и прогрессивную DDR-память, которая значительно поднимает планку скоростных показателей, особенно в 32-битном цвете (речь идет о 3D-графике). Как можно видеть на фотографии, видеокарта имеет TV-out и места под монтаж цифрового выхода на LCD-мониторы, что соответствует дизайну карты, предложенному NVIDIA. На чипсете имеется активный кулер. Память на плате, хоть и расчитана на 166 МГц, тактуется на 150 МГц (300 МГц в пересчете на обычную SDR-память). Как и предыдущая карта, ELSA Erazor X2 поддерживает работу через API Direct3D и OpenGL.

    3dfx Voodoo3 2000

http: //www. ixbt. com/video/value-roundup/voodoo3-big. jpghttp: //www. ixbt. com/video/value-roundup/voodoo3-big. jpghttp: //www. ixbt. com/video/value-roundup/voodoo3-big. jpgНа этом чипсете выпускается одноименная видеокарта, которая имеет AGP-интерфейс и 16 мегабайт 7 ns SDRAM памяти. Сам чипсет закрыт небольшим игольчатым радиатором. Эта видеокарта выпуска годичной давности имеет цену почти равную 100$, тем не менее, можно ее найти за несколько меньшую сумму. Чипсет 3dfx Voodoo3 2000, вместе с памятью работает на частоте 143 МГц. Особенностями является поддержка только 16-битной глубины цвета в 3D, правда улучшенного качества за счет применения постфильтра, который, по словам 3dfx, выдает изображение в 22-битной глубине представления цвета. Дело в том, что чипсет при обработке работает с 32-битным цветом, а при формировании результирующего кадра глубина цвета понижается до 16-бит, при этом применяется технология сглаживания резких переходов между цветами, называемая дизерингом. Правда, возникают как небольшие разводы при переходе от одного цвета к другому или сеточка, особенно заметная на полупрозрачных объектах. Для некоторого сглаживания этих дефектов изображения и используется постфильтр. В драйверах он включается переводом качества изображения в High. Также в драйверах есть возможность управлять самим дизерингом при формировании полупрозрачных объектах, то есть при альфа-смешении. Существует 2 вида реализации дизеринга: Smoother и Sharper. В первом случае сеточка не образуется, но все еще заметны переходы между цветами, а во втором переходов практически нет, но зато видна сеточка. Да, конечно отсутствие 32-битного цвета, когда все эти махинации по улучшению 16-битного цвета просто не нужны, является минусом данного чипсета (да и всего семейства 3dfx Voodoo3 в целом), однако, пока на рынке нет большого количества игр, где бы 32-битный цвет явно выделяется. Поэтому, видеокарты этого семейства вполне конкурентоспособны. Еще один недостаток Voodoo3 - это отсутствие поддержки текстур, больших чем 256х256. Все текстуры, превосходящие этот размер, приводятся к этой величине, при этом неизбежна потеря качества воспроизведения этих текстур. Тем не менее, относительная дешевизна 3dfx Voodoo3 2000, беспроблемная установка драйверов и качественная поддержка со стороны 3dfx дают много плюсов этой карте. SiS300

http: //www. ixbt. com/video/value-roundup/sis300-big. jpghttp: //www. ixbt. com/video/value-roundup/sis300-big. jpghttp: //www. ixbt. com/video/value-roundup/sis300-big. jpgЭтот чипсет является сравнительно новым и видеокарт на нем практически нет. Для примера рассмотрим видеокарту Leadtek WinFast VR300, имеющую AGP-интерфейс и 16 мегабайт 7 ns SGRAM памяти. Особенностью данной видеокарты является возможность подключения стереочков, которые входят в комплект поставки.

SiS300 работает на частоте 125 МГц. К сожалению, память, установленная на карте, несмотря на 7 ns, работает тоже на 125 МГц. Многим известно, что прошлые чипсеты от SiS отличались не только своей медлительностью, но и отсутствием поддержки многих важных 3D-функций. Однако, при выходе в свет SiS300 была обещана полная поддержка всех функций, да и скорость на уровне NVIDIA Riva TNT2.

    NVIDIA Riva TNT2-A

http: //www. ixbt. com/video/value-roundup/tnt2a-big. jpghttp: //www. ixbt. com/video/value-roundup/tnt2a-big. jpghttp: //www. ixbt. com/video/value-roundup/tnt2a-big. jpgЧипсет NVIDIA Riva TNT2-A представляет собой более новую модификацию чипа NVIDIA Riva TNT2, сделанного по 0. 22 мкм технологии и имеющего частоту 143 МГц. На нем выпущено уже достаточно много видеокарт, например Leadtek WinFast S320 II Pro. Данная видеокарта имеет AGP-интерфейс и 16 мегабайт 7 ns SDRAM памяти, которая тактуется на 150 МГц. В целом, карты на TNT2-A ничем кроме чипа от видеоплат на базе NVIDIA Riva TNT2, имеющих довольно высокие цены, не отличаются. Чипсет TNT2-A на протестированной нами плате разгоняется до 183 МГц. Разгон видеопамяти был возможен в тех же пределах - до 183 МГц.

    ATI RAGE 128 PRO

http: //www. ixbt. com/video/value-roundup/rage128pro-big. jpghttp: //www. ixbt. com/video/value-roundup/rage128pro-big. jpghttp: //www. ixbt. com/video/value-roundup/rage128pro-big. jpgНа этом чипсете основывается видеокарта ATI RAGE FURY PRO, произведенная канадской фирмой ATI Technologies. Плата базируется на AGP-интерфейсе, имеет 16 мегабайт 7 ns SGRAM памяти. Если посмотреть на обратную сторону печатной платы, то можно увидеть пустые места еще под 16 Мбайт. Поэтому обе модели (с 32 и 16 Мбайтами памяти) имеют унифицированную PCB. Чипсет ATI RAGE 128 PRO закрыт массивным игольчатым радиатором (непонятно, почему ATI отказалась от использования вентиляторов). Существует много видеокарт подобного класса, внешне ничем не отличающихся, но тактуемых по-разному. Частота работы памяти - 140 МГц. Затрагивая вопросы по качеству в 3D, тут я должен сказать, что по сравнению с тем, как обстояли дела с этим вопросом в конце 1999 года, ситуация значительно улучшилась. Нареканий практически нет, если не считать ошибки в реализации наложения карт освещенности в OpenGL, когда на освещенных участках видна полосатость. Тем не менее, хочу отметить, что в целом на меня эта карта произвела приятное впечатление. Если учесть прекрасные возможности, которые может дать эта плата при воспроизведении DVD-Video, а именно, освобождение львиной доли вычислительных ресурсов при MPEG-декодировании, то эту видеокарту я тоже могу рассматривать как потенциального лидера.

    S3 Savage4

http: //www. ixbt. com/video/value-roundup/savage4-big. jpghttp: //www. ixbt. com/video/value-roundup/savage4-big. jpghttp: //www. ixbt. com/video/value-roundup/savage4-big. jpgНа этом чипсете, вернее, его разновидности S3 Savage4 Pro+ в настоящее время выпускается довольно много карт. Одним из них и самым типичным представителем является плата Diamond Stealth III S540. Эта видеокарта базируется на AGP-интерфейсе, имеет 32 мегабайта 7 ns SDRAM памяти. Чипсет закрыт игольчатым радиатором. Как можно видеть, на плате имеются пустые места для монтажа системы TV-out. Видеокарта имеет цену примерно 65-75$ в зависимости от типа поставки. Чипсет имеет частоту 125 МГц, а память работает на 143 МГц. Видеокарты на базе чипсета S3 Savage4 появились на рынке весной 1999 года, являя собой конкурента вышедшим примерно в то же время платам на других чипсетах. В настоящее время имеются платы на Savage4, имеющие как 32, так и 16 и даже 8 мегабайт видеопамяти, что сказывается на меньшей стоимости таких карт и довольно высокой популярности. Однако, как показало время, фирма S3 так и не удосужилась написать такой драйвер, который смог бы работать корректно, быстро и сразу. То есть, не требовал бы постоянных настроек и перенастроек.

    NVIDIA Riva TNT2 M64

http: //www. ixbt. com/video/value-roundup/tnt2m64-big. jpghttp: //www. ixbt. com/video/value-roundup/tnt2m64-big. jpghttp: //www. ixbt. com/video/value-roundup/tnt2m64-big. jpgЭтот чипсет стал еще одним объектом пристального внимания подавляющего большинства фирм-производителей видеокарт благодаря своей низкой цене. Рассмотрим видеокарту Creative 3D Blaster Riva TNT2 Value. Эта карта базируется на AGP-интерфейсе, имеет 16 мегабайт 7 ns SDRAM памяти. Чипсет закрыт ребристым серебристым радиатором. На плате есть пустые места под монтаж TV-out. Видеокарта тактуется по умолчанию на 125 МГц по чипу и 150 МГц по памяти.

    NVIDIA Riva TNT

http: //www. ixbt. com/video/value-roundup/tnt1-big. jpghttp: //www. ixbt. com/video/value-roundup/tnt1-big. jpghttp: //www. ixbt. com/video/value-roundup/tnt1-big. jpgДанный чипсет является родоначальником семейства Riva TNT, выпущен уже довольно давно (осенью 1998 года), однако карты на его основе до сих пользуются успехом у покупателей. За прошедшее время уже довольно много производителей выпустило свои карты на этом чипсете. Мы же рассмотрим плату, стоявшую у истоков популярности этого чипа - Diamond Viper V550. Она базируется на AGP-интерфейсе и имеет 16 мегабайт 7 ns SDRAM памяти. Чипсет закрыт игольчатым радиатором и тактуется на 90 МГц. Память работает на 110 МГц. Чипсет NVIDIA Riva TNT выполнен по 0. 35 мкм технологии. Riva TNT обладает двуконвейерной архитектурой, имея 2 модуля текстурирования TMU, поэтому режим мультитекстурирования для него доступен. Еще одним большим отличием NVIDIA Riva TNT от своего последователя TNT2 является RAMDAC в 250 MHz (а не 300 МHz), а также ошибки при разработке дизайна многих видеокарт на базе этого чипсета, что привело к довольно низкому уровню качества 2D -графики на разрешениях 1024х768 и выше. Эти видеокарты можно купить по цене 60-65$. Следует иметь в виду, что платы такого класса уже давно не производятся, поэтому можно наблюдать постепенное изчезновение их с рынка, а значит, ожидать дальнейшего снижения цен на них не приходится.

    3dfx Velocity 100

http: //www. ixbt. com/video/value-roundup/velocity100-big. jpghttp: //www. ixbt. com/video/value-roundup/velocity100-big. jpghttp: //www. ixbt. com/video/value-roundup/velocity100-big. jpgЭта плата на одноименном чипсете небольшими размерами олицетворяет свою цену. Она базируется на AGP-интерфейсе, имеет 8 мегабайт 7 ns SGRAM памяти. По сути она имеет один и тот же чипсет что и 3dfx Voodoo3 2000, который работает на 143 МГц. 3dfx просто дала им разные названия. У всех последних видеокарт от 3dfx частота памяти и чипсета равны друг другу. Поэтому и память у 3dfx Velocity 100 работает на 143 МГц. Возникает вопрос: а чем же тогда карта 3dfx Velocity 100 отличается от карты 3dfx Voodoo3 2000, кроме разного объема памяти? Почему же такая разница в цене (3dfx Velocity 100 имеет цену в 60$)? Дело в том, что 3dfx позиционирует обе этих видеокарты для разных ниш рынка. Если 3dfx Voodoo3 2000 - чисто игровая карта, то 3dfx Velocity 100 - карта для бизнес приложений и для дешевых офисных компьютеров. 3dfx не стала менять чипсет, урезая в нем шину обмена с памятью, как это сделала NVIDIA в своем Riva TNT2 M64. Она просто заблокировала второй модуль TMU (и то, как выяснилось, только для Glide/OpenGL приложений). Мотивация проста: раз карта не для игр, а для серьезных приложений, то надо уменьшить играбельность у видеокарты. Как говорится, мал да удал. Вот, самая дешевая из рассматриваемых нами видеокарт показала просто прекрасные показатели по скорости. По сути, все, что было сказано в отношении 3dfx Voodoo3 2000, уместно и здесь. За гораздо меньшую цену мы получаем ту же скорость. Однако, чипсету этой карты присущи и все недостатки, что есть у всего семейства 3dfx Voodoo3: это и только 16-битный цвет в 3D, и отсутствие поддержки больших текстур, и присущая чипам от 3dfx некоторая размазанность изображения. Видеокарты с функцией приема и захвата аналогового видеосигнала (TV-IN)

В настоящее время больший интерес вызывают видеоплаты, имеющие функции приема аналогового видеосигнала (далее TV-in). И это необязательно отдельные платы типа TV-tuner, многие производители освоили выпуск современных мощных видеокарт с TV-in. На картах попроще, эти функции возложены напрямую на чипсет. В картах помощнее и более улучшенных, установлены микросхемы, специально отвечающие за функции TV-in, как правило, это либо Philips, либо Zoran, либо BT. Есть, конечно, и видеокарты с интегрированным и ТВ-тюнером, которые сами по себе построены на мощных чипсетам (ATI All-In-Wonder Pro, например, умеет и принимать TV, и выводить на телевизор, кроме того, эта плата построена на чипсете 3D Rage Pro, который дает большую производительность в 2D и 3D графике). Но все же подавляющее количество карт имеет только возможность приема аналогового сигнала без тюнера (либо еще с функцией вывода видеосигнала на телевизор). Таким образом, пользователь имеет возможность в окне на своем "рабочем столе" видеть сигнал либо от видеомагнитофона, либо от видеокамеры. В последнее время очень большую популярность получили видеоконференции через интернет, где как раз такая функция видеокарты очень нужна. [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7].

    Что нас ждет в будущем?    Карты Inno3D Tornado Geforce Titanium от InnoVISION

InnoVISION объявила о выпуске линейки графических адаптеров Inno3D Geforce 3 Titanium и Geforce 2 Titanium на новых графических чипах NVIDIA Geforce Titanium. Карты Inno3D Tornado Geforce3 Titanium 500 и Titanium 200 (тактовые частоты чипов – 250 МГц), оборудованные памятью DDR SDRAM (400 МГц), будут поставляться в комплекте с со следующим ПО: WinDVD 2000, Ulead PhotoImpact, InnoCreation Clip Art/Photo Gallery игрой INCOMING FORCE. Карты поступят в продажу уже в ближайшее время. Карты Inno3D Geforce2 Titanium (250 МГц/400 МГц DDR) начнут поступать в продажу начиная со второй недели октября и будут комплектоваться следующим ПО: Win DVD2000, Ulead PhotoImpact, InnoCreation Clip Art, а также игрой Midnight GT.

    NVIDIA GeForce Titanium карты от ELSA

О выпуске карт на новом семействе графических чипов GeForce Titanium объявила немецкая ELSA.

    Пока доступна информация о трех картах.

Топ-модель ELSA Gladiac 921 на чипе NVIDIA GeForce3 Ti500 (частота 240 МГц) оборудована 64 Мб 3, 8 нс памяти DDR SDRAM (частота 520 МГц). Карта оборудована ТВ-выходом, комплектуется DVD плеером ELSA Movie 2000 DVD и поступит в розницу по цене около $400. Карта ELSA Gladiac 721 выполнена на чипе NVIDIA GeForce3 Titanium 200 (175 МГц) и оборудована 64 Мб DDR SDRAM (400 МГц). Плата с ТВ-выходом в комплекте с DVD плеером ELSA Movie 2000 DVD поступит в розницу по цене около $400. Карта ELSA Gladiac 516 выполнена на чипе NVIDIA GeForce2 Titanium (250 МГц) и будет выпускаться в двух вариантах – с 32 Мб или 64 Мб памяти DDR SDRAM (400 МГц). 64 Мб версия будет оборудована ТВ-выходом. О цене карт пока ничего определенного не известно.

    GeForce Titanium в исполнении ASUS

Линейка видеокарт от ASUS на новой серии графических чипов GeForce Titanium от NVIDIA.

Карта V8200 T5 на чипе GeForce3 TI 500 c 64 Мб 3, 5 нс (3, 8 нс) памяти DDR SDRAM будет выпущена в двух вариантах - Deluxe и Pure. Ожидаемое начало продаж – начало ноября, примерная розничная цена (модель V8200 T5 Pure) - $370.

Карта V8200 T2 на чипе GeForce3 TI 200 с 64 Мб 4 нс памяти DDR SDRAM будет выпущена в трех модификациях (в том числе - Deluxe и Pure). Предполагаемая розничная цена модели Pure – около $230.

Карта V7700 TI на чипе GeForce 2 TI c 64 Мб 5 нс памяти DDR SDRAM появится в продаже в трех вариантах - Deluxe, T и Pure, ориентировочно, во второй половине октября. Примерная розничная цена - около $160. Источник: PC Watch

    [1], [2], [3], [4].    Термины видеоподсистемы    ALU (Arithmetic Logic Unit)

Блок арифметической логики. Управляет арифметическими вычислениями, являющимися существенной частью при обработке данных. Важнейшая часть каждого процессора. applications

Приложение. Компьютерная программа, созданная для специфичного применения, например, текстовый процессор или верстка. bandwidth

Пропускная способность (ширина полосы пропускания). Максимальная частота приема видеосигнала монитором без потерь. Измеряется в миллионах циклов в секунду, или мегагерцах (MHz). Пропускная способность является важной составляющей при определении суммарной разрешающей способности монитора. Другое название - видео пропускная способность (video bandwidth). binary

Двоичность (бинарность). Имеет два состояния. В компьютерной технике, двоичность -- это ноль и единица (0 и 1). Используется для кодирования данных, чтобы выполнить вычисления над ними. bus

Шина (шина данных). Линия связи, содержащая параллельные пути следования данных внутри компьютера для обмена информацией между компонентами системы. Важным параметром при описании шины является ширина доступных параллельных линий. Типичная шина компьютера имеет ширину 8, 16 или 32 бит. CAD

Автоматизированное проектирование (computer aided design), или создание чертежей с помощью компьютера. cache

Кэш. Очень быстрая память, используемая в качестве буфера при передаче информации. Обычно в видеоконтроллерах используется на шине между чипсетом и видеопамятью. chip

    Чип. Интегральная схема (ИС).    Chipset

Чипсет. Может объединять в себе графический процессор, контроллер памяти и другие компоненты. flicker

Мерцание. Происходит, если электронная пушка испускает электроны для засвечивания люминофора слишком медленно, и фосфор успевает потерять яркость. В результате происходит пульсация свечения, т. е. чередование светлого и темного. Мерцание может вызвать головную боль и усталость глаз, даже если оно слабо заметно. Чем больше экран монитора, тем более заметно мерцание, в особенности периферийным (боковым) зрением, так как площадь изображения увеличивается. GUI

Графический интерфейс пользователя (graphical user interface). Интерфейс между пользователем и программой, определяющий способ взаимодействия пользователя и программы. hertz (Hz)

Герц (Гц). Единица измерения частоты, эквивалентная одному циклу в секунду. В герцах, например, измеряют частоту вертикальной развертки или частоту регенерации монитора. Так, частота регенерации 75 Гц означает, что изображение обновляется (регенерируется, перерисовывается) 75 раз в секунду. horizontal resolution

Горизонтальное разрешение. Количество пикселов на одной строке развертки дисплея, или количество пикселов в системе отображения по оси Х. Например, изображение 1024х768 имеет горизонтальное разрешение 1024 пикселов. Значение горизонтального разрешения напрямую связано с пропускной способностью видеоподсистемы. JEDEC

Joint Electronic Development Engineering Council (Объединенный совет разработчиков электронных компонентов) разрабатывает и определяет стандарты на способы монтажа кристаллов памяти в корпус и стандартизирует архитектуры памяти. refresh rate

Частота регенерации (обновления). Другое название - частота смены кадров, скорость вертикальной развертки, или частота вертикальной синхронизации. Значение частоты регенерации показывает, как быстро электронная пушка выводит изображение на экране монитора, начиная с верхней части и до нижней части экрана. Частота регенерации измеряется в герцах (Гц). Значение частоты регенерации 75 Гц означает, что изображение обновляется 75 раз в секунду. Если частота смены кадров низкая, то может появиться заметное для глаз мерцание изображения. [6]

    Информационные источники:    www. elsa. com/    www. nvidia. com/    www. asus. com. tw/    www. watch. impress. co. ip/    www. inno3D. on/    www. ixbt. ru/    www. computery. ru/upgrade/

Скачен 2281 раз.

mcvouo.ru

Видеокарта — реферат

Министерство образования  Российской Федерации

Государственное  образовательное  учреждение

высшего  профессионального  образования

Реферат

На тему: Видеокарты

Выполнил студент группы

Проверил ст. преподаватель

Содержание

Введение…………………………………………..……………………………3

1. История……………………………………………………………………..4
2. Устройство………………………………………………………..………..6
3. Характеристики современных видеокарт………………………………..8
4. Режимы работы видеокарт…………………………………………….…10
5. Поколения 3D-ускорителей……………………………………………...11
6. Функции 3D-акселератора………………………………………………..12
7. Интерфейс…………………………………………………………………14
8. Видеопамять………………………………………………………………16
9. Основные производители видеочипов…………………………………..18

Литература…………………………………………………………………....20

Введение

Видеока́рта (известна также  как графи́ческая пла́та, графи́ческая ка́рта, видеоада́птер, графический  ада́птер) (англ. videocard) — устройство, преобразующее графический образ, хранящийся как содержимое памяти компьютера или самого адаптера, в иную форму, предназначенную для дальнейшего вывода на экран монитора. В настоящее время эта функция утратила основное значение и в первую очередь под графическим адаптером понимают устройство с графическим процессором - графический ускоритель, который и занимается формированием самого графического образа.

Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется  в специальный разъем (ISA, VLB, PCI, AGP, PCI-Express) для видеокарт на материнской  плате. Многие материнские платы  имеют встроенную видеокарту.

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. В последнее время также имеет место тенденция использовать вычислительные возможности графического процессора для решения неграфических задач (см. OpenCL).

1. История

Одним из первых графических  адаптеров для IBM PC стал MDA (Monochrome Display Adapter) в 1981 году. Он работал только в  текстовом режиме с разрешением 80×25 символов (физически 720×350 точек) и  поддерживал пять атрибутов текста: обычный, яркий, инверсный, подчёркнутый и мигающий. Никакой цветовой или графической информации он передавать не мог, и то, какого цвета будут буквы, определялось моделью использовавшегося монитора. Обычно они были чёрно-белыми, янтарными или изумрудными. Фирма Hercules в 1982 году выпустила дальнейшее развитие адаптера MDA, видеоадаптер HGC (Hercules Graphics Controller — графический адаптер Геркулес), который имел графическое разрешение 720×348 точек и поддерживал две графические страницы. Но он всё ещё не позволял работать с цветом.

Первой цветной видеокартой  стала CGA (Color Graphics Adapter), выпущенная IBM и  ставшая основой для последующих  стандартов видеокарт. Она могла  работать либо в текстовом режиме с разрешениями 40×25 и 80×25 (матрица символа — 8×8), либо в графическом с разрешениями 320×200 или 640×200. В текстовых режимах доступно 256 атрибутов символа — 16 цветов символа и 16 цветов фона (либо 8 цветов фона и атрибут мигания), в графическом режиме 320×200 было доступно четыре палитры по четыре цвета каждая, режим высокого разрешения 640×200 был монохромным. В развитие этой карты появился EGA (Enhanced Graphics Adapter) — улучшенный графический адаптер, с расширенной до 64 цветов палитрой, и промежуточным буфером. Было улучшено разрешение до 640×350, в результате добавился текстовый режим 80×43 при матрице символа 8×8. Для режима 80×25 использовалась большая матрица — 8×14, одновременно можно было использовать 16 цветов, цветовая палитра была расширена до 64 цветов. Графический режим также позволял использовать при разрешении 640×350 16 цветов из палитры в 64 цвета. Был совместим с CGA и MDA.

Стоит заметить, что интерфейсы с монитором всех этих типов видеоадаптеров были цифровые, MDA и HGC передавали только светится или не светится точка и дополнительный сигнал яркости для атрибута текста «яркий», аналогично CGA по трём каналам (красный, зелёный, синий) передавал основной видеосигнал, и мог дополнительно передавать сигнал яркости (всего получалось 16 цветов), EGA имел по две линии передачи на каждый из основных цветов, то есть каждый основной цвет мог отображаться с полной яркостью, 2/3 или 1/3 от полной яркости, что и давало в сумме максимум 64 цвета.

В ранних моделях компьютеров  от IBM PS/2, появляется новый графический  адаптер MCGA (Multicolor Graphics Adapter — многоцветный графический адаптер). Текстовое разрешение было поднято до 640x400, что позволило использовать режим 80x50 при матрице 8x8, а для режима 80x25 использовать матрицу 8x16. Количество цветов увеличено до 262144 (64 уровня яркости по каждому цвету), для совместимости с EGA в текстовых режимах была введена таблица цветов, через которую выполнялось преобразование 64-цветного пространства EGA в цветовое пространство MCGA. Появился режим 320x200x256, где каждый пиксел на экране кодировался соответствующим байтом в видеопамяти, никаких битовых плоскостей не было, соответственно с EGA осталась совместимость только по текстовым режимам, совместимость с CGA была полная. Из-за огромного количества яркостей основных цветов возникла необходимость использования уже аналогового цветового сигнала, частота строчной развертки составляла уже 31,5 KГц.

Потом IBM пошла ещё  дальше и сделала VGA (Video Graphics Array —  графический видео массив), это  расширение MCGA, совместимое с EGA и  введённое в средних моделях PS/2. Это фактический стандарт видеоадаптера с конца 80-х годов. Добавлены текстовое разрешение 720x400 для эмуляции MDA и графический режим 640x480, с доступом через битовые плоскости. Режим 640x480 замечателен тем, что в нём используется квадратный пиксел, то есть соотношение числа пикселов по горизонтали и вертикали совпадает со стандартным соотношением сторон экрана — 4:3. Дальше появился IBM 8514/a с разрешениями 640x480x256 и 1024x768x256, и IBM XGA с текстовым режимом 132x25 (1056x400) и увеличенной глубиной цвета (640x480x65K).

С 1991 года появилось понятие SVGA (Super VGA — «сверх» VGA) — расширение VGA с добавлением более высоких  режимов и дополнительного сервиса, например возможности поставить  произвольную частоту кадров. Число одновременно отображаемых цветов увеличивается до 65 536 (High Color, 16 бит) и 16 777 216 (True Color, 24 бита), появляются дополнительные текстовые режимы. Из сервисных функций появляется поддержка VBE (VESA BIOS Extention — расширение BIOS стандарта VESA). SVGA воспринимается как фактический стандарт видеоадаптера где-то с середины 1992 года, после принятия ассоциацией VESA стандарта VBE версии 1.0. До того момента практически все видеоадаптеры SVGA были несовместимы между собой.

Графический пользовательский интерфейс, появившийся во многих операционных системах, стимулировал новый этап развития видеоадаптеров. Появляется понятие «графический ускоритель» (graphics accelerator). Это видеоадаптеры, которые производят выполнение некоторых графических функций на аппаратном уровне. К числу этих функций относятся, перемещение больших блоков изображения из одного участка экрана в другой (например при перемещении окна), заливка участков изображения, рисование линий, дуг, шрифтов, поддержка аппаратного курсора и т. п. Прямым толчком к развитию столь специализированного устройства явилось то, что графический пользовательский интерфейс несомненно удобен, но его использование требует от центрального процессора немалых вычислительных ресурсов, и современный графический ускоритель как раз и призван снять с него львиную долю вычислений по окончательному выводу изображения на экран.

Пример домашнего компьютера не-IBM — ZX Spectrum, имеет свою историю  развития видеорежимов.

2. Устройство

Современная видеокарта состоит из следующих частей:

• графический 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.
• видеоконтроллер — 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.
• видеопамять — 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, DDR2, 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 UMA в качестве видеопамяти используется часть системной памяти компьютера.
• цифро-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.
• видео-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.
• 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.

3. Характеристики  современных видеокарт

Современные видеокарты различаются многими характеристиками, важнейшими из которых являются: тип  и тактовая частота графического процессора; тип, объем и разрядность шины памяти; число блоков шейдеров (отвечающих за визуализацию сложных эффектов и придающих трехмерному изображению большую реалистичность), внешним интерфейсом. Указанные характеристики и определяют общую производительность видеокарты.

Тактовая частота GPU, измеряемая в мегагерцах, определяет количество операций, которые графический процессор  может выполнить за 1 с (для современных  процессоров составляет порядка 400-700 МГц). Помимо тактовой частоты реальная скорость выполнения операций зависит от архитектуры процессора (например, количества конвейеров), а также от скорости обмена процессора с видеопамятью. Причем, объем видеопамяти (от 64 до 512 Мб на 2006) оказывает меньшее влияние на производительность видеосистемы, чем ширина (разрядность) шины видеопамяти, которая указывает на количество одновременно (за 1 такт) передаваемых сигналов и в современных видеокартах обычно составляет 64, 128, 256 или 512 бит. Пропускная способность шины памяти, определяющая ее производительность, зависит не только от разрядности, но и от ее тактовой частоты. Тип видеопамяти также оказывает влияние на производительность. Если ранее в видеокартах использовалась одноканальная память типа SDRAM, то сегодня используется более быстрая двухканальная DDR SDRAM, DDR2 SDRAM или GDDR. Использование современных интерфейсов с более высокой пропускной способностью теоретически должно повышать производительность системы, но на практике производительность видеокарт стандарта PCI-Express не намного отличается от производительности видеокарт на шине AGP. Тем не менее, большинство современных видеокарт изготавливается для шины PCI-Express.

На производительность видеокарты большое значение оказывает  также технологический процесс (техпроцесс) изготовления ее микросхем (прежде всего, графического процессора). Чем меньше размер одного полупроводникового элемента (транзистора), являющегося основным «кирпичиком» микросхемы, тем больше таких элементов может быть задействовано в микросхеме, тем меньше расстояние между ними и больше скорость взаимодействия, выше тактовая частота, меньше потребляемое напряжение и выделяемое тепло (что является весьма чувствительным моментом). Современные видеокарты производятся на основе техпроцесса 130, 90нм и менее.

Для увеличения производительности видеосистемы ПК ведущие производители графических чипов — nVidia и ATI предложили технологии (SLI и Crossfire соответственно), обеспечивающие возможность одновременного использования двух видеокарт на одной материнской плате. Впрочем, согласно тестам при использовании двух идентичных видеокарт двукратного увеличения производительности не наблюдается.

В зависимости от назначения и сферы применения все видеокарты можно условно разделить на три  класса:

1) бюджетные офисные  видеокарты;

2) игровые карты;

3) профессиональные карты  (их также называют OpenGL-ускорителями).

С начала 2000-х на мировом  рынке видеокарт первых двух классов  лидируют фирмы ATi (семейства видеокарт Radeon) и nVIDIA (семейства GeForce). Одной из особенностей современных видеокарт  является реализация в них технологии коррекции инерционности жидкокристаллических мониторов за счет искусственного формирования дополнительного промежуточного изображения между воспроизводимыми кадрами — Overdrive (или также — LCD Overdrive). Среди профессиональных видеокарт в 2003-2004-х бесспорным лидером являлась карта фирмы nVIDIA — Quadro FX 3000. В 2005 ей на смену пришла GeForce 7800GTX.

4. Режимы работы видеокарт

Все современные видеоподсистемы  могут работать в одном из двух основных видеорежимов: текстовом или графическом. В текстовом режиме экран монитора разбивается на отдельные символьные позиции, в каждой из которых одновременно может выводиться только один символ. Для преобразования кодов символов, хранимых в видеопамяти адаптера, в точечные изображения на экране служит так называемый знакогенератор, который обычно представляет собой ПЗУ, где хранятся изображения символов, «разложенные» по строкам. При получении кода символа знакогенератор формирует на своем выходе соответствующий двоичный код, который затем преобразуется в видеосигнал. Текстовый режим в современных операционных системах используется только на этапе начальной загрузки.

В графическом режиме для каждой точки изображения, называемой пикселом, отводится от одного (монохромный режим) до 32-бит (цветной). Графический режим часто называют режимом с адресацией всех точек (All Points Addresable), поскольку только в этом случае имеется доступ к каждой точке изображения. Максимальное разрешение и количество воспроизводимых цветов конкретной видеоподсистемы в первую очередь зависят от общего объема видеопамяти и количества бит, приходящихся на один элемент изображения. Существует несколько стандартов видеокарт (см. MDA, Hercules, EGA, VGA, SVGA, Видеорежимы xxxGA).

myunivercity.ru

Смотрите также

• 
  Сингапур реферат
• 
  Реферат сингапур
• 
  Реферат топонимика
• 
  Термос реферат
• 
  Реферат термос
• 
  Реферат марафон
• 
  Реферат пиявки
• 
  Лепра реферат
• 
  Реферат этимология
• 
  Реферат свинец
• 
  Реферат биофизика