Для чего нужны разъемы на видеокарте

Разница между видео портами VGA, DVI и HDMI

Опубликовано Михаил Непомнящий в 02.12.2016 02.12.2016

Вывести видео изображение на монитор или телевизор сегодня можно разными способами – вариантов портов для подключения с каждым годом становится всё больше, и не мудрено запутаться в количестве и разнице интерфейсов.

Разберемся в наиболее популярных форматах и определим случаи, когда тот или иной стандарт видео порта подойдет лучше всего.

Старейший из стандартов сопряжения ПК и монитора, который существует по сей день. Разработанный еще в 1987-м году компанией IBM компонентный видеоинтерфейс, использует аналоговый сигнал для передачи цветовой информации. В отличии от более современных стандартов, VGA не позволяет передавать звук – только картинку.

Коннектор VGA, как правило, синего цвета с двумя винтами по бокам. Он имеет 15-контактный разъем и изначально мог работать только на разрешении 640 на 480 пикселей, используя палитру из 16-ти цветов. Позже стандарт развился в так называемый Super VGA, поддерживающий более высокие расширения экрана и количество цветов до 16 миллионов цветов. А так как усовершенствованный стандарт продолжил использовать старый порт и внешне не изменился, то и называют его по старинке просто VGA.

Чаще всего данный формат используется на старом оборудовании, однако многие компьютеры по-прежнему снабжены этим портом. Что называется – на всякий случай.

Больше десяти лет спустя после выхода стандарта VGA свет увидел формат DVI – цифровой видеоинтерфейс. Вышедший в 1999-м году интерфейс был способен передавать видео без компрессии в одном из трех режимов: DVI-I (Integrated) – объединенный формат цифровой и аналоговой передачи, DVI-D (Digital) – поддержка только цифрового сигнала, DVI-A (Analog) – поддержка только аналогового сигнала.

Порты DVI-I и DVI-D могут идти в одинарном или двойном режиме. Во втором случае удваивается пропускная способность, что позволяет получать разрешение экрана высокой четкости – до 2048 на 1536 точек. Однако для этого нужно иметь и соответствующую видеокарту. Сами порты отличаются количеством контактов – так одинарный режим (Single link) использует четыре витых пары проводов (максимальное разрешение 1920 на 1200 пикселей при 60 Гц), а двойной режим (Dual link), соответственное, большее число контактов и проводов (разрешение до 2560 на 1600 при 60 Гц).

Важно помнить, что аналоговый вариант DVI-A не поддерживает мониторы стандарта DVI-D, а видеокарту с DVI-I можно подключить к монитору DVI-D кабелем с двумя коннекторами DVI-D-вилка. По аналогии с VGA, данный стандарт также передает на экран только видео изображение без звука. Однако с 2008-го года производители видеокарт сделали передачу звука возможной – для этого необходимо использовать кабель DVI-D – HDMI.

Также можно встретить на рынке и формат mini-DVI, придуманный компанией Apple, склонной к уменьшению всего и вся. Однако мини-стандарт работает только в одинарном режиме, а значит не поддерживает расширение выше, чем 1920 на 1200 пикселей.

High Definition Multimedia Interface или интерфейс для мультимедиа высокой четкости позволяет передавать цифровые видео и аудио сигналы, да еще и с возможностью защиты от копирования. HDMI меньше своих предшественников по размеру, работает на более высокой скорости, а главное – передает звук, что позволило отправить на пенсию прежние стандарты SCART и RCA («тюльпаны») для подключения видеоустройств к телевизорам.

Спецификация HDMI 1.0 появилась в конце 2002 года и имела максимальную пропускную способность 4,9 Гб/с, поддержку 8-канального звука и видео до 165 МПикс/сек (то есть FullHD при 60 Гц). С тех пор стандарт постоянно развивался, а в 2013-м увидела свет спецификация HDMI 2.0 с пропускной способностью до 18 Гбит/с, поддержкой разрешения 4К (3840 на 2160 пикселей при 60 Гц) и 32-канального звука.

Сегодня стандарт HDMI используют не только компьютеры, но и цифровые телевизоры, DVD и Blu-ray проигрыватели, игровые приставки и многие другие устройства. При желании можно использовать переходники с HDMI на DVI и обратно.

Число контактов на HDMI портах начинается от 19-ти, а сами разъемы выпускаются в нескольких форм-факторах, самые распространенные из которых HDMI (Type-A), mini-HDMI (Type-C), micro-HDMI (Type D). Кроме того, есть HDMI порты для приема сигнала (HDMI-In) и для передачи (HDMI-Out). Внешне они практически неотличимы, но если, скажем, у вашего моноблока есть оба порта, то при попытке вывести картинку на второй монитор вы сможете воспользоваться только одним из них, а конкретно тем, что HDMI-Out.

DisplayPort

В 2006-м году был принят еще один видеостандарт для цифровых мониторов. DisplayPort, также как HDMI, передает не только видео, но и аудио, и служит для подключения компьютера с дисплеем или домашним кинотеатром. DisplayPort имеет более высокую скорость передачи данных, поддержку разрешения вплоть до 8К (7680 на 4320 пикселей при 60 Гц) в версии 1.4, вышедшей в марте 2016-го, а картинку через порт можно выводить на несколько мониторов (от двух до четырех, в зависимости от разрешения).

DisplayPort специально разрабатывался для вывода картинки с компьютеров на мониторы, тогда как HDMI больше предназначался для подключения различных устройств к телевизору. Однако данные порты можно использовать вместе при помощи адаптера Dual-Mode DisplayPort.

Есть также и вариации Mini DisplayPort, применяющиеся в первую очередь в ноутбуках. В частности, уменьшенный формат любим компанией Apple.

Thunderbolt

Наконец, стандарт от компании Intel (при совместной работе с Apple) для подключения переферийных устройств к компьютеру. Именно Apple была первой, кто в 2011-м году выпустил устройство с данным интерфейсом – ноутбук MacBook Pro.

Максимальная скорость передачи данных – 20 Гбит/с при использовании оптоволокна для версии 2, тогда как 3-я версия интерфейса способна работать на скорости до 40 Гбит/с. Thunderbolt объединяет в себе не только интерфейс DisplayPort, но и PCI-Express, а значит подключить к нему можно почти всё, что угодно. В частности, допускается подключение к одному порту до шести устройств, что сокращает необходимость иметь на устройстве огромное число различных портов.

Сам разъем Thunderbolt меньше, чем у mini-DisplayPort, а его третья версия и вовсе являет собой порт, совместимый с USB 3.1, то есть выполнен с разъемом USB Type-C.

Универсальный USB

Если вы вдруг переживаете, что в скором времени придется обновлять всю домашнюю технику в связи с изменением стандартов, то не спешите. Производители стремятся упростить историю с многочисленными интерфейсами и обеспечить поддержку старых устройств посредством переходников. В частности, для HDMI устройств необходимо будет использовать лишь соответствующий переходник, дабы иметь возможность подключения к современному порту USB Type-C.

По аналогии с тем, что ранее каждый производитель мобильных телефонов имел собственный разъем для подзарядки, а ныне большинство использует порт micro-USB, видеостандарт также стремится к унификации. И объединяющим форм-фактором должен стать именно USB-порт последнего поколения, по которому будут подключаться как мониторы, так и обычные наушники да гарнитуры.

Устройство видеокарты

Не секрет, что видеокарты делятся на два типа: интегрированные (встроенные) и дискретные. Дискретные вставляются в разъем PCI Express и являются полноценной, самостоятельной частью ПК. Из-за этого устройство дискретной видеокарты гораздо сложнее и заслуживает отдельной темы. Разберёмся, из каких компонентов состоит видеокарта и за что они отвечают.

Графический процессор (GPU)

GPU (графический процессор) – является «сердцем» видеокарты, который отвечает за математические расчеты изображения, выводящегося на экран. Иными словами – обработка графики. GPU по своим свойствам похож на центральный процессор (CPU) компьютера, однако предназначен для построения изображения.

Частота

Одна из важнейших характеристик графического процессора – тактовая частота. С ней всё просто. Она измеряется в мегагерцах и чем выше его показатель, тем быстрее идет обработка информации. Частота современных видеокарт достигает отметки в 1000-1400 Мгц.

Техпроцесс

Важным показателем является техпроцесс, это один из первых пунктов среди характеристик видеоадаптеров. Измеряется в нанометрах.

Грубо говоря, основной движущей силой являются транзисторы. Если взять современные видеокарты, то можно заметить, что показатель нанометров все меньше и меньше с каждым поколением видеочипов. Все это обусловлено тем, что чем меньше размер транзисторов, тем больше их можно разместить на одном видеочипе.

С уменьшением размера транзисторов, в целом у видеокарт уменьшается также:

• Энергопотребление;
• Тепловыделение (TDP);

Производительность при этом увеличивается, так как на одной площади можно разместить больше вычислительной мощности.

Чем меньше техпроцесс, тем лучше.

Видеопамять

Работа видеокарты сосредоточена на постоянном выводе цифрового изображения на экран. Существует необходимость в сохранении выводящейся, а также остающейся за пределами экрана информации. Это задача возложена на видеопамять карты.

Память видеокарты по своим свойствам похожа на оперативную память компьютера.

Зачастую память карты используют для маркетинга, особенно в слабых (не игровых и не профессиональных) видеокартах. Кричащие 4 гб памяти почему-то сразу вызывают доверие у неподготовленного покупателя. Но один и тот же объём памяти радикально отличается на разных видеоадаптерах, если говорить о реальной производительности в требовательных задачах и современных играх. Например, даже самая бюджетная из игровых видеокарт nVidia GTX 1050 с двумя гигабайтами памяти во всех задачах покажет себя лучше, чем любой представитель карт серии GT.

Объём видеопамяти – важный, но не ключевой показатель.

Видеопамять в основном делается по стандарту GDDR. В наше время, у пользователей зачастую можно обнаружить память типа GDDR5. Ранее была распространена GDDR3.

Очевидно, что чем выше цифра, тем лучше, так как в каждой новой версии были ряды изменений, которые увеличивали пропускную способность и скорость тактовой частоты. Сейчас среди активных разработчиков можно заметить AMD, Hynix и Qimonda.

Очень важным элементом является шина памяти видеокарты и ее пропускная способность. Именно она гоняет информацию между процессором графического адаптера и его памятью. Частота памяти и шина влияют на производительность видеокарты. Частота измеряется в Мгц (мегагерцах), и чем больше она, тем быстрее работает память. Шина измеряется в bit, от 64 — до 448 bit. Чем «шире» шина, тем быстрее память взаимодействует с графическим процессором (GPU).

Самый распространенный размер шины – 128bit. Однако топовый уровень – это 256 и 384. Благодаря размеру шины и тактовой частоте, в принципе, и строится ее пропускная способность. Чем выше эти показатели, тем быстрее графический процессор обменивается данными с видеопамятью.

Интерфейсы подключения видеокарт

Интерфейсы подключения служат для соединения комплектующих и материнской платы. Различные периферийные устройства (сетевые и звуковые карты, ТВ-тюнеры и т.п.) как правило подключаются через PCI. Это стандартная шина ввода-вывода, но речь не о ней, т.к. для видеокарт используются другие слоты. До 2006 года был популярен интерфейс AGP, затем ему на смену пришёл PCIexpess (PCIe).

AGP был создан по технологиям PCI, но предназначен исключительно для видеокарт. Он отличается более высокой пропускной способностью. Последняя обновленная версия AGP 8x обладает пропускной способностью 2.1 Гб/с. Платы с AGP выпускались до 2006 года. Больше не производится, т.к. появился более совершенный интерфейс – PCIexpress.

PCI Express, отличии от AGP, обладает большей пропускной способностью, постоянно модернизируется и имеет обратную совместимость. На данный момент существуют 4 версии, следуя порядковому номеру. Самой последней является, PCIe 4.0. С каждым разом разработчики увеличивали пропускную способность интерфейса. Сейчас им удалось достигнуть отметки в 16 Гбит/с. Не стоит забывать про то, что PCI Express видеоадаптера и материнской платы зачастую не совпадают. Однако особого риска и страха здесь нет. Видеокарта будет работать на старой материнке, хоть и не сможет работать на всю свою мощность. При обратной совместимости вообще не возникает проблем.

SLI и CrossFire

Отдельно про SLI и CrossFire. Для начала стоит сказать, что разница между ними состоит в производителях и связках видеокарт. Не секрет, что вы можете подключить множество видеокарт, если только хватит ваших PCI Express слотов. SLI – фирменная технология nVidia, CrossFire – разработка AMD.

Благодаря SLI можно подключить две видеокарты одной серии с помощью специального мостика. Производительность возрастает, но видеопамять не суммируется. При объединении видеокарт в связку SLI важно знать, что они должны быть не только одного поколения, но и одной серии. Производители при этом могут быть разными. Например, GTX 1080 в SLI заработает только с другой GTX 1080.

CrossFire

Объединение видеокарт в CrossFire проще. Здесь разными могут быть не только призводители, но и модели видеокарт. Так же как и в SLI, видеокарты соединяются друг с другом с помощью специального мостика, видеопамять также не суммируется.

Проблема заключается в том, что не все материнские платы поддерживают SLI или CrossFire. Как правило, это игровые решения.

Немного про разъемы

Современные видеокарты оснащены несколькими портами, чтобы была возможность подключить более одного монитора. В свою же очередь каждый монитор имеет разный тип разъемов, о которых пользователю будет полезно узнать.

Video Graphics Array (adapter) – достаточно древняя 15-контактная штука синего цвета, которая специализировалась на выводе аналогового сигнала. Его особенностью было то, что на изображение могло повлиять разные вещи: длина провода (который состоял из 5 метров) или личные свойства видеокарты. Ранее был одним из основных, однако с появлением плоских мониторов стал сдавать свои позиции, ибо разрешение экрана увеличивалось, с чем не справлялся VGA. Используется и по сей день.

s-Video

S-Video – это так же аналоговый разъем, который часто можно встретить на телевизорах и редко на видеокартах. Качество его хуже, чем у VGA, однако его кабель достигает 20 метров, все еще сохраняя при этом хорошую картинку. Информация передается трёхканально.

DVI обогнал всем известный VGA тем, что приобрел способность передавать цифровой сигнал. Этот разъем уже более знаком современному миру, так как благодаря нему можно подключать мониторы, уже, высокого разрешения, чего нельзя было раньше. Длина его кабеля достигает 10 метров, однако это уже не влияет на качество выводимого изображения. Благодаря своей уникальности, он вмиг приобрел популярность среди другого оборудования, по типу проекторов и прочего. Бывает трех видов: только цифровой DVI-D , весьма редкий — аналоговый DVI-A и совмещающий два прошлых DVI-I. Благодаря специальным переходникам может подключаться к монитору, который имеет лишь разъем VGA.

HDMI имеет несколько преимуществ перед DVI. Главной его особенностью является то, что кроме видео канала, у него так же имеется и аудио. Благодаря этому достиг большой популярности среди известных компаний, получив поддержки. Также из плюсов можно отметить его компактность и отсутствие креплений, которые наблюдаются у DVI. К тому же, кроме видеокарты, он отлично «сотрудничает» с другими устройствами.

DisplayPort

DISPLAYPORT, в принципе, далеко не ушел от HDMI, так как они оба способны выводить качественное изображение на большой экран вместе с аудио сопровождением. Однако у DISPLAY-я есть переходники на другие, популярные виды разъемов. В отличии с HDMI производители имеют возможность не платить налог, что увеличивает его популярность. Однако шанс встретить его среди бытовых пользователей, все еще, намного меньше. Максимальный размер кабеля достигает 15 метров. Пропускная способность выше, чем у HDMI, хоть и меняется в зависимости от его версии.

Thunderbolt

Thunderbolt (бывший Light Peak) – это аппаратный интерфейс для периферийных устройств. Обладает высокой пропускной способностью и функциональностью. По легендам, создан, чтобы улучшить и превзойти USB. Раньше использовался только в продукции Apple. Можно использовать для подключения мониторов с разрешением в 4К.

Питание видеокарты

Однако все пойдет по наклонной, если вы забудете учесть свой блок питания. Сразу можно сказать, что, если у вас 350w, то выбирать видеокарту нужно очень тщательно, так как современные версии очень требовательны к этому. Известно, что материнская плата не способна отдать нужное количество энергии для энергоёмких видеоадаптеров, что приводит к необходимости использования дополнительного питания.

Обычно для подключения дополнительного питания, видеокарта оснащена 6-пиновым переходником. К сожалению, не все блоки питания имеют функцию прямого подключения, так как попросту не имеют подходящего разъема, но страшного ничего здесь нет – большинство видеокарт продают со специальным переходником в комплекте. Современные же блоки обладают уже встроенным разъемом, от чего необходимость в переходниках отпадает. Так же, на современных видеокартах часто можно обнаружить 8-пиновый разъем питания. Это связано с постоянным увеличением необходимой энергии для видеокарты.

Охлаждение

Не менее важным моментом является охлаждение устройства. Как уже было сказано – видеокарта очень требовательна к энергии, потому она больше всего склонна к перегреву. Чтобы избежать подобного существуют разные типы охлаждений. Есть пассивный, он нацелен на то, чтобы поглощать и рассеивать энергию. Активный, в свою очередь, это привычные нам кулеры или система водного охлаждения.

Видеоадаптеры – эволюция интерфейсов

Эволюция интерфейсов, внедрение новых спецификаций и соответствующей им аппаратной поддержки – в компьютерном мире обычное дело. Вот и видеоадаптер, начав своё восхождение как карта расширения, в который уже раз примеряется к новому интерфейсу. Старожилы ещё помнят старые графические платы с интерфейсом ISA, объём памяти которых редко превышал 512 Кбайт. Позже, с появлением специально расширенной шины VESA, видеоадаптеры попытались пристроиться и к ней. Это были настоящие монстры – карты, которые устанавливались сразу в два слота, размером на всю ширину материнской платы, а объ м памяти в 2 Мбайт считался на начало 90-х годов огромным достижением. Наиболее же сильный толчок в развитии видеоадаптеры получили на старой доброй шине PCI. Именно тогда, в середине 90-х, были созданы первые достойные 3D-акселераторы, и ставки в игровой индустрии резко пошли в гору. Слоты шины PCI пока всё ещё неизменно присутствуют на каждом современном ПК и сегодня, хотя видеокартами они давно уже не используются.

Динозавры типа VESA и сменившие их мастодонты давно вымерли и ушли с пути эволюции. Очень хищным оказался специально разработанный на основе PCI интерфейс для видеоадаптеров – AGP, или Accelerated Graphic Port. Он удерживает позиции уже почти десять лет. Никогда конкурентная борьба между производителями, внедрение новых технологий на графических акселераторах не достигали такого накала, как в эпоху AGP. Но ничто не вечно, и вот уже устаревшая AGP-шина сдаёт свои позиции, уступая принципиально новой агрессивной ветви эволюции – интерфейсу PCI-Express. На сегодняшний день львиная доля видеокарт всё ещё держится на интерфейсе AGP, но самые современные и высокопроизводительные из них перешли на PCI-Express. Вот о проблемах, возможностях и достижениях этих двух интерфейсов мы и поведём речь сейчас. Соблюдая историческую хронологию, начнём рассмотрение с шины AGP, получившей немало заслуг и порицаний в прошлом.

Топовые модели видеокарт ASUS AX800 XT

Рис. 1. Топовые модели видеокарт ASUS AX800 XT выпускаются в исполнении как для шины AGP, так и для шин с интерфейсом PCI-Express x16 (обратите внимание на разъёмы)

Проблема совместимости AGP 1X…8X

За время своего существования шина AGP неоднократно модернизировалась, наращивая свою пропускную способность, и сейчас уже существует в своей третьей и, судя по всему, последней спецификации. Эволюция AGP проходила не совсем гладко, проблемы совместимости разных версий не обошли её стороной. Собирая систему, особенно из комплектующих разных поколений, следует крепко подумать, прежде чем устанавливать на материнскую плату непроверенную AGP-видеокарту…

Появившаяся в 1997 году первая и самая медленная спецификация AGP 1.0 могла работать в двух режимах передачи данных 1Х/2Х (266/533 Мбайт/с), используя напряжение 3,3 В. Здесь под напряжением подразумевается уровень логической «1» сигналов, которыми видеокарта и системная плата обмениваются между собой, а не напряжение питания видеоадаптера со слота на материнскую плату, как многие ошибочно считают. Идем дальше. С 1998 года массово внедряется следующая спецификация, AGP 2.0, со скоростью передачи данных в режиме 4Х (1066 Мбайт/с) и пониженным напряжением сигнальных уровней 1,5 В. Последняя спецификация, AGP 3.0, использует восьмикратный режим передачи данных 8Х (2133 Мбайт/с) и ещё более низкое напряжение сигнала – 0,8 В.

Соответствующие скоростные режимы AGP и, главное, уровни напряжений для них должны поддерживаться как со стороны видеокарты, так и со стороны материнской платы компьютера. Вот тут-то и начинаются проблемы. Ведь если, скажем, видеокарта выдаст сигнал с напряжением 3,3 В, в то время как материнская плата рассчитана на 1,5 В или 0,8 В – результат окажется непредсказуем… Поэтому, прежде чем ставить неизвестную видеокарту, следует разобраться, как правильно совмещать между собой AGP-видеокарту и материнскую плату во избежание проблем.

Понятно, производители должны были предусмотреть защиту, исключающую возможность установки видеокарт на материнские платы, рассчитанные, прежде всего, на несовместимые сигнальные напряжения. Такая защита была предусмотрена, хотя её и нельзя назвать полностью эффективной. Первоначально защита была реализована с помощью ключей AGP-разъёмов. На данный момент существует три основных типа разъёмов для AGP видеокарт.

Расположение ключа на видеокартах AGP 1.0

Рис. 2. Расположение ключа (прорези) на видеокартах, отвечающих спецификации AGP 1.0 (1X/2X) с уровнем напряжения 3,3 В. Соответственно (ниже) AGP-разъём с ключом (перемычкой) на материнской плате под этот тип видеокарт

Расположение ключа на видеокартах AGP 2.0

Рис. 3. Расположение ключа изменилось на видеокартах AGP 2.0 (4Х) с напряжением 1,5 В. У появившихся позже видеокарт AGP 3.0 (8X) ключ расположен так же, но напряжение другое – 0,8 В. Разъём AGP (4X/8X) на материнской плате имеет соответствующую перемычку

Рис. 4. Это так называемый AGP Universal – видеокарты с двумя прорезями можно вставить в любой разъём AGP на материнской плате. Разъём AGP Universal на материнской плате не имеет ни одной перемычки, и в него вставляется любая AGP видеокарта

Теперь разберемся, что куда устанавливается. С устаревшим AGP 1.0 (рис.1) проще всего: если это материнская плата, то сюда ставятся видеокарты, рассчитанные на 3,3 В, либо универсальные (рис.4), которые могут работать на разных напряжениях и в разных режимах, вплоть до 8Х. В последнем случае производитель должен гарантировать, что его видеокарта совместима, по крайней мере, с напряжением 3,3 В. Понятное дело, что гарантии неких безымянных производителей не слишком надежны.

С видеокартами AGP 2.0 и AGP 3.0 (рис.2) уже не всё столь прозрачно. Напряжения сигнала у них разные (1,5 и 0,8 В), а вот разъём один и тот же – туда можно вставить любую из них. Пока что неизвестны видеокарты или материнские платы в которых была бы реализована поддержка только AGP 3.0 (8Х) с напряжением 0,8 В. Современные платы работают в обоих режимах (4Х/8Х), с соответствующими напряжениями. Требуемый уровень напряжения определяется и устанавливается автоматически.

Ситуация с разъёмами AGP Universal (рис.3), которыми оснащалось огромное количество видеокарт и устаревших материнских плат, наиболее запутана. Здесь нужно соблюдать особую осторожность. AGP Universal появился вместе с AGP 2.0 (4Х). Тогда это обозначало, что видеокарта может работать в режимах 1Х/2Х/4Х, выбор напряжения сигнала 3,3 или 1,5 В на ней происходит автоматически, в зависимости от того, на какую материнскую плату та устанавливается. Но уже в то время в продаже появились видеокарты на чипах nVidia TNT-2 Vanta, у которых не было реализовано поддержки 4Х, но, тем не менее, на их разъёмах красовались обе прорези AGP Universal. Последние модели видеокарт с разъёмом AGP Universal, по идее, должны поддерживать все значения напряжений, вплоть до 3,3 В. Но это далеко не всегда означает, что такую видеокарту возможно использовать на старой материнской плате с поддержкой только AGP 1.0 (2Х). Этой проблемы мы коснемся несколько ниже, на примерах.

Теперь о материнских платах с разъёмом AGP Universal на борту. Появились тогда же, что и видеокарты с AGP 2.0 (4X). Если на материнской плате установлен разъём AGP Universal, то это означает, что она поддерживает, по крайней мере, спецификации AGP 1.0 и 2.0, со стороны платы происходит автоматический выбор напряжения 1,5 или 3,3 В.

Всё было хорошо до тех пор, пока Intel не начала выпускать чипсет 845-й серии, у которого поддержка напряжения 3,3 В отсутствует. При этом многие производители продолжали оснащать материнские платы на основе нового на то время 845ХX чипсета разъёмами AGP Universal, в которые могли устанавливаться видеокарты с напряжением сигнала 3,3 В. Почему так произошло, достоверно неизвестно – возможно, производители материнских плат понадеялись на защиту в чипсете, которой на самом деле не оказалось.

Таким образом, если на материнскую плату с чипсетом Intel 845XX, оснащенную AGP Universal устанавливалась видеокарта стандарта 1Х/2Х, то материнская плата попросту сгорала. Ведь видеокарта подавала на чипсет напряжение 3,3 В, на которое тот не рассчитан и не выдерживал его. Потом, конечно, спохватились. На материнских платах начали ставить соответствующие им разъёмы AGP 2.0, а некоторые даже стали оснащать защитой, автоматически отключающей напряжение при неправильном совмещении комплектующих. Но всё же некоторая часть материнских плат на базе чипсетов Intel 845ХХ с AGP Universal уже была продана и сейчас находится на руках у пользователей. Такие платы представляют собой потенциальную опасность.

Чего следует опасаться…

Если на материнской плате установлен разъем AGP Universal, то все же стоит с осторожностью ставить на нее старые 3,3-вольтовые видеокарты. Обязательно проверяйте, не собрана ли эта материнская плата на базе пресловутого чипсета Intel 845XX, на которых второпях наставили много разъёмов без защиты от 3,3 В, без соответствующей поддержки по напряжению со стороны чипсета. Да и на других платах стоит проверять, поддерживает ли чипсет AGP 2X напряжение сигнала 3,3 В. Нельзя полностью исключать ситуацию, когда некий безымянный (а то даже и именитый) сборщик ставил на плату те разъёмы, которые в тот момент оказались на складе…

Большинство современных материнских плат не поддерживает AGP видеокарты с напряжением 3,3 В. На таких материнских платах стоит разъём AGP с соответствующим ключом (AGP 2.0/3.0), препятствующим установке видеокарт, легально отвечающим только спецификации AGP 1.0 (2Х). Однако, стоит учитывать, что попадаются старые видеокарты спецификации AGP 1.0, но их разъём почему-то выполнен с двумя прорезями, то есть универсален. Наверное, издержки «левого» производства. Такую видеокарту можно вставить в любую плату, в том числе с защитным ключом для AGP 4Х/8Х; последствия, естественно, непредсказуемы.

Отсюда вывод – не всякая видеокарта с разъёмом AGP Universal действительно является универсальной. Здесь попадаются как 1,5 В, так и 3,3-вольтовые карты. Если 1,5-вольтовую видеокарту вставить в старую материнскую плату с AGP 2X (3,3 В), то, по всем законам физики, это также должно закончится плачевно. Правда, самому мне таких видеокарт никогда видеть не доводилось.

Ну и последнее. Если новая видеокарта оснащена разъёмом AGP Universal, то теоретически это означает, что эта карта поддерживает режимы 2X/4X, а то даже 1Х и 8Х. Она может работать при разных уровнях напряжений, оснащена системой автоматического выбора нужного напряжения. Если производитель надежен и в описании видеокарты заявлена поддержка всего вышеозначенного, то это очень хорошо. Но всё же последнее не означает, что такую видеокарту можно безбоязненно устанавливать на старые материнские платы с AGP 2X. Дело в том, что современные игровые видеоадаптеры потребляют большую электрическую мощность. Старые системные платы попросту не рассчитывались на большую мощность в AGP слоте. Да и с другой стороны: ставить высокопроизводительную видеокарту в материнскую плату класса AGP 2X нет особого смысла, ибо видеоадаптер всё равно не сможет развить свою скорость из-за ограничения старой AGP-шины.

Король умер, да здравствует король – PCI-Express

Уже всем ясно, что появившаяся в 1997 году AGP к сегодняшнему дню – уже седая старость, как бы её не омолаживали. В этой области давно назревали перемены. Современному компьютеру нужна была замена, и прежде всего, устаревшей шине PCI и её производной, которой является AGP. При внедрении новой универсальной высокопроизводительной шины как единой архитектуры ввода/вывода внутри компьютера нет никакого смысла разрабатывать интерфейс исключительно для видеокарт, как были вынуждены поступать раньше на примере AGP. И вот в конце 2004 года на материнских платах начала появляться новая шина PCI-Express, удовлетворяющая самым высоким требованиям по пропускной способности. Естественно, видеоакселераторы никак не могли остаться в стороне и примерили обновку на себя первыми. Но разберемся со всем по порядку.

Базовая спецификация PCI-Express была утверждена в 2002 году. Ее разработка проводится организацией PCI-SIG при активной поддержке Intel и ряда других ведущих компаний компьютерной отрасли. Сейчас именно Intel довольно агрессивно продвигает этот стандарт. В отличие от старых параллельных шин PCI, AGP, ISA, принцип передачи данных PCI-Express является последовательным. PCI-Express работает по принципу «точка-точка», то есть одна шина в чистом виде может объединять только два устройства. Поэтому в её архитектуре предусматривается свитч, распределяющий сигналы между всеми устройствами PCI-Express. Это принципиальное отличие от PCI, где на общую шину включаются все устройства.

За счёт последовательной передачи данных удается достичь огромных тактовых частот, на два порядка превышающих рабочие частоты старых параллельных шин. Сейчас PCI-Express работает на частоте 2,5 ГГц, хотя в перспективе она может быть легко масштабирована, лимитом здесь считается 10 ГГц. Уже при частоте 2,5 ГГц достигается скорость передачи данных 250 Мбайт/с независимо в каждую сторону (полный дуплекс). Из этого потока нужно вычесть потери на избыточное кодирование по схеме «8/10», применяемое в PCI-Express, и мы получим эффективную скорость передачи данных на уровне 200 Мбайт/с на одну линию передачи.

Видеокарта

Содержание:

Обработка графической информации – одна из сложнейших задач, которые выполняет компьютер.

Видеокарта (видеоадаптер, видеоплата, разг. — видюха) – важная и сложная часть компьютера, в ее задачу входит обработка информации и вывод изображения на экран монитора. Современные видеокарты состоят из собственного процессора, кулера, оперативной памяти.

На протяжении многих последних лет существуют два основных производителя видеоплат. Это компании Nvidia и ATI Technologies (в 2006 году была приобретена американской компанией AMD). Компания Nvidia производит видеокарты под брендом GeForce, а ATI – под брендом Radeon.

Краткий принцип работы видеоадаптера

Процесс обработки графических данных – это очень сложный процесс. Чтобы получить на экране монитора определенное изображение, видеокарта выполняет много различных операций. Она получает информацию о будущей картинке от центрального процессора, после этого строит ее каркас, состоящий из точек (их называют «вершинами»).

Затем на этот каркас помещаются плоские кусочки – «полигоны». Под конец специальные программы («шейдеры») сглаживают углы, а на последнем этапе полученная фигура покрывается цветовой текстурой.

Т.к. картинка постоянно изменяется (особенно в компьютерных играх), расчеты должны производиться с очень большой скоростью. Только так можно обеспечить формирование необходимого количества кадров за 1 секунду. Идеальным для человеческого глаза является частота равная 25 кадров/сек. (англ. – FPS или Frames Per Second). Если количество кадров меньше, то будет заметно «торможение».

Почти все современные материнские платы и процессоры имеют встроенное видеоядро и поэтому покупать отдельную плату не всегда необходимо. В роли видеопамяти выступает часть оперативной памяти ПК. Не стоит ожидать высокой производительности от такого компьютера, но для работы в интернете и с офисными документами её будет вполне достаточно.

В случае, если вы планируете играть в компьютерные игры или заниматься обработкой графики или видео, без отдельной видеокарты не обойтись. Сегодня хорошая и мощная видюха является самым дорогим элементом при сборке игрового компьютера.

Устройство видеокарты

Рассмотрим из каких частей состоит видеоадаптер:

• Графический процессор (от англ. GPU (Graphics processing unit) — графическое процессорное устройство, графическое ядро) – занимается расчетами и формированием графической информации, которая выводится на монитор компьютера. GPU — основа видеоадаптера и очень часто превосходит центральный процессор по своей сложности.
• Видеопамять — является своеобразным буфером для временного помещения в него выводимых на монитор изображений, которые создаются и постоянно изменяются графическим ядром.
• Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) (от англ. RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog Converter)) – осуществляет преобразование цифровой информации в аналоговый сигнал, который отображается на мониторе ПК. От ЦАП зависит разрешение картинки, частота вертикальной развертки, количество отображаемых цветов. Цифровые мониторы или проекторы, которые подключаются к цифровому разъему видеокарты, используют свои собственные ЦАП и не зависят от RAMDAC видеокарты.
• Видеоконтроллер – устройство, которое отвечает формирование и передачу на RAMDAC необходимой информации из видеопамяти.
• Видео-ПЗУ (Video ROM) – представляет из себя микросхему, которая хранит базовую систему ввода-вывода данной видеоплаты, другими словами, BIOS, и определяет алгоритмы и правила, заданные производителем, используя которые, между собой взаимодействуют различные составные части видеокарты.
• Система охлаждения, которая осуществляет отвод тепла от видеопроцессора, видеопамяти и др. компонентов и его рассеивание, для обеспечения рабочего температурного режима.

Разъемы для подключения в компьютер

Как мы уже отмечали выше, видюхи бывают внешние и встроенные. Рассмотрим немного подробнее особенности внешних видеокарт.

Внешняя видеокарта представляет собой плату расширения и подключается в один из портов на материнской плате.

Наиболее старый разъем для подключения это AGP (от англ. — Accelerated Graphics Port или в переводе – ускоренный графический порт). Довольно редко, но всё-таки его ещё можно встретить на довольно старых компьютерах. Он был разработан компанией Intel сразу после появления процессоров Intel Pentium II и предназначался для соединения видеокарт и материнских плат с целью увеличения быстродействия видеосистемы.

Но сегодня они безнадежно устарели, т.к. имеют очень малую пропускную способность шины (всего до 2.1 Гбайт/сек), при возросших требованиях современных программ и игр. Если в вашем компьютере установлена AGP видеокарта и нужно заменить ее на современную, то ничего не получится. Современные видеоадаптеры используют другой интерфейс – PCI Express x16.

В современных материнских платах отсутствует слот AGP, и все внешние видеокарты подключаются только через интерфейс PCI Express. Скорость шины данного интерфейса намного выше, чем у его предшественника. На сегодняшний день появилась уже третья версия интерфейса — PCI Express 3.0. С ним скорость передачи данных может достигать 16 Гбайт/сек.

Разъемы видеокарты

Современные видюхи обычно имеют по несколько разъемов, к которым можно подключить монитор (даже несколько мониторов одновременно), телевизор, проектор и т.д.

• Наиболее старым выходным разъемом является VGA (от англ. Video Graphics Array). Появился данный разъем в далеком 1987 г. Как правило, при помощи него видеоплаты подключают к старым мониторам. Сигнал, выходящий через данный разъем, является аналоговым.
• DVI (от англ. Digital Visual Interface) – цифровой выход. В основном используется для подключения современных ЖК-мониторов. В отличие от VGA. Может работать как аналоговым, так и с цифровым видеосигналом.
• HDMI (от англ. High-Definition Multimedia Interface) — цифровой выход, используется для подключения ЖК-телевизоров и плазменных панелей. Основное отличие между HDMI и DVI в том, что разъём HDMI, кроме передачи видеосигнала, может передавать многоканальный цифровой аудиосигнал.
• DisplayPort (DP) – также стандарт сигнального интерфейса, предназначенный для цифровых дисплеев. Рекомендуется к использованию в качестве самого современного интерфейса для соединения между собой аудио и видеоаппаратуры: компьютера с дисплеем или компьютера и домашнего кинотеатра.

Не знаете, какую видеокарту выбрать? Хотите выбрать недорогую, но достаточно мощную? Позвоните в центр компьютерной помощи Комполайф, и наши специалисты проконсультируют вас по всем интересующим вопросам и дадут ценные рекомендации по выбору. Кроме этого, у нас вы можете заказать установку новой видеокарты в системный блок.

Разъемы дополнительного питания, краткий курс для майнеров

Добрый день! В этой публикации мы рассмотрим различные типы коннекторов, которые служат для питания майнинг-фермы. К этому вопросу нужно отнестись максимально внимательно, поскольку ошибки могут закончиться в лучшем случае коротким замыканием, а в худшем – пожаром и утратой оборудования.

В процессе написания статьи я обращался к различным источникам, начиная от «Википедии», и заканчивая англоязычными спецификациям на каждый тип разъёма питания. Это позволило мне составить таблицу с указанием ограничений по мощности, которая позволит вам избежать применения опасных переходников и разветвителей. В статье не будет лишней «воды», только то, что нужно знать каждому майнеру.

Максимально допустимая мощность

Для начала давайте вспомним уроки физики из школьной программы. Была там такая формула:

Мощность обозначается буквой P, измеряется в Ваттах (Вт). Сила тока обозначается буквой I, измеряется в Амперах (А). Напряжение обозначается буквой U, измеряется в Вольтах (В). Эту формулу я буду использовать для всех расчётов в данном материале.

Когда в статье я буду говорить о максимально допустимой мощности – следует понимать это как ограничение, заложенное разработчиками разъёма питания. На тематических форумах часто можно встретить сообщения из серии «Я подключил через один PCI-E кучу видеокарт и всё у меня хорошо». При качественных материалах, действительно, такая конфигурация может проработать некоторое время, если автор сообщения любитель острых ощущений. При некачественных материалах проблемы могут наступить ещё до того, как через переходник потечёт максимальный ток, допустимый стандартами.

Также стоит сразу определиться с терминами. Подключение питания – это соединение парного устройства, то есть состоящего из двух частей. Эти части в документации и в разговорной речи могут носить разное название. Розеточная часть, как правило, располагается на устройстве (если речь не идёт о переходниках, удлинителях и т.д.). Она может называться: розетка, female, «мама», разъём, гнездо. Вилочная часть, как правило, располагается на конце кабеля и называется: вилка, male, «папа», штекер, коннектор. Все эти названия широко распространены и имеют право на жизнь. В данной статье я буду использовать названия «коннектор» и «разъём».

Кто-то может посчитать это неправильным, но я буду оперировать привычными мне терминами, чтобы не ошибиться самому и не запутать вас.

Теперь поговорим о коннекторах, которые можно обнаружить на современном блоке питания.

Коннектор питания материнской платы (ATX-разъём)

Существуют 20-контактный и 24-контактный коннекторы питания материнской платы. В фермах применяются 24-контактные, но для совместимости с более старыми материнками четыре крайних контакта часто делают отстёгивающимися. Тип разъёма питания на материнской плате должен соответствовать типу коннектора блока питания.

Применительно к майнингу про данный разъём можно отметить, что четыре дополнительных контакта как раз служат для питания устройств PCI-Express, они обеспечивают мощность до 75 Ватт.

Коннектор питания центрального процессора

Существуют 4-контактный и 8-контактный коннекторы. Из схемы ниже нетрудно заметить, что 8-контактный – это два 4-контактных, расположенных рядом. Часто 8-контактный делают составным, по аналогии с коннектором питания материнской платы.

На блоках питания коннектор питания процессора располагается на отдельной линии. Иногда на этой линии одновременно находится и 8-контактный (неразделимый) и 4-контактный. К материнской плате подключается один из них.

Коннектор PCI-E

Именно этот коннектор предназначен для питания видеокарт, часто производители блоков питания делают их красного (а некоторые синего) цвета, бывают 6-контактные и 8-контактные. В современных блоках питания 8-контактный может быть составным, точно так же, как коннекторы, описанные ранее.

Коннектор PCI-E является наиболее востребованным в майнинге. Его назначение – дополнительное питание устройств (видеокарт, в нашем случае), подключенных к шине PCI-Express материнской платы. Согласно спецификациям, 6-контактный обеспечивает 75 Ватт дополнительного питания, а 8-контактный – 150 Ватт. При этом ещё 75 Ватт видеокарта получает от материнской платы (или от райзера).

Курс по видеокартам для майнинга:

На видеокарте может находиться несколько разъемов для дополнительного питания. Для примера можно взять видеокарту NVIDIA GeForce GTX 980 Ti, её предельная потребляемая мощность, если верить производителям, 250 Ватт. Из них 75 Ватт устройство получает от материнской платы, и требуются ещё коннекторы не менее чем на 175 Ватт. Одного 6-контактого мало (до 75 Ватт), одного 8-контактного или двух 6-контактных (до 150 Ватт) – тоже. Требуется один 6-контактный и один 8-контактный (суммарно до 225 Ватт). Смотрим картинку ниже – так и есть, всё правильно.

Коннектор Molex

Изначально данный коннектор был разработан для питания жёстких дисков и дисководов, однако в настоящее время для современных устройств эту функцию выполняют коннекторы SATA (про них ниже), а Molex служат для питания различного дополнительного оборудования.

Преимуществом Molex является наличие одновременно линий на 5 и на 12 Вольт, причём по каждой линии может протекать ток до 11 Ампер, то есть мощность 12-вольтовой линии 132 Ватта, а 5-вольтовой – 55 Ватта. Часто в Интернете можно встретить информацию, что Molex обеспечивает мощность 187 Ватт. Это верно, но разъём дополнительного питания видеокарт имеет только линии на 12 Вольт, а линия 5 Вольт не задействуется. В майнинг-фермах Molex-коннекторы используются для подключения райзеров, вентиляторов охлаждения, дополнительного питания материнской платы и как замена недостающих PCI-E коннекторов.

С использованием Molex придумано множество переходников. И некоторые из них несут реальную угрозу возгорания!

Топ самых пожароопасных переходников возглавляет переходник MOLEX->8-контактный PCI-E. Потребляемая мощность видеокарты по 8-контактному разъёму, как я уже отмечал выше, до 150 Ватт. Molex рассчитан на 132 Ватт.

С осторожностью следует использовать переходники Molex->6-контактный PCI-E и 2хMolex->8-контактный PCI-E. По мощности тут превышения нет, но не стоит расслабляться. Производители переходников часто используют некачественные материалы – тонкие провода, дешёвый пластик, ненадёжные металлические части. Это может также привести к возгоранию. После установки таких коннекторов регулярно следите за их состоянием.

Наиболее безопасный вариант – это переходники 2хMOLEX->6-контактный PCI-E. Хороший запас по мощности позволяет избежать возгорания вследствие перегрева, но всё ещё остаётся опасность возникновения проблем из-за плохого контакта, в результате чего этот переходник фактически превратится в 1хMolex->6-контактный PCI-E, а это уже первый шаг к большим проблемам.

Желательно избегать использования Molex-переходников для подключения видеокарт. Тем не менее, можно относительно безопасно применять коннекторы Molex для питания райзеров (напомню, их потребление не более 75 Ватт), в том числе и помощью переходников.

Коннектор SATA

Как и MOLEX, данный коннектор предназначен для подключения жёстких дисков и дисководов.

Из схемы видно, что коннектор имеет по три контакта на 3,3 В, 5 В, 12 В. По спецификации каждый коннектор рассчитан на максимальный ток 1,5 А. Таким образом суммарная мощность линий 3,3 В составляет без малого 15 Ватт, линий 5 В – 22,5 Ватт, а линий 12 В – 54 Ватт. Таким образом максимальная мощность линии 12 В у данного коннектора в три раза меньше, чем у Molex. А линии 5 В – в два раза меньше.

То есть НЕЛЬЗЯ использовать коннекторы SATA->Molex для питания устройств, которые потребляют больше 50 Ватт.

Коннектор для floppy-дисковода

Настоящий «динозавр» — коннектор питания для floppy-дисковода. Его ещё называют mini-molex.

Имеет линии 5 В и 12 В, по каждой из которых максимальный ток 2 А, то есть предельно допустимая мощность 10 Ватт и 24 Ватт соответственно. Этого хватит разве что только для какого-нибудь вентилятора охлаждения.

Итоговые цифры

Чтобы было нагляднее, представим значения максимально допустимой потребляемой мощности по линиям с различным напряжением в виде таблицы.

Следующая таблица – максимальная потребляемая мощность разъёмов на различных устройствах, которые могу входить в состав фермы для майнинга.

Полученные таблицы позволят вам определить, какие переходники и для каких целей являются безопасными, а какие – нет. Например:

• Один 8-контактный PCI-E для питания видеокарты (требуется 150 Ватт по линии 12 Вольт, табл. 2) можно подключить от двух 6-контактных PCI-E (суммарно дают 150 Ватт по линии 12 Вольт, табл. 1);
• Два 6-контактных PCI-E для питания видеокарты (требуется суммарно 150 Ватт по линии 12 Вольт, табл. 2) можно подключить от одного 8-контактного PCI-E (даёт 150 Ватт по линии 12 Вольт, табл. 1).
• Один 6-контактный PCI-E для питания видеокарты (требуется 75 Ватт по линии 12 Вольт, табл. 2) можно подключить от одного Molex (обеспечивает 132 Ватта по линии 12, табл. 1), но лучше от двух, учитывая низкое качество таких переходников.
• Один 6-контактный PCI-E для питания райзера (требуется 75 Ватт по линии 12 Вольт, табл. 2) можно подключить от одного Molex (обеспечивает 132 Ватта по линии 12, табл. 1).
• Два райзера с любыми разъёмами (требуют суммарно 150 Ватт) можно подключить от одного 8-контактного PCI-E.

Эти примеры я привел. Но не забывайте, что в этом деле очень многое зависит от качества материалов, из которых они сделаны. По возможности старайтесь избегать их использования.

Хотите зарабатывать на крипте? Подписывайтесь на наши Telegram каналы!