Видеокарта определение в информатике

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.

Что такое видеокарта компьютера?

Любой геймер знает значимость видеокарты не по наслышке. Ведь очень трудно добиться стабильной работы от одной из игровых новинок на старой графической плате. Негеймеры же могли слышать это слово. Но что такое видеокарта, что делает видеокарта в их компьютере, а также, что из себя представляет устройство видеокарты знают далеко не все. При этом есть желание разобраться со скопившимися вопросами, познакомиться с тем чем является графический адаптер, какие они бывают, все выяснить об их задачах и характеристиках. Ну что же — давайте разбираться!

Что такое видеокарта

Видеокарта — составная часть компьютера, функция которой заключается в том, чтобы перевести определенные данные, расположенные в памяти системы в доступное изображение.

Если сказать нетерминологическим языком, то видеокарта, или видеоадаптер — деталь компьютера (часто подключаемая плата) которая обрабатывает информацию и передает её на экран. Они бывают разных видов и размеров, с системой охлаждения и без, но в общем выглядят примерно так:

Вероятно вы уже получили базовый ответ на вопрос что такое видеокарта, но также, скорее всего, это далеко не все, что вы хотели бы о ней знать, поэтому продолжим.

Для чего нужна видеокарта

Давайте рассмотрим более детально функции графической карты. Для этого вернемся к определению, там говорилось, что данное устройство занимается выведением на дисплей вашего компьютера изображение, сформированного из информации, содержащейся в нем. Следовательно, графическая карта отвечает за все, что вы видите. Уберите ее и все процессы перестанут поступать на экран. Они будут идти, но вы их не увидите. То есть, вынимаем из системника графическую плату и имеем черный экран.

На самом деле, в большинстве случаев, если из ПК убрать видеокарту, то он даже не запуститься. Дело в том, что большинство BIOS настроено так, чтобы не давать загружаться компьютеру в случае обнаружения каких-либо ошибок, коей и является отсутствие видеокарты.

Не будет того, что предаст данным и происходящим внутри системы процессам вид вполне понятного для вас изображения. Даже больше — если ее не вынимать оттуда, а просто повредить, то уже будут проблемы с переводом данных в образы на мониторе. Надеюсь теперь вы понимаете для чего компьютеру нужна видеокарта. Поехали дальше.

Из чего состоит видеокарта

На вопросы что такое видеокарта и для чего она нужна компьютеру ответы получены. Сейчас ответим еще на один — из чего она состоит. Итак:

• Видеопроцессор — как и его старший родственник ЦП, является важным органом графической карты. Он занимается вычислительной работой над проецируемой на ваш монитор картинкой и несет ответственность за 3D графику;
• Видеоконтроллер — создает образ в оперативной памяти видеокарты, обрабатывает полученные данные от ЦП, выполняет работу в части произведения сигналов развертки для монитора;
• Видеопамять — фактически является ОЗУ графического ускорителя. В ней находятся информационные данные образа идущего на дисплей;
• Цифро-аналоговый преобразователь — работает над модифицированием картинки, которую генерирует видеоконтроллер, а также принимает участие в регулировке цветовой гаммы на экране компьютера;
• Видео–ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) — в нем находится БИОС графической карты. Доступ в него есть только у ЦП;
• Система охлаждения — поддерживает оптимальный уровень температурного показателя графической платы.

Как работает видеокарта

В предыдущем разделе были рассмотрены основные составляющие графической карты, время рассмотреть, как все это работает. А работает это так:

• ЦП вместе с определенными программами отправляет видеоадаптеру данные, необходимые для создания картинки на дисплее;
• Графическая плата устанавливает верное местонахождение пикселей на мониторе компьютера. Если на этом этапе произойдет сбой, то изображение может получиться не таким, каким должно;
• Графический ускоритель направляет данные на экран.

Фактически эти три шага: отправление графическому адаптеру информации, его работа с ней и вывод результата, представляет всю работу видеокарты.

Но давайте рассмотрим процессы, происходящие на втором шаг подробнее. Для примера возьмем компьютерную игру.

При работе с игровой программой главной задачей графического адаптера является создание 3D изображения. Здесь огромную роль играют полигоны — различные необъемные фигуры, число углов которых может быть равно, или больше трех. Полигоны включают в свой состав огромное множество треугольников. Из них строится весь игровой мир.

Графический ускоритель получил информацию касательно игрового мира. Сейчас он должен определить, что конкретно и как окажется в поле зрения игрока, а что нет. Все необходимое он размещает в кадре. Работая с треугольниками, видеокарта производит предметы, освещение и его влияние на окружение.

В построении игрового мира видеокарта выполняет следующее:

• Растеризация — окраска пикселей объекта;
• z-буферизация — на этом этапе решается, какие из полигонов и треугольников, образующие предметы будут видны;
• Затенение — благодаря этому этапу, идёт установка цвета предметам отталкиваясь от источника света, и наличия тени;
• На предметы, произведенные графической платой, будут наложены необходимые текстуры, т.к. без них они не имеют каких-либо отличительных качеств. По сути, они как модели из 3D принтера, а текстуры это своеобразные наклейки на предметы, которые придают им внешний вид и реалистичность.

Тем не менее, не стоит забывать и о таких показателях, как площадь, периметр, диаметр, то есть геометрических показателях фигур и моделей. Операции по их вычислению довольно объемны и сложны, поэтому все это ложиться на плечи ЦП, чем он мощнее, тем лучше функционирует игра.

Виды видеокарт и их производители

С большинством технических моментов мы разобрались, время рассказать о видах графических ускорителей.

Начнем с производителей. И надо сказать, что существует очень много кампаний представляющих широкий ассортимент видеоадаптеров: ASUS, MSI, Sapphire, Powercolor и др. Их продукция может иметь разный объемом видеопамяти, или отличие в других показателях характеристик, но все производители видеокарт собирают графические ускорители исходя из разработок на основе GPU от AMD (видеокарты Radeon) и NVidia (видеокарты GeForce).

Можно считать, что фактических производителей только двое, остальные используют их разработку, чтобы штамповать новые варианты, но масштабный переворот они не осуществляют. Конечно, есть ещё и третий производитель Intel, но у него только встроенные видеокарты.

Подведем краткий итог: есть два основных титана на рынке видеокарт AMD и NVidia, а также Intel, в разы уступающая паре своих старших братьев по мощности, так как это интегрированные графические ускорители.

Теперь более подробно о типах видеокарт. Их на сегодняшний день существует три:

1. Дискретная видеокарта – содержит свой собственный GPU и оснащена видеопамятью, она обособленная составляющая компьютера, которую можно заменить (MSI GeForce GTX 750 Ti, ASUS AMD Radeon RX 460), может похвастаться отличной производительностью;
2. Интегрированная видеокарта — графический адаптер, представляющий собой одно целое с материнской палатой/процессором (GeForce Go 6100, Radeon Xpress 200M, Intel HD Graphics 3000). Очень слабые по сравнению с дискретными образцами. При желании «усилить» компьютер, вам придется менять одну из частей, с которой связана карта, а это далеко не всегда возможно;
3. Внешняя графическая плата — новичок на фоне других типов видеокарт. Фактически это дискретная видеокарта, которую вы подключаете к своей системе, через PCI переходник (еще вам понадобиться блок питания, хотя можете сразу взять док станцию для вашей графической карты). Данный тип карт обладает хорошей производительностью, как и полагается самостоятельным графическим платам.

Характеристики видеокарт

От типов графических ускорителей, переходим к характеристикам видеокарт, играющих важную роль в их работе, и общей производительности компьютера:

• Линейка графических процессоров — кто производитель GPU: AMD, или NVIDIA;
• Частота процессора видеокарты — отвечает за число тактов процессора в одну секунду, чем выше данный показатель, тем выше производительность видеокарты. Измеряется в мегагерцах;
• Объем видеопамяти – объем данных, которые сможет хранить карта, без участия ОЗУ. Память видеокарты также играет одну из важных ролей в её производительности;
• Тип видеопамяти – к какому поколению она принадлежит (DDR4, DDR3, DDR5), чем новее поколение, тем выше ее быстродействие;
• Частота видеопамяти – несет ответственность за пропускную способность видеопамяти. Единица измерения — мегагерц;
• Разрядность шины памяти – стоит за обменом данных между памятью видеокарты и ее процессором, чем выше показатель, тем скорее пойдет обмен, а соответственно будет более высокая производительность у видеокарты (измеряют в битах);
• Разъем – вид гнезда для кабеля монитора – HDMI, VGA, DVI-I, DVI-D, DisplayPort.

Выводы

На самом деле еще очень много можно рассказывать про видеоадаптеры, сравнивать типы видеокарт между собой, копаться в мелочах и говорить о показателях производительности графических плат в различных тестах. Но самое главное – для чего и как устроена видеокарта компьютера, а также основные ее характеристики вам известны. Собственно это и было предназначением данной статьи. Очень надеюсь, что теперь вы стали лучше разбираться в этом вопросе.