Теоретическое обоснование. Видеокарта является основным элементом видеоподсистемы любого более или менее

Видеокарта является основным элементом видеоподсистемы любого более или менее производительного компьютера (за исключением самых дешевых офисных систем с интегрированным в чипсет видео). К основным компонентам видеокарты относятся: графический процессор (с легкой руки NVIDIA, именуемый GPU - Graphic Processing Unit), от возможностей которого во многом зависит производительность всей видеоподсистемы, и видеопамять (служащая для хранения различных элементов выводимого изображения, включая графические примитивы, текстуры и прочее).

Производительность видеоподсистемы определяет скорость обработки графической информации, выводимой на дисплей компьютера. По-настоящему объективных критериев оценки производительности видеокарт сегодня, не существует: и тесты, и многие игры, используемые для тестирования видеокарт, оптимизированы под видеочипы того или иного производителя и, тем самым, грешат некоторой тенденциозностью.

Видеокарта, как и материнская плата, представляет собой очень сложное устройство, но меньших размеров и с небольшим количеством разъёмов. Размеры видеокарт примерно зависят от того класса, к которому они относятся, так как имеют схематические решения различной сложности:

- карты начального – Low-End – класса имеют длину около 15-18 см

- Middle-End – в среднем 20 см

- Длина High-End достигает 25-27 см

Печатная плата видеоадаптера состоит из нескольких слоев, каждый из которых содержит тонкие токопроводящие дорожки, компоненты видеокарты устанавливаются только на верхних слоях: лицевой и обратной. С каждой стороны плата покрыта диэлектрическим лаком и усеяна множеством мелких элементов (резисторы, конденсаторы), так что обращаться с видеоадаптером необходимо аккуратно, чтобы не повредить эти элементы.

Все дорожки на плате объединяют между собой графическое ядро (GPU – графический процессор, видеоядро), видеопамять, раздельные подсистемы питания ядра и памяти (иногда и разъём для дополнительного питания – в случае мощной видеокарты), интерфейсный разъём для подключения к материнской плате, а также разъёмы для подключения мониторов и телевизора (рисунок 19).

Рисунок 19 - Основные компоненты видеокарты: ядро (1), память (2), подсистема питания (3), интерфейс PCI-E (4), разъёмы DVI (5) и ТВ-выход (6)

Важнейшими характеристиками любого современного графического процессора являются:

- его тактовая частота - определяет максимальный объем работы, который процессор может выполнить в единицу времени. Чем больше тактовая частота GPU, тем выше производительность видеокарты;

- количество блоков шейдеров (пиксельных или вершинных процессоров, выполняющих специальные программы) определяет возможности современных видеокарт по обработке графических примитивов и, тем самым, производительность видеокарты. Пиксельные шейдеры более актуальны, чем вершинные, поэтому зачастую количество первых в GPU превышает количество последних. Впрочем, разделение на пиксельные и вершинные шейдеры в последнее время, в связи с выходом DirectX 10, теряет актуальность. Все они заменяются едиными унифицированными шейдерными блоками, способными, в зависимости от конкретной ситуации, исполнять роль как пиксельных, так и вершинных шейдеров (а также и геометрических, которые появились в DirectX 10);

- количество блоков текстурирования (TMU), определяющих текстурную производительность (скорость выборки и наложения текстур), особенно при использовании трилинейной и анизотропной фильтрации. Наибольшее значение блоки TMU имеют в относительно старых играх дошейдерной эпохи, хотя и сейчас они не потеряли актуальности;

- количество блоков растеризации (ROP), осуществляющих операции записи рассчитанных видеокартой пикселей в буферы и операции их смешивания (блендинга). Как и в случае с блоками TMU, актуальность блоков ROP в период господства шейдерной архитектуры несколько снизилась.

Каждое очередное поколение современных GPU использует новую, порой, принципиально новую архитектуру, в которой исполнительные блоки и их взаимосвязи очень отличаются от старых, поэтому сравнивать GPU по количественным параметрам оправданно только в рамках одного поколения.

Так как пропускной способности шины памяти в современных компьютерах катастрофически не хватает для обеспечения нормального функционирования высокопроизводительных видеокарт, то большинство из них оснащены собственной памятью, используемой для хранения необходимых в процессе работы данных: текстур, вершин, буферов и т.п. Исходя из этого, можно сделать вывод - чем больше у видеокарты объем памяти, тем больше ее производительность. Но это не совсем верно. Гораздо более важными параметрами видеопамяти являются ее производительность, то есть рабочая частота и ширина шины. Большая ширина шины памяти позволяет передавать большее количество информации в единицу времени из видеопамяти в GPU и обратно, что, естественно, обеспечивает большую производительность видеокарты (при прочих равных условиях). В современных видеокартах ширина шины памяти составляет:

- для бюджетных видеокарт - 64 или 128 бит;

- для карт среднего уровня - 128 или 256 бит;

- для самых дорогих High-End видеокарт - от 256 до 512 бит.

Дата добавления: 2015-07-20