Устройство видеокарты, основные функции, определение

Содержание

• Слайд 1

• Слайд 2

  Видеока́рта (известна также как графи́ческийускори́тель, графи́ческаяпла́та, графи́ческаяка́рта, видеоада́птер,графическийада́птер)  — устройство, преобразующее графический образ, хранящийся, как содержимое памяти компьютера или самого адаптера, в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора. Первые мониторы, построенные на электронно-лучевых трубках, работали по телевизионному принципу сканирования экрана электронным лучом, и для отображения требовался видеосигнал, генерируемый видеокартой. 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.

• Слайд 3

  Видеокарта HIS Radeon HD 4670 750 Mhz AGP 1024 Mb 1600 Mhz 128 bit DVI HDMI HDCP H467QS1GHA 

• Слайд 4

  Одним из первых графических адаптеров для IBM PC стал MDA (MonochromeDisplayAdapter) 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.

• Слайд 5

  CGA (Color Graphics Adapter) имеет разрешающую способность 320×200 точек

• Слайд 6

  В ранних моделях компьютеров от IBM PS/2, появляется новый графический адаптер MCGA (MulticolorGraphicsAdapter — многоцветный графический адаптер). Текстовое разрешение было поднято до 640×400, что позволило использовать режим 80×50 при матрице 8×8, а для режима 80×25 использовать матрицу 8×16. 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.

• Слайд 7

  Цифроаналоговый преобразователь — ЦАП (или DAC — Digital to Analog Converter)

• Слайд 8

• Слайд 9

• Слайд 10

  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.

• Слайд 11

• Слайд 12

  В ныне существующих растровых дисплеях одним из важнейших компонентов, обеспечивающих взаимодействие подсистем генерации и отображения, является видеопамять. Видеопамять — часть оперативной памяти, отведённая для хранения данных, которые используются для формирования изображения на экране монитора.

• Слайд 13

Посмотреть все слайды

Устройство видеокарты

Современная видеокарта (видеадаптер) включает следующие основные элементы:

• графический процессор;
• модули оперативной памяти;
• RAMDAC – цифроаналоговый преобразователь, выполняющий преобразование цифровых сигналов ПК в сигналы, формирующие изображение на мониторе;
• ТV-тюнеры – для приёма телевизионных сигналов и вывода их на монитор; встроенные ТV-тюнеры не отличаются высоким качеством изображения, которое может воспроизводиться в небольшом окне Windows. ТV-тюнеры, устанавливаемые в отдельный слот ПК, обеспечивают полноэкранный режим и высокое качество изображения, обеспечивая при этом выполнение дополнительных сервисных функций (телефонные переговоры через Интернет, прослушивание радио, приём спутникового телевидения при наличии спутниковой антенны). Внешние ТV-тюнеры, подключаемые через порт USB, обеспечивают воспроизведение телепередач в «оконном» режиме на экране монитора;
• специальный блок «трансформации и освещения» (Т&T) – для поддержки спецэффектов в игровых приложениях, обеспечивает высокое качество изображения.

Основные характеристики видеокарты:

• частота смены кадров (frame per second – fps); качество современного видеокарты можно считать удовлетворительным, если при разрешении 1600х1200 он обеспечивает 60-70 fps; сфера применения этого показателя – компьютерные игры, причём в каждой трёхмерной игре этот показатель будет различным;
• максимальное число обрабатываемых элементарных простых объектов (многоугольников, треугольников) в секунду; для отдельных видеокарт эти значения составляют 800-1200 млн/с;
• объём оперативной памяти; в недорогих моделях используется память SDRAM или её более быстрая графическая модификация SGRAM со временем доступа 7-8 нс; более совершенные модели оснащены памятью DDR SDRAM со временем доступа 5-6 нс; для современных видеокарт объём оперативной памяти достигает 128 Мбайт и намного более;
• частота работы графического чипа и памяти видеокарты; она может быть одинаковой или разной; например, базовая частота чипа самых популярных видеокарт в 2000 г. составляла 166-250 МГц, а частота памяти – 140-180 МГц;
• частота RAMDAC определяет качество видеокарты; большинство современных видеокарт имеют частоту RAMDAC в диапазоне 250-400 МГц;
• тип интерфейса с шиной ввода/вывода, который оказывает существенное влияние на быстродействие всей видеокарты; для эффективной работы с трёхмерной графикой современные видеокарты комплектуются интерфейсом AGP. AGP4x – суперскоростной режим, обеспечивающий скорость обмена 1,06 Гбайт/с.

Основные функции видеокарты

• ускорение 2D- и 3D-графики;
• обработка видеосигналов;
• приём телевизионных сигналов;
• формирование сигналов горизонтальной и вертикальной синхронизации, используемых при формировании растра на экране монитора;
• и многое другое.

Видеокарта Rtx 2080 от компании производителя Nvidia

Видеокарта определяет следующие характеристики видеосистемы ПК:

• максимальное разрешение и максимальное количество отображаемых оттенков цветов;
• скорости обработки и передачи видеоинформации, определяющие производительность видеосистемы и ПК в целом.
• формирование сигналов горизонтальной и вертикальной синхронизации, используемых при формировании растра на экране монитора.

Презентация на тему: » Видеоадаптеры современных компьютеров. Актуальность Студенты специальности 140610 знакомятся с принципами устройства компьютера в курсе Информатики, где.» — Транскрипт:

1

Видеоадаптеры современных компьютеров

2

Актуальность Студенты специальности знакомятся с принципами устройства компьютера в курсе Информатики, где для аппаратного обеспечения предусмотрена одна тема 4 часа. За это время можно получить только общее представление обо всех устройствах персонального компьютера. Преподаватель Информатики предложил нам провести углубление изучение одного из устройств видеоадаптера и систематизировать в виде доклада. Результаты нашей работы будут размещены в локальной сети для заинтересованных студентов.

3

План Введение Устройство видеокарты: а) Видеопамять б) Видеоконтроллер в) ЦАП г) ПЗУ Видеоускорители Шейдеры Современная видеокарта

4

Введение: Видеоадаптер есть в каждом компьютере. В виде устройства, интегрированного в системную плату, либо в качестве самостоятельного компонента – платы расширения. Главная функция видеокарты — это преобразование полученной от центрального процессора информации и команд в формат, который воспринимается электроникой монитора, для создания изображения на экране.

5

Устройство видеокарты

6

Видеопамять Видеопамять служит для хранения изображения. От ее объема зависит максимально возможное полное разрешение видеокарты.

7

Видеоконтроллер Видеоконтроллер отвечает за вывод изображения из видеопамяти, регенерацию ее содержимого, формирование сигналов развертки для монитора и обработку запросов центрального процессора. Многие современные видеоконтроллеры является потоковыми — их работа основана на создании и смешивании воедино нескольких потоков графической информации.

8

ЦАП ЦАП (цифроаналоговый преобразователь) служит для преобразования результирующего потока данных, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на монитор. Обычно ЦАП совмещен на одном кристалле с видеоконтроллером.

9

ПЗУ ПЗУ — 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, и в результате выполнения им программ из ПЗУ происходят обращения к видеоконтроллеру и видеопамяти.

10

Видеоускорители Ускоритель (accelerator) — набор аппаратных возможностей адаптера, предназначенный для перекладывания части типовых операций по работе с изображением на встроенный процессор адаптера. Почти сразу после появления SVGA, видеоадаптеры стали оснащать акселераторами для аппаратного ускорения работы с графическими операционными системами

11

Шейдер Шейдер – программа, которая загружается в ускоритель, и конфигурирует его узлы для обработки соответствующих элементов. Шейдеры делятся по своим функциям на вершинные и пиксельные, геометрические.

12

Основные характеристики Частота графического процессора Объем видеопамяти Ширина шины памяти Частота памяти Тип памяти Блоки растровых операций

13

Современная видеокарта

14

Новое поколение Новую эру в компьютерной графике открывают GeForce 8800 GTX со 128 унифицированными блоками шейдеров.

15

8800GTX7900GTX7800GTX Техпроцесс (нм) Число GPU111 Число транзисторов на ядро (млн.) Частота вершинных блоков (МГц) Частота ядра (МГц) Частота памяти (МГц) Эффективная частота памяти (МГц) Число вершинных блоков12888 Число пиксельных блоков12824 Число ROP2416 Ширина шины памяти (бит) Объём памяти на GPU (Мбайт) Пропускная способность памяти на GPU (Гбайт/с) 86,451,238,4 Число вершин/с (млн.) Пиксельная пропускная способность (число ROP x частоту, в млрд./с) 13,810,46,88 Сравнение видеокарт

16

Графика Вот так может выглядеть супермодель..

17

Проблемы Высокое энергопотребление 450 Вт Дороговизна памяти DDR4 Необходимость разработки нового оборудования для производства

18

Перспективы Реалистичная графика Новые возможности анимации спецэффектов в кино Видео высокого расширения

Виды видеокарт

Существует несколько видов видеокарт, которые отличаются по своим характеристикам и назначению. Рассмотрим некоторые из них:

Интегрированная видеокарта

Интегрированная видеокарта, также известная как встроенная видеокарта, является частью материнской платы компьютера. Она обеспечивает базовую графическую функциональность, но обычно не обладает высокой производительностью. Интегрированные видеокарты подходят для повседневных задач, таких как просмотр видео, работа с офисными приложениями и простые игры.

Дискретная видеокарта

Дискретная видеокарта, в отличие от интегрированной, является отдельным компонентом, который подключается к материнской плате компьютера. Она обладает более высокой производительностью и предназначена для выполнения сложных графических задач, таких как игры, обработка видео и 3D-моделирование. Дискретные видеокарты имеют собственную память и процессор, что позволяет им обрабатывать графику намного быстрее, чем интегрированные видеокарты.

Профессиональная видеокарта

Профессиональная видеокарта, также известная как рабочая станция, предназначена для профессиональных задач, связанных с графикой и видео. Она обладает высокой производительностью и специализированными возможностями, такими как поддержка больших объемов памяти, точная цветопередача и поддержка профессиональных приложений для редактирования видео, анимации и 3D-моделирования.

Игровая видеокарта

Игровая видеокарта, как следует из названия, предназначена для игровых компьютеров. Она обладает высокой производительностью и способна обрабатывать сложную графику в реальном времени. Игровые видеокарты обычно имеют большой объем памяти, мощный процессор и поддержку различных технологий, таких как DirectX и OpenGL, которые обеспечивают более реалистичную графику и плавный геймплей.

Это лишь некоторые из видов видеокарт, которые существуют на рынке. Каждый тип видеокарты имеет свои особенности и предназначен для определенных задач. При выборе видеокарты необходимо учитывать требования вашей работы или игр, а также бюджет и совместимость с остальными компонентами компьютера.

Как выбрать видеокарту — Характеристики

Рассмотрим основные характеристики графических адаптеров, на которые следует обратить внимание при выборе. 1

Производитель. На данный момент лучшими являются NVidia и AMD Radeon. Для определенных целей выбирайте своего производителя, например, модели от AMD в некоторых случаях лучше справляются с работой в видео-редакторах

1. Производитель. На данный момент лучшими являются NVidia и AMD Radeon. Для определенных целей выбирайте своего производителя, например, модели от AMD в некоторых случаях лучше справляются с работой в видео-редакторах.

2. Частота работы процессора. От нее будет зависеть производительность в работе с видео и графикой. Выше — лучше.

3. Тип видео памяти. Выбирать следует наиболее производительный и новый тип ОЗУ, на данный момент это GDDR6.

4. Объем видео памяти. Чем ее больше — тем большую производительность вы получите.

5. Частота и ширина шины памяти. Это скорость с которой будут обмениваться данными между собой процессор и память. Чем больше показатель в обоих пунктах — тем лучше, чтобы получить пропускную способность нужно разделить частоту на ширину. К примеру: 192 бит/8 * 8000 Мгц = 192.0 GB/s.

6. Форм фактор. Обаятельно отталкивайтесь от того, какой форм фактор подойдет для вашей материнской платы и корпуса. Смотрите сколько слотов она будет занимать и есть ли для нее место в системном блоке.

7. Система охлаждения — шум. От того, какая установлена на видеоадаптер система охлаждения будет зависеть издаваемый ею шум и нагрев. Почитайте отзывы перед приобретением.

8. Максимальное разрешение. Проверьте, чтобы карта поддерживала разрешение монитора.

9. Разъем. Обязательно посмотрите подойдет ли она к разъему вашего монитора. На матерински платах подключение обычно идет через разъем PCI Express.

Режимы работы видеокарты

(видеорежимы) представляют собой совокупность параметров, обеспечиваемых видеокартой: разрешение, цветовая палитра, частоты строчной и кадровой развёртки, способ адресации участков экрана и др.

Все видеорежимы делятся на 2 основные группы: графические и текстовые, причём в различных режимах используются разные механизмы формирования видеосигнала, а монитор в обоих случаях работает одинаково.

Графический режим является основным режимом работы видеосистемы современного ПК. В этом режиме на экран монитора можно вывести текст, рисунок, фотографию, анимацию или видеосюжет. В графическом режиме в каждой ячейке кадрового буфера содержится код цвета соответствующего пикселя экрана. Разрешение экрана при этом также равно NхM. Адресуемым элементом экрана является минимальный элемент изображения – пиксел. Поэтому графический режим называют также режимом АРА (All Point Addressable – все точки адресуемы). Иногда число n называют глубиной цвета. При этом количество одновременно отображаемых цветов равно 2n, а размер кадрового буфера, необходимого для хранения цветного изображения с разрешением NхM и глубиной цвета n, составляет NхM  бит.

В текстовом (символьном) режиме, как и в графическом, изображение на экране монитора представляет собой множество пикселей и характеризуется разрешением NхM.  Однако все пиксели разбиты на группы, называемые знакоместами, или символьными позициями (Character boxes – символьные ячейки) размером pхq. В каждом из знакомест может быть отображён один из 256 символов. Таким образом, на экране умещается М/q = М_tсимвольных строк по N/p =  N_t символов в каждой. Типичным текстовым режимом является режим 80х25 символов.

Что такое видеокарта — видеоадаптер

Видеокарта (видеоадаптер) — это часть аппаратного обеспечения компьютера и ноутбука, устройство, которое отвечает за обработку данных — машинного кода, переводя его в доступное изображение. Т.е. простыми словами, видеоадаптер занимается переводом программного кода в понятное для пользователя изображение на его мониторе, телевизоре или любом другом дисплее.

Представляет из себя плату с микросхемами, кулерами и разъемами, которая устанавливается в корпус ПК или ноутбука. Они могут быть, как уже интегрированными в материнскую плату, так и дискретными. О видах графических плат подробнее написано в соответствующей главе этой статьи ниже.

Для чего нужна видеокарта

Видеокарта нужна для вывода и обработки изображения. Она преобразовывает информацию в понятную нам картинку и выводит ее на экран. Не будет графического адаптера, не будет и картинки. Но, к счастью в большинстве современных материнских плат есть уже встроенная — интегрированная графическая плата, и, если вытащить из системного блока внешнюю — дискретную, компьютер все равно будет работать и выводить картинку на экран.

Отвечает за быстроту обработки графических данных. Чем новее и производительнее графическая плата, тем быстрее будет обработка графики. Так, чтобы видео/графические редакторы, игры и т.д. работали быстро и не тормозили — нужна модель помощнее.

Устройство видеокарты — из чего она состоит

Графический процессор — обрабатывает выводимое изображение и 3D графику. Чем он лучше и новее, тем лучше будет производительность.

Видеоконтроллер — обрабатывает данные получаемые от графического процессора, формирует изображение в памяти устройства. Дает сигнал преобразователю для формирования развертки монитора.

ОЗУ — временная память. Здесь хранится уже готовое изображение для быстрого его вывода на экран. Оно может часто меняться, поэтому чем быстрее такая память, и чем ее больше — тем выше будет производительность в играх и при обработке графики в программах.

ПЗУ — постоянная память. Здесь хранится BIOS адаптера и другие системные ресурсы. Доступ к ПЗУ имеет лишь центральный процессор вашего ПК.

Цифро-аналоговый преобразователь — преобразует данные, которые формирует видеоадаптер в понятный нам цветовой диапазон, раскидывая его по пикселям на мониторе, именно это мы и видим на наших дисплеях.

Коннекторы — разъемы подключения.

Система охлаждения — то, что охлаждает видеопроцессор и память устройства. Обычно это кулеры с системой водяного охлаждения.

Как работает видеокарта

1. Центральный процессор компьютера отправляет графическому адаптеру потоки данных, которые необходимо преобразовать в картинку на мониторе.

2. Видеоадаптер производит необходимые расчеты и обработку. Многое зависит в этом процессе от ПО, о том, как установить драйвера на видеокарту — написано в соответствующем материале.

3. Выводит изображение по пикселям монитора — на экран.

Интересно! Чем более высокого разрешения монитор, тем больше соответственно на нем пикселей. Поэтому на экранах с большим разрешением — количеством пикселей, время обработки изображения увеличивается. Больше пикселей-разрешение на дисплее — дольше время обработки.

Влияние видеокарты на производительность компьютера

Видеокарта играет важную роль в определении производительности компьютера, особенно при выполнении задач, связанных с графикой и видео. Вот несколько основных аспектов, которые следует учитывать при оценке влияния видеокарты на производительность компьютера:

Обработка графики и видео

Видеокарта отвечает за обработку графических и видео данных, что позволяет компьютеру отображать изображения, видео и игры на экране. Более мощная видеокарта способна обрабатывать более сложные графические эффекты и высококачественное видео, что приводит к более плавному и реалистичному отображению.

Игровая производительность

Для геймеров видеокарта является одним из самых важных компонентов компьютера. Более мощная видеокарта позволяет запускать и играть в более требовательные игры с высокими настройками графики и разрешением. Она также может обеспечить более высокую частоту кадров, что делает игровой процесс более плавным и реактивным.

Работа с профессиональными приложениями

Видеокарты также играют важную роль в работе с профессиональными приложениями, такими как программы для редактирования видео, 3D-моделирования и архитектурного проектирования. Более мощная видеокарта может значительно ускорить процесс обработки и рендеринга графики, что повышает производительность и эффективность работы.

Поддержка многомониторной конфигурации

Если вы работаете с несколькими мониторами, то видеокарта с поддержкой многомониторной конфигурации может значительно улучшить вашу производительность. Она позволяет расширить рабочее пространство и одновременно отображать больше информации или приложений на разных экранах.

Вычислительные возможности

Некоторые видеокарты имеют специализированные вычислительные возможности, которые могут быть использованы для выполнения сложных вычислительных задач, таких как научные исследования, моделирование и машинное обучение. Это может значительно ускорить выполнение таких задач и повысить общую производительность компьютера.

В целом, выбор подходящей видеокарты для вашего компьютера может существенно повлиять на его производительность в задачах, связанных с графикой и видео. При выборе видеокарты следует учитывать требования вашей работы или игр, а также бюджет и совместимость с остальными компонентами компьютера.

Виды видеокарт

Видов графических карт на рынке не такое большое количество, по сути основных только три. Основными производителями являются NVidia и AMD Radeon и Intel, остальные фирмы просто пользуются их наработками. Intel планирует в будущем выпустить свои дискретные модели, сейчас они производят только интегрированные.

Дискретная видеокарта — что это

Дискретная видеокарта — это высокопроизводительный видеоадаптер, подключаемый к материнской плате компьютера. Отличается наличием встроенной памяти, но в некоторых моделях может быть и без нее. Заменяема — подключается отдельно.

Именно такие видео-адаптеры можно увидеть в продаже множества магазинов. Если вам нужна хорошая производительность в работе с графикой и в играх — это именно оно. Существуют варианты, как для домашних ПК с системным блоком, так и для ноутбуков.

Интегрированная видеокарта — что это

Интегрированная видеокарта — это видеоконтроллер уже встроенный в материнскую плату. Не отличается большой скоростью в обработке видео и чаще не имеет своей оперативной памяти и системы охлаждения.

Встроена по умолчанию в большинство современных материнских плат и позволяет обеспечивать минимальную производительность в обработке графики.

Внешняя видеокарта — что это

Относительно новый вид видеоадаптеров. Это тоже очень производительная карта, та же дискретная, но уже подключается через специальный переходник к вашему ПК или ноутбуку.

Именно для ноутбуков она пользуется огромной популярностью. Когда нужно обработать большое количество видеоданных и графики — это отличное решение.

В заключение

В следующих публикациях будет продолжена тема аппаратного обеспечения компьютера и вы узнаете, что такое центральный процессор вашего ПК. Хорошего вам настроения.

• Анализ и показатели профессиональной заболеваемости доклад

    

• Доклад на тему безопасность на замерзших водоемах 5 класс

    

• Эмульсии химия 11 класс доклад

    

• Доклад на тему конкурс

    

• Столкновение самолетов в аэропорту лос родеос доклад