Как работают видеокарты

Вы когда-нибудь задумывались, как ваш компьютер воспроизводит графику на экране? Вы, наверное, знаете, что графическая карта отвечает за создание этих изображений, но как именно она создает эти изображения?

Вот подробный обзор всех основных компонентов видеокарты и того, как все это работает.

Интерфейс

Интерфейс видеокарты - это часть видеокарты, которая подключается непосредственно к материнской плате для обмена информацией.

Два основных типа интерфейсов - это PCI Express и AGP. (Существуют также интерфейсы ISA, PCI и PCI-X, хотя они редки и устарели.)

Связанный: Видеокарта не работает? Вот причины и исправления

PCI Express

Это модернизированная версия традиционного интерфейса PCI, который использует множество отдельных линий для более быстрой оптимизации пропускной способности.

Более того, он также считается более универсальным, чем интерфейс AGP, с более эффективным методом потребления энергии благодаря простому интерфейсу.

AGP

Порт ускоренной графики был разработан для рендеринга 3D-графики и использует прямое подключение к материнской плате. Это позволяет увеличить тактовую частоту и отправлять / получать группы данных за одну передачу.

Видео BIOS

Видео BIOS содержит базовый интерфейс настройки видеокарты и передается в BIOS компьютера через ПЗУ графической карты или постоянную память.

Этот интерфейс включает в себя такие важные вещи, как:

• Время памяти
• Напряжения
• Рабочие скорости
• ОЗУ

Думайте о видео BIOS как о бьющемся сердце видеокарты, которое служит основой для работы остальных компонентов.

GPU

Это детище видеокарты, иначе известное как блок обработки графики, отвечает за рендеринг пикселей в 2D- и 3D-графику через оперативную память и состоит из следующих частей:

• Графика и компьютерный массив
• Контроллер графической памяти
• Интерфейс шины
• Блок управления питанием
• Блок обработки видео
• Интерфейс дисплея

В частности, графический процессор применяет определенные детали к каждому пикселю, чтобы оживить их. К таким деталям относятся цвета, текстуры и узоры. Он делает это снова и снова, пока все эти обработанные пиксели не сформируют связное изображение на вашем экране. (Точное количество пикселей зависит от разрешения вашего экрана).

Поскольку он так много работает, графический процессор выделяет много тепла, поэтому он находится под (огромным) радиатором, чтобы охладить его.

Видеопамять

Пока графический процессор визуализирует все эти пиксели, ему нужно место для хранения этих данных, чтобы он мог отображать изображения.

Для этого и предназначена видеопамять, и ее объем обычно составляет от 1 ГБ до 12 ГБ.

Существуют разные типы памяти, в том числе:

• VRAM: это позволяет графическому процессору очень быстро отображать эти пиксели (также известное как «чтение и запись»).
• WRAM: еще более быстрая версия VRAM
• SDRAM: работает с высокой тактовой частотой и пропускной способностью
• SGRAM: известна улучшенной графической производительностью

Видеопамять хранит так называемую цифровую информацию, и ей нужен способ отправки этих данных на монитор, который считывает только аналоговые сигналы.

Это как два человека, говорящие на совершенно разных языках, пытающиеся общаться друг с другом.

Здесь RAMDAC пригодится.

RAMDAC

Думайте о RAMDAC (что означает цифро-аналоговый преобразователь с произвольной памятью) как о интерпретаторе мира видеокарт.

Он преобразует цифровые данные из видеопамяти в аналоговые сигналы для отправки на монитор.

Основное различие между цифровыми и аналоговыми сигналами сводится к структуре волн.

• Цифровой - жесткие прямоугольные волны
• Аналоговый - гладкие и непрерывные волны

RAMDAC берет эти жесткие волны и сглаживает их, чтобы монитор мог их понять, что создает законченное изображение, которое визуализировал графический процессор.

Связанный: Объясняет MTE: разница между процессором и графическим процессором

Выходы

Выходы используются для подключения видеокарты к кабелям дисплея, которые используются для передачи тех сигналов цифро-аналогового преобразования, которые интерпретирует RAMDAC.

Выходы делятся на следующие категории:

• VGA: использует аналоговый сигнал дисплея
• DVI: стандартный цифровой интерфейс для передачи пикселей с компьютера на монитор
• HDMI: обеспечивает передачу аудио и видео
• Vivo: используется для подключения к различным мультимедийным устройствам, таким как телевизоры и DVD-плееры.
• DisplayPort: соединяет видео и устройства отображения вместе

Кулеры

Поскольку графический процессор - самая горячая часть видеокарты, он должен оставаться холодным, чтобы предотвратить перегрев.

Радиатор

Радиатор забирает тепло, создаваемое графическим процессором, и распределяет его по ребрам и от блока, который обычно охлаждается с помощью подключенного вентилятора.

Водяные блоки

Водяной блок - это способ жидкостного охлаждения вашего графического процессора, забирая тепло и переводя его с газа на охлаждаемую жидкость. Эта жидкость проходит через изолированные трубки и возвращается к графическому процессору для повторного использования.

Слотовые модели

Однослотовый кулер

Модели более низкого уровня часто имеют высоту в один слот и выделяют меньше тепла, чем системы с двумя слотами. Они занимают достаточно места только для одного слота расширения и обычно имеют небольшой размер.

Двухслотовый кулер

Модели более высокого уровня часто имеют два слота, чтобы обеспечить лучшее охлаждение. Система с двумя слотами предназначена для проталкивания горячего воздуха через второй слот из корпуса компьютера.

Собираем все вместе

Материнская плата сообщает видеобиосу о необходимости загрузки через интерфейс видеокарты, который отправляет сигналы на графический процессор, чтобы начать рендеринг графики.

Поскольку графический процессор начинает назначать детали для каждого пикселя, он сохраняет эти данные в видеопамяти, которая считывает только цифровые сигналы.

RAMDAC преобразует эти цифровые сигналы в аналоговые, чтобы монитор мог их понять, и отправляет эти волны через выходы в качестве средства передачи.

Между тем, метод охлаждения, такой как радиатор или водоблок, используется для предотвращения перегрева графического процессора, поскольку он выполняет большую часть основной работы.

Это основные компоненты видеокарты и то, как все они гармонично работают для рендеринга графики высокого разрешения, которую мы все знаем и любим.

Кредит изображения: Видеокарта, Карта S3 Graphics Chrome 530 GT, Волна, EVGA GeForce GTX 590, Zalman Fatal1ty GPU кулер, CPU Waterblock HDR - отображение тонов, Mindstorm