fiecare pixel

Imaginile pe care le vedeți pe monitor sunt realizate din puncte minuscule numite pixeli. La cele mai frecvente setări de rezoluție, un ecran afișează peste un milion de pixeli, iar computerul trebuie să decidă ce să facă cu fiecare pentru a crea o imagine. Pentru a face acest lucru, are nevoie de un traducător - ceva care să preia date binare de la CPU și să le transforme într-o imagine pe care o puteți vedea. Cu excepția cazului în care un computer are capacitatea grafică încorporată în placa de bază, această traducere are loc pe placă grafică.

Munca unei plăci grafice este complexă, dar principiile și componentele sale sunt ușor de înțeles. În acest articol, vom analiza părțile de bază ale unei plăci video și ceea ce fac. De asemenea, vom examina factorii care funcționează împreună pentru a crea o placă grafică rapidă și eficientă.

Gândiți-vă la un computer ca la o companie cu propriul departament de artă. Când oamenii din companie doresc o piesă de artă, trimit o cerere către departamentul de artă. Departamentul de artă decide cum să creeze imaginea și apoi o pune pe hârtie. Rezultatul final este că ideea cuiva devine o imagine reală, vizibilă.

O placă grafică funcționează după aceleași principii. CPU, care lucrează împreună cu aplicațiile software, trimite informații despre imagine către placa grafică. Placa grafică decide modul de utilizare a pixelilor de pe ecran pentru a crea imaginea. Apoi trimite aceste informații către monitor printr-un cablu.

Crearea unei imagini din date binare este un proces solicitant. Pentru a face o imagine 3-D, placa grafică creează mai întâi un cadru de sârmă din linii drepte. Atunci acesta rasterizează imaginea (completează pixelii rămași). De asemenea, adaugă iluminare, textură și culoare. Pentru jocurile cu ritm rapid, computerul trebuie să parcurgă acest proces de aproximativ șaizeci de ori pe secundă. Fără o placă grafică pentru a efectua calculele necesare, volumul de lucru ar fi prea mare pentru computer.

Placa grafică realizează această sarcină utilizând patru componente principale:

  • O conexiune a plăcii de bază pentru date și alimentare
  • Un procesor care să decidă ce să facă cu fiecare pixel de pe ecran
  • Memorie pentru a păstra informații despre fiecare pixel și pentru a stoca temporar imaginile finalizate
  • O conexiune de monitor, astfel încât să puteți vedea rezultatul final

În continuare, vom analiza procesorul și memoria în detaliu.

La fel ca o placă de bază, o placă grafică este o placă cu circuite imprimate care găzduiește un procesor și RAM. De asemenea, are un cip de sistem de intrare/ieșire (BIOS), care stochează setările cardului și efectuează diagnosticare pe memorie, intrare și ieșire la pornire. Procesorul unei plăci grafice, numit a unitate de procesare grafică (GPU), este similar cu CPU-ul unui computer. Cu toate acestea, un GPU este conceput special pentru efectuarea calculelor matematice și geometrice complexe care sunt necesare pentru redarea grafică. Unele dintre cele mai rapide GPU-uri au mai multe tranzistoare decât CPU-ul mediu. Un GPU produce multă căldură, deci este de obicei situat sub un radiator sau un ventilator.

Pe lângă puterea sa de procesare, un GPU folosește o programare specială pentru a-l ajuta să analizeze și să utilizeze date. ATI și nVidia produc marea majoritate a GPU-urilor de pe piață și ambele companii și-au dezvoltat propriile îmbunătățiri pentru performanța GPU. Pentru a îmbunătăți calitatea imaginii, procesoarele folosesc:

  • Scenă completă anti aliasing (FSAA), care netezeste marginile obiectelor 3D
  • Filtrare anisotropic (AF), ceea ce face ca imaginile să pară mai clare

Fiecare companie a dezvoltat, de asemenea, tehnici specifice pentru a ajuta GPU să aplice culorile, umbrirea, texturile și modelele.

Deoarece GPU creează imagini, are nevoie de undeva pentru a conține informații și imagini completate. Utilizează memoria RAM a cardului în acest scop, stocând date despre fiecare pixel, culoarea și locația sa pe ecran. O parte din memoria RAM poate acționa și ca un tampon cadru, ceea ce înseamnă că deține imagini completate până când este momentul să le afișeze. De obicei, RAM video funcționează la viteze foarte mari și este dublu portat, ceea ce înseamnă că sistemul poate citi din el și scrie în același timp.

Memoria RAM se conectează direct la convertor digital-analog, numit DAC. Acest convertor, numit și RAMDAC, traduce imaginea într-un semnal analog pe care monitorul îl poate utiliza. Unele carduri au mai multe RAMDAC-uri, care pot îmbunătăți performanța și pot suporta mai multe monitoare. Puteți afla mai multe despre acest proces în Cum funcționează înregistrarea analogică și digitală.

RAMDAC trimite imaginea finală către monitor printr-un cablu. Vom analiza această conexiune și alte interfețe în secțiunea următoare.

Plăcile grafice au parcurs un drum lung de când IBM a introdus-o pe prima în 1981. Numită a Adaptor de afișare monocrom (MDA), cardul furniza afișaje numai text de text verde sau alb pe un ecran negru. Acum, standardul minim pentru plăcile video noi este Matrice grafică video (VGA), care permite 256 de culori. Cu standarde de înaltă performanță precum Matrice grafice extinse cuantice (QXGA), plăcile video pot afișa milioane de culori la rezoluții de până la 2040 x 1536 pixeli.