Что такое видеокарта кратко и понятно
Что такое видеокарта? Основные понятия
Что такое видеокарта? Основные понятия
Вступление
Сегодня мы продолжаем начатый немногим ранее цикл статей, посвящённых компонентам компьютера. В предыдущий раз мы подробно разобрали такую тему, как «Что такое процессор и почему его можно считать сердцем любого современного устройства». Сегодня мы хотим затронуть не менее интересную и важную тему: «Что такое видеокарта или графический процессор (GPU)». Как всегда, наш экскурс начнётся с базовых принципов, терминологии и небольшой предыстории появления графических процессоров.
Что такое видеокарта (GPU)?
Проще говоря, видеокарта в совокупности с другими компонентами компьютера позволяет преобразовать протекающий машинный код (последовательность команд) внутри вашего компьютера в удобочитаемое изображение для человеческого глаза.
В первую очередь, под видеокартой подразумевается устройство с графическим процессором, который занимается формированием самого графического образа. Все современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический процессор, который может производить дополнительную обработку команд и кода, снимая данную часть задачи с центрального процессора компьютера.
Также современные видеокарты от Nvidia и AMD на аппаратном уровне осуществляют рендеринг графического конвейера для построения и отображения двумерной и трёхмерной компьютерной графики на спецификациях OpenGL, DirectX и Vulkan.
Зачастую видеокарта выполнена в виде отдельной печатной платы и используется в отдельном слоте расширения (AGP, PCI Express) материнской платы. Однако широко распространены и встроенные (интегрированные) в системную плату или процессор видеокарты. Ниже мы посвятим отдельный блок в ключе сравнения интегрированных и внешних (дискретных) видеокарт.
История появления графических процессоров
Пожалуй, это был один из самых сложных и тернистых путей компьютерного прогресса, и начинался он, как могли подумать многие, не с вывода примитивной 2D или 3D графики, а с вывода самого простого текста на монохромный экран монитора.
Итак, давайте начнём по порядку.
Самым первым графическим адаптером стал MDA (Monochrome Display Adapter), разработанный в 1981 году. MDA был основан на чипе Motorola 6845 и оснащен 4 КБ видеопамяти. Он работал только в текстовом режиме с разрешением 80×25 символов и поддерживал пять атрибутов текста: обычный, яркий, инверсный, подчёркнутый и мигающий. Никакой цветовой или графической информации он передавать не мог, и то, какого цвета будут буквы, определялось моделью используемого монитора.
Однако настоящим прародителем современных видеокарт принято считать CGA (Color Graphics Adapter), выпущенный компанией IBM в 1981 году. CGA мог работать как в текстовом режиме с разрешениями 80×25, так и в графическом с разрешениями до 640×200 точек и с возможностью отрисовки 16 цветов.
С момента появления первого цветного графического адаптера CGA в 1981 и вплоть до 1991 никаких революционных инноваций не происходило от слова «совсем». В основном разработчики и конструкторы аппаратных плат представляли небольшое увеличение разрешения, цветности изображения и т. д.
И только в 1991 году появилось такое понятие, как SVGA (Super VGA) — расширение VGA с добавлением новых режимов и дополнительного сервиса, например, возможности поставить произвольную частоту кадров. Число одновременно отображаемых цветов увеличивается до 65 536 (High Color, 16 бит) и 16 777 216 (True Color, 24 бита), появляются дополнительные как текстовые, так и визуальные режимы отображения информации. SVGA является фактическим стандартом видеоадаптеров где-то с середины 1992 года, после принятия ассоциацией VESA стандарта VBE (VESA BIOS Extention — расширение BIOS стандарта VESA) версии 1.0. До того момента практически все видеоадаптеры SVGA были несовместимы между собой.
Ну что, не устали еще? Если нет, предлагаю продолжить и перейти к разбору того, что из себя представляют интегрированные и дискретные видеокарты.
Интегрированная или внешняя (дискретная) видеокарта
Интегрированная (встроенная) видеокарта
Интегрированная видеокарта — это видеокарта, которая уже встроена в ваш процессор или материнскую плату. В большинстве современных процессоров от AMD и Intel под защитной крышкой процессора располагается не только кристалл центрального процессора, но и интегрированное в кристалл процессора графическое ядро для вывода графической информации.
Решение со встроенными графическими процессорами (видеокартами) довольно популярно в ноутбуках и другой портативной электронике, где из-за компактных размеров устройства невозможно использовать отдельное внешнее графическое решение для вывода информации.
Интегрированное графическое решение в плане общей производительности и быстродействия зачастую уступает отдельным внешним графическим картам и, скорее, годится как временное решение до момента покупки отдельной внешней видеокарты (в ноутбуках и другой портативной электронике возможность замены видеокарты зачастую отсутствует). Однако производительности интегрированного в материнскую плату или процессор видеочипа вполне хватает для ряда повседневных задач по типу серфинга в интернете, просмотра видео в низком разрешении (битрейде) или работы в офисном пакете приложений. Интегрированные видеокарта в последних линейках процессоров Intel (начиная с интегрированного графического ядра Intel HD Graphics 630) и AMD (начиная с интегрированного графического ядра Radeon Vega 10) вполне могут справиться с простыми и нетребовательными играми в FullHD разрешении.
В дополнение хотелось бы отметить, что все интегрированные графические карты не имеют своей собственной видеопамяти. В качестве видеопамяти интегрированные решения резервируют настраиваемый участок из оперативной памяти для своих нужд и последующей работы.
Внешняя (дискретная) видеокарта
Дискретные видеокарты являются самым производительным графическим решением, так как на отдельной плате видеокарты располагается независимый графический процессор и набор отдельной независимой видеопамяти, что позволяет не задействовать в процессе работы графического процессора (видеокарты) вашу основную оперативную память и встроенное в процессор графическое ядро.
Из-за резкой разницы в производительности, по сравнению с интегрированными графическими решениями, прямо пропорционально повышается и рабочая температура видеокарты. Поэтому на все производительные дискретные решения устанавливаются массивные радиаторы для отвода тепла, а количество кулеров используемых для охлаждения может достигать 3-4 штук.
Дискретный вариант видеокарт может быть заменён в будущем, когда производительности текущей видеокарты не будет хватать для запуска новых требовательных игр или работы в графических приложениях.
Характеристики видеокарт
Ну что, достаточно «лирики», давайте пройдёмся по основным характеристикам видеокарт. Ниже мы перечислим только основные характеристики видеокарт, на которые стоит обратить внимание при выборе видеокарты, без углубления в такие параметры, как техпроцесс, количество CUDA блоков или число блоков растеризации.
Производитель
По данной ссылке вы сможете ознакомиться с нашей отдельной статьей в ключе выбора видеокарты: «Как выбрать видеокарту для компьютера? Какая видеокарта лучше: AMD или Nvidia?»
Тактовая частота ядра и памяти
Здесь можно провести прямую аналогию с тактовой частотой центрального процессора с единственным отличием, что в видеокартах частотой обладает как видеопамять, так и само графическое ядро.
Следовательно, чем выше показатель тактовой частоты графического процессора и памяти, тем выше производительность видеокарты.
Стоит добавить, что большинство видеокарт позволяет поднять показатели тактовой частоты через специальные программы для «разгона» или оверклокинга. В некоторых случаях прирост производительности может достигать от 5% до 20%. Но не стоит забывать об обратной стороне медали — возможности появления артефактов или графических ошибок в различных приложениях и потенциальном ускоренном износе видеокарты или перегреве.
Тип и объем видеопамяти
Под видеопамятью следует понимать отдельную независимую память, распаянную на плате видеокарты под нужды самой видеокарты при работе с графическими задачами.
Следовательно, чем новее тип используемой памяти и больше её количество, тем быстрее видеокарта сможет отрисовывать/прогружать новые текстуры в играх или, как вариант, сможет задействовать текстуры более высокого качества и разрешения.
Разрядность шины памяти
Разрядность шины памяти отвечает за то, насколько быстро графический процессор видеокарты обменивается обрабатываемой информацией с памятью видеокарты. Чем выше разрядность, тем быстрее происходит обмен данной информацией, что весьма важно в требовательных играх или задачах обработки графики.
Система охлаждения
Тут тоже все весьма просто — чем производительней видеокарта, тем больше тепла она выделает. Поэтому все современные графические решения используют от двух и более кулеров (вентиляторов) для охлаждения видеопроцессора и памяти видеокарты.
В некоторых моделях видеокарт система охлаждения может работать тише, чем в других моделях, поэтому, если для вас важен такой параметр, как издаваемый шум при нагрузке, советуем ознакомиться с отзывами пользователей перед приобретением конкретной модели видеокарты.
Интерфейсы или разъемы подключения
Интерфейс подключения определяет то, посредством чего ваш монитор или телевизор будет подключен к видеокарте для вывода изображения. На данный момент в мониторах и телевизорах используется четыре разъема подключения, это — DVI-I, DVI-D, VGA, HDMI и DisplayPort.
DVI-I, DVI-D и VGA относятся к морально устаревшим стандартам подключения и зачастую используются в старых моделях мониторов и телевизоров, где разрешение редко превышает 1920×1080, а частота обновления 75 Гц. Поэтому, если вы хотите использовать разрешение выше, чем FullHD (1920×1080), вам следует обратить внимание на варианты с HDMI и DisplayPort разъемами подключения.
Стоит добавить, что HDMI и DisplayPort, помимо вывода изображения, могут передавать и звуковой сигнал с устройства, что очень удобно в случае подключения и вывода изображения на телевизор или монитор со встроенными динамиками.
Разъемы питания
C ростом производительности видеокарты прямо пропорционально увеличивается её потребляемая мощность, следовательно, чем лучше и производительней видеокарта, тем больше линий дополнительного питания ей потребуется для работы.
Не удивляйтесь, но большинство современных видеокарт являются самыми «прожорливыми» элементами компьютера в плане электропитания. В качестве примера: видеокарта GeForce RTX 3070 требует подключения 8-pin + 6-pin разъемов дополнительного питания и потребляет в момент нагрузки порядка
300 Вт, в то время как графические решения начального уровня по типу GeForce GT 1030 вполне способны работать без наличия дополнительного питания и обходятся питанием с линии PCI-Express.
Заключение
Видеокарта — что это такое, зачем она нужна и как работает
Каждый компьютерный пользователь, а особенно геймеры — отлично знают, что видеокарта является одним из самых главных компонентов компьютера и ноутбука. Чтобы видео и игры не тормозили, работали стабильно и все шло плавно.
Она необходима, чтобы выдавать обрабатываемую информацию компьютера в виде изображения. Так, все, что вы видите сейчас на своем мониторе — обрабатывает и выводит видеоадаптер вашего ПК или ноутбука.
Из аппаратного обеспечения мы уже успели рассмотреть, что такое SSD и жесткий диск. Сегодня речь пойдет о видеоконтроллере компьютера, рассмотрим, что это такое, как работает и какие бывают его виды.
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.
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.
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.
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.
Для чего нужна видеокарта: ликбез для новичков
Как выглядит видеокарта?
Видеокарта — это неотъемлемая составляющая любого компьютера, из-за отсутствия которой изображение на монитор не передавалось бы. Её еще называют графическим ускорителем, задача которого состоит в передачи неисчисляемого количества мегабайт информации на монитор. Поэтому совсем не удивительно, что такая плата занимает второе место по размеру среди всех компонентов компьютера.
Разные производители разрабатывают разный дизайн такого модуля. А также они могут быть как встроенными, так и дискретными.
На протяжении долгого времени встроенная видеокарта выглядела как находящиеся на материнской плате элементы модуля вместе с графическим процессом. Из-за этого она отбирала часть оперативной памяти. Сегодня такая видеокарта представляет ядро, которое размещено в самом центре процессора. Это небольшой графический чип. Из-за скрытого местоположения и маленького размера, обнаружить такой чип будет сложно.
Дискретная же видеокарта выглядит как отдельная плата, которая имеет свою оперативную память и графический процессор. Такой модуль находится в системном блоке и установлен на материнской плате. Из-за своего большого размера не заметить его невозможно. Расположенная в ноутбуке, она имеет небольшие размеры.
Где находится видеокарта?
Чаще всего необходимость в поиске видеокарты возникает в случае замены старого видеоадаптера на новый или же в случае скопления пыли, которую нужно вычистить.
Определить видеокарту не составит труда, так как она имеет систему охлаждения, которая похожа на вентилятор. Ее уж ни с чем не спутаешь. Видеокарту устанавливают для того, чтобы не случился перегрев и поломка модуля. Такая карта может иметь в наличии один или два кулера.
Иногда, возникают трудности с месторасположением видеоадаптера. Ведь система охлаждения может быть замаскирована, а в материнской плате установлено еще пару модулей. Исключительно каждый адаптер имеет разъемы VGA для того, чтобы подключить монитор. Он легко выделяется среди других составляющих, так как имеет ярко выраженный синий (реже белый) цвет и прямоугольную форму. Перепутать такие разъемы будет крайне тяжело, а обнаружив их, вы сразу поймете, что перед вами видеоадаптер.
Для чего нужна видеокарта
Видеоадаптер служит для того, чтобы рассчитать изображение и вывести его на экран монитора. Иначе говоря, она формирует всё, что вы видите на экране. Это и является ее основной функцией. Но помимо этого, она использует свои возможности в проведении вычислений в таких задачах, которые не прямо не связанны с этими функциями.
На что влияет видеокарта
Главным фактором при выборе видеокарты для компьютера является количество объема памяти. Ведь именно размер памяти видеокарты влияет на программы, работающие с видеопамятью (игры, например). А если памяти будет не хватать, могут возникнуть проблемы (к примеру, непрорисовывание текстур).
Чем отличаются видеокарты
Существует несколько видов видеокарт. Их различают на офисные, игровые и профессиональные. Первые — это простые графические видеоадаптеры, которые предназначаются для того, чтобы выводить изображение на монитор. Это происходит в процессе работы с программами, которые являются нетребовательными к ресурсам. Но в чем же отличие профессиональной видеокарты от игровой?
Говоря простым языком, в развлекательных приложениях и играх важным является изображение, эффекты и окончательная картинка всего этого. Профессиональные же адаптеры дают высокую производительность в специфических задачах, например моделирование и работа с инженерным софтом. Поэтому требования, которые выдвигают для видеокарт в первом случае, связаны со скоростью создания текстур и быстродействием шейдеров. Для вторых же важна геометрическая производительность процессора.
Что такое видеокарта?
Привет друзья, сегодня мы поговорим о графике вашего компьютера. Я уверен, что большинство пользователей ни разу, не задумывались о том, каким образом на экране монитора появляются изображения, что за процесс такой, который осуществляет отображение всех графических объектов на экране. Ведь по идеи, все, что должен получить монитор – это программный код, который мы бы переводили годами в лучшем случае.
Но мы видим удобное управление, картинки, фильмы, играем в игры и все хорошо. В этой статье, я расскажу вам, каким образом изображения попадают на экран монитора.
Что же такое видеокарта?
Начинаем разбираться, как графический сигнал попадает на экран монитора. Случайностей в технике не бывает, вот и тут за конкретное действие отвечает конкретная деталь. В каждом системном блоке вашего компьютера установлен видеоадаптер (видеокарта), который и кодирует непонятный код в понятные нам цвета и изображения.
Видеокарта имеет свой встроенный процессор, ее главная цель обеспечивать понятной графикой монитор, к которому она подключена, а также снять максимум нагрузки с центрального процессора и преобразовать все команды в привычные нашему глазу цвета, картинки, фильмы.
Бывает два типа видеоадаптеров:
Интегрированный – это уже встроенный в материнскую плату адаптер, который позволяет работать с графикой, но, как правило, большой нагрузки такой адаптер не выдержит и вполне возможно, что запущенная игра начнет притормаживать, зависать или вовсе выдаст ошибку и закроется.
Причина заключается в следующем: такая карта не имеет своего процессора и памяти, а значит, потребляет ресурсы центрального процессора и оперативной памяти, что значительно уменьшает общую мощность.
Типы таких видеоадаптеров используют в основном на рабочих, офисных компьютерах, которые не должны работать с «тяжелыми» программами.
Преимущество заключается в низкой стоимости, комфортной работе без дополнительного программного обеспечения (драйверов), так же они неплохо экономят электроэнергию и достаточно тихо работают.
Дискретный тип видеокарт — это как правило отдельная плата, которую можно снять и без проблем поменять на новую более мощную, но могут встречаться все-таки и уже встроенные в материнскую плату.
Но даже уже встроенная карта имеет собственную, независимую память и процессор, что позволяет значительно уменьшить общую нагрузку и позволит вам играть уже в более серьезные игры с требование высоких технических характеристик.
Основной минус таких видеокарт – это высокая стоимость и высокое потребление электроэнергии. А раз эта карта сама работает над графикой и потребляет много энергии она и нагревается значительно больше, на них устанавливают отдельные кулеры (вентиляторы), которые могут быть достаточно шумными, работать громко.
Объем их измеряют в Мб (мегабайтах) и современные в Гб (гигабайтах), есть конечно еще много характеристик, но для ознакомления этого будет достаточно, после я отдельно напишу подробную статью по всем характеристикам, чтобы вы могли хорошо разбираться с техническими требованиями и подбирать оптимальные варианты самостоятельно, а пока рекомендую просто снять видеокарту и с ней пойти в компьютерный магазин, где вам посоветуют новую, более высокой мощности, вам останется определиться только с ценой.
Соответственно чем большим объемом памяти вы возьмете видеокарту, тем больше пользы она сможет вам принести, но главное сохраняйте чеки покупки, вдруг карта не подойдет к вашей материнской плате, что будет очень печально. На момент написания статьи хорошими видеоадаптерами считаются платы с объемом памяти от 2Гб и выше.
Как узнать какая у меня видеокарта на компьютере?
Достаточно банальный вопрос, но все же он имеет место быть и коли я затронул эту тему, сразу напишу, как посмотреть какая видеокарта стоит на вашем компьютере двумя простыми способами.
В первом случае нам просто нужно зайти в пуск – панель управления – система – переходим во вкладку оборудование – диспетчер задач – в списке ищем строчку видеоадаптер и наблюдаем, какая видеокарта стоит на вашем ПК.
При появлении дополнительных вопросов пишите в комментариях, будем разбираться вместе.