Тема 3.6. Устройство видеоадаптера

Практически все современные видеоадаптеры состоят из следующих основных компонент:

• видеопамять;

• графический процессор (набор микросхем);

• интерфейс ввода-вывода;

• тактовые генераторы.

Основное назначение видеопамяти – временное хранение выводимого на экран монитора изображения. Поскольку каждое изображение имеет определенный объём памяти, который измеряется в байтах, это также относится и к графике, выводимой на экран монитора, то для получения какого-либо изображения на экране его необходимо предварительно разместить в видеопамяти. Следовательно, чем больше объем этой памяти, тем большее разрешение и глубину цвета можно отобразить на мониторе. Та часть видеопамяти, которая используется для хранения выводимого изображения, называется кадровым буфером (фрейм буфером, Frame Buffer).

Предельные минимальные размеры кадрового буфера видеокарты для различных разрешений экрана монитора и глубины цвета приведены в таб. 3.6.1. Из таб. 3.6.1 следует, что для отображения графического образа на экране монитора с разрешением 1280×1024 при глубине цвета 16 бит размер кадрового буфера должен быть не менее 2.5 Мб. При увеличении глубины цвета до 32 бит размер кадрового буфера должен быть не менее 5 Мб.

Вместе с тем также из таб. 3.6.1 можно проследить, что, обладая кадровым буфера 2 Мб, можно установить разрешение 800×600 при глубине цвета 32 бит, в то же время, уменьшив глубину цвета до 16 бит, можно увеличить разрешение экрана до 1280×768.

Таблица 3.6.1. Зависимость объема видеопамяти от параметров монитора

В современных видеоадаптерах используется память нового открытого стандарта GDDR-3, разработка которой была начата компанией ATI в 2002 г.

Традиционно названия поколений памяти для графических адаптеров соответствовали типам памяти для персональных компьютеров: GDDR-1 соответствовала DDR первого поколения, a GDDR-2 – появившейся в 2004 году DDR-2. Однако архитектурно GDDR-3 практически не отличается от GDDR-2 (и соответственно DDR-2) – данные по-прежнему передаются по двум фронтам сигнала, а эффективная пропускная способность вчетверо превосходит пропускную способность банка памяти. Основное отличие GDDR-3 от GDDR-2 – в напряжении питания, сниженном с 2.5 до 1.8 В. Это позволило значительно снизить уровень тепловыделения, являющийся главным недостатком GDDR-2. Кроме того, была модернизирована архитектура микросхем, что позволило увеличить тактовую частоту шины памяти. В настоящее время максимальная эффективная частота шины при применении памяти GDDR-З может достигать 1.6 ГГц.

Характеристика микросхем памяти для видеоадаптеров приведена в таб. 3.6.2.

Таблица 3.6.2. Характеристика микросхем памяти

Объем видеопамяти является важным параметром видеоадаптера, оказывающим влияние не только на качество работы видеоподсистемы компьютера, но и на стоимость видеоадаптера. Поэтому, производители видеоадаптеров обычно выпускает целую линейку видеоадаптеров, различающихся объемом видеопамяти и рассчитанных на различные сегменты рынка. Наибольшее распространение получили видеоадаптеры с объемами видеопамяти 32, 64, 128 Мб, также известны видеоадаптеры с 256 Мб видеопамяти.

Необходимо учитывать, что, несмотря на то, что объем видеопамяти очень важный параметр, оценивать видеоадаптер только по этому показателю при современных технологиях воспроизведения графики некорректно.

Следующий компонент видеоадаптера – графический процессор, представляющий собой набор микросхем видеосистемы. Раньше этот набор состоял из нескольких микросхем, в настоящее время эти микросхемы объединены в одну – графический процессор. Именно на тип графического процессора следует обращать внимание, в первую очередь, при выборе видеоадаптера, поскольку в нем заложены потенциальные возможности видеоадаптера.

Развитие рынка графических процессоров неразрывно связано с развитием индустрии компьютерных игр: именно появление новых игровых программ с более реалистичной графикой, требующих все более мощных вычислительных средств, стимулирует приобретение новых графических адаптеров. Каждый современный графический процессор (ГП) имеет средства ускорения расчета трехмерной графики, но на деле востребованы они далеко не во всех ПК.

Одним из факторов динамичного развития ГП, несомненно, является бескомпромиссная конкуренция двух крупнейших изготовителей ГП – компаний ATI и NVIDIA.

В 2002 г. каждая компания представила третье поколение графических процессоров (R3xx и NV3x у ATI и NVIDIA соответственно), старшая модель в котором имела в индексе число 700 (RADEON 9700 и GeForce FX 5700), а средняя – 500 (9500 и 5500). Впоследствии появились процессоры семейства "три с половиной" (R35x и NV35). Старшие модели получили обозначения с числом 800 (RADEON 9800 и GeForce FX 5800), средние – 600 (9600 и 5600), а младшие – 200 (9200 и 5200). В 2004 г. обе компании разработали новые семейства графических процессоров – R4xx и NV4x. На рис. 3.6.1 показаны ГП четвертого поколения NVIDIA GeForce 6800 и ATI RADEON X800.

Рисунок 3.6.1.