Една от най-нашумелите теми към този момент в света на високите технологии са графичните карти. Една от главните причини за това се крие в новите видеокарти на подразделението на Advanced Micro Devices – ATI, които поддържат последният и най-съвременен куп визуални технологии от Microsoft, наречен DirectX 11. Резултатът от новото попълнение е огромното желание на геймъри, ентусиасти и любители да се сдобият с модерните компоненти, макар и не за всеки да е напълно ясно какво точно са решили да закупят и какви точно са възможностите, предлагани от видеокартите. Основното разбиране до преди няколко години беше, че графичните карти с по-голямо количество памет са по-производителни от тези, които имат по-малко. Това обаче вече е доста далеч от истината – изборът на графични карти става все по-голям, технологиите им – все повече, а характеристиките – все по-сложни за разбиране.
Ако вече сте прочели статията ни за DirectX 11, значи сте добили представа колко напреднал е света на графичните системи – както хардуерно, така и софтуерно. Сега обаче ще обърнем малко по-голямо внимание на хардуерната гледна точка, което трябва да ви даде стабилна основа за бъдещите ви знания в тази насока.

Видеокартите имат сравнително кратка история. Може да се каже, че началото е поставено през 1981 година от гигантът в компютърното производство – International Business Machines (IBM). Заедно с първото IBM PC, на пазара излиза и първата видеокарта – MDA (Монохромен Дисплеен Адаптер – на снимката). Нейните възможности са се ограничавали с изобразяването на текст до 80 колони и 25 линии. Паметта и е била 4 килобайта и се е справяла само с 1 цвят (зелен или бял текст на черен фон). По-късно се появява и еволюирала версия с име CGA, за която не е била проблем резолюцията от 640 х 200 пиксела и цели 4 цвята при 16 КВ памет. Най-широко разпространение от първите видеокарти получава VGA (1987 година), която изобразява 640х480 разделителна способност и 16 цвята, а паметта и е 256 килобайта.

Истинската конкуренция обаче се разкрива едва през 1995 година, когато в борбата за създаване и продажба на мощни видеокарти усилено се включват компаниите ATI, Matrox, S3 и Creative.
Основаната през 1994 година компания 3dfx бързо е събрала сили и дава урок на всичките си конкуренти, като представя превърналият се в легенда Voodoo чип, поддържащ най-различни триизмерни ефекти. Nvidia (основана година по-рано от 3dfx) също пуска 3D видеокарта – TNT. Надпреварвайки се, графичните карти на компаниите достигат лимитът на PCI шините. Решението е измислено от Intel и се нарича AGP (Accelerated Graphics Port).

За съжаление на 15 октомври 2002 година 3dfx официално обявява банкрут, като голяма част от нея е закупена от Nvidia. От тогава насам главни конкуренти остават единствено Nvidia и ATI, които постоянно се надиграват с моделите от линиите си GeForce и Radeon, съответно.

Текстът, който четете в момента е конструиран от много малки точици, наречени пиксели. Ако се приближите много близо до монитора си и се вгледате, ще забележите, че не само той, ами всичко на дисплеят е генерирано, чрез пиксели. Процесорът обаче не може да изпрати към него директно бинарния си код, който трябва да се появи. За тази цел е нужен преобразувател, който да превърне кода в сигнал, ръководещ всеки от пикселите на екрана ви, чието количество (хоризонтала по вертикала) се нарича резолюция.

Видеокартата много прилича на дънната платка – тя си има процесор, памет и дори BIOS. В последният се записват основните й данни като волтаж, скорост, количество памет, название и т.н., за да могат да бъдат на разположение, когато компютърът трябва да чете от тях. Възможно е те да бъдат променяни, най-често с цел видеокартата да бъде овърклокната, но това може да и навреди и да нанесе големи поражения.

Процесорът на картата се нарича GPU (Graphics Processing Unit) и се грижи за тежките геометрични задачи, които иначе биха затруднили централния процесор. Напоследък в такива се превръщат дори филмите, които вече се разпространяват с все по-високо качество. Blu-Ray версиите изискват много ресурси и за да работят нормално ще ви е нужен или много мощен процесор или добра видеокарта.

При обработка на изображенията и текстурите, процесорът на видеокартата ги съхранява в паметта й. Има много видове видео памет – DDR, DDR2, GDDR3, GDDR4 и GDDR5. Използването на по-бавна памет, но в по-голямо количество е един от редовните и нечестни маркетингови трикове на производителите. Важна е също и ширината на шината на графичната карта, така че в никакъв случай не трябва да се подлъгвате като преглеждате количеството видеопамет и според него определяте производителността на дадена карта. Напълно възможно и често срещано е видеокарта с 2 GB памет да е по-бавна от такава със 128 МВ. Определящите фактори са толкова много, че може би ще ви е по-лесно просто да следите бенчмарк тестовете, преди да си правите заключения за дадена графична карта.

Паметта прехвърля данните си към така нареченият RAMDAC конвертор (Random Acess Memory Digital-to-Analog Converter). Той от своя страна ги превръща в аналогов сигнал, който може да се изобрази на монитора. Всъщност тази технология беше актуална до скоро и се използва все още, но в близко време ще изчезне. Актуалния начин е използването на цифров пренос, което обезмисля последните три букви от съкращението. Цифровите DVI и HDMI използват Transition Minimized Differential Signaling (TMDS).

При изобразяването на обекти от триизмерни игри, нещата стават доста сложни. Видеокартата трябва да създаде конструкция от линии, която в последствие се запълва с определени цветове, сенки, отблясъци и други ефекти. Когато говорим за 3D несъмнено трябва да споменем и вертекса. За изобразяването на двуизмерни чертежи е достатъчно да отбележим кординатите Х и Y, но при 3D се налага да използваме и Z, за да определим местоположение в пространството. Пиксел “в Z пространството” се нарича Вертекс. Той се свързва с пикселите чрез отсечки, позволявайки да се изобразяват детайлни обекти, подобни на колата на картината отдолу.

За модифициране на сложни обекти се грижи геометричния шейдър, чието въвеждане стартира заедно с DirectX 10. Той може да добавя полигони, когато обектите се нуждаят от това. За пикселния шейдър пък основната работа е да изчислява осветеността на всеки един пиксел (откъдето идва и името му). Той е създаден с DirectX 8, а от тогава досега, работата му се е увеличила значително, като в момента задачата му е да изчислява сенки, осветление, релефност на повърхността, дълбочина и т.н. Модерните видеокарти притежават унифицирани шейдъри – вече няма да има деление между вертексните, пикселните и геометричните шейдъри.

TMU и ROP

“Texture Mapping Unit” са модули, които налагат текстурите (двуизмерни изображения) върху създадената конструкция от полигони. TMU оразмеряват и настройват текстурите в предварително зададеното “правилно” състояние. Накратко, колкото повече TMU модула притежава видеокартата, толкова по-бърза е тя.

“Raster Operations”
ROP модулите обработват данните за пикселите и текселите, подавани от шейдърите и ги пренасочват към паметта. Логично, по-голям брой ROP модули означава по-голяма производителност.

Изходи

Най-често срещаните изходи при видеокартите са VGA, DVI, HDMI, а напоследък и DisplayPort.

VGA (Video Graphics Array) e аналоговият стандарт (можете да го познаете по синия цвят и 15-те дупки), създаден в края на 80-те години. В последните години беше заместен от по-усъвършенствания цифров DVI (Digital Visual Interface), който макар че на теория трябва да изобразява много по-ясен образ, видима разлика няма. Най-новия стандарт е DisplayPort, който е значително по-опростен, но все още не е навлязъл достатъчно на пазара. HDMI (High Definition Multimedia Interface) пък се използва най-често за връзка с плазмени и LCD телевизори, конзолни игри и т.н.

Вградена или дискретна видеокарта?

Вградените видеокарти са разположени върху дъното и споделят паметта си с оперативната памет на компютъра, заради което често ги наричат видеокарти със споделена памет. Те са много по-бавни от тези със собствена памет, но на практика, ако не използвате лаптопа си за тежки игри или 3D анимирани визуализации, няма да усетите никаква разлика, използвайки вградена карта. В зависимост от останалите спецификации на конфигурацията, в проблем може да се превърне и гледането на Blu-Ray филми.
Плюс за вградените карти е, че не оскъпяват системата и хабят много по-малко ток от дискретните, което респективно означава и по-дълъг живот на батерията. Вградените карти имат много по-ниско топлоотделяне и позволяват използването на по-малки и тънки корпуси. Мощните видеокарти са големи и греят, което е и причината да не срещате например GeForce GTX 280 в ултратънки мобилни машини. В такива моменти разбира се се търси златната среда, което е относително понятие и има голямо значение какъв е вашия бюджет и за какво ще използвате машината си. Надяваме се вече да сте малко по-подготвени пред широкия избор от лаптопи и да вземете правилния избор за бъдещата си машина или да сте научили нещо повече за настоящия си ноутбук.

Благодаря, че отделихте време, за да прочетете тази статия! Ако имате някакви въпроси или коментари, може да използвате формата отдолу или да посетите нашия форум.
Поздрави от мен Симеон Николов и целия екип на Laptop.bg!

Още по темата:

1. Лаптоп батерии – всичко за тях
   Безспорно един от най-важните компоненти в един лаптоп е неговата батерия. Всъщност точно тя прави лаптопите такива, какви то са – мобилни компютри. Благодарение на...
2. Nvidia представи 5 нови мобилни видеокарти
   Американският гигант Nvidia представи 5 нови модела от своите графични карти, предназначени за мобилни компютри. Те са пряки наследници на много успешните GT и GTX...
3. Notebookcheck с нова класация на мобилните видеокарти
   Австрийският сайт за ноутбук бенчмаркове Notebookcheck, известен с може би най-голямата база данни с тестове на мобилни видеокарти, представи нов вид класация според производителността на...