Практическая работа №12. Видео система пк.
Схема устройства видеоадаптера. Описание её основных компонентов.
Видеокарта (также видеоадаптер, графический адаптер, графическая плата, графическая карта, графический ускоритель, 3D-ка́рта) — электронное устройство, преобразующее графический образ, хранящийся, как содержимое памяти компьютера (или самого адаптера), в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора. Первые мониторы, построенные на электронно-лучевых трубках, работали по телевизионному принципу сканирования экрана электронным лучом, и для отображения требовался видеосигнал, генерируемый видеокартой.
В настоящее время, однако, эта базовая функция, оставаясь нужной и востребованной, ушла в тень, перестав определять уровень возможностей формирования изображения - качество видеосигнала (чёткость изображения) очень мало связано с ценой и техническим уровнем современной видеокарты. В первую очередь, сейчас под графическим адаптером понимают устройство с графическим процессором— графический ускоритель, который и занимается формированием самого графического образа. Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический процессор, который может производить дополнительную обработку, снимая эту задачу с центрального процессора компьютера. Например, все современные видеокарты Nvidia и AMD (ATi) осуществляют рендеринг графического конвейера OpenGL и DirectX на аппаратном уровне. В последнее время также имеет место тенденция использовать вычислительные возможности графического процессора для решения неграфических задач.
Обычно видеокарта выполнена в виде печатной платы (плата расширения) и вставляется в разъём расширения, универсальный либо специализированный (AGP, PCI Express). Также широко распространены и встроенные (интегрированные) в системную плату видеокарты — как в виде отдельного чипа, так и в качестве составляющей части северного моста чипсетаили ЦПУ; в этом случае устройство, строго говоря, не может быть названо видеокартой.
Компоненты видеокарты:
Для работы видеокарты необходимы следующие основные компоненты:
BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода-вывода);
Графический процессор, иногда называемый набором микросхем системной логики видеокарты;
Видеопамять;
Цифроаналоговый преобразователь, он же DAC (Digital to Analog Converter). Ранее используемый в качестве отдельной микросхемы, DAC зачастую встраивается в графический процессор новых наборов микросхем. Необходимость в подобном преобразователе в цифровых системах (цифровые видеокарты и мониторы) отпадает, однако, пока живы аналоговый интерфейс VGA и аналоговые мониторы, DAC еще некоторое время будет использоваться;
Разъем;
Видеодрайвер.
BIOS видеокарты
Видеокарты имеют свою BIOS, которая подобна системной BIOS, но полностью независима от нее. (Другие устройства в компьютере, такие, как SCSI-адаптеры, могут также иметь собственную BIOS.) Если вы включите монитор первым и немедленно посмотрите на экран, то сможете увидеть опознавательный знак BIOS видеоадаптера в самом начале запуска системы.
BIOS видеокарты, подобно системной BIOS, хранится в микросхеме ROM; она содержит основные команды, которые предоставляют интерфейс между оборудованием видеоадаптера и программным обеспечением. Программа, которая обращается к функциям BIOS видеокарты, может быть автономным приложением, операционной системой или системной BIOS. Обращение к функциям BIOS позволяет вывести информацию о мониторе во время выполнения процедуры POST и начать загрузку системы до начала загрузки с диска любых других программных драйверов.
.
TV-выход
Разъем DVI (можно преобразовать в аналоговый сигнал)
Выход VGA
Разъем питания вентилятора охлаждения
Графический процессор RADEON с интегрированной DAC и теплоотводом/вентилятором
Разъем AGP 8х
Модули памяти DDR (128 Мбайт)
Микросхема регулировки напряжения
Графический процессор
Графический процессор, или набор микросхем, является сердцем любой видеокарты и характеризует быстродействие адаптера и его функциональные возможности. Две видеокарты различных производителей с одинаковыми процессорами зачастую демонстрируют схожую производительность и функции обработки графических данных. Кроме того, программные драйверы, с помощью которых операционные системы и приложения управляют видеокартой, как правило, разрабатываются именно с учетом параметров конкретного набора микросхем.
Видеопамять.
Большинство видеокарт для хранения изображений при их обработке обходятся собственной видеопамятью; хотя некоторые видеоадаптеры AGP используют системную оперативную память для хранения трехмерных текстур, эта функция редко находит применение. Во многих дешевых системах встроенные графические системы используют оперативную память компьютера посредством унифицированной архитектуры памяти (Unified Memory Architecture — UMA). В любом случае с помощью как собственной, так и заимствованной видеопамяти выполняются одни и те же операции.
От объема видеопамяти зависит максимальная разрешающая способность экрана и глубина цвета, поддерживаемая адаптером. На рынке в настоящее время предлагаются модели с различным объемом видеопамяти: 128, 256, 512 Мбайт. Хотя больший объем видеопамяти не сказывается на скорости обработки графических данных, при использовании увеличенной шины данных (с 64 до 128 или 256 бит) или системной оперативной памяти для кэширования часто отображаемых объектов скорость видеокарты может существенно увеличиться.
Кроме того, объем видеопамяти позволяет видеокарте отображать больше цветов и поддерживать более высокое разрешение, а также хранить и обрабатывать трехмерные текстуры в видеопамяти адаптера AGP/ PCI-E 16x, а не в ОЗУ системы.
Цифроаналоговый преобразователь
Цифроаналоговый преобразователь видеокарты (обычно называемый RAMDAC) преобразует генерируемые компьютером цифровые изображения в аналоговые сигналы, которые может отображать монитор. Быстродействие цифроаналогового преобразователя измеряется в МГц, чем быстрее процесс преобразования, тем выше вертикальная частота регенерации.
В современных высокоэффективных видеокартах быстродействие может достигать 350 МГц и выше. В большинстве современных видеоадаптеров функции преобразователя поддерживаются непосредственно графическим процессором, однако у некоторых адаптеров с поддержкой нескольких мониторов есть отдельная микросхема RAMDAC, которая позволяет второму монитору работать с разрешением, отличным от установленного разрешения основного монитора.
Шина
В настоящее время существует четыре разновидности шины AGP – 1х, 2х, 3х, 4x, и 8х. Оригинальная версия AGP 1х работает на частоте 66 МГц и обеспечивает максимальную скорость передачи данных 266 Мбайт/с. Версия AGP 2х работает на частоте 133 МГц и обеспечивает скорость передачи данных 533 Мбайт/с. AGP 4х обеспечивает скорость передачи данных до 1 Гбайта/с. Шина AGP 4х может использоваться также с AGP 2х -совместимыми системными платами (правда, в этом случае ее быстродействие снижается до 2х).
Компания Intel 2001 году выпустила спецификацию 1.0 режима AGP 8х, скорость передачи данных которого достигает 2 Гбайт/с. Режим 8х совместим со слотами AGP 4х, присутствующим в системных платах. Хотя AGP 3.0 (AGP 8x) является самой быстрой версией шины AGP, для работы с не очень новой системой лучше воспользоваться видеокартой AGP 4x (1.5 В), которая будет работать с интерфейсом AGP 4х и 8х.
В настоящее время, наиболее распространенным является новый стандарт шины PCI-E (PCI Express) для персональных компьютеров, который сейчас приходит на замену AGP. Новая технология PCI-E обеспечивает достаточно широкую полосу пропускания шин ввода-вывода для удовлетворения растущих требований к скорости передачи данных по этим шинам. Ширину пропускания канала PCI Express можно масштабировать за счет добавления каналов с данными, при этом получаются соответствующие модификации шины (PCI-E x1, x4, x8, x16).
Производительность устройства PCI-E характеризуется числом используемых сигнальных линий (lanes). Одна линия имеет пропускную способность 250 Мбайт/с (за вычетом накладных расходов) в каждом направлении передачи сигналов. Так, интерфейс PCI-E 16x (16 линий) имеет пропускную способность 4 Гбайт/с.
Наличие двух одинаковых слотов PCI-E позволит использовать сразу два видеоадаптера в параллельном режиме SLI/CrossFire (см. далее).
Видеодрайвер
Программный драйвер — важный элемент видеосистемы, с помощью которого осуществляется связь программного обеспечения с видеокартой. Ваша видеокарта может быть оснащена самым быстрым процессором и наиболее эффективной памятью, но плохой драйвер способен свести на нет все эти преимущества.
Видеодрайверы используются для поддержки процессора видеоадаптера. Несмотря на то, что видеокарты поставляются изготовителем вместе с драйверами, иногда используются драйверы, поставляемые вместе с набором микросхем системной логики.
Большинство производителей видеоадаптеров и наборов микросхем системной логики имеют свои Web-серверы, где можно найти информацию о самых последних версиях драйверов. Хотя может пригодиться драйвер, поставляемый вместе с набором микросхем системной логики, лучше использовать драйверы, поставляемые производителем адаптера.