Вступ

Відеока́рта (англ. video card, також графічна карта, графічний адаптер, графічний прискорювач) — пристрій, призначений для обробки, генерації зображень з подальшим їх виведенням на екран периферійного пристрою.

Відеокарта зазвичай є платою розширення (дискретна відеокарта) і вставляється у слот розширення, універсальний (PCI-Express, PCI, ISA, VLB, EISA, MCA) або спеціалізований (AGP), проте відеокарта може бути вбудованою (інтегрованою) у материнську плату (як у вигляді окремого елементу, так і в якості складової частини північного мосту чіпсету або центрального процесора).

Сучасні відеокарти не обмежуються лише звичайним виведенням зображень, вони мають вбудований графічний мікропроцесор, котрий може проводити додаткову обробку, звільняючи від цих задач центральний процесор. Наприклад, усі сучасні відеокарти, що застосовують відеопроцесори AMD/ATi і NVIDIA підтримують OpenGL на апаратному рівні. Останнім часом, разом зі зростанням обчислювальних потужностей графічних процесорів має місце тенденція використовувати обчислювальні можливості графічного процесору для вирішення неграфічних задач.

1.Лінійка відеокарт nvidia для шини pci-ex

Ще починаючи з 2004 року, роль стандартної графічної шини загального призначення почала грати нова універсальна (індустріальна) шина PCI-Express в 16 канальному варіанті.

Рисунок 1.1

Ключові відмінності нової шини від AGP і PCI:

1. Нова шина послідовна а не паралельна і складається з необхідного числа незалежних каналів передачі даних. Основні переваги - зниження вартості, мініатюризація, найкраще масштабування, більш вигідні електричні і частотні параметри (немає необхідності синхронізувати всі сигнальні лінії).

2. Специфікація розділена на цілий стек протоколів, кожен рівень якого може бути вдосконалений, спрощений або замінений, чи не позначаючись на інших. Наприклад - можливе використання іншого фізичного носія сигналу (світло і оптичне волокно), або може бути скасована маршрутизація в разі виділеного каналу тільки для одного пристрою. Для графіки можуть бути додані додаткові контрольні можливості.

3. В початковій специфікації закладені можливості гарячої заміни карт

4.В початковій специфікації закладені можливості створення віртуальних каналів (потоків даних), гарантування пропускної смуги і часу відгуку, збору статистики QoS (Quality of Service - якість обслуговування).

5. В початковій специфікації закладені можливості контролю цілісності переданих даних (CRC)

6. В початковій специфікації закладені багаті можливості управління живленням

7. Пропускна здатність однакова в обидві сторони, шина є повнодуплексною - тобто може передавати дані «туди» і «назад» одночасно, причому для цього використовуються окремі фізичні з'єднання, і в результаті передача в обидві сторони відбувається без конфліктів або втрати смуги пропускання (нагадаємо, що AGP в напрямку від прискорювача до процесора працює зі швидкістю рядовий PCI і тим більше не має можливості одночасного обміну даними в обидві сторони). Пропускна здатність PCI-Express 16х вдвічі перевищує можливості стандарту AGP 8х, причому в кожному з напрямків - в разі інтенсивного двостороннього обміну виграш перевищуватиме дворазовий. Пропускна здатність AGP 8x - 2.1 гігабайти в секунду від системи до прискорювача і значно менше (~ 200 мегабайт) назад.

8. Нижча затримка (латентність).

9. Немає принципових обмежень на число таких графічних роз'ємів в системі.

Перші системні плати з PCI-Express наборами логіки (наприклад, на базі i915) включали один PCI-Express 16х слот, націлений в першу чергу на графічні прискорювачі. Незабаром були доступні PCI-Express рішення від NVIDIA (прискорювачі сімейства NV3X і NV4X, через міст HSI) і ATI (R423 з нативним PCI-Express інтерфейсом і т.д.).

Підтримка pci-Express в прискорювачах nvidia і ati

ATI надали перевагу випустити дві версії чіпа (R420 і R423). Перша версія підтримує шину AGP 8x, друга - PCI-Express. Більше принципових відмінностей ці чіпи не мають. NVIDIA в свою чергу зробила ставку на окремий чіп (міст), що здійснює перетворення PCI-Express -> AGP. Даний міст може

в икористовуватися, як з NV40 (і її послідовником NV41), так і з останніми

Рисунок 1.2

чіпами серії NV3Х. Причому, пропускна здатність такої схеми (AGP чіп + PCI-Express бридж) не обмежена типовими для AGP 8х значеннями. Як таке може бути? схема: Вгорі у нас система, потім 16х PCX слот, потім чіп моста так званий NVIDIA «HSI» (High Speed Interconnect - високошвидкісне з'єднання). Чіп моста з'єднаний з графічним чіпом серії NV3Х або чіпом майбутнього покоління через його стандартні AGP виводи. Однак у випадку, коли графічний чіп працює з HSI мостом, розташованим на мінімальній відстані поруч із самим чіпом на платі прискорювача, ми можемо дозволити собі дворазове збільшення швидкості, на якій функціонує AGP 8х шинний інтерфейс графічного чіпа. Таким чином, ми отримуємо аналог (по пропускній спроможності) неіснуючої у вигляді стандарту шини AGP 16х. Отже, пропускна здатність досягає 4 гігабайти в секунду. Але і це ще не все - якщо типова система, відповідно до стандарту AGP, вміє передавати дані з максимальною швидкістю тільки в одному напрямку, то вдосконалений AGP інтерфейс між HSI мостом і прискорювачем від NVIDIA передає дані зі швидкістю 4 гігабайти в секунду в обох напрямках (! ). Але, важливо розуміти, що не одночасно. У кожен конкретний момент часу передача йде тільки в одному напрямку, і пікова смуга буде завжди 4 гігабайти в секунду. Крім того, потрібен час на перемикання зі стану передачі в стан прийому даних. Цікаво, що чіп моста є двонаправленим - при бажанні його можна розгорнути «навпаки» і він буде виконувати функції моста для створення AGP 8х карт на основі PCX чіпів. Які теоретичні мінуси подібного рішення ми можемо вказати:

1. Конструкція плати з мостом складніша і дорожча, ймовірність відмови або браку вища. Справа не стільки в ціні самого чіпа моста, скільки у факті його монтажу. Зайве енергоспоживання.

2. При частому перемиканні напрямку передачі даних та / або великому зворотному потоці даних від прискорювача, рішення без моста буде (теоретично) більш продуктивним.

C іншого боку, в наявності практичні плюси: підхід NVIDIA дозволив фірмі не запускати два різні варіанти прискорювача в виробництво (процес вельми дорогий). Крім того, можна гнучко регулювати співвідношення PCX і AGP карт в залежності від поточних вимог ринку.