Технология ускорения графики

Более ранние версии адаптеров видеодисплеев при обработке графических данных зависели от CPU системы. CPU непрерывно вычислял информационные требования по изменению каждого пиксела и пересылал данные по шине ввода/вывода в кадровый буфер видеокарты. Кадровый буфер - это RAM, которая содержит данные экранного изображения в каждый данный момент времени.

Графический интерфейс пользователя Windows решительно увеличил рабочую нагрузку на CPU и на шину ввода/вывода. Ответом на это было помещение процессорных чипов на видеокарты для освобождения от части этой нагрузки и для достижения ощутимого ускорения графики. Однако CPU выполняет обращение к функциям интерфейса графического устройства (graphics device interface - GDI), чего ускоритель не может выполнять. Одним из путей, в соответствие с которыми графический ускоритель снижает участие CPU и шины ввода/вывода, является жесткое увязывание некоторых ключевых функций GDI Windows (GDI является компонентом Windows, который реализует запрошенные графические функции).

Приложение Windows пересылает GDI обращение к графической функции. Затем GDI просит видеодрайвер выполнить требуемую функцию. Драйвер передает запрос ускорителю для обработки. Затем чип записывает обработанные данные экрана через контроллер в кадровый буфер. Контроллер кадрового буфера затем пересылает данные в цифро-аналоговый преобразователь RAM (RAM digital to analog converter - RAMDAC), где данные преобразуются в аналоговые сигналы, которые управляют вашей CRT. Если видеодрайвер не распознает запрос, GDI выполняет функцию посредством использования CPU и системной RAM. Именно поэтому карта ускорителя поставляется с набором драйверов для поддержки наиболее популярных графических приложений Windows.

Системная шина

Имеются пять основных шин - ISA, EISA, MCA, VESA и последняя, PCI.

Вы должны знать, какой шиной обладает система, поскольку добавляемые карты (графического ускорителя или звуковая карта) должны быть совместимы по разъему, в которой они вставляются.

1. ISA (Industry Standard Architecture - Архитектура промышленного стандарта).

Это первая шина, и она все еще широко используется. Она начала с 8 бит и выросла до 16 бит. Имеется множество карт ISA, но в настоящее время их производится меньше. 8-битовая ISA была способна передавать около 0.625 Мб в секунду. 16-битовая ISA может обработать около 2 Мб за секунду. ISA замещается совершенными, более быстрыми шинами, которые могут отвечать требованиям мультимедиа. Карты, разработанные для ISA, являются совместимыми со следующей шиной, т.е. EISA.

2. EISA (Extended Industry Standard Architecture - Архитектура расширенного промышленного стандарта).

Она была разработана прежде всего в качестве архитектуры для серверов. Она обладает шириной 32 бита и использует один из видов автоконфигурации для добавляемых карт. Она не получила особого применения для настольных компьютеров, так как было более дорогостоящей по сравнению с ISA, для нее не было разработано достаточного количества хороших периферийных устройств. Максимальная пропускная способность EISA составляет 33 Мб в секунду. Карты EISA не совместимы с шиной ISA.

2. VESA (Video Electronics Standards Association - Объединение стандартов видеоэлектроники).

Локальная шина VESA обеспечивает огромное увеличение в скорости видеографики посредством прямого подключения к внутренней шине CPU. Поэтому она называется локальной шиной.

Локальная шина VESA может проталкивать данные со скоростью около 132 Мб/с. Сравните это с гораздо более скромными скоростями других шин. Прямое подключение шины означает работу шины с такой же скоростью, что и внешний генератор CPU. Большим недостатком является то, что поскольку VESA была разработана для работы с архитектурой 486, она не пригодна для других типов систем, например Pentium.

2. VMCA (Micro Channel Architecture - Архитектура микро-канала).

Это шина была разработана IBM в 1987г. и используется в PS/2. Она имеет ширину 32 бита, но не является совместимой с картами ISA. Эта архитектура дает возможность вставлять и использовать добавляемые карты с минимальной потребностью в конфигурировании (подобно EISA).

2. PCI (Peripheral Component Interconnect - Соединение периферийных компонентов).

Эта шина была разработана Intel для работы со скоростью 132 Мб в секунду, подобно локальной шине VESA, используя интерфейс между CPU и разъемами расширения. Шина PCI обеспечивает возможность самоконфигурирования добавляемых карт; она поставляется в качестве стандартного оборудования с большинством ПК Pentium фирмы Intel. Используя интерфейс для общения с CPU, PCI эффективно обходит фатальную обреченность шины VESA быть жестко связанной с архитектурой 486 CPU.