Добрый день, уважаемый читатель!

Тема:Выбираем видеокарту

Видеокарта (видеоадаптер, графический адаптер, видеоускоритель) – устройство, входящее в состав компьютера, которое предназначено для формирования, обработки изображения и выдачи соответствующих сигналов на устройство графического вывода – монитор. Устанавливается на материнской плате в свободный разъем AGP или PCI.

Cовременная видеокарта представляет собой многослойную печатную плату, на которой смонтированы микросхемы, конденсаторы и некоторые другие радиодетали, а также разъемы для подключения монитора (одного или двух), и, во многих случаях, телевизора. Отдельные модели имеют видеовход, выполненный в виде разъема RCA, а иногда он совмещается с видеовыходом.

Функционально видеоускоритель состоит из нескольких обязательных блоков: прежде всего, это графический процессор, который также иногда называют графическим чипсетом (от английского chip set - "набор микросхем"), микросхема BIOS (от английского Basic Input/Output System - "базовая система ввода-вывода", несколько микросхем видеопамяти, один или, как в большинстве современных карт, два цифро-аналоговых преобразователя (RAMDAC) и различные разъемы.

Графический процессор занимается исключительно формированием (точнее, расчетом) "картинки". Современные графические процессоры по сложности не уступают центральным процессорам, и более того, во многих популярных моделях используются технологии, еще не нашедшие применения в центральных процессорах.

Помимо внутренней архитектуры, которая у разных видеопроцессоров может существенно отличаться, они характеризуются такими параметрами, как тактовая частота работы графического ядра (у современных чипов она составляет от 300 до 500 МГц, в зависимости от класса) и технологический процесс, по которому изготовлен чип. Основная масса графических процессоров в настоящее время выпускается или по 0,13-, или по 0,11-микронной технологии. Чем совершеннее (миниатюрней) технология, тем больше микроскопических транзисторов можно уместить на кристалле одних и тех же размеров, что означает более высокую производительность и одновременно меньшую себестоимость производства.

Второй по важности компонент графического ускорителя - это видеопамять, которая как раз и выполняет роль кадрового буфера в котором формируется изображение. Центральный процессор компьютера направляет видеоданные в эту специализированную память, а затем графический процессор видеокарты считывает оттуда полученную информацию. Естественно, для обеспечения эффективной передачи данных важна пропускная способность видеопамяти. Здесь нас должны интересовать две характеристики: разрядность и эффективная частота работы шины, по которой передаются данные из видеопамяти к графическому процессору, а также так называемая латентность (от английского latency - время задержки при передаче данных) самих микросхем памяти.

Такие ультрасовременные карты высшего класса, как Radeon X800 XT, имеют шину разрядностью в 256 бит, работающую на частоте 1 ГГц и выше, а массовые модели обходятся 128-битной или даже 64-разрядной шиной, работающей на частотах от 400 до порядка 700 МГц. С латентностью памяти все куда сложнее: как правило, многие производители видеокарт самостоятельно определяют, какую память установить на ту или иную карту, поэтому на дорогих вариантах карт может использоваться более "быстрая" память, чем на дешевых модификациях карточек на основе того же самого графического процессора. К тому же многие высокопроизводительные чипы используют видеопамять нового поколения GDDR3. Средние значения латентности видеопамяти DDR на массовых видеокарта составляют менее 4 нс, а у лучших образцов они достигают почти 2 нс. Практически невозможно обнаружить память GDDR3 c латентностью менее 2 нс, а на лучшие карты устанавливаются чипы с латентностью 1,6 нс, что полностью перекрывает возможности шины и современных видеопроцессоров.

Объем видеопамяти, установленной на карте, важен не столько для ускорения скорости работы самой карты (она определяется, в значительной степени, пропускной способностью всей видеосистемы), сколько для работы с трехмерными изображениями с высокими разрешениями и большой глубиной цвета. Теоретически даже видеокарта с 32 Мбайтами памяти, что сегодня уже большая редкость, позволяет работать на 21-дюймовом мониторе с разрешением 1600 х 1200 пикселей при 32-битном цвете. Однако тех же 32 Мбайт будет явно недостаточно для вывода трехмерных изображений с тем же самым качеством и разрешением, поскольку в видеопамять при этом загружается множество различной дополнительной информации, о которой мы поговорим чуть ниже.

Итак, графический процессор получает информацию об изображении из памяти видеокарты, после чего данные передаются в цифро-аналоговый преобразователь (RAMDAC), который непосредственно отвечает за конвертацию цифровых данных об изображении в аналоговый сигнал, "понятный " любому монитору. Уже достаточно давно существуют жидкокристаллические мониторы, способные работать и с цифровым сигналом, однако пока большого распространения цифровой интерфейс не получил, хотя каждая уважающая себя видеокарта имеет цифровой видеовыход DVI. Преимущество цифрового интерфейса в одном: при выводе изображения не осуществляются преобразования изначально цифрового сигнала в аналоговый, а затем, в ЖК-мониторе, - обратно в цифровой, что теоретически ухудшает качество изображения. На практике разница в изображении очень редко бывает заметной, именно поэтому переход на цифровой интерфейс так затянулся.

Главные характеристики RAMDAC - это тактовая частота и разрядность. Многие современные видеокарты поддерживают одновременную работу с двумя мониторами, поэтому в такие карты устанавливаются по два RAMDAC и, соответственно по два разъема для подключения монитора. В подавляющем большинстве видеокарт имеется также выход на телевизор, позволяющий просматривать, скажем, мультимедийные программы или фильмы, на большом экране. Работать с компьютерными программами на экране телевизора невозможно не только из за скромного разрешения телеприемника, но и из-за низкой частоты развертки, поэтому высокого качества изображения на ТВ-выходе ожидать не стоит. Впрочем, для просмотра фильмов в "народном" формате MPEG-4 качества видеовыхода вполне достаточно даже для 29-дюймового телевизора.

Необходимо упомянуть и об интерфейсе видеокарты, через который она связывается с другими компонентами компьютера. На смену универсальной шине PCI пришел специализированный интерфейс AGP (от английского Accelerated Graphic Port - "ускоренный (по сравнению с PCI) графический порт"), который полностью освободил шину PCI от передачи больших объемов видеоданных и обеспечил приоритетный, а значит, максимально быстрый доступ к системной памяти, необходимый для работы современных видеокарт. Массовые карты подключаются сегодня по интерфейсу AGP 4х с пропускной способностью 1,06 Гбайт/с, а самые мощные модели - по интерфейсу AGP 8x с пропускной способностью 2,1 Гбайт/с.

Отдельно следует сказать о перспективном интерфейсе PCI Express, который уже в самом ближайшем будущем может заменить не только "старичка" PCI, но и AGP. Налицо уже не раз отмечавшая тенденция перехода от параллельных шин к последовательным. Напомним, что на смену параллельному ATA (E-IDE) идет последовательная шина Serial ATA (SATA), рассчитанная на подключение жестких дисков и прочих накопителей. Вкратце достоинства последовательных шин - лучшая, по сравнению с параллельными, масштабируемость, способность работать на куда более высоких эффективных частотах, а также большая компактность.

Для подключения графических карт используется версия PCI Express x16. Теоретическая пропускная способность такой шины составляет до 4000 Мбайт/с независимо в обеих направлениях. Сравните с максимальной пропускной способностью AGP 8x, достигающей 2133 Мбайт/с, причем, лишь в одном направлении. Вполне очевидно, что новая шина с большим запасом перекрывает возможности современных графических процессоров и в перспективе может послужить дополнительным стимулом к их совершенствованию.

Крупнейшие фирмы-разработчики графических процессоров, ATI Technologies и nVidia, разумеется, выпускают чипы с поддержкой новой шины. Однако, если в распоряжении nVidia имеется запатентованная микросхема-"мост" AGP-PCI Express, обеспечивающая возможность работы всех производимых ею графических процессоров как с шиной AGP, так и с шиной PCI Express, то компания ATI выпускает отдельные модификации чипов с "родной" (native) или встроенной поддержкой той или иной шины. Так, в настоящее время производятся модификации процессоров Radeon X600 и X800 как для шины AGP 8x, так и для шины PCI Express x16. Интересно, что новейшие чипы среднего класса Radeon X700 пока выпускаются только в варианте для шины PCI Express, что свидетельствует о том, что в ATI делают ставку именно на этот перспективный интерфейс.

Каким образом видеокарта, а точнее, графический процессор, формирует трехмерное изображение?

Здесь нужно назвать три основных понятия: текстура, вершина и полигон. Поскольку мы имеем дело с трехмерными объектами, то их положение в пространстве описывается координатами X, Y и Z. Точка, заданная этими координатами, называется вершиной. В графических процессорах, предназначенных для персональных компьютеров, используется технология полигонального создания трехмерных объектов, которая примечательна тем, что любые такие объекты состоят из простейших полигонов (т.е. многоугольников), а именно, треугольников. Положение этих полигонов и задается вершинами.

Текстура - это, в сущности, двухмерное, плоское изображение, которое может накладываться на трехмерные объекты с учетом их формы и положения. Объективности ради, нужно оговориться, что в некоторых случаях текстуры могут быть и трехмерными, например, воксельные текстуры, состоящие из множества одноцветных кубов. Для того, чтобы картинка выглядела реалистичной и объемной для сидящего за плоским экраном монитора, необходимо рассчитать, какие объекты должны выводиться на дисплей, а какие не должны попасть в поле зрения (к примеру, стол, стоящий у стены, будет закрывать собой часть стены, а человек, сидящий за столом, будет закрывать часть стола и часть стены). Информация о таких объектах помещается в специально выделяемый раздел видеопамяти - Z-буфер, или буфер глубины (Z в системе трехмерных координат обозначает глубину). Затем графический процессор извлекает из Z-буфера поступившие туда данные, обрабатывает их и в цифровом виде передает в кадровый буфер данные об изображении, которое должно быть выведено на

экран. Процесс обработки текстур и информации кадрового буфера называется рендерингом (или процессом закраски). Сильно упрощая, можно сказать, что число конвейеров рендеринга, которым часто хвастаются разработчики, - это просто количество специализированных блоков наложения текстур, работающих параллельно.

Для реализации различных возможностей, заложенных в графические процессоры, используются прикладные программные библиотеки или программные интерфейсы (API - от англ. Application Programming Interface - буквально "интерфейс для программирования приложений"). Программный интерфейс - это как бы промежуточная ступенька между прикладными программами и низкоуровневыми командами драйвера видеокарты. API позволяет не только повысить эффективность использования аппаратного потенциала графического ускорителя, но и дает возможность программно эмулировать некоторые функции, не поддерживаемые видеокартой аппаратно.

Помимо всего прочего, именно благодаря API обеспечивается максимальная совместимость программных продуктов и систем команд графических процессоров. Различные чипы поддерживают разные API, причем по поддерживаемой версии программного интерфейса можно в подавляющем большинстве случаев определить класс и поколение видеокарты, если, конечно, она не представляет собой узкоспециализированный продукт.

К примеру, в популярных в свое время видеокартах серии Voodoo поддерживался API Glide, разработанный компанией 3Dfx. По различным причинам прочие производители видеокарт практически проигнорировали эту библиотеку, поэтому с исчезновением с рынка Voodoo можно считать, что этого API больше не существует. Двум другим массовым программным интерфейсам повезло гораздо больше. Созданный компанией Silicon Graphips (ныне - SGI) интерфейс OpenGL был первоначально предназначен для профессиональных видеокарт, используемых в рабочих станциях, однако упрощенная версия этого API использовалась при написании культовой игры Quake, благодаря чему все современные графические процессоры в той или иной степени поддерживают OpenGL.

API Direct 3D - творение программистов вездесущей Microsoft - входит в состав мультимедийного API DirectX. Первоначально Direct 3D уступал по своим возможностям OpenGL, однако ныне это самая развитая технология, которая поддерживается всеми графическими процессорами для настольных компьютеров, а практически все компьютерные игры ориентированы именно на эту технологию. Последняя версия Direct X - это 9.0c, правда, до сих пор далеко не во всех популярных компьютерных играх реализованы возможности Direct X 8.0, которая поставлялась вместе с операционной системой Windows XP. Среди таких невостребованных, но, безусловно, перспективных возможностей можно назвать вершинные и пиксельные шейдеры - специализированные программы, позволяющие эффективно изменять геометрию и изображение формируемой трехмерной сцены. К сожалению, создатели программного обеспечения пока не уделяют достаточного внимания вершинным и пиксельным шейдерам, в то время как спецификации этих программ постоянно совершенствуются.

При тестировании видеокарт эксперты часто пользуются таким термином, как FPS (от английского Frames Per Second - "число кадров в секунду"). Это грозная аббревиатура означает просто-напросто частоту смены кадров в секунду, которая определяется специально написанными программами, такими как 3DMark от Futuremark. Подобные программные пакеты состоят из целой серии сложных графических тестов и включают в себя фрагменты из самых современных и особенно требовательных к "железу" компьютерных игр. Основная цель такого тестирования - создать наиболее тяжелые условия работы графической подсистемы, что позволяет достаточно объективно оценить потенциальные возможности того или иного графического чипа. Тем не менее, стоит помнить о том, что все эти тесты синтетические, поэтому реальная производительность видеокарты в реальных приложениях может заметно отличаться от результатов тестирования.

Несколько общих рекомендаций. Старайтесь приобретать видеокарту от известного производителя. И дело не только в качестве продукции. Думаю, не ошибусь, если скажу, что откровенной халтуры китайских кооперативов не было уже довольно давно на нашем рынке - спроса нет. Просто менее именитые производители для удешевления своей продукции используют более дешевые комплектующие. Если говорить применительно к видеоакселераторам, то это в первую очередь более медленная память, установленная на плате. Максимально дешевый вентилятор, а иногда и он отсутствует - ограничиваются одним радиатором. А ведь вопрос охлаждения видеопроцессоров сегодня стоит не менее остро, чем охлаждение центрального процессора компьютера или блока питания. Что касается скорости доступа к памяти, то использование более дешевой и, соответственно, более медленной ведет к снижению производительности видеоадаптера в целом.

Еще хотелось бы обратить внимание на объем установленной видеопамяти. Определенных стандартов на объем памяти конечно же нет. В первую очередь это зависит от самого чипа - какой максимальный объем он может адресовать.

Также не упускайте из виду, какой тип памяти установлен на видеокарте.

Несколько слов хочется сказать и о такой немаловажной детали, как качество написания драйверов. На мой взгляд, наиболее выгодным в этом отношении является продукция компании nVidia - драйверы для их чипов появляются чуть ли не каждую неделю. А вот работа с картами ATi или Matrox может стать довольно проблематичной. Правда, речь тут идет именно о 3D-части. В плане двухмерной графики там все в порядке. Но как только в дело вступает видеоакселератор, тут уже приходится попотеть.

Да, и не забудьте, что сегодня видеоадаптер - это не просто плата для вывода изображения. Если позволяют средства, то обратите внимание на модели карт с встроенным TV-тюнером, функцией телетекста, набором видеоразъемов, а в некоторых случаях, может быть, и FM-тюнером. И тогда ваш компьютер превратится не просто в игровой, а по-настоящему в развлекательный мультимедийный центр. А если к нему еще и звуковую карту соответствующую, да еще и акустическую систему:

И последнее. Если вы все-таки решитесь купить самую новую и мощную видеокарту, то будьте готовы к трем вещам. Первое - цена. Цена будет просто запредельная.

Второе - готовьтесь к тому, что не все будет так гладко, как хотелось бы. К сожалению, мы с вами живем в век не только технического прогресса, но и жесточайшей конкуренции. Поэтому все торопятся опередить друг друга и выпускают не всегда отлаженные до конца продукты. Так что могут быть и проблемы с драйверами, и совместимость с другим оборудованием и программным обеспечением. И третье - непосредственно программное обеспечение. Бывает так что для новой крутой модели нет программного обеспечения, полностью использующего ее возможности.

Всегда оговаривайте с фирмой-продавцом вариант возврата карты, если она вас не устроит по своим возможностям или окажется несовместимой с имеющимся оборудованием. И самое главное - НЕ ЗАНИМАЙТЕСЬ РАЗГОНОМ своего видеоакселератора, если вы в этом ничего не понимаете! Помните - если карта выйдет из строя по вашей вине, денег вам никто не вернет. Ведь всегда можно определить, по какой причине карта перестала работать.

Примеры записи:

• Видеоплата 256Mb Sapphire Radeon x800XT DDR3 (256bit) VIVO DVI (21042-03-10) OEM
• Видеоплата 64Mb GeForce4 Ti4200-8x DDR (128bit), TV-out, DVI OEM
• ATI Radeon 9600XT 128Mb Vo, TV-out, DVI, 500/550MHz

Здесь:

256 Mb, 64 Mb, 128 Mb – объем видео памяти;

Sapphire, ATI – название производителя карты;

Radeon X800 XT, GeForce4 4200-8x, Radeon 9600XT – чип;

DDR3 (GDDR3), DDR – тип памяти;

256bit, 128bit - Разрядность шины памяти;

TV-out – выход видео сигнала для передачи его на телевизор;

DVI – цифровой выход;

500/550MHz – частота процессорного ядра;

OEM – вариант поставки

Рассмотрим конкретные видеокарты для различных категорий.

1. Начальный уровень

Стоимость видеокарт категории начального уровня производительности решено ограничить суммой в $100.

AGP карты:

PCI-E карты:

2. Средний уровень

AGP карты:

PCI-E карты:

3. Высокопроизводительные компьютеры

AGP карты:

PCI-E карты:

В следующей части мы продолжим рассмотрение выбора комплектующих, в частности рассмотрим выбор жесткого диска.

С наилучшими пожеланиями

Угольников Сергей

"Как выбрать домашний компьютер и неплохо сэкономить на покупке"

http://www.viborcomp.narod.ru/Book.htm