Cum functioneaza placa video?

Imaginile pe care le vedeti pe monitorul vostru sunt realizate din puncte minuscule numite pixeli. La setarile de rezolutie comune, un ecran afiseaza peste un milion de pixeli, iar calculatorul trebuie sa decida ce sa faca cu fiecare, in scopul creeari unei imagini. Pentru a face acest lucru, are nevoie de un traducator – ceva care preia date binare de la procesor si sa le transforma intr-o imagine pe care o puteti vedea. Cu exceptia cazului in care un calculator are placa grafica integrata in placa de baza, traducerea are loc pe placa video.

Treaba pe care o face placa grafica este foarte complexa, dar principiile si componentele sale sunt usor de inteles. In acest articol, ne vom uita la piesele de baza ale unei placi video si ceea ce face ea. Vom examina, de asemenea, factorii care lucreaza impreuna pentru a face o placa grafica rapida si eficienta.

Ganditi-va la un computer ca la o companie cu departament de arta propriu. Cand oamenii din compania doresc o anumita opera de arta, trimit o cerere la departamentul de arta. Departamentul de arta decide modul de creare a imaginii si apoi il pune pe hartie. Rezultatul final este ideea cuiva devenind o imagine reala, vizibila. O placa video functioneaza pe acelasi principiu Procesorul lucreaza impreuna cu aplicatiile software, apoi trimit informatii despre imagine, placii grafice. Placa grafica decide cum sa utilizeze pixelii de pe ecran pentru a crea imaginea, apoi se trimit informatiile la monitor prin intermediul unui cablu.

Crearea unei imagini din date binare este un proces exigent. Pentru a face o imagine 3D, placa grafica creeaza prima data un cadru din linii drepte, apoi rasterizeaza imaginea (umple pixeli ramasi). Aceasta adauga, de asemenea, iluminare, textura si culoare. Pentru jocurile rapide, calculatorul trebuie sa treaca prin acest proces de aproximativ 60 de ori pe secunda, iar fara o placa video care sa efectueze calculele necesare, volumul de lucru ar fi mult prea intens pentru computer.

Placa grafica realizeaza aceasta sarcina folosind patru componente principale:

Ca si placa de baza, placa video este o placa cu circuite imprimate, care gazduieste un procesor si memorie RAM. Ea are de asemenea, un cip cu un sistem intrare/iesire (BIOS), care stocheaza setarile placii si efectueaza diagnosticari de memorie, de intrare si de iesire la pornire. Un GPU numit si unitate de procesare grafica, este similar cu procesorul unui computer. Un GPU este conceput special pentru efectuarea calculelor matematice complexe si geometrice, care sunt necesare pentru redarea grafica. Unele dintre cele mai rapide GPU-uri au mai multi tranzistori decat un CPU. Un GPU produce multa caldura, astfel incat este situata sub un radiator sau un ventilator. Fata de puterea de procesare, un GPU foloseste o programare speciala pentru a ajuta la analiza si utilizarea datelor. ATI si nVidia produc marea majoritate a GPU-urilor de pe piata, dar ambele companii si-au dezvoltat propriile accesorii pentru performanta GPU-ului. Pentru a imbunatati calitatea imaginii, procesoarele utilizeaza:

Fiecare companie si-a dezvoltat, de asemenea, tehnici specifice pentru a ajuta GPU-ul sa aplice culori, umbrirea, texturi si modele.

Deoarece GPU-ul creeaza imagini, este nevoie de un loc unde sa pastreze informatiile si imaginile realizate. Pentru aceasta, utilizeaza memoria RAM a placii video, stocand datele despre fiecare pixel, culoarea si localizarea acestuia pe ecran. O parte din memoria RAM poate actiona ca un buffer de cadre, ceea ce inseamna ca memoreaza imagini finalizate pastrandu-le pana cand este momentul pentru a le afisa. De obicei, RAM-ul video functioneaza la viteze foarte mari si este dual portat, ceea ce inseamna ca sistemul poate citi si scrie in acelasi timp.

RAM-ul se conecteaza direct la convertorul digital-analogic numit DAC(digital-to-analogic converter), iar acest convertor, traduce imaginea intr-un semnal analogic pe care monitorul il poate folosi. Unele placi au RAMDAC multiplu, care poate imbunatati performanta si suporta mai multe monitoare.

Placile grafice se conecteaza la computer prin placa de baza. Placa de baza asigura alimentarea placii si ii permite sa comunice cu procesorul. Placile grafice mai noi necesita mai multa putere decat poate oferi placa de baza, astfel incat acestea au o legatura directa cu sursa de alimentare a computerului.

Conexiunile la placa de baza sunt, de obicei printr-una din cele trei interfete:

PCI Express este cel mai nou conector dintre cele trei si ofera cele mai rapide rate de transfer intre placa grafica si placa de baza. PCIe suporta, de asemenea, utilizarea a mai multor placi grafice in acelasi calculator.

Cele mai multe placi grafice au doua conexiuni pentru monitor. Adesea, unul este un conector DVI, care suporta ecrane LCD, iar celalalt este un conector VGA, care suporta ecrane CRT. Unele placi grafice au doi conectori DVI. Dar asta nu exclude utilizarea unui ecran CRT; ecranele CRT se pot conecta la porturile DVI prin intermediul unui adaptor. La un moment dat, Apple a facut monitoare care au folosit un conector propriu numit Apple Display Connector(ADC). Desi aceste monitoare sunt inca in uz, noile monitoare Apple utilizeaza o conexiune DVI.

Majoritatea oamenilor folosesc doar una dintre conexiunile de pe placa de baza. Oamenii care au nevoie de doua monitoare pot achizitiona o placa grafica cu capacitate dubla, care imparte desktop-ul intre cele doua ecrane. La un computer cu doua ecrane, placile video PCIe-enabled ar putea suporta, teoretic, patru monitoare.

Fata de conexiunile pentru placa de baza si monitor, unele placi grafice au conexiuni pentru:

O placa grafica high-end este foarte usor de gasit. Ea are multa memorie si un procesor rapid si adesea are un aspect mai atragator decat orice alta placa low-end, asta fiind o caracteristica pentru a ajunge in interiorul computerului. Multe placi video de inalta performanta au ilustratii, ventilatoare sau radiatoare decorative.

In general o placa high-end ofera mai multa putere decat au nevoie cei mai multi utilizatori. Persoanele care utilizeaza computerele in primul rand pentru e-mail, editari sau procesari de text, sau navigare Web nu este necesar mai mult de o placa video integrata. O placa de mijloc este suficienta pentru majoritatea gamerilor casuali. Oamenii care au nevoie de puterea unei placi high-end sunt entuziastii jocurilor si oameni care lucreaza foarte mult in 3D si diferite editari grafice.

O metoda de masurare generala a performanta unei placi este rata de cadre, masurata in cadre pe secunda (FPS- Frame Per Second). Rata cadrelor descrie modul in care placa video poate afisa un anumit numar de imagini intr-o secunda. Ochiul uman poate procesa aproximativ 25 de cadre pe secunda, dar jocurile cu actiune rapida necesita o frecventa a cadrelor de cel putin 60 de FPS pentru a oferi animatie neteda si clara. Componentele ratei cadrelor sunt:

Stim foarte bine ca hardware-ul placii grafice afecteaza in mod direct viteza acestuia. Mai jos aveti specificatiile hardware care caracterizeaza viteza placii si unitatile in care acestea sunt masurate:

CPU-ul computerului si placa de baza joaca, de asemenea, un rol important, deoarece o placa grafica foarte rapida nu poate compensa incapacitatea unei placi de baza de a furniza datele rapid. In mod similar, conexiunea placii la placa de baza si viteza la care poate obtine instructiuni de la procesor afecteaza performantele sale. In final cred ca ati inteles ce este cu aceasta placa video si cum „lucreaza” aceasta cu restul componentelor hardware dintr-un computer.