Устройство и основные характеристики компьютерной видеокарты

Устройство компьютерной видеокарты. Характеристики видеокарт. Компьютер с несколькими видеокартами.

Видеокарта (также известная как видеокарта, видеокарта, видеокарта, видеокарта) — важная и очень сложная часть компьютера. Современная видеокарта — это разновидность специализированного компьютера, состоящего из собственного процессора, оперативной памяти, BIOS и других компонентов, которые по своей структуре и организации взаимодействия адаптированы для наиболее эффективного решения задачи — обработки и генерации графики данные, а также отображение их на мониторе.

Основными разработчиками видеокарт являются американская компания Nvidia и канадская ATI Technologies, приобретенная в 2006 году американской компанией AMD. Видеокарты от Nvidia представлены брендом GeForce. Видеокарты ATI известны всем как Radeon.

Чтобы узнать, какая видеокарта установлена ​​в вашем компьютере (ноутбуке), вам необходимо зайти в Диспетчер устройств Windows или воспользоваться одной из специализированных программ, например, GPU-Z.

Мало кто задумывается о том, насколько сложен процесс обработки различных графических данных для вывода конечного изображения на монитор (например, в компьютерных играх). Этот процесс требует огромного количества точных вычислений (создание вершин, сборка примитивных элементов (треугольников, линий, точек и т.д.), Создание блоков пикселей, освещения, затенения, текстур, назначения цветов и т.д.). Поскольку изображение в игре постоянно меняется, все расчеты необходимо производить на очень высокой скорости, чтобы за 1 секунду отображалось достаточное количество кадров. Для человеческого глаза комфортен уровень выше 24 кадров в секунду (FPS, кадров в секунду). Если этот показатель ниже, человек заметит «заторможенность».

Обычно, когда пользователь заявляет, что его видеокарта «не поддерживает» ту или иную игру, это означает его неспособность отображать достаточное количество кадров в секунду. То же явление можно наблюдать не только в играх, но и при работе с большими графическими программами. Способность видеокарты обрабатывать графику с определенной скоростью зависит как от мощности самой карты, так и от сложности обрабатываемой графики. Поэтому проблему часто можно решить, понизив настройки графики в игре.

Компьютер может обойтись без отдельной (дискретной) видеокарты, но только если он имеет графический процессор, интегрированный в системную логику материнской платы (в северном мосту чипсета) или как часть центрального процессора (например Intel i7). В таких случаях часть основной оперативной памяти компьютера используется в качестве видеопамяти. Характеристики встроенных в чипсет видеокарт не отличаются высокой производительностью, но их возможностей достаточно для выполнения всех офисных задач, работы в Интернете, просмотра видео и даже компьютерных игр с простой графикой.

В остальных случаях покупка отдельной (дискретной) видеокарты — необходимость.

Современная видеокарта состоит из следующих частей:

• Графический процессор (графическое ядро, GPU (графический процессор) — процессор, который вычисляет и формирует графическую информацию, отображаемую на мониторе, является основой видеокарты и по своей сложности практически не уступает центральному процессору компьютера, а иногда даже превосходит его, во многом определяя основные характеристики видеокарты;

• Видеопамять: служит своего рода буфером, в который изображения, отображаемые на мониторе, временно помещаются, создаются и постоянно изменяются графическим ядром. Этот буфер также содержит элементы, необходимые процессору для формирования этих изображений;

• Видеоконтроллер — отвечает за правильное обучение и передачу необходимой информации из видеопамяти в RAMDAC.

• RAMDAC (Цифро-аналоговый преобразователь с оперативной памятью) или цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) — устройство, преобразующее цифровые результаты видеокарты в аналоговый сигнал, отображаемый на мониторе. Возможности этого устройства определяют количество отображаемых цветов, насыщенность изображения и т.д. Цифровые мониторы, проекторы и другие устройства, подключенные к цифровым разъемам видеокарты, используют свои собственные цифро-аналоговые преобразователи и не зависят от видеокарты RAMDAC;

• Видео ПЗУ (Video ROM) — микросхема, в которой хранится базовая система ввода-вывода видеокарты, другими словами, ее BIOS — набор правил и алгоритмов, определенных производителем, согласно которым компоненты видеокарты работают и взаимодействуют друг с другом.

• Система охлаждения: устройство, которое удаляет и отводит тепло от видеопроцессора, видеопамяти и других компонентов видеокарты для обеспечения нормальных температурных условий для их работы.

Компьютер выполняет множество сложных задач, инициируя множество процессов и обрабатывая информацию. Видеокарта используется для обработки графической информации…

Какие бывают видеокарты

Видеокарты делятся на два типа:

Название «интегрированный» дает понять, что это видеочип, уже интегрированный в материнскую плату. Это базовая видеокарта, которая для работы использует все системные ресурсы. То есть видео обрабатывается центральным процессором, а временные файлы хранятся в оперативной памяти компьютера. Встроенной видеокарты достаточно для работы, учебы, просмотра фильмов и сериалов на компьютере.

Дискретная видеокарта — это такая же отдельная карта с собственными системными компонентами, установленная в отдельный слот на материнской плате. Дискретный видеоадаптер позволяет загружать основные компоненты вашего компьютера, поскольку он сам обрабатывает всю графическую информацию. Не потребляет лишних ресурсов, работает практически полностью автономно. Для профессионалов в области видео и графики, а также для геймеров может быть очень сложно обойтись без дискретной видеокарты: изображение может тормозить, компьютер может перегреваться, а работа в различных приложениях затруднена из-за перегрузки процессора.

Есть два типа видеокарт: дискретные и интегрированные. Дискретный поставляется как отдельный, а интегрированный компонент является частью процессора.

Post navigation

Все давно привыкли к несоответствию технических характеристик, несмотря на одно название, комплектующих ноутбуков и стационарных компьютеров. Компактный размер корпуса накладывает ограничения на внутренние компоненты, поэтому игровой ноутбук всегда был и остается таким компромиссом по сравнению с фиксированной игровой системой.

Один из двух игроков на рынке игровой графики объявил о выпуске нового класса сверхвысокопроизводительных ноутбуков, разработанных специально для энтузиастов ПК. Сердцем такого ноутбука станет первая настольная видеокарта Geforce GTX в форм-факторе ноутбука.

Мы меняем это, начиная с сегодняшнего дня, выпуская новый класс сверхпроизводительных ноутбуков, разработанных специально для энтузиастов ПК. В основе этого нового поколения мощных мобильных устройств лежит первый графический процессор GeForce GTX для настольных ПК в форм-факторе ноутбука.

В каждом из представленных ниже ноутбуков геймеры смогут найти новый процессор Intel Core Skylake 6-го поколения, который соответствует их настольным аналогам и новейшей видеокарте NVIDIA.

В каждом ноутбуке GeForce GTX 980 вы найдете графические процессоры, которые геймеры во всем мире знают и любят, а также новые процессоры Intel Skylake, идентичные своим настольным аналогам.

Игровые ноутбуки представлены разными производителями, но самой необычной из всех является модель ASUS GX700VO, которая предлагает внешнее водяное охлаждение компонентов ноутбука, что наверняка наилучшим образом повлияет на температурный режим всех компонентов, а не только производительного процессора и видеокарта.

Здесь мы дадим небольшое пояснение от редакции.

Действительно, даже у нетехнического пользователя заявление NVIDIA вызовет вопросы: «Как устроена настольная видеокарта размером с 17-дюймовый ноутбук с такими же характеристиками?”.

Фактически, американская компания в то же время говорит правду, но не скрывает ее. Раньше мобильные и настольные видеокарты с одинаковым индексом (например, 970 и 970M, 980 и 980M) отличались не только тактовой частотой, но и другими важными параметрами: пропускной способностью памяти, количеством шейдерных блоков, универсальным CUDA и т.д.на, потом даже на тех же частотах настольные версии были более производительны, чем их мобильные аналоги, теперь под сильным названием настольная видеокарта в мобильном ноутбуке, просто уравнение технических характеристик, а не частот, на которых чип и память работают.

Поэтому на одних и тех же частотах настольная и мобильная версии видеокарты с одинаковым индексом должны будут показывать одинаковую производительность, но в реальной жизни мы этого не увидим, потому что возможности настольного компьютера существенны в условия отвода избыточного тепла от компонентов производства. Производители ноутбуков это хорошо понимают, например ноутбук ASUS с внешним водяным охлаждением сможет предложить пользователю более высокие частоты видеокарты.

Аналогичная ситуация с процессорами Skylake, впервые в мобильном сегменте чипы Core i5 будут иметь четыре ядра, ранее это были исключительно двухъядерные процессоры, тогда как настольные версии оснащались четырьмя ядрами. Но, опять же, частоты в мобильном и десктопном сегментах несопоставимы. С другой стороны, производительность мобильных процессоров при высоких настройках графики всегда была достаточной, поэтому при высоких разрешениях и настройках графики современных игр процессор не будет слабым звеном.

Теперь для настольных версий процессоров Intel Core 6-го поколения:

В результате можно сказать, что рост производительности будет происходить как в мобильном, так и в настольном сегментах компьютеров, однако этот рост будет эволюционным и ни в коем случае не революционным.

Поделиться:

Любой геймер не понаслышке знает важность видеокарты — Лучшие и самые интересные посты по теме: видео, видеокарты, игры на развлекательном портале Fishki.net

Основные характеристики видеокарт

• Графический чип (GPU). Это основной процессор видеокарты, он рассчитывает отображаемое изображение, позволяя освободить центральный процессор компьютера или ноутбука от этой операции. Это основной элемент видеокарты, поскольку он влияет на производительность и возможности всего устройства. Современные графические чипы почти так же сложны, как центральный процессор, а иногда даже превосходят его по количеству транзисторов и вычислительной мощности.
• Тактовая частота графического чипа. Это существенно влияет на производительность видеоадаптера: чем выше частота, тем быстрее он работает и тем больше тепла выделяет. Следовательно, увеличивая рабочую частоту GPU, можно разогнать видеокарту.
• Частота видеопамяти. Чем выше это значение, тем быстрее работает подсистема памяти.
• Тип видеопамяти. В настоящее время видеокарты используют разные типы оперативной памяти: DDR или специально разработанную память GDDR. Самый распространенный — GDDR3.
• Ширина шины памяти. Это существенно влияет на пропускную способность памяти и общую производительность видеокарты. Он характеризуется количеством битов данных, которые передаются за один цикл. Чем больше разрядность шины памяти, тем выше скорость работы. В дешевых видеокартах битовая глубина обычно составляет 64 или 128 бит, в дорогих — от 256 бит и выше.
• Разъемы. Предназначен для подключения к видеокарте внешних устройств и отправки на них видеосигнала. Все разъемы делятся на две основные группы: цифровые и аналоговые. При аналоговом подключении качество изображения сильно зависит от многих факторов. Это часто искажает изображение, поэтому такие разъемы заменяют цифровыми интерфейсами.

Наиболее распространенные типы разъемов:

• DVI — может быть аналоговым, цифровым или комбинированным, обычно используется только на настольных видеокартах;
• HDMI — это чисто цифровой интерфейс, используемый как на ноутбуках, так и на обычных настольных компьютерах;
• DisplayPort — это чисто цифровой интерфейс, используемый как на ноутбуках, так и на обычных настольных компьютерах, но менее распространенный, чем HDMI;
• D-Sub или VGA — аналоговый интерфейс, используемый на ноутбуках и настольных компьютерах, в последнее время потерял популярность;

Решим, какую видеокарту можно считать самой слабой, и посмотрим, что она может показать в современных играх

Что может в играх самая слабая видеокарта?

Обычно люди спорят, какая видеокарта самая быстрая или самая мощная. И, как правило, оказывается, что самое мощное — самое дорогое.

В нынешних реалиях тема не самая актуальная. Поэтому я решил задать вопрос: какая видеокарта самая слабая.

Что будем считать самой слабой видеокартой?

И вот некоторые трудности с определениями.

Дело в том, что, по сути, самые слабые видеокарты — это карты без 3D-ускорения, то есть они отображают только изображение, а весь рендеринг — программный.

Плата видеовыхода Intel SBX275

И когда-то это было нормой, но теперь под видеокартами мы понимаем устройства, ускоряющие графику.

Казалось бы, так что надо просто обзавестись первыми 3D-ускорителями.

3D-ускоритель, подключенный к видеокарте

Но проблема в том, что их нельзя установить на современные системы, где будут работать современные игры, а старые игры не будут так плохо отображаться.

Другими словами, важно, чтобы можно было запускать более новые игры, иначе в старых играх будет только старая карта.

А это уже конкретные критерии, которые помогут сделать вывод, какая карта самая слабая. Чтобы запускать современные игры, вам нужна поддержка Windows 8 или 10, официальная или нет, а также поддержка текущих API, которые налагают серьезные ограничения на выбор. К счастью, DX12 и Vulkan работают на всех картах, совместимых с DX11. То есть самой слабой является видеокарта, которая имеет самую низкую производительность среди всех DX11-совместимых видеокарт.

И это уже, конечно, достаточно четкий критерий, который поможет вам найти конкретное решение. И Radeon HD 5450 с 512 МБ памяти DDR3 отвечает этим требованиям: это самая слабая видеокарта в мире с поддержкой DX11.

Последние официально поддерживаемые драйверы для HD 5450 — с 2016 года. Ну, кроме того, есть еще и официальная поддержка Windows 10, так что проблем с запуском карты нет.

Новые драйверы AMD не поддерживают эту карту, а это означает, что на веб-сайте AMD представлены самые последние возможные версии.

Условия тестирования в играх

Теперь по играм. Здесь тоже есть условия. Во-первых, игры запускаются как есть. Для некоторых игр есть файлы конфигурации мода, которые опускают графику ниже минимума. Мы не будем использовать эти инструменты, то есть вы можете изменять только те настройки, которые есть в игре.

Также замечу, что не все игры, которые я хотел попробовать, были запущены. Например, RDR2 честно заявил, что не будет работать со старыми драйверами.

Некоторые игры жаловались на объем памяти и низкую производительность, но все же позволяли запускать себя, хотя запускались не все.

Допустим, загружалась Shadow of the Tomb Raider, но она показывала черное изображение, а в меню, которое было трехмерным на игровом движке, изображение было, и после первой остановки игры оно больше не запускалось даже с одним черным экраном.

Far Cry 5 также вылетал во время загрузки.

В тесте GTA 5 игра стабильно вылетала, но сама игра работала хорошо.

NFS 15 и Metro Exodus также вылетали при запуске. В метро, ​​кстати, меню тоже было на движке игры и оно работало, правда, с не очень хорошей производительностью. В The Division 2 ситуация немного иная. Меню также находится на движке игры, но пункты меню не загружаются, поэтому я просто не мог протестировать игру. Или, по крайней мере, понизьте настройки графики для лучшей работы меню.

Зависание во время процесса загрузки и другие проблемы с отсутствующими ресурсами, скорее всего, связаны с 512 МБ видеопамяти, то есть игра просто не знает, как загрузить ненужные ресурсы, чтобы они умещались в 512 МБ, и происходит бесконечная загрузка или загрузка без ресурсов.

Но вообще игр где-то запускали.

Воспроизведения видео и аппаратное декодирование видео

Но перед играми еще хочу сказать о просмотре видео. Это тоже важный аспект работы.

Для начала стоит отметить, что на видеокарте нет декодера VP9. Так что при просмотре видео YouTube самого высокого качества декодирование будет производиться программным процессором.

Если говорить об аппаратном декодировании, то обычные видео 1080p 60 FPS h.264 с YouTube воспроизводятся нормально. Но вот видеокарта 4k h.264 нормально играть уже не может. Потеря кадров очень велика.

Прежде чем показать, как работают игры, нужно сказать, что в целом карту можно немного разогнать.

Но с доступным охлаждением, даже в выхлопе, температура радиатора взлетает почти до 90 градусов, так что о разгоне не может быть и речи.

Тесты в играх

При минимальных настройках при разрешении 1152×648 можно получить почти стабильные 30 FPS.

Через несколько мгновений он опускается ниже 20, но в целом особых сложностей при игре с ботами не возникло.

В общем, о производительности здесь говорить не стоит, но в целом игра запускается, и вы можете в нее поиграть.

Sims 3

Удивительно, но с почти минимальными настройками мы смогли запустить игру и в FullHD.

И игра выдавала 30-40 FPS. Для этого жанра — более чем достаточно, чтобы можно было спокойно играть.

GTA V

Разрешение составляет 800 на 600 пикселей с половинным рендерингом, поэтому фактическое разрешение составляет 400 на 300 пикселей. Настройки минимальные.

FPS редко опускается ниже 20. Сам интерфейс рендерится в разрешении 800×600, так что в целом проблем с парсингом текста в интерфейсе нет. Допустим, минимальные настройки в метро выглядят так:

И если бы вы не знали, по какой кнопке запускается игра в меню, было бы невозможно понять, как запускать игры по тексту на экране. И на фоне того, что было в метро, ​​четкость в GTA 5 вполне приемлема. Также нет серьезных задержек в управлении, а это значит, что вождение и прицеливание вполне реалистичны.

PC Building Simulator

Но увидев меню в метро, ​​первое, что возникает желание — это желание поменять видеокарту. Поэтому следующая игра — PC Building Simulator.

Разрешение 1024х768, настройки минимальные. В игре мы видим от 7 до 10 FPS.

Очень большие проблемы с нажатиями кнопок, то есть нужно как-то дойти до активного времени игры между кадрами, иначе клики не фиксируются игрой. Пробовал в игре купить более мощную видеокарту и купил…

К сожалению, ни частота кадров, ни качество изображения от этого не улучшились.

Watch_Dogs 2

Разрешение 1024×768, масштаб рендеринга 0,5. То есть разрешение рендеринга составляет 512 на 384 пикселя. Но интерфейс отображается в разрешении 1024×768, поэтому все шрифты и элементы читаются нормально, но, к сожалению, FPS составляет около 10, а задержки управления очень велики, поэтому играть невозможно.

Project CARS

При минимальных настройках в разрешении 640 на 480, даже если оно оказывается выше 30 FPS, задержки управления слишком велики, чтобы играть эффективно, из-за медленного парирования отката автомобиля он переходит на передачу и даже при 480p не тренируется.

Mass Effect: Andromeda

Игра позволяет установить разрешение 1024×768, но вместо того, чтобы растягивать изображение, оно обрезает верх и низ, что делает игру немного менее комфортной. Но помимо понижения разрешения игра позволяет в 4 раза уменьшить разрешение рендеринга. То есть разрешение игры составляет 256 на 192 пикселей (обрезанное изображение 256×170). Тем не менее, нет значительных задержек в управлении, и FPS редко опускается ниже 30, а иногда даже достигает 50, несмотря на то, что вы записали игру на планете, где требования к видеокарте довольно высоки.

(чтобы понять, где именно враг, откройте фото в полный размер)

Однако в таком разрешении сложно распознать противников, поэтому эффективность игры вызывает сомнения.

Control

Из всех игр, которые я тестировал с лучшей графикой, которую мне удалось запустить, это Control. Конечно, вы не сможете включить трассировку лучей. Но и без него, при минимальных настройках с разрешением 640×480, он выдает от 5 до 10 кадров в секунду и, конечно же, вы не сможете играть в игры с такой частотой.

Выводы

В общем, меня изначально интересовало, какие особенности игровые разработчики закладывают в свои продукты, чтобы максимально охватить рынок игроков. И эта видеокарта была нужна, чтобы понять, насколько актуальны эти возможности. Особенно в условиях невероятно долгой программной совместимости со старыми картами. Аппаратная совместимость затягивается на 10 лет. А для видеокарт это рекордные цифры. До этого, с обновлением шейдеров или DX в новых картах, с появлением универсальных вычислительных архитектур старые видеокарты были просто кучей бесполезного хлама.

Как показала практика, разработчики игр, несмотря на установление относительно высоких рекомендуемых требований, все же предлагают возможности запускать свои игры на видеокартах, которые в несколько раз менее производительны, чем современные встраиваемые процессоры.

У меня например тесты Vega 11.

И для сравнения: в Mass Effect: Andromeda radeon HD5450 он работал с разрешением около 50 килопикселей, а Vega 11 с более высоким FPS при тех же настройках давала 2 мегапикселя, то есть работала с разрешением в 42 раза выше, чем у это видеокарта.

42 раза, и это по сравнению с интеграцией в процессор.

Эта видеокарта такая слабая.

И даже «такие» умеют запускать игры, а в некоторые еще можно играть, что довольно удивительно и как-то разрушает общее представление о том, что для игр обязательно нужна производительная видеокарта.

Во время записи этого видео я вспоминал прошлое. Конечно, сейчас не 2010 год, когда вышла Radeon HD 5450, а времена на 5-7 лет раньше. И тогда разрешение, подобное 800×600, было наиболее актуальным для многих в играх, и то, что я видел в играх, теперь напомнило мне о тех временах (я даже не прошел GTA San Andreas в свое время в 800×600). И такая пиксельная каша, показанная на скриншотах выше, была нормой. Таким образом, за все это время не только повысилась производительность видеокарт и улучшилось качество графики в играх, но и требования геймеров к тому, что можно считать приемлемым уровнем качества графики, также значительно изменились.