Видеокарта
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Видеокарта
RTX 3090 Founders Edition! .Jpg
Nvidia GeForce RTX 3090 Founders Edition
Подключается кМатеринская плата  через один из:

Отображение через один из:

Видеокарта (также называется видеокарты , видеокарта , графический адаптер или адаптер дисплея ) представляет собой карту расширения , который генерирует подачу вывод изображения на устройство отображения (например, монитор компьютера ). Часто они рекламируются как дискретные или выделенные видеокарты, подчеркивая различие между ними и интегрированной графикой . В основе обоих лежит графический процессор (GPU), который является основной частью, которая выполняет фактические вычисления, но не следует путать с видеокартой в целом, хотя «GPU» часто используется как метонимическое слово. сокращение для обозначения видеокарт.

Большинство видеокарт не ограничиваются простым выводом на дисплей. Их встроенный графический процессор может выполнять дополнительную обработку, снимая эту задачу с центрального процессора компьютера. [1] Например, Nvidia и AMD (ранее ATI ) производили карты, которые визуализируют графические конвейеры OpenGL и DirectX на аппаратном уровне. [2] В конце 2010-х годов также появилась тенденция использовать вычислительные возможности графического процессора для решения неграфических задач , что может быть выполнено с помощью OpenCL и CUDA . Видеокарты широко используются дляОбучение искусственному интеллекту , майнинг криптовалюты и молекулярное моделирование . [2] [3] [4]

Обычно видеокарта выполняется в виде печатной платы (платы расширения) и вставляется в слот расширения, универсальный или специализированный (AGP, PCI Express). [5] Некоторые из них были сделаны с использованием специальных корпусов, которые подключаются к компьютеру через док-станцию или кабель. Они известны как eGPU.

История

Такие стандарты , как MDA , CGA , HGC , Tandy , PGC , EGA , VGA , MCGA , 8514 или XGA, были введены с 1982 по 1990 год и поддерживаются множеством производителей оборудования .

3dfx Interactive была одной из первых компаний, разработавших графический процессор с 3D-ускорением (с серией Voodoo) и первой разработавшей графический чипсет, предназначенный для 3D, но без поддержки 2D (поэтому для работы требовалось наличие 2D-карты) . Сейчас большинство современных видеокарт построено на графических чипах производства AMD или Nvidia . [6] До 2000 года компания 3dfx Interactive также была важным и часто новаторским производителем. Большинство видеокарт предлагают различные функции, такие как ускоренный рендеринг 3D- сцен и 2D-графики , декодирование MPEG-2 / MPEG-4, ТВ-выход или возможность подключения нескольких мониторов ( мульти-мониторы).). Видеокарты также имеют возможности звуковой карты для вывода звука - вместе с видео для подключенных телевизоров или мониторов со встроенными динамиками.

В отрасли графические карты иногда называют графическими платами расширения , сокращенно AIB s, [6] с опущенным словом «графика».

Дискретная и интегрированная графика

Архитектура классического настольного компьютера с отдельной видеокартой через PCI Express . Типичная пропускная способность для данных технологий памяти, отсутствует задержка памяти . Нулевое копирование между графическим процессором и процессором невозможно , поскольку оба имеют свою физическую память. Для совместного использования данные должны быть скопированы из одного в другой.
Интегрированная графика с разделенной основной памятью : часть системной памяти выделяется исключительно графическому процессору. Нулевое копирование невозможно, данные должны копироваться по шине системной памяти из одного раздела в другой.
Интегрированная графика с единой основной памятью , которую можно найти в AMD «Kaveri» или PlayStation 4 ( HSA ).

В качестве альтернативы использованию видеокарты видеооборудование может быть интегрировано в материнскую плату , ЦП или систему на кристалле . Оба подхода можно назвать интегрированной графикой. Реализации на базе материнских плат иногда называют «бортовым видео». Почти все материнские платы настольных компьютеров со встроенной графикой позволяют отключать встроенный графический чип в BIOS и имеют PCI или PCI Express (PCI-E).слот для добавления высокопроизводительной видеокарты вместо встроенной графики. Возможность отключить встроенную графику иногда также позволяет продолжать использовать материнскую плату, на которой не работает встроенное видео. Иногда и встроенная графика, и дискретная (иногда называемая выделенной) видеокарта могут использоваться одновременно для питания отдельных дисплеев. Основные преимущества интегрированной графики включают стоимость, компактность, простоту и низкое энергопотребление. Недостаток производительности интегрированной графики возникает из-за того, что графический процессор разделяет системные ресурсы с центральным процессором. Дискретная видеокарта имеет собственную оперативную память ( RAM), собственная система охлаждения и специальные регуляторы мощности со всеми компонентами, разработанными специально для обработки видеоизображений. Переход на дискретную видеокарту снимает нагрузку с ЦП и системной оперативной памяти, поэтому не только ускоряется обработка графики, но и значительно улучшается общая производительность компьютера. Это часто необходимо для видеоигр, работы с 3D-анимацией или редактирования видео.

И AMD, и Intel представили процессоры и наборы микросхем материнских плат, которые поддерживают интеграцию графического процессора в тот же кристалл, что и процессор. AMD продает процессоры со встроенной графикой под торговой маркой Accelerated Processing Unit (APU), в то время как Intel продает аналогичную технологию под брендами Intel HD Graphics and Iris . Intel объявила о выпуске процессоров 8-го поколения интегрированной графики Intel UHD для лучшей поддержки дисплеев 4K. [7] Хотя они все еще не эквивалентны производительности дискретных решений, платформа Intel HD Graphics обеспечивает производительность, приближающуюся к дискретной графике среднего уровня, а технология AMD APU была принята как в PlayStation 4, так и в Xbox One.игровые приставки. [8] [9] [10]

Потребляемая мощность

По мере увеличения вычислительной мощности видеокарт возрастает и их потребность в электроэнергии. Современные высокопроизводительные видеокарты, как правило, потребляют большое количество энергии. Например, расчетная тепловая мощность (TDP) GeForce Titan RTX составляет 280 Вт. [11] При тестировании во время игры GeForce RTX 2080 Ti Founder's Edition потребляла в среднем 300 Вт энергии. [12] В то время как производители процессоров и источников питания недавно перешли к более высокой эффективности, требования к мощности графических процессоров продолжали расти, поэтому графические карты могут иметь самое большое энергопотребление среди любой отдельной части компьютера. [13] [14] Хотя блоки питания тоже увеличивают свою мощность, узкое место связано сПодключение PCI-Express , мощность которого ограничена 75 Вт. [15] Современные видеокарты с потребляемой мощностью более 75 Вт обычно включают в себя комбинацию шестиконтактных (75 Вт) или восьмиконтактных (150 Вт) разъемов, которые подключаются напрямую к источнику питания. Обеспечение надлежащего охлаждения для таких компьютеров становится проблемой. Для компьютеров с несколькими видеокартами могут потребоваться блоки питания мощностью более 750 Вт. Отвод тепла становится основным соображением при проектировании компьютеров с двумя или более высокопроизводительными видеокартами.

Размер

Графические карты для настольных компьютеров выпускаются в одном из двух профилей размера, что позволяет добавлять видеокарту даже на небольшие ПК. Некоторые видеокарты имеют нестандартный размер и поэтому относятся к категории низкопрофильных. [16] [17] Профили видеокарт основаны только на высоте, при этом низкопрофильные карты занимают меньше высоты слота PCIe, а некоторые могут быть даже половинной высоты. [ необходима цитата ] Длина и толщина могут сильно различаться: карты высокого класса обычно занимают два или три слота расширения, а карты с двумя графическими процессорами, такие как Nvidia GeForce GTX 690, обычно превышают 250 мм (10 дюймов) в длину. [18]Как правило, большинство пользователей предпочитают карту с более низким профилем, если предполагается установить несколько карт или если они столкнутся с проблемами зазора с другими компонентами материнской платы, такими как слоты DIMM или PCIE. Это можно исправить с помощью более крупного корпуса, который бывает таких размеров, как средний и полный корпус. Полные башни обычно подходят для материнских плат большего размера, таких как ATX и micro ATX. Чем больше корпус, тем больше материнская плата, больше видеокарта или несколько других компонентов, которые будут занимать место в корпусе.

Масштабирование нескольких карт

Некоторые видеокарты можно соединить вместе, чтобы обеспечить масштабирование обработки графики на нескольких картах. Для этого используется либо шина PCIe на материнской плате, либо, что чаще, мост данных. Как правило, для связывания карты должны быть одной модели, и большинство карт с низким энергопотреблением не могут быть связаны таким образом. [19] У AMD и Nvidia есть собственные методы масштабирования, CrossFireX для AMD и SLI (начиная с поколения Тьюринга, замененного NVLink) для Nvidia. Карты от разных производителей или архитектур чипсетов не могут использоваться вместе для масштабирования нескольких карт. Если видеокарта имеет другой объем памяти, будет использоваться наименьшее значение, а более высокие значения не будут учитываться. В настоящее время масштабирование карт потребительского уровня может быть выполнено с использованием до четырех карт. [20] [21] [22] Для использования четырех карт требуется большая материнская плата с правильной конфигурацией. Видеокарта Nvidia GeForce GTX 590 может быть сконфигурирована в этой конфигурации с четырьмя видеокартами. [23] Как указано выше, для оптимального использования пользователи захотят использовать одну и ту же карту производительности. Материнские платы ASUS Maximus 3 Extreme и Gigabyte GA EX58 Extreme сертифицированы для работы с этой конфигурацией. [24]Для работы карт в SLI или CrossFireX необходим сертифицированный источник питания большой мощности. Потребляемая мощность должна быть известна до того, как будет установлен надлежащий источник питания. Для конфигурации с четырьмя картами требуется источник питания мощностью 1000+ Вт. Примерами являются расходные материалы AcBel PC8055-000G и Corsair AX1200. [24] С любой относительно мощной видеокартой нельзя упускать из виду управление температурным режимом. Для видеокарт требуется корпус с хорошей вентиляцией и система охлаждения. Обычно требуется воздушное или водяное охлаждение, хотя графические процессоры с низким энергопотреблением могут использовать пассивное охлаждение, в более крупных конфигурациях используются водные растворы или иммерсионное охлаждение для достижения надлежащей производительности без теплового дросселирования. [25]

SLI и Crossfire встречаются все реже, поскольку большинство игр не полностью используют несколько графических процессоров, поскольку большинство пользователей не могут себе их позволить. [26] [27] [28] Несколько графических процессоров все еще используются на суперкомпьютерах (например, в Summit ), на рабочих станциях для ускорения видео [29] [30] [31] и 3D-рендеринга, [32] [33] [34] [ 35] [36] для VFX [37] [38] и для моделирования, [39] и в AI для ускорения обучения, как в случае с линейкой рабочих станций и серверов DGX от Nvidia.

3D-графические API

Графический драйвер обычно поддерживает одну или несколько карт одного производителя и должен быть специально написан для операционной системы. Кроме того, операционная система или дополнительный пакет программного обеспечения могут предоставлять определенные программные API-интерфейсы для приложений для выполнения 3D-рендеринга.

Доступность API 3D-рендеринга в операционных системах
Операционные системыВулканDirect XGNMXМеталлOpenGLOpenGL ES
ОкнаNvidia / AMDMicrosoftНетНетдада
macOSРасплавленныйVKНетНетяблокояблокоНет
LinuxдаВиноНетНетдада
AndroidдаНетНетНетNvidiaда
iOSРасплавленныйVKНетНетяблокоНетяблоко
TizenВ разработкеНетНетНетНетда
ОС SailfishВ разработкеНетНетНетНетда
XBoxНетдаНетНетНетНет
ОС Orbis (PlayStation)НетНетдаНетНетНет
Wii UдаНетНетНетдада

Использование конкретного графического процессора

Некоторые графические процессоры разработаны с учетом специфики использования:

  1. Игры
    • GeForce GTX
    • GeForce RTX
    • Nvidia Titan
    • Radeon HD
    • Radeon RX
  2. Облачные игры
    • Nvidia Grid
    • Radeon Sky
  3. Рабочая станция
    • Nvidia Quadro
    • AMD FirePro
    • Radeon Pro
  4. Облачная рабочая станция
    • Nvidia Tesla
    • AMD FireStream
  5. Облако искусственного интеллекта
    • Nvidia Tesla
    • Radeon Instinct
  6. Автоматизированный / беспилотный автомобиль
    • Nvidia Drive PX

Промышленность

По состоянию на 2016 год основными поставщиками графических процессоров (графических чипов или чипсетов), используемых в видеокартах, являются AMD и Nvidia. По данным Jon Peddie Research, в третьем квартале 2013 года доля AMD на рынке составила 35,5%, а у Nvidia - 64,5% [40] . В экономике такая отраслевая структура называется дуополией . AMD и Nvidia также производят и продают видеокарты, которые в отрасли называют графическими надстройками (AIB). (См. Сравнение графических процессоров Nvidia и Сравнение графических процессоров AMD .) AMD и Nvidia не только продают свои графические карты, но и продают свои графические процессоры авторизованным поставщикам AIB, которых AMD и Nvidia называют «партнерами». [6]Тот факт, что Nvidia и AMD напрямую конкурируют со своими клиентами / партнерами, усложняет отношения в отрасли. Примечателен тот факт, что AMD и Intel являются прямыми конкурентами в индустрии процессоров, поскольку видеокарты на базе AMD могут использоваться в компьютерах с процессорами Intel. Переход Intel на APU может ослабить AMD, которая до сих пор получала значительную часть своих доходов от графических компонентов. По состоянию на второй квартал 2013 года насчитывалось 52 поставщика AIB. [6] Эти поставщики AIB могут продавать видеокарты под своими собственными брендами или производить видеокарты для частных торговых марок или производить видеокарты для производителей компьютеров. Некоторые поставщики AIB, такие как MSIсоздавать видеокарты как на базе AMD, так и на базе Nvidia. Другие, такие как EVGA, производят только видеокарты на базе Nvidia, а XFX теперь строит только видеокарты на базе AMD. Некоторые поставщики AIB также являются поставщиками материнских плат. Крупнейшие поставщики AIB, исходя из доли мирового розничного рынка видеокарт, включают тайваньскую компанию Palit Microsystems , компанию PC Partner из Гонконга (которая продает видеокарты на базе AMD под своим брендом Sapphire, а видеокарты на базе Nvidia под своим брендом Zotac). ), Тайваньский производитель компьютеров Asus , Тайваньский ( MSI ), Тайваньский Gigabyte Technology , [41] Бреа, Калифорния , США.EVGA (которая также продает компьютерные компоненты, такие как блоки питания) и XFX в Онтарио, Калифорния, США . (Материнская корпорация XFX находится в Гонконге.)

Рынок

Пик отгрузок видеокарт составил 114 миллионов в 1999 году. Для сравнения, в третьем квартале 2013 года они составили 14,5 миллионов единиц, что на 17% меньше уровня 3 квартала 2012 года [40] и 44 миллиона единиц в 2015 году. видеокарты имеют тенденцию к снижению из-за улучшений в технологиях интегрированной графики; высокопроизводительная графика со встроенным процессором может обеспечить производительность, не уступающую по производительности графическим картам начального уровня. В то же время продажи видеокарт в сегменте high-end выросли, поскольку производители сместили акцент на рынок игр и энтузиастов. [41] [42]

Помимо игрового и мультимедийного сегментов, видеокарты все чаще используются для вычислений общего назначения , таких как обработка больших данных . [43] Рост криптовалюты обусловил чрезвычайно высокий спрос на высокопроизводительные видеокарты, особенно в больших количествах, из-за их преимуществ в процессе майнинга. В январе 2018 года видеокарты среднего и высокого класса испытали значительный рост цен, и многие розничные торговцы столкнулись с нехваткой запасов из-за значительного спроса на этом рынке. [44] [42] [45] Производители видеокарт выпустили карты для майнинга, предназначенные для работы 24 часа в сутки, семь дней в неделю и без портов вывода видео. [4]Индустрия видеокарт потерпела неудачу из-за нехватки микросхем в 2020-2021 годах. [46] [47]

Запчасти

Radeon HD 7970 с основным радиатором удален, показывающий основные компоненты платы. Большой наклонный серебряный объект - это кристалл графического процессора, окруженный микросхемами оперативной памяти, покрытыми экструдированными алюминиевыми радиаторами. Схема подачи питания смонтирована рядом с оперативной памятью, рядом с правой стороной карты.

Современная видеокарта состоит из печатной платы, на которой установлены компоненты. Это включает:

Графический процессор

Основная статья: графический процессор

Блок графической обработки ( GPU ), также иногда называемый блоком визуальной обработки ( VPU ), представляет собой специализированную электронную схему, предназначенную для быстрого управления и изменения памяти для ускорения построения изображений в буфере кадров, предназначенном для вывода на дисплей. Из-за большой степени программируемой вычислительной сложности для такой задачи современная видеокарта сама по себе является компьютером.

Видеокарта половинной высоты

Радиатор

Теплоотводустанавливается на большинство современных видеокарт. Радиатор равномерно распределяет тепло, производимое графическим процессором, по радиатору и самому устройству. На радиаторе обычно установлен вентилятор для охлаждения радиатора и графического процессора. Не все карты имеют радиаторы, например, некоторые карты имеют жидкостное охлаждение, а вместо этого имеют водоблок; Кроме того, карты 1980-х и начала 1990-х годов не выделяли большого количества тепла и не нуждались в радиаторах. Большинство современных видеокарт нуждаются в правильном тепловом решении. Это может быть жидкий раствор или радиаторы с дополнительной подключенной тепловой трубкой, обычно сделанной из меди для лучшей теплопередачи. Правильный случай; либо Mid-Tower, либо Full-Tower, либо какое-либо другое производное, должны быть правильно настроены для управления температурным режимом.Это может быть достаточно места с правильной двухтактной или противоположной конфигурацией, а также жидкость с радиатором вместо или с установкой вентилятора.

Видео BIOS

Видео BIOS или прошивка содержит минимальную программу для первоначальной настройки и управления видеокартой. Он может содержать информацию о временных параметрах памяти, рабочих скоростях и напряжениях графического процессора, ОЗУ и других деталях, которые иногда могут быть изменены.

Современный видеобиос не поддерживает все функции графической карты, его достаточно только для идентификации и инициализации карты для отображения одного из нескольких режимов буфера кадра или текста. Он не поддерживает преобразование YUV в RGB, масштабирование видео, копирование пикселей, композитинг или любые другие функции графической карты 2D и 3D.

Видеопамять

ТипТактовая частота памяти ( МГц )Пропускная способность (ГБ / с)
DDR200-4001,6–3,2
DDR2400–1066,673,2-8,533
DDR3800-2133,336.4-17.066
DDR41600-486612,8-25,6
GDDR43000–4000160–256
GDDR51000–2000288–336,5
GDDR5X1000–1750160–673
GDDR61365-1770336-672
HBM250–1000512–1024

Объем памяти большинства современных видеокарт колеблется от 2  ГБ до 24 ГБ. [48] Но с объемом до 32 ГБ по состоянию на последние 2010-е годы приложения для работы с графикой становятся все более мощными и широко распространенными. Поскольку видеопамять должна быть доступна для графического процессора и схемы дисплея, она часто использует специальную высокоскоростную или многопортовую память, такую ​​как VRAM , WRAM , SGRAM и т. Д. Примерно в 2003 году видеопамять обычно была основана на технологии DDR. . В течение и после этого года производители перешли на DDR2 , GDDR3 , GDDR4 , GDDR5 , GDDR5X и GDDR6.. Эффективная частота памяти в современных картах обычно составляет от 2  ГГц до 15 ГГц.

Видеопамять может использоваться для хранения других данных, а также изображения экрана, например Z-буфера , который управляет координатами глубины в трехмерной графике , текстурами , буферами вершин и скомпилированными программами шейдеров.

RAMDAC

RAMDAC или случайного доступа памяти , цифро-аналоговый преобразователь, преобразует цифровые сигналы в аналоговые сигналы для использования на дисплее компьютера , который использует аналоговые входы , такие как электронно - лучевой трубки (ЭЛТ) дисплеев. RAMDAC - это разновидность микросхемы RAM, которая регулирует работу видеокарты. В зависимости от количества используемых битов и скорости передачи данных RAMDAC преобразователь сможет поддерживать различные частоты обновления дисплея компьютера. С ЭЛТ-дисплеями лучше всего работать с частотой выше 75  Гц и никогда не ниже 60 Гц, чтобы минимизировать мерцание. [49] (С ЖК-дисплеями мерцание не является проблемой. [ Необходима ссылка ]) Из-за растущей популярности цифровых компьютерных дисплеев и интеграции RAMDAC в кристалл графического процессора, он в основном исчез как дискретный компонент. Все современные ЖК / плазменные мониторы, телевизоры и проекторы только с цифровыми подключениями работают в цифровой области и не требуют RAMDAC для этих подключений. Есть дисплеи , которые показывают аналоговые входы ( VGA , компонентный, SCART и т.д.) только . Для них требуется RAMDAC, но они преобразуют аналоговый сигнал обратно в цифровой, прежде чем они смогут его отобразить, с неизбежной потерей качества из-за этого цифро-аналого-цифрового преобразования. [ необходима цитата ]Поскольку стандарт VGA постепенно заменяется цифровым, RAMDAC начинают исчезать из видеокарт. [ необходима цитата ]

Radeon HD 5850 с DisplayPort, HDMI и двумя портами DVI

Выходные интерфейсы

Video In Video Out (VIVO) для S-Video (TV-out), Digital Visual Interface (DVI) для телевидения высокой четкости (HDTV) и DE-15 для Video Graphics Array (VGA)

Наиболее распространенные системы соединения между видеокартой и дисплеем компьютера:

Видеографический массив (VGA) (DE-15)

Видеографический массив (VGA) ( DE-15 )
Основная статья: Массив видеографики

Также известный как D-sub, VGA - это аналоговый стандарт, принятый в конце 1980-х годов и предназначенный для ЭЛТ-дисплеев, также называемый разъемом VGA . Некоторые проблемы этого стандарта - электрический шум , искажение изображения и ошибка выборки при оценке пикселей.

Сегодня аналоговый интерфейс VGA используется для видео высокой четкости, включая 1080p и выше. Хотя полоса пропускания передачи VGA достаточно высока, чтобы поддерживать воспроизведение даже с более высоким разрешением, качество изображения может ухудшиться в зависимости от качества и длины кабеля. Насколько заметна эта качественная разница, зависит от зрения человека и дисплея; при использовании подключения DVI или HDMI, особенно на ЖК / светодиодных мониторах или телевизорах большого размера, ухудшение качества, если оно присутствует, заметно заметно. Воспроизведение Blu-ray с разрешением 1080p возможно через аналоговый интерфейс VGA, если на диске Blu-ray не включен токен ограничения изображения (ICT).

Цифровой визуальный интерфейс (DVI)

Цифровой визуальный интерфейс (DVI-I)
Основная статья: Цифровой визуальный интерфейс

Цифровой стандарт, разработанный для таких дисплеев, как плоские дисплеи ( ЖК-дисплеи , плазменные экраны, широкоформатные телевизионные дисплеи высокой четкости ) и видеопроекторы. В некоторых редких случаях высококачественные ЭЛТ-мониторы также используют DVI. Это позволяет избежать искажения изображения и электрических шумов, соотнося каждый пиксель от компьютера к пикселю дисплея, используя его собственное разрешение . Стоит отметить, что большинство производителей включают в себя разъем DVI- I , позволяющий (через простой адаптер) выводить стандартный сигнал RGB на старый ЭЛТ- или ЖК-монитор с входом VGA.

Video In Video Out (VIVO) для S-Video, композитного видео и компонентного видео

Основные статьи: S-Video , композитное видео и компонентное видео

Включен для подключения к телевизорам , DVD-плеерам , видеомагнитофонам и игровым консолям . Они часто бывают с двумя вариантами 10-контактных разъемов mini-DIN , а разветвительный кабель VIVO обычно имеет либо 4 разъема (вход и выход S-Video + вход и выход композитного видео), либо 6 разъемов (вход и выход S-Video). + компонент P B out + компонент P R out + компонент Y out [также составной выход] + композитный вход).

Мультимедийный интерфейс высокой четкости (HDMI)

Мультимедийный интерфейс высокой четкости (HDMI)
Основная статья: HDMI

HDMI - это компактный аудио / видео интерфейс для передачи несжатых видеоданных и сжатых / несжатых цифровых аудиоданных с HDMI-совместимого устройства («исходное устройство») на совместимое цифровое аудиоустройство , компьютерный монитор , видеопроектор или цифровое телевидение . [50] HDMI - это цифровая замена существующих аналоговых видеостандартов . HDMI поддерживает защиту от копирования через HDCP .

DisplayPort

DisplayPort
Основная статья: DisplayPort

DisplayPort - это интерфейс цифрового дисплея, разработанный Ассоциацией стандартов видеоэлектроники (VESA). Интерфейс в основном используется для подключения источника видеосигнала к устройству отображения, например монитору компьютера , хотя его также можно использовать для передачи звука, USB и других форм данных. [51] Спецификация VESA предоставляется без лицензионных отчислений . VESA разработала его для замены VGA , DVI и LVDS . Обратная совместимость с VGA и DVI за счет использования переходных ключей позволяет потребителям использовать видеоисточники, оснащенные DisplayPort, без замены существующих устройств отображения. Хотя DisplayPort имеет большую пропускную способность, чем HDMI.ожидается, что он дополнит интерфейс, а не заменит его. [52] [53]

USB-C

Основная статья: USB-C

Другие типы систем подключения

Композитное видеоАналоговые системы с разрешением ниже 480i используют разъем RCA . Одноконтактный разъем передает всю информацию о разрешении, яркости и цвете, что делает его выделенным видеосоединением самого низкого качества. [54]
Компонентное видеоОн использует три кабеля, каждый с разъемом RCA ( YC B C R для цифрового компонента или YP B P R для аналогового компонента); он используется в старых проекторах, игровых приставках, DVD-плеерах. [55] Он может поддерживать разрешения SDTV 480i и EDTV 480p, а также разрешения HDTV 720p и 1080i, но не 1080p из-за озабоченности отрасли по поводу защиты от копирования. Вопреки распространенному мнению, он похож на HDMI для поддерживаемых разрешений [56], но для наилучшей работы с Blu-ray, другими источниками 1080p, такими как PPV и 4K Ultra HD, требуется разъем для цифрового дисплея.
DB13W3Аналоговый стандарт, который когда-то использовался Sun Microsystems , SGI и IBM .
ДМС-59Разъем, который обеспечивает два выхода DVI или VGA на одном разъеме.

Материнские платы интерфейсы

Основные статьи: Автобус (вычисления) и карта расширения

Хронологически системы связи между видеокартой и материнской платой были, в основном:

  • Автобус S-100 : Разработанный в 1974 году как часть Altair 8800, это первый промышленный стандарт для индустрии микрокомпьютеров.
  • ISA : представленная IBM в 1981 году , она стала доминирующей на рынке в 1980-х годах. Это 8- или 16-битная шина с тактовой частотой 8 МГц.
  • NuBus : используется в Macintosh II , это 32-разрядная шина со средней пропускной способностью от 10 до 20 МБ / с.
  • MCA : Представленная IBM в 1987 году, это 32-битная шина с тактовой частотой 10 МГц.
  • EISA : выпущенный в 1988 году для конкуренции с IBM MCA, он был совместим с более ранней шиной ISA. Это 32-битная шина с тактовой частотой 8,33 МГц.
  • VLB : расширение ISA, это 32-битная шина с тактовой частотой 33 МГц. Также упоминается как VESA.
  • PCI : заменил шины EISA, ISA, MCA и VESA с 1993 года. PCI позволял динамическое соединение между устройствами, избегая ручной настройки, необходимой с помощью перемычек . Это 32-битная шина с тактовой частотой 33 МГц.
  • UPA : архитектура шины межсоединений, представленная Sun Microsystems в 1995 году. Это 64-битная шина с тактовой частотой 67 или 83 МГц.
  • USB : хотя в основном используется для различных устройств, таких как вторичные запоминающие устройства и игрушки , существуют USB-дисплеи и видеоадаптеры.
  • AGP : Впервые использованная в 1997 году, это шина, предназначенная для графической обработки. Это 32-битная шина с тактовой частотой 66 МГц.
  • PCI-X : расширение шины PCI, оно было представлено в 1998 году. Оно улучшает PCI, увеличивая ширину шины до 64 бит и тактовую частоту до 133 МГц.
  • PCI Express : сокращенно PCIe, это двухточечный интерфейс, выпущенный в 2004 году. В 2006 году он обеспечил вдвое большую скорость передачи данных, чем AGP. Его не следует путать с PCI-X , расширенной версией исходной спецификации PCI.

Следующая таблица представляет собой сравнение некоторых функций некоторых из этих интерфейсов.

См. Также: Список пропускной способности устройства § Компьютерные шины
ATI Graphics Solution Rev 3 от 1985/1986, поддерживающая графику Hercules . Как видно из печатной платы, компоновка была сделана в 1985 году, тогда как маркировка на центральном чипе CW16800-A говорит «8639», что означает, что чип был изготовлен на неделе 39 1986 года. Эта карта использует 8-битный ISA (XT). интерфейс .
АвтобусШирина (бит)Тактовая частота ( МГц )Пропускная способность (МБ / с)Стиль
ISA XT84,778Параллельный
ISA AT168,3316Параллельный
MCA321020Параллельный
НУБУС321010–40Параллельный
EISA328,3332Параллельный
VESA3240160Параллельный
PCI32–6433–100132–800Параллельный
AGP 1x3266264Параллельный
AGP 2x3266528Параллельный
AGP 4x32661000Параллельный
AGP 8x32662000 г.Параллельный
PCIe x112500/5000250/500Серийный
PCIe x41 × 42500/50001000/2000Серийный
PCIe x81 × 82500/50002000/4000Серийный
PCIe x161 × 162500/50004000/8000Серийный
PCIe × 1 2.0 [57]1500/1000Серийный
PCIe x4 2.01 × 42000/4000Серийный
PCIe x8 2.01 × 84000/8000Серийный
PCIe × 16 2.01 × 165000/100008000/16000Серийный
PCIe × 1 3,011000/2000Серийный
PCIe × 4 3.01 × 44000/8000Серийный
PCIe × 8 3,01 × 88000/16000Серийный
PCIe × 16 3,01 × 1616000/32000Серийный

Смотрите также

  • Список компьютерного оборудования
  • Список производителей видеокарт
  • Стандарты компьютерных дисплеев - подробный список стандартов, таких как SVGA, WXGA, WUXGA и т. Д.
  • AMD ( ATI ), Nvidia - квазидуополия разработчиков графических процессоров и видеокарт для 3D-чипов
  • GeForce , Radeon - примеры популярных серий видеокарт
  • GPGPU (например, CUDA , AMD FireStream )
  • Framebuffer - память компьютера, используемая для хранения изображения экрана
  • Карта захвата - инверсия видеокарты

использованная литература

  1. ^ «ExplainingComputers.com: Оборудование» . www.explainingcomputers.com . Архивировано 17 декабря 2017 года . Проверено 11 декабря 2017 .
  2. ^ a b «OpenGL против DirectX - Cprogramming.com» . www.cprogramming.com . Архивировано 12 декабря 2017 года . Проверено 11 декабря 2017 .
  3. ^ «Обеспечение перемен с помощью NVIDIA AI и науки о данных» . NVIDIA . Архивировано 10 ноября 2020 года . Проверено 10 ноября 2020 .
  4. ^ a b Пэрриш, Кевин (10.07.2017). «Видеокарты, предназначенные для майнинга криптовалюты, здесь, и у нас есть список» . Цифровые тенденции . Архивировано 01 августа 2020 года . Проверено 16 января 2020 .
  5. ^ «Компоненты графической карты» . pctechguide.com . 2011-09-23. Архивировано 12 декабря 2017 года . Проверено 11 декабря 2017 .
  6. ^ a b c d "Рынок дополнительных плат во втором квартале упал, AMD увеличивает долю рынка [пресс-релиз]" . Джон Педди Исследования. 16 августа 2013 года. Архивировано 3 декабря 2013 года . Проверено 30 ноября 2013 года .
  7. ^ «Intel HD Graphics: Руководство по интегрированной графике 2018 г.» . Tech Centurion . 2018-05-21. Архивировано 27 июня 2018 года . Проверено 21 мая 2018 .
  8. ^ "Intel HD Graphics Guide" . Портативный журнал . Архивировано 22 января 2018 года . Проверено 22 января 2018 .
  9. ^ Шимпи, Ананд Лал. «Xbox One: анализ оборудования и сравнение с PlayStation 4» . Anandtech . Архивировано 26 мая 2013 года . Проверено 22 января 2018 .
  10. ^ Crijns, Koen (6 сентября 2013). «Обзор графики Intel Iris Pro 5200: конец графических процессоров среднего уровня?» . hardware.info. Архивировано 3 декабря 2013 года . Проверено 30 ноября 2013 года .
  11. ^ «Представляем GeForce GTX 780 Ti» . Архивировано 3 декабря 2013 года . Проверено 30 ноября 2013 года .
  12. ^ «Результаты тестирования: энергопотребление для майнинга и игр - лучшие графические процессоры для майнинга Ethereum, протестированные и сравненные» . Оборудование Тома . 2018-03-30. Архивировано из оригинала на 2018-12-01 . Проверено 30 ноября 2018 .
  13. ^ «Быстрее, тише, ниже: энергопотребление и уровень шума современных графических карт» . xbitlabs.com . Архивировано из оригинала на 2011-09-04.
  14. ^ «Энергопотребление видеокарты» . codinghorror.com . Архивировано 8 сентября 2008 года . Проверено 15 сентября 2008 .
  15. ^ Максим Интегрированные продукты . «Решение для управления блоком питания для плат расширения PCI Express x16 Graphics 150W-ATX» . Архивировано 05 декабря 2009 года . Проверено 17 февраля 2007 .
  16. ^ "Что такое низкопрофильная видеокарта?" . Outletapex . Архивировано 24 июля 2020 года . Проверено 29 апреля 2020 .
  17. ^ "Лучшая низкопрофильная видеокарта" . Оборудование Тома . Архивировано 19 февраля 2013 года . Проверено 6 декабря 2012 .
  18. ^ «GTX 690 | Технические характеристики» . GeForce. Архивировано 08 марта 2013 года . Проверено 28 февраля 2013 .
  19. ^ "SLI" . geforce.com . Архивировано 15 марта 2013 года . Проверено 13 марта 2013 .
  20. ^ «SLI против CrossFireX: поколение DX11» . techreport.com . Архивировано 27 февраля 2013 года . Проверено 13 марта 2013 .
  21. ^ Адриан Кингсли-Хьюз. «Тестирование производительности NVIDIA GeForce GTX 680 в конфигурации Quad-SLI» . ZDNet . Архивировано 07 февраля 2013 года . Проверено 13 марта 2013 .
  22. ^ «Лицом к лицу: Quad SLI против Quad CrossFireX» . Максимум ПК . Архивировано 10 августа 2012 года . Проверено 13 марта 2013 .
  23. ^ «Как построить игровую установку Quad SLI | GeForce» . www.geforce.com . Архивировано 26 декабря 2017 года . Проверено 11 декабря 2017 .
  24. ^ a b «Как построить игровую установку Quad SLI | GeForce» . www.geforce.com . Архивировано 26 декабря 2017 года . Проверено 11 декабря 2017 .
  25. ^ "NVIDIA Quad-SLI | NVIDIA" . www.nvidia.com . Архивировано 12 декабря 2017 года . Проверено 11 декабря 2017 .
  26. ^ Abazovic Фуад. «Рынок Crossfire и SLI составляет всего 300 000 единиц» . www.fudzilla.com . Архивировано 03 марта 2020 года . Проверено 3 марта 2020 .
  27. ^ "Мертвый ли Multi-GPU?" . Технический алтарь . 7 января, 2018. архивации с оригинала на 27 марта 2020 года . Проверено 3 марта 2020 года .
  28. ^ «Nvidia SLI и AMD CrossFire мертвы - но стоит ли оплакивать игры с несколькими графическими процессорами? | TechRadar» . www.techradar.com . Архивировано 03 марта 2020 года . Проверено 3 марта 2020 .
  29. ^ «Руководство по выбору и настройке оборудования» (PDF) . documents.blackmagicdesign.com . Архивировано (PDF) из оригинала 11.11.2020 . Проверено 10 ноября 2020 .
  30. ^ «Рекомендуемая система: рекомендуемые системы для DaVinci Resolve» . Пьюджет Системс . Архивировано 03 марта 2020 года . Проверено 3 марта 2020 .
  31. ^ «Ускоренный рендеринг и аппаратное кодирование с помощью графического процессора» . helpx.adobe.com . Архивировано 03 марта 2020 года . Проверено 3 марта 2020 .
  32. ^ «V-Ray Next Multi-GPU Performance Scaling» . Пьюджет Системс . Архивировано 03 марта 2020 года . Проверено 3 марта 2020 .
  33. ^ "FAQ | Программа для 3D-рендеринга с ускорением на GPU | Redshift" . www.redshift3d.com . Архивировано 11 апреля 2020 года . Проверено 3 марта 2020 .
  34. ^ "Предварительный просмотр OctaneRender 2020 уже здесь!" . Архивировано 07 марта 2020 года . Проверено 3 марта 2020 .
  35. ^ Уильямс, Роб. «Исследование производительности с помощью бета-версии графического процессора Arnold Renderer от Autodesk - Techgage» . techgage.com . Архивировано 03 марта 2020 года . Проверено 3 марта 2020 .
  36. ^ "GPU-рендеринг - Руководство по Blender" . docs.blender.org . Архивировано 16 апреля 2020 года . Проверено 3 марта 2020 .
  37. ^ "V-Ray для Nuke - рендеринг с трассировкой лучей для композиторов | Chaos Group" . www.chaosgroup.com . Архивировано 03 марта 2020 года . Проверено 3 марта 2020 .
  38. ^ «Системные требования | Nuke | Foundry» . www.foundry.com . Архивировано 01 августа 2020 года . Проверено 3 марта 2020 .
  39. ^ "А как насчет поддержки нескольких GPU?" . Архивировано 18 января 2021 года . Проверено 10 ноября 2020 .
  40. ^ a b «Рынок видеокарт последовательно растет в третьем квартале, NVIDIA набирает обороты, а AMD падает» . Архивировано 28 ноября 2013 года . Проверено 30 ноября 2013 года .
  41. ^ a b Чен, Моника (16 апреля 2013 г.). «Palit, партнер по ПК, превосходит Asustek по доле рынка видеокарт» . ЦИФРЫ. Архивировано 7 сентября 2013 года . Проверено 1 декабря 2013 года .
  42. ^ a b Шилов, Антон. «Тенденции рынка дискретных графических процессоров для настольных ПК во втором квартале 2016 г .: AMD захватывает долю рынка, но NVIDIA остается лидером» . Anandtech . Архивировано 23 января 2018 года . Проверено 22 января 2018 .
  43. ^ Chanthadavong, Эйми. «Nvidia рекламирует обработку графических процессоров как будущее больших данных» . ZDNet . Архивировано 20 января 2018 года . Проверено 22 января 2018 .
  44. ^ «Вот почему вы не можете купить высококачественную видеокарту в Best Buy» . Ars Technica . Архивировано 21 января 2018 года . Проверено 22 января 2018 .
  45. ^ «Цены на GPU стремительно растут, ломая весь рынок DIY PC» . ExtremeTech . 2018-01-19. Архивировано 20 января 2018 года . Проверено 22 января 2018 .
  46. ^ GetNews. «Как нехватка видеокарт убивает компьютерные игры» . Цифровой журнал . Архивировано 01 сентября 2021 года . Проверено 1 сентября 2021 .
  47. ^ «Как нехватка видеокарт убивает компьютерные игры» . MarketWatch . Архивировано из оригинала на 2021-09-01 . Проверено 1 сентября 2021 .
  48. ^ «NVIDIA TITAN RTX уже здесь» . NVIDIA . Архивировано 8 ноября 2019 года . Проверено 7 ноября 2019 .
  49. ^ "Рекомендуемая частота обновления" . Архивировано из оригинала на 2007-01-02 . Проверено 17 февраля 2007 .
  50. ^ «HDMI FAQ» . HDMI.org. Архивировано из оригинала на 2018-02-22 . Проверено 9 июля 2007 .
  51. ^ «Технический обзор DisplayPort» (PDF) . VESA.org. 10 января 2011 года архивации (PDF) с оригинала на 12 ноября 2020 года . Проверено 23 января 2012 года .
  52. ^ «Архив часто задаваемых вопросов - DisplayPort» . VESA. Архивировано 24 ноября 2020 года . Проверено 22 августа 2012 .
  53. ^ «Правда о DisplayPort против HDMI» . dell.com . Архивировано 01 марта 2014 года . Проверено 13 марта 2013 .
  54. ^ «Видеосигналы и разъемы» . Яблоко. Архивировано 26 марта 2018 года . Проверено 29 января +2016 .
  55. ^ «Как подключить компонентное видео к проектору VGA» . AZCentral. Архивировано 18 сентября 2021 года . Проверено 29 января +2016 .
  56. ^ «Разница в качестве между компонентом и HDMI» . Экстремальные технологии. Архивировано 4 февраля 2016 года . Проверено 29 января +2016 .
  57. ^ PCIe 2.1 имеет ту же тактовую частоту и пропускную способность, что и PCIe 2.0.

Источники

  • Мюллер, Скотт (2005) Обновление и ремонт компьютеров . 16-е издание. Que Publishing. ISBN 0-7897-3173-8 

внешние ссылки

  • Как работают видеокарты в HowStuffWorks
  • Большое изображение дерева истории видеокарты


Источник « https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Graphics_card&oldid=1047425544 »
Contribute a better translation