Что такое видеокарта? Функции, виды, основные характеристики.

Видеокарта

Видеокарта (графический ускоритель, графическая карта, видеоадаптер, GPU, 3D ускоритель) играет очень важную роль в работе современного компьютера. Она по своей сути является сама компьютером со своим процессором, памятью и т.д.

 

Функция

windows рабочий стол

рабочий стол — результат работы 2D ускорителя

Её функция состоит в преобразовании информации, хранящейся на носителе, в графическую и последующем выводе этой информации на экран. В данном случае говорится о 3D и 2D графике. Первоначально обработкой графической информации полностью занимался центральный процессор (CPU), затем был создан 2D акселератор для обрисовки рабочего стола и курсора, а уже после 3D ускоритель.

3d max

3D графика

Современная видеокарта занимается и 2D, и 3D графикой. Для обработки видео, фотографий, аудиофайлов и т.д. хватает 2D ускорителя, в случае создания объемных объектов в графических редакторах, а также работы трехмерных игр, требуется 3D акселератор.

 

Виды видеокарт

Видеоадаптеры можно разделить на две большие группы: интегрированные и дискретные.

видеокарта интегрированная

видеокарта интегрированная

Интегрированные, то есть встроенные видеоадаптеры уже есть внутри устройства чипсета процессора или материнской карты. Это ведет к уменьшению стоимости и энергопотребления, но очень ограничивает их по мощности (очень часто не имеют собственной памяти и используют оперативную).

видеокарта дискретная

видеокарта дискретная

Дискретная видеокарта – отдельная печатная плата со своей памятью и процессором. Устанавливается в специальный слот на материнской плате. Она повышает стоимость системы и её энергопотребление, но, в то же время, имеет более высокую производительность в сравнении с интегрированной.

 

Интерфейс установки

AGP и PCI-E

AGP и PCI-E

Сегодня в основном используется интерфейс PCI-E (PCI-Express), заменивший AGP. В 2017-18 годах должна быть выпущена версия PCI-E 4.0 со скоростью передачи 16 ГТ/с (транзакций в секунду – количество произведенных операций или переданных данных в единицу времени), а ещё позже в 2019 году — PCI-E 5.0 со скоростью 32 ГТ/с, но пока у нас есть версии 1.0 (2,5 ГТ/с), 2.0 (5 ГТ/с) и 3.0 (8 ГТ/с). Интерфейсы имеют обратную совместимость, то есть, если у нас имеется видеокарта PCI-E 3.0, я могу её установить в слот PCI-E 1.0 или 2.0, но при этом пропускная способность будет соответственно 2,5 и 5 ГТ/с.

 

На что обращать внимание при выборе видеокарты?

Тактовая частота видеопроцессора влияет на производительность видеокарты, чем выше, тем быстрее, но при этом возрастает тепловыделение, поэтому на современных видеокартах немалое внимание уделяется системе охлаждения.

видеокарта с пассивным охлаждением

видеокарта с пассивным охлаждением

Охлаждение делится на пассивное (радиатор) и активное (кулер или водяное), последнее значительно повышает стоимость и энергозатраты системы.

видеокарта с кулером

видеокарта с кулером

видеокарта с водяным охлаждением

видеокарта с водяным охлаждением

Также на быстродействии сказывается частота и объем видеопамяти (VRAM), но необходимо помнить, что увеличение объема памяти необязательно приводит к ускорению системы (если мы рассматриваем разные чипсеты), необходимо обращать внимание на её тип и разрядность шины.

Типы памяти (в порядке увеличения скорости):

  • DDR
  • DDR2
  • DDR3
  • GDDR3
  • GDDR5

Разрядность шины (чем больше, тем выше производительность): 64, 128, 256, 384, 448, 512, 768 бит и т.д.

Хочется отметить, что есть видеокарты с двумя чипами, в таких картах, за счет 2-х процессоров, увеличивается мощность, но память остается прежней, и видеокарта начинает потреблять часть оперативной памяти.

видеокарта с двумя чипами

видеокарта с двумя чипами

На многих материнских платах имеется несколько разъемов PCI-E, в этом случае мы можем установить несколько видеокарт одновременно, если они поддерживают технологию Crossfire (у AMD) и SLI (у NVidia). Проблема та же, что и с двумя чипами, так как память двух видеокарт из-за алгоритма используется по очереди, хотя производители обещают в будущем исправить данную проблему.

Crossfire

Crossfire

 

Производители

 

Те, кто хотя бы немного сталкивался с выбором системных блоков, ноутбуков или видеокарт, уже знают, что сейчас существуют два «титана» индустрии, компании NVidia с серией GeForce и AMD с Radeon. Разбираться в том, кто из них круче не вижу смысла, у каждого свои предпочтения, да и преимущества особого одной над другой нет, так как происходит постоянное развитие.

 

Разъемы

Чтобы обработанную информацию передать нужно подключить к видеокарте монитор или любое другое устройство вывода. Подключение производится через специальные разъемы. Они делятся на аналоговые и цифровые. Последние сейчас более популярны и вытесняют аналоговый способ передачи.

разъемы

разъемы

Аналоговые: DVI-A, D-Sub или VGA, S-Video.

Цифровые: DVI-D, DVI-Dual link, HDMI, Display Port.

 

Вывод

Выбор видеокарты достаточно трудный, но при этом интересный процесс, необходимо учитывать множество характеристик, бюджет, исходить из выбранного центрального процессора, так как не подходящий процессор просто не раскроет весь потенциал видеокарты.

Материнская плата (из чего состоит, функции компонентов)

Материнская (системная) плата — это печатная плата , которая является основой компьютера, расположена в нижней части корпуса компьютера. Она распределяет мощность для процессора, оперативной памяти, и других аппаратных компонентов. Самое главное, материнская плата позволяет аппаратным компонентам взаимодействовать друг с другом.

Первая материнская плата была использована персональном компьютере от IBM, выпущенном в 1981 году. Далее материнская плата станет стандартом для компьютерной техники IBM.
Ниже фотография с ASUS P5AD2-e с именами каждого из основных компонентов материнской платы.

motherboard

Компоненты материнской платы. Ниже приведена информация по каждому из вышеперечисленных компонентов материнской платы.

  • PCI Express. Разъем PCI Express является последовательной шиной, предназначен для замены шины PCI и AGP и доступен в различных форматах: х1, х2, х4, х8, х12, х16 и х32. PCI Express х16 поддерживает пропускную способность до 4000 Мбит/с в обоих направлениях.

pcie

  • PCI. Использовался в компьютерах с конца 1990-х до начала 2000-х годов, шина PCI с тех пор заменена на PCI Экспресс. Как вы можете видеть, есть три слота PCI: PCI4, PCI5, и PCI6.

pci-slots

  • AGP. АГП — порт, предназначенный для видеокарт и 3D-ускорителей. Разработан Интел и введен в августе 1997.

agp

  • 3-х контактный разъем вентилятора (3-pin fan Connectors). Думаю, нет нужды объяснять, зачем нужен вентилятор в компьютере. Но выглядит он примерно так:

casefan

  • Теплоотвод, радиатор (heatsink) на материнской плате, как правило, пассивный, то есть без вентилятора.

радиатор

  • P4 power connector. Р4 — разъем питания с постоянным напряжением 12В.
  • Катушка индуктивности (Inductor) используется для сглаживания напряжения на плате.

inductor

  • Конденсатор (Capacitor) — это элемент, изготовленный из двух или более токопроводящих пластин с тонким изолятором между ними и завернутый в керамический и пластиковый контейнер.
  • Гнездо процессора (Soccet) — это соединение, которое позволяет подключить к материнской плате процессор.
  • Северный мост (northbridge) представляет собой микросхему , ответственную за связь между Центральным процессором, AGP и памятью..
  • Слот памяти (memory slot) предназначен для подключения ОЗУ к компьютеру. Материнская плата может иметь от 2 до 4 слотов. Самые распространенные типы оперативной памяти память SDRAM и DDR.
  • Super I/O объединяет интерфейсы различных низкочастотных устройств.
  • Слот для гибкого кабеля (Floppy connector) — это слот для ленточного кабеля компьютера, который позволяет подключить к одному контроллеру один или более дисководов.
  • ATA (IDE) connector — интерфейс для жестких дисков и CD/DVD приводов.
  • ATX разъем — к нему подключается блок питания компьютера.
  • sATA пришел на замену разъему ATA, способен доставлять 1.5 Гбит/с (1500 Мбит/с) через дисковый массив. Имеет внешний вариант eSATA.
  • CMOS батарея, иногда называют часы реального времени (RTC), предназначена для питания платы при выключенном устройстве для сохранения основной информации (дата, время, основные настройки системы). Стандартный срок службы CMOS батареи составляет около 10 лет.
  • ATA Raid позволяет создать массив из жестких дисков, используется на серверах и высокопроизводительных компьютерах.
  • Панель системных разъемов содержит разъемы для кнопки питания, перезагрузки, питает светодиод.
  • Firmware Hub (FWH) — хаб, содержащий системный BIOS и аппаратный датчик случайных чисел (шифрование данных).
  • Южный мост (southbridge)— это микросхема на материнской плате отвечает за жесткий диск, контроллер, контроллер ввода-вывода и комплексного оборудования. Интегрированное оборудование может включать в себя звуковую карту и видео карту.
  • Последовательный порт (Также асинхронный порт) на компьютере используется для подключения устройства с последовательным интерфейсом к компьютеру и способен передавать один бит за один раз.
  • 1394 header/ usb headers — разъемы предназначены для подключения дополнительных IEEE 1394 и USB портов.

usbheader

  • Integrated Chip (интегральная схема) -это пакет, содержащий множество проводов, дорожек, транзисторови других электронных компонентов, взаимодействующих между собой для выполнения определенной функции или ряда функций.
  • S/PDIF передает цифровой аудио сигнал в сжатом виде между аудиоаппаратурой и системой домашнего кинотеатра.
  • CD-in используется для передачи аналогового сигнала

Основные характеристики процессора

Здравствуйте, сегодня мы разберем основные характеристики процессора. Процессор — это один из основных компонентов пк, его «мозг».

В первую очередь давайте вспомним, кто производит процессоры.

amdvsintel1

Сегодня основными производителями процессоров являются компании AMD и Intel. Если кратко сравнивать процессоры от этих компаний, то Intel выигрывает в производительности, но они очень дороги, AMD же подходят для бюджетных пк. К бюджетным моделям от Intel можно отнести Celeron и Pentium, от AMD — Athlon и Phenom. Для более требовательных к ресурсам задач подходят Intel Core i3, Core i5, Core i7, AMD FX, A8, A10 и т.п.

Тактовая частота показывает сколько операций производит процессор в секунду. Измеряется в герцах(Гц), мегагерцах(МГц), гигагерцах(ГГц). Чем выше частота, тем, как правило, производительней процессор. Множитель процессора позволяет изменять его тактовую частоту, то есть безопасно разогнать процессор. Стоит также отметить понятие, частота шины данных — это тактовая частота, с которой происходит обмен данными между процессором и системной шиной компьютера (подсистема для передачи данных между частями системы пк).

Сокет — разъем на материнской плате, который предназначен для установки процессора. Для каждого типа процессора существует свой сокет, который не походит для другого.

Ядро определяет вид сокета, диапазон рабочей частоты, теплоотдача и т.д. Сегодняшние процессоры могут иметь до 18 ядер, что влияет на его производительность и стоимость.

Кэш процессора делится на уровни, чем выше уровень кэша, тем ниже его скорость и больше память. Кэш первого уровня расположен прямо на кристалле процессора, обрабатывает команды и данные. Второй уровень может располагаться на кристалле, либо возле ядра, является буфером 1-го уровня. Третий уровень — самый медленный, но самый объемный, предназначен для объединения ядер процессора, поэтому располагается вне ядра процессора.