Ликвидация компьютерной безграмотности в нашей стране шагает семимильными шагами. Со школьной скамьи начинают знакомиться будующие пользователи , многие из которых вполне могут стать IT-специалистами разного профиля. ПК поспенно перестают быть роскошью и дорогими игрушками и осваивают все больше домов и офисов, учереждений и классов. Все больше людей задаются вопросом о надобности компьютера и Интернета. Нашему изданию, призванному ускорить и упростить процесс компьютеризации, за годы существования очень приятно наблюдать за прогрессом в разных сферах информационных и коммуникационных технологий. Но в то же время, с появлением новых пользователей, у нас все больше новых читателей, а значит множество вопросов, на которые наша задача дать ответы. Техномир, например, решает проблемы с железом – оборудованием компьютера. Рассказывает о передовых новинках, раскрывает нюансы в выборе того или иного устройство, пытается помочь соорентироваться в потоке информации, которая бывает противоречивой с точек зрения продавца и потребителя. Новичку компьютерного мира легко запутаться в мегабайтах, гигагерцах и маркировках производителя. К примеру, по теме нашей сегодняшней статьи, о видеокартах. До сих пор среди многих наших читателей, да и просто знакомых, крутость видеокарты меряется в мегабайтах памяти и производителях платы. И это несмотря на, что мы неоднократно писали о нелепости этих критериев для выбора оптимального по производительности решения. Новички путают понятия, не понимают для чего служит тот иной параметр устройства и что им реально нужно. Поэтому мы решили сделать масштабный обзор, собрав множество данных о видеокартах и поэтапно разобрать что для чего служит. Поскольку было решено рассказать обо всем подробно, нам пришлось разделить материал на несколько частей. В первой мы расскажем об разъемах, которые можно найти на видеокартах, а так же окунемся в историю интерфейсов.
Нынешняя компьютерная архитектура – x86 – существует на рынке уже более двух десятков лет, но, наверное, не все знают, что мощные графические ускорители, отвечающие в компьютере за визуализацию 2D и 3D, появились только в середине 90-х годов.
Чтобы не терять возможность модернизации, видеокарта обычно представляет собой дополнительную плату, которая вставляется в слот материнской платы компьютера. Самые дешёвые графические решения, от которых требуется только 2D или работа под Windows, часто интегрированы в чипсет материнской платы. Современные видеокарты могут похвастаться впечатляющим списком возможностей и спецификаций, которые год от года всё увеличиваются. Сегодня в обзорах графических ускорителей можно встретить такие термины, как HDMI, ROP, пропускная способность, пиксельные шейдеры и т.д. Но если вы ещё не стали опытным пользователем, то вся эта терминология превращается просто в кашу.
Из чего состоит видеокарта?
Выходы. После установки видеокарты в ПК на задней панели корпуса можно обнаружить соответствующие разъёмы. Именно к ним и подключается дисплей (монитор). Многие видеокарты дают несколько выходов, поэтому одновременно можно пользоваться несколькими дисплеями. Существуют разные интерфейсы дисплеев, но, в целом, их подразделяют на цифровые и аналоговые. Компьютер – это цифровая машина, работающая с нулями и единицами. Поэтому цифровой формат для компьютера является “родным”, его лучше использовать и для подключения монитора к видеокарте. Современные дисплеи прошли долгий путь развития от первых электронно-лучевых трубок (ЭЛТ). ЭЛТ-дисплей использует электронную пушку, которая выстреливает по трём типам мельчайших точек на поверхности экрана, которые, в свою очередь, начинают светиться красным, зелёным или синим цветом. ЭЛТ-мониторы по своей природе аналоговые, поэтому для них цифровой сигнал превращается в аналоговый с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), который размещён на видеокарте. С появлением жидкокристаллических дисплеев (ЖК) потребность в ЦАП исчезла, но этот компонент всё равно присутствует на случай подключения аналоговых ЭЛТ-мониторов.
VGA-выход (D-Sub)
Разъём для подключения аналогового дисплея имеет 15 ножек и чаще всего выкрашен в голубой цвет.
Вообще, под сокращением VGA подразумевают определённое разрешение (video graphics array), то есть массив из горизонтальных и вертикальных точек (пикселей). Но в области графического “железа” VGA часто расшифровывают как графический адаптер (video graphics adapter). Соответствующий разъём называют VGA или D-Sub 15. Он предназначается для вывода аналогового сигнала, причём качество такого сигнала может отличаться от одной видеокарты к другой. Дорогие видеокарты используют качественные компоненты, поэтому дают ясную и чёткую картинку даже на высоких разрешениях.
Интерфейс VGA был стандартом до появления цифрового интерфейса DVI (Digital Visual Interface), но он популярен и до сих пор. Выходы D-Sub VGA по-прежнему используются для подключения большинства ЭЛТ-мониторов. Их также можно встретить на большинстве цифровых проекторов и даже на HDTV-телевизорах. Впрочем, для цифровых мониторов всё же рекомендуется использовать цифровые интерфейсы.
DVI-выход
DVI – стандартный цифровой интерфейс для вывода видео на плоские ЖК-дисплеи (за исключением самых дешёвых моделей). Если ваша видеокарта не старше 2004 года, то, скорее всего, у неё есть DVI-выход. Большинство видеокарт с DVI-выходами поставляются вместе с переходниками, преобразующими сигнал с DVI на VGA/D-Sub. Так что владельцам аналоговых ЭЛТ-мониторов расстраиваться не стоит. Все современные видеокарты дают два DVI-выхода, которые позволяют подключить два дисплея и расширить возможности рабочего стола Windows. Впрочем, два дисплея поддерживает любая комбинация выводов DVI и D-Sub/VGA. Для новых дисплеев с большой диагональю и разрешением, например, для 30″ ЖК-панелей, требуется выход с двухканальным DVI (Dual-Link), который поддерживает “родное” разрешение 2560×1600.
Композитный видео-выход (“тюльпан”)
Композитный видео-выход “тюльпан”, также известный как разъём RCA (Radio Corporation of America).
Традиционный видео-выход, повсеместно встречающийся у телевизоров и других видеоустройств, например, видеомагнитофонов. Видеосигнал проходит через единственный коаксиальный кабель. В результате мы получаем аналоговый сигнал низкого разрешения, который обычно хорош только для презентаций или игр. Вряд ли стоит читать с подключённого через “тюльпан” телевизора, поскольку качество очень низкое. Впрочем, “тюльпан” подходит для видео стандартного разрешения.
S-Video (или S-VHS)
S-Video обозначает “Super Video” или “Super VHS”.
S-Video – ещё один аналоговый интерфейс видео, распространённый в телевизионной индустрии. На телевизор он даёт такой же сигнал низкого разрешения, как и “тюльпан”, но цветовая информация разнесена по трём каналам, соответствующим базовым цветам. В итоге мы получаем более качественный сигнал, чем композитный по одному кабелю, но по-прежнему низкое динамическое разрешение. Хотя S-Video превосходит по качеству “тюльпан”, стандарт сильно уступает компонентному выходу (Y, Pb, Pr).
Компонентный выход
Компонентные выходы слишком велики, чтобы располагать их на видеокарте, поэтому практически всегда используется переходник. Обычно переходник даёт компонентное видео (первые три разъёма) и звук (последние два разъёма).
Данный стандарт предусматривает три раздельных разъёма типа “тюльпан”: “Y”, “Pb” и “Pr”. Они обеспечивают раздельную цветовую информацию для HDTV (телевидение высокого разрешения). Подобный тип соединения также присутствует на многих цифровых проекторах. Хотя сигнал передаётся в аналоговой форме, его качество вполне можно сравнить с интерфейсом высокого разрешения VGA. Через компонентный интерфейс можно передавать видео высокого разрешения (HD).
HDMI
HDMI расшифровывается как “High Definition Multimedia Interface”. HDMI – стандарт будущего. Это единственный интерфейс, который обеспечивает передачу видео- и аудио-информации по одному кабелю. HDMI был разработан для телевидения и кино, но и компьютерные пользователи смогут полагаться на HDMI для просмотра видео высокого разрешения.
Выходы HDMI на видеокартах встречаются очень редко, но в будущем они должны стать более популярными. Просмотр видео высокого разрешения через компьютер может потребовать как видеокарты с выходом HDMI, так и монитора с поддержкой HDMI.
Интерфейсы видеокарт
Своей интерфейсной частью видеокарта вставляется в материнскую плату вашего компьютера. По сути, это слот, с помощью которого компьютер и видеокарта обмениваются информацией. Так как на материнской плате обычно присутствует слот какого-либо одного типа, то важно покупать видеокарту, которая будет ему соответствовать. Например, видеокарта PCI Express не будет работать в слоте AGP. Они не только несовместимы физически, но и используют разные протоколы передачи данных.
Самым важным аспектом интерфейса видеокарты является пропускная способность (bandwidth). Термин “пропускная способность” определяет количество информации, которое может пройти через интерфейс за отведённое время. Чем больше пропускной способности даёт интерфейс, тем быстрее может работать видеокарта. По крайней мере, в теории. Но на практике интерфейс значит не так много, как можно было бы подумать.
ISA
ISA расшифровывается как Industry Standard Architecture.
Это самый старый стандарт. Видеокарты с интерфейсом ISA устарели уже очень давно. Сегодня даже материнскую плату со слотом ISA найти очень трудно.
Были 8-битные и 16-битные версии карт ISA. Только последний вариант использовал полностью все контакты. Карты EISA или Extended ISA позволяли увеличить пропускную способность до ширины 32 бита, кроме того, они поддерживали управление шиной (bus mastering). Но такие карты были слишком дорогие, поэтому они уступили место другим интерфейсам.
PCI
32-битная классическая шина PCI. По сей день она используется для разных стандартов карт расширения.
PCI расшифровывается как Peripheral Components Interconnect. В базовом варианте это 32-битная шина, работающая на частоте 33 МГц и обеспечивающая пропускную способность 133 Мбайт/с. Интерфейс PCI заменил ISA и её расширение VL (Vesa Local Bus) в 90-х годах, обеспечив более высокую пропускную способность. PCI является современным стандартом для большинства карт расширения, но видеокарты в своё время отошли от интерфейса PCI на стандарт AGP (а позже и на PCI Express).
Некоторые компьютеры не имеют слотов AGP или PCI Express для модернизации графической подсистемы. Единственной возможностью для них остаётся интерфейс PCI, но видеокарты для него встречаются редко, стоят дорого, да и их производительность оставляет желать лучшего.
PCI-X
PCI-X расшифровывается как “Peripheral Component Interconnect – Extended”, то есть перед нами 64-битная шина с пропускной способностью до 4266 Мбайт/с в зависимости от частоты. PCI-X (не путать с PCI Express!) – это первая скоростная модернизация шины PCI, но при этом она получила ряд функций, полезных в серверном пространстве. Шина PCI-X не слишком часто встречается в обычных ПК, а видеокарты PCI-X очень редки. Можно установить карту PCI-X в обычный слот PCI, если он поддерживает последнюю версию стандарта (PCI 2.2 или выше), но со стандартом PCI Express PCI-X не совместим.
AGP
Интерфейс AGP: Accelerated Graphics Port.
AGP – интеl
;фейс с высокой пропускной способностью, специально предназначенный для видеокарт. Он базируется на спецификации PCI версии 2.1. В отличие от PCI, которая является общей шиной для нескольких устройств, интерфейс AGP выделен только для видеокарты. В результате AGP даёт многочисленные преимущества по сравнению с шиной PCI. Например, возможность прямой записи или чтения в оперативную память, демультиплексирование, упрощение протоколов передачи данных и повышение тактовых частот.
Интерфейс AGP прошёл через несколько версий, а последней стала AGP 8x со скоростью 2,1 Гбайт/с, которая в восемь раз быстрее начального стандарта AGP со скоростью 266 Мбайт/с (32 бита, 66 МГц). AGP на новых материнских платах уступает место интерфейсу PCI Express, но AGP 8x (и даже AGP 4x) всё же дают достаточную пропускную способность для современных видеокарт. Все карты AGP 8x могут работать как в слотах AGP 4x, так и AGP 8x.
PCI Express
В отличие от ISA, PCI и AGP, стандарт PCI Express является последовательным, а не параллельным. Поэтому число контактов существенно уменьшилось. В отличие от параллельных шин, нужная пропускная способность доступна для каждого устройства. В то время как, например, для PCI пропускная способность разделяется между использующимися картами.
PCI Express позволяет сочетать несколько одиночных линий для увеличения пропускной способности. Слоты PCI Express x1 короткие и маленькие, при этом они дают суммарную скорость 250 Мбайт/с в обоих направлениях (на устройство и от него). PCI Express x16 (16 линий) даёт пропускную способность 4 Гбайт/с в одном направлении или 8 Гбайт/с в сумме. Меньшие варианты слотов PCI Express (x8, x4, x1) для графики не используются. Следует отметить, что механически слот может соответствовать x16 линиям, но логически к нему может быть подведено их меньшее количество. Существует много материнских плат, у которых два слота PCI Express x16 могут работать в режиме x8, что позволяет установить две видеокарты (SLI или CrossFire).
Хотя увеличение пропускной способности – улучшение приятное, индустрия столкнулась с другим препятствием: энергопотреблением. Интерфейс AGP 3.0 (AGP 8x) способен дать питание не больше 41,8 Вт (6 A по линии 3,3 В, 2 A по 5 В, 1 A по 12 В = 41,8 Вт и дополнительные 1,24 Вт по дополнительной линии 3,3 В на 0,375 A). Поэтому видеокарты обзавелись одним 4-контактным гнездом питания (например, ATi Radeon X850 XT PE) или даже двумя (nVidia GeForce 6800 Ultra). Добавляя 4-контактные разъёмы, производители смогли продлить жизнь интерфейса AGP, поскольку линии дают 6,5 A или 110,5 Вт (12 В + 5 В или 17 В на 6,5 А = 110,5 Вт). В целом же, интерфейс PCI Express стал всё же более простым решением, поскольку он даёт 75 Вт через разъём x16 и дополнительные 75 Вт через 6-контактное гнездо питания, то есть 150 Вт в сумме. PCI Express позволил снять опасения по поводу будущих требований по пропускной способности и энергопотреблению.
В следующий раз мы поговорим о сердце и мозге видеокарты – ее процессоре и памяти. Свои вопросы вы всегда можете задать на нашем форуме www.forum.az.
Владимир Зимин.
(с)Internet News
11 september 2006