Что такое видеокарта компьютера?

Что такое видеокарта

Видеокарта – составная часть компьютера, функция которой заключается в том, чтобы перевести определенные данные, расположенные в памяти системы в доступное изображение.

Если сказать нетерминологическим языком, то видеокарта, или видеоадаптер – деталь компьютера (часто подключаемая плата) которая обрабатывает информацию и передает её на экран. Они бывают разных видов и размеров, с системой охлаждения и без, но в общем выглядят примерно так:

Вероятно вы уже получили базовый ответ на вопрос что такое видеокарта, но также, скорее всего, это далеко не все, что вы хотели бы о ней знать, поэтому продолжим.

Вступление

Сегодня мы продолжаем начатый немногим ранее цикл статей, посвящённых компонентам компьютера. В предыдущий раз мы подробно разобрали такую тему, как «Что такое процессор и почему его можно считать сердцем любого современного устройства».

Основная роль видеокарты

Вы видите изображение на своем мониторе благодаря тому, что видеокарта обработала графические данные, перевела их в видеосигналы и отобразила на экране. Современные видеокарты (GPU) являются автономными устройствами, поэтому разгружают оперативную память и процессор (CPU) от дополнительных операций.

Подключение через VGA постепенно устаревает, и если на видеокартах еще встречается этот разъем, то на некоторых моделях мониторов он отсутствует. DVI немного лучше передает изображение, однако неспособен принимать звуковые сигналы, из-за чего уступает подключению через HDMI, который совершенствуется с каждым поколением.

Самым прогрессивным считается интерфейс DisplayPort, он похож на HDMI, однако обладает более широким каналом передачи информации. На нашем сайте вы можете ознакомиться со сравнением интерфейсов подключения монитора к видеокарте и выбрать подходящий для себя.

Подробнее:Сравнение DVI и HDMIСравнение HDMI и DisplayPort

Кроме этого стоит обратить внимание на интегрированные графические ускорители. Поскольку они являются частью процессора, то подключение монитора осуществляется только через разъемы на материнской плате. А если вы обладаете дискретной картой, то подключайте экраны только через нее, так вы не будете задействовать встроенное ядро и получите большую производительность.

Виды видеокарт и их производители

С большинством технических моментов мы разобрались, время рассказать о видах графических ускорителей.

Начнем с производителей. И надо сказать, что существует очень много кампаний представляющих широкий ассортимент видеоадаптеров: ASUS, MSI, Sapphire, Powercolor и др. Их продукция может иметь разный объемом видеопамяти, или отличие в других показателях характеристик, но все производители видеокарт собирают графические ускорители исходя из разработок на основе GPU от AMD (видеокарты Radeon) и NVidia (видеокарты GeForce).

Можно считать, что фактических производителей только двое, остальные используют их разработку, чтобы штамповать новые варианты, но масштабный переворот они не осуществляют. Конечно, есть ещё и третий производитель Intel, но у него только встроенные видеокарты.

Подведем краткий итог: есть два основных титана на рынке видеокарт AMD и NVidia, а также Intel, в разы уступающая паре своих старших братьев по мощности, так как это интегрированные графические ускорители.

Теперь более подробно о типах видеокарт. Их на сегодняшний день существует три:

1. Дискретная видеокарта – содержит свой собственный GPU и оснащена видеопамятью, она обособленная составляющая компьютера, которую можно заменить (MSI GeForce GTX 750 Ti, ASUS AMD Radeon RX 460), может похвастаться отличной производительностью;
2. Интегрированная видеокарта – графический адаптер, представляющий собой одно целое с материнской палатой/процессором (GeForce Go 6100, Radeon Xpress 200M, Intel HD Graphics 3000). Очень слабые по сравнению с дискретными образцами. При желании «усилить» компьютер, вам придется менять одну из частей, с которой связана карта, а это далеко не всегда возможно;
3. Внешняя графическая плата – новичок на фоне других типов видеокарт. Фактически это дискретная видеокарта, которую вы подключаете к своей системе, через PCI переходник (еще вам понадобиться блок питания, хотя можете сразу взять док станцию для вашей графической карты). Данный тип карт обладает хорошей производительностью, как и полагается самостоятельным графическим платам.

Из чего состоит видеокарта

На вопросы что такое видеокарта и для чего она нужна компьютеру ответы получены. Сейчас ответим еще на один – из чего она состоит. Итак:

История появления графических процессоров

Пожалуй, это был один из самых сложных и тернистых путей компьютерного прогресса, и начинался он, как могли подумать многие, не с вывода примитивной 2D или 3D графики, а с вывода самого простого текста на монохромный экран монитора.

Стоит обозначить, что мы не будет разбирать всю хронологию графических адаптеров, а обозначим только самые значимые и переломные моменты истории.

Итак, давайте начнём по порядку.

Самым первым графическим адаптером стал MDA (Monochrome Display Adapter), разработанный в 1981 году. MDA был основан на чипе Motorola 6845 и оснащен 4 КБ видеопамяти. Он работал только в текстовом режиме с разрешением 80×25 символов и поддерживал пять атрибутов текста: обычный, яркий, инверсный, подчёркнутый и мигающий.

Однако настоящим прародителем современных видеокарт принято считать CGA (Color Graphics Adapter), выпущенный компанией IBM в 1981 году. CGA мог работать как в текстовом режиме с разрешениями 80×25, так и в графическом с разрешениями до 640×200 точек и с возможностью отрисовки 16 цветов.

С момента появления первого цветного графического адаптера CGA в 1981 и вплоть до 1991 никаких революционных инноваций не происходило от слова «совсем». В основном разработчики и конструкторы аппаратных плат представляли небольшое увеличение разрешения, цветности изображения и т. д.

И только в 1991 году появилось такое понятие, как SVGA (Super VGA) — расширение VGA с добавлением новых режимов и дополнительного сервиса, например, возможности поставить произвольную частоту кадров. Число одновременно отображаемых цветов увеличивается до 65 536 (High Color, 16 бит)

и 16 777 216 (True Color, 24 бита), появляются дополнительные как текстовые, так и визуальные режимы отображения информации. SVGA является фактическим стандартом видеоадаптеров где-то с середины 1992 года, после принятия ассоциацией VESA стандарта VBE (VESA BIOS Extention — расширение BIOS стандарта VESA) версии 1.0. До того момента практически все видеоадаптеры SVGA были несовместимы между собой.

Ну что, не устали еще? Если нет, предлагаю продолжить и перейти к разбору того, что из себя представляют интегрированные и дискретные видеокарты.

Как работает видеокарта

В предыдущем разделе были рассмотрены основные составляющие графической карты, время рассмотреть, как все это работает. А работает это так:

• ЦП вместе с определенными программами отправляет видеоадаптеру данные, необходимые для создания картинки на дисплее;
• Графическая плата устанавливает верное местонахождение пикселей на мониторе компьютера. Если на этом этапе произойдет сбой, то изображение может получиться не таким, каким должно;
• Графический ускоритель направляет данные на экран.

Фактически эти три шага: отправление графическому адаптеру информации, его работа с ней и вывод результата, представляет всю работу видеокарты.

Но давайте рассмотрим процессы, происходящие на втором шаг подробнее. Для примера возьмем компьютерную игру.

При работе с игровой программой главной задачей графического адаптера является создание 3D изображения. Здесь огромную роль играют полигоны – различные необъемные фигуры, число углов которых может быть равно, или больше трех. Полигоны включают в свой состав огромное множество треугольников. Из них строится весь игровой мир.

Графический ускоритель получил информацию касательно игрового мира. Сейчас он должен определить, что конкретно и как окажется в поле зрения игрока, а что нет. Все необходимое он размещает в кадре. Работая с треугольниками, видеокарта производит предметы, освещение и его влияние на окружение.

В построении игрового мира видеокарта выполняет следующее:

• Растеризация – окраска пикселей объекта;
• z-буферизация – на этом этапе решается, какие из полигонов и треугольников, образующие предметы будут видны;
• Затенение – благодаря этому этапу, идёт установка цвета предметам отталкиваясь от источника света, и наличия тени;
• На предметы, произведенные графической платой, будут наложены необходимые текстуры, т.к. без них они не имеют каких-либо отличительных качеств. По сути, они как модели из 3D принтера, а текстуры это своеобразные наклейки на предметы, которые придают им внешний вид и реалистичность.

Тем не менее, не стоит забывать и о таких показателях, как площадь, периметр, диаметр, то есть геометрических показателях фигур и моделей. Операции по их вычислению довольно объемны и сложны, поэтому все это ложиться на плечи ЦП, чем он мощнее, тем лучше функционирует игра.

Компьютерный ликбез: видеокарта

Несколько советов

— Видеокарта очень чувствительна к обновлениям. Если у вас начинают тормозить игры, проседать ФПС, то в первую очередь нужно проверить, как давно вы устанавливали обновления. Год или два без обновлений могут сильно испортить вам впечатление от видеокарты, но даже если дело не в обновлениях — не спешите ее выбрасывать.

— Кулер видеокарты, если он есть, имеет привычку засоряться. Еще чаще, кстати говоря, чем сама материнская плата. Вычищая плату от пыли, не забудьте заглянуть и к видеокарте. Нагреваясь, она будет лишь медленнее. А нагревание очень часто становится интенсивнее из-за одной лишь пыли.

— Видеокарта играет огромную роль в игровых компьютерах. Если вы собираетесь купить себе что-нибудь стоящее, то первые части компьютера, на которое стоит обратить все свое внимание — это видеокарта и процессор.

— Расставляйте приоритеты при покупке правильно! Если у одной из видеокарта высокий объем видеопамяти, а у другой — высокая частота, то, несомненно, стоит выбирать вторую, ведь объем памяти — это самая маловажная характеристика видеокарты.

Следите за обновлениями на сайте и читайте больше о компьютерах и их маленьких секретах.

Внутри системного блока. Часть 3. Оперативная память | Внутри системного блока. Часть 5. Звуковая карта

Производитель

Так сложилось, что рынок видеокарт разделён между двумя игроками — «красными и зелёными». Под «красными» следует понимать графические решения от AMD – Radeon, а под «зелёными» — Nvidia – Geforce.

По данной ссылке вы сможете ознакомиться с нашей отдельной статьей в ключе выбора видеокарты: «Как выбрать видеокарту для компьютера? Какая видеокарта лучше: AMD или Nvidia?»

Разрядность шины памяти

Разрядность шины памяти отвечает за то, насколько быстро графический процессор видеокарты обменивается обрабатываемой информацией с памятью видеокарты. Чем выше разрядность, тем быстрее происходит обмен данной информацией, что весьма важно в требовательных играх или задачах обработки графики.

Разъемы питания

C ростом производительности видеокарты прямо пропорционально увеличивается её потребляемая мощность, следовательно, чем лучше и производительней видеокарта, тем больше линий дополнительного питания ей потребуется для работы.

Не удивляйтесь, но большинство современных видеокарт являются самыми «прожорливыми» элементами компьютера в плане электропитания. В качестве примера: видеокарта GeForce RTX 3070 требует подключения 8-pin 6-pin разъемов дополнительного питания и потребляет в момент нагрузки порядка ~300 Вт, в то время как графические решения начального уровня по типу GeForce GT 1030 вполне способны работать без наличия дополнительного питания и обходятся питанием с линии PCI-Express.

И возможно, что смена видеокарты в вашем компьютере на новую повлечёт за собой еще одну трату — покупку нового более мощного блока питания. Зачастую производители любезно указывают рекомендуемый по мощности блок питания, в случае с примером выше (GeForce RTX 3070) производитель рекомендует использовать блок питания не менее 650 Вт.

Роль видеокарты в играх

Многие пользователи приобретают мощные видеокарты исключительно для запуска современных игр. Графический процессор берет на себя выполнение основных операций. Например, для построения видимого игроку кадра происходит просчет видимых объектов, освещения и постобработка с добавлением эффектов и фильтров. Все это ложится на мощности GPU, а CPU выполняет лишь малую часть всего процесса создания изображения.

Роль видеокарты в программах

Ходят слухи, что для 3D-моделирования в определенных программах необходима специальная видеокарта, например, серии Quadro от Nvidia. Отчасти это правда, производитель специально затачивает серии GPU под специальные задачи, например, серия GTX отлично показывает себя в играх, а специальные вычислительные машины на основе графических процессоров Tesla используются в научных и технических исследованиях.

Однако по факту получается, что видеокарта практически не задействуется в обработке 3D-сцен, моделей и видео. Ее мощности используются преимущественно для генерации изображения в окне проекции редактора — вьюпорте. Если вы занимаетесь монтажем или моделированием, то рекомендуем прежде всего обратить внимание на мощность процессора и объем оперативной памяти.

Система охлаждения

Тут тоже все весьма просто — чем производительней видеокарта, тем больше тепла она выделает. Поэтому все современные графические решения используют от двух и более кулеров (вентиляторов) для охлаждения видеопроцессора и памяти видеокарты.

В некоторых моделях видеокарт система охлаждения может работать тише, чем в других моделях, поэтому, если для вас важен такой параметр, как издаваемый шум при нагрузке, советуем ознакомиться с отзывами пользователей перед приобретением конкретной модели видеокарты.

Характеристики видеокарт

От типов графических ускорителей, переходим к характеристикам видеокарт, играющих важную роль в их работе, и общей производительности компьютера:

• Линейка графических процессоров – кто производитель GPU: AMD, или NVIDIA;
• Частота процессора видеокарты – отвечает за число тактов процессора в одну секунду, чем выше данный показатель, тем выше производительность видеокарты. Измеряется в мегагерцах;
• Объем видеопамяти – объем данных, которые сможет хранить карта, без участия ОЗУ. Память видеокарты также играет одну из важных ролей в её производительности;
• Тип видеопамяти – к какому поколению она принадлежит (DDR4, DDR3, DDR5), чем новее поколение, тем выше ее быстродействие;
• Частота видеопамяти – несет ответственность за пропускную способность видеопамяти. Единица измерения – мегагерц;
• Разрядность шины памяти – стоит за обменом данных между памятью видеокарты и ее процессором, чем выше показатель, тем скорее пойдет обмен, а соответственно будет более высокая производительность у видеокарты (измеряют в битах);
• Разъем – вид гнезда для кабеля монитора – HDMI, VGA, DVI-I, DVI-D, DisplayPort.

Выводы

На самом деле еще очень много можно рассказывать про видеоадаптеры, сравнивать типы видеокарт между собой, копаться в мелочах и говорить о показателях производительности графических плат в различных тестах. Но самое главное – для чего и как устроена видеокарта компьютера, а также основные ее характеристики вам известны. Собственно это и было предназначением данной статьи. Очень надеюсь, что теперь вы стали лучше разбираться в этом вопросе.

МеткиЖелезоКомпьютерЧто такое

Заключение

Надеемся, что после прочтения данной статьи вы смогли разложить все по своим местам и поняли, что видеокарта — не менее сложный и функциональный компонент большинства современных компьютеров, чем процессор. А если у вас остались вопросы, не стесняйтесь и задавайте их в комментариях к данной статье, мы с радостью ответим на них!