Prezentacja Microsoft Power Point

Prezentacja
Microsoft Power Point
Przedmiot:
Temat:
Autor:
UTK
Karty Graficzne
Kamil Lekowski
Prezentacja została wykonana w programie
„Microsoft® Power Point XP”.
Aby została ona wyświetlona prawidłowo zaleca
się odtworzenie jej w programie
„Microsoft® Power Point” w wersji nie starszej niż
„XP”.
W celu obejrzenia prezentacji
proszę uzywac klawisza Spacji do
zmiany slajdu lub skorzystac ze
spisu tresci
To jest Karta Graficzna
Spis Treści
•
•
•
•
•
•
•
•
Budowa karty graficznej
Jak działa karta graficzna
Firmy produkujące karty graficzne
Pamięć w kartach graficznych
Rodzaje pamięci kart graficznych
Procesor na karcie graficznej
Uład RAMDAC
Porównania kart graficznych
Budowa Karty Graficznej
Spis treści
Jak działa karta graficzna ??
Mówiąc najprościej, karta graficzna to układ elektroniczny, który odwzorowuje
fragment pamięci komputera jako obraz na ekranie monitora. Obszar pamięci, w
którym przechowywane są dane graficzne aktualnie wyświetlanego obrazu,
nazywany jest pamięcią obrazu lub buforem ramki [ang. framebuffer]. Zadaniem
karty graficznej jest odczytać zawartość tej pamięci i tak pokierować monitorem, by
ją wyświetlił.
Wydaje się, że to proste zadanie. Jednak problem polega na tym, że monitor CRT [z lampą
kineskopową] nie jest urządzeniem cyfrowym i nie rozumie tego, co jest w pamięci
komputera. Dlatego każda karta graficzna posiada specjalny układ, zwany DAC [ang.
Digital-Analog Converter = przetwornik cyfrowo-analogowy]. Układ ten zamienia cyfrowe
dane graficzne na sygnały analogowe zrozumiałe dla monitora. Od jego wydajności zależy,
jak często obraz na monitorze może być odświeżany. Od możliwości tego układu zależy
też głębia kolorów wyświetlanego obrazu.
Pierwsze karty graficzne trzymały dane graficzne ekranu w zwykłej pamięci RAM. Szybko
okazało się, że takie rozwiązanie jest zbyt powolne. Układ DAC musi przemiatać pamięć
obrazu wielokrotnie w ciągu sekundy. Aby więc DAC pracował wydajniej, karty graficzne
wyposażono we własne szybkie układy pamięci RAM, zwane pamięcią video [VRAM]. Do
takiej pamięci karta ma szybszy dostęp, bo nie musi do niej sięgać przez i tak już zapchaną
magistralę systemową. W dodatku nowoczesne karty mogą używać do komunikacji z
pamięcią video nawet 128-bitowych szyn danych! 8-) Nie muszę chyba tłumaczyć, że dane
graficzne mogą mknąć przez taką magistralę jak po autostradzie ;-J
Spis treści
Jakie Firmy produkują karty
graficzne ??
•
ASUS
•
•
•
•
•
•
•
•
Gainward
MSI
Gigabyte
Matrox
Palit
GALAXY
ATI (obecnie jedynie GPU)
EVGA
•
BFG Technologies
Dalej
Spis treści
Wyróżniamy dwa typy Producentów GPU !
Przystosowane do pracy jako oddzielne karty graficzne:
* ATI (wykupione przez AMD w 2006)
* NVIDIA
* Matrox
* S3 Graphics
* XGI
Zintegrowane z mostkiem północnym:
* Intel
* SiS
* VIA Technologies
Spis treści
GPU - ang. Graphics Processing Unit, koprocesor graficzny - jest główną
jednostką obliczeniową znajdującą się w nowych kartach graficznych. Jako
pierwsza tego terminu użyła firma NVIDIA wprowadzając na rynek karty
graficzne GeForce 256. To przełomowe wydarzenie dla akceleracji grafiki w
systemach domowych miało miejsce 31 sierpnia 1999 roku, wcześniej systemy
takie były dostarczane wyłącznie jako specjalizowane systemy profesjonalne.
Głównym zadaniem GPU było wykonywanie obliczeń potrzebnych do
uzyskania akcelerowanej grafiki 3D, co spowodowało odciążenie procesora
CPU z konieczności wykonywania tego zadania. W tej sytuacji mógł on zająć
się innymi obliczeniami, co skutkowało zwiększeniem wydajności komputera
podczas renderowania grafiki. Nowoczesne procesory graficzne wyposażone
są w szereg instrukcji, których nie posiada procesor komputera.
Należy wspomnieć, że wcześniej, w połowie lat 90., na rynku konsumenckim
istniały już karty graficzne wyposażone w procesory oferujące akceleracje
operacji przeliczania grafiki 3D takie jak np. S3 Virge czy też dodatkowe karty
(współpracujące z kartą graficzną) firmy 3Dfx o nazwie VooDoo. NVidia
zadebiutowała produktem Riva z szeregiem odmian (Riva 128, Riva TNT).
GeForce to następna generacja produktów do akceleracji grafiki 3D tej firmy.
Spis treści
Pamięć wideo
Każda karta graficzna ma własną pamięć RAM, w której przechowuje potrzebne
informacje o obrazie. Obecnie wielkość tej pamięci to średnio 8 MB (jeszcze do
niedawna przeciętna pamięć wynosiła 512 Kb), a coraz częściej 16 lub 32 Mb.
W pamięci tej przechowywane są dane o każdym punkcie obrazu, a także
tekstury (w postaci map bitowych) oraz dane o głębi (z pamięci jest w tym celu
wydzielany tzw. bufor Z).
Spis treści
Rodzaje pamięci
•
•
•
•
•
DRAM
EDO i BEDO DRAM
SDRAM
V-RAM
DDR-SDRAM
Spis treści
DRAM
Elementarna komórka pamięci realizowana jest za pomocą pary złożonej z
jednego 1 tranzystora i kondensatora. Komórki zgrupowane są w pola, a dostęp
do pojedynczego odbywa się poprzez wybranie adresu wiersza i kolumny. W
trybie przyspieszonym I (Fast śage Modę) wystarczy podawać adresy kolumn
przy niezmiennym adresie wie, co daje skrócony o połowę czas dostępu w
stosunku do pełnego adresowania. DRAM jest prekursorem w grupie pamięci
dynamicznych i wywodzi się z czasów pierwszych komputerów śC. Stosowana
jest (z małymi modyfikacjami) do dnia dzisiejszego jako pamięć operacyjna, o
czym decydują jednak inne kryteria. Ten standardowy pamięci nie jest obecnie w
stanie sprostać wymaganiom stawianym przez aplikacje multimedialne.
Powrót
Spis treści
EDO i BEDO DRAM
Stanowi odmianę pamięci DRAM i udostępnia pasmo nieco powyżej 200 MB/s.
śodczas odczytu dane utrzymywane są na wyjściu aż do momentu, gdy pole pamięci
gotów* do przekazania następnego słowa. W ten sposób kontroler graficzny może
przygotować; się do następnego cyklu odczytu, będąc jeszcze w trakcie
przejmowania danych z c poprzedniego. Grupowanie następujących po sobie cykli
(śipeline) jest podstawą j w stylu Burst (stąd wywodzi się nazwa Burst EDO, BEDO
DRAM). Dopiero ten na czasie umożliwił taktowanie pamięci bez cykli oczekiwania,
tzn. każdy cykl z< pamięci wyzwalał 1 cykl odczytu. Cztery równolegle połączone
układy pamięci pracujące w konfiguracji 4x16 = 64 bity) taktowane zegarem 50 MHz
osiągają maksymalny transfer 400 MB/s (8x50). Średnia prędkość transmisji jest
naturalnie niniejsza, bo' kontroler musi kiedyś wreszcie zmienić adres wiersza i
opuścić tryb Fś.
O ile pamięci EDO stosowane były bardzo powszechnie, typ BEDO umarł śmiercią
naturalną, nie doczekawszy się powszechnej akceptacji.
Powrót
Spis treści
SDRAM
Klasyczne układy pamięciowe ORAM wymagają podawania z zewnątrz
precyzyjnie uformowanych sygnałów RAS i CAS (Row Address Strobe, Column
Address Strobe). śamięci synchroniczne mają własny kontroler, przetwarzający
impulsy zegarowe na niezbędne sygnały sterujące (porównaj rozdział 3.)Zmniejsza to negatywny wpływ wszelkich zjawisk o podłożu falowym i
elektromagnetycznym oraz umożliwia podwyższenie prędkości taktowania.
Bloki pamięci SDRAM i SGRAM organizowane są zwykle w banki, które mogą być
obsługiwane naprzemiennie (Interlecwe). W ten sposób każdy z nich może
znajdować się w innej fazie tej samej operacji (procesy zachodzą na siebie w
czasie).
Powrót
Spis treści
V-RAM
`Specjalny typ pamięci opracowany przez firmę Texas Instruments. Skrót V-RAM (Video--RAM)
nie oddaje w pełni istoty sprawy. Z punktu widzenia kontrolera graficznego układy pamięci V-RAM
zachowują się jak normalne pamięci DRAM. Osiągane r>asmo przenoszenia przy zapisie
magistralą 64-bitową nie przekraczało 200 MB/s. Ich szczególną był niezależny port wyjściowy
prowadzący do przetwornika RAIV Transfer na tym odcinku osiągał 360 MB/s, a kontroler nie
musiał tracić cykli zegara na wytworzenie sygnału dla monitora. Nie występowało tu,
charakterystyczne dla kich innych typów pamięci, zjawisko stopniowego blokowania
ograniczonego p pasma przepustowego magistrali w miarę wzrostu rozdzielczości i ilości
odtwarzanych kolorów.
Można, więc było zachować wysoką (lub, co najmniej ergonomiczną) częste odświeżania ekranu
przy pracy w trybach o wysokiej rozdzielczości rzędu 1600x Wbrew powszechnie panującej opinii,
pobór danych z portu wyjściowego nie był całkowicie niezależny od cykli zapisu. Odczyt pamięci
V-RAM przebiega według następującego algorytmu:
Cykl inicjowany jest przez kontroler, który adresuje punkt początkowy żądanej
obszaru.Układ V-RAM wyprowadza automatycznie bit po bicie zawartość kolejnych komórek tego
obszaru do specjalnego rejestru przesuwnego. Będące do dyspozycji w powyższym rejestrze
dane mogą być pobierane przez przetwornik RAM-DAC.Do wyczerpania zawartości rejestru
pamięć może być zapisywana. W tym sens możliwy jest jednoczesny zapis i odczyt. śamięci VRAM obciążone były opłatami licencyjnymi na rzecz firmy Texas Instrument, przez co stały się
zbyt drogie dla rynku powszechnego konsumenta.
Powrót
Spis treści
DDR-SDRAM
Większość współczesnych kart graficznych wyższej klasy wyposażona jest
w p DDR-SDRAM (Double Ratę SDRAM), której przewaga nad zwykłymi
pamięciach chronicznymi leży w głównie w szerokości pasma dostępu -- w jednym
cyklu impulsu zegarowego mają miejsce dwa transfery (jeden dla opadającego, a
drugi dla narasta zbocza zegara).
Powrót
Spis treści
PROCESOR
Procesor na karcie graficznej wspomaga setki różnych funkcji, z
trójwymiarowymi włącznie. Układy takie pomagają procesorowi komputera rysować
linie, trójkąty, prostokąty, potrafią wygenerować obraz trójwymiarowy, pokryć go
odpowiednią tzw. teksturą (powierzchnią), stworzyć efekt mgły itd. śrocesor karty
graficznej komunikuje się z pamięcią wysyłając i pobierając z niej informacje o
obrazie w tzw. paczkach, przy czym wielkość tych paczek zależy od procesora karty.
śrocesory 64-bitowe wysyłają paczki 64-bitowe (8-bajtowe), za 128-bitowe paczki 16
bajtowe.To czy procesor jest 64-bitowy czy 128-bitowy, praktycznie nie powoduje
dwukrotnej różnicy prędkości na korzyść układów 128-bitowych. śrzewaga zaczyna
być widoczna przy pracy w wyższych rozdzielczościach.
Spis treści
Układ RAMDAC
Układ RAMDAC pobiera dane o obrazie wygenerowanym przez procesor karty
graficznej. Dane te sa w postaci zbioru różnokolorowych punktów. Następnie
RAMDAC zamienia je na sygnały analogowe i wysyła do monitora. Im szybszy
RAMDAC, tym więcej potrafi wysłać informacji w ciagu sekundy co ma bezposredni
wpływ na częstotliwosć odswieżania (jest to liczba pojedynczych obrazów, jakie
wyswietla monitor w ciagu sekundy. Częstotliwosć 60Hz oznacza, że w ciagu
sekundy na ekranie monitora rysowanych jest 60 pełnych obrazów. Oko ludzkie
przestaje odróżniać "skoki" między obrazami już przy szybkosci ok. 25 obrazów na
sekundę, więc częstotliwosć 60 Hz wydawałaby się aż za duża. Jak się okazuje w
praktyce, przy 60Hz prawie nie widać migotania obrazu, ale nasze oczy się męcza.
Dlatego do pracy przy komputerze powinnismy ustawiać częstotliwosć co najmniej
75Hz, zas im więcej tym lepiej. Warto przy tym wiedzieć, że ustawienie
częstotliwosci większej niż 85Hz nie ma już wpływu na nasz wzrok.
Spis treści
Tabelka znajduje sie w
ponizszym pliku...
Porównanie kart graficznych
Spis Tresci