Що таке відеокарта, для чого вона потрібна в комп'ютері

Будь-який комп'ютер складається з набору взаємодіючих між собою блоків, кожен з яких відповідає за якусь функцію. Наприклад, користувач набере в додатку «Калькулятор» знамениті 2*2 і натисне знак рівності, тут же операційна система відправляє завдання центрального процесора, який, ретельно все обміркувавши, видає відповідь: «4». Чи захоче послухати музику за допомогою медіаплеєра, вкаже мишкою «Відтворити» - і біжать по нервам-провідникам електричні імпульси, змушуючи жорсткий диск зчитувати блоки записаних даних, аудиоадаптер - обробляти цей потік, а кремнієвий мозок - координувати роботу всіх задіяних систем. Ну а якщо, наприклад, людина вкаже комп'ютера в мові програмування команду «Намалювати коло», то центральний процесор в оперативній пам'яті за заданими координатами виконає побудова цієї геометричної фігури і передасть відеокарті, яка перетворює дані в зрозумілу монітора форму, що і відображається на екрані. Щодо відео так було до появи відеокарт-старичків «від 3Dfx Voodoo», які, не побоїмося цього виразу, що назавжди змінили світ комп'ютерної графіки.

Дві філософії побудови та обробки зображення

Що таке відеокарта? Це один з ключових компонентів комп'ютера, який відповідає за передачу зображення на дисплей. На початку становлення обчислювальної техніки функції відеоадаптера полягали в найпростішому перетворення потоку цифрових даних, який прямував центральним процесором. Фактично відеокарта являла собою частину видеотракта, формує аналоговий сигнал з потоку двійкових розрядів. Це класика, один із шляхів, у чистому вигляді залишився в далекому минулому. Але додатка ускладнювалися, і щоб відповідати вимогам прогресу, виробники відеочіпів почали додавати в мікросхеми особливі блоки, здатні не просто перетворювати потік, але і певним чином його обробляти. Карти навчилися виконувати частину розрахунків самостійно, звільнивши ресурси центрального процесора. На платі з'явилася власна відеопам'ять, з кожним поколінням структура чіпів ускладнювалася, і незабаром знадобилося на них встановлювати системи охолодження, щоб стримати зростання температури. Вентилятори перестали бути прерогативою лише центральних CPU.




Потім з'явилися прискорювачі тривимірної графіки, а мікросхеми відеоадаптерів стали все більше нагадувати повноцінні процесори. Сучасні графічні рішення щодо обчислювальної потужності давно перевершили можливості центральних ядер. Якщо з цієї точки зору спробувати відповісти на питання «що таке відеокарта?», це пристрій, по суті, являє собою майже такий же комп'ютер, як той, у складі якого воно працює, з тією лише різницею, що за завданнями воно вузько спеціалізовано. Це другий шлях, який активно розвивається. В принципі, він увібрав в себе перший, класичний.

Сучасні виробники

Вирішивши придбати відеоадаптер, власник комп'ютера виявить, що весь асортимент представлений продукцією лише двох фірм - AMD (ATI) і NVidia. Але незважаючи на таку «монополію», кожен може підібрати собі модель не тільки за рівнем продуктивності, але і за вартістю. Так, відеокарта Geforce - це модель від NVidia. Коли компанія пропонувала варіанти з урізаним функціоналом, звані Vanta, але зараз таких немає. Відповідно, відеокарти Radeon - це лінійка продуктів від AMD (або ATI, що зараз одне і те ж).

Конструктивне виконання

Сучасні відеокарти можуть бути дискретними і вбудованими. Перші - це спеціальні плати, на яких розміщено мікропроцесор, пам'ять, допоміжні елементи і система охолодження. Для сполучення з материнською платою передбачений набір ковзних контактів, що вставляється в спеціальний роз'єм. Ці рішення називаються дискретними. Але що таке вбудована відеокарта? Прогрес в області мініатюризації електронних елементів дозволив включити обчислювальний блок відеоадаптера до складу центрального мікропроцесора. Додавши керуючу логіку і організувавши механізм роботи з пам'яттю, стало можливим відмовитися від необхідності використовувати у складі комп'ютера окрему спеціалізовану плату. Такі відеокарти називаються вбудованими або інтегрованими. Прикладом можуть бути процесори AMD модельного ряду «А» (A10-7800) і Intel Pentium G, а також Core i357 з вбудованими рішеннями HD Graphics. Відеокарти Radeon можуть бути не тільки зовнішніми. Так, в процесорах Fusion реалізовані такі графічні ядра. Вони відносяться до класу Radeon HD. Все вищесказане вірно і для NVidia: відеокарта Geforce також може бути вбудованою. Найчастіше вони використовуються в портативних комп'ютерах.

Порівнюючи рішення

Не можна сказати, яке виконання краще, так як це в значній мірі залежить від вимог користувача до відеопідсистеми. Дискретні карти практично не обмежені в можливостях масштабування по обчислювальній потужності: можна придбати багатоядерного «монстра» (відеокарти GTX), який для своєї роботи вимагає окремих ліній від блоку живлення, але в плані графіки зможе зробити ультрасучасні ігрові додатки неймовірно реалістичними. У той же час можна підібрати економну карту, яка буде по функціоналу поступатися вбудованою з середньою продуктивністю. Інтегровані рішення є ідеальними для обчислювальних систем початкового класу, а також для невимогливих користувачів. Вони характеризуються високою економічністю, майже повної безкоштовністю і надійністю.

Залізка або компонент

Для того щоб мікропроцесор відеоадаптера міг працювати з відеопотоком, необхідно встановлювати драйвера на відеокарту. Це спеціальні програми, одноразово встановлюються в операційній системі та дозволяють комп'ютеру взаємодіяти з даним класом пристроїв. Без програмного забезпечення навіть сама сучасна відеокарта є лише набором електронних елементів. Для Geforce скачати ці програми можна з сайту NVidia, вказавши модель чіпа і операційну систему. Для лінійки Radeon все аналогічно: пошук драйвера повинен виконуватися на сторінці AMD.

Перспективи

Виробники відеочіпів запевняють, що кількість обчислювальних блоків у їх мікросхемах вже зараз у кілька разів перевищує число транзисторів центральних процесорів. А багатоядерні моделі, якими так пишаються Intel і AMD, давно стали нормою в світі відео. Більше того, кількість ядер у відеокартах обчислюється десятками, а не одиницями. У світлі цього можна припустити, що мине небагато часу, і власники комп'ютерів будуть задаватися питанням «що таке відеокарта?», так як цей елемент перестане існувати, увібравши в себе центральні обчислювальні ядра.