Видеоподсистемы Видеоадаптеры Презентацию подготовили Студенты группы МТ-431 Калинин

Видеоподсистемы. Видеоадаптеры. Презентацию подготовили Студенты группы МТ-431 Калинин Александр Левченко Андрей

Видеосистема предназначена для вывода создаваемого компьютером изображения, и представлена в архитектуре ПК специальным устройством, которое называется видеоадаптером, или видеокартой. До недавнего времени существовало несколько различных стандартов видеоадаптеров, но в последние годы все они были вытеснены единым и универсальным стандартом SVGA (Super Video Graphic Adapter), позволяющим создавать на экране монитора изображения высокого качества с цветопередачей до 16 миллионов оттенков, а это практически предельное количество цветов, которое способен различить человеческий глаз.

Видеоадаптер может быть выполнен в виде внешнего устройства, подключаемого к слоту AGP или PCI-Express (PCI-E) на материнской плате компьютера, или встраиваться непосредственно в материнскую плату - такие видеокарты называются интегрированными. Следует отметить: видеокарты, соответствующие стандарту PCI-Express, обладают большим быстродействием по сравнению с AGP-совместимыми видеокартами, в связи с чем видеоадаптеры, совместимые с шиной AGP, на сегодняшний день считаются устаревшими и более не выпускаются. Все без исключения видеокарты, как интегрированные, так и подключаемые к слоту AGP/PCI-E, оснащены стандартным 15 -контактным разъемом трапециевидной формы D-Sub, к которому подсоединяется кабель монитора. Альтернативой такому разъему является разъем стандарта DVI (Digital Visual Interface). Разница заключается в том, что более традиционный вывод D-Sub является аналоговым и рассчитан он в первую очередь на подключение устаревших электронно-лучевых мониторов, выход же DVI является цифровым, и поэтому совместим с последними моделями жидкокристаллических и плазменных дисплеев. вот почему при выборе видеоадаптера нужно выяснить, какой тип разъема у вашего монитора, в противном случае вам придется воспользоваться специальным переходником. Некоторые модели видеокарт могут иметь дополнительный телевизионный разъем с маркировкой TV-Out (как правило, стандарта S-Video) для вывода изображения на экран обычного телевизора: эта возможность нередко используется, например, для просмотра видеофильмов на "большом экране" или при организации видеопрезентация с помощью компьютера. Наиболее совершенные модели видеокарт могут быть также оснащены отдельным разъемом для вывода звука на внешнее воспроизводящее устройство или дополнительным входом, позволяющим реализовать функцию "захвата видео": с помощью этой функции пользователь может сохранить в компьютере видеоролик или стоп-кадр, полученный от какого-либо внешнего источника, например телевизора, видеокамеры или видеомагнитофона.

Помимо собственного микропроцессора, предназначенного для обработки видеоданных и нередко оснащенного небольшим радиатором или кулером, современные видеоадаптеры имеют определенный объем внутренней оперативной памяти, не зависящей от ОЗУ компьютера. Такую память принято называть видеопамятью или VRAM (Video Random Access Memory), ее основное предназначение заключается в хранении необходимой для построения видеоизображений информации; она позволяет разгрузить оперативную память ПК и высвободить ее для других нужд. Различные модели видеокарт могут иметь разный объем видеопамяти, но для всех без исключения типов этих устройств справедлив общий принцип: чем больше объемом VRAM оснащен видеоадаптер, тем выше его производительность и тем больше возможностей для пользователя предоставляет такое оборудование.

Самые простые и, соответственно, самые недорогие видеокарты реализуют только свою непосредственную функцию, для которой они, собственно, и были созданы: получение информационного сигнала от персонального компьютера, его преобразование в формат SVGA и передача на монитор, который, в свою очередь, формирует на экране соответствующее изображение. Практически все современные видеоадаптеры имеют в своем составе так называемый аппаратный ускоритель графики. Аппаратные ускорители, как это следует из их название, предназначены для увеличения скорости обработки графики, которая в изобилии присутствует в интерфейсе прикладных программ, а особенно в играх. Простой пользователь, самозабвенно расстреливающий из ракетницы бродящих по мрачным лабиринтам игровых монстров, даже не задумывается о том, насколько сложные математические и логические операции проделывает компьютер, создавая на экране монитора фигуры фантастических чудовищ, вычисляя траектории полета снарядов, демонстрирующие окружающие "посетителя" виртуального мира декорации. Все объекты в трехмерном пространстве компьютерных игр воспринимаются машиной как набор многоугольников, представленных в виде различных комбинаций и сочетаний. Создание игровой реальности происходит в два этапа: сначала машина обсчитывает координаты точек каждого многоугольника, вычисляет траектории их движения, определяет местоположение "зрителя" и направление его собственных перемещений по виртуальному пространству, устанавливает степень освещенности каждого объекта. Затем выполняется визуализация, или рендеринг, то есть прорисовка деталей изображения: плоские поверхности коридоров становятся каменными стенами, бесформенные пятна с конусообразными основаниями - пылающим пламенем факелов, цилиндр, направленный "вглубь" экрана, - стволом гранатомета. Обработку наиболее сложных элементов графики выполняет процессор видеоадаптера и графический ускоритель, в результате процессор ПК освобождается не менее чем от половины работы и быстродействие трехмерных игр повышается в несколько раз.

Одной из немаловажных характеристик всех типов видеоадаптеров является поддерживаемое ими экранное разрешение. Демонстрируемое на экране монитора изображение состоит из так называемых пикселов - условных экранных точек, физический размер которых зависит от модели монитора. Человеческий глаз воспринимает лишь комбинации всех этих точек, которые, сливаясь воедино, и формируют видимую нами картинку. При этом под экранным разрешением принято понимать геометрический размер демонстрируемого монитором изображения по горизонтали и вертикали в пикселах: стандартными форматами экранного разрешения являются 800 х600, 1024 х768, 1152 х864, 1280 х720, 1280 х964 и т. д. чем выше экранное разрешение, тем больше точность и контрастность видимой пользователем картинки. Максимальный размер экранного разрешения, поддерживаемого видеоадаптером, зависит от модели видеокарты и объема видеопамяти, которой оборудовано данное устройство.

Видеокарты имеют свою BIOS, которая подобна системной BIOS, но полностью независима от нее. (Другие устройства в компьютере, такие, как SCSI-адаптеры, могут также иметь собственную BIOS. ) Если вы включите монитор первым и немедленно посмотрите на экран, то сможете увидеть опознавательный знак BIOS видеоадаптера в самом начале запуска системы. BIOS видеокарты, подобно системной BIOS, хранится в микросхеме ROM; она содержит основные команды, которые предоставляют интерфейс между оборудованием видеоадаптера и программным обеспечением. Программа, которая обращается к функциям BIOS видеокарты, может быть автономным приложением, операционной системой или системной BIOS. Обращение к функциям BIOS позволяет вывести информацию о мониторе во время выполнения процедуры POST и начать загрузку системы до начала загрузки с диска любых других программных драйверов. BIOS видеокарты, как и системную BIOS, можно модернизировать двумя способами. Если BIOS записана в микросхеме EEPROM, то ее содержимое можно модифицировать с помощью специальной программы, поставляемой изготовителем адаптера. В противном случае микросхему можно заменить новой, опять-таки поставляемой изготовителем. BIOS, которую можно модифицировать с помощью программного обеспечения, иногда называется flash BIOS. Обновление BIOS видеокарты может потребоваться в том случае, если старый адаптер используется в новой операционной системе или изготовитель обнаруживает существенный дефект в первоначальном коде программы. Но не впадайте в соблазн модернизировать BIOS видеоадаптера только потому, что появилась новая, пересмотренная версия. Старайтесь следовать правилу: не модернизируйте, если в этом нет необходимости.

TV-выход Разъем DVI (можно преобразовать в аналоговый сигнал) Выход VGA Разъем питания вентилятора охлаждения Графический процессор RADEON с интегрированной DAC и теплоотводом/вентилятором Разъем AGP 8 х Модули памяти DDR (128 Мбайт) Микросхема регулировки напряжения

Появление графического интерфейса PCI Express x 16 стимулировало появление различных технологий увеличения производительности графической системы наподобие NVIDIA SLI и ATI Cross. Fire. Обе они позволяют объединить вычислительные ресурсы двух видеокарт и тем самым повысить производительность системы в 3 Dприложениях. Технология SLI была применена во флагманских моделях NVIDIA - видеочипах серий Ge. Force 6800 и Ge. Force 6600. Графические адаптеры в SLI-конфигурации соединяются платой-перемычкой, надеваемой на специальные 26 -контактные разъемы в верхней части платы. И хотя технология SLI - один из главных козырей NVIDIA, но, на мой взгляд, это в большей степени маркетинговая технология, не дающая большинству пользователей реальных преимуществ. Самая главная проблема SLI - это необходимость оптимизации драйвера под то или иное игровое приложение. Если драйвер "знает" игру, то прирост производительности может превышать 50%, в противном же случае прирост будет незначительным или его не будет вообще. Кроме того, установка двух относительно недорогих видеокарт класса Ge. Force 6600 GT не позволит превзойти по скорости одиночную видеокарту более высокого класса (типа Ge. Force 6800 GT), при этом их суммарная стоимость будет выше, нежели одной Ge. Force 6800 GT. Конечно, если установить две карты Ge. Force 6800 GT/Ultra в SLI, то подобная система будет по скорости вне конкуренции. Однако и стоимость подобной связки превзойдет все разумные пределы.

Перспективы другой технологии удвоения производительности видеосистемы - ATI Cross. Fire выглядят более заманчиво, чем SLI (по крайнеймере, на бумаге), а ее архитектура - гораздо более продумана. На видеокарте с Cross. Fire установлен специальный разъем DMS, через который в нее попадает DVI-сигнал с обычной PCI-E карты. Через этот же разъем из карты выходят сигналы DVI и аналогового VGА, полученные по результатам работы обоих ускорителей. Таким образом, Cross. Fire, в отличие от SLI, обеспечивает совместимость с уже существующими PCI-Express картами ATI-семейства X 800 и X 850. Появления первых плат с поддержкой Cross. Fire (X 850 XT и X 800 XT) следует ожидать в начале сентября. Высочайшая пропускная способность полнодуплексного графического интерфейса PCI Express x 16, благодаря которой стало возможным создание видеорешений высшего класса (SLI и Cross. Fire), оказалась востребована и на противоположном фланге рынка - в сегменте максимально дешевых бюджетных решений, занимающих достаточно скромную нишу между простым интегрированным видео и полноценным видеоадаптером. К их числу относятся уже упоминавшиеся выше технологии NVIDIA Turbo. Cache и ATI Hyper. Memory, позволяющие использовать часть системного ОЗУ в качестве локальной видеопамяти. Выглядит это следующим образом. На видеокарте имеется сравнительно небольшой локальный буфер видеопамяти объемом 32 -64 Мбайт, которого вполне достаточно для реализации полноценного 2 D-режима. При включении 3 D-режима часть системной памяти переходит под непосредственное управление графическим чипом, т. е. она становится "удаленной памятью" графического адаптера. Несомненно, скорость работы с видеопамятью "на борту" в любом случае окажется гораздо выше, потому технологии Turbo. Cache и Hyper Memory преимущественно будут использоваться в сверхбюджетных решениях.