Grafická karta

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Skočit na: Navigace, Hledání

upravit informatika Tento článek z oblasti informatiky potřebuje úpravy. Můžete Wikipedii pomoci tím, že ho vhodně vylepšíte. Inspiraci k vylepšení lze hledat v radách na stránce Vzhled a styl, případně na diskusní stránce článku.

Radeon X850XT Platinum Edition

Grafická karta nebo také videoadaptér je součástí počítače a stará se o zobrazení obrazu na monitoru, grafické výpočty atd. Připojena je většinou přes PCI-Express slot. Některé grafické karty umožňují kromě výstupu i vstup, tato funkce se jmenuje VIVO a v současné době je vidět velice zřídka. V roce 2008 vydala ATi řadu Radeon HD4000 a nVidia řadu GeForce GTX200.

Grafická karta může být i integrována na základní desce, většinou se jedná o nejnutnější čipy, výjimečně se přidává vlastní paměť. Nazývá se potom IGP. V roce 2009 je nejmodernější od AMD HD3200, od NVIDIE GeForce 9400 a od Intelu X4500.


Obsah

[editovat] Stavba karty

[editovat] Popis karty

Grafická karta se stará o grafický výstup na monitor, TV obrazovku či jinou zobrazovací jednotku. V případě, že grafická karta obsahuje tzv. VIVO (video - in a video-out), umožňuje naopak i analogový vstup videosignálu např. při ukládání videosouborů z videokamery, videopřehrávačů apod. Dříve byla "grafická karta" (přesněji šlo o grafický čip) nedílnou součástí základní desky, dnes jsou grafické karty oddělené a připojené do počítače pomocí některého typu sběrnice. Grafická karta samozřejmě může být i integrovaná na základní desce počítače, v tomto případě se jedná o tzv. low-end desky nebo desky nižší střední třídy. Výjimku většinou dnes tvoří notebooky, u kterých je integrované grafické jádro součástí čipsetu. Pokud je grafická karta integrovaná na základní desce, lze ji vypnout a nahradit grafickou kartou, která se zasune do příslušné pozice na desce. Grafické karty jsou rok od roku složitější a výkonnější, a jelikož již dlouhou dobu obsahují vlastní mikroprocesor (GPU – graphics processing unit), paměti i sběrnice, daly by se označit za „počítače v počítači“.
Díky speciální konstrukci grafického čipu ji lze využít na specifické výpočty, kde má přes 10x větší výkon (někdy i 100x), specifické výpočty jsou součástí GPGPU. Dříve se pro výpočty používaly odděleně jednotky vertex a pixel, dnes se používají částečně programovatelné jednotky - "unifikované shadery". Nedokážou tak obecné výpočty jako CPU, ale za to ve své specializaci vynikají. Dále obsahuje TMU, ROP, řadič pamětí, napájecí obvody, výstupní konektory a další.
Dnes se nejběžněji připojuje přes PCI-Express x16 slot.

[editovat] Součástky v grafické kartě

(= součásti grafické karty)

  • GPU - "grafický procesor" je výpočetní jádro grafické karty. Obsahuje řadič paměti, unifikované shadery, TMU jednotky, ROP jednotky a další. Zpracovává 3D geometrii na 2D obraz, zobrazitelný na zobrazovacím zařízení.
    • Unifikované shadery - moderní náhrada za jednotky Pixel a Vertex. Každá firma má svoji vlastní architekturu shaderů. Jsou programovatelné a díky tomu nemusí počítat pouze zobrazovatelná data, ale i výpočty pro vědu a další... NVIDIA má každý unifikovaný shader plnohodnotný, AMD používá 5D shadery (5 menších shaderů jako celek).
    • Řadič pamětí - stará se o komunikaci mezi grafickou pamětí a GPU. NVIDIA zatím má podporu až po GDDR3, AMD má podporu GDDR5.
    • TMU jednotky (Texture mapping unit) - mapuje textury na objekty .
    • ROP jednotky (Render Output unit) - zabezpečuje výstup dat z grafické karty.
  • Paměť - zde jsou ukládány informace nutné pro grafické výpočty. Pokud je grafická karta integrovaná na základní desce, používá Operační paměť celého počítače, jinak má vlastní paměť, nejčastěji nějaký typ GDDR (GDDR 1, 2, 3, 4, 5) nebo DDR (1, 2, 3) kvůli nižší cenně.
Typ DDR DDR2 DDR3 GDDR3 GDDR4 GDDR5
Frekvence paměti (MHz) 166 - 600 400 - 1000 700 - 2200 700 - 2400 1600 - 2400 3000 - 4000
Propustnost (GB/s) 5.3 - 19.2 12.8 - 32 22.4 - 70.4 22.4 - 76.8 51.2 - 76.8 96 - 128

Propustnost je při 256-bitové sběrnici. Brát pouze orientačně. Záleží na daném modelu grafické karty.

  • Firmware (=BIOS) - základní programové vybavení grafické karty, které je na vlastním paměťovém čipu. Jsou v něm uloženy informace o jménu grafické karty, GPU, taktech GPU a grafické paměti, napětí GPU a grafické paměti a další informace.
  • RAMDAC - Převodník digitálního signálu, se kterým pracuje grafická karta, na analogový nebo digitální, kterému rozumí zobrazovací zařízení (CRT monitory a LCD monitory propojeny přes analogové vstupy).
  • Výstupy:
    • VGA - Analogový grafický výstup (používán starými monitory CRT a kompatibilními zařízeními). Možno převést redukcí z digitálního výstupu DVI.
    • DVI - digitální grafický výstup (používaný většinou LCD panelů, projektory a novějšími zobrazovacími zařízeními).
    • S-Video
    • Component video - analogový výstup, používá 3 RCA konektory (Y, CB, CR), konektory jsou na některých projektorech, TV, DVD přehrávačích a dalších.
    • Composite Video - analogový výstup s malým rozlišením, používá RCA konektor
    • HDMI - Výstup na zobrazovací zařízení (nejčastěji televizor) s vysokým rozlišením. Konektor HDMI získáte většinou připojením redukce do konektoru DVI.
    • DisplayPort - Digitální grafický výstup ve vysokém nekomprimovaném rozlišení. S konektory DVI ani HDMI není kompatibilní.
    • DB13W3 - analogový výstup používaný v systémech Sun Microsystems, SGI a IBM.

[editovat] Výrobci grafických čipů

  • nVidia - Vývoj grafických čipů, čipsetů a dalších integrovaných obvodů (čipů pro přenosná zařízení)
  • ATi - dnes součástí firmy AMD, vývoj grafický čipů, čipsetů a dalších integrovaných obvodů.
  • Intel - Grafické čipy od Intelu jsou pouze na základních deskách v podobě IGP provedení.
  • VIA Technologies - Vyvíjí levné grafické čipy hlavně pro svojí platformu, ale grafické čipy jsou kompatibilní, takže je možné je použít i u jiných platforem.
  • Existují další specificky zaměření výrobci.

[editovat] Funkce grafické karty

Grafická karta vykonává grafické výpočty a vytvára údaje srozumitelné zobrazovacímu zařízení (monitor, TV a další). Ovladače informují Operační systém o zpôsobu komunikace s grafickou kartou.

[editovat] Chlazení grafické karty

[editovat] Vzduchové chlazení

Na vzduchové chlazení grafické karty se používá buď pasivní kovový chladič, nebo se přidává ventilátor. Případně se používá v kombinaci s heatpipes k zvýšení chladicí účinnosti.

[editovat] Vodní chlazení

Většinou se používá pouze u nejvýkonnějších grafických karet, který produkují největší odpadní teplo a to jenom jako TOP edice. Slouží k snížení teploty a hlučnosti a používá se zejména pokud je celý počítač chlazen vodním chlazením.

[editovat] Omezení grafické karty

Grafická je limitována:

  • Návrh grafické karty - Grafické karty jsou roztříděny do řad (nižší, střední, vyšší, HIGH-END) a podle toho se škáluje i výkon.
    • PCB - Stabilitu ovlivňuje použité součástky a chladič.
  • Výkonem CPU - Podle výkonu grafiky je potřeba výkonné CPU, aby byla schopna dodat potřebná data.
    • Výkonné grafické karty postavené na 2 více GPU potřebují pro plný výkon buďto vysoko taktovaný dvoujádrový CPU (2,8GHz a výš) nebo vysoko taktovaný čtyřjádrový CPU (2,5GHz a výš), třeba u Radeon HD4870 X2 se projeví výkon čtyřjádrového CPU až na 3GHz.
  • Velikostí operační paměti - Načíst data z paměti trvá podstatně kratší dobu než z HDD.
    • A současně si může do ní přistupovat pro data, ale naopak to nejde.
  • Rychlostí slotu - To se projevuje hlavně při CF nebo SLI u PCI-Express slotu 1.1, kde při zapojení 8x8 linek nestačí přenosová rychlost.
  • Ovladače - starají se o to, aby jela grafická karta na plný výkon.
  • Je pouze grafikou - Nemůže zastat funkci CPU ani jiné součástky v PC.
  • Kompatibilita - To, že má deska PCI-Express x16 slot, nezaručuje funkčnost grafiky, některé součástky se k sobě nehodí.
  • Zdroj - Pokud máte slabý zdroj, nemusí dodat dostatek elektrické energie počítači a díky tomu se PC chová nestabilně a nepodává maximální možný výkon.
  • Nedostatečné chlazení - Pokud máte na grafické kartě nedostatečné chlazení, může dojít k přehřátí pamětí, napájecích obvodů nebo dalších součástí. Moderní grafický čip má ochranu proti přehřátí, jako CPU, která při dosažení určité teploty vypne. Přesto ve výjimečných případech, třeba rychlé sundání a max. výkon grafiky, může dojít k spálení části jádra.

[editovat] Fámy o grafické kartě

Typ paměti na grafice nesmí být vyšší než na základní desce - není to pravda, není vyloučená například spolupráce paměti počítače DDR1 a s pamětí GDDR5 na grafické kartě
Podle velikosti paměti je výkon grafiky - tady vždy záleží nejdřív na grafickém čipu a až pak na paměti

Na 64bit sběrnici to je 256MB, 128-bit to je 512MB, 256-bit to je 1GB, 512-bit to je 1,5GB, berte to orientačně, přesně sejde na daném kusu grafiky, použitých pamětech a použitém grafickém čipu

Vyšší cena rovná se vyšší výkon - to neplatí už dávno, vždy je dobré si projít testy a vybrat si tu pravou
Vyšší taktovací frekvence znamená vyšší výkon - u dané karty ano, ale všeobecně je nejdůležitější architektura a programové vybavení jádra a až potom taktovací frekvence.

[editovat] Historie

Původní 3D akcelerátor byl vyráběn na desce, která byla spojena s normální grafickou kartou. Začala to firma IBM v roce 1981.

Jedním z největších představitelů grafických karet byla karta Hercules Graphics Adapter (HGC). Ta s sebou přinesla i další možnosti v rozlišení, kdy v jednobarevných obrázcích se hodnota rozlišení zvedla z doposud maximálních 80×25 znaků na vysoce kvalitních 720×348 pixelů.

Pravou revoluci mezi 3D akcelerátory udělala firma 3dfx s řadou Voodoo. Na tu dobu "velmi revoluční", ale i "moc výkonné" řešení. A nejdřív firma 3dfx nenašla ani nikoho, kdo by podporoval její API Glide nebo vyrobil karty (a to nabízely "výhodné" nabídky). Nakonec po méně vydařené řadě Voodoo 4 a problémové řadě Voodoo 5 byla odkoupena společností NVIDIA.

V dnešní době jsou na trhu již velice výkonné grafické adaptéry, které bez problému zvládají i rozlišení 3200×2400 pixelů při barevné hloubce 32 bitů, tak vysoké hodnoty však obvykle nedokáže zobrazit jeden monitor. Hlavní výrobci těchto grafických karet jsou firmy ATI (koupena společností AMD v roce 2006) a nVidia a v oblasti integrovaných grafických karet především Intel. Firma ATI( AMD) svou řadu grafických karet pojmenovala Radeon, firma nVidia GeForce. V polovině roku 2006 byly na světovém trhu vládci v oboru grafických karet grafické čipy nVidia 7900 GTX (která již podporovala SLI) od firmy nVidia a grafický čip Radeon X1900 XTX od firmy ATI. V roce 2007 má obrovský náskok nVidia, díky svojí sérii GeForce8, podporující DirectX 10, kdy první dvě karty 8800GTX/GTS vyšly už na podzim 2006. Během května 2007 se na trhu objevila nová vlajková loď nVidie - 8800 Ultra, nejvýkonnější karta ze série GeForce8, a od AMD Radeon HD 2900 XT. Dle očekávání není verze 2900 XT výkonnější než starší 8800GTX od nVidie. Další výrobci, jako je např. Matrox, Kyro, S3/Via, Rendition, SIS, Trident, XGI zaujímají v současnosti pouze minoritní část trhu, nebo se soustředí na specifické grafické požadavky. Zaměřují se (např. Matrox) na profesionální oblast trhu (zpracování videa a CAD programy).

Po vydání řady HD3000 od AMD dorovnala poměr výkon/cena s NVIDIÍ, ale už nikdy nevydala HIGH-END jádro. Používá 2 GPU na 1 PCB pro dosažení vyššího výkonu (používá přitom CF technologie). NVIDIE při vydání 8800GT ohrozí trh, je velmi prodávaná a má v tu dobu jeden z nejlepších poměrů výkon/cena a díky tomu ovládne trh. Dokonce ohrozí i HIGH-END, při použití SLI má vyšší výkon než nejvýkonější grafiky. Následuje vydání řady HD4000 od AMD. Díky zvýšení výkonu se může s NVIDIÍ měřit ve všech segmentech. NVIDIE odpoví vydáním řady GTX 200, která má vysoký výkon, ale přesto model GTX280 neporazí 9800GX2, přestože cenou se mu vyrovná. V Q3 2008 vydává NVIDIE grafiky na 55nm a ohrožuje AMD, díky vyšším frekvencím a menší spotřebě. V roce 2009 ohlasila AMD vydání RV740 (HD47x0) na 40nm a RV790 (výkonější RV770) stále na 55nm. NVIDIE přejmenovala 9800GTX+ na GTS250, ale pozměnila PCB karty, kvůli lepší konkurenci a ohlašuje vydání GTX275.

[editovat] Sběrnice IBM PC

[editovat] Grafické módy (PC)

[editovat] Starší

Rok Text mód Grafický mód Barev Paměť
MDA 1981 80*25 320×200 2 4 KB
CGA 1981 80*25 640*200 4 16 KB
HGC (Hercules) 1982 80*25 720*348 2 64 KB
EGA 1984 80*25 640*350 16 256 KB
EGC 1984 80*25 640*400 16
IBM 8514 1987 80*25 1024*768 256
MCGA 1987 80*25 320*200 256
VGA 1987 80*25 640*480 256 256 KB
SVGA 1989 80*25 800*600 256 512 KB
XGA 1990 80*25 1024*768 65,536 2 MB

[editovat] Novější

Veškeré současné grafické adaptéry (pro obyčejné spotřebitele) podporují 32 bitovou barevnou hloubku. Následující seznam obsahuje některá nejpoužívanější rozlišení.

[editovat] Poměr stran 4:3

[editovat] Poměr stran 5:4

[editovat] Poměr stran 8:5 (16:10)

[editovat] Poměr stran 16:9

[editovat] Související články

logo Wikimedia Commons
Wikimedia Commons nabízí obrázky, zvuky či videa k tématu
Grafická karta

[editovat] Externí odkazy


Citováno z „http://cs.wikipedia.org/wiki/Grafick%C3%A1_karta“