Изучение современных видеокарт

Размещено на http://www.allbest.ru/

Изучение современных видеокарт

Видеокарта (также видеоадаптер, графический адаптер, графическая плата, графическая карта, графический ускоритель) -- электронное устройство, преобразующее графический образ, хранящийся, как содержимое памяти компьютера (или самого адаптера), в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора. Первые мониторы, построенные на электронно-лучевых трубках, работали по телевизионному принципу сканирования экрана электронным лучом, и для отображения требовался видеосигнал, генерируемый видеокартой.

В первую очередь, сейчас под графическим адаптером понимают устройство с графическим процессором -- графический ускоритель, который и занимается формированием самого графического образа. Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический процессор, который может производить дополнительную обработку, снимая эту задачу с центрального процессора компьютера.

Обычно видеокарта выполнена в виде печатной платы (плата расширения) и вставляется в разъём расширения, универсальный либо специализированный (AGP, PCI Express). Также широко распространены и встроенные (интегрированные) в системную плату видеокарты -- как в виде отдельного чипа, так и в качестве составляющей части северного моста чипсета или ЦПУ).

Строение видеокарты

Графический процессор

Графический процессор (Graphics processing unit (GPU) -- графическое процессорное устройство) занимается расчётами выводимого изображения, освобождая от этой обязанности центральный процессор, производит расчёты для обработки команд трёхмерной графики. Является основой графической платы, именно от него зависят быстродействие и возможности всего устройства.

Современные графические процессоры по сложности мало чем уступают центральному процессору компьютера, и зачастую превосходят его как по числу транзисторов, так и по вычислительной мощности, благодаря большому числу универсальных вычислительных блоков.

Видеоконтроллер

Видеоконтроллер отвечает за формирование изображения в видеопамяти, даёт команды RAMDAC на формирование сигналов развёртки для монитора и осуществляет обработку запросов центрального процессора. Кроме этого, обычно присутствуют контроллер внешней шины данных (например, PCI или AGP), контроллер внутренней шины данных и контроллер видеопамяти. Ширина внутренней шины и шины видеопамяти обычно больше, чем внешней (64, 128 или 256 разрядов против 16 или 32), во многие видеоконтроллеры встраивается ещё и RAMDAC. Современные графические адаптеры (ATI, nVidia) обычно имеют не менее двух видеоконтроллеров, работающих независимо друг от друга и управляющих одновременно одним или несколькими дисплеями каждый.

Видео-ПЗУ

Видео-ПЗУ (Video ROM) -- постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в которое записаны BIOS видеокарты, экранные шрифты, служебные таблицы и т. п. ПЗУ не используется видеоконтроллером напрямую -- к нему обращается только центральный процессор. BIOS обеспечивает инициализацию и работу видеокарты до загрузки основной операционной системы, задаёт все низкоуровневые параметры видеокарты, в том числе рабочие частоты и питающие напряжения графического процессора и видеопамяти, тайминги памяти. Также, VBIOS содержит системные данные, которые могут читаться и интерпретироваться видеодрайвером в процессе работы (в зависимости от применяемого метода разделения ответственности между драйвером и BIOS). На многих современных картах устанавливаются электрически перепрограммируемые ПЗУ (EEPROM, Flash ROM), допускающие перезапись видео-BIOS самим пользователем при помощи специальной программы.

Видеопамять

Видеопамять выполняет роль кадрового буфера, в котором хранится изображение, генерируемое и постоянно изменяемое графическим процессором и выводимое на экран монитора (или нескольких мониторов). В видеопамяти хранятся также промежуточные невидимые на экране элементы изображения и другие данные. Видеопамять бывает нескольких типов, различающихся по скорости доступа и рабочей частоте. Современные видеокарты комплектуются памятью типа DDR, GDDR2, GDDR3, GDDR4 и GDDR5. Следует также иметь в виду, что помимо видеопамяти, находящейся на видеокарте, современные графические процессоры обычно используют в своей работе часть общей системной памяти компьютера, прямой доступ к которой организуется драйвером видеоадаптера через шину AGP или PCIE. В случае использования архитектуры Uniform Memory Access в качестве видеопамяти используется часть системной памяти компьютера.

Цифро-аналоговый преобразователь

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП; RAMDAC -- Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) служит для преобразования изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор. Возможный диапазон цветности изображения определяется только параметрами RAMDAC. Чаще всего RAMDAC имеет четыре основных блока: три цифроаналоговых преобразователя, по одному на каждый цветовой канал (красный, зелёный, синий - RGB), и SRAM для хранения данных о гамма-коррекции. Большинство ЦАП имеют разрядность 8 бит на канал -- получается по 256 уровней яркости на каждый основной цвет, что в сумме дает 16,7 млн цветов (а за счёт гамма-коррекции есть возможность отображать исходные 16,7 млн цветов в гораздо большее цветовое пространство).

Некоторые RAMDAC имеют разрядность по каждому каналу 10 бит (1024 уровня яркости), что позволяет сразу отображать более 1 млрд цветов, но эта возможность практически не используется. Для поддержки второго монитора часто устанавливают второй ЦАП. Стоит отметить, что мониторы и видеопроекторы, подключаемые к цифровому DVI выходу видеокарты, для преобразования потока цифровых данных используют собственные цифроаналоговые преобразователи и от характеристик ЦАП видеокарты не зависят. видеокарта графический процессор термопаста

Коннектор

Видеоадаптеры MDA, Hercules, EGA и CGA оснащались 9-контактным разъёмом типа D-Sub. Изредка также присутствовал коаксиальный разъём Composite Video, позволяющий вывести черно-белое изображение на телевизионный приемник или монитор, оснащенный НЧ-видеовходом.

Видеоадаптеры VGA и более поздние обычно имели всего один разъём VGA (15-контактный D-Sub). Изредка ранние версии VGA-адаптеров имели также разъём предыдущего поколения (9-контактный) для совместимости со старыми мониторами. Выбор рабочего выхода задавался переключателями на плате видеоадаптера.

В настоящее время платы оснащают разъёмами DVI или HDMI, либо DisplayPort в количестве от одного до трёх (некоторые видеокарты ATi последнего поколения оснащаются шестью коннекторами). Порты DVI и HDMI являются эволюционными стадиями развития стандарта передачи видеосигнала, поэтому для соединения устройств с этими типами портов возможно использование переходников. Порт DVI-I также включает аналоговые сигналы, позволяющие подключить монитор через переходник на старый разъём D-SUB (DVI-D не позволяет этого сделать). DisplayPort позволяет подключать до четырёх устройств, в том числе аудиоустройства, USB-концентраторы и иные устройства ввода-вывода

Также на видеокарте могут быть размещены композитный и компонентный S-Video видеовыход; также видеовход (обозначаются, как ViVo)

Система охлаждения

Система охлаждения предназначена для сохранения температурного режима видеопроцессора и (зачастую) видеопамяти в допустимых пределах.

Также, правильная и полнофункциональная работа современного графического адаптера обеспечивается с помощью видеодрайвера -- специального программного обеспечения, поставляемого производителем видеокарты и загружаемого в процессе запуска операционной системы. Видеодрайвер выполняет функции интерфейса между системой с запущенными в ней приложениями и видеоадаптером. Так же как и видео-BIOS, видеодрайвер организует и программно контролирует работу всех частей видеоадаптера через специальные регистры управления, доступ к которым происходит через соответствующую шину.

Значимость термопасты для компьютера

Замены термопасты- дело это не особо сложное, зато довольно полезное для компьютера, а иногда просто ему необходимое (точнее некоторым его частям). Термопаста - это вязкая жидкость, похожая на зубную пасту.

Замена термопасты нужна всего двум деталям компьютера: процессору и видеокарте (точнее графическому процессору). Замена термопасты для обоих процессоров абсолютно идентична, разница лишь в конструкции устройств, которые содержат графический и центральный процессоры. Для чего нужна замена термопасты?

Нужна она для того, чтобы понизить температуру работающих процессоров, увеличить их теплоотдачу к радиаторам, избежать перегрева, сгорания процессоров. Весьма часто замена термопасты требуется для новых комплектующих, и, наоборот - для давно работающих. Новые комплектующие часто поставляются с некачественной пастой, касается это преимущественно видеокарт.

Если температура новой видеокарты существенно выше, объявленной производителем, то дело на 90% в плохой термопасте, либо плохом ее нанесении. Остальные 10% - браки сборки (слабое притяжение деталей, криво установленный радиатор), брак охлаждающей конструкции.

Набор инструментов для замены термопасты

Для замены термопасты потребуются:

1.Крестовая (фигурная) отвертка;

2.Сухие салфетки (от 2 до 15 штук);

3.Тюбик термопасты

4.Ватные диски

5.Жидкость для снятия лака (пригодится для обезжиривания поверхностей и удаление засохшей пасты);

Смена термопасты на видеокарте

Вынимаем видеокарту из разъема, предварительно отсоединив питающие провода. Снимаем кожух, если есть, вентилятор, а затем откручиваем радиатор (алюминиевая или медная деталь под вентилятором).

Перед нами предстает графический профессор (ГП) - мозг и сердце видеокарты, от его охлаждения зависит очень многое в работе всей видеокарты.

Следует понимать, что ГП (графический процессор) очень хрупкая деталь, поэтому работать с ним нужно аккуратно. Прежде всего, удаляем слой старой пасты с процессора и окружающих выступов/ножек. Делается это с помощью сухих салфеток, иголки - между ножками чипов и в других труднодоступных местах. Царапать иглой сам процессор ни в коем случае нельзя (плату тоже не стоит).

Если термопаста засохла до состояния камня, то помогут ватные диски, смоченные жидкостью для удаления лака. Не переусердствуйте, иначе зальете ГП этой жидкостью. Удалять пасту следует мягкими движениями, без лишних усилий и надавливаний, лучше провести салфеткой/диском 5 раз... Если на каких-либо контактах или ножках чипов остается немного старой пасты - это не критично, главное начисто удалить ее с ГП.

Радиатор можно чистить не столь трепетно, применяя, салфетки и диски. Но необходимо следить за тем, чтобы не оставлять царапин на поверхности, соприкасающейся с ГП - это уменьшит теплоотдачу, то есть видеокарта будет греться сильнее. Желательно, после очистки не трогать поверхности соприкосновения ГП и радиатора пальцами, так как жидкость для снятия лака кроме функций чистящего средства служит для обезжиривания деталей. После того, как Вы очистили детали от старой пасты, еще раз пройдитесь по ним сухой салфеткой, чтобы удалить неиспарившуюся жидкость, следы пальцев и прочее. На процессоре не должно остаться кусочков салфеток или дисков, сдуйте их или смахните целой, не потертой салфеткой.

Теперь настала пора наносить новый слой термопасты.

Берем тюбик с термопастой. Наносим маленькую каплю, размером со спичечную головку в центр ГП и начинаем ее равномерно размазывать по направлению к краям. Слой пасты должен быть максимально тонок.

Желательно распределять пасту не очень долго, так как она имеет свойство несколько застывать на воздухе. Если не хватило выдавленной изначально пасты - добавьте еще немного, распределите ее также равномерно, как первый раз. Необходимо действовать таким образом, чтобы не покрыть всю поверхность графического процессора.

Поверхность радиатора не нужно трогать, она должна лечь на слой пасты процессора.

В процессе нанесения пасты на ГП возможна ситуация, когда небольшая часть пасты попадет на окружающую ГП плату. Если этой пасты немного, то можно ее оставить - ничего страшного в этом нет. Неплохо было бы, если Вы сможете нанести максимально тонкий слой пасты еще и на боковые стороны ГП, но если при этом сильно мажется плата, то лучше не стоит этого делать.

Например такое нанесение не сделает ничего плохого для Вашей видеокарты.

После нанесения термопасты на процессор необходимо установить радиатор видеокарты. Радиатор ставится на ГП максимально точно, чтобы в процессе его крепления болтами не было никаких сдвигов относительно графического процессора. Сдвиг радиатора по нанесенной пасте может утончить ее слой на любом месте процессора, после чего процессор будет сильно перегреваться в данном месте, так как контакт с радиатором будет не полным. То есть риск перегрева или сгорания процессора увеличивается.

Если все сделано как нужно - необходимо вставить карту в разъем

Список использованной литературы

1. Ефимова О., Морозов В., Шафрин Ю. Курс компьютерной технологии. Издание 3-е дополненное и переработанное. Том 1,2. М- 1998г.

2. Ефимова О., Моисеев М., Шафрин Ю. Практикум по компьютерной технологии. - М.,1997

3. Кузнецов Е. Ю., Осман В. М. Персональные компьютеры и программируемые микрокалькуляторы.2001 г.

4. Степанова А. Н. Информатика. Санкт-Петербург - 2003.

5. Тестов, В. А. Стратегия образования в современных условиях/ В. А. Тестов// Педагогика. - 2005.

6. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователей. М.:ИНФРА,1997г.

7. Фигурнов В.Э."IBM PC для пользователя". - М.: ИНФРА-М, 1995.

8. Журнал «Информатика и образование» 2003-№3

Размещено на Allbest.ru