Видеокарта

Видеоадаптер (синоним — видеокарта) предназначен для хранения видеоинформации и ее отображения на экране монитора. Он непосредственно управляет монитором, а также процессом вывода информации на экран с помощью изменения сигналов строчной и кадровой развертки ЭЛТ монитора, яркости элементов изображения и параметров смешения цветов. Основными узлами современного видеоадаптера являются собственно видеоконтроллер (как правило, заказная БИС — ASIC), видео BIOS, видеопамять, специальный цифроаналоговый преобразователь RAMDAC (Random Access Memory Digital to Analog Converter), кварцевый генератор (один или несколько) и микросхемы интерфейса с системной шиной (ISA, VLB, PCI, AGP или другой). Важным элементом видеоподсистемы является собственная память. Для этой цели используется память видеоадаптера, которая часто также называется видеопамятью, или фрейм-буфером, или же часть оперативной памяти ПК (в архитектуре с разделяемой памятью UMA).

Все современные видеоподсистемы могут работать в одном из двух основных видеорежимов: текстовом или графическом. В текстовом режиме экран монитора разбивается на отдельные символьные позиции, в каждой из которых одновременно может выводиться только один символ. Для преобразования кодов символов, хранимых в видеопамяти адаптера, в точечные изображения на экране служит знакогенератор, который обычно представляет собой ПЗУ, где хранятся изображения символов, «разложенные» по строкам. При получении кода символа знакогенератор формирует на своем выходе соответствующий двоичный код, который затем преобразуется в видеосигнал. Текстовый режим в современных операционных системах используется только на этапе начальной загрузки.

В графическом режиме для каждой точки изображения, называемой пикселем, отводится от одного (монохромный режим) до 32-бит (цветной). Графический режим часто называют режимом с адресацией всех точек (All Points Addresable), поскольку только в этом случае имеется доступ к каждой точке изображения. Максимальное разрешение и количество воспроизводимых цветов конкретной видеоподсистемы в первую очередь зависят от общего объема видеопамяти и количества бит, приходящихся на один элемент изображения. Существует несколько стандартов видеокарт.

Основным параметром в этих стандартах является разрешение (количество символов, или пикселей по горизонтали и вертикали), количество одновременно отображаемых на экране цветов и частота кадровой развертки (которая представляет собой частоту перерисовки изображения на экране монитора, выполняемую устройством развертки). Широкое распространение получили видеоадаптеры VGA (640´480 пикселей, 16 цветов и 320´200 пикселей, 256 цветов), SVGA (разрешение от 640´480 до 2048´1536 пикселей, количество цветов от 16 до 16,7 млн., частоты кадровой развертки от 56 до 200 Гц). Возможные для данного конкретного видеоадаптера режимы определяются количеством установленной на нем видеопамяти. На борту VGA-адаптера устанавливалось обычно 256 Кбайт памяти, для SVGA-адаптера - от 2 до 256 и выше Мбайт памяти. Больший объем видеопамяти нужен для поддержки функций ускорения трехмерной графики.

Важным показателем видеоадаптера является максимальная частота работы цифроаналогового преобразователя RAMDAC, который должен успеть опросить все пиксели кадра столько раз, сколько раз в секунду перерисовывается кадр, поскольку в один момент времени он может обрабатывать только один пиксель. При частоте кадровой развертки 85 Гц частота работы RAMDAC должна составлять как минимум: 800´600 — 41 МГц; 1280´1024 — 112 МГц; 1600´1280 — 175 МГц; 1800´1350 — 207 МГц. На практике эта частота выше, поскольку существует еще обратный ход луча развертки, во время которого изображение не выводится, поэтому перечисленные значения следует увеличить на 10-20%.