Что такое видеоадаптер и для чего он нужен? Поскольку максимум информации о внешнем мире большинство из нас получает визуально, никто не рискнет отрицать, что видеоподсистема - один из наиболее важных компонентов персонального компьютера.
Видеоподсистема состоит из двух основных частей: монитора и видеоадаптера. Созданием изображения на мониторе управляет обычно аналоговый видеосигнал, формируемый видеоадаптером. А как получается видеосигнал? Компьютер формирует цифровые данные об изображении, которые из оперативной памяти поступают в специализированный процессор видеоплаты, где обрабатываются и сохраняются в видеопамяти.
Видеоадаптер представляет устройство, интегрированное в системную плату, либо самостоятельный компонент. Главная функция, выполняемая видеокартой, преобразование полученной от центрального процессора информации и команд в формат, который воспринимается электроникой монитора, для создания изображения на экране. Монитор обычно является неотъемлемой частью любой системы, с помощью которого пользователь получает визуальную информацию. Таким образом, связку видеоадаптер и монитор можно назвать видеоподсистемой компьютера. То, как эти компоненты справляются со своей работой, и в каком виде пользователь получает видеоинформацию, включая графику, текст, живое видео, влияет на производительность как самого пользователя и его здоровье, так и на производительность всего компьютера в целом.
Возможности видеоподсистемы определяются видеоадаптером и размером его видеопамяти, и, конечно, качеством монитора. Потребности — прикладным и системным математическим обеспечением. Очевидно, что использование высокого разрешения при широкой палитре цветов порождает большие потоки цифровых данных, которые необходимо обрабатывать видеоподсистеме компьютера за ограниченное время. Это нередко требует значительных вычислительных мощностей как от видеоадаптера, так и от других подсистем компьютера — процессора, оперативной памяти, шин, жесткого диска и т. д. Видеорежимы с малым разрешением и небольшим количеством цветов требуют меньших вычислительных ресурсов. Видеокадры видеоизображения в таких случаях обрабатываются компьютером значительно быстрее.
Видеоадаптеры могут быть оформлены в виде отдельной платы, вставляемой в слоты расширения компьютера, или могут быть расположены непосредственно на материнской плате компьютера. В последнее время на рынке появились видеоадаптеры, подключаемые к локальной шине процессора. Такой способ подключения видеоадаптера обеспечивает высокую скорость обмена информацией между оперативной памятью компьютера и центральным процессором с одной стороны и видеоадаптером с другой. Высокая скорость обмена информацией между компьютером и видеоадаптером, в свою очередь, гарантирует высокую производительность видеоподсистемы компьютера.
Видеоадаптер включает в себя видеопамять, в которой хранится изображение, отображаемое в данный момент на экране дисплея, постоянное запоминающее устройство, в котором записаны наборы шрифтов, отображаемые видеоадаптером в текстовых и графических режимах и функции BIOS для работы с видеоадаптером. Кроме того, видеоадаптер содержит сложное управляющее устройство, обеспечивающее обмен данными с компьютером, формирование изображения и некоторые другие действия.
Видеоадаптеры могут работать в различных текстовых и графических режимах, различающихся разрешением, количеством отображаемых цветов и некоторыми другими характеристиками.
Сам видеоадаптер не отображает данные. Для этого к видеоадаптеру необходимо подключить дисплей. Изображение, создаваемое компьютером, формируется видеоадаптером и передается на дисплей для предоставления ее конечному пользователю.
Иногда на экране дисплея компьютера возникают полосы, как в расстроенном телевизоре или изображение дрожит и "плавает".
В подавляющем большинстве случаев причиной столь неприятных эффектов может служить неправильное расположение дисплея или помехи по питанию.
Если вы расположили рядом два дисплея или поставили рядом с дисплеем мощный источник электромагнитного излучения, например вентилятор, то электромагнитные поля этих устройств могут накладываться друг на друга. Такое наложение может вызывать на экране всевозможные неприятные эффекты - мерцание, дрожание изображения, разбалансировку цветов. Для исправления этих крайне неприятных эффектов вам необходимо изолировать ваш дисплей от других источников электромагнитного излучения. Вы, например, можете просто разнести эти устройства на большее расстояние. Расстояние между дисплеями компьютеров должно быть не меньше одного метра.
Мы также не рекомендуем вам размещать дисплей близко от корпуса компьютера. Внутри корпуса компьютера расположен блок питания и он может постепенно намагничивать экран дисплея. Если потом вы измените расположение дисплея относительно корпуса компьютера, то на экране может появиться цветное пятно. Исправить такой дефект можно будет только размагнитив экран дисплея с помощью специального устройства.
Иногда причиной дрожания изображения на экране дисплея могут послужить сильные помехи по питанию. Такие помехи могут возникать от мощных электрических устройств, например от кондиционера, подключенного к той же линии питания, что и дисплей. Для уменьшения помех по питанию вы можете попробовать включить дисплей в другую розетку или подключить его через специальный сетевой фильтр. Сетевые фильтры обычно занимают немного места и стоят не очень дорого.
Современная видеокарта состоит из следующих частей:
· графический процессор (Graphics processing unit — 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. Однако, архитектура GPU прошлого поколения, обычно предполагает наличие нескольких блоков обработки информации, а именно: блок обработки 2D-графики, блок обработки 3D-графики.
· видеоконтроллер — отвечает за формирование изображения в видеопамяти, даёт команды ЦАП на формирование сигналов развёртки для монитора и осуществляет обработку запросов центрального процессора. Современные графические адаптеры (ATI, nVidia) обычно имеют не менее двух видеоконтроллеров, работающих независимо друг от друга и управляющих одновременно одним или несколькими дисплеями каждый.
· 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, DDR2, 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 PCI-E. В случае использования архитектуры UMA в качестве видеопамяти используется часть системной памяти компьютера.
· 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.
· видео-ПЗУ (Video ROM) — постоянное запоминающее устройство, в которое записаны видео-BIOS, экранные шрифты, служебные таблицы и т. п. ПЗУ не используется видеоконтроллером напрямую — к нему обращается только центральный процессор. Хранящийся в ПЗУ видео-BIOS обеспечивает инициализацию и работу видеокарты до загрузки основной операционной системы, а также содержит системные данные, которые могут читаться и интерпретироваться видеодрайвером в процессе работы (в зависимости от применяемого метода разделения ответственности между драйвером и BIOS).
· система охлаждения — предназначена для сохранения температурного режима видеопроцессора и видеопамяти в допустимых пределах.
