Adaptor grafic ce să faci. Controler video compatibil VGA: ce este și cum să remediați problemele cu adaptoarele grafice

Foarte des, mulți utilizatori de computere și laptopuri se confruntă cu o situație destul de neplăcută când, după reinstalarea sistemului de operare, acceleratoarele grafice discrete instalate direct pe placa de bază dispar din lista de echipamente prezentată în „Managerul dispozitivelor”. În acest caz, în loc de propria sa placă video, utilizatorul vede un fel de controler video (compatibil VGA), care este marcat cu un triunghi galben cu semn de exclamare, ceea ce indică faptul că driverul pentru acesta nu este instalat. De asemenea, se întâmplă că dispozitivul nu pare să fie marcat ca dispozitiv fără driver, dar la lansarea acelorași jocuri încep probleme serioase, deoarece nu detectează adaptorul grafic necesar în sistem. De ce se întâmplă acest lucru și ce acțiuni pot fi întreprinse într-o astfel de situație vor fi discutate în continuare.

Ce este un controler video (compatibil VGA) în Device Manager?

Să începem cu faptul că un astfel de dispozitiv, afișat în lista de echipamente din Device Manager, are legătură doar indirect cu un adaptor grafic care nu funcționează. Doar că sistemul detectează placa video nu ca echipament la bord, ci ca un anumit adaptor virtual. Uneori puteți ghici că aceasta este o placă „de fier” prin faptul că adesea se indică faptul că este un controler video PCI (compatibil VGA). Slot PCI de pe placa de baza este folosit tocmai pentru instalarea adaptorului grafic. Dar, din nou, sistemul de operare îl vede exclusiv sub formă controler virtual. De ce?

De ce este instalat driverul greșit?

Problemă instalare incorectă drivere se datorează cel mai adesea faptului că în propria bază de date Date Windows nu găsește software-ul de control necesar pentru adaptorul grafic (dacă cineva nu știe că în timpul instalării inițiale și în timpul instalării repetate, folosește exclusiv propriile baze de date de drivere).

O altă situație foarte comună este aceea că, atunci când reinstalați sistemul fără a formata partiția de sistem, noul sistem de operare instalat poate moșteni erori de la cel vechi, în care driverele adaptorului grafic nu au fost complet eliminate. Din această cauză, apar conflicte, iar Windows însuși instalează cel mai mult șofer potrivit(cum i se pare ei), care este complet nepotrivit pentru funcționarea plăcii video. Adevărat, puteți întâlni și cazuri când numele plăcii video pare să fie afișat, dar sistemul arată în continuare că este instalat driverul pentru o placă care nu este prezentă în sistem, și anume un controler video compatibil VGA (NVIDIA , de exemplu). Pentru dispozitivele din seria GeForce, motivul constă tocmai în faptul că șoferi învechiți nu au fost complet eliminate.

Cum se reinstalează driverul pentru un controler video compatibil VGA folosind cea mai simplă metodă?

În ciuda unor astfel de conflicte, situația poate fi corectată destul de simplu.

În primul rând, în „Manager dispozitive”, selectați din listă Controler video compatibil VGA iar apoi prin meniul RMB selectați elementul de actualizare a driverului, apoi specificați căutarea sistemului drivere actualizate. Dacă acest lucru nu ajută, este foarte posibil ca soluția problemei să fie retragerea driverului (doar dacă butonul corespunzător din secțiunea de proprietăți a adaptorului este activ).

Dacă acest lucru nu funcționează, pur și simplu scoateți dispozitivul din sistem și vedeți cât de corect este detectat adaptorul grafic după aceea (în unele cazuri acest lucru se întâmplă instantaneu și, uneori, poate fi necesar să reporniți sistemul).

Aplicarea programelor și bazelor de date automatizate

În cazul cipurilor grafice discrete, puteți utiliza și discul de driver care a fost furnizat când le-ați achiziționat. O altă modalitate bună de a rezolva problema este să vizitați site-ul oficial al producătorului, unde puteți găsi cel mai recent software bazat pe modelul plăcii video.

Pentru adaptoarele NVIDIA și ATI, producătorii oferă adesea programe suplimentare care permit și instalarea sau actualizarea (de exemplu, NVIDIA Experience). Dacă utilizarea lor nu dă nimic, încercați să utilizați programe automatizate ca Soluția DriverPack sau Booster șofer. Primul utilitar conține propria sa bază de date, care este mult mai mult mai mare decât atât pe care îl folosește Windows. Și ambele aplicații de actualizare pot accesa resurse oficiale producătorii prin Internet pentru a descărca și instala actualizări. De asemenea, puteți utiliza unele utilitare informative.

De exemplu, în popular Programul Everest Când vizualizați informații despre dispozitivele de ieșire a imaginii pentru o placă video, puteți descărca și drivere.

Ce să faci dacă șoferul nu poate fi găsit?

Dacă niciunul dintre cele de mai sus nu a ajutat, dar în listă dispozitive grafice totuși, este prezent doar un controler video compatibil VGA, utilizați „Manager dispozitive”, prin meniul RMB, apelați secțiunea proprietăților sale, accesați fila detalii, din lista derulantă, setați afișarea echipamentului Identificați-vă, copiați sau notați cel mai mult sfoară lungă cu identificatorii DEV și VEN, apoi folosiți-l pentru a căuta un driver pe Internet, descărcați software-ul necesar și instalați-l singur.

Notă: Dacă primiți erori la instalarea driverului găsit, va trebui să eliminați manual toate driverele. Pentru a face acest lucru, efectuați o analiză în program Șofer Măturător, ștergeți toate elementele găsite, mergeți la registry (regedit), căutați cheile după numele producătorului plăcii video, ștergeți tot ce este găsit, reporniți computerul și încercați să instalați din nou driverele. Uneori, problema poate fi legată de componentele PhysX, așa că este posibil să trebuiască să le eliminați și pe acestea.

Adaptor video((de asemenea cunoscut ca si placă grafică, placa video) din engleză. placa video) este un dispozitiv care convertește o imagine stocată în memoria computerului într-un semnal video pentru monitor.

Caracteristici

Principalele caracteristici ale adaptoarelor video:

Lățimea magistralei de memorie este măsurată în biți - numărul de biți de informații transferați pe secundă. Parametru importantîn performanța cardului.

Cantitatea de memorie video, măsurată în Megaocteți - RAM încorporată pe placa însăși, valoarea arată câte informații poate stoca placa grafică.

Frecvențele de bază și de memorie sunt măsurate în megaherți; cu cât este mai mare, cu atât placa video va procesa mai repede informațiile.

Proces tehnic - tehnologie de imprimare, măsurată în nanometri (nm), cardurile moderne sunt produse conform standardelor de proces tehnic de 110 nm sau 90 nm. Mai putin acest parametru, acestea mai multe elemente poate fi pus pe un cristal.

Rata de umplere a texturii și a pixelilor, măsurată în milioane de pixeli pe secundă, arată cantitatea de informații afișate pe unitatea de timp.

Ieșiri card - anterior adaptorul video avea doar unul conector VGA, acum plăcile sunt echipate în plus Ieșire DVI-I sau pur și simplu cu două DVI-I pentru conectarea a două monitoare LCD, precum și ieșire video compozită și intrare video (notate ca ViVo)

Proiecta

O placă grafică modernă constă din următoarele părți:

unitate de procesare grafică (GPU)- se ocupa de calculele imaginii de iesire, scutind procesorul central de aceasta responsabilitate, si face calcule pentru prelucrarea comenzilor grafice tridimensionale. Este baza plăcii grafice; de ​​ea depind performanța și capacitățile întregului dispozitiv. Modern GPU-uriîn complexitate, acestea nu sunt cu mult inferioare procesorului central al unui computer și adesea le depășesc în numărul de tranzistori. Arhitectura unui GPU modern presupune de obicei prezența mai multor unități de procesare a informațiilor, și anume: o unitate de procesare grafică 2D, o unitate de procesare grafică 3D, care la rândul său este de obicei împărțită într-un nucleu geometric (plus un cache de vârf) și o unitate de rasterizare. (plus un cache de textură), etc.

controler video- este responsabil de formarea unei imagini în memoria video, dă comenzi RAMDAC pentru a genera semnale de scanare pentru monitor și procesează solicitările de la procesorul central. În plus, există de obicei un controler de magistrală de date extern (de exemplu, PCI sau AGP), un controler de magistrală de date intern și un controler de memorie video. Lățimea magistralei interne și a magistralei de memorie video este de obicei mai mare decât cea externă (64, 128 sau 256 biți față de 16 sau 32); multe controlere video au și RAMDAC încorporat. Adaptoarele grafice moderne (ATI, nVidia) au de obicei cel puțin două controlere video care funcționează independent unul de celălalt și controlează simultan unul sau mai multe afișaje fiecare.

memorie video- acționează ca un cadru tampon în care este stocat format digital o imagine generată și modificată constant de procesorul grafic și afișată pe un monitor (sau mai multe monitoare). Memoria video stochează, de asemenea, elemente de imagine intermediare invizibile pe ecran și alte date. Memoria video este disponibilă în mai multe tipuri, care diferă în ceea ce privește viteza de acces și frecvența de operare. Plăcile video moderne sunt echipate cu memorie DDR, DDR2 sau GDDR3. De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că, pe lângă memoria video situată pe placa video, procesoarele grafice moderne folosesc de obicei o parte din totalul memorie de sistem computer, la care acces direct este oferit de driverul adaptorului video prin magistrala AGP sau PCIE.

convertor digital-analogic DAC (RAMDAC)- servește la convertirea imaginii generate de controlerul video în niveluri de intensitate a culorii furnizate către monitor analogic. Gama posibilă de culori a imaginii este determinată numai de parametrii RAMDAC. Cel mai adesea, RAMDAC are patru blocuri principale - trei convertoare digital-analogice, câte unul pentru fiecare canal de culoare(roșu, albastru, verde, RGB) și SRAM pentru stocarea datelor de corecție gamma. Majoritatea DAC-urilor au o rezoluție de 8 biți pe canal - aceasta are ca rezultat 256 de niveluri de luminozitate pentru fiecare culoare primară, ceea ce oferă un total de 16,7 milioane de culori (și datorită corecției gama, este posibil să afișați cele 16,7 milioane de culori originale în mult Mai mult spațiu de culoare). Unele RAMDAC-uri au o adâncime de biți de 10 biți pentru fiecare canal (1024 de niveluri de luminozitate), ceea ce vă permite să afișați imediat mai mult de 1 miliard de culori, dar această caracteristică practic nu este utilizată. Pentru a susține un al doilea monitor, este adesea instalat un al doilea DAC. Este de remarcat faptul că monitoarele și proiectoarele video conectate la ieșirea digitală DVI a unei plăci video pentru a converti fluxul de date digitale folosesc propriile convertoare digital-analogice și nu depind de caracteristicile DAC-ului plăcii video.

ROM video (ROM video)- un dispozitiv de stocare permanent în care sunt înregistrate BIOS video, fonturi de ecran, tabele de service etc. ROM-ul nu este utilizat direct de controlerul video - doar procesorul central îl accesează. BIOS-ul video stocat în ROM asigură inițializarea și funcționarea plăcii video înainte de încărcarea sistemului de operare principal și, de asemenea, conține date de sistem care pot fi citite și interpretate de driverul video în timpul funcționării (în funcție de metoda utilizată pentru separarea responsabilităților între driver și BIOS). Pe multe hărți moderne sunt instalate ROM-uri reprogramabile electric (EEPROM, Flash ROM), permițând rescrierea BIOS-ului video de către utilizator însuși folosind un program special.

sistem de răcire- destinate conservarii regim de temperatură procesor video și memorie video în valori acceptabile. Funcționarea corectă și complet funcțională a unui adaptor grafic modern este asigurată folosind un driver video special software, furnizat de producătorul cipului video și încărcat în timpul procesului de pornire a sistemului de operare. Driverul video funcționează ca o interfață între sistemul cu aplicații care rulează pe el și adaptorul video. La fel ca BIOS-ul video, driverul video organizează și controlează programatic funcționarea tuturor părților adaptorului video prin registre de control speciale, care sunt accesate prin magistrala corespunzătoare.

Pe lângă magistrala de date, al doilea blocaj al oricărui adaptor video este lățimea de bandă de memorie a adaptorului video în sine. Mai mult decât atât, inițial problema a apărut nu atât din cauza vitezei de procesare a datelor video (aceasta este acum adesea problema foamei de informații a controlerului video, când procesează datele mai repede decât poate citi/scrie din/în memoria video), dar din cauza necesității de a-l accesa de pe chipul adaptorului video din exterior, procesorul central și RAMDAC. Faptul este că la rezoluții mari și adâncimi mari de culoare, pentru a afișa pagina ecranului pe monitor, este necesar să citiți toate aceste date din memoria video și să le convertiți în semnal analog care va merge la monitor. Pentru a explica mai clar și mai simplu, să începem cu faptul că imaginea pe care o vedeți pe ecranul monitorului este stocată nu în monitor, ci în memoria adaptorului video. Și trebuie să fie citit din memorie și afișat pe ecran de atâtea ori pe secundă cât este numărul de cadre pe secundă afișat de monitor. Să luăm volumul unei pagini de ecran cu o rezoluție de 1024×768 pixeli și o adâncime de culoare de 24 de biți (True Color), aceasta este 2,25 MB. La o rată a cadrelor de 75 Hz, este necesar să citiți această pagină din memoria adaptorului video de 75 de ori pe secundă (pixelii citiți sunt transferați în RAMDACși convertește datele digitale despre culoarea unui pixel într-un semnal analogic care ajunge la monitor) și este imposibil să întârziați sau să omiteți un pixel, prin urmare lățimea de bandă a memoriei video nominală necesară pentru această permisiune este de aproximativ 170MB/sec, iar acest lucru nu ține cont de faptul că controlerul video în sine trebuie să scrie și să citească date din această memorie. Pentru o rezoluție de 1600x1200x32bit la aceeași rată a cadrelor de 75Hz, lățimea de bandă nominală necesară este deja de 550 MB pe secundă; pentru comparație, procesorul Pentium2 a avut o viteză maximă de memorie de 528 MB pe secundă. Problema poate fi rezolvată în două moduri - fie utilizând tipuri speciale memorie care permite două dispozitive să citească din ea în același timp, sau să pună foarte memorie rapidă. Vom vorbi despre tipurile de memorie.

DRAM FPM- FPM DRAM (RAM dinamică în modul rapid de pagină - RAM dinamică cu acces rapid la pagină) este tipul de bază de memorie video, identică cu cea folosită la plăcile de bază. Utilizează acces asincron, în care semnalele de control nu sunt strict legate de frecvența ceasului sisteme. Folosit activ până în aproximativ 1996.

VRAM(Video RAM - video RAM) - așa-numita DRAM cu două porturi. Acest tip de memorie oferă acces la date de la două dispozitive simultan, adică este posibil să scrieți simultan date în orice celulă de memorie și, în același timp, să citiți date de la o celulă vecină. Datorită acestui fapt, vă permite să combinați afișarea în timp a imaginii pe ecran și procesarea acesteia în memoria video, ceea ce reduce întârzierile de acces și crește viteza de operare. Adică, RAMDAC poate afișa în mod liber tamponul de ecran pe ecranul monitorului din nou și din nou, fără a interfera cu cipul video în vreun fel pentru a manipula datele. Dar totuși, aceasta este în continuare aceeași DRAM și viteza sa nu este foarte mare.

WRAM(Window RAM) - o versiune de VRAM, cu lățime de bandă crescută cu ~ 25% și suport pentru unele funcții utilizate frecvent, cum ar fi fonturi de desen, blocuri de imagini în mișcare etc. Este folosit aproape numai pe acceleratoarele Matrox și Number Nine, deoarece necesită metode speciale de acces și prelucrare a datelor, prezența unui singur producător de acest tip memoria (Samsung) a redus foarte mult posibilitățile de utilizare. Adaptoarele video construite folosind acest tip de memorie nu tind să scadă performanța atunci când sunt instalate rezoluții înalteși ratele de reîmprospătare a ecranului; pe memoria cu un singur port, în astfel de cazuri, RAMDAC ocupă din ce în ce mai mult timp pe magistrala de acces la memoria video, iar performanța adaptorului video poate scădea semnificativ.

EDO DRAM(Extended Data Out DRAM - RAM dinamică cu timp de reținere a datelor de ieșire extins) - un tip de memorie cu elemente de pipelining care vă permite să accelerați ușor schimbul de blocuri de date cu memoria video cu aproximativ 25%.

SDRAM(Synchronous Dynamic RAM - synchronous dynamic RAM) a înlocuit EDO DRAM și alte tipuri de memorie asincronă cu un singur port. După prima citire din memorie sau prima scriere în memorie, urmatoarele operatii citirile sau scrierile apar cu zero întârzieri. Acest lucru realizează cea mai mare viteză posibilă de citire și scriere a datelor.

DDR DRAM(Double Data Rate) - o versiune de SDRAM cu transfer de date pe două margini ale semnalului, ceea ce duce la dublarea vitezei de operare. Dezvoltare în continuareîn timp ce se produce sub forma unei alte compactări a numărului de pachete într-un ciclu de magistrală (DDR2, QDDR etc.) SGRAM (Synchronous Graphics RAM) este o variantă de DRAM cu acces sincron. În principiu, funcționarea SGRAM este complet similară cu SDRAM, dar acceptă în plus unele funcții specifice, cum ar fi înregistrarea bloc și masca. Spre deosebire de VRAM și WRAM, SGRAM este cu un singur port, dar poate deschide două pagini de memorie ca una singură, emulând natura cu porturi duale a altor tipuri de memorie video.

MDRAM(Multibank DRAM - multi-bank RAM) - o versiune de DRAM dezvoltată de MoSys, organizată sub forma mai multor bănci independente de 32 KB fiecare, care funcționează într-un mod pipeline.

RDRAM(RAMBus DRAM) memorie care utilizează un canal special de transmisie a datelor (Rambus Channel), care este o magistrală de date lățimea de un octet. Prin acest canal este posibilă transmiterea informației în fluxuri foarte mari, cea mai mare viteză transferul de date pentru un canal este în prezent de 1600MB/sec (frecvența 800MHz, datele sunt transmise pe ambele felii de impuls). La un astfel de canal pot fi conectate mai multe cipuri de memorie. Controlerul acestei memorie funcționează cu un canal Rambus; patru astfel de controlere pot fi plasate pe un cip logic, ceea ce înseamnă că teoretic este posibil să suporte până la 4 astfel de canale, oferind maxim debitului la 6,4 GB/sec. Dezavantajul acestei memorii este că trebuie să citiți informațiile blocuri mari, în caz contrar, performanța sa scade brusc.

Acceleratoare

Să începem tradițional cu istoria. Primele plăci video nici măcar nu erau acceleratoare 3D, nu erau deloc acceleratoare. Au servit doar ca DAC (convertor digital-analogic) - au convertit datele calculate procesor central(reprezentând cod digital) într-un semnal analog disponibil pentru afișare pe un monitor. Dar complexitatea imaginilor a crescut, iar acest lucru nu a putut continua. Tendința către imagini mai complexe a dus la apariția unui accelerator 2D - o placă video care are propria sa, deși cel mai simplu procesor, care a preluat unele dintre funcții, descarcând procesorul central. Dar când a apărut nevoia de a construi imagini 3D, situația a devenit mai complicată.

Pentru a construi, să zicem, un simplu fragment de perete, procesorul a trebuit să efectueze următoarele operații: mai întâi este necesar să selectezi marginile acestui obiect, apoi să aplici texturi, să adaugi iluminare... și când există sute de astfel de obiecte. , forma lor este complexă, se mișcă și se suprapun, aruncă umbre etc. d. sarcina devine incredibil de dificilă. Pentru a ajuta procesorul să rezolve această problemă, au fost create acceleratoare grafice 3D, a căror funcționare va fi discutată în acest articol.

Așadar, fiecare etapă a construcției imaginii necesită foarte multe resurse și necesită multe calcule. Pare destul de logic să le scoți din CPU și să le transferi pe un procesor specializat pentru plăci video. Mai ales având în vedere că datele grafice sunt în flux în natură, iar nevoia de calcul este mult mai mare decât cea logică. Fiecare nouă rundă de dezvoltare a acceleratorului reprezintă o anumită generație, așa că mai întâi vom introduce standardizarea generațiilor (generațiile pot fi înțelese în moduri diferite - voi oferi o singură opțiune):

1. Prima generație, care a fost mai mult sau mai puțin răspândită, au fost acceleratoarele care foloseau API-urile Direct3D 5 și Glide. Reprezentantul primului a fost NVIDIA Riva128, iar al doilea – 3Dfx Voodoo. Cărțile acestei generații au preluat doar ultima parte a construcției scenei - texturarea și umbrirea. Toți pașii anteriori au fost efectuati de CPU.

2. A doua generație a folosit API-ul Direct3D 6, iar în acest moment a început revigorarea rapidă a API-ului dezvoltat de SGI - OpenGL. Reprezentanții cardurilor la acea vreme erau NVIDIA RivaTNT și ATI Rage. Aceasta a fost practic o dezvoltare evolutivă a cardurilor din generația anterioară.

3. A treia generație – Direct3D 7. Atunci au apărut cardurile echipate cu un bloc TCL, care a îndepărtat o parte semnificativă a încărcării CPU. Acest bloc a fost responsabil de transformare, iluminare și tăiere. (TCL - Transformton-Clipping-Lighting) Acum placa video a construit scena singură - de la început până la sfârșit. Reprezentanții acestei generații au fost NVIDIA GeForce 256 și ATI Radeon.

4. A patra generație este o altă revoluție. Pe langa altele noi Capabilitati API Direct3D 8 (și 8.1) aceste carduri au adus cu ele cea mai importantă caracteristică - shaders hardware. Vom descrie motivul apariției lor puțin mai târziu. Această generație este reprezentată de NVIDIA GeForce 3.4 și ATI Radeon 8500, 9000, 9100, 9200.

5. A cincea generație este în principal dezvoltarea tehnologiilor shader (versiunea 2.0) și o încercare de a introduce AA și AF într-o serie de funcții obligatorii. Această generație, care acceptă versiuni Direct3D API până la 9.0b inclusiv, este reprezentată de ATI RADEON 9500, 9600, 9700, 9800, X800, precum și NVIDIA GeForce FX 5200, 5500, 5600, 5700, 5800, 5900, 5900, 5900, 5900, 5900

6. A șasea generație este generația DirectX9.0c. Până acum include doar o singură serie NVIDIA GeForce 6 și plăci GeForce 6800Ultra/6800GT/6800 bazate pe cipul NV40. Aceste carduri acceptă shaders versiunea 3.0 și oferă alte caracteristici. Acum, după ce ne-am hotărât asupra structurii generale a conductei și a generațiilor de plăci video, vom arunca o privire mai atentă asupra procesoarelor de vârf și fragmente și vom determina, de asemenea, diferențele dintre versiunile shader-urilor corespunzătoare.

Motivul apariției shader-urilor a fost lipsa oricărei flexibilități în blocul TCL fix. A devenit rapid clar că așteptarea momentului în care producătorii adaugă următoarea porțiune de funcții la blocul TCL de plăci video nu este cea mai bună cale de ieșire. Această abordare nu convenea nimănui. Dezvoltatorilor nu le-a plăcut ideea că pentru a introduce, de exemplu, un joc efect nou trebuie să aștepte un an pentru lansarea unui nou accelerator. Nici producătorii nu erau într-o poziție bună - ar trebui să crească constant atât cipurile înșiși, cât și driverele pentru ei. Acesta a fost motivul apariției shader-urilor - programe care pot configura acceleratorul așa cum este cerut de scena următoare. Un shader este un program care este încărcat în accelerator și își configurează nodurile pentru a procesa elementele corespunzătoare. Acum nu există nicio limitare la un set predefinit de metode de procesare a efectelor. Acum a devenit posibil să se compună orice programe din instrucțiuni standard (limitate de specificațiile versiunii de shader utilizat) care stabilesc efectele necesare. Shaders sunt împărțiți în funcție de funcțiile lor în vertex și fragment (pixel): prima lucrare cu vârfuri și triunghiuri, înlocuind funcționalitatea blocului TCL (acum practic a dispărut - dacă este necesar, este emulat de un vertex shader special). Fragment shaders sunt folosite pentru a crea programe pentru procesarea fragmentelor de dimensiunea 2x2 pixeli - quads. Sunt necesare pentru implementarea unor efecte texturale. Shaders sunt, de asemenea, caracterizați de un număr de versiune - fiecare ulterior adaugă din ce în ce mai multe caracteristici noi celor anterioare. Cea mai recentă specificație pentru fragmente și vertex shaders astăzi este versiunea 3.0, susținută prin API-ul DirectX 9c, iar atât producătorii de acceleratoare, cât și dezvoltatorii de jocuri noi se vor concentra asupra acesteia. Utilizatorii care doresc să achiziționeze o placă video modernă pentru jocuri ar trebui să acorde, de asemenea, atenție suportului hardware. Să fim atenți la principala diferență dintre shaders 3.0 și Versiuni anterioare(cu excepția 2.0a) – acesta este DFC – Control dinamic al fluxului – control dinamic curgere. Pe de o parte, aceasta este o oportunitate excelentă care vă permite să creșteți semnificativ viteza de construcție a scenei; pe de altă parte, există tranzistori suplimentari și, ca urmare, efecte secundare, excesul de căldură și scăderea frecvențe maxime. Să descriem această caracteristică mai detaliat. Să ne imaginăm o situație în care pentru un vârf (sau fragment) shader-ul trebuie executat nu în întregime, ci doar 12% din el. Dacă se folosește DFC, vom completa doar 12% necesar pe baza parametrilor obiectului. Fără DFC, suntem forțați să executăm întregul shader. Este ușor de observat că cu DFC vom obține un câștig de aproape 10 ori, plătind în același timp cu performanțe reduse pe vârfuri pentru care trebuie să executăm 100% din shader. Acesta este motivul pentru care dezbaterile pe internet continuă să dezvolte dacă acest lucru este bun sau nu. Nu voi face comparații - aici fiecare își face alegerea, dar voi observa doar că eu personal sunt un susținător al celui de-al treilea model de shader. Primele shadere constau din doar câteva comenzi și erau ușor de scris în limbaj de asamblare de nivel scăzut. Deși complexitatea depanării codului de asamblare i-a speriat inițial pe mulți dezvoltatori departe de shadere... Dar odată cu complexitatea tot mai mare a efectelor shader, numărând uneori zeci și sute de comenzi, a apărut nevoia pentru o mai convenabilă, limbaj de nivel înalt shaders de scris. Două dintre ele au apărut simultan: NVIDIA Cg (C pentru grafică) și Microsoft HLSL (High Level Shading Language) - acesta din urmă face parte din standardul DirectX 9. Avantajele și dezavantajele acestor limbaje, precum și alte nuanțe vor fi doar de interes la programatori, așa că ne vom opri asupra lor mai detaliat, nu. Remarcăm doar că Cg nu este utilizat pe scară largă datorită apariției unui nou GLSL mai avansat - un analog al HLSL pentru API-ul OpenGL.

Placa video

Placă video (cunoscută și ca placă grafică, placă grafică, adaptor video) (eng. placa video)- un dispozitiv care convertește o imagine stocată în memoria computerului într-un semnal video pentru monitor.

De obicei, placa video este o placă de expansiune și este introdusă în conector extensii, universale (ISA, VLB,PCI,PCI-Express) sau specializate ( AGP), dar poate fi și încorporat (integrat).

Plăcile video moderne nu sunt limitate concluzie simplă imagini, au grafică încorporată microprocesor, care poate produce prelucrare suplimentară, eliberând centrala CPU calculator. De exemplu, toate moderne placi video NVIDIAși AMD( ATi) suportă aplicații OpenGL în hardware.

Plăcile video au urmând standarde

Pe computerele PS/2, majoritatea circuitelor adaptorului video sunt activate placa de sistem. Acest adaptor video conține totul circuite electronice, necesar pentru a suporta specificația VGA, pe o singură placă full-size cu o interfață de 8 biți.

BIOS VGA este un program conceput pentru a gestiona circuitele VGA. Prin programe BIOS poate iniția unele proceduri și funcții VGA fără a accesa adaptorul.

Toate echipamentele VGA oferă afișare de până la 256 de nuanțe pe ecran dintr-o paletă de 262.144 de culori (256 KB). Pentru aceasta este folosit un monitor analogic.

Dacă apar probleme la pornirea sistemului, acesta pornește modul sigur, unde este implicit Adaptor VGAîn modul 640x480, 16 culori.

SuperVGA Super Video Graphics Array. Oferă o rezoluție mai mare decât standardul VGA. Suportă moduri de operare cu rezoluții de 800:600, 1024:768, 1280:1024 pixeli (sau mai mult) cu afișare simultană de 2 în 4, 8, 16, 32 de grade de culoare.

Cu adaptoare SVGA diverse modele din diferiți producători poți comunica printr-un singur interfata software VESA

Standard existent VESA pe scânduri SVGA oferă utilizarea aproape tuturor formatelor obișnuite de imagine și a opțiunilor de codare a culorilor, până la o rezoluție de 1280x1024 pixeli cu 16.777.216 de nuanțe (codare de culori pe 24 de biți).

O placă video modernă este formată din următoarele părți:

Bios (sistem de bază de intrare/ieșire - sistem de bază I/O). BIOS-ul adaptorului video conține comenzi de bază, care oferă o interfață între hardware-ul și software-ul adaptorului video. Se numește un BIOS care poate fi modificat folosind un software BIOS flash.

Unitate de procesare grafică (unitate de procesare grafică)- se ocupa de calculele imaginii de iesire, scutind procesorul central de aceasta responsabilitate, si face calcule pentru prelucrarea comenzilor grafice tridimensionale. Este baza plăcii grafice; de ​​ea depind performanța și capacitățile întregului dispozitiv. Procesoarele grafice moderne nu sunt cu mult inferioare în complexitate procesorului central al computerului și adesea îl depășesc atât ca număr de tranzistori, cât și ca putere de calcul, mulțumită un numar mare unități de calcul universale. Cu toate acestea, arhitectura GPU Generația anterioară implică de obicei prezența mai multor unități de procesare a informațiilor și anume: o unitate de procesare grafică 2D, o unitate de procesare grafică 3D, la rândul său, de obicei împărțită într-un nucleu geometric (plus un cache de vârf) și o unitate de rasterizare (plus o textură). cache), etc.

Controler video- responsabil de formarea unei imagini în memoria video, dă comenzi RAMDAC pentru a genera semnale de scanare pentru monitor și procesează solicitările de la procesorul central. În plus, există de obicei un controler de magistrală de date extern (de exemplu, PCI sau AGP), controler intern de magistrală de date și controler de memorie video. Lățimea magistralei interne și a magistralei de memorie video este de obicei mai mare decât cea externă (64, 128 sau 256 biți față de 16 sau 32); multe controlere video au, de asemenea, încorporate RAMDAC. Adaptoare grafice moderne ( ATI, nVidia) au de obicei cel puțin două controlere video care funcționează independent unul de celălalt și controlează simultan unul sau mai multe afișaje fiecare.

Memorie video- actioneaza ca un frame buffer in care imaginea este stocata, generata si schimbata constant de catre procesorul grafic si afisata pe ecranul monitorului (sau mai multe monitoare). Memoria video stochează, de asemenea, elemente de imagine intermediare invizibile pe ecran și alte date. Memoria video este disponibilă în mai multe tipuri, care diferă în ceea ce privește viteza de acces și frecvența de operare. Plăcile video moderne sunt echipate cu tip de memorie DDR, DDR2, GDDR3, GDDR4 și GDDR5. De asemenea, trebuie avut în vedere că, pe lângă memoria video situată pe placa video, procesoarele grafice moderne folosesc de obicei o parte din memoria generală a sistemului computerului în munca lor, acces direct la care este organizat de driverul adaptorului video prin intermediul magistralei. AGP sau PCIE.

Convertor digital-analogic(DAC, RAMDAC - Convertor digital-analogic de memorie cu acces aleatoriu)- servește la convertirea imaginii generate de controlerul video în niveluri de intensitate a culorii furnizate unui monitor analogic.

ROM video- un dispozitiv de stocare permanent în care sunt scrise BIOS video, fonturi de ecran, tabele de servicii etc.. ROM-ul nu este utilizat direct de controlerul video - îl accesează doar procesorul central. BIOS-ul video, stocat în ROM, asigură inițializarea și funcționarea plăcii video înainte de încărcarea sistemului de operare principal și, de asemenea, conține date de sistem care pot fi citite și interpretate de driverul video în timpul funcționării (în funcție de metoda utilizată). împărțirea responsabilitățilorîntre driver și BIOS). Multe carduri moderne folosesc ROM-uri reprogramabile electric ( EEPROM, Flash ROM), permițând ca BIOS-ul video să fie rescris de către utilizator însuși folosind un program special.

Sistem de răcire-conceput pentru a menține temperatura procesorului video și a memoriei video în limite acceptabile.

Adaptor video - Acest placa electronica, care prelucrează datele video (text și grafică) și controlează funcționarea afișajului. Conține memorie video, registre de intrare/ieșire și un modul BIOS. Trimite semnale de control al luminozității razelor și de scanare a imaginii către afișaj .

Cel mai comun adaptor video de astăzi este Adaptor SVGA(Super Video Graphics Array - matrice super videografică), care poate afișa pe ecranul de afișare 1280x1024pixeli la 256 de culori și 1024x768 pixeli la 16 milioane de culori.

Odată cu creșterea numărului de aplicații care utilizează grafică și video complexe, o varietate de adaptoare video sunt utilizate pe scară largă împreună cu adaptoarele video tradiționale. dispozitive de procesare a semnalului video de calculator:

Orez. 2.12. Accelerator grafic

 Acceleratoare grafice (acceleratoare) - grafică specializată coprocesoare, creșterea eficienței sistemului video. Utilizarea lor eliberează procesorul central de o cantitate mare de operațiuni cu date video, deoarece acceleratoarele calculează în mod independent ce pixeli să afișeze pe ecran și care sunt culorile lor.

 Prinderi de rame , care vă permit să afișați un semnal video de la un VCR, cameră, player laser etc. pe ecranul unui computer, astfel încât capturați cadrul dorit în memorie și salvați-l ulterior ca fișier.

 tunere TV - plăci video care transformă un computer într-un televizor. Tunerul TV vă permite să selectați orice program de televiziune dorit și să îl afișați pe ecran într-o fereastră scalabilă. În acest fel, puteți monitoriza progresul transferului fără a vă opri munca.

2.13. Tastatură

Tastatura - un dispozitiv pentru introducerea de informații într-un computer și furnizarea de semnale de control. Conține set standard taste de mașină de scris și câteva taste suplimentare - taste de control și funcțional, taste cursor și o tastatură numerică mică.

Toate caracterele tastate pe tastatură sunt afișate imediat pe monitor la poziția cursorului ( cursor- un simbol strălucitor pe ecranul monitorului care indică poziția în care va fi afișat următorul caracter introdus de la tastatură).

Cea mai obișnuită tastatură astăzi este cu un aspect al tastelor QWERTY(a se citi „querti”), numit după tastele situate în rândul din stânga sus al părții alfanumerice a tastaturii:

Orez. 2.13. Tastatura

Această tastatură are 12 taste funcționale situat de-a lungul marginii superioare. Presare cheie functionala duce la trimiterea către computer nu doar a unui caracter, ci a unui întreg set de caractere. Tastele funcționale pot fi programate de utilizator. De exemplu, în multe programe, pentru a obține ajutor (sfaturi) se folosește cheia F1, iar pentru a ieși din program - tasta F10.

Tastele de control au urmatorul scop:

Tastatură numerică mică utilizat în două moduri - introducerea numerelor și controlul cursorului. Aceste moduri sunt comutate cu ajutorul tastei Blocarea numerelor.

Tastatura conține un dispozitiv încorporat microcontroler (dispozitiv de control local), care îndeplinește următoarele funcții:

sondajează secvențial tastele, citind semnalul de intrare și generând un binar codul de scanare chei;

controlează luminile indicatoare de la tastatură;

Efectuează diagnosticarea internă a defecțiunilor;

comunică cu procesorul central prin Port I/O tastaturi.

Tastatura are tampon încorporat- memorie intermediară mică în care sunt plasate caracterele introduse. Dacă tamponul se depășește, apăsarea unei taste va fi însoțită de un semnal sonor - asta înseamnă că caracterul nu a fost introdus (respins). Funcționarea tastaturii este susținută de programe speciale „conectate” în BIOS, și conducător auto tastatură, care oferă posibilitatea de a introduce litere rusești, de a controla viteza tastaturii etc.

Semnalele furnizate monitorului provin de la adaptorul video încorporat în sistem sau conectat la computer.

Există trei moduri de a conecta sistemele computerizate la un monitor CRT sau LCD:

Placi video separate. Această metodă, care necesită sloturi de expansiune AGP sau PCI, oferă cel mai înalt nivel de eficiență și flexibilitate operațională maximă în alegerea cantității de memorie și a capabilităților necesare (Figura 17);

Un chipset grafic încorporat în placa de bază. Configurația grafică cu cel mai mic cost și eficiență destul de scăzută, în special pentru jocuri 3D sau aplicații grafice. Rezoluția și capacitatea de redare a culorilor sunt mai mici decât atunci când utilizați adaptoare video separate, iar cantitatea de memorie este aproape imposibil de schimbat;

Figura 15 – Aspect adaptor video

Următoarele componente sunt necesare pentru ca adaptorul video să funcționeze:

BIOS (Basic Input/Output System - sistem de bază de intrare/ieșire);

BIOS-ul adaptorului video, ca și BIOS-ul sistemului, este stocat într-un cip ROM; conține comenzi de bază care asigură interfața dintre hardware-ul adaptorului video și software. Programul care accesează funcțiile BIOS ale adaptorului video poate fi o aplicație de sine stătătoare, sistem de operare sau BIOS-ul sistemului. Accesarea funcțiilor BIOS vă permite să afișați informațiile monitorului în timpul POST și să începeți să porniți sistemul înainte de a încărca orice alt driver software de pe disc. BIOS-ul unui adaptor video autonom nu depinde de BIOS-ul plăcii de bază. Când utilizați un adaptor video încorporat în setul logic al sistemului, BIOS-ul plăcii de bază și adaptorul video sunt comune.

Procesor grafic - cip accelerator video cu set limitat funcții. Această arhitectură, utilizată în multe adaptoare video prezentate pe piața modernă de calculatoare, presupune că circuitele electronice ale adaptorului video rezolvă sarcini simple din punct de vedere algoritmic, dar consumatoare de timp. În special, circuitele electronice ale adaptorului video construiesc primitive grafice - linii drepte, cercuri etc., în timp ce procesorul central al computerului este lăsat să construiască imaginea, să o descompună în componente și să trimită instrucțiuni adaptorului video, de exemplu: desenați un dreptunghi de o anumită dimensiune și culoare.

Sistemele grafice moderne folosesc și un procesor grafic tridimensional (grafică 3D), care este folosit în aproape toate adaptoarele video optimizate pentru jocuri pe calculator, precum și în majoritatea celor mai comune plăci video. Procesorul grafic 3D, care este o unitate de procesare grafică 3D, se află în chipset-ul accelerator și este folosit pentru a genera imagini poligonale, a crea efecte de lumină și a desena semitonuri.

Memorie video. Când se formează o imagine, adaptorul video accesează memorie. Capacitatea de memorie a adaptorului video (memoria video) poate varia: de la 4 la 512 MB și mai mult. Memoria suplimentară nu mărește viteza adaptorului video, dar vă permite să creșteți rezoluția imaginii și/sau numărul de culori reproduse. Adaptoarele video încorporate în logica sistemului folosesc partea memorie cu acces aleator strict limitat în setările BIOS.

Cantitatea de memorie necesară pentru a crea un mod cu rezoluție dată iar numărul de culori se calculează după cum urmează. Fiecare pixel dintr-o imagine necesită o anumită cantitate de memorie pentru a fi codificat, iar numărul total de pixeli este determinat de rezoluția dată. De exemplu, la o rezoluție de 1.024x768, ecranul afișează 786.432 pixeli.

Dacă această rezoluție ar accepta doar două culori, atunci ar fi nevoie de un singur bit de memorie pentru a afișa fiecare pixel, un bit cu valoarea 0 definind un punct negru și un bit cu valoarea 1 definind un punct alb. Prin alocarea a 24 de biți de memorie fiecărui pixel, pot fi afișate mai mult de 16,7 milioane de culori, deoarece numărul de combinații posibile pentru un număr binar de 4 biți este 16.777.216 (adică 2 24). Înmulțind numărul de pixeli utilizați la o anumită rezoluție a ecranului cu numărul de biți necesari pentru afișarea fiecărui pixel, obținem cantitatea de memorie necesară pentru a genera și stoca imagini în acest format. Mai jos este un exemplu de astfel de calcule:

1.024 × 768 = 786.432 pixeli × 24 biți/pixel = 18.874.368 biți = 2.359.296 octeți = 2,25 MB

Convertorul digital-analogic al adaptorului video (numit în mod obișnuit RAMDAC) convertește imaginile digitale generate de computer în semnale analogice pe care le poate afișa un monitor. Viteza unui convertor digital-analogic este măsurată în MHz; Cu cât procesul de conversie este mai rapid, cu atât frecvența de regenerare verticală este mai mare. În adaptoarele video moderne de înaltă performanță, performanța poate ajunge la 300 MHz și mai mult.

Pe măsură ce viteza convertorului digital-analogic crește, rata de reîmprospătare verticală crește, ceea ce vă permite să obțineți mai multe Rezoluție înaltă ecran la rate de reîmprospătare optime (72–85 Hz sau mai mult). De regulă, adaptoarele video cu viteze de 300 MHz și mai mari acceptă rezoluții de până la 1.920 x 1.200 la rate de reîmprospătare de peste 75 Hz. Desigur, nu uitați să vă asigurați că rezoluția necesară este acceptată atât de monitor, cât și de adaptorul video pe care îl utilizați.

Conector Adaptoarele video sunt de obicei conectate la conectorul AGP de pe placa de bază; adaptoarele grafice pentru PCI sunt mai puțin comune - aceasta este mai degrabă provincia modelelor mai vechi de adaptoare video.

Adaptorul video comunică cu monitorul printr-o interfață specială VGA sau DVI (Figura 18).

Figura 16 – Conectori DVI și VGA

VGA este o interfață de transmisie a semnalului analogic, adică Semnale de control pentru trei culori primare sunt transmise, dar fiecare semnal are 64 de niveluri de luminozitate. Ca urmare, numărul de combinații posibile (culori) crește la 262.144 (64 ). Pentru a crea o imagine realistă folosind grafica pe computer culoarea este adesea mai importantă decât rezoluția înaltă, deoarece ochiul uman percepe o imagine cu mai multe nuanțe de culoare ca fiind mai credibilă.

DVI este un mod de transmisie a semnalului digital, adică semnalul este convertit în analog nu la părăsirea adaptorului video, ci în monitorul însuși. Acesta este avantajul DVI față de VGA. Un semnal digital are doar două valori discrete: 1 și 0, adică. de fiecare dată când transferați o unitate digital, primiți exact o unitate. Indiferent de fluctuațiile de tensiune sau de orice interferență care apare în timpul transmisiei. Într-un sistem analog, ca urmare a transmiterii unei unități, nu mai puteți obține o unitate, ci 0,935 sau 1,062. Prin urmare, nu este necesar să vedeți pe ecran exact ce generează placa video.

Principalele caracteristici ale adaptorului video sunt: ​​frecventa memoriei, frecventa procesorului, tipul de slot si conector pentru conectarea la monitor.