Näytönohjain

Näytönohjain (myös näyttösovitin [1] , näytönohjain [2] , näytönohjain [1] , näytönohjain , näytönohjain , näytönohjain [3] ) on laite, joka muuntaa tietokoneen sisältönä tallennetun graafisen kuvan . s muisti (tai itse sovitin) sellaiseen muotoon, joka soveltuu edelleen näyttöä varten näyttöruudulla . Tyypillisesti näytönohjain valmistetaan painetun piirilevyn ( laajennuslevyn ) muodossa ja asetetaan emolevyn laajennuspaikkaan , joko yleiskäyttöön tai erikoistuneena ( AGP [4] , PCI Express ) [5] [6] .

Emolevyllä sijaitsevat näytönohjaimet ovat myös laajalle levinneitä  - sekä erillisen erillisen GPU-sirun muodossa että kiinteänä osana piirisarjan tai CPU :n pohjoissiltaa ; CPU:n tapauksessa sisäänrakennettua (integroitua [7] ) GPU:ta ei voida tarkasti ottaen kutsua näytönohjaimeksi .

Näytönohjaimet eivät rajoitu yksinkertaiseen kuvan ulostuloon, niissä on integroitu näytönohjain , joka pystyy suorittamaan lisäkäsittelyä, mikä poistaa tämän tehtävän tietokoneen keskusprosessorilta [8] . Esimerkiksi Nvidia- ja AMD ( ATi ) -näytönohjaimet renderöivät OpenGL- ja DirectX- ja Vulkan - grafiikkaputket laitteistossa [9] .

GPU:n laskentatehoa on myös tapana käyttää ei-graafisten tehtävien ratkaisemiseen (esimerkiksi kryptovaluutan louhinta ).

Historia

Vuosina 1944-1953 rakennettua Whirlwindia pidetään ensimmäisenä kuvanäyttölaitteella varustetun tietokoneena . Whirlwind-tietokoneen videosovitin pystyi näyttämään jopa 6250 pistettä sekunnissa 2048 × 2048 osoitteella tai jopa 550 numeroa, ja se oli myös varustettu valokynällä [10] .

Maaliskuussa 1973 ilmestyi Xerox Alto -minitietokone , jota voidaan kutsua ensimmäiseksi henkilökohtaiseksi tietokoneeksi [11] . Altolla oli graafinen käyttöliittymä ikkunalla ja työpöydän metaforalla , jota varten se oli varustettu näytönohjaimella [12][ tosiasian merkitys? ] , joka mahdollisti yksivärisen kuvan näyttämisen resoluutiolla 606 × 808 pikseliä ja muotokuvanäytön.

Vuonna 1975 Altair 8800 tuli myyntiin . Aluksi se ei ollut varustettu millään I / O-liitännällä, lukuun ottamatta etupaneelin vaihtokytkimiä ja LED-valoja. Sen piti olla kytkettynä teletype- tai tekstipäätteeseen. Kuitenkin vuonna 1976 videokortti tuli myyntiin [13] Cromemco Dazzler , joka mahdollisti tietokoneen muistiin muodostuneen värikuvan näyttämisen perinteisen kotitelevision ruudulla [14] . Ensimmäinen versio salli kuvan näyttämisen 128 × 128 pikseliin asti, seuraavan sukupolven - jopa 756 × 484.

IBM julkaisi MDA ( Monochrome Display Adapter ) -näytönsovittimen vuonna 1981 IBM PC : lle [15] . Se tuki 720 x 350 pikselin resoluutiota ja toimi vain tekstitilassa näyttäen jopa 25 riviä näytöllä. Se ei voinut välittää mitään väri- tai graafista tietoa [1] . Hercules julkaisi vuonna 1982 MDA-sovittimen jatkokehityksen, HGC ( Hercules Graphics Controller ) -videosovittimen , joka tuki kahta grafiikkasivua, mutta ei silti sallinut värien kanssa työskentelyä.   

Ensimmäinen PC :n värinäytönohjain oli CGA ( Color Graphics Adapter ), jonka IBM julkaisi vuonna 1981 .  Se voi toimia joko tekstitilassa, jossa näkyy 16 väriä merkkiä, tai graafisessa tilassa, joka näyttää nelivärisiä kuvia alhaisella (320 × 200) resoluutiolla. 640x200 korkean resoluution tila oli yksivärinen. Tämän kortin kehittämisessä vuonna 1984 ilmestyi EGA ( englanniksi Enhanced Graphics Adapter ) - parannettu näytönohjain, jonka paletti on laajennettu 64 väriin [1] . Resoluutio on parannettu 640×350:een. Näiden sovittimien ominaisuus oli, että niissä käytettiin ISA -väyläpaikkaa , jossa on avoin arkkitehtuuri, jonka yhteydessä käyttäjä sai itsenäisesti vaihtaa näytönohjaimen haluamakseen [1] .  

Kaikkien tämän tyyppisten videosovittimien liitännät näytön kanssa olivat digitaalisia, MDA ja HGC lähetettiin vain riippumatta siitä, palaako piste vai ei, ja ylimääräinen kirkkaussignaali "kirkas" tekstiattribuutille, samoin kuin CGA kolmella kanavalla (punainen, vihreä, sininen) välitti päävideosignaalin ja pystyi lisäksi lähettämään luminanssisignaalin (yhteensä 16 väriä), EGA:ssa oli kaksi siirtolinjaa kullekin päävärille, eli jokainen pääväri voitiin näyttää täydellä kirkkaudella, 2 /3 tai 1/3 täydestä kirkkaudesta, mikä antoi yhteensä enintään 64 väriä.

Vuonna 1987 ilmestyi uusi näytönohjain MCGA ( Englanninkielinen  Multicolor Graphics Adapter ), jossa IBM:n insinöörit onnistuivat kasvattamaan tekstitilan 50 riviin ja grafiikkatilan 262 144 väriin, ja siksi tuli tarpeelliseksi vaihtaa digitaalisesta analogiseen signaaliin . monitoria varten . Sitten IBM meni vielä pidemmälle ja julkaisi muutamaa kuukautta myöhemmin VGA :n ( English  Video Graphics Array ), josta tuli videosovittimien de facto standardi useiden vuosien ajan. Grafiikkatilassa sen resoluutio oli 640x480, ja se oli huomattava siitä, että pikselien lukumäärän suhde vaakasuunnassa ja pystysuunnassa osui yhteen näytön (tuohon aikaan) normaalin kuvasuhteen kanssa - 4:3. Vuodesta 1991 lähtien on ilmestynyt SVGA (Super VGA) -konsepti - VGA:n laajennus korkeampien tilojen lisäyksellä. Samanaikaisesti näytettävien värien määrä resoluutiolla 800x600 kasvaa 65 536:een (High Color, 16 bittiä) ja 16 777 216:een (True Color, 24 bittiä) [1] . VBE :n tuki näkyy palvelutoiminnoista (VESA BIOS Extention - VESA - standardin BIOS -laajennus ). SVGA on hyväksytty de facto videosovitinstandardiksi noin vuoden 1992 puolivälistä lähtien, kun VESA hyväksyi VBE version 1.0 -standardin . Siihen asti lähes kaikki SVGA-videosovittimet olivat yhteensopimattomia toistensa kanssa.

Graafinen käyttöliittymä , joka ilmestyi moniin käyttöjärjestelmiin , stimuloi uutta vaihetta videosovittimien kehityksessä [1] . Näkyviin tulee käsite "grafiikkakiihdytin" (grafiikkakiihdytin). Nämä ovat videosovittimia, jotka suorittavat joitain grafiikkatoimintoja laitteistotasolla. Näitä toimintoja ovat: suurten kuvalohkojen siirtäminen ruudun alueelta toiselle (esimerkiksi ikkunaa siirrettäessä), kuvan alueiden täyttö, viivojen, kaarien, fonttien piirtäminen, laitteistokohdistimen tuki jne. suora sysäys tällaisen erikoislaitteen kehittämiseen Kävi ilmi, että graafinen käyttöliittymä on epäilemättä kätevä, mutta sen käyttö vaatii huomattavia laskentaresursseja keskusprosessorilta, ja grafiikkakiihdytin on vain suunniteltu poistamaan leijonanosa laskelmista kuvan lopullinen näyttö näytöllä.

3D-kiihdyttimet

Termi 3D-kiihdytin itsessään tarkoittaa muodollisesti lisälaajennuskorttia, joka suorittaa aputoimintoja kolmiulotteisen grafiikan muodostumisen nopeuttamiseksi . Tuloksen näyttäminen 2D-kuvana ja sen siirtäminen näyttöön ei ole 3D-kiihdytin. 3D-kiihdytintä erillisen laitteen muodossa ei juuri koskaan löydy. Melkein mikä tahansa (paitsi erittäin erikoistunut) näytönohjain, mukaan lukien integroidut näytönohjaimet osana prosessoreita ja järjestelmälogiikkaa , suorittaa laitteistokiihdytystä kaksi- ja kolmiulotteisen grafiikan näyttämiseksi .

Graafisten kuvien muodostumisen laitteistokiihdytys sisältyi alun perin monien henkilökohtaisten tietokoneiden ominaisuuksiin , mutta IBM PC:n ensimmäisessä mallissa oli vain tekstitilat, eikä siinä ollut kykyä näyttää grafiikkaa. Vaikka ensimmäiset näytönohjaimet IBM PC-yhteensopiville tietokoneille , jotka tukevat 2D- ja 3D-grafiikan laitteistokiihdytystä, ilmestyivät melko varhain. Joten jo vuonna 1984 IBM aloitti PGC -standardin näytönohjainten valmistuksen ja myynnin . PGC on suunniteltu ammattikäyttöön, laitteistokiihdytetyille 2D- ja 3D-primitiivisille, ja se oli ratkaisu ensisijaisesti CAD - sovelluksiin. IBM PGC:n kustannukset olivat erittäin korkeat. Tämän näytönohjaimen hinta oli paljon korkeampi kuin itse tietokone, joten tällaiset ratkaisut eivät saaneet merkittävää jakelua. Ammattiratkaisujen markkinoilla oli muiden valmistajien näytönohjainkortteja ja 3D-kiihdyttimiä.

Edullisten 3D-kiihdyttimien jakelu IBM PC-yhteensopiville tietokoneille aloitettiin vuonna 1994 . Ensimmäinen näytönohjain, joka tukee laitteistokiihdytettyä 3D-näytönohjainta, oli Matrox Impression Plus , joka julkaistiin vuonna 1994 (käyttämällä Matrox Athena -sirua ). Myöhemmin samana vuonna Matrox esittelee uuden Matrox Storm -sirun ja Matrox Millenniumiin perustuvan näytönohjaimen .

Vuonna 1995 S3 Graphics , joka oli tuolloin tunnustettu ja lupaava 2D-rasterigrafiikkakiihdytyksellä varustettujen näytönohjainten valmistaja, julkaisi yhden ensimmäisistä massatuotetuista 3D-kiihdyttimistä, jotka perustuvat S3 ViRGE -piirisarjaan . Näiden näytönohjainkorttien käyttö todellisissa skenaarioissa osoitti kuitenkin keskinkertaista suorituskykyä, ja siksi niitä oli mahdotonta kutsua 3D-grafiikkakiihdyttimiksi kirjaimellisessa mielessä. Samaan aikaan näytönohjaimet Matrox Mistique ja ATI 3D Rage osoittivat parhaat tulokset [16] .

Samana vuonna useat yritykset julkaisevat jo uusia grafiikkasiruja, jotka tukevat 3D-grafiikan sukupolven laitteistokiihdytystä. Joten, Matrox julkaisee MGA-2064W:n, Number Nine Visual Technology juhlii Imagine 128-II -grafiikkasuorittimen julkaisua, Yamaha esittelee YGV611- ja YGV612-sirut, 3DLabs julkaisee Glint 300SX:n ja Nvidia  julkaisee NV1 :n (joka myös julkaistaan sopimus SGS- THOMSONin kanssa nimellä STG2000). Samana vuonna näihin ratkaisuihin perustuen julkaistaan ​​suuri määrä eri valmistajien näytönohjaimia, jotka tukevat 3D-grafiikkakiihdytystä.

Todellinen läpimurto laitteistokiihdytetyllä 3D-grafiikalla varustettujen 3D-kiihdyttimien ja näytönohjainten markkinoilla oli vuosi 1996. Tämä vuosi oli laitteiston 3D-grafiikan massiivisen käyttöönoton ja popularisoinnin vuosi IBM PC-yhteensopivissa tietokoneissa. Tänä vuonna uusia graafisia ratkaisuja ovat 3DLabs, Matrox, ATI Technologies , S3 , Rendition , Chromatic Research , Number Nine Visual Technology , Trident Microsystems ja PowerVR . Vaikka näihin GPU:hin perustuvia 3D-kiihdyttimiä ja täysimittaisia ​​näytönohjaimia on tänä vuonna monia, päätapahtuma on 3Dfx Voodoo Graphics -piirisarjaan perustuvien 3D-kiihdyttimien julkaisu . 3dfx Interactive, joka tuotti aiemmin erikoistuneita 3D-kiihdyttimiä pelihallikoneille , esitteli joukon siruja IBM PC-yhteensopivien tietokoneiden markkinoille. Voodoo Graphics -korttien tekemien 3D-kohtausten renderöinnin nopeus ja laatu olivat pelikoneiden tasolla , ja useimmat näytönohjainvalmistajat alkoivat julkaista Voodoo Graphics -sarjaan perustuvia 3D-kiihdyttimiä, ja pian useimmat tietokonepelien valmistajat tukivat Voodoo Graphicsia ja julkaisivat uusia pelejä . IBM PC -yhteensopiville tietokoneille, joissa on täysin uusi 3D-grafiikkataso. Kiinnostus 3D-pelejä ja vastaavasti 3D-kiihdyttimiä kohtaan on kasvanut räjähdysmäisesti.

Vuodesta 1998 lähtien on kehitetty SLI-tekniikkaa (Scan Line Interleave) (3dfx-yhtiö, Voodoo2-kortti ) , joka mahdollistaa useiden toisiinsa kytkettyjen näytönohjainten tehon käytön  kolmiulotteisen kuvan käsittelemiseen.  

Ammattimaiset videokiihdyttimet

Ammattimaiset näytönohjaimet ovat näytönohjaimia, jotka on suunnattu toimimaan grafiikkaasemilla ja joita käytetään matemaattisissa ja graafisissa 2D- ja 3D-mallinnuspaketeissa ( AutoCAD , MATLAB ), jotka ovat raskaasti kuormitettuja laskettaessa ja piirrettäessä suunniteltujen objektien malleja .

Tärkeimpien valmistajien, AMD :n ja NVIDIAn , ammattimaisten videokiihdytinten ytimet "sisältä" poikkeavat vähän pelikollegoistaan. He ovat jo pitkään yhdistäneet GPU:t ja käyttävät niitä eri alueilla. Juuri tämän liikkeen ansiosta nämä yritykset saattoivat pakottaa markkinoilta yritykset, jotka osallistuivat ammattikäyttöön tarkoitettujen erikoisgrafiikkasirujen kehittämiseen ja edistämiseen.

Erityistä huomiota kiinnitetään videomuistialijärjestelmään , koska tämä on erityisen tärkeä ammattimaisten kiihdyttimien komponentti, joka kantaa pääkuorman käytettäessä jättimäisiä malleja; Erityisesti vertailukelpoisten korttien huomattavan suurten muistimäärien lisäksi ammattilaissegmentin näytönohjaimet voivat käyttää ECC-muistia [17] .

Erikseen on olemassa Matrox -tuotteita , joiden pitkälle erikoistuneita kiihdyttimiä käytettiin vuodesta 2017 lähtien videon koodaukseen, TV-signaalin käsittelyyn ja monimutkaisen 2D-grafiikkatyöskentelyyn.

Laite

Näytönohjain koostuu seuraavista osista [3] :

GPU

Grafiikkaprosessori ( eng.  Graphics Processing Unit (GPU) - lit .: "graphic Processing Unit") on mukana lähtökuvan laskennassa ( renderöinnissä ), prosessoi 2D ja 3D-grafiikka [3] . Grafiikkaprosessorit eivät ole monimutkaisuudeltaan paljon huonompia kuin tietokoneen keskusyksikkö, ja ne usein ylittävät sen sekä transistorien lukumäärässä että laskentatehossa yleisten laskentayksiköiden suuren määrän vuoksi. Edellisen sukupolven GPU-arkkitehtuuri olettaa kuitenkin yleensä useiden tietojenkäsittely-yksiköiden läsnäolon , nimittäin: 2D-grafiikkaprosessointiyksikön, 3D-grafiikkaprosessointiyksikön, joka puolestaan ​​on yleensä jaettu geometriseen ytimeen (sekä kärkivälimuistiin) ja rasterointiyksikköön. (plus tekstuurivälimuisti ) ja jne.

Videomuisti

Dataväylän lisäksi minkä tahansa videosovittimen toinen pullonkaula on itse videosovittimen muistin kaistanleveys ( englanniksi  bandwidth ) . Lisäksi alun perin ongelma ei syntynyt niinkään videotietojen käsittelyn nopeuden vuoksi (usein ongelmana on video-ohjaimen "nälkä" , kun se käsittelee tietoja nopeammin kuin sillä on aikaa lukea / kirjoittaa videosta / videoon muisti), mutta koska niitä on käytettävä videoprosessorin, prosessorin ja RAMDAC- puolelta . Tosiasia on, että suurilla resoluutioilla ja suurella värisyvyydellä näytön sivun näyttämiseksi näytöllä on tarpeen lukea kaikki nämä tiedot videomuistista ja muuntaa ne analogiseksi signaaliksi, joka menee näyttöä niin monta kertaa sekunnissa kuin näyttö näyttää kehyksiä sekunnissa. Otetaan näytön yhden sivun tilavuus, jonka resoluutio on 1024x768 pikseliä ja värisyvyys 24 bittiä (True Color), tämä on 2,25 MB. Kuvataajuudella 75 Hz tämä sivu on luettava videosovittimen muistista 75 kertaa sekunnissa (lukupikselit siirretään RAMDAC:iin ja se muuntaa pikselin väriä koskevan digitaalisen tiedon analoginen signaali, joka lähetetään näytölle), etkä voi viipyä tai ohittaa pikseliä, joten nimellisesti vaadittu videomuistin kaistanleveys tälle resoluutiolle on noin 170 MB / s, eikä tässä oteta huomioon sitä, että videoohjain itsensä täytyy kirjoittaa ja lukea tietoja tästä muistista. 1600x1200x32 bitin resoluutiolla samalla 75 Hz:n kehystaajuudella vaadittu nimellinen kaistanleveys on jo 550 MB/s. Vertailun vuoksi Pentium II -prosessorin muistin huippunopeus oli 528 MB/s. Ongelma voitaisiin ratkaista kahdella tavalla - joko käyttää erityisiä muistityyppejä, joiden avulla kaksi laitetta voi lukea sitä samanaikaisesti, tai asentaa erittäin nopea muisti.

Videomuistityypit [18] :

  • Varhaiset näytönohjaimet eivät asettaneet erityisiä suorituskykyvaatimuksia ja käyttivät vakiomuistityyppejä - staattista staattista RAM -muistia (esimerkiksi MDA-sovittimessa) tai dynaamista dynaamista RAM -muistia .
  • FPM DRAM (Fast Page Mode Dynamic RAM - dynaaminen RAM nopealla sivunkäytöllä) on pääasiallinen videomuistityyppi, joka on identtinen emolevyissä käytettävän kanssa. Käyttää asynkronista pääsyä, jossa ohjaussignaaleja ei ole sidottu tiukasti järjestelmän kellotaajuuteen. Aktiivinen käytössä noin 1996 asti.
  • VRAM (Video RAM - video RAM) - niin sanottu kaksiporttinen DRAM. Tämän tyyppinen muisti tarjoaa pääsyn dataan kahdelta laitteelta samanaikaisesti, eli on mahdollista samanaikaisesti kirjoittaa tietoja mihin tahansa muistisoluun ja samalla lukea tietoja jostakin naapurisolusta. Tästä johtuen sen avulla voit samanaikaisesti näyttää kuvan näytöllä ja sen käsittelyn videomuistissa, mikä vähentää pääsyviiveitä ja nopeuttaa työntekoa. Toisin sanoen RAMDAC voi vapaasti näyttää näyttöpuskurin näytön näytöllä yhä uudelleen ja uudelleen ilman, että se häiritsee videoprosessoria suorittamaan mitään tietojen käsittelyä. Mutta tämä on silti sama DRAM, eikä sen nopeus ole liian korkea.
  • WRAM (Window RAM) on VRAM-muunnelma, jonka kaistanleveys on kasvanut ~25 % ja joka tukee joitain usein käytettyjä toimintoja, kuten renderöintifontteja, liikkuvan kuvan lohkoja jne. Sitä käytetään lähes yksinomaan Matrox- ja Number Nine -kiihdyttimissä, koska vaatii erityisiä menetelmiä tietojen saamiseen ja käsittelyyn. Vain yhden tämäntyyppisen muistin valmistajan ( Samsung ) läsnäolo vähensi huomattavasti sen käyttömahdollisuuksia. Tämän tyyppisellä muistilla rakennetut videosovittimet eivät yleensä heikennä suorituskykyä, kun asetetaan korkeat resoluutiot ja näytön virkistystaajuudet; yksiporttisessa muistissa tällaisissa tapauksissa RAMDAC vie videomuistin pääsyväylän yhä enemmän aikaa, ja videosovittimen suorituskyky voi laskea merkittävästi.
  • EDO DRAM (Extended Data Out DRAM - dynaaminen RAM, jossa on pidennetty tietojen säilytysaika lähdössä) on eräänlainen muisti, jossa on liukuhihnaelementtejä, jonka avulla voit nopeuttaa tietolohkojen vaihtoa videomuistin kanssa hieman noin 25%.
  • SDRAM (Synchronous Dynamic RAM - synkroninen dynaaminen RAM) on korvannut EDO DRAMin ja muut asynkroniset yksiporttiset muistityypit. Ensimmäisen muistin lukemisen tai ensimmäisen muistin kirjoituksen jälkeen seuraavat lukemat tai kirjoitukset tapahtuvat nollaviiveellä. Tällä saavutetaan suurin mahdollinen tiedon luku- ja kirjoitusnopeus.
  • DDR SDRAM (Double Data Rate) on SDRAM-muunnos, jossa tiedonsiirto kahden signaaliviipaleen yli on saatu toimintanopeuden kaksinkertaistamisen seurauksena. Jatkokehitystä tapahtuu edelleen pakettien lukumäärän toisen tiivistyksen muodossa yhdessä väyläjaksossa - DDR2 SDRAM (GDDR2), DDR3 SDRAM jne.
  • SGRAM (Synchronous Graphics RAM) on muunnos DRAMista, jossa on synkroninen pääsy. SGRAM:n toiminta on periaatteessa täysin samanlaista kuin SDRAM, mutta lisäksi tuetaan joitain tarkempia toimintoja, kuten lohko- ja maskitallennus. Toisin kuin VRAM ja WRAM, SGRAM on yksiporttinen, mutta se voi avata kaksi muistisivua yhtenä, emuloimalla muun tyyppisten videomuistien kaksiporttista luonnetta.
  • MDRAM (Multibank DRAM - multibank RAM) on MoSysin kehittämä DRAM-muunnos, joka on järjestetty useisiin itsenäisiin 32 KiB:n pankkeihin, jotka toimivat liukuhihnatilassa.
  • RDRAM (RAMBus DRAM) on muisti, joka käyttää erityistä tiedonsiirtokanavaa (Rambus Channel), joka on yhden tavun levyinen dataväylä. Tällä kanavalla on mahdollista siirtää tietoa erittäin suurissa virroissa, suurin tiedonsiirtonopeus yhdellä kanavalla tällä hetkellä on 1600 MB / s (taajuus 800 MHz, dataa siirretään pulssin molemmilla viipaloilla). Yhteen tällaiseen kanavaan voidaan liittää useita muistisiruja. Tämän muistin ohjain toimii yhdellä Rambus-kanavalla, neljä tällaista ohjainta voidaan sijoittaa yhdelle logiikkapiirille, mikä tarkoittaa, että teoriassa on mahdollista tukea jopa 4 tällaista kanavaa, jotka tarjoavat maksimiläpäisynopeuden 6,4 Gb / s. Tämän muistin haittana on, että sinun on luettava tiedot suurissa lohkoissa, muuten sen suorituskyky laskee jyrkästi.

Näytönohjainkorttien RAM-muistin määrä vaihtelee 4 kilotavusta (esimerkiksi MDA:ssa) 48 gigatavuun (esimerkiksi NVIDIA Quadro RTX 8000 ) [19] . Koska pääsyn GPU-videomuistiin ja muihin elektronisiin komponentteihin on tarjottava haluttu korkea suorituskyky koko grafiikkaalijärjestelmälle kokonaisuutena, käytetään erikoistuneita nopeita muistityyppejä, kuten SGRAM , kaksiporttinen VRAM , WRAM ja muut .  Noin vuodesta 2003 lähtien videomuisti perustui pääsääntöisesti SDRAM-muistin DDR - tekniikkaan , kaksi kertaa tehokkaammalla taajuudella (tiedonsiirto synkronoidaan paitsi kellosignaalin nousevalla reunalla, myös laskevalla reunalla). Ja tulevaisuudessa DDR2 , GDDR3 , GDDR4 , GDDR5 ja vuonna 2016 [20] GDDR5X . Kun AMD Fury -sarjan suorituskykyiset näytönohjaimet julkaistiin, yhdessä markkinoilla jo vakiintuneen GDDR -muistin kanssa alettiin käyttää uudentyyppistä HBM -muistia , joka tarjoaa huomattavasti suuremman kaistanleveyden ja yksinkertaistaa itse näytönohjainta, koska muistipiirien johdotusta ja juottamisen purkamista ei tarvita. Näytönohjaimen muistin huipputiedonsiirtonopeus (kaistanleveys) saavuttaa 480 Gt / s GDDR5X-muistityypillä (esimerkiksi NVIDIA TITAN X Pascal [21] ) ja 672 Gt / s GDDR6-muistityypillä (esimerkiksi TITAN RTX). [22] ) .

Videomuistia käytetään tilapäiseen tallennustilaan itse kuvadatan ja muiden lisäksi: pintakuvioita , varjostimia , huippupuskureita , Z-puskuria (kuvaelementtien etäisyys 3D-grafiikassa ) ja vastaavia grafiikkaalijärjestelmän tietoja (poikkeuksena suurin osa Video BIOS -tiedoista, GPU:n sisäisestä muistista jne.) ja koodeista.

Video RAM

Videomuisti toimii kehyspuskurina , joka tallentaa GPU:n luoman ja jatkuvasti muokkaaman kuvan, joka näytetään näytössä (tai useissa näytöissä). Videomuistiin tallennetaan myös kuvan välielementtejä, jotka ovat näytöllä näkymättömiä, ja muuta dataa. Tällä hetkellä (2021) näytönohjainkorteille on 7 tyyppiä muistia : DDR , GDDR2 , GDDR3 , GDDR4 , GDDR5 , GDDR6 ja HBM . Näytönohjainkortilla olevan videomuistin lisäksi grafiikkaprosessorit käyttävät työssään yleensä osaa tietokoneen koko järjestelmämuistista, johon suora pääsy on järjestetty näytönohjaimen ajurilla AGP- tai PCI-e-väylän kautta . Jos käytetään Uniform Memory Access -arkkitehtuuria , osaa tietokoneen järjestelmämuistista käytetään videomuistina.

Videoohjain

Videoohjain on vastuussa kuvan muodostamisesta videomuistissa, käskee RAMDAC :ia generoimaan skannaussignaaleja monitorille ja käsittelee keskusprosessorilta tulevat pyynnöt. Lisäksi on yleensä ulkoinen dataväyläohjain (esim. PCI tai AGP), sisäinen dataväyläohjain ja videomuistiohjain. Sisäisen väylän ja videomuistiväylän leveys on yleensä suurempi kuin ulkoisen (64, 128 tai 256 bittiä vs. 16 tai 32), RAMDAC on myös sisäänrakennettu moniin video-ohjaimiin.

Grafiikkasovittimissa (AMD, nVidia) on yleensä vähintään kaksi videoohjainta , jotka toimivat toisistaan ​​riippumatta ja ohjaavat yhtä tai useampaa näyttöä samanaikaisesti.

RAMDAC ja TMDS

Digitaali-analogiamuunninta (DAC; RAMDAC - Random Access Memory Digital-to-Analog Converter ) käytetään muuntamaan videoohjaimen tuottama kuva analogiselle näytölle syötetyiksi värin intensiteettitasoiksi. Kuvan mahdollinen värialue määräytyy vain RAMDAC-parametrien mukaan. Useimmiten RAMDAC:ssa on neljä päälohkoa: kolme digitaali-analogiamuunninta, yksi jokaiselle värikanavalle (punainen, vihreä, sininen - RGB) ja SRAM gammakorjaustietojen tallentamiseen. Useimpien DAC:ien bittisyvyys on 8 bittiä kanavaa kohden - jokaiselle päävärille tulee 256 kirkkaustasoa, mikä antaa yhteensä 16,7 miljoonaa väriä (ja gammakorjauksen ansiosta alkuperäiset 16,7 miljoonaa väriä on mahdollista näyttää paljon suurempi väriavaruus). Joissakin RAMDACeissa on 10 bittiä kanavaa kohden (1024 kirkkaustasoa), mikä mahdollistaa yli miljardin värin välittömästi näyttämisen, mutta tätä ominaisuutta ei käytännössä käytetä. Toisen näytön tukemiseksi asennetaan usein toinen DAC.

TMDS ( Transition-minimized differential signaling  ) digitaalinen signaalilähetin ilman DAC-muunnoksia. Käytetään DVI-D-, HDMI-, DisplayPort-liitäntöihin. LCD-näyttöjen ja plasmapaneelien leviämisen myötä analogisen signaalin lähettämisen tarve on kadonnut - toisin kuin CRT :issä , niissä ei ole enää analogista komponenttia ja ne toimivat sisäisesti digitaalisten tietojen kanssa. Tarpeettomien muunnosten välttämiseksi Silicon Image kehittää TMDS:ää.

Video ROM

Video ROM (Video ROM) on vain lukumuisti (ROM), joka sisältää näytönohjaimen BIOSin , näyttöfontit , huoltotaulukot jne. Näytönohjain ei käytä ROM-muistia suoraan - vain keskusprosessori käyttää sitä.

BIOS varmistaa näytönohjaimen alustuksen ja toiminnan ennen pääkäyttöjärjestelmän lataamista , asettaa kaikki näytönohjaimen matalan tason parametrit, mukaan lukien GPU:n ja videomuistin toimintataajuudet ja syöttöjännitteet sekä muistin ajoitukset. VBIOS sisältää myös järjestelmätietoja, joita videoohjain voi lukea ja tulkita käytön aikana (riippuen ohjaimen ja BIOSin välisestä vastuunjaosta). Monet kortit on varustettu sähköisesti uudelleenohjelmoitavalla ROM-muistilla ( EEPROM , Flash ROM ), jonka avulla käyttäjä voi ylikirjoittaa video-BIOSin erityisohjelman avulla.

Käyttöliittymä

Ensimmäinen este videojärjestelmän nopeuden lisäämiselle on dataliitäntä , johon videosovitin on kytketty. Riippumatta siitä, kuinka nopea videosovittimen prosessori on, suurin osa sen ominaisuuksista jää käyttämättä, jos sen, keskusprosessorin, tietokoneen RAM-muistin ja muiden videolaitteiden välillä ei ole asianmukaisia ​​kanavia tiedonvaihtoon.

Päätiedonsiirtokanava on luonnollisesti emolevyn liitäntäväylä, jonka kautta tietoja vaihdetaan keskusprosessorin ja RAM-muistin kanssa. Aivan ensimmäinen IBM PC:ssä käytetty väylä oli XT-Bus , sen leveys oli 8 bittiä dataa ja 20 bittiä osoitetta ja se toimi 4,77 MHz :n taajuudella . Sitten tuli ISA-väylä (Industry Standard Architecture - alan standardiarkkitehtuuri), sen bittileveys oli 8/16 bittiä ja se toimi 8 MHz:n taajuudella. Huippunopeus oli hieman yli 5,5 MiB/s. Tämä riitti enemmän kuin tarpeeksi tekstitietojen ja pelien näyttämiseen 16-värisellä grafiikalla.

Toinen läpimurto oli MCA -väylän (Micro Channel Architecture) ilmestyminen IBM:n uuteen PS / 2 -tietokonesarjaan. Siinä oli jo bittisyvyys 32/32 bittiä ja huippukaistanleveys 40 Mb/s. Mutta se tosiasia, että MCI-arkkitehtuuri suljettiin (IBM:n omaisuus), sai muut valmistajat etsimään muita tapoja lisätä näytönohjaimen pääkäyttökanavan suorituskykyä.

486-sarjan prosessorien myötä ehdotettiin käytettäväksi itse prosessorin paikallisväylää oheislaitteiden liittämiseen, minkä seurauksena syntyi VLB (VESA Local Bus - VESA-standardin paikallinen väylä ). Ulkoisen prosessorin kellotaajuudella 25 MHz - 50 MHz ja 32 bittiä leveä VLB tarjosi noin 130 MiB/s huippunopeuden. Tämä oli jo enemmän kuin tarpeeksi kaikille olemassa oleville sovelluksille, lisäksi mahdollisuus käyttää sitä paitsi videosovittimissa, kolmen liitäntäpaikan olemassaolo ja taaksepäin yhteensopivuus ISA:n kanssa (VLB on vain toinen 116-nastainen liitin ISA-paikan takana) takasi sille riittävän pitkän käyttöiän ja monien emolevyjen ja oheislaitteiden piirisarjojen valmistajien tuen, vaikka taajuuksilla 40 MHz ja 50 MHz tuntui ongelmalliselta varmistaa jopa kahden siihen kytketyn laitteen toiminta liian korkean jännitteen takia. kuormittaa keskusprosessorin vaiheita (loppujen lopuksi suurin osa ohjauspiireistä meni VLB:stä prosessoriin suoraan, ilman puskurointia).

Ja kuitenkin, kun otetaan huomioon se tosiasia, että videosovitin ei vain alkanut vaatia suurta tiedonvaihtoa, ja ilmeinen mahdottomuus yhdistää kaikkia laitteita VLB:hen (ja tarve cross-platform-ratkaisulle, joka ei rajoitu vain PC-tietokoneisiin), PCI-väylä (Peripheral Component Interconnect - ulkoisten komponenttien integrointi) ilmestyi ensinnäkin Pentium-prosessorien emolevyille. Suorituskyvyn suhteen PC-alustalla kaikki pysyi ennallaan - 33 MHz:n väyläkellonopeudella ja 32/32 bitin bittisyvyydellä se tarjosi huippunopeuden 133 MiB / s - sama kuin VLB. Se oli kuitenkin kätevämpi ja lopulta korvasi VLB-väylän emolevyissä 486-luokan prosessoreille.

Pentium II -prosessorin ja PC:n vakavan vaatimuksen korkean suorituskyvyn työasemamarkkinoiden sekä monimutkaisen grafiikan 3D-pelien ilmaantumisen myötä kävi selväksi, että PCI - kaistanleveys sellaisena kuin se oli PC-alustalla (tyypillisesti 33 MHz). ja bittisyvyys 32 bittiä), eivät pian riitä täyttämään järjestelmän vaatimuksia. Siksi Intel päätti tehdä erillisen väylän grafiikka-alijärjestelmälle, päivitti hieman PCI-väylää, antoi uudelle tuloksena olevalle väylälle erillisen muistin, joka tukee joitain tiettyjä videosovitinpyyntöjä ja kutsui sitä AGP :ksi (Accelerated Graphics Port - Accelerated Graphics Port). . AGP-väylä on 32 bittiä leveä ja toimii 66 MHz:n taajuudella. Liittimen ensimmäinen versio tuki 1x ja 2x tiedonsiirtotiloja, toinen - 4x, kolmas - 8x. Näissä tiloissa siirretään yksi, kaksi, neljä tai kahdeksan 32-bittistä sanaa vastaavasti per jakso. AGP-versiot eivät aina olleet yhteensopivia keskenään, koska eri versioissa käytettiin erilaisia ​​syöttöjännitteitä. Laitteen vahingoittumisen estämiseksi liittimessä käytettiin avainta. Huippunopeus 1x-tilassa on 266 MiB/s. PCI- ja AGP-väyliin perustuvien videosovittimien teho on mitätön, koska AGP-väylä ei enää täytä uusien PC-tietokoneiden tehovaatimuksia, eikä se myöskään pysty tarjoamaan tarvittavaa virtalähdettä. Näiden ongelmien ratkaisemiseksi on luotu PCI-väylälaajennus -  PCI Express -versiot 1.0, 1.1, 2.0, 2.1, 3.0 ja uusin 4.0. Tämä on sarjakäyttöliittymä, toisin kuin AGP, sen suorituskyky voi saavuttaa useita kymmeniä Gb / s. Tällä hetkellä AGP-väylä on lähes kokonaan hylätty PCI Expressin hyväksi. On kuitenkin syytä huomata, että jotkut valmistajat tarjoavat edelleen näytönohjainkortteja PCI- ja AGP-liitännöillä - monissa tapauksissa tämä on melko yksinkertainen tapa lisätä vanhentuneen tietokoneen suorituskykyä dramaattisesti joissakin grafiikkatehtävissä.

Liitin

Videosovittimet MDA, Hercules, EGA ja CGA varustettiin 9-nastaisella D - Sub - liittimellä . Joskus mukana oli myös koaksiaalinen komposiittivideoliitin , jonka avulla voit lähettää mustavalkoisen kuvan televisiovastaanottimeen tai näyttöön, joka on varustettu matalataajuisella videotulolla.

VGA- ja myöhemmissä videosovittimissa oli yleensä vain yksi VGA-liitin ( 15 - nastainen D-Sub ). Toisinaan VGA-sovittimien varhaisissa versioissa oli myös edellisen sukupolven liitin (9-nastainen) yhteensopivuutta vanhempien näyttöjen kanssa. Työlähdön valinta asetettiin videosovitinkortin kytkimillä.

Levyt on varustettu DVI- tai HDMI-liittimillä tai DisplayPortilla yhdestä kolmeen (jotkut uusimman sukupolven ATI-näytönohjaimet on varustettu kuudella liittimellä).

DVI- ja HDMI-portit ovat evoluution vaiheita videosignaalin siirtostandardin kehityksessä, joten sovittimilla voidaan liittää laitteita tämän tyyppisillä porteilla (DVI-liitin D-Sub-liittimeen on analoginen signaali, HDMI-liitin DVI-D-liitäntään jack on digitaalinen signaali, joka ei tue teknistä tekijänoikeussuojaa ( High Bandwidth  Digital Copy Protection , HDCP ) , joten ilman mahdollisuutta lähettää monikanavaista ääntä ja korkealaatuisia kuvia ) . DVI-I-portti sisältää myös analogisia signaaleja, joten voit liittää näytön vanhempaan D-SUB-liittimeen (DVI-D ei salli tätä).

DisplayPortin avulla voit liittää jopa neljä laitetta, mukaan lukien äänilaitteet, USB - keskittimet ja muut I/O-laitteet.

Komposiitti- ja komponentti -S-Video- lähdöt voidaan myös sijoittaa näytönohjaimelle ; myös videotulo (kutsutaan nimellä ViVo )

Jäähdytysjärjestelmä

Jäähdytysjärjestelmä on suunniteltu pitämään videoprosessorin ja (usein) videomuistin lämpötila hyväksytyissä rajoissa.

Näytönohjaimen eritelmissä kehittäjä tarjoaa mahdollisuuden räätälöidä sitä valmistajille. Valmistajat voivat esimerkiksi valita kondensaattorien kapasiteetin ja tyypin (POSCAP, SP-CAP, MLCC). Riittämätön testaus tai halvempien komponenttien käyttö voi johtaa näytönohjainten epävakaaseen toimintaan. [23]

Ominaisuudet

  • Muistiväylän leveys , mitattuna bitteinä  - kelloa kohti lähetettyjen tiedon bittien määrä. Tärkeä parametri kortin suorituskyvyssä.
  • Videomuistin määrä megatavuina mitattuna  on näytönohjaimen oman RAM -muistin määrä . Suurempi äänenvoimakkuus ei aina tarkoita parempaa suorituskykyä.

Emolevyn järjestelmälogiikkasarjaan integroiduilla tai prosessoriin kuuluvilla näytönohjaimilla ei yleensä ole omaa videomuistia ja ne käyttävät osan tietokoneen RAM-muistista tarpeisiinsa ( UMA - Unified Memory Access ).

  • ydin- ja muistitaajuudet  - mitattuna megahertseinä, mitä enemmän, sitä nopeammin näytönohjain käsittelee tietoja.
  • pintakuvio ja pikselien täyttösuhde , mitattuna miljoonina pikseleinä sekunnissa, näyttää lähtötietojen määrän aikayksikköä kohti.

Näytönohjaimelle ominaisia ​​tärkeitä teknisiä ominaisuuksia ovat integroitu jäähdytysjärjestelmä, jos sellainen on toteutettu, sekä liittimet tiedonsiirtoliitäntöjä varten [24] [25] .

Grafiikkakorttityypit

Erilliset näytönohjaimet

Suorituskykyisin grafiikkasovittimien luokka. Yleensä se on kytketty nopeaan PCI Express -dataväylään . Aikaisemmin AGP -väyliin (erikoistunut tiedonsiirtoväylä vain näytönohjainkorttien liittämiseen) oli kytketty näytönohjain, PCI , VESA ja ISA . Näytönohjaimet on kytketty PCI Express -väylän kautta , ja kaikki muut liitännät ovat vanhentuneita. Tietokoneissa, joiden arkkitehtuuri oli muu kuin IBM-yhteensopiva, oli muun tyyppisiä näytönohjainliitäntöjä.

Erillistä korttia ei välttämättä tarvitse poistaa laitteesta (esimerkiksi kannettavissa tietokoneissa erillinen kortti juotetaan usein emolevyyn). Sitä kutsutaan diskreetiksi, koska se on valmistettu erillisen sirun (tai piirisarjan) muodossa eikä ole osa muita tietokoneen komponentteja (toisin kuin grafiikkaratkaisut, jotka on sisäänrakennettu emolevyn järjestelmän logiikkasiruihin tai suoraan keskusprosessoriin) . Useimmissa erillisissä näytönohjainkorteissa on oma VRAM-muisti, jolla voi usein olla nopeampi pääsynopeus tai nopeampi pääsyväylä kuin tavallisella tietokoneen RAM-muistilla. Vaikka aiemmin oli näytönkortteja, jotka käyttivät koko RAM-muistia tai osaa siitä graafisen tiedon tallentamiseen ja käsittelyyn, näytönohjaimet käyttävät omaa videomuistiaan. Joskus (mutta melko harvoin) on myös näytönohjainkortteja, joiden RAM-muistia ei ole asennettu erillisten muistisirujen muodossa, vaan se on osa grafiikkasirua (erillisten kiteiden muodossa tai samassa sirussa näytönohjaimen kanssa).

Erillisenä piirisarjana mieluummin kuin osana muita siruja toteutetut erilliset näytönohjaimet voivat olla melko monimutkaisia ​​ja paljon tehokkaampia kuin integroitu näytönohjain. Lisäksi erillisillä näytönohjaimilla, joilla on oma videomuisti, ei tarvitse jakaa RAM-muistia muiden tietokoneen komponenttien (ensisijaisesti keskusprosessorin) kanssa. Oman RAM-muistin avulla et tuhlaa pääRAM-muistia sellaisten tietojen tallentamiseen, joita keskusprosessori ja muut tietokoneen komponentit eivät tarvitse. Toisaalta videoprosessorin ei tarvitse jonottaa päästäkseen tietokoneen RAM-muistiin, joka on tällä hetkellä käytettävissä sekä keskusprosessorilla että muilla komponenteilla. Kaikki tämä vaikuttaa positiivisesti erillisten näytönohjainten suorituskykyyn verrattuna integroituun näytönohjaimeen.

Teknologiat, kuten Nvidian SLI ja AMD:n CrossFire , mahdollistavat useiden näytönohjainsovittimien käytön rinnakkain samassa tehtävässä.

Integroitu grafiikka

Integroiduilla näytönohjainsovittimilla ei ole omaa muistia ja ne käyttävät tietokoneen RAM-muistia, mikä vaikuttaa suorituskykyyn huonommin. Vaikka Intel Iris Graphicsilla on Broadwell -prosessorin sukupolvelta lähtien käytössään 128 megatavua L4-välimuistia, ne voivat viedä muun muistin tietokoneen RAM-muistista [26] . Sulautettuja grafiikkaratkaisuja käytetään kannettavissa laitteissa niiden alhaisen virrankulutuksen vuoksi. Niiden suorituskyky on jo riittävän korkealla tasolla ja mahdollistaa yksinkertaisten kolmiulotteisten pelien pelaamisen.

Integroidut GPU:t sijaitsevat samassa sirussa prosessorin kanssa (esimerkiksi Intel HD Graphics tai Intel Iris Graphics ), aiemmat sukupolvet (esimerkiksi Intel GMA ) sijaitsivat erillisenä siruna.

Hybridiratkaisut

Hybridiratkaisuja käytetään silloin, kun vaaditaan sekä tehotehokkuutta että korkeaa grafiikkasuorituskykyä, jolloin integroitua näytönohjainta voidaan käyttää jokapäiväisissä tehtävissä ja erillistä näytönohjainta vain siellä, missä sitä tarvitaan.

Ennen hybridigrafiikan tuloa valmistajat rakensivat erillisen sovittimen sisäänrakennetun lisäksi, ja niiden välillä vaihtaminen vaati uudelleenkäynnistyksen, mikä ei ollut kovin käyttäjäystävällistä. Hybridisovittimet käyttävät vain integroitua näytönohjainta näytön ulostuloon, mutta jotkin laskelmat voidaan siirtää erilliselle näytönohjaimelle sen sijaan, että ne suoritettaisiin itse. Käyttäjälle videosovittimien välillä vaihtamisesta tulee näkymätöntä. Esimerkkejä tällaisista ratkaisuista ovat Nvidian Optimus-teknologia ja AMD:n DualGraphics.

GPGPU

GPGPU (Eng. General-purpose computing grafiikkaprosessoreille, ei-erikoislaskelmat grafiikkaprosessoreilla) - näytönohjaimen grafiikkaprosessorin käyttö rinnakkaislaskentaan. Grafiikkasovittimissa voi olla jopa useita tuhansia prosessoreita, mikä mahdollistaa joidenkin tehtävien ratkaisemisen näytönohjainkorteilla suuruusluokkaa nopeammin kuin keskusprosessoreissa. Tätä tekniikkaa käyttävät sovellukset on kirjoitettu käyttämällä tekniikoita, kuten OpenCL tai CUDA .

Ulkoinen näytönohjain

Termi eGPU tarkoittaa erillistä näytönohjainta, joka sijaitsee tietokoneen ulkopuolella [27] . Sitä voidaan käyttää esimerkiksi suorituskyvyn lisäämiseen kannettavien tietokoneiden 3D-sovelluksissa.

Tyypillisesti PCI Express on ainoa sopiva väylä tähän tarkoitukseen. Portti voi olla ExpressCard , mPCIe (PCIe ×1, enintään 5 tai 2,5 Gb/s ) tai Thunderbolt 1, 2 tai 3 -portti (PCIe × 4, enintään 10, 20 tai 40 Gb/s, vastaavasti) [28 ] [29] .

Vuonna 2016 AMD yritti standardoida ulkoisia GPU:ita [30] .

Ohjelmisto

Ohjelmistotasolla videoprosessori käyttää yhtä tai toista sovellusrajapintaa (API) laskelmien organisointiin ( kolmiulotteiset grafiikkalaskelmat ).

Ensimmäiset valtavirran kiihdyttimet käyttivät Glidea , 3D-grafiikkasovellusliittymää, jonka 3dfx Interactive  kehitti Voodoo Graphicsin omistamiin grafiikkasuoritteisiin perustuville näytönohjaimille.

Sitten näytönohjainten kiihdyttimien sukupolvet voidaan laskea niiden tukeman DirectX -version mukaan . On olemassa seuraavat sukupolvet:

  • DirectX 7  - kortti ei tue varjostimia , kaikki kuvat on piirretty tekstuurikartoituksella;
  • DirectX 8  - tuki pikselivarjostimien versioille 1.0, 1.1 ja 1.2, DX 8.1:ssä myös versiolle 1.4, tuki vertex-varjostimille versiolle 1.0;
  • DirectX 9  - tuki pikselivarjostimien versioille 2.0, 2.0a ja 2.0b, 3.0;
  • DirectX 10  - tuki unified shaders -versiolle 4.0;
  • DirectX 10.1  - tuki unified shaders -versiolle 4.1;
  • DirectX 11  - tuki unified shaders -versiolle 5.0;
  • DirectX 12  - tuki unified shaders -versiolle 6.0;

DirectX 11 :n julkaisun ja API Feature Level (FLxx) -tukimallin myötä useimmat näytönohjaimet eivät ole enää sidoksissa tiettyyn DirectX -versioon .

Laiteohjain

Grafiikkasovittimen oikea ja täysin toimiva toiminta varmistetaan myös näytönohjaimen avulla - näytönohjaimen  valmistajan toimittaman erikoisohjelmiston avulla, joka ladataan käyttöjärjestelmän käynnistyksen yhteydessä. Videoohjain toimii liitäntänä siinä sovelluksia suorittavan järjestelmän ja videosovittimen välillä. Video- BIOSin tapaan videoohjain järjestää ja ohjaa ohjelmallisesti kaikkien videosovittimen osien toimintaa erityisten ohjausrekisterien kautta, joihin päästään vastaavan väylän kautta.

Laiteohjain tukee yleensä yhtä tai useampaa korttia, ja se on kirjoitettu erityisesti tiettyä käyttöjärjestelmää varten.

Useimmat laitteet vaativat omat ohjaimet käyttääkseen kaikkia toimintoja. Nämä suosittujen käyttöjärjestelmien ohjaimet toimitetaan yleensä laitteen mukana ja ovat usein ladattavissa ilmaiseksi valmistajan verkkosivustolta. Kehitteillä on useita avoimen lähdekoodin näytönohjainohjaimia , mutta monet niistä voivat käyttää vain korttien ydintoimintoja.

Näytönohjainten käyttö kryptovaluutan louhinnassa

Näytönohjaimen louhinta on kryptovaluutan louhinta graafisten prosessointiyksiköiden (GPU) avulla. Kryptovaluutan louhinnassa käytetään näytönohjainkortteja prosessorien sijaan, koska ne käsittelevät enemmän tietoa lyhyemmässä ajassa. Niiden ainoa haittapuoli on korkea sähkönkulutus, mutta korkea tuotto kompensoi helposti tämän heikkouden [31] .

Kaivostoiminnassa käytetään täysimittaisia ​​erillisiä näytönohjaimia, prosessoriin integroituja siruja ei käytetä. Netistä löytyy myös artikkeleita kaivostyöstä ulkoisella näytönohjaimella, mutta tämäkään ei toimi kaikissa tapauksissa eikä ole paras ratkaisu [32] .

Katso myös

  • Luettelo Nvidian GPU:ista
  • Luettelo AMD GPU:ista

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 ComputerBild nro 11, 2011 , s. 38.
  2. ↑ Näytönohjaimet: AMD ja NVIDIA  // Siru  : aikakauslehti. - 2011. - heinäkuu ( nro 7 ). - S. 46 . — ISSN 1609-4212 .
  3. ↑ 1 2 3 ComputerBild nro 11, 2011 , s. 39.
  4. ↑ Intel Corporation. AGP V3.0 -liitännän tekniset tiedot  . - "näytönohjain, lisäkortti".
  5. ↑ Mitä sinun tulee tietää näytönohjaimista? THG-aloitusopas, osa I. THG.ru. _ Tom's Hardware (24. elokuuta 2006). Haettu 22. heinäkuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 21. heinäkuuta 2021.
  6. ↑ Graphic Card Components  , pctechguide.com (  23. syyskuuta 2011). Arkistoitu alkuperäisestä 12. joulukuuta 2017. Haettu 24. maaliskuuta 2021.
  7. ↑ Mitä eroa on integroidulla grafiikalla ja erillisellä grafiikalla?  (englanniksi) . Intel . Haettu 2. syyskuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 21. syyskuuta 2021.
  8. ↑ ExplainingComputers.com : Laitteisto  . www.explainingcomputers.com . Haettu 11. joulukuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 17. joulukuuta 2017.
  9. ↑ OpenGL vs DirectX - Cprogramming.com . www.cprogramming.com . Haettu 11. joulukuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 12. joulukuuta 2017.
  10. ↑ Kent C. Redmond, Thomas M. Smith. Projekti Whirlwind. Tapaushistoria nykytekniikassa. MITER Corporation, Bedford MA, Yhdysvallat. 1975_ _ Haettu 25. heinäkuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 21. tammikuuta 2022.
  11. ↑ Tietokoneiden ja tietojenkäsittelyn historia, Nykyaikaisen tietokoneen synty, Henkilökohtainen tietokone, Xerox Alto . Haettu 19. huhtikuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 5. joulukuuta 2020.
  12. ↑ NÄYTTÖOHJAIN. — K: 09aDISPL // xerox :: alto :: kaaviot.
  13. ↑ Kuhman, Robert The Cro's Nest RCP/M-RBBS . www.kuhmann.com. Haettu 10. helmikuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 10. helmikuuta 2012.
  14. ↑ Les Solomon, "Solomonin muisti" Arkistoitu 25. lokakuuta 2012. , julkaisussa Digital Deli , Workman Publications, 1984, ISBN 0-89480-591-6
  15. ↑ Mihail Guk. IBM PC-laitteisto. Encyclopedia, 2. painos. - Pietari: Pietari, 2002. - 928 s.: ill. - s. 530
  16. ↑ Muistatko kuinka kaikki alkoi? 3D-kiihdyttimet . 3DNews (31. joulukuuta 2017). Haettu 17. heinäkuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 26. toukokuuta 2021.
  17. ↑ Yleiskatsaus Quadro Fermi . www.nvidia.com Haettu 9. joulukuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 9. joulukuuta 2018.
  18. ↑ Mihail Guk. IBM PC-laitteisto. Encyclopedia, 2. painos. - Pietari: Pietari, 2002. - 928 s.: ill. - S. 526-528, 542
  19. ↑ NVIDIA TITAN RTX on nopein koskaan rakennettu PC-näytönohjain | NVIDIA . Käyttöpäivä: 22. helmikuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 22. helmikuuta 2019.
  20. ↑ NVIDIA GeForce GTX 1080 . Haettu 21. helmikuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 26. helmikuuta 2017.
  21. ↑ NVIDIA TITAN X Pascal . Haettu 21. helmikuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 22. helmikuuta 2017.
  22. ↑ TITAN RTX Ultimate PC -näytönohjain, jossa Turing | NVIDIA . Haettu 22. helmikuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 26. joulukuuta 2018.
  23. ↑ Valmistajat reagoivat GeForce RTX 3080/3090 - kaatumiseen  työpöytäongelmiin . videocardz.com . Haettu 25. helmikuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 22. helmikuuta 2021.
  24. ↑ Usein kysytyt kysymykset näytönohjaimista / näytönohjaimista . Haettu 18. heinäkuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 18. heinäkuuta 2021.
  25. ↑ Grafiikkakortin ostajan opas: Näytönohjainten tärkeimmät ominaisuudet . Haettu 18. heinäkuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 19. huhtikuuta 2021.
  26. ↑ " Tutkimus arkkitehtonisista lähestymistavoista sulautettujen DRAM-muistien ja haihtumattomien sisäisten välimuistien hallintaan arkistoitu 8. tammikuuta 2016 Wayback Machinessa ", Mittal et al., IEEE TPDS, 2014
  27. ↑ Semit. Kokemus eGPU:n rakentamisesta ja sen vuorovaikutuksesta kannettavan tietokoneen kanssa . Haettu 26. maaliskuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 7. huhtikuuta 2016.
  28. ↑ eGPU-ehdokasjärjestelmäluettelo . Tech Inferno -foorumit .
  29. ↑ Neil Mohr. Ulkoisen kannettavan tietokoneen näytönohjaimen tekeminen . techradar . Haettu 26. maaliskuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 26. kesäkuuta 2017.
  30. ↑ Mark Walton. AMD haluaa standardoida ulkoisen GPU:n . Haettu 29. syyskuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 1. joulukuuta 2017.
  31. ↑ Kuinka kryptovaluutta liittyy näytönohjaimeen ja näytönohjaimen louhinnan ominaisuuksiin . kripto365.ru (8. lokakuuta 2018). Haettu 4. lokakuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 28. syyskuuta 2020.
  32. ↑ GPU Mining - täydellinen opas . prostocoin.com. Haettu 4. lokakuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 20. syyskuuta 2019.

Kirjallisuus

  • Scott Mueller. PC-tietokoneiden päivittäminen ja korjaaminen = PC-tietokoneiden päivittäminen ja korjaaminen. - 17. painos - M . : "Williams" , 2007. - S. 889-970. — ISBN 0-7897-3404-4 .
  • Juri Valerianov. Graafinen kehitys  // Computer Bild  : aikakauslehti. - 2011. - 23. toukokuuta ( nro 11 ). - S. 38-41 . — ISSN 2308-815X .
  • Mihail Guk. IBM PC-laitteisto. Encyclopedia, 2. painos. - Pietari: Pietari, 2002. - 928 s.: ill.
  • Stan VeitStan Veitin henkilökohtaisen tietokoneen historia. - 1993. -ISBN 978-1566640237.

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa