Näytönohjain - Graphics card

Näytönohjain

Nvidia GeForce RTX 3090 Founders Edition
Yhdistää	Emolevy  jollakin seuraavista: PCI Express PCI AGP Muut Näyttö jollakin seuraavista tavoista: DisplayPort HDMI DVI VGA USB-C Muut

Näytönohjain (kutsutaan myös näytönohjaimen , näytönohjain , näytönohjain tai näytönohjain ) on laajennuskortti , joka tuottaa rehun tuotannon Kuvien näyttölaitteeseen (esimerkiksi tietokoneen näyttö ). Usein näitä mainostetaan erillisinä tai omistettuina näytönohjaimina, mikä korostaa näiden ja integroidun näytönohjaimen välistä eroa . Molempien ytimessä on grafiikkaprosessointiyksikkö (GPU), joka on pääosa, joka suorittaa todelliset laskelmat, mutta sitä ei pidä sekoittaa näytönohjaimeen kokonaisuudessaan, vaikka "GPU: ta" käytetään usein metonyymisenä lyhennettynä katso näytönohjaimia.

Useimmat näytönohjaimet eivät rajoitu pelkkään näytön ulostuloon. Niiden integroitu grafiikkaprosessori voi suorittaa lisäkäsittelyä poistamalla tämän tehtävän tietokoneen keskusprosessorista. Esimerkiksi Nvidia ja AMD (aiemmin ATI ) tuottivat kortteja, jotka tekevät grafiikkaputket OpenGL- ja DirectX -laitteistotasolla. Myöhemmillä 2010-luvuilla on myös ollut taipumus käyttää grafiikkaprosessorin laskentaominaisuuksia muiden kuin graafisten tehtävien ratkaisemiseen , mikä voidaan tehdä käyttämällä OpenCL: ää ja CUDA: ta . Grafiikka kortteja käytetään laajalti AI koulutusta , kryptovaluutta kaivos- ja molekyyli- simulointi .

Yleensä näytönohjain valmistetaan piirilevyn (laajennuskortin) muodossa ja asetetaan laajennuspaikkaan, yleiseen tai erikoistuneeseen (AGP, PCI Express). Jotkut on tehty käyttämällä erityisiä koteloita, jotka on kytketty tietokoneeseen telakointiaseman tai kaapelin kautta. Näitä kutsutaan eGPU: ksi.

Historia

Standardit , kuten MDA , CGA , HGC , Tandy , PGC , EGA , VGA , MCGA , 8514 tai XGA, otettiin käyttöön vuosina 1982-1990, ja niitä tukevat erilaiset laitevalmistajat .

3dfx Interactive oli yksi ensimmäisistä yrityksistä, joka kehitti GPU: n 3D -kiihdytyksellä (Voodoo -sarjan kanssa), ja ensimmäinen, joka kehitti 3D: lle omistetun graafisen piirisarjan, mutta ilman 2D -tukea (mikä edellytti 2D -kortin toimimista) . Suurin osa nykyaikaisista grafiikkakorteista on rakennettu joko AMD- tai Nvidia -lähteillä. Vuoteen 2000 asti 3dfx Interactive oli myös tärkeä ja usein uraauurtava valmistaja. Useimmissa näytönohjaimissa on erilaisia ​​toimintoja, kuten 3D- kohtausten ja 2D-grafiikan nopeutettu renderöinti , MPEG-2/MPEG-4-dekoodaus, TV-lähtö tai mahdollisuus liittää useita näyttöjä ( moninäyttö ). Grafiikkakorteilla on myös äänikorttiominaisuudet äänen tuottamiseen - yhdessä videon kanssa liitettyihin televisioihin tai näyttöihin, joissa on integroidut kaiuttimet.

Alalla näytönohjaimia kutsutaan joskus grafiikkalaajennuksiksi , lyhennettynä AIB: ksi , ja sana "grafiikka" jätetään yleensä pois.

Erillinen vs integroitu grafiikka

Klassinen pöytätietokonearkkitehtuuri, jossa on erillinen näytönohjain PCI Expressin kautta . Tyypilliset kaistanleveydet tietylle muistitekniikalle puuttuvat muistin viiveestä . Nollakopiointi GPU: n ja suorittimen välillä ei ole mahdollista , koska molemmilla on erilliset fyysiset muistit. Tiedot on kopioitava yhdestä toiseen jaettavaksi.

Integroitu grafiikka osioidulla päämuistilla : osa järjestelmän muistista varataan yksinomaan GPU: lle. Nollakopiointi ei ole mahdollista, tiedot on kopioitava järjestelmämuistiväylän kautta osiosta toiseen.

Integroitu grafiikka, jossa on yhtenäinen päämuisti , löytyy AMD "Kaveri" tai PlayStation 4 ( HSA ).

Vaihtoehtona näytönohjaimen käytölle videolaitteisto voidaan integroida emolevyyn , suorittimeen tai sirulla olevaan järjestelmään . Molempia lähestymistapoja voidaan kutsua integroiduksi grafiikaksi. Emolevypohjaisia ​​toteutuksia kutsutaan toisinaan "sisäiseksi videoksi". Lähes kaikki pöytätietokoneen emolevyt, joissa on integroitu grafiikka, mahdollistavat integroidun näytönohjaimen poistamisen käytöstä BIOSissa , ja niissä on PCI- tai PCI Express (PCI-E) -paikka, joka lisää suorituskykyistä näytönohjainta integroidun näytönohjaimen tilalle. Mahdollisuus poistaa integroitu grafiikka käytöstä mahdollistaa joskus myös sen emolevyn käytön jatkamisen, jossa sisäinen video on epäonnistunut. Joskus sekä integroitua grafiikkaa että erillistä (joskus kutsutaan omistettua) näytönohjainta voidaan käyttää samanaikaisesti erillisten näyttöjen syöttämiseen. Integroidun grafiikan tärkeimpiä etuja ovat kustannukset, kompaktius, yksinkertaisuus ja alhainen energiankulutus. Integroidun grafiikan suorituskykyhaitta syntyy, koska grafiikkaprosessori jakaa järjestelmäresurssit CPU: n kanssa. Erillisellä näytönohjaimella on oma hajamuisti ( RAM ), oma jäähdytysjärjestelmä ja erilliset tehonsäätimet, ja kaikki komponentit on suunniteltu erityisesti videokuvien käsittelyyn. Päivittäminen erilliseksi näytönohjaimeksi poistaa työn suorittimesta ja järjestelmän RAM -muistista, joten grafiikan käsittely nopeutuu, mutta tietokoneen yleinen suorituskyky paranee merkittävästi. Tämä on usein tarpeen videopelien pelaamiseen, 3D -animaation kanssa työskentelyyn tai videon muokkaamiseen.

Sekä AMD että Intel ovat ottaneet käyttöön suorittimia ja emolevyn piirisarjoja, jotka tukevat GPU: n integrointia samaan muottiin kuin CPU. AMD markkinoi integroitua grafiikkaa sisältäviä suorittimia tuotemerkillä APU ( Accelerated Processing Unit ), kun taas Intel markkinoi vastaavaa tekniikkaa " Intel HD Graphics and Iris " -merkeillä. 8. sukupolven suorittimien myötä Intel julkisti Intel UHD -sarjan integroidun grafiikan, joka tukee 4K -näyttöjä paremmin. Vaikka ne eivät edelleenkään vastaa erillisten ratkaisujen suorituskykyä, Intelin HD Graphics -alusta tarjoaa suorituskykyä, joka lähestyy erillistä keskialueen grafiikkaa, ja sekä PlayStation 4- että Xbox One -videopelikonsolit ovat ottaneet käyttöön AMD APU -tekniikan .

Sähkön kysyntä

Näytönohjainten prosessointitehon kasvaessa on kasvanut myös niiden sähkötehon kysyntä. Nykyiset tehokkaat näytönohjaimet kuluttavat yleensä paljon virtaa. Esimerkiksi GeForce Titan RTX: n lämpöteho (TDP) on 280 wattia. Kun peliä testataan, GeForce RTX 2080 Ti Founder's Editionin keskimääräinen virrankulutus oli 300 wattia. Vaikka suorittimien ja virtalähteiden valmistajat ovat viime aikoina siirtyneet kohti suurempaa tehokkuutta, grafiikkasuorittimien tehontarve on jatkanut nousuaan, joten näytönohjaimilla voi olla suurin virrankulutus kaikista tietokoneen osista. Vaikka virtalähteet lisäävät myös tehoaan, pullonkaula johtuu PCI-Express- yhteydestä, joka rajoittuu 75 watin teholähteeseen . Nykyaikaiset näytönohjaimet, joiden virrankulutus on yli 75 wattia, sisältävät yleensä kuuden nastaisen (75 W) tai kahdeksan nastaisen (150 W) pistorasian yhdistelmän, joka liitetään suoraan virtalähteeseen. Riittävän jäähdytyksen tarjoamisesta tulee haaste tällaisissa tietokoneissa. Tietokoneet, joissa on useita näytönohjaimia, voivat vaatia yli 750 watin virtalähteitä. Lämmönpoisto on tärkeä suunnittelun näkökohta tietokoneissa, joissa on kaksi tai useampia huippuluokan näytönohjaimia.

Koko

Pöytätietokoneiden näytönohjaimissa on yksi kahdesta kokoprofiilista, joiden avulla näytönohjain voidaan lisätä myös pienikokoisiin tietokoneisiin. Jotkut näytönohjaimet eivät ole normaalikokoisia, joten ne luokitellaan matalaprofiilisiksi. "puolikorkea". Pituus ja paksuus voivat vaihdella suuresti, kun huippuluokan korteilla on yleensä kaksi tai kolme laajennuspaikkaa, ja dual-GPU-korteilla, kuten Nvidia GeForce GTX 690, yleensä yli 250 mm (10 tuumaa). Yleensä useimmat käyttäjät pitävät parempana matalamman profiilin korttia, jos tarkoituksena on sovittaa useita kortteja tai jos he joutuvat selvittämään muita emolevyn osia, kuten DIMM- tai PCIE -paikkoja. Tämä voidaan korjata suuremmalla kotelolla, joka on kooltaan kuten keskitorni ja täysi torni. Kokonaisiin torneihin mahtuu yleensä suurempia emolevyjä, kuten ATX ja micro ATX. Mitä suurempi kotelo, sitä suurempi emolevy, sitä suurempi näytönohjain tai useita muita komponentteja, jotka hankkivat kotelokiinteistön.

Monikorttiskaalaus

Jotkut näytönohjaimet voidaan yhdistää toisiinsa, jotta grafiikan käsittely voidaan skaalata useille korteille. Tämä tehdään joko emolevyn PCIe -väylän tai yleisemmin datasillan avulla. Yleensä korttien on oltava samaa mallia linkitettäviksi, eikä useimpia pienitehoisia kortteja voida yhdistää tällä tavalla. Sekä AMD: llä että Nvidialla on omat skaalausmenetelmät, CrossFireX AMD: lle ja SLI ( NVLinkin korvaaman Turingin sukupolven jälkeen ). Eri piirisarjavalmistajien tai -arkkitehtuurien kortteja ei voi käyttää yhdessä usean kortin skaalaamiseen. Jos näytönohjaimessa on erikokoista muistia, käytetään pienintä arvoa ja korkeampia arvoja ei oteta huomioon. Tällä hetkellä skaalaaminen kuluttajaluokissa voidaan tehdä enintään neljällä kortilla. Neljän kortin käyttö vaatii suuren emolevyn, jolla on asianmukainen kokoonpano. Nvidian GeForce GTX 590 -näytönohjain voidaan määrittää tässä neljän kortin kokoonpanossa. Kuten edellä todettiin, käyttäjät haluavat pysyä samassa suorituskykykortissa optimaalisen käytön varmistamiseksi. Emolevyt, kuten ASUS Maximus 3 Extreme ja Gigabyte GA EX58 Extreme, on sertifioitu toimimaan tämän kokoonpanon kanssa. SLI- tai CrossFireX -korttien käyttäminen edellyttää sertifioitua suurta virtalähdettä. Virrankulutus on tiedettävä ennen asianmukaisen virtalähteen asentamista. Neljän kortin kokoonpanoon tarvitaan 1000+ watin jännite. Esimerkkejä ovat AcBel PC8055-000G ja Corsair AX1200. Kaikilla suhteellisen tehokkailla näytönohjaimilla lämmönhallintaa ei voi sivuuttaa. Näytönohjaimet vaativat hyvin tuuletetun kotelon ja lämpöratkaisun. Yleensä tarvitaan ilma- tai vesijäähdytystä, vaikka pienitehoiset grafiikkasuorittimet voivat käyttää passiivista jäähdytystä, suuremmissa kokoonpanoissa käytetään vesiliuoksia tai upotusjäähdytystä, jotta saavutetaan oikea suorituskyky ilman lämpötilaa.

SLI ja Crossfire ovat yhä harvinaisempia, koska useimmat pelit eivät käytä täysin useita grafiikkasuorittimia, koska useimmilla käyttäjillä ei ole varaa niihin. Useita grafiikkasuorittimia käytetään edelleen supertietokoneissa (kuten Summitissa ), työasemilla videoiden ja 3D -mallinnuksen nopeuttamiseksi, VFX: ssä ja simulaatioissa sekä tekoälyssä koulutuksen nopeuttamiseksi, kuten Nvidian DGX -työasemien ja -palvelimien valikoima.

3D -graafiset sovellusliittymät

Grafiikkaohjain tukee yleensä yhtä tai useampaa saman toimittajan korttia, ja se on kirjoitettava erityisesti käyttöjärjestelmää varten. Lisäksi käyttöjärjestelmä tai ylimääräinen ohjelmapaketti voi tiettyjä ohjelmia API sovellusten suorittamiseen 3d.

Käyttökohtainen GPU

Jotkin grafiikkasuorittimet on suunniteltu erityistä käyttöä ajatellen:

1. Pelaaminen
   • GeForce GTX
   • GeForce RTX
   • Nvidia Titan
   • Radeon HD
   • Radeon RX
2. Pilvipelit
   • Nvidia Grid
   • Radeon Sky
3. Työasema
   • Nvidia Quadro
   • AMD FirePro
   • Radeon Pro
4. Cloud -työasema
   • Nvidia Tesla
   • AMD FireStream
5. Tekoälypilvi
   • Nvidia Tesla
   • Radeon Instinct
6. Automaattinen/kuljettajaton auto
   • Nvidia Drive PX

Ala

Vuodesta 2016 lähtien näytönohjaimissa käytettävien GPU: iden (grafiikkapiirit tai piirisarjat) ensisijaiset toimittajat ovat AMD ja Nvidia. Vuoden 2013 kolmannella neljänneksellä Jon Peddie Researchin mukaan AMD: n markkinaosuus oli 35,5% ja Nvidian 64,5%. Taloustieteessä tätä toimialarakennetta kutsutaan duopoliksi . AMD ja Nvidia rakentavat ja myyvät myös näytönohjaimia, joita kutsutaan alan grafiikkalaajennuksiksi (AIB). (Katso vertailu Nvidia Grafiikkaprosessori ja vertailu AMD Grafiikkaprosessori .) Lisäksi markkinoille omat näytönohjaimia AMD ja Nvidia myyvät grafiikkapiiriä valtuutetuille AIB toimittajille, jotka AMD ja Nvidia nimeä "kumppaneita". Se, että Nvidia ja AMD kilpailevat suoraan asiakkaidensa/kumppaneidensa kanssa, vaikeuttaa alan suhteita. On myös huomionarvoista, että AMD ja Intel ovat suoria kilpailijoita CPU-teollisuudessa, koska AMD-pohjaisia ​​näytönohjaimia voidaan käyttää tietokoneissa, joissa on Intel-suoritin. Intelin siirtyminen APU -laitteisiin voi heikentää AMD: tä, joka on tähän mennessä johtanut merkittävän osan tuloistaan ​​grafiikkakomponenteista. Vuoden 2013 toisella neljänneksellä AIB -toimittajia oli 52. Nämä AIB -toimittajat voivat markkinoida grafiikkakortteja omilla tuotemerkeillään tai valmistaa näytönohjaimia omille tuotemerkeille tai valmistaa näytönohjaimia tietokonevalmistajille. Jotkut AIB-toimittajat, kuten MSI, rakentavat sekä AMD- että Nvidia-pohjaisia ​​näytönohjaimia. Toiset, kuten EVGA, rakentavat vain Nvidia-pohjaisia ​​näytönohjaimia, kun taas XFX rakentaa nyt vain AMD-pohjaisia ​​näytönohjaimia. Useat AIB -toimittajat ovat myös emolevyjen toimittajia. Suurimpiin AIB-toimittajiin, jotka perustuvat näytönohjainten maailmanlaajuiseen vähittäismarkkinaosuuteen, kuuluvat Taiwanissa sijaitseva Palit Microsystems , hongkongilainen PC-kumppani (joka markkinoi AMD-pohjaisia ​​näytönohjaimia Sapphire- tuotemerkillään ja Nvidia-pohjaisia ​​näytönohjaimia Zotac- tuotemerkillään. ), Taiwanilainen tietokonevalmistaja Asus , taiwanilainen ( MSI ), taiwanilainen Gigabyte Technology , Brea, Kalifornia , Yhdysvalloissa sijaitseva EVGA (joka myy myös tietokoneiden osia, kuten virtalähteitä) ja Ontario, Kalifornia, USA-pohjainen XFX . (XFX: n emoyhtiö sijaitsee Hongkongissa.)

Markkinoida

Grafiikkakorttien toimitukset olivat suurimmillaan 114 miljoonaa kappaletta vuonna 1999. Sitä vastoin niitä oli 14,5 miljoonaa kappaletta vuoden 2013 kolmannella neljänneksellä, mikä on 17% vähemmän kuin vuoden 2012 kolmannella neljänneksellä ja yhteensä 44 miljoonaa kappaletta vuonna 2015. Näytönohjainten myynti on suuntaus alaspäin integroidun grafiikkatekniikan parannusten vuoksi; huippuluokan, suorittimeen integroitu grafiikka voi tarjota suorituskykyä kilpailukykyisesti matalan luokan näytönohjainten kanssa. Samaan aikaan näytönohjainten myynti on kasvanut huippuluokan segmentissä, kun valmistajat ovat siirtäneet painopisteensä pelaamis- ja harrastajamarkkinoille.

Peli- ja multimediasegmenttien lisäksi näytönohjaimia on käytetty yhä enemmän yleiskäyttöön , kuten suurten tietojen käsittelyyn. Kryptovaluutan kasvu on asettanut erittäin suuren kysynnän huippuluokan näytönohjaimille, erityisesti suurina määrinä, koska ne ovat hyödyllisiä kaivosprosessissa. Tammikuussa 2018 keski- ja huippuluokan näytönohjainten hinnat nousivat merkittävästi, ja monilla vähittäiskauppiailla oli varastopulaa näiden markkinoiden merkittävän kysynnän vuoksi. Grafiikkakorttiyritykset julkaisivat kaivoskohtaisia ​​kortteja, jotka on suunniteltu toimimaan 24 tuntia vuorokaudessa, seitsemänä päivänä viikossa ja ilman videolähtöportteja. Grafiikkakorttiteollisuus joutui taantumaan 2020-21-sirupulan vuoksi.

Osat

Radeon HD 7970 tärkeimpien siili poistettu, osoittaa pääkomponentit kortin. Suuri, kallistettu hopeaesine on GPU -muotti, jota ympäröivät RAM -sirut, jotka on peitetty suulakepuristetulla alumiinisella jäähdytyselementillä. Virransyöttöpiiri on asennettu RAM -muistin viereen, lähelle kortin oikeaa puolta.

Moderni näytönohjain koostuu piirilevystä , johon komponentit on asennettu. Nämä sisältävät:

Grafiikan prosessointiyksikkö

Grafiikkaprosessori ( GPU ), joskus myös kutsutaan visuaalinen käsittely-yksikön ( VPU ), on erikoistunut elektroninen piiri on suunniteltu nopeasti manipuloida ja alter muisti nopeuttaa rakentamista kuvien kehyspuskuriin tarkoitettu tulostuksen näyttöön. Tällaisen tehtävän ohjelmoitavan laskennan monimutkaisuuden vuoksi moderni näytönohjain on myös tietokone itsessään.

Puolikorkea näytönohjain

Jäähdytyselementti

Jäähdytyslevy asennetaan nykyaikaisin näytönohjainten. Jäähdytyselementti jakaa grafiikkaprosessorin tuottaman lämmön tasaisesti koko jäähdytyselementtiin ja itse laitteeseen. Jäähdytyselementissä on yleensä myös tuuletin jäähdytyselementin ja grafiikkaprosessorin jäähdyttämiseksi. Kaikissa korteissa ei ole jäähdytyselementtejä, esimerkiksi jotkut kortit ovat nestejäähdytteisiä ja niissä on vesilohko; Lisäksi 1980 -luvun ja 1990 -luvun alun kortit eivät tuottaneet paljon lämpöä eivätkä vaatineet jäähdytyselementtejä. Useimmat nykyaikaiset näytönohjaimet tarvitsevat oikean lämpöratkaisun. Tämä voi olla nestemäinen liuos tai jäähdytyselementit, joissa on lisäksi liitetty lämpöputki, joka on yleensä valmistettu kuparista parhaan lämmönsiirron saavuttamiseksi. Oikea tapaus; joko keskitorni tai täysi torni tai jokin muu johdannainen, on määritettävä oikein lämmönhallintaa varten. Tämä voi olla riittävästi tilaa, jossa on oikea työntö- tai vastakkainen kokoonpano, sekä nestettä, jossa on jäähdytin joko sijasta tai tuulettimella.

Video BIOS

Video BIOS tai firmware sisältää minimaalisen ohjelma perustamiskustannukset ja valvonta näytönohjain. Se voi sisältää tietoja muistin ajoituksesta, näytönopeudesta ja grafiikkaprosessorin, RAM -muistin jännitteistä ja muista yksityiskohdista, joita voidaan joskus muuttaa.

Nykyaikainen Video BIOS ei tue kaikkia näytönohjaimen toimintoja, sillä se riittää vain tunnistamaan ja alustamaan kortin näyttämään yhden harvoista kehyspuskurin tai tekstin näyttötiloista. Se ei tue YUV -RGB -käännöstä, videon skaalausta, pikselien kopiointia, sommittelua tai mitä tahansa monista muista näytönohjaimen 2D- ja 3D -ominaisuuksista, joita on käytettävä muilla ohjelmistoilla.

Videomuisti

Muistikapasiteetti uusimpien näytönohjainten vaihtelee 2  Gt 24 Gt. Mutta viimeisen 2010 -luvun aikana jopa 32 Gt: n grafiikkasovelluksista on tulossa entistä tehokkaampia ja yleisempiä. Koska näyttömuisti tarvitsee päästä käsiksi GPU ja näytön piiri, se käyttää usein erityisen nopea tai multi-portti muisti, kuten VRAM , Krija , SGRAM , jne. Noin 2003 videomuisti on tyypillisesti perustuu DDR tekniikka . Tuona vuonna ja sen jälkeen valmistajat siirtyivät kohti DDR2 , GDDR3 , GDDR4 , GDDR5 , GDDR5X ja GDDR6 . Nykyaikaisten korttien tehokas muistikellotaajuus on yleensä 2  GHz - 15 GHz.

Videomuistia voidaan käyttää muun tiedon ja näytön kuvan, kuten Z-puskurin , tallentamiseen, kuten Z-puskurin , joka hallitsee 3D-grafiikan , tekstuurien , kärkipuskurien ja koottujen varjostusohjelmien syvyyskoordinaatteja .

RAMDAC

RAMDAC , tai random-access-muisti digitaali-analogia-muunnin, muuntaa digitaaliset signaalit ja analogisten signaalien käyttöön tietokoneen näytön, joka käyttää analogista tuloa, kuten katodisädeputki (CRT) näyttää. RAMDAC on eräänlainen RAM -siru, joka säätelee näytönohjaimen toimintaa. Käytettyjen bittien lukumäärästä ja RAMDAC-tiedonsiirtonopeudesta riippuen muunnin pystyy tukemaan erilaisia ​​tietokoneen näytön virkistystaajuuksia. CRT -näyttöjen kanssa on parasta työskennellä yli 75  Hz: n ja koskaan alle 60 Hz: n välkkymisen minimoimiseksi. (Nestekidenäytöissä välkkyminen ei ole ongelma.) Digitaalisten tietokoneiden näyttöjen kasvavan suosion ja RAMDACin integroinnin vuoksi GPU -muottiin se on enimmäkseen kadonnut erillisenä osana. Kaikki nykyiset nestekidenäytöt/plasmanäytöt ja televisiot ja projektorit, joissa on vain digitaaliset liitännät, toimivat digitaalisella alueella eivätkä vaadi RAMDAC -yhteyttä näihin yhteyksiin. On näyttöjä, jotka on analogisia tuloja ( VGA , komponentti, SCART , jne.) Vain . Nämä edellyttävät RAMDAC-järjestelmää, mutta ne muuttavat analogisen signaalin takaisin digitaaliseksi, ennen kuin ne voivat näyttää sen, ja väistämätön laadun heikkeneminen johtuu tästä digitaali-analogia-digitaalimuunnoksesta. Kun VGA -standardi poistetaan käytöstä digitaaliseksi, RAMDAC -muistit alkavat kadota näytönohjaimista.

Radeon HD 5850, jossa on DisplayPort, HDMI ja kaksi DVI -porttia

Lähtöliitännät

Videotulon videolähtö (VIVO) S-videolle (TV-ulostulo), Digitaalinen visuaalinen käyttöliittymä (DVI) teräväpiirtotelevisiolle (HDTV) ja DE-15 videokuvagrafiikalle (VGA)

Yleisimmät grafiikkakortin ja tietokoneen näytön väliset yhteysjärjestelmät ovat:

Videon grafiikkajärjestelmä (VGA) (DE-15)

Videon grafiikkajärjestelmä (VGA) ( DE-15 )

Tunnetaan myös nimellä D-sub, VGA on 1980-luvun lopulla hyväksytty analogipohjainen standardi, joka on suunniteltu CRT-näytöille, jota kutsutaan myös VGA-liittimeksi . Joitakin tämän standardin ongelmia ovat sähkökohina , kuvan vääristyminen ja näytteenottovirhe pikselien arvioinnissa.

Nykyään analogista VGA -liitäntää käytetään teräväpiirtovideoihin, mukaan lukien 1080p tai uudempi. Vaikka VGA -lähetyksen kaistanleveys on riittävän suuri tukemaan vieläkin tarkempaa toistoa, kuvanlaatu voi huonontua kaapelin laadun ja pituuden mukaan. Kuinka havaittavissa tämä laatuero on, riippuu yksilön näköstä ja näytöstä; käytettäessä DVI- tai HDMI -liitäntää, etenkin suurikokoisissa LCD-/LED -näytöissä tai televisioissa, laadun heikkeneminen, jos sitä on, on selvästi näkyvissä. Blu-ray-toisto 1080p: ssä on mahdollista analogisen VGA-liitännän kautta, jos Image Constraint Token (ICT) ei ole käytössä Blu-ray-levyllä.

Digitaalinen visuaalinen käyttöliittymä (DVI)

Digitaalinen visuaalinen käyttöliittymä (DVI-I)

Digitaalinen standardi, joka on suunniteltu näytöille, kuten litteille näytöille ( nestekidenäytöt , plasmanäytöt, laajat teräväpiirtotelevisiot ) ja videoprojektoreille. Joissakin harvinaisissa tapauksissa huippuluokan CRT-näytöt käyttävät myös DVI: tä. Se välttää kuvan vääristymistä ja sähköistä kohinaa, joka vastaa jokaista pikseliä tietokoneesta näyttöpikseliin käyttämällä sen alkuperäistä tarkkuutta . On syytä huomata, että useimmissa valmistajissa on DVI- I- liitin, joka mahdollistaa (yksinkertaisen sovittimen kautta) standardin RGB-signaalin lähettämisen vanhaan CRT- tai LCD-näyttöön, jossa on VGA-tulo.

Video In Video Out (VIVO) S-videolle, komposiittivideolle ja komponenttivideolle

Sisältää yhteyden televisioon , DVD -soittimeen , videonauhuriin ja videopelikonsoliin . Niissä on usein kaksi 10-nastaista mini-DIN-liitäntävaihtoehtoa , ja VIVO-jakajakaapelissa on yleensä joko 4 liitintä (S-Video sisään ja ulos + komposiittivideo sisään ja ulos) tai 6 liitintä (S-Video sisään ja ulos) + komponentti P _B out + komponentti P _R out + komponentti Y out [myös komposiittilähtö] + komposiitti sisään).

High-Definition Multimedia Interface (HDMI)

High-Definition Multimedia Interface (HDMI)

HDMI on kompakti ääni-/videoliitäntä pakkaamattoman videodatan ja pakatun/pakkaamattoman digitaalisen audiodatan siirtämiseen HDMI-yhteensopivasta laitteesta ("lähdelaite") yhteensopivaan digitaaliseen äänilaitteeseen , tietokoneen näyttöön , videoprojektoriin tai digitaalitelevisioon . HDMI on digitaalinen korvaus olemassa oleville analogisille videostandardeille . HDMI tukee kopiosuojausta HDCP: n kautta .

DisplayPort

DisplayPort

DisplayPort on Video Electronics Standards Associationin (VESA) kehittämä digitaalinen näyttöliitäntä . Käyttöliittymää käytetään ensisijaisesti videolähteen liittämiseen näyttölaitteeseen , kuten tietokoneen näyttöön , mutta sitä voidaan käyttää myös äänen, USB: n ja muun datan lähettämiseen. VESA-eritelmä on maksuton . VESA suunnitteli sen korvaamaan VGA , DVI ja LVDS . VGA- ja DVI -yhteensopivuus taaksepäin sovitinsovittimien avulla mahdollistaa kuluttajien käyttää DisplayPort -yhteensopivia videolähteitä vaihtamatta olemassa olevia näyttölaitteita. Vaikka DisplayPortilla on suurempi samat toiminnot kuin HDMI: llä , sen odotetaan täydentävän käyttöliittymää, ei korvaavan sitä.

USB-C

Muut liitäntäjärjestelmät

Komposiittivideo	Analogisissa järjestelmissä, joiden resoluutio on alle 480i, käytetään RCA -liitintä . Yhden nastan liittimessä on kaikki tarkkuus-, kirkkaus- ja väritiedot, mikä tekee siitä heikoimman videoliitännän.
Komponenttivideo	Se käyttää kolmea kaapelia, joissa jokaisessa on RCA -liitin ( YC B C R digitaalikomponentille tai YP B P R analogiselle komponentille); sitä käytetään vanhemmissa projektoreissa, videopelikonsoleissa, DVD-soittimissa. Se voi kuljettaa SDTV 480i- ja EDTV 480p -resoluutioita ja HDTV -resoluutioita 720p ja 1080i, mutta ei 1080p, koska teollisuus on huolissaan kopiosuojauksesta. Toisin kuin yleisesti uskotaan, se näyttää HDMI: ltä sen resoluutiolla, mutta parhaan suorituskyvyn saavuttamiseksi Blu-ray, muut 1080p-lähteet, kuten PPV ja 4K Ultra HD, tarvitaan digitaalinen näytön liitin.
DB13W3	Sun Microsystemsin , SGI: n ja IBM: n käyttämä analoginen standardi .
DMS-59	Liitin, joka tarjoaa kaksi DVI- tai VGA -lähtöä yhteen liittimeen.

Emolevyn liitännät

Kronologisesti grafiikkakortin ja emolevyn väliset yhteysjärjestelmät olivat pääasiassa:

• S-100-väylä : Suunniteltu vuonna 1974 osana Altair 8800: ta, se on ensimmäinen teollisuustason väylä mikrotietokonealalle.
• ISA : IBM otti käyttöön vuonna 1981 ja siitä tuli hallitseva markkina -alue 1980 -luvulla. Se on 8- tai 16-bittinen väylä, jonka kellotaajuus on 8 MHz.
• NuBus : Käytetään Macintosh II: ssa , se on 32-bittinen väylä, jonka keskimääräinen kaistanleveys on 10-20 Mt/s.
• MCA : IBM esitteli sen vuonna 1987 ja se on 32-bittinen väylä, jonka kellotaajuus on 10 MHz.
• EISA : Julkaistu vuonna 1988 kilpaillakseen IBM: n MCA: n kanssa, se oli yhteensopiva aiemman ISA -väylän kanssa. Se on 32-bittinen väylä, jonka kellotaajuus on 8,33 MHz.
• VLB : ISA: n laajennus, se on 32-bittinen väylä, jonka kellotaajuus on 33 MHz. Kutsutaan myös nimellä VESA.
• PCI : EISA-, ISA-, MCA- ja VESA -väylät vaihdettu vuodesta 1993 lähtien. PCI mahdollisti dynaamisen yhteyden laitteiden välillä välttäen manuaalisia säätöjä, joita tarvitaan puseroilla . Se on 32-bittinen väylä, jonka kellotaajuus on 33 MHz.
• UPA : Sun Microsystemsin vuonna 1995 käyttöön ottama yhdysväyläarkkitehtuuri . Se on 64-bittinen väylä, jonka kellotaajuus on 67 tai 83 MHz.
• USB : Vaikka sitä käytetään enimmäkseen erilaisiin laitteisiin, kuten toissijaisiin tallennuslaitteisiin ja leluihin , on olemassa USB -näyttöjä ja -sovittimia.
• AGP : Sitä käytettiin ensimmäisen kerran vuonna 1997 ja se on omistettu grafiikalle. Se on 32-bittinen väylä, jonka taajuus on 66 MHz.
• PCI-X : PCI-väylän laajennus, joka esiteltiin vuonna 1998. Se parantaa PCI: tä laajentamalla väylän leveyttä 64 bittiin ja kellotaajuuden jopa 133 MHz: iin.
• PCI Express : Lyhennettynä PCIe, se on pisteestä pisteeseen -liittymä, joka julkaistiin vuonna 2004. Vuonna 2006 se tarjosi kaksinkertaisen AGP-tiedonsiirtonopeuden. Sitä ei pidä sekoittaa PCI-X: ään , joka on parannettu versio alkuperäisestä PCI-määrityksestä.

Seuraava taulukko on vertailu joidenkin näiden rajapintojen ominaisuuksien välillä.

ATI Graphics Solution Rev 3 vuodelta 1985/1986, joka tukee Hercules -grafiikkaa. Kuten piirilevystä näkyy, asettelu tehtiin vuonna 1985, kun taas keskisirun CW16800-A merkinnässä lukee "8639" eli siru valmistettiin viikolla 39, 1986. Tämä kortti käyttää ISA 8-bittistä (XT) käyttöliittymä .

Katso myös

• Luettelo tietokonelaitteista
• Luettelo näytönohjainten valmistajista
• Tietokonenäytön standardit - yksityiskohtainen luettelo standardeista, kuten SVGA, WXGA, WUXGA jne.
• AMD ( ATI ), Nvidia - 3D -sirun GPU- ja näytönohjainsuunnittelijoiden lähes duopoli
• GeForce , Radeon - esimerkkejä suosituista näytönohjainsarjoista
• GPGPU (eli CUDA , AMD FireStream )
• Framebuffer - tietokoneen muisti näytön kuvan tallentamiseen
• Tallennuskortti - näytönohjaimen käänteisosa

Viitteet

Lähteet

• Mueller, Scott (2005) Tietokoneiden päivitys ja korjaus . 16. painos. Kustantaja Que. ISBN  0-7897-3173-8

Ulkoiset linkit

• Miten Näytönohjaimet Work at HowStuffWorks
• Suuri kuva näytönohjaimen historiapuusta