Видеокарты

Видеокарты

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ЧЕРКАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ

РЕФЕРАТ

На тему: Видеокарты

По дисциплине Информатика и компьютерная техника

Выполнил:

Студент 2-го курса ФИТИС

Группа ЕК-08

Кондратенко В. В.

ЧЕРКАССЫ

2001

Содержание:

Видеопамять ………………………………………………………………………. 3

Для чего используется видеопамять? ……………………………………………. 5

Ускоренный Графический Порт (AGP) ………………………………………….. 6

AGP: Графические процессоры и карты …………………………….…………… 8

3dfx Voodoo3 3500TV ……………………………………………………… 8

Matrox Millennium G400 MAX …………………………………………….. 9

Hercules Dynamite TNT2 Ultra ……………….…………………………….. 9

ASUS AGP-V6600 SGRAM ………………………………………..……….. 10

ELSA Erazor X2 …………………………………………………..………….. 10

3dfx Voodoo3 2000 …………………………………………….…………….. 11

SiS300 ……………………………………………………………………..….. 11

NVIDIA Riva TNT2-A ……………………………………………………….. 12

ATI RAGE 128 PRO ………………………………………………………….. 12

S3 Savage4 ……………………………………………………………………. 13

NVIDIA Riva TNT2 M64 ……………………………………….……………. 13

NVIDIA Riva TNT …………………………………………………………… 13

3dfx Velocity 100 ……………………………………………………..………. 14

Видеокарты с функцией приема и захвата аналогового видеосигнала (TV-IN) …

14

Что нас ждет в будущем? …………………………………………………………… 15

Термины видеоподсистемы ………………………………………………………… 16

Информационные источники ………………………………………………………. 18

Видеопамять

Один из компонентов компьютера, от которого требуется наибольшая

производительность, это графический контроллер, являющийся сердцем всех

мультимедиа систем. Фраза требуется производительность означает, что

некоторые вещи происходят настолько быстро, насколько это обеспечивается

пропускной способностью. Пропускная способность обычно измеряется в

мегабайтах в секунду и показывает скорость, с которой происходит обмен

данными между видеопамятью и графическим контроллером.

На производительность графической подсистемы влияют несколько

факторов:

. скорость центрального процессора (CPU)

. скорость интерфейсной шины (PCI или AGP)

. скорость видеопамяти

. скорость графического контроллера

Для увеличения производительности графической подсистемы настолько,

насколько это возможно, приходится снижать до минимума все препятствия на

этом пути. Графический контроллер производит обработку графических функций,

требующих интенсивных вычислений, в результате разгружается центральный

процессор системы. Отсюда следует, что графический контроллер должен

оперировать своей собственной, можно даже сказать частной, местной памятью.

Тип памяти, в которой хранятся графические данные, называется буфер кадра

(frame buffer). В системах, ориентированных на обработку 3D-приложений,

требуется еще и наличие специальной памяти, называемой z-буфер (z-buffer),

в котором хранится информация о глубине изображаемой сцены. Также, в

некоторых системах может иметься собственная память текстур (texture

memory), т.е. память для хранения элементов, из которых формируются

поверхности объекта. Наличие текстурных карт ключевым образом влияет на

реалистичность изображения трехмерных сцен.

Появление насыщенных мультимедиа и видеорядом приложений, так же, как

и увеличение тактовой частоты современных центральных процессоров, сделало

невозможным и дальше использовать стандартную динамическую память со

случайным доступом (DRAM). Современные мультимедиа контроллеры требуют от

основной системной памяти большей пропускной способности и меньшего времени

доступа, чем когда-либо ранее до этого. Идя навстречу новым требованиям,

производители предлагают новые типы памяти, разработанные с помощью обычных

и революционных методов. Впечатляющие усовершенствования делают проблему

правильного выбора типа памяти для приложения особенно актуальной и

сложной.

Производители улучшили технологии и создали новые архитектуры в ответ

на требования более высоких скоростей работы памяти. Широкий выбор новых

типов памяти ставит перед производителем видеоадаптеров проблему, для

какого сегмента рынка или каких приложений выбрать тот или иной тип.

Под воздействием требований перемен полупроводниковая индустрия

предлагает множество новых интерфейсов. Некоторые объединили в себе

свойства существующих интерфейсов с ограниченным набором изменений, другие

имеют совершенно новый дизайн и оригинальную архитектуру.

Существующие типы памяти, доступные производителям видеоадаптеров,

перечислены в нижеследующей таблице.

|Тип |Свойства |Резюме |

|3D RAM |Встроенные вычислительные |Технология рабочих станций для |

| |средства и кэш-память, |обработки 3D графики, которая |

| |реализованные на уровне чипа. |обеспечивает таким платам, как |

| |Высокая оптимизация для |Diamond Fire GL 4000 |

| |использования при выполнении |дополнительное увеличение |

| |трехмерных операций. |производительности. Контроллер |

| | |RealIMAGE обеспечивает |

| | |продвижение этой технологии на |

| | |рынок настольных компьютеров. |

|Burst |Дополнительный пакет регистров |Долгое время ожидания, если |

|EDO |обеспечивает быстрый вывод строки|следующий адрес не является |

| |из последовательных адресов. |соседним в последовательности. |

|CDRAM |Предшественник 3D RAM со |Идеально приспособлен быть |

| |встроенным в микросхему кэшем. |основой для текстурной памяти и |

| |Работает с внешним контроллером |может быть органичным дополнением|

| |кэш-памяти. |памяти типа 3D RAM с ее высокой |

| | |пропускной способностью, |

| | |например, в адаптере Diamond Fire|

| | |GL 4000. Контроллер RealIMAGE |

| | |обеспечивает продвижение этой |

| | |технологии на рынок настольных |

| | |компьютеров. |

|DRAM |Относится к группе промышленных |На основе этой технологии |

| |стандартов. Дальнейшие |производятся некоторые из самых |

| |совершенствования технологии DRAM|распространенных типов памяти. |

| |основываются на низкой стоимости | |

| |производства, но также произошло | |

| |существенное увеличение | |

| |пропускной способности. За два | |

| |цикла данные считываются в и из | |

| |памяти. | |

|EDO |Использует стандартный интерфейс |В зависимости от графического |

|DRAM |DRAM, но передача данных в и из |контроллера может иметь |

| |памяти происходит с более высокой|производительность на уровне |

| |скоростью (или на более высокой |более дорогой двухпортовой |

| |частоте). Улучшение |технологии памяти, такой, как |

| |производительности достигается за|VRAM, использующейся в |

| |счет дополнительного внешнего |графических контроллерах для |

| |чередования данных графическим |систем на базе ОС Windows. |

| |контроллером (интерливинг). | |

|MDRAM |Высокая пропускная способность, |Компания Tseng Labs разработала |

| |низкие задержки по времени, |контроллер, который смог |

| |мелкоячеистость. |использовать все преимущества |

| | |архитектуры этой памяти. В среде |

| | |DOS были достигнуты отличные |

| | |результаты, в среде Windows всего|

| | |лишь удовлетворительные. |

|RDRAM |Возможный претендент на широкое |Поддерживается ограниченным |

| |распространение и принятие в |числом графических контроллеров, |

| |качестве стандарта на память с |но со временем ситуация может |

| |высокой производительностью. |измениться. |

|SDRAM |Производится по стандартам JEDEC,|Чаще используется в качестве |

| |имеет большую производительность,|основной системной памяти, нежили|

| |чем DRAM. |в графических адаптерах. |

|SGRAM |Производится по стандартам JEDEC,|Снабжена уникальными свойствами, |

| |разновидность SDRAM, |большими и лучшими, чем у SDRAM, |

| |однопортовая. Производительность |обеспечивающих высокую скорость |

| |оптимизирована для графических |обработки графики. Идеально |

| |операций, но при этом имеет |подходит для графических |

| |характеристики, свойственные для |адаптеров с одним недорогим |

| |высокоскоростной памяти, |банком памяти, использующимся для|

| |позволяющие использовать этот тип|2D/3D графики и цифрового видео. |

| |памяти для хранения текстур и | |

| |z-буферизации. | |

|VRAM |Технология двухпортовой памяти, |Не является дешевым решением, но |

| |которая все еще остается лучшим |для приложений, которым требуется|

| |решением для создания буферов |разрешение 1280х1024 при истинном|

| |кадра с высокой |представлении цвета (True color),|

| |производительностью. |особенно с двойной буферизацией, |

| | |это лучший из доступных выборов. |

|WRAM |Высокоскоростная, двухпортовая |Нестандартный тип памяти, |

| |технология памяти, используемая |требующий использования |

| |только двумя производителями |специальной технологии в |

| |видеоадаптеров - компаниями |контроллерах. Технология |

| |Matrox и Number Nine. Этот тип |изготовления таких контроллеров |

| |памяти изготавливает один |запатентована, следовательно, не |

| |производитель -- Samsung. По |является общедоступной. |

| |своему дизайну этот тип памяти | |

| |аналогичен VRAM и RDRAM. | |

Для чего используется видеопамять?

Скорость, с которой информация поступает на экран, и количество

информации, которое выходит из видеоадаптера и передается на экран - все

зависит от трех факторов:

. разрешение вашего монитора

. количество цветов, из которых можно выбирать при создании изображения

. частота, с которой происходит обновление экрана

Разрешение определяется количеством пикселов на линии и количеством

самих линий. Поэтому на дисплее с разрешением 1024х768, типичном для

систем, использующих ОС Windows, изображение формируется каждый раз при

обновлении экрана из 786,432 пикселов информации.

Обычно частота обновления экрана имеет значение не менее 75Hz, или

циклов в секунду. Следствием мерцания экрана является зрительное напряжение

и усталость глаз при длительном наблюдении за изображением. Для уменьшения

усталости глаз и улучшения эргономичности изображения значение частоты

обновления экрана должно быть достаточно высоким, не менее 75 Hz.

Число допускающих воспроизведение цветов, или глубина цвета - это

десятичный эквивалент двоичного значения количества битов на пиксел. Так, 8

бит на пиксел эквивалентно 28 или 256 цветам, 16-битный цвет, часто

называемый просто high-color, отображает более 65,000 цветов, а 24-битный

цвет, также известный, как истинный или true color, может представить 16.7

миллионов цветов. 32-битный цвет с целью избежания путаницы обычно означает

отображение истинного цвета с дополнительными 8 битами, которые

используются для обеспечения 256 степеней прозрачности. Так, в 32-битном

представлении каждый из 16.7 миллионов истинных цветов имеет дополнительные

256 степеней доступной прозрачности. Такие возможности представления цвета

имеются только в системах высшего класса и графических рабочих станциях.

Ранее настольные компьютеры были оснащены в основном мониторами с

диагональю экрана 14 дюймов. VGA разрешение 640х480 пикселов вполне и

хорошо покрывало этот размер экрана. Как только размер среднего монитора

увеличился до 15 дюймов, разрешение увеличилось до значения 800х600

пикселов. Так как компьютер все больше становится средством визуализации с

постоянно улучшающейся графикой, а графический интерфейс пользователя (GUI)

становится стандартом, пользователи хотят видеть больше информации на своих

мониторах. Мониторы с диагональю 17 дюймов становятся стандартным

оборудованием для систем на базе ОС Windows, и разрешение 1024х768 пикселов

адекватно заполняет экран с таким размером. Некоторые пользователи

используют разрешение 1280х1024 пикселов на 17 дюймовых мониторах.

Современной графической подсистеме для обеспечения разрешения 1024x768

требуется 1 Мегабайт памяти. Несмотря на то, что только три четверти этого

объема памяти необходимо в действительности, графическая подсистема обычно

хранит информацию о курсоре и ярлыках в буферной памяти дисплея (off-screen

memory) для быстрого доступа. Пропускная способность памяти определяется

соотношением того, как много мегабайт данных передаются в память и из нее

за секунду времени. Типичное разрешение 1024х768, при 8-битной глубине

представления цвета и частоте обновления экрана 75 Hz, требует пропускной

способности памяти 1118 мегабайт в секунду. Добавление функций обработки 3D

графики требует увеличения размера доступной памяти на борту видеоадаптера.

В современных видеоакселераторах для систем на базе Windows типичен размер

установленной памяти в 4 Мб. Дополнительная память сверх необходимой для

создания изображения на экране используется для z-буфера и хранения

текстур. [6], [7].

Ускоренный Графический Порт (AGP)

Шина персонального компьютера (PC) претерпела множество изменений в

связи с повышаемыми к ней требованиями. Исходным расширением шины PC была

Industry Standard Architecture (ISA), которая, несмотря на свои

ограничения, все еще используется для периферийных устройств с

преимущественно низкой шириной полосы пропускания, как, например, звуковые

карты типа Sound Blaster. Шина Peripherals Connection Interface (PCI),

стандарт пришедший на смену спецификации VESA VL bus, стала стандартной

системной шиной для таких быстродействующих периферийных устройств, как,

например, дисковые контроллеры и графические платы. Тем не менее, внедрение

3D графики угрожает перегрузить шину PCI.

Ускоренный графический порт (AGP) -- это расширение шины PCI, чье

назначение -- обработка больших массивов данных 3D графики. Intel

разрабатывала AGP для решения двух проблем перед внедрением 3D графики на

PCI. Во-первых, 3D графике требуется как можно больше памяти информации

текстурных карт (texture maps) и z-буфера (z-buffer). Чем больше текстурных

карт доступно для 3D приложений, тем лучше выглядит конечный результат. При

нормальных обстоятельствах z-буфер, который содержит информацию,

относящуюся к представлению глубины изображения, использует ту же память,

что и текстуры. Этот конфликт предоставляет разработчикам 3D множество

вариантов для выбора оптимального решения, которое они привязывают к

большой значимости памяти для текстур и z-буфера, и результаты напрямую

влияют на качество выводимого изображения.

Разработчики PC имели ранее возможность использовать системную память

для хранения информации о текстурах и z-буфера, но ограничением в этом

подходе была передача такой информации через шину PCI. Производительность

графической подсистемы и системной памяти ограничиваются физическими

характеристиками шины PCI. Кроме того, ширина полосы пропускания PCI, или

ее емкость, не достаточна для обработки графики в режиме реального времени.

Чтобы решить эти проблемы, Intel разработала AGP.

Если определить кратко, что такое AGP, то это - прямое соединение

между графической подсистемой и системной памятью. Это решение позволяет

обеспечить значительно лучшие показатели передачи данных, чем при передаче

через шину PCI, и явно разрабатывалось, чтобы удовлетворить требованиям

вывода 3D графики в режиме реального времени. AGP позволит более эффективно

использовать память страничного буфера (frame buffer), тем самым увеличивая

производительность 2D графики также, как увеличивая скорость прохождения

потока данных 3D графики через систему.

Определением AGP, как вида прямого соединения между графической

Страницы: 1, 2