Все, что необходимо знать о дискретных видеокартах, выбор, настройка

Что такое техпроцесс графического процессора

Техпроцессом называется технология, по которой производятся видеочипы.

Раньше по толщине техпроцесса можно было определить, насколько современны оборудование и технология производства — чем техпроцесс тоньше, тем лучше. От этого зависело энергопотребление и тепловыделение видеокарты: чем техпроцесс тоньше, тем она экономичнее и холоднее. Современными считались видеочипы, которые сделаны по техпроцессу от 14 до 28 нанометров (нм).

Сейчас самые новые техпроцессы почти достигли пределов по масштабированию элементов, поэтому толщина уже не так важна для энергопотребления. Больше влияет архитектура ядра — длина, количество, последовательность соединений транзисторов. Улучшить ее позволяют и другие приемы — например, запрет подачи тактовых сигналов на простаивающие блоки и отключение неиспользуемых блоков.

Немного про разъемы

Современные видеокарты оснащены несколькими портами, чтобы была возможность подключить более одного монитора. В свою же очередь каждый монитор имеет разный тип разъемов, о которых пользователю будет полезно узнать.

VGA

Video Graphics Array (adapter) – достаточно древняя 15-контактная штука синего цвета, которая специализировалась на выводе аналогового сигнала. Его особенностью было то, что на изображение могло повлиять разные вещи: длина провода (который состоял из 5 метров) или личные свойства видеокарты.  Ранее был одним из основных, однако с появлением плоских мониторов стал сдавать свои позиции, ибо разрешение экрана увеличивалось, с чем не справлялся VGA. Используется и по сей день.

s-Video

S-Video –  это так же аналоговый разъем, который часто можно встретить на телевизорах и редко на видеокартах. Качество его хуже, чем у VGA, однако его кабель достигает 20 метров, все еще сохраняя при этом хорошую картинку. Информация передается трёхканально.

DVI

Типы DVI

DVI обогнал всем известный VGA тем, что приобрел способность передавать цифровой сигнал. Этот разъем уже более знаком современному миру, так как благодаря нему можно подключать мониторы, уже, высокого разрешения, чего нельзя было раньше. Длина его кабеля достигает 10 метров, однако это уже не влияет на качество выводимого изображения. Благодаря своей уникальности, он вмиг приобрел популярность среди другого оборудования, по типу проекторов и прочего. Бывает трех видов: только цифровой DVI-D , весьма редкий – аналоговый DVI-A  и совмещающий два прошлых DVI-I. Благодаря специальным переходникам может подключаться к монитору, который имеет лишь разъем VGA.

HDMI

HDMI, Mini HDMI, Micro HDMI

HDMI имеет несколько преимуществ перед DVI. Главной его особенностью является то, что кроме видео канала, у него так же имеется и аудио. Благодаря этому достиг большой популярности среди известных компаний, получив поддержки. Также из плюсов можно отметить  его компактность и отсутствие креплений, которые наблюдаются у DVI. К тому же, кроме видеокарты, он отлично «сотрудничает» с другими устройствами.

DisplayPort

DISPLAYPORT, в принципе, далеко не ушел от HDMI, так как они оба способны выводить качественное изображение на большой экран вместе с аудио сопровождением. Однако у DISPLAY-я есть переходники на другие, популярные виды разъемов. В отличии с HDMI производители имеют возможность не платить налог, что увеличивает его популярность. Однако шанс встретить его среди бытовых пользователей, все еще, намного меньше. Максимальный размер кабеля достигает 15 метров. Пропускная способность выше, чем у HDMI, хоть и меняется в зависимости от его версии.

Thunderbolt

Thunderbolt (бывший Light Peak) – это аппаратный интерфейс для периферийных устройств. Обладает высокой пропускной способностью и функциональностью. По легендам, создан, чтобы улучшить и превзойти USB. Раньше использовался только в продукции Apple. Можно использовать для подключения мониторов с разрешением в 4К.

Рождение GPGPU

Мы все привыкли думать, что единственным компонентом компа, способным выполнять любой код, который ему прикажут, является центральный процессор. Долгое время почти все массовые ПК оснащались единственным процессором, который занимался всеми мыслимыми расчетами, включая код операционной системы, всего нашего софта и вирусов.

Позже появились многоядерные процессоры и многопроцессорные системы, в которых таких компонентов было несколько. Это позволило машинам выполнять несколько задач одновременно, а общая (теоретическая) производительность системы поднялась ровно во столько раз, сколько ядер было установлено в машине. Однако оказалось, что производить и конструировать многоядерные процессоры слишком сложно и дорого. В каждом ядре приходилось размещать полноценный процессор сложной и запутанной x86-архитектуры, со своим (довольно объемным) кэшем, конвейером инструкций, блоками SSE, множеством блоков, выполняющих оптимизации и т.д. и т.п. Поэтому процесс наращивания количества ядер существенно затормозился, и белые университетские халаты, которым два или четыре ядра было явно мало, нашли способ задействовать для своих научных расчетов другие вычислительные мощности, которых было в достатке на видеокарте (в результате даже появился инструмент BrookGPU, эмулирующий дополнительный процессор с помощью вызовов функций DirectX и OpenGL).

Графические процессоры, лишенные многих недостатков центрального процессора, оказались отличной и очень быстрой счетной машинкой, и совсем скоро к наработкам ученых умов начали присматриваться сами производители GPU (а nVidia так и вообще наняла большинство исследователей на работу). В результате появилась технология nVidia CUDA, определяющая интерфейс, с помощью которого стало возможным перенести вычисление сложных алгоритмов на плечи GPU без каких-либо костылей. Позже за ней последовала ATi (AMD) с собственным вариантом технологии под названием Close to Metal (ныне Stream), а совсем скоро появилась ставшая стандартом версия от Apple, получившая имя OpenCL.

Близнецы DVI и HDMI

Изначально интерфейс HDMI был разработан на основе DVI, причем сам передаваемый сигнал ничуть не изменился. По сути, HDMI был задуман как аналог DVI для бытовой техники. Модификации подвергся разъем (он стал компактнее), добавилась возможность передачи многоканального цифрового звука, появилась возможность воспроизведения защищенного контента (HDCP, от англ. High-bandwidth Digital Content Protection – защита цифрового содержимого с высокой пропускной способностью), а также была убрана функция передачи аналогового сигнала. В частности, поэтому, существуют простые и недорогие переходники HDMI-DVI-D.

Уже позже, когда базовых возможностей DVI/HDMI стало не хватать, интерфейсы были модернизированы – DVI получил шесть дополнительных контактов для передачи сигнала в более высоком режиме, чем 1920х1200 точек с частотой обновления 60 Гц (DVI-D Dual Link).

HDMI пошел иным путем – в версии 1.3 была поднята частота синхронизации, за счет чего увеличена пропускная способность интерфейса и появилась поддержка высоких режимов. Кроме того, в версии 1.4 появилась поддержка стереорежимов (3D-видео). Так или иначе, большинство мониторов диагональю меньше 30” работают в режиме 1920х1080 при 60 Гц, а значит, возможностей обычного DVI и HDMI 1.2 достаточно.

SLI/Crossfire

Для объединения мощностей двух и более видеокарт компании NVIDIA и AMD разработали специальные технологии. Компания NVIDIA внедрила в свои видеокарты серии GeForce технологию SLI, а компания AMD выпустила технологию Crossfire для видеокарт серии Radeon.

Эти технологии позволяют кратно увеличить производительность системы, объединив мощности двух и более видеокарт

Но стоит обратить внимание, что не все видеокарты могут работать в SLI/Crossfire режиме. Данную информацию можно узнать в характеристиках видеокарты, в разделе «Поддержка SLI/Crossfire»

Для того, чтобы активировать SLI/Crossfire режим, необходимо соединить видеокарты специальным мостом (шлейфом), он может идти в комплекте с видеокартой, либо докупаться отдельно. При этом видеокарты должны быть абсолютно одинаковыми (как в случае с оперативной памятью), соединение разных видеокарт в SLI/Crossfire режиме НЕ ДОПУСКАЕТСЯ.

Кроме того, SLI/Crossfire режим должен поддерживаться материнской платой, как программно (должно быть установлено программное обеспечение), так и физически (должно быть несколько разъемов для видеокарт).

На что влияет частота графического процессора

Каждая видеокарта имеет свой видеопроцессор или видеочип. Видеочипы снабжены разным количеством универсальных процессоров — шейдерных блоков — и имеют определённую частоту. От этих характеристик зависит производительность видеокарты.

Слабые видеокарты имеют 400−500 шейдерных блоков с частотой около 900−1100 МГц и плохо подходят для современных игр. Игровые видеокарты начального класса располагают 600−800 шейдерными блоками с частотой 1300−1500 МГц — этого хватит на графику на низких настройках.

Видеокарты среднего класса имеют порядка 1200−1500 шейдерных блоков. Высокого класса — 1600−1900, а частота составляет уже 1500−1700 МГц. Самые мощные предтоповые и топовые видеокарты имеют 2500−3500 шейдерных блоков с частотой 1500−1700 МГц.

Основные производители графических чипов

Сейчас существует только две крупные компании-производители графических процессоров — NVIDIA и AMD (торговые марки GeForce и Radeon соответственно). Однако сами они не продают потребителям видеокарты, так как работают с другими компаниями, выпускающими готовые продукты на базе видеопроцессоров этих производителей. Видеокарты от разных производителей, изготовленные на одинаковом чипе производства AMD или NVIDIA, часто отличаются только упаковкой, наклейками и комплектацией, поскольку основаны на оригинальном дизайне.

Иногда конечный производитель видеокарт разрабатывает собственный дизайн изделия, повышает частоты, изменяет систему охлаждения и так далее. Таким образом он пытается выделить свой продукт среди других подобных, основанных на одинаковом процессоре.

Выбор видеокарты

Хорошая графическая карта имеет быстрый процессор и большой объем оперативной памяти. Часто она выглядит очень привлекательно. Высокопроизводительные модели отличаются ярким дизайном с декоративными вентиляторами и радиаторами.

Высокопроизводительные видеокарты предлагают гораздо большую мощность, чем необходимо большинству пользователей. Те, кто использует свои ПК для чтения электронной почты, обработки текста и веб-серфинга, найдут все необходимое в материнской плате со встроенной графикой. Большинству непостоянных геймеров достаточно видеокарты среднего уровня. Мощные графические ускорители нужны только любителям компьютерных игр и дизайнерам, которые занимаются 3D-моделированием.

Принцип работы видеокарты в ноутбуке и ПК одинаковый, хотя из-за дефицита свободного пространства первые внешне отличаются от вторых. Хорошим параметром оценки производительности графических карт является частота кадров. Человеческий глаз воспринимает около 25 к/с, но для плавной анимации в некоторых играх нужна скорость более 60 к/с. Частота кадров определяется:

• Числом треугольников или вершин в секунду, составляющих трехмерные изображения. Этот параметр описывает скорость расчета всего полигона или вершин, которые его определяют.
• Пиксельной скоростью заполнения, которая указывает на то, ка быстро ГПУ способно растрировать изображение.

Nvidia

Если у вас установлена карта от Нвидиа, то переключить интегрированную видеокарту на дискретную на ноутбуке можно с помощью утилиты «Control Center». Изначально она устанавливается вместе с драйверами, но если ее нет, то надо обновить драйвера и она у вас появится.

Утилита автоматически встраивается в контекстное меню и открыть ее можно одним щелчком.

Щелкните правой мышкой по любому свободному пространству на рабочем столе и выберите пункт «Nvidia».

Отобразится окно, в котором необходимо:

1. С левой стороны панели перейти в меню «Параметры 3D»;
2. Далее в «Управление параметрами»;
3. Далее выберите из списка приложение, которое должно запускаться с внешней карты; Если в списке его нет, то щелкните на «Добавить» и найдите его вручную.

Процесс переключения всегда один и не зависит, как от фирмы производителя вашего ноутбука, будь то, Asus, Acer, Samsung, HP, Dell inspiron, Леново и п.р, так и от версии Windows (7, 8 или 10).

Не удалось устранить проблему? Обратитесь за помощью к специалисту!

Что означают сообщения «ОШИБКА: ВЫХОД НЕ-HDCP» и «ОШИБКА HDCP»

HDCP – это протокол против пиратства, которому соответствуют некоторые устройства HDMI. Это кабельный стандарт, разработанный для предотвращения пиратства, и, хотя это звучит как отличная идея, он вызывает много проблем у людей, которые даже не имеют дело с пиратством.

Например, вы можете пытаться подключить Chromecast или Amazon Fire TV к старому телевизору высокой четкости, который слишком стар, чтобы соответствовать стандарту, к которому относятся эти новые устройства HDMI. Поскольку существует устройство, несовместимое с HDCP, вы можете получить сообщение об ошибке типа ОШИБКА: ВЫХОД НЕ-HDCP или ОШИБКА HDCP .

Ошибка HDCP полностью останавливает вас от использования устройства и может даже заставить вас почувствовать, что вам нужно купить новое, например, новый HDTV или Blu-ray плеер. Прежде чем сделать это, обязательно продолжайте читать, чтобы увидеть, какие у вас есть варианты.

Эта информация относится к телевизорам различных производителей, включая, в частности, телевизоры LG, Samsung, Panasonic, Sony и Vizio.

Что значит HDCP

Акроним расшифровывается как Защита цифрового контента с высокой пропускной способностью. Как следует из названия, это тип DRM (Управление цифровыми правами), который предназначен для предотвращения пиратства путем предоставления зашифрованного туннеля между устройством вывода (например, проигрывателем Blu-ray или Chromecast) и принимающей стороной (например, HDTV или медиа центр).

Подобно тому, как DRM запрещает кому-либо обмениваться загруженными фильмами из iTunes, если только компьютер, на котором они воспроизводятся, был авторизован учетной записью, которая его купила, устройства HDCP будут работать только в том случае, если другие кабели и устройства в настройке также совместимы с HDCP.

Другими словами, если одно устройство или кабель не совместим с HDCP, вы получите ошибку HDCP. Это верно для кабельных коробок, Roku Streaming Stick, аудио-видео ресиверов и большинства других современных устройств или плееров высокой четкости, которые взаимодействуют с этими устройствами.

Как исправить ошибки HDCP

Единственное решение – либо заменить все оборудование, которое не совместимо с HDCP (довольно экстремальное решение, учитывая, что это может быть ваш дорогой HDTV), либо использовать разветвитель HDMI, который игнорирует запросы HDCP.

Если вы идете по маршруту разветвителя HDMI (который вам следует), разветвитель должен быть расположен между выходом и устройством ввода. Например, если у вас есть Chromecast, который не может подключиться к вашему телевизору из-за ошибок HDCP, подключите Chromecast к входному порту сплиттера и подключите другой кабель HDMI от выходного порта сплиттера к разъему HDMI вашего телевизора.

Происходит следующее: запрос устройства HDCP (вашего телевизора, проигрывателя Blu-ray и т. Д.) Больше не передается от отправителя (в данном случае Chromecast), поскольку разветвитель останавливает его перемещение между устройствами.

Два разветвителя HDMI, которые будут работать для исправления ошибок HDCP, – это мини-сплиттер HDMI с поддержкой порта 1×2 с питанием ViewHD 2 (VHD-1X2MN3D) и двухпортовый 3D-сплиттер HDMI 1×2 CKITZE BG-520.

Интерфейсный разъем

Интерфейсный разъем предназначен для соединения видеокарты с материнской платой. Все современные видеокарты имеют разъем PCI Express (PCI-E x16).

Материнские платы так же имеют одноименный разъем PCI Express (PCI-E x16).

В настоящее время в продаже можно встретить видеокарты с разными версиями этого разъема: 2.0, 2.1, 3.0, 4.0. Они отличаются только пропускной способностью (скоростью) шины, соединяющей видеокарту с материнской платой. Каждому классу видеокарты соответствует своя версия PCI-E, которая с запасом покрывает потребности конкретной видеокарты. Все они полностью совместимы и устанавливаются на любую современную материнскую плату. Поэтому, в большинстве случаев, на это можно не обращать никакого внимания. Исключение может составить желание установить в один компьютер сразу несколько видеокарт, о чем мы еще поговорим в этой статье.

Очень старые видеокарты имели разъем AGP и их сейчас практически невозможно найти даже на барахолке. Такие видеокарты нельзя рассматривать для улучшения быстродействия старых компьютеров, так как они не очень хорошо справятся даже с играми до 2006 года выпуска. Если у вас на столько старый ПК, то делать его апгрейд нецелесообразно.

Как работает видеокарта? Часть 1. Компоненты и взаимодействие.

Графические карты берут данные от центрального процессора и преобразуют их в изображения.

Изображения, которые вы видите на своем мониторе, сделаны из крошечных точек, названых пикселями. В большинстве имеющихся на сегодняшний день мониторах настройки разрешения экрана позволяют показывать более чем миллион пикселей, и компьютер должен решать, что же делать со всеми ими, чтобы создать изображение. Для выполнения этой задачи и были разработаны видеокарты, так сказать переводчики – которые берут двоичные данные от центрального процессора и превращают их в картинку, которую мы и видим на экранах своих мониторов. Почти все современные материнские платы оснащены встроенным видеоконтроллером, который хоть и способен преобразовывать графические данные, все же не сможет обеспечивать хорошую производительность в видеоиграх и 3D приложениях. Поэтому чтобы обеспечить качественную и количественную частоту кадров в секунду – высокое разрешение и скорость используют графические карты, подключаемые к материнской плате отдельно.

Работа графической карты сложна, но её принцип, и компонентный состав легко понять. В этой статье рассмотрим основные части видеокарты и их функции в процессе работы.

Давайте представим, что компьютер это компания, в штате которой состоит собственный художественный отдел. Когда люди в компании хотят получить иллюстрации или художественные работы, они посылают запрос художественному отделу. Художественный отдел решает, как создать изображение  затем рисует его на бумаге, т.е. идея становится фактической, видимой картиной.

Развитие Видеокарт. Видеокарты проделали длинный путь.IBM в 1981 представили первый графический адаптер названный Адаптером Монохромного дисплея (MDA), карта обеспечивала дисплеи только для текста зеленого или белого на черном фоне экране. Теперь, минимальный стандарт для новых видеокарт — Видеографическая матрица (VGA), позволяет воспроизводить 256 цветов. С высокоэффективными стандартами как Расширенная графическая матрица Quantum (QXGA) видеокарты могут вывести на экран миллионы цветов в разрешениях до 2040 x 1536 pixels.

Графическая карта работает подобно тем же принципам, что и наша компания. Центральный процессор, работающий в связке с программным обеспечением, посылает информацию об изображении на видеокарту. Видеокарта решает, как расположить пиксели на экране, чтобы создать правильное изображение. После чего она посылает подготовленную информацию на монитор через соединительный кабель.

Создание изображения из двоичных данных является достаточно требовательным процессом. Например, чтобы сделать 3-х мерное изображение, графическая карта в первую очередь создает структуру изображения из прямых линий, затем проводит растрирование (заполнение пикселями), изображения, добавляет освещение, структуру и цвет. Для быстро изменяющихся видеоигр компьютер должен пройти этот процесс приблизительно шестьдесят раз в секунду. Без графической карты, чтобы выполнить необходимые вычисления, нагрузка на процессор была бы слишком большой, что бы приводило к зависанию картинки на мониторе, или другим системным сбоям.

Для выполнения своей функции графическая карта, использует четыре основных составляющих её компонента:

• Порт соединения с материнской платой (AGP, PCI-E) для передачи данных и управления.
• Процессор (GPU), чтобы решить, что сделать с каждым пикселем на экране.
• Память (VRAM), чтобы держать информацию о каждом пикселе и временно хранить сформированные изображения.
• Вывод на монитор (VGA, DVI), чтобы видеть окончательный результат обработки.

В следующей статье рассмотрим работу графического процессора и памяти видеокарты более подробно.

GPU — наше все?

Несмотря на все преимущества, техника GPGPU имеет несколько проблем. Первая из них заключается в очень узкой сфере применения. GPU шагнули далеко вперед центрального процессора в плане наращивания вычислительной мощности и общего количества ядер (видеокарты несут на себе вычислительный блок, состоящий из более чем сотни ядер), однако такая высокая плотность достигается за счет максимального упрощения дизайна самого чипа.

В сущности основная задача GPU сводится к математическим расчетам с помощью простых алгоритмов, получающих на вход не очень большие объемы предсказуемых данных. По этой причине ядра GPU имеют очень простой дизайн, мизерные объемы кэша и скромный набор инструкций, что в конечном счете и выливается в дешевизну их производства и возможность очень плотного размещения на чипе. GPU похожи на китайскую фабрику с тысячами рабочих. Какие-то простые вещи они делают достаточно хорошо (а главное — быстро и дешево), но если доверить им сборку самолета, то в результате получится максимум дельтаплан. Поэтому первое ограничение GPU — это ориентированность на быстрые математические расчеты, что ограничивает сферу применения графических процессоров помощью в работе мультимедийных приложений, а также любых программ, занимающихся сложной обработкой данных (например, архиваторов или систем шифрования, а также софтин, занимающихся флуоресцентной микроскопией, молекулярной динамикой, электростатикой и другими, малоинтересными для линуксоидов вещами).

Вторая проблема GPGPU в том, что адаптировать для выполнения на GPU можно далеко не каждый алгоритм. Отдельно взятые ядра графического процессора довольно медлительны, и их мощь проявляется только при работе сообща. А это значит, что алгоритм будет настолько эффективным, насколько эффективно его сможет распараллелить программист. В большинстве случаев с такой работой может справиться только хороший математик, которых среди разработчиков софта совсем немного.

И третье: графические процессоры работают с памятью, установленной на самой видеокарте, так что при каждом задействовании GPU будет происходить две дополнительных операции копирования: входные данные из оперативной памяти самого приложения и выходные данные из GRAM обратно в память приложения. Нетрудно догадаться, что это может свести на нет весь выигрыш во времени работы приложения (как и происходит в случае с инструментом FlacCL, который мы рассмотрим позже).

Но и это еще не все. Несмотря на существование общепризнанного стандарта в лице OpenCL, многие программисты до сих пор предпочитают использовать привязанные к производителю реализации техники GPGPU. Особенно популярной оказалась CUDA, которая хоть и дает более гибкий интерфейс программирования (кстати, OpenCL в драйверах nVidia реализован поверх CUDA), но намертво привязывает приложение к видеокартам одного производителя.

Для каких задач выбирать каждый из разъемов?

DVI-D проявит свои лучшие стороны при использовании на профессиональном оборудовании и игровых мониторах, особенно если их частота обновления картинки больше 60 Герц. Например, игровые модели на 144 Герц надо запускать именно через DVI-D dual link. Только он позволит получить все преимущества от столь высокой частоты. Не забываем о G-sync, что неоценимо для геймеров.

Какой кабель лучше, HDMI или DVI, для мультимедийной системы? А вот тут выигрывает именно HDMI. Он поддерживает максимальное разрешение 10К, чем не может похвастаться второй разъем. Способен передавать 8-канальный звук, устраняя необходимость в дополнительных проводах. А новые версии имеют даже Ethernet. Такая многофункциональность, а также то, что кабель может быть значительно длиннее, чем DVI, делают его идеальным решением для мультимедийных систем.

Также отметим, что именно HDMI подходит для мобильных гаджетов. Наличие двух дополнительных форм-факторов позволяет работать даже с телефонами. Конечно, существует уменьшенная версия DVI для компактных ноутбуков от Apple, но это, скорее, исключение.

Основные характеристики видеокарт

• Графический чип (GPU). Это главный процессор видеокарты, он выполняет расчёт выводимого изображения, позволяя освободить от этой операции центральный процессор компьютера или ноутбука. Является основным элементом графической платы, поскольку от него зависят производительность и возможности всего устройства. Современные графические чипы по сложности практически не уступают центральному процессору, а иногда даже превосходят его по количеству транзисторов и по вычислительной мощности.
• Тактовая частота графического чипа. Оказывает существенное влияние на производительность видеоадаптера: чем выше частота, тем быстрее он работает и тем большее количество тепла выделяет. Поэтому при помощи увеличения рабочей частоты графического процессора можно выполнить разгон видеокарты.
• Частота видеопамяти. Чем выше данная величина, тем быстрее работает подсистема памяти.
• Тип видеопамяти. В настоящее время в видеокартах применяется несколько типов оперативной памяти: DDR либо специально разработанная память типа GDDR. Наиболее распространённой является GDDR3.
• Разрядность шины памяти. Оказывает существенное влияние на пропускную способность памяти и общую производительность видеокарты. Характеризуется количеством бит данных, которые передаются за один цикл. Чем больше разрядность шины памяти, тем выше скорость работы. В недорогих видеокартах разрядность обычно составляет 64 или 128 бит, в дорогостоящих — от 256 бит и выше.
• Разъёмы. Предназначены для подключения к видеокарте внешних устройств и для вывода на них видеосигнала. Все разъёмы делятся на две основные группы: цифровые и аналоговые. При аналоговом подключении качество изображения сильно зависит от множества факторов. Это часто искажает изображение, поэтому такие разъёмы вытесняются цифровыми интерфейсами.

Наиболее распространены следующие типы разъёмов:

• DVI — может быть аналоговым, цифровым либо комбинированным, обычно используется только на видеокартах для настольных компьютеров;
• HDMI — исключительно цифровой интерфейс, используется как на ноутбуках, так и на обычных настольных компьютерах;
• DisplayPort — исключительно цифровой интерфейс, используется как на ноутбуках, так и на обычных настольных компьютерах, но менее распространен чем HDMI;
• D-Sub или VGA — аналоговый интерфейс, используется на ноутбуках и настольных компьютерах, в последнее время теряет свою популярность;

Что такое видеокарта — видеоадаптер

Видеокарта (видеоадаптер) — это часть аппаратного обеспечения компьютера и ноутбука, устройство, которое отвечает за обработку данных — машинного кода, переводя его в доступное изображение. Т.е. простыми словами, видеоадаптер занимается переводом программного кода в понятное для пользователя изображение на его мониторе, телевизоре или любом другом дисплее.

Представляет из себя плату с микросхемами, кулерами и разъемами, которая устанавливается в корпус ПК или ноутбука. Они могут быть, как уже интегрированными в материнскую плату, так и дискретными. О видах графических плат подробнее написано в соответствующей главе этой статьи ниже.

Для чего нужна видеокарта

Видеокарта нужна для вывода и обработки изображения. Она преобразовывает информацию в понятную нам картинку и выводит ее на экран. Не будет графического адаптера, не будет и картинки. Но, к счастью в большинстве современных материнских плат есть уже встроенная — интегрированная графическая плата, и, если вытащить из системного блока внешнюю — дискретную, компьютер все равно будет работать и выводить картинку на экран.

Отвечает за быстроту обработки графических данных. Чем новее и производительнее графическая плата, тем быстрее будет обработка графики. Так, чтобы видео/графические редакторы, игры и т.д. работали быстро и не тормозили — нужна модель помощнее.

Устройство видеокарты — из чего она состоит

Графический процессор — обрабатывает выводимое изображение и 3D графику. Чем он лучше и новее, тем лучше будет производительность.

Видеоконтроллер — обрабатывает данные получаемые от графического процессора, формирует изображение в памяти устройства. Дает сигнал преобразователю для формирования развертки монитора.

ОЗУ — временная память. Здесь хранится уже готовое изображение для быстрого его вывода на экран. Оно может часто меняться, поэтому чем быстрее такая память, и чем ее больше — тем выше будет производительность в играх и при обработке графики в программах.

ПЗУ — постоянная память. Здесь хранится BIOS адаптера и другие системные ресурсы. Доступ к ПЗУ имеет лишь центральный процессор вашего ПК.

Цифро-аналоговый преобразователь — преобразует данные, которые формирует видеоадаптер в понятный нам цветовой диапазон, раскидывая его по пикселям на мониторе, именно это мы и видим на наших дисплеях.

Коннекторы — разъемы подключения.

Система охлаждения — то, что охлаждает видеопроцессор и память устройства. Обычно это кулеры с системой водяного охлаждения.

Как работает видеокарта

1. Центральный процессор компьютера отправляет графическому адаптеру потоки данных, которые необходимо преобразовать в картинку на мониторе.

2. Видеоадаптер производит необходимые расчеты и обработку. Многое зависит в этом процессе от ПО, о том, как установить драйвера на видеокарту — написано в соответствующем материале.

3. Выводит изображение по пикселям монитора — на экран.

Интересно! Чем более высокого разрешения монитор, тем больше соответственно на нем пикселей. Поэтому на экранах с большим разрешением — количеством пикселей, время обработки изображения увеличивается. Больше пикселей-разрешение на дисплее — дольше время обработки.

Максимальные частоты и разрешения HDMI поддержки

Вот это уже интереснее! А интереснее потому, что львиная доля потребителей хочет знать не данные по TMDS или глубине цвета, а «потянет ли новая видеокарта 4K», или «можно ли смотреть Full HD каналы на этом телевизоре» и т.п.

Видео формат	Версия HDMI / Максимальная скорость передачи данных
Разрешение	Частота обновления (Hz)	Скорость передачи данных	1.0–1.1	1.2–1.2a	1.3–1.4b	2.0–2.0b	2.1
3.96 Gbit/s	3.96 Gbit/s	8.16 Gbit/s	14.4 Gbit/s	42.6 Gbit/s
HD Ready (720p) 1280 × 720	24	576 Mbit/s	Да	Да	Да	Да	Да
30	720 Mbit/s	Да	Да	Да	Да	Да
60	1.45 Gbit/s	Да	Да	Да	Да	Да
120	2.99 Gbit/s	—	Да	Да	Да	Да
Full HD (1080p) 1920 × 1080	24	1.26 Gbit/s	Да	Да	Да	Да	Да
30	1.58 Gbit/s	Да	Да	Да	Да	Да
60	3.20 Gbit/s	Да	Да	Да	Да	Да
120	6.59 Gbit/s	—	—	Да	Да	Да
144	8.00 Gbit/s	—	—	Да	Да	Да
240	14.00 Gbit/s	—	—	—	Да	Да
2K (1440p) 2560 × 1440	30	2.78 Gbit/s	—	Да	Да	Да	Да
60	5.63 Gbit/s	—	—	Да	Да	Да
75	7.09 Gbit/s	—	—	Да	Да	Да
120	11.59 Gbit/s	—	—	—	Да	Да
144	14.08 Gbit/s	—	—	—	Да	Да
240	24.62 Gbit/s	—	—	—	—	Да
4K 3840 × 2160	30	6.18 Gbit/s	—	—	Да	Да	Да
60	12.54 Gbit/s	—	—	—	Да	Да
75	15.79 Gbit/s	—	—	—	—	Да
120	25.82 Gbit/s	—	—	—	—	Да
144	31.35 Gbit/s	—	—	—	—	Да
240	54.84 Gbit/s	—	—	—	—	Да
5K 5120 × 2880	30	10.94 Gbit/s	—	—	—	Да	Да
60	22.18 Gbit/s	—	—	—	—	Да
120	45.66 Gbit/s	—	—	—	—	Да
8K 7680 × 4320	30	24.48 Gbit/s	—	—	—	—	Да
60	49.65 Gbit/s	—	—	—	—	Да
120	102.2 Gbit/s	—	—	—	—	Да

Как можно видеть, практически весь потенциал Full HD, которого вполне достаточно для простого телезрителя, был раскрыт еще в HDMI версии 1.3-1.4. Именно с разрешением 1920 × 1080 транслируются HD телеканалы.

4K контент вполне можно смотреть (или играть) уже на оборудовании с поддержкой HDMI 1.4, правда, только лишь при частоте 30 Гц. Но огромное количество людей даже и не знают про какие-то там Герцы… HDMI 2.0 и выше дает огромный прирост и в разрешении, и в пропускной способности, и в кадрах. Но надо ли это прямо сейчас? Кому и для чего?

Особенности вывода и разновидности DVI-портов

Работа интерфейса стала возможной благодаря технологии PanelLink. Это способ передачи информации, при реализации которого сигналы передаются последовательно и раздельными потоками. Подход позволяет снизить перепады между уровнями сигнала. Так при трехканальном режиме скорость передачи сигнал от источника к устройству на выводе составляет до 3,5 Гбит в сек. Но при этом качество сигнала зависит от длины шнура. Так если кабель меньше 10 м, то при таком уровне сигнала получится вывести картинку формата 1920 на 1200. Если же длина шнура превышает этот параметр, разрешение «урезается» до 1600 на 900 или меньше.

Даже при многоканальной передаче данных разъем не адаптирован для транспортировки звуковой дорожки. Поэтому для воспроизводства аудио применяются другие разъемы или используются специальные переходники, которые обеспечивают одновременную передачу звука и картинки на «приемное» устройство.

Еще именно на DVI-интерфейсах была впервые реализована технология HDCP, впоследствии перенятая создателями интерфейса HDMI. Особенность этой технологии – шифрование сигнала, а также обмен паролями между приборами, соединенными с помощью этого интерфейса.

В поздних версиях DVI-разъемов задействованы специальные методы шифрования информации о мониторах, которые можно передать на процессор видеочипа при первом подключении. Реализация этой технологии позволяет процессору передатчика получить информацию о дисплее и выставить подходящее разрешение. Сигнал отправляется с подходящими настройками для экрана. Такая адаптивность имеет одну неприятную особенность: при отсутствии обратного сигнала связь блокируется. Распознаванию подлежат только лицензированные приборы, то есть те, у которых можно выявить производителя, дату создания, технические характеристики.

В зависимости от имеющихся функций существуют 3 вида разъемов – A, I, D. При этом для последних двух предусмотрена одноканальная либо двухканальная система передачи сигнала. Устройства с одноканальным интерфейсом способны передавать и принимать сигнал через 18 контактов, в то время как двуканальные используют 24. Для игровых мониторов эталоном считается второй вариант, поскольку первый не позволяет получать разрешение больше 1920*1080 пикселей.

Интерфейс DVI-A

Особенностью этого вывода является аналоговый способ передачи сигнала. Цифровой не поддерживается. Это означает, что подобные разъемы встречаются только на кабелях или переходниках, подключающихся к выходам DVI-I или им подобным.

Интерфейс DVI-I

Буква в конце обозначает, что интерфейс интегрированный. Его устанавливают в качестве разъема на видеокарту или иное передающее сигнал устройство. Двухканальный способ передачи позволяет совместить цифровое и аналоговое видео. Видео, поступившее через такой разъем, обладает более высоким качеством. Еще расширены возможности цветопередачи и аппаратных настроек – удается добиться большего разрешения и повышенной частоты обновления на мониторе.

Интерфейс DVI-D

Его можно спутать с ранее описанным DVI-I. Ключевая особенность DVI-D выхода – передача только цифрового сигнала, а не аналогового. Особенность этого выхода в том, что он не поддерживает технологию nVidia 3D Vision, что делает невозможным игру в игры с аппаратным аналоговым 3d эффектом. Еще к разъему нельзя подключить аналоговые мониторы. DVI-D используется на бюджетных компьютерных видеокартах, в том числе на младших моделях игровых вариаций видеочипов.