کارت گرافیک چیست ؟|وظيفه ي کارت گرافیک چیست|کارت گرافیک چیست و چگونه کار می کند؟

مبانی کارت گرافیک

بمنظور شناخت اهمیت و جایگاه کارت های گرافیک ، یک کارت گرافیک با ساده ترین امکانات را در نظر می گیریم . کارت مورد نظر قادر به نمایش پیکسل های سیاه وسفید بوده و از یک صفحه نمایشگر با وضوح تصویر 480 * 640 پیکسل استفاده می نماید. کارت گرافیک از سه بخش اساسی زیر تشکیل می شود :

- حافظه . اولین چیزی که یک کارت گرافیک به آن نیاز دارد ، حافظه است . حافظه رنگ مربوط به هر پیکسل را در خود نگاهداری می نماید. در ساده ترین حالت ( هر پیکسل سیاه و سفید باشد ) به یک بیت برای ذخیره سازی رنگ هر پیکسل نیاز خواهد بود. با توجه به اینکه هر بایت شامل هشت بیت است ، نیاز به هشتاد بایت (حاصل تقسیم 640 بر 8 ) برای ذخیره سازی رنگ مربوط به پیکسل های موجود در یک سطر بر روی صفحه نمایشگر و 38400 بایت ( حاصلضرب 480 در 80 ) حافظه بمنظور نگهداری تمام پیکسل های قابل مشاهده بر روی صفحه ، خواهد بود .

- اینترفیس کامپیوتر . دومین چیزی که یک کارت گرافیک به آن نیاز دارد ، روشی بمنظور تغییر محتویات حافظه کارت گرافیک است . امکان فوق با اتصال کارت گرافیک به گذرگاه مربوطه بر روی برد اصلی تحقق پیدا خواهد کرد. کامپیوتر قادر به ارسال سیگنال از طریق گذرگاه مربوطه برای تغییر محتویات حافظه خواهد بود.

- اینترفیس ویدئو . سومین چیزی که یک کارت گرافیک به آن نیاز دارد ، روشی بمنظور تولید سیگنال برای مانیتور است . کارت گرافیک می بایست سیگنال های رنگی را تولید تا باعث حرکت اشعه در CRT گردد. فرض کنید که صفحه نمایشگر در هر ثانیه شصت فریم را بازخوانی / باز نویسی می نماید ، این بدان معنی است که کارت گرافیک تمام حافظه مربوطه را بیت به بیت اسکن و این عمل را شصت مرتبه در ثانیه انجام دهد. سیگنال های مورد نظر برای هر پیکسل موجود بر هر خط ارسال و در ادامه یک پالس افقی sync ، نیز ارسال می گردد.عملیات فوق برای 480 خط تکرار شده و در نهایت یک پالس عمودی sync ارسال خواهد شد.

پردازنده های کمکی گرافیک

یک کارت گرافیک ساده نظیر آنچه در بخش قبل اشاره گردید ، Frame Buffer نامیده می شود. کارت، یک فریم از اطلاعاتی را نگهداری می نماید که برای نمایشگر ارسال شده است . ریزپردازنده کامپیوتر مسئول بهنگام سازی هر بایت در حافظه کارت گرافیک است . در صورتیکه عملیات گرافیک پیچیده ای را داشته باشیم ، ریزپردازنده کامپیوتر مدت زمان زیادی را صرف بهنگام سازی حافظه کارت گرافیک کرده و برای سایر عملیات مربوطه زمانی باقی نخواهد ماند. مثلا" اگر یک تصویر سه بعدی دارای 10000 ضلع باشد ، ریزپردازنده می بایست هر ضلع را رسم و عملیات مربوطه در حافظه کارت گرافیک را نیز انجام دهد. عملیات فوق زمان بسیار زیادی را طلب می کند.

کارت های گرافیک جدید ، بطرز قابل توجه ای ، حجم عملیات مربوط به پردازنده اصلی کامپیوتر را کاهش می دهند. این نوع کارت ها دارای یک پردازنده اصلی پر قدرت بوده که مختص عملیات گرافیکی طراحی شده است. با توجه به نوع کارت گرافیک ، پردازنده فوق می تواند یک " کمک پردازنده گرافیکی " یا یک " شتاب دهنده گرافیکی " باشد. پردازنده کمکی و پردازنده اصلی بصورت همزمان فعالیت نموده و در مواردیکه از شتاب دهنده گرافیکی استفاده می گردد ، دستورات لازم از طریق پردازنده اصلی برای شتاب دهنده ارسال و شتاب دهنده مسئولیت انجام آنها را برعهده خواهد داشت .

در سیستم های " کمک پردازنده " ، درایور کارت گرافیک عملیات مربوط به کارهای گرافیکی را مستقیما" برای پردازنده کمکی گرافیکی ارسال می کند. سیستم عامل هر چیز دیگر را برای پردازنده اصلی ارسال خواهد کرد. در سیستم های " شتاب دهنده گرافیکی " ، درایور کارت گرافیک هر چیز را در ابتدا برای پردازنده اصلی کامپیوتر ارسال می کند. در ادامه پردازنده اصلی کامپیوتر ، شتاب دهنده گرافیک را به منظور انجام عملیات خاصی هدایت می کند. مثلا" پردازنده ممکن است به شتاب دهنده اعلام نماید که :" یک چند ضلعی رسم کن " در ادامه شتاب دهنده فعالیت تعریف شده فوق را انجام خواهد داد.

عناصر دیگر بر روی کارت گرافیک

یک کارت گرافیک دارای عناصر متفاوتی است :

- پردازنده گرافیک . پردازنده گرافیک بمنزله مغز یک کارت گرافیک است . پردازنده فوق می تواند یکی از سه حالت پیکربندی زیر را داشته باشد :

-- Graphic Co-Processor . کارت هائی از این نوع قادر به انجام هر نوع عملیات گرافیکی بدون کمک گرفتن از پردازنده اصلی کامپیوتر می باشند.

-- Graphics Accelerator . تراشه موجود بر روی این نوع کارت ها ، عملیات گرافیکی را بر اساس دستورات صادره شده توسط پردازنده اصلی کامپیوتر انجام خواهند داد.

-- Frame Buffer . تراشه فوق ، حافظه موجود بر روی کارت را کنترل و اطلاعاتی را برای " مبدل دیجیتال به آنالوگ " (DAC) ارسال خواهد کرد . عملا" پردازشی توسط تراشه فوق انجام نخواهد شد.

سه وسیله در یک کارت ویدیویی:

کارت گرافیک شما به اندازه صفحه نمایش شما مهم است و بیشتر مواقع نادیده گرفته می شود در طول سالهای 1999 تا کنون کیفیت کلی کارتهای گرافیکی ارتقا یافته است قبل از آن تولیدات کم قابلیتی در بازار بود این مقاله را دنبال کنید تا در مورد کارتهای گرافیک کامپیوتر خود بیشتر بدانید یک کارت گرافیک اصولاً یک رابط یا یک کارت قابل تعویض یا قابل توسعه در کامپیوتر شما است بنابراین می تواند با یک کارت دیگر جایگزین شود ( مادر برد باید دارای اسلات AGP باشد ) کارت گرافیک همچنین می تواند به صورت onboard باشد که در کامپیوترهای شخصی lap top یا مادربردهای عمومی تر استفاده می شود که قابل تعویض نیستند. بنده یک دلیل روشن برای یک کارت گرافیک قابل تعویض در کامپیوتر خود دارم هر چند یک مادربرد مدرن می تواند دارای یک چیپ ست گرافیکی عالی باشد شما فقط باید بدانید کدام یک!

بدون توجه به اینکه آیا کارت گرافیکی onboard یا قابل تعویض است رابط گرافیکی از سه قسمت تشکیل شده است:

•یک چیپ ست گرافیکی با مارکهای معتبر ( ATI , Matrox , Nivadia , S3 , Intel نامهای شناخته شده در زمینه هستند ) چیپ ست گرافیکی سیگنلهایی را که مانیتور باید از یک تصویر دریافت کند می سازد. •انواعی از RAM ( که انواع معمول آنها مانند: EDO , SGRAM یا VRAM هستند) حافظه RAM برای اینکه بتواند تصویر کامل صفحه نمایش را در هر لحظه بخاطر بیاورد لازم است. کارت گرافیک ممکن است از حافظه اصلی مادر برد استفاده کند. •یک RAMDAC چیپی که سیگنالهای دیجیتال را به آنالوگ تبدیل می کند اگر شما از مانیتورههای FLAT PANEL دیجیتال استفاده می کنید احتیاجی به تابع RAMDAC ندارید کارت گرافیکی CPU را پشتیبانی می کند:

کارت گرافیک یک تابع پشتیبانی برای CPU دارد و آن پروسسوری مانند CPU است. اگر چه این پروسسور اختصاصاً برای کنترل تصویر صفحه نمایش ساخته شده است.

شما می توانید کامپیوتری بسازید که چیپ کنترل گرافیکی را نداشته باشد و وظیفه آن را به عهده CPU بگذارید. ولی CPU دائماً اشغال خواهد شد و نرم افزاری را اجرا می کند که باید تصویر مانیتور را تولید کند.

رم در کارت گرافیک :

کارتهای گرافیک معمولاً مقدار معینی RAM دارند که به آن فریم بافر هم گفته می شود امروزه کارتهای گرافیک مقدار زیادی رم دارند اما قبل از آن مهم است که بدانیم:

•چه میزان RAM ؟ این برای عمق رنگ در رزولوشن بالا اهمیت دارد. •چه نوع RAM ? این برای سرعت بالا لازم است رم گرافیکی برای نگهداری تصویر بزرگ مانیتور در حافظه لازم است. CPU اطلاعاتش را به کارت گرافیک می فرستد. پروسسور کارت گرافیک یک تصویر برای مانیتور می سازد و آن را در RAM گرافیک ذخیره می کند. این تصویر یک bitmap بزرگ است. برای update مداوم تصویر مانیتور استباده می شود.

مقدار RAM:

کارت گرافیکهای قدیمی تر معمولاً دارای 1و 2و4 مگابایت حافظه یا بیشتر بودند. واقعاً چقدر حافظه لازم است؟ حداقل احتیاج میزان رزولوشنی است که روی مانیتورتان می خواهید. برای یک استفاده دو بعدی معمولی رنگهای 16 بیت کافی است. اجازه بدهید نگاهی به میزان RAM لازم برای رزولوشنهای مختلف بیندازیم:

Resolution

Bit map size with 16 bit colors

Necessary RAM on the video card

640 x 480

614,400 bytes

1 MB

800 x 600

960,000 bytes

1.5 MB

1024 x 768

1,572,864 bytes

2 MB

1152 x 864

1,990,656 bytes

2.5 MB

1280 x 1024

2,621,440 bytes

3 MB

1600 x 1200

3,840,000 bytes

4 MB

توجه داشته باشید که 100 درصد RAM گرافیکی برای ذخیره Bitmap استفاده نمی شود بنابراین یک مگا بایت برای نشان دادن یک تصویر 800 در 600 با عمق رنگهای ( تعداد رنگ ) 16 بیت کافی نیست. همانطور که در محاسبات بالا این نشان داده شده است بنابراین اگر شما رم گرافیکی بالاتری از میزان متناظر با رزولوشن مورد نظر ( در جدول بالا ) داشته باشید افزایش سرعت را مشاهده خواهید کرد مثلاً اگر از یک رم گرافیکی 4 مگابایت به جای 2 مگابایت برای رزولوشن 800 در 600 استفاده کنید افزایش سرعت را حس خواهید کرد در این حالت اطلاعات می توانند به طور همزمان از روی رم خوانده شوند و روی آن نوشته شوند که برای هر کدام از cell های متفاوت رم گرافیکی استفاده می شود.

استفادهای سه بعدی:

برای پاسخ به تقاضای زیادی که برای کیفیت بالای تصویر سه بعدی وجود داشت کارتهای گرافیکی با رم گرافیکی 16 و 32 مگابایت وارد بازار شدند و آنها از اینترفیس ( اسلات ) AGP برای پهنای باند بیشتر دسترسی به حافظه اصلی استفاده کردند.

VRAM:

به طور خلاصه همه انواع رمهای معمول می توانند در کارتهای گرافیکی استفاده شوند. اکثر کارتهای گرافیکی از انواع خیلی سریع رمهای معمولی استفاده می کنند بعضی کارتهای حرفه ای ( مانند Maxtor Millennium 2 ) در گذشته از چیپ های اختصاصی VRAM یا Video Ram) استفاده می کردند. این یک نوع رم بود که فقط روی کارتهی گرافیکی استفاده می شد در اصل یک VRAM از دو سلول رم معمولی ساخته شده است که به یکدیگر متصل شده اند. بنابراین شما از رم دو برابر استفاده می کنید. همچنین قیمت VRAM دو برابر انواع دیگر است. ویژگی برتر سلول دوتایی این است که به Video processor اجازه می دهد که به طور همزمان که اطلاعات قدیمی را می خواند اطلاعات جدید را در همان آدرس بنویسد. بنابراین VRAMدو دروازه دارد که می تواند در یک زمان فعال شود و به طور چشمگیری سریعتر کار می کند.

UMA و DVMT:

در مادر برد های قدیمی تر کنترلر گرافیکی به صورت on board بود. از SMBA که مخفف ( Shared Memory Buffer Architecture ) یا UMA که مخفف ( Unified Memory Architecture ) می باشند قسمتی از رم سیستم که برای استفاده به عنوان رم گرافیکی اختصاص یافته و استفاده می شد اما اشتراک گذاشتن حافظه خیلی کند بود و استانداردهای آن جالب توجه عموم نبود. یک ویرایش جدید از این نوع در اینتل ساخته شد که چیپ ست 810 نام داشت و بهتر از آن 815 بود. که کنترل گرافیکی را در خود داشت و قسمتی از رم سیستم را به عنوان رم گرافیکی استفاده می کرد این سیستم به نام D.V.M.T که مخفف (Dynamic Video Memory Tecbology ) بود، شناخته شد.

RAMDAC:

همه کارتهای گرافیکی قدیمی یک چیپ RAMDAC داشتند که سیگنالها را از دیجیتال به آنالوگ تبدیل می کرد. مانیتورهای CRT با سیگنال آنالوگ کار می کنند کامپیوتر شما با اطلاعات دیجیتال ( صفر و یک ) که به رابط گرافیکی فرستاده می شود کار می کند قبل از اینکه این سیگنالها برای مانیتور فرستاده شوند باید تبدیل به آنالوگ شوند که این عمل در خروجی کارت بوسیله RAMDAC انجام می گیرد.

توصیه ما برای یک RAMDAC خوب به قرار زیر است:

•یک چیپ خارجی که داخل چیپ VGA نباشد. •clock speed برابر 250-360 مگا هرتز انتقال حجم سنگین اطلاعات:

در گذشته کارتهای گرافیکی بودند که flat بودند این کارتها هوشمند نبودند. آنها اطلاعات و سیگنالها را از CPU دریافت می کردند و آنها را به مانیتور انتقال می داند و کار دیگری انجام نمی دادند. CPU باید همه محاسبات لازم را برای خلق تصویر مانیتور انجام می داد.

با توجه به اینکه هر تصویر صفحه نمایش یک Bitmap بزرگ بود CPU باید مقدار زیادی اطلاعات را برای هر تصویر جدید از RAM به کارت گرافیک انتقال می داد.

به زودی اینترفیسهای گرافیکی مانند ویندوز محبوبیت پیدا کردند و با این کارتها کامپیوترهای شخصی بسیار کند بودند زمانیکه CPU انرژی زیادی برای تولید تصویر صفحه نمایش بکار می برد این طبیعی بود. میتوان حجم اطلاعات لازم را محاسبه کرد یک تصویر با رزولوشن 1024 در 768 با عمق رنگ 16 بیت یک Bitmap با حجم 1.5 مگابایت است که به صورت زیر محاسبه میشود:

1024x768x2 byte

با هر تعویض تصویر ( با فرکانس مثلاً 75 هرتز در هر ثانیه 75 تصویر خواهیم داشت ) احتیاج به انتقال 1.5 مگا بایت تصویر هست و این انرژی کامپیوتر را هدر میدهد به خصوص زمانیکه در حال اجرای یک بازی ( game ) هستید ولی در کارتهای گرافیک امروزی این محاسبات در کارت گرافیک انجام می شود.

کارت گرافیک چیست ؟|وظيفه ي کارت گرافیک چیست|کارت گرافیک چیست و چگونه کار می کند؟

مطالب مشابه :

لیست قیمت انواع کارت گرافیک

کارت گرافیک

کارت گرافیک

کارت گرافیک

کارت گرافیک

کارت گرافیک چیست ؟|وظيفه ي کارت گرافیک چیست|کارت گرافیک چیست و چگونه کار می کند؟

قیمت کارت گرافیک

آشنایی با کارت گرافیکی