Ім'я файлу: Терещенко.docx
Розширення: docx
Розмір: 30кб.
Дата: 01.06.2021
Пов'язані файли:
ЗМІСТ.pdf

План

Вступ

Розділ 1. Історія розвитку

1.1 Процес еволюції з 80-х до 2000-х

1.2 Розвиток у 2000-х роках

Розділ 2. Внутрішня будова відеокарт

2.1 Структурні елементи

2.2 Характеристики елементів

Розділ 3. Використання відеокарт для неграфічних задач

3.1 Паралельне обчислення

3.2 Майнінг криптовалют

Висновок

Список використаної літератури

Такий важливий і незамінний компонент системи, як відеокарта, пройшов довгий шлях розвитку. Протягом десятиліть прискорювачі графіки удосконалювалися і змінювалися відповідно до прогресуючими технологіями.


Відеоадаптери MDA і CGA


Обидві моделі були випущені компанією IBM в 1981 році. MDA спочатку орієнтувався на ділову сферу і створювався під роботу з текстом. Працюючи з нестандартними вертикальними і горизонтальними частотами, цей адаптер забезпечував чіткість зображення символів. У той же час CGA підтримував тільки стандартні частоти і поступався в якості виведеного на екран тексту. До речі в IBM PC можна було використовувати одночасно обидва адаптера.


Монохромний відеоадаптер MDA (Monochrome Display Adapter) представлявся як стандарт на монітори, що підключалися до нього. MDA підтримував виключно текстовий режим (80 стовпців на 25 рядків), без графічних режимів. Як ядро ​​використовувався чіп Motorola Motorola 6845, обсяг відеопам'яті досягав 4 КБ. Символи зображувалися за допомогою матриці 9x14 пікселів, де видима частина символу складалася як 7x11, а решта пікселі формували порожній простір між рядками і стовпцями. Символи могли бути невидимими, звичайними, підкресленими, жирними, інвертованими і миготливими. Атрибути можна було комбінувати. Залежно від монітора змінювався і колір символів (білий, бурштиновий, смарагдовий).


Робочий дозвіл екрана становило 720x350 пікселів (80x25 символів). Оскільки адаптер MDA працював виключно в текстовому режимі і не не міг адресувати окремі пікселі, він просто поміщав в кожне знакоместо один з 256 символів.


CGA (Color Graphics Adapter) - перша «кольорова» відеокарта. На відміну від MDA, відеоадаптер CGA функціонував в графічному режимі, підтримуючи як чорно-біле, так і кольорове зображення. Як ядро ​​також використовувався чіп Motorola MC6845, але обсяг відеопам'яті збільшився в чотири рази і досягав 16 Кб.


У текстових режимах 40 × 25 символів ефективне дозвіл екрана становило 320 × 200 пікселів, а в режимах 80 × 25 - 640 × 200 пікселів. При цьому подібно першої моделі у CGA не було можливості звертатися до кожного пікселя окремо. Найбільша колірна глибина адаптера становила 4 біта, що дозволяло використовувати палітру з 16 кольорів. Було доступно 256 різних символів. З палітри можна було вибрати колір для кожного символу і для фону.


Палітра CGA:


А ось в графічних режимах надавалася можливість звернення до будь-якого окремо взятому пікселя. Одночасно використовувалися тільки чотири кольори, які визначалися двома палітрами:

1) пурпурний, синьо-зелений, білий і колір фону (чорний за замовчуванням);

2) червоний, зелений, коричневий / жовтий і колір фону (чорний за замовчуванням).


Само собою, в монохромному режимі 640 × 200 пікселів були доступні тільки два кольори - білий і чорний.


відеоадаптер EGA


Відеоадаптер EGA прийшов на зміну двом попереднім. Він був випущений компанією IBM в 1984 році для моделі ПК IBM PC / AT. По суті - це перший відеоадаптер, який зміг відтворювати нормальне кольорове зображення. В EGA підтримувалися як текстовий, так і графічний режими. При цьому можна було використовувати 16 кольорів з 64 можливих при вирішенні 640x350 пікселів.


Обсяг відеопам'яті дорівнював 64 Кб (але з часом збільшився до 256 Кб). Для передачі даних застосовувалася шина ISA. Завдяки можливості процесора паралельно заповнювати сегменти дуже підвищилася і швидкість заповнення кадру. Для розширення графічних функцій BIOS відеоадаптер оснащувався додатково 16 Кб ПЗУ.


EGA - перший відеоадаптер IBM, який дозволяв програмно змінювати шрифти текстових режимів. Адаптером підтримувалися три текстових режиму. Перші два були стандартними:

- з дозволом 80x25 символів і 640x350 пікселів;

- з роздільною здатністю 40x25 символів і 320x200 пікселів.


А ось дозвіл третього режиму становило 80x43 символів і 640x350 пікселів. Для його використання потрібна попередня установка режиму 80 × 25 і завантаження шрифту 8 × 8 за допомогою команди BIOS. Частота кадрів - 60 Гц, але могла використовуватися 21,8 КГц для 350 рядків і 15,7 КГц для 200 рядків.


відеоадаптер MCGA


У 1987 році був випущений багатобарвний графічний адаптер MCGA (MultiColor Graphics Adapter), що з'явився в ранніх моделях комп'ютерів від IBM PS / 2. Він був інтегрований в материнську плату і не випускався у вигляді окремого пристрою.


Обсяг відеопам'яті становив 64 Кб, як і у EGA. Розширилася загальна палітра - до 262 144 відтінків за рахунок введення 64 рівнів яскравості для кожного кольору. Кількість виведених квітів зросла до 256.


У 256-кольоровому режимі дозвіл MCGA становило 320x200 точок, з частотою оновлення 70 Гц. Не було бітових площин, кожен піксель на екрані кодувався відповідним байтом. Адаптер підтримував всі режими CGA, працював в монохромному режимі з роздільною здатністю 640x480 пікселів і частотою оновлення 60 Гц.


Під час виникнення MCGA більшість ігор підтримувалося лише в 4-кольоровому режимі CGA. І за допомогою аналогового сигналу вдалося підлаштуватися під збільшення кольорів, зберігаючи сумісність зі старими режимами. Тому підключення до монітора здійснювалося роз'ємом DB-15 сімейства D-Sub.


відеоадаптер VGA


У тому ж році IBM випустила революційний адаптер VGA (Video Graphics Array). Особливістю VGA стало розташування основних підсистем на одній мікросхемі, що робило відеокарту більш компактною.


Архітектура VGA складалася з підсистем:

- графічного контролера, відповідального за обмін даними між центральним процесором і відеопам'яттю;

- відеопам'яті з об'ємом в 256 Кб DRAM (по 64 Кб на кожний колірний шар);

- секвенсора, перетворювати дані з відеопам'яті в потік бітів, що передається контролеру атрибутів;

- контролера атрибутів, перетворювати вхідні дані в колірні значення;

- синхронізатора, керуючого часовими параметрами відеоадаптера і переключающего колірні шари;

- контролера ЕПТ, що генерує сигнали синхронізації для дисплея.


Кольорів стало більше і потрібні були нові графічні режими. У VGA були стандартні режими:

- з роздільною здатністю 640x480 пікселів (з 2 і 16 квітами);

- з дозволом 640x350 пікселів (з 16 квітами і монохромний);

- з роздільною здатністю 640 × 200 пікселів (з 2 і 16 квітами);

- з дозволом 320x200 пікселів (з 4, 16 і 256 квітами).


Програмісти працювали над збільшенням дозволу VGA, в результаті з'явилися нестандартні, так звані «X-режими» на 256 кольорів з роздільною здатністю 320 × 200, 320 × 240 і 360 × 480. Нестандартні режими використовували площинну організацію відеопам'яті (формування кольору по 2 біти з кожної площині). Така організація відеопам'яті допомагала задіяти всю відеопам'ять карти для формування 256-кольорового зображення. Це дозволяло використовувати більш високі дозволу.


У VGA підтримувалися кілька видів шрифтів і режимів. Стандартний шрифт має дозвіл 8x16 пікселів. Для роботи з текстом використовувалися різні комбінації з декількох режимів і видів шрифтів.


Відеоадаптер RIVA 128


RIVA 128 (Real-time Interactive Video and Animation accelerator) був випущений в 1997 році Nvidia. Це був перший графічний процесор компанії, який здобув популярність. Дана відеокарта поєднувала в собі функції як 2D-, так і 3D-прискорювача.


RIVA 128 був спроектований з сумісністю з Direct3D 5 і OpenGL API. На кристалі цього графічного процесора, виконаного по 350-нанометровим техпроцесом, розміщувалося 3,5 мільйона транзисторів. Робоча частота ядра досягала 100 МГц. Відеокарта використовувала пам'ять SGRAM з об'ємом 4 Мб. Ширина шини пам'яті становила 128 біт з пропускною спроможністю 1.6 ГБ / с. RIVA 128 працювала через інтерфейс PCI, а також через порт AGP 1x.


відеоадаптери Voodoo


Ціле покоління відеоадаптерів випустила компанія 3Dfx. Першою розробкою молодої команди була відеокарта Voodoo Graphics, що вийшла в 1996 році. Набір апаратних засобів застосовувався в іграх на аркадних автоматах. Першою такою грою була ICE Home Run Derby. Надалі компанія позиціонувала свій продукт, як високопродуктивні і високоякісні технології тривимірної графіки для комп'ютерних ігор.


Графічний процесор і пам'ять Voodoo Graphics працювали на частоті 50 МГц, DirectX 3, PCI. Обсяг пам'яті типу EDO становив 4 Мб. Інтерфейс пам'яті був 64-бітовим. Плата здійснювала прискорення тільки тривимірної графіки, тому треба буде наявність 2D-відеокарти для звичайного двомірного ПО. Вона підключалася перехідним VGA кабелем до входу видеоконтроллера Voodoo. А в другій (вихідний) роз'єм підключався монітор.


У 1997 році вийшла нова розробка - Voodoo Rush, що представляє комбінацію чіпсета Voodoo Graphics і чіпсета двомірної графіки. Велика частина карт використовувала двомірний компонент AT25 / AT3D від Alliance Semiconductor. Але в певних зразках були встановлені 2D-мікросхеми Macronix. Voodoo Rush мав такі ж характеристики, як і його попередник, однак на практиці значно поступався в продуктивності. Причина полягала в використанні Voodoo Rush і CRTC двомірного чіпсета однієї і тієї ж пам'яті, що знижувало швидкодію. Крім того Voodoo Rush ні виведений безпосередньо на шину PCI.


У 1998 році компанія випустила чіпсет Voodoo2 з архітектурою Voodoo Graphics, доповненої другим текстурованим процесором. Таке додавання дозволило малювати дві текстури за один прохід, що звичайно ж дуже збільшило продуктивність відеокарти. Чіп працював тільки з тривимірним зображенням. Його частота становила 90-100 МГц, а в якості пам'яті використовувалася EDO DRAM з об'ємом 8 Мб і 12 Мб. Дозвіл картинки досягало 1024х768 пікселів при 12 Мб пам'яті і 800х600 у випадку з 8 Мб пам'яті при режимі кольору в 16 біт. Інноваційної була технологія SLI (Scan-Line Interleave), яка дозволяла спільно працювати відразу двом платам Voodoo2. Ці плати з'єднувалися за допомогою спеціального кабелю і кожна обробляла половину рядків на екрані.


У 1999 році компанія випустила третє покоління відеокарт - Voodoo3, які суміщають на одній платі 2D і 3D-прискорювачі. Частота ядра і пам'яті составляла 143 МГц, обсяг сягав 16 Мб на чіпах типу SGRAM. Відеокартою підтримувався 16-бітний колір. Максимальна роздільна здатність в режимі 3D становило 1600x1200 пікселів. Як інтерфейс використовувалися порти PCI або AGP 2x.


Відеоадаптер Intel i740


У 1998 році компанія Intel представив свій графічний адаптер Intel i740. Дана модель в першу чергу призначалася для систем, побудованих на базі процесорів Pentium II.


Адаптер був створений з використанням 350-нанометровій технології, частота ядра і відеопам'яті становила 66 МГЦ, ширина шини пам'яті - 64 біта. Обсяг пам'яті типу SDRAM або SGRAM досягав 16 Мб. Як інтерфейс використовувалася шина AGP або PCI. Відеокартою підтримувалося білінійної і трикутним текстурирование. Максимальна роздільна здатність становило 1280х1024 точки в 16-бітному кольорі і 1600х1200 в 8-бітному.

Відеоадаптер ATI Rage 128


У 1999 році вийшла відеокарта Rage 128, виготовлена ​​з 350-нанометровим техпроцесом. Частота ядра і пам'яті становила 103 МГц, RAMDAC - 250 МГц. Обсяг пам'яті доходив 32 Мб, використовувалася 128-бітна шина. Відеокарта підтримувала 32-бітний режим кольору.


Відеокарта підтримувала однопрохідну трилинейную фільтрацію і апаратне прискорення DVD-відео. Крім того Rage 128 працювала з технологією Twin Cache Architecture, об'єднуючи кеш-пам'ять пікселів і текстур для збільшення смуги пропускання. Також чіп мав суперскалярні рендерингом (SSR - Super Scalar Rendering), який здійснював обробку двох пікселів одночасно в двох конвеєрах.

Відеоадаптер GeForce 256


Все в тому ж 1999 році компанія NVIDIA випустила адаптер GeForce 256 (кодове ім'я NV10), який зміг випередити інших за рахунок відмінної функціональності. Це був вельми потужний 3D-акселератор, один з перших замінив вбудований геометричний співпроцесор. У нього було присутнє чотири конвеєри рендеринга з робочою частотою 120 МГц і 32 Мб пам'яті SDRAM. Частота ядра в режимі 3D досягала 120 МГц. Ширина шини відеопам'яті була 128-біт, а частота - 166 МГц. Підтримувалося дозвіл аж до 2048x1536 75 Гц.


В GeForce 256 були: інтегрований геометричний процесор перетворення координат і установка освітлення (T & L), кубічну текстурирование картами оточення (Сube environment mapping), проекція текстур (projective textures) і компресія текстур.


Розвиток відеокарт в 2000-х роках


VSA-100 і нове покоління Voodoo


Чіпсет VSA-100 (Voodoo Scalable Architecture - масштабована архітектура Voodoo) був випущений компанією 3dfx в червні 2000 року. Першою відеокартою, яка використала цей чіп (VSA-100х2) стала Voodoo5 5500. Виготовлена ​​з 250-нм техпроцесу, з 14 мільйонами транзисторів. Обсяг пам'яті SDRAM доходив до 64 Мб, з 128-бітної шиною. Частота графічного процесора і пам'яті становила 166 МГц. Вперше в відкритих Voodoo підтримувався 32-бітний колір в 3D, а також текстури з високою роздільною здатністю 2048x2048 точок. Для стиснення застосовувалися алгоритми FXT1 і DXTC. Особливістю Voodoo5 5500 була висока продуктивність при використанні згладжування.


Відеокарта випускалася з різними інтерфейсами, такими, як AGP, PCI і т.д. Також була доступна версія під Macintosh, що має два роз'єми (DVI і VGA).


Восени того ж року 3dfx випустила Voodoo4 4500 з обсягом пам'яті 32 Мб, яка використала один чіп VSA-100. Модель виявилася досить повільною і значно поступалася GeForce 2 MX і Radeon SDR.


Компанія 3Dfx анонсувала вихід продуктивної відеокарти Voodoo5 6000 з 4-х чіпах VSA-100 і з 128 Мб пам'яті. Але остаточно реалізувати проект так і не вдалося - серйозні фінансові труднощі збанкрутували 3Dfx.

Radeon DDR і SDR


Компанія ATI не відставала від прогресу і в 2000 році випустила процесор Radeon R100 (спочатку називався Rage 6). Він виготовлявся по 180-нм техпроцесу і підтримував технологію ATI HyperZ.


На основі R100 вийшли відеокарти Radeon DDR і SDR.


Radeon DDR випускався з об'ємом відеопам'яті 32 Мб або 64 Мб. Частоти ядра і пам'яті становили 183 МГц, використовувалася 128-бітна шина. У ролі інтерфейсу виступав AGP 4x. У відеокарти було 2 піксельних конвеєра.


Спрощена версія SDR відрізнялася від Radeon DDR типом використовуваної пам'яті і зниженими частотами (166 МГц). Обсяг пам'яті у Radeon SDR надавався тільки на 32 Мб.

GeForce 4


Наступною відеокартою компанії NVIDIA стала GeForce 4, яка вийшла в 2002 році. C такою назвою випускалися два типи графічних карт: високопродуктивні Ti (Titanium) і бюджетні MX.


Лінійка GeForce 4 Ti була представлена ​​моделями Ti 4400, Ti 4600 і Ti 4200. Відкрите відрізнялися тактовою частотою ядра і пам'яті. Обсяг відеопам'яті становив 128 Мб (у Ti 4200 пропонувався варіант і на 64 Мб). В Titanium використовувався 128-бітний 4-канальний контролер пам'яті з LightSpeed ​​Memory Architecture II, налічувалося 4 блоки рендеринга, 8 текстурних блоків, 2 T & L, була підсистема згладжування Accuview і шейдерний движок nFiniteFX II, що забезпечує повну підтримку DirectX 8.1 і OpenGL 1.3. Модель GeForce 4 Ti 4200 була найбільш розространеніе за рахунок високої продуктивності за прийнятною ціною.


GeForce 4 MX успадковували архітектуру GeForce 2 (з підвищеною швидкодією). Вони базувалися на чіпі NV17, виготовленого по 150-нм техпроцесу і складається з 27 мільйонів транзисторів. Обсяг відеопам'яті становив 64 Мб. У графічного процесора було 2 блоки рендеринга, 4 текстурних, 1 блок T & L, 128-бітний 2-канальний контролер пам'яті з LightSpeed ​​Memory Architecture II. Чіп також володів підсистемою згладжування Accuview.

GeForce FX


GeForce FX - п'яте покоління графічних процесорів, розроблених і випущених компанією NVIDIA з кінця 2002 до 2004 років. Одна з перших відеокарт серії GeForce FX володіла поліпшеними методами згладжування і анізотропної фільтрації. Вона підтримувала вершинні і піксельні шейдери версії 2.0. Завдяки 64-бітному та 128-бітного поданням кольору, підвищилася якість яскравих зображень. Чіп NV30 був виготовлений по 130-нм техпроцесу і працював з шиною на 128-біт AGP 8x, підтримуючи пам'ять DDR2.


GeForce FX була представлена ​​в різних модифікаціях: еntry-level (5200, 5300, 5500), mid-range (5600, 5700, 5750), high-end (5800, 5900, 5950), еnthusiast (5800 Ultra, 5900 Ultra, 5950 Ultra). Використовувалася шина на 126-біт і на 256-біт.


На базі NV30 було створено топове пристрій нового покоління - відеокарта GeForce FX 5800. Обсяг відеопам'яті досягав 256 Мб, частота ядра - 400 МГц, а пам'яті - 800 МГц. У 5800 Ultra частота ядра підвищилася до 500 МГц, а пам'яті - до 1000 МГц. Перші карти на основі NV30 оснащувалися інноваційною системою охолодження.

Radeon X1800 XT, X1900


На базі R520 була розроблена відеокарта Radeon X1800 XT. Карта оснащувалася пам'яттю типу GDDR3 об'ємом 256 Мб або 512 Мб, що працює на частоті 750 МГц. Використовувалася 256-бітна шина.


Відкрите Radeon X1800 XT недовго пробули на ринку. Незабаром їм на зміну прийшли адаптери серії Radeon X1900 XTХ на базі чіпа R580. Процесором повністю підтримувалися на апаратному рівні специфікації SM 3.0 (DirectX 9.0c) і HDR-Блендінг в форматі FP16 з можливістю спільного використання MSAA. У новому чіпі було збільшено кількість піксельних конвеєрів - до 48. Частоти ядра становила 650 МГц, а пам'яті - 775 МГц.


Ще через півроку вийшов чіп R580 + з новим контролером пам'яті, який працює зі стандартом GDDR4. Частота пам'яті була збільшена до 2000 МГц, при цьому шина залишалася 256-бітної. Основні характеристики чіпа залишилися колишніми: 48 піксельних конвеєрів, 16 текстурних і 8 верхових конвеєрів. Частота ядра становила 625 МГц, пам'яті було більше - 900 МГц.

GeForce GTX 480


У 2010 році NVIDIA представила GF100 з архітектурою Fermi, який ліг в основу відеокарти GeForce GTX 480. GF100 проводився по 40-нм техпроцесу і отримав 512 потокових процесорів. Частота ядра була 700 МГц, а пам'яті - 1848 МГц. Ширина шини склала 384-біт. Обсяг відеопам'яті GDDR5 досягав 1,5 Гб.


Чіпом GF100 підтримувалися DirectX 11 і Shader Model 5.0, а також нова технологія NVIDIA Surround, що дозволяє розгорнути додатки на три екрани, створюючи тим самим ефект повного занурення.


Чіпи Cypress і Cayman


Компанія AMD випустила 40-нм чіп Cypress. Розробники компанії вирішили поміняти підхід і не використовувати виключно буквено-цифрові значення. Поколінню чіпів почали привласнювати власні імена. Сам принцип архітектури Cypress продовжував ідеї RV770, але дизайн був перероблений. Удвічі збільшилася кількість потокових процесорів, текстурних модулів і блоків ROP. З'явилася підтримка DirectX 11 і Shader Model 5.0. У Cypress з'явилися нові методи стиснення текстур, які дозволили розробникам використовувати великі за обсягом текстури. Також AMD представила нову технологію Eyefinity, повним аналогом якої пізніше стала технологія NVIDIA Surround.


Чіп Cypress був реалізований в серії відеокарт Radeon HD 5000. Незабаром AMD випустила і двочіпової рішення Radeon HD 5970. В цілому Cypress виявився дуже успішним.


Серія відеокарт Radeon HD 6000, випущена в кінці 2010 року, була покликана конкурувати з акселераторами GeForce GTX 500. В основі графічних адаптерів лежав чіп Cayman. У ньому застосовувалася трохи інша архітектура VLIW4. Кількість потокових процесорів становило 1536 штук. Зросла кількість текстурних модулів - їх стало 96. Також Cayman вмів працювати з новим алгоритмом згладжування Enhanced Quality AA. Ширина шини пам'яті чіпа становила 256-біт. Відкрите використовували GDDR5-пам'ять.


GeForce GTX 680


Починаючи з 2011 року NVIDIA випустила покоління графічних прискорювачів. Однією з примітних моделей була відеокарта GeForce GTX 680, заснована на чіпі GK104, проводиться за 28-нм техпроцесу. Частота роботи ядра 1006 МГц, частота роботи пам'яті 6008 МГц, шина 256-біт GDDR5.


У 2013 року компанія представила чіп GK110, на якому грунтуються флагманські відеокарти GeForce GTX 780 і ​​GeForce GTX Titan. Використовувалася шина 384-біт GDDR5, а обсяг пам'яті підвищився до 6 Гб.


Структура


Друкована плата — пластина з діелектрика, на якій прокладено провідні доріжки, що пов'язують різні складові відеокарти.


Шина підключення — комп'ютерна шина, через яку відеокарта обмінюється інформацією з материнською платою. Стандартними є AGP і PCI-E. Іноді PCI або ISA.


Графічний процесор (відеопроцесор, GPU (Graphics processing unit) — процесор, який обчислює інформацію, що виводиться на монітор. Може брати на себе частину обчислень з центрального процесора.


Відеопам'ять — мікросхеми, в які тимчасово поміщається інформація, обчислена графічним процесором. Відеопам'ять може бути виділена з основної оперативної пам'яті системи, в цьому випадку говорять про розподілену (shared) пам'ять. Як правило, чипи оперативної пам'яті припаяні прямо до друкованої плати, на відміну від знімних модулів системної пам'яті, які вставляються в стандартизовані розніми материнських плат.


Відеоконтролер (Video Display Controller, VDC) — мікросхема, що формує вихідний сигнал, який передається на монітор.


RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) або цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП) — пристрій, що здійснює перетворення цифрових результатів роботи відеокарти в аналоговий сигнал, який відображається на моніторі. Можливостями цього пристрою визначається максимальна роздільність, кількість кольорів, насиченість картинки, частота кадрів.


Відео-ROM (Video ROM, Video BIOS) — мікросхема, що зберігає в собі правила і алгоритми взаємодій частин відеокарти.


Інтерфейси виведення (Output interfaces) — аналогові чи цифрові інтерфейси, які забезпечують передачу даних від відеокарти до дисплея. Зазвичай використовуються HDMI (цифровий), DVI (цифровий) та VGA (аналоговий).


Система охолодження — пристрій, що здійснює відведення і розсіювання тепла від відеопроцесора та інших складових відеокарти. Зазвичай це кулер (радіатор разом із вентилятором). Забезпечує стабільну роботу і не допускає ушкодження деталей від їх надмірного нагріву. Системи охолодження бувають активні (вентилятор з радіатором) чи пасивні (тільки радіатор). Раніше відеокарти випускались взагалі без охолодження, зараз трапляються відеоприскорювачі, вбудовані в материнську плату або процесор. Такі можуть мати активне, пасивне, взагалі не мати охолоджувального пристрою чи мати спільне охолодження (відеоприскорювач інтегрований в процесор). У разі відсутності активного охолодження, цей процес відбувається завдяки повітряним потокам, що циркулюють в системному блоці за рахунок вентиляторів в блоці живлення разом з вентилятором на процесорі.

Характеристики


Відеопроцесор

Робоча частота відеопроцесора — вимірюється в мегагерцах, тобто мільйонах тактів на секунду. Що вища частота, то більше відеопроцесор може обробити даних за одиницю часу.

Блоки — частини відеопроцесора, які обчислюють окремі елементи зображення: текстури, вершини, геометрію. Що більше відповідних блоків, то швидше процесор виконує операції з елементами зображення. Блоки можуть мати різну частоту, відповідно менша їх кількість компенсується вищою частотою.

Відеопам'ять

Обсяг відеопам'яті — пам'ять використовується для зберігання елементів зображення (текстур, вершин, даних буферів і т. д.) які будуть виведені на монітор. Вимірюється в мегабайтах і гігабайтах. Обсяг не визначає напряму продуктивність відеокарти, а лише в поєднанні з іншими характеристиками. Проте багато комп'ютерних програм вимагають певного мінімуму відеопам'яті, особливо програми для роботи з графікою і відеоігри.

Частота відеопам'яті — визначає скільки операцій записування/читання може виконатися за такт. Ця характеристика тісно пов'язана з типом пам'яті, зазвичай використовується спеціальна GDDR. Пізніші типи мають швидшу передачу даних, так GDDR3 повільніша за GDDR5.

Розрядність шини — визначає як швидко пам'ять обмінюється даними з відеопроцесором. Вимірюється в бітах: 64, 128, 256, 512 і т. д. Часто виробники компенсують повільність відеопам'яті більшою розрядністю шини, або навпаки — зменшують розрядність, натомість використовують пам'ять з вищою частотою.
Система охолодження на відеокарті Sapphire Radeon R9 290X

Охолодження

Зі зростанням навантаження на відеопроцесор його температура зростає, що призводить до пропуску тактів чи навіть може спричинити деформацію та розплавлення деталей відеокарти. Для уникнення цього використовуються системи охолодження. Їхній дизайн визначається виробником графічного процесора (тоді зветься референсним) або карти загалом чи користувача (кастомний).
Пасивне — складається з радіатора, який відводить зайве тепло. Що складніша форма радіатора, то більшою є його площа і можливості до відведення тепла.

Активне — складається з радіатора і вентилятора, іноді має систему охолодження рідиною: водою чи рідким азотом. Кулер створює потік повітря, який охолоджує радіатор. Потужніші кулери створюють більше шуму, але часто ними можна керувати через спеціальні програми.

Форм-фактор

Низькопрофільні — мають невеликі розміри, займають один слот розширення в ПК (50-60 мм у висоту). Як правило мають порівняно невисоку продуктивність, але можуть встановлюватися в невеликі корпуси, ноутбуки, нетбуки.

Повнопрофільні — мають великі розміри, декоративні й охолоджувальні кожухи, великі радіатори і кулери, зазвичай займають два слоти розширення.


Використання відеокарт для неграфічних задач

Паралельні обчислення

Паралельні обчислення — це форма обчислень, в яких кілька дій проводяться одночасно. Ґрунтуються на тому, що великі задачі можна розділити на кілька менших, кожну з яких можна розв'язати незалежно від інших.

Є кілька різних рівнів паралельних обчислень: бітовий, інструкцій, даних та паралелізм задач. Паралельні обчислення застосовуються вже протягом багатьох років, в основному в високопродуктивних обчисленнях, але зацікавлення ним зросло тільки недавно, через фізичні обмеження зростання частоти.. Оскільки споживана потужність (і відповідно виділення тепла) комп'ютерами стало проблемою в останні роки, паралельне програмування стає домінуючою парадигмою в комп'ютерній архітектурі, основному в формі багатоядерних процесорів.

Паралельні комп'ютери можуть бути грубо класифіковані згідно з рівнем, на якому апаратне забезпечення підтримує паралелізм: багатоядерність, багатопроцесорність — комп'ютери, що мають багато обчислювальних елементів в межах одної машини, а також кластери, MPP, та ґрід — системи що використовують багато комп'ютерів для роботи над одним завданням. Спеціалізовані паралельні архітектури іноді використовуються поряд з традиційними процесорами, для прискорення особливих задач.

Програми для паралельних комп'ютерів писати значно складніше, ніж для послідовних, бо паралелізм додає кілька нових класів потенційних помилок, серед яких найпоширенішою є стан гонитви. Комунікація, та синхронізація процесів зазвичай одна з найбільших перешкод для досягнення хорошої продуктивності паралельних програм.

Майнінг криптовалют — діяльність з підтримки розподіленої платформи і створення нових блоків з можливістю отримати винагороду в формі емітованої валюти і комісійних зборів у різних криптовалютах, зокрема в Біткоїнах. Вироблені обчислення потрібні для забезпечення захисту від повторного використання одних і тих же одиниць валюти, а зв'язок майнінгу з емісією стимулює людей витрачати свої обчислювальні потужності і підтримувати роботу мереж.

Завдяки високій обчислювальній потужності у 2010 році і до сьогодні набув поширення майнінг (англ. mining, дослівно «видобуток») криптовалют за допомогою графічних процесорів. Він здійснюється шляхом підбору геш-коду з-поміж численних комбінацій за допомогою спеціальних програм - манерів. Графічні процесори в цьому випадку більш ефективні за центральні, позаяк передусім розраховані на однотипні часто повторювані задачі. Валюта зараховується на попередньо створений електронний гаманець або майнінг-пул, де розділяється серед учасників процесу в залежності від внеску у видобуток.

Для збільшення виходу криптовалюти відеокарти об'єднуються на так званих фермах: комп'ютерах, материнська плата яких має кілька слотів підключення графічних адаптерів, наділених потужним блоком живлення і ефективною системою охолодження. Обмеження драйверів відеокарт зазвичай не дозволяють використовувати на одній платі понад 4-8 відеоадаптерів.

Пік популярності майнінгу відбувся в травні-липні 2017 року через різке зростання курсу криптовалют. Типова ферма за курсу біткоїна до $3000 могла окупитися вже за 3-4 місяці. Це швидко спричинило стрибок цін на відеокарти, дефіцит потужних геймерських карт і випуск спеціалізованих саме для майнінгу карт і материнських плат. На кінець 2018 року ціни помітно стабілізувалися, проте видобуток криптовалют ще довгий час буде однією з неграфічних задач відеоадаптерів.
скачати

© Усі права захищені
написати до нас