Видеокарта

Видеокарта – устройство, обеспечивающее вывод информации на монитор. Необходимость в видеокарте объясняется тем, что мониторы управляются аналоговыми сигналами, а компьютер работает с числами, т. е. видеокарта преобразовывает числовые сигналы в аналоговые.

Происходящее на рынке графических адаптеров в немалой степени напоминает ситуацию на рынке системных плат: основные тенденции и направления развития определяются действиями двух лидирующих изготовителей процессоров — графических и центральных. На рынок системных плат противоборство Intel и AMD влияет в меньшей степени, поскольку кроме ЦП эти платы содержат наборы микросхем системной логики и другие компоненты, прямо не зависящие от процессорных технологий. Возможности же современного графического адаптера почти полностью определяются его базовой микросхемой (графическим процессором), поэтому их развитие проходит в русле конкурентной борьбы компаний ATI и NVIDIA — лидирующих разработчиков графических технологий и микросхем.

В настоящее время на рынке присутствует почти три десятка моделей графических микросхем, выпускаемых серийно ATI и NVIDIA (количество адаптеров на них можно примерно оценить путем умножения этой цифры на число производителей графических плат). Не следует забывать и о продукции компаний Matrox, SiS, Trident и S3.

Что касается профессиональных графических адаптеров, применяемых в высокопроизводительных рабочих станциях для решения задач трехмерного моделирования и автоматического проектирования (CAD), то можно считать, что изделиям, построенным на базе самых высокопроизводительных микросхем ATI и NVIDIA, противостоят специализированные микросхемы, например компании 3Dlabs. Однако самые мощные, профессиональные графические контроллеры для рабочих станций, равно как и самые миниатюрные — встраиваемые в наборы микросхем системной логики и портативные компьютеры, — здесь рассматривать не будем.

Архитектура видеоадаптера

Необходимость в создании отдельного контроллера, обеспечивающего вывод изображения, была вызвана тем, что использовавшиеся в первых ПК мониторы были построены по ЭЛТ-технологии. Для управления электронно-лучевой трубкой необходим аналоговый сигнал — преобразование цифровой информации об изображении в аналоговый управляющий сигнал, что стало первой задачей графических адаптеров. Любой, в том числе и современный графический адаптер содержит три цифроаналоговых преобразователя-ЦАП (по одному на каждый из основных цветов) и память — так называемый кадровый буфер. Информация о каждой точке экрана считывается последовательно из кадрового буфера и превращается в аналоговый сигнал цифроаналоговым преобразователем. Модуль, состоящий из кадрового буфера (RAM) и трех ЦАП (DAC), носит название RAMDAC. Для построения изображения с разрешением 16001200 при частоте обновления экрана 75 Гц необходимо 144 млн обращений к кадровому буферу в секунду, т. е. RAMDAC должен работать на частоте 144 МГц. Современные графические адаптеры оснащаются 400 МГц RAMDAC, которые обеспечивают получение изображения с гораздо большим разрешением. Что касается цветопередачи, то для формирования изображения с 16 млн цветов необходимо использовать 24 бит информации на точку — 8 бит на каждый цветовой канал. Используемые в настоящее время RAMDAC оборудованы, как правило, 10-разрядными ЦАП. Необходимо отметить, что современные графические микросхемы оснащаются, как правило, сразу двумя RAMDAC, что позволяет вывести изображение одновременно на два монитора.