آبجی
4th October 2009, 03:05 PM
http://pcmag.persiangig.com/image/Pcmagblog/Hardware/VGA.jpg
در ميان ما افرادي وجود دارند كه گمان مي‌كنند عملكرد واقعي كارت‌هاي ويدئويي منحصر به بازي‌هاي رايانه‌اي است. اما كارت‌هاي ويديويي از پس كارهاي بسيار بيشتري به‌جز بازي‌هاي رايانه‌اي برمي‌آيند. پس از خواندن اين متن درخواهيد يافت كه حافظه بالاتر يك كارت گرافيك، معيار برتري يك كارت ويدئويي نيست، چرا كه فاكتورهاي مهم‌تري وجود دارند. كارت‌ويدئويي كه به آن، كارت شتاب‌دهنده گرافيكي يا كارت گرافيكي نيز مي‌گويند، به‌طور كلي به كارت مستقل توسعه‌دهنده‌اي اطلاق مي‌شود كه به شيار مادربرد اضافه مي‌شود و عملكردي مشابه عملكرد كنترل‌كننده گرافيكي تعبيه شده در مادر برد دارد.
برخي از كارت‌هاي گرافيكي، كاربردهاي بيشتري در اختيار كاربر قرار مي‌دهند: قابليت ميكس فيلم، رمزگشايي 2MPEG- و 4MPEG-، پشتيباني از FireWire1 ، پشتيباني از ماوس و قلم‌نوري، اتصالات دسته بازي2 و اتصال چندين مانيتور همزمان. تصور اشتباهي كه در مورد كارت‌هاي گرافيكي وجود دارد، اين است كه آن‌ها فقط به درد بازي‌هاي رايانه‌اي مي‌خورند. ولي اين تصور را، تفاهم توليدكنندگان كارت‌هاي گرافيك و بازي‌هاي رايانه‌اي به‌وجود آورده‌اند. كارت‌هاي گرافيكي قابليت‌هاي گسترده‌تري دارند و بسته به كيفيت‌شان، تصوير شفاف‌تري به مانيتور مي‌دهند. اولين كارت ويدئويي منطبق با كامپيوترهاي IBM PC، به‌همراه اولين كامپيوتر آي‌بي‌ام در سال 1981 توليد شد و به بازار آمد. اين كارت گرافيك MDA3، خروجي تك‌رنگ مي‌داد و تنها در محيط متن و طول و عرض 25×80 كارايي داشت و از حافظه جانبي 4 كيلوبايتي برخوردار بود.
جزئيات
امروزه كارت‌هاي گرافيكي از مداري تشكيل شده‌است كه چندين مولفه روي آن سوار شده است كه متشكل‌است از:
1– واحد پردازش گرافيكي
واحد پردازش گرافيكي GPU)4)، ريزپردازنده‌اي اختصاصي است كه براي محاسبات با مميز شناور، كه از اصول اوليه تصاوير گرافيكي سه‌بعدي است، تنظيم و بهينه شده است. ويژگي‌هاي اصلي GPU عبارت است از: 1) نرخ زمان‌سنجي هسته‌اي كه دامنه آن در كارت‌هاي گرافيك از 250 تا 850 مگاهرتز متغير است.2) تعداد خط‌لوله‌ها5 (سايه‌زن‌هاي قطعه و راس) كه از اركان اساسي تبديل تصوير سه‌بعدي متشكل از رئوس و خط‌ها به تصوير دو بعدي متشكل از نقاط (پيكسل‌ها) است.
2- BIOS ويدئويي
ابزار يا باياس6 ويدئويي برنامه اصلي است كه بر عملكرد كارت ويدئويي نظار مي كند و دستورالعمل‌هاي مورد نياز براي برقراري ارتباط ميان كامپيوتر و نرم‌افزار با كارت را فراهم مي‌كند و ممكن است اطلاعات زمان‌سنجي حافظه، سرعت‌هاي عملياتي، ولتاژهاي پردازشگر گرافيكي، حافظه جانبي و اطلاعات ديگر را در بر داشته باشد.
3– حافظه ويدئويي
اگر كارت ويدئويي در داخل مادربرد تعبيه شده باشد (به‌اصطلاح On-Board باشد)، در اين صورت از حافظه اصلي سيستم (RAM) استفاده خواهد كرد كه خروجي ضعيفي خواهد داشت. اما اگر كارت ويدئويي جداي سيستم باشد، در اين صورت حافظه‌جانبي مختص خود (Dedicated) دارد كه حافظه ويدئويي ناميده مي‌شود.
ظرفيت حافظه كارت‌هاي امروزي از 128 مگابايت تا 4 گيگابايت متفاوت است. از آن‌جايي كه حافظه ويدئويي بايد از طريق واحد پردازش گرافيكي و مدارات نمايشي در دسترس قرار گيرد. در اين‌صورت نياز به زمان دسترسي به حافظه بالايي دارد. نرخ دسترسي در كارت‌هاي امروزي بين 400 مگاهرتز تا 8/3 گيگاهرتز است.
از حافظه ويدئويي فقط در واحد پردازش گرافيكي استفاده نمي‌شود و ممكن است براي ذخيره داده‌هاي ديگري از قبيل بافرZ كه عمق تصاوير سه‌بعدي را تعيين مي‌كند، پس‌زمينه‌ها، بافرهاي راس و برنامه‌هاي سايه‌زني كامپايل‌شده نيز استفاده شود.
4- RAMDAC
RAMDAC يا حافظه دستيابي تصادفي مدل ديجيتال به آنالوگ، سيگنال‌هاي ديجيتال را براي استفاده نمايشگر كه داده‌هاي آنالوگ مي‌گيرد، به سيگنال آنالوگ تبديل مي‌كند. اين مبدل، بنا به تعداد بيت‌هاي استفاده شده و نرخ انتقال دادهRAMDAC، قادر خواهد بود از نرخ‌هاي متفاوتي دوباره‌سازي تصوير7 كامپيوتر پشتيباني كند. در نمايشگرهاي CRT، به‌منظور به‌حداقل‌رساندن ميزان چشمك زدن بهتر است همواره با نرخ دوباره‌سازي بالاتر از 75 هرتز كار كرد و هرگز سراغ نرخ‌هاي 60 و پايين‌تر نرفت. (در نمايشگرهاي LCD، مشكل چشمك زدن به‌علت پايين بودن نرخ دوباره‌سازي تصوير وجود ندارد.)
با توجه به رشد محبوبيت نمايشگرهاي كامپيوتري ديجيتال و يكپارچگي RAMDAC با GPU، ديگر در كارت‌هاي گرافيك فوق‌مدرن اين مولفه، به‌عنوان بخشي مستقل حذف شده است. تمام LCDهاي متداول و نمايشگرهاي پلاسما و تلويزيون‌هاي امروزي در قلمروي ديجيتال‌اند و نيازي به RAMDAC ندارند.
خروجي‌ها
رايج‌ترين سيستم‌هاي ارتباطي ميان كارت‌هاي گرافيكي و نمايشگرها عبارتند از:
1- VGA، آرايه گرافيك ويدئويي
استاندارد آنالوگ كه در اواخر دهه 80 ميلادي پذيرفته شد، براي نمايشگرهاي CRT8 طراحي شده است كه به آن كابل VGA9 نيز مي‌گويند. برخي از مشكلات اين استاندارد، نويزهاي الكتريكي، شكستگي تصوير و تشخيص خطا است.
2- DVI، واسط تصويري ديجيتال
استانداردهاي واسط تصويري ديجيتال10 براي نمايشگرهايي از قبيل نمايشگرهاي صفحه‌تخت (LCD)ها، پلاسماها، نمايشگرهاي وضوح‌بالاي تلويزيوني) و ويدئوپروژكتورها طراحي شده است. اين استاندارد از بروز شكستگي تصوير و نويزهاي الكتريكي جلوگيري مي‌كند و هر نقطه خروجي را با حفظ وضوح، با هر نقطه از نمايشگر متناظر مي‌كند. 3- VIVO، ويدئو ورودي، ويدئو خروجي
استاندارد VIVO11 براي ارتباط با تلويزيون، DVDخوان‌ها، دوربين‌هاي فيلم‌برداري، كنسول هاي بازي نيز در بر گرفته شده‌اند و اغلب به صورت 2 رابط 9 پين، يا 4 رابط (ورودي خروجي S-VIDEO و ورودي خروجي كامپوزيت)، يا 6 رابط (ورودي خروجي S-VIDEO، خروجي PB، خروجي DR، خروجي V و همچنين خروجي و ورودي كامپوزيت) وجود دارند.
پي‌نوشت‌ها
1. اتصال استاندارد سريال براي ارتباط فوق‌سريع، نام ديگر اين ارتباط 1394 IEEE است.
Joystick. 2
Monochrome Display Adapter.3
Graphic Processing Unit.4
Pipeline.5
Basic Input/Outpou System.6
Refresh Rate.7
Cathod Ray Tube.8
Video Graphic Adapter.9
Digital Video Interchange.10
Video In, Video Out.11
در ميان ما افرادي وجود دارند كه گمان مي‌كنند عملكرد واقعي كارت‌هاي ويدئويي منحصر به بازي‌هاي رايانه‌اي است. اما كارت‌هاي ويديويي از پس كارهاي بسيار بيشتري به‌جز بازي‌هاي رايانه‌اي برمي‌آيند. پس از خواندن اين متن درخواهيد يافت كه حافظه بالاتر يك كارت گرافيك، معيار برتري يك كارت ويدئويي نيست، چرا كه فاكتورهاي مهم‌تري وجود دارند. كارت‌ويدئويي كه به آن، كارت شتاب‌دهنده گرافيكي يا كارت گرافيكي نيز مي‌گويند، به‌طور كلي به كارت مستقل توسعه‌دهنده‌اي اطلاق مي‌شود كه به شيار مادربرد اضافه مي‌شود و عملكردي مشابه عملكرد كنترل‌كننده گرافيكي تعبيه شده در مادر برد دارد.
برخي از كارت‌هاي گرافيكي، كاربردهاي بيشتري در اختيار كاربر قرار مي‌دهند: قابليت ميكس فيلم، رمزگشايي 2MPEG- و 4MPEG-، پشتيباني از FireWire1 ، پشتيباني از ماوس و قلم‌نوري، اتصالات دسته بازي2 و اتصال چندين مانيتور همزمان. تصور اشتباهي كه در مورد كارت‌هاي گرافيكي وجود دارد، اين است كه آن‌ها فقط به درد بازي‌هاي رايانه‌اي مي‌خورند. ولي اين تصور را، تفاهم توليدكنندگان كارت‌هاي گرافيك و بازي‌هاي رايانه‌اي به‌وجود آورده‌اند. كارت‌هاي گرافيكي قابليت‌هاي گسترده‌تري دارند و بسته به كيفيت‌شان، تصوير شفاف‌تري به مانيتور مي‌دهند. اولين كارت ويدئويي منطبق با كامپيوترهاي IBM PC، به‌همراه اولين كامپيوتر آي‌بي‌ام در سال 1981 توليد شد و به بازار آمد. اين كارت گرافيك MDA3، خروجي تك‌رنگ مي‌داد و تنها در محيط متن و طول و عرض 25×80 كارايي داشت و از حافظه جانبي 4 كيلوبايتي برخوردار بود.
جزئيات
امروزه كارت‌هاي گرافيكي از مداري تشكيل شده‌است كه چندين مولفه روي آن سوار شده است كه متشكل‌است از:
1– واحد پردازش گرافيكي
واحد پردازش گرافيكي GPU)4)، ريزپردازنده‌اي اختصاصي است كه براي محاسبات با مميز شناور، كه از اصول اوليه تصاوير گرافيكي سه‌بعدي است، تنظيم و بهينه شده است. ويژگي‌هاي اصلي GPU عبارت است از: 1) نرخ زمان‌سنجي هسته‌اي كه دامنه آن در كارت‌هاي گرافيك از 250 تا 850 مگاهرتز متغير است.2) تعداد خط‌لوله‌ها5 (سايه‌زن‌هاي قطعه و راس) كه از اركان اساسي تبديل تصوير سه‌بعدي متشكل از رئوس و خط‌ها به تصوير دو بعدي متشكل از نقاط (پيكسل‌ها) است.
2- BIOS ويدئويي
ابزار يا باياس6 ويدئويي برنامه اصلي است كه بر عملكرد كارت ويدئويي نظار مي كند و دستورالعمل‌هاي مورد نياز براي برقراري ارتباط ميان كامپيوتر و نرم‌افزار با كارت را فراهم مي‌كند و ممكن است اطلاعات زمان‌سنجي حافظه، سرعت‌هاي عملياتي، ولتاژهاي پردازشگر گرافيكي، حافظه جانبي و اطلاعات ديگر را در بر داشته باشد.
3– حافظه ويدئويي
اگر كارت ويدئويي در داخل مادربرد تعبيه شده باشد (به‌اصطلاح On-Board باشد)، در اين صورت از حافظه اصلي سيستم (RAM) استفاده خواهد كرد كه خروجي ضعيفي خواهد داشت. اما اگر كارت ويدئويي جداي سيستم باشد، در اين صورت حافظه‌جانبي مختص خود (Dedicated) دارد كه حافظه ويدئويي ناميده مي‌شود.
ظرفيت حافظه كارت‌هاي امروزي از 128 مگابايت تا 4 گيگابايت متفاوت است. از آن‌جايي كه حافظه ويدئويي بايد از طريق واحد پردازش گرافيكي و مدارات نمايشي در دسترس قرار گيرد. در اين‌صورت نياز به زمان دسترسي به حافظه بالايي دارد. نرخ دسترسي در كارت‌هاي امروزي بين 400 مگاهرتز تا 8/3 گيگاهرتز است.
از حافظه ويدئويي فقط در واحد پردازش گرافيكي استفاده نمي‌شود و ممكن است براي ذخيره داده‌هاي ديگري از قبيل بافرZ كه عمق تصاوير سه‌بعدي را تعيين مي‌كند، پس‌زمينه‌ها، بافرهاي راس و برنامه‌هاي سايه‌زني كامپايل‌شده نيز استفاده شود.
4- RAMDAC
RAMDAC يا حافظه دستيابي تصادفي مدل ديجيتال به آنالوگ، سيگنال‌هاي ديجيتال را براي استفاده نمايشگر كه داده‌هاي آنالوگ مي‌گيرد، به سيگنال آنالوگ تبديل مي‌كند. اين مبدل، بنا به تعداد بيت‌هاي استفاده شده و نرخ انتقال دادهRAMDAC، قادر خواهد بود از نرخ‌هاي متفاوتي دوباره‌سازي تصوير7 كامپيوتر پشتيباني كند. در نمايشگرهاي CRT، به‌منظور به‌حداقل‌رساندن ميزان چشمك زدن بهتر است همواره با نرخ دوباره‌سازي بالاتر از 75 هرتز كار كرد و هرگز سراغ نرخ‌هاي 60 و پايين‌تر نرفت. (در نمايشگرهاي LCD، مشكل چشمك زدن به‌علت پايين بودن نرخ دوباره‌سازي تصوير وجود ندارد.)
با توجه به رشد محبوبيت نمايشگرهاي كامپيوتري ديجيتال و يكپارچگي RAMDAC با GPU، ديگر در كارت‌هاي گرافيك فوق‌مدرن اين مولفه، به‌عنوان بخشي مستقل حذف شده است. تمام LCDهاي متداول و نمايشگرهاي پلاسما و تلويزيون‌هاي امروزي در قلمروي ديجيتال‌اند و نيازي به RAMDAC ندارند.
خروجي‌ها
رايج‌ترين سيستم‌هاي ارتباطي ميان كارت‌هاي گرافيكي و نمايشگرها عبارتند از:
1- VGA، آرايه گرافيك ويدئويي
استاندارد آنالوگ كه در اواخر دهه 80 ميلادي پذيرفته شد، براي نمايشگرهاي CRT8 طراحي شده است كه به آن كابل VGA9 نيز مي‌گويند. برخي از مشكلات اين استاندارد، نويزهاي الكتريكي، شكستگي تصوير و تشخيص خطا است.
2- DVI، واسط تصويري ديجيتال
استانداردهاي واسط تصويري ديجيتال10 براي نمايشگرهايي از قبيل نمايشگرهاي صفحه‌تخت (LCD)ها، پلاسماها، نمايشگرهاي وضوح‌بالاي تلويزيوني) و ويدئوپروژكتورها طراحي شده است. اين استاندارد از بروز شكستگي تصوير و نويزهاي الكتريكي جلوگيري مي‌كند و هر نقطه خروجي را با حفظ وضوح، با هر نقطه از نمايشگر متناظر مي‌كند. 3- VIVO، ويدئو ورودي، ويدئو خروجي
استاندارد VIVO11 براي ارتباط با تلويزيون، DVDخوان‌ها، دوربين‌هاي فيلم‌برداري، كنسول هاي بازي نيز در بر گرفته شده‌اند و اغلب به صورت 2 رابط 9 پين، يا 4 رابط (ورودي خروجي S-VIDEO و ورودي خروجي كامپوزيت)، يا 6 رابط (ورودي خروجي S-VIDEO، خروجي PB، خروجي DR، خروجي V و همچنين خروجي و ورودي كامپوزيت) وجود دارند.
پي‌نوشت‌ها
1. اتصال استاندارد سريال براي ارتباط فوق‌سريع، نام ديگر اين ارتباط 1394 IEEE است.
Joystick. 2
Monochrome Display Adapter.3
Graphic Processing Unit.4
Pipeline.5
Basic Input/Outpou System.6
Refresh Rate.7
Cathod Ray Tube.8
Video Graphic Adapter.9
Digital Video Interchange.10
Video In, Video Out.11