Placa video - Generalităţi
Placa Video (PV) este responsabila cu afișarea imaginilor pe ecranul monitorului. Ea este a doua componenta, după procesor, care determina performanța unui calculator și de aceea și în cazul ei este recomandat să nu facem economie atunci cînd dorim să o cumpărăm.
PV contine un procesor specializat numit GPU (Graphics Processing Unit) sau VPU (Visual Processing Unit) care face o parte din calculele necesare pentru afișarea imaginilor, cealalta parte a acestor calcule fiind făcută de procesorul calculatorului (CPU). Fiecare PV are și o cantitate de memorie RAM inclusa pe ea care este folosită de GPU, de exemplu pentru a stoca texturile obiectelor (elemente de peisaj, personaje, etc.) intilnite în jocuri.
Placa video afiseaza pe ecranul monitorului imagini de două tipuri și anume în două dimensiuni (2D) și în trei dimensiuni (3D), cu mentiunea că imaginile 3D sînt evident tot în două dimensiuni (fiind afisate pe ecran, care este o suprafața plata), însă în cazul lor este creata senzatia (iluzia) perspectivei, adică a unui spatiu în trei dimensiuni aflat dincolo de ecranul monitorului. Imaginile 2D sînt folosite în special pentru elementele de interfata (ferestrele, barele, butoanele, etc) ale softurilor, iar imaginile 3D sînt folosite în special pentru jocurile 3D (practic aproape toate jocurile publicate incepind cu anul 2000, indiferent de tipul lor).
Puterea unei plăci video, care se reflecta bineinteles în preț, consta în capacitatea ei de a oferi animatii cît mai fluide (cursive, fără sacadari) în jocurile 3D. Placa video creeaza de fapt imagini statice (cadre, similare cu niște diapozitive), însă inlantuirea acestora la o viteza mare (peste 30-40 de cadre pe secunda) produce ochiului senzatia că elementele prezente în imagini (personaje, vehicule, etc.) se afla în miscare, la fel cum inlantuirea rapidă a cadrelor de pe rola unui film produce senzatia de miscare. Acest proces de creare a imaginilor 3D devine evident atunci cînd încercam să rulam un joc 3D pe o PV mai slaba și rezultatul este că actiunea jocului se desfasoara sacadat, semanind uneori cu o sesiune de vizionare a unor diapozitive ("slideshow").
Crearea unei imagini 3D este o operatiune complexa, care se desfasoara în două etape mari ("geometrica" și "grafica") la care participa atît procesorul central (CPU) cît și procesorul grafic (GPU - VPU). În etapa "geometrica" sînt calculate coordonatele în spatiu ale tuturor elementelor care compun o imagine (scena) și de asemenea sînt calculate valorile necesare aplicarii efectelor grafice care fac ca imaginea să para cît mai realista (umbre, culori, texturi, toate în raport cu unghiul de vedere al scenei). În etapa "grafica" se trece la modificarea propriu-zisa a scenei în conformitate cu calculele facute în etapa "geometrica", adică se adauga texturile, culorile și umbrele obiectelor prezente în scena și se obtine imaginea finala, procedeu numit "randare" ("rendering"). Etapa "geometrica" era realizata de obicei de CPU, însă în PV moderne ea este realizata (exclusiv sau cu ajutorul CPU) de către GPU prin unitatea de "transformare și iluminare" ("transform & lightning" - T&L) prezenta pe cipul grafic. Etapa "grafica" este realizata de către PV care prelucreaza pixelii care compun imaginea și le adauga texturi pe care apoi le optimizeaza în așa fel încît efectul să fie cît mai realist. Scena finala rezultata ("cadrul") depinde deci foarte mult de capacitatea PV de a-și executa operatiile cît mai bine (fără defecte de texturare, artefacte cromatice, etc.) și într-un timp cît mai scurt.
Randarea imaginii finale este realizata de PV cu ajutorul unor "conducte de randare" ("rendering pipelines" sau "pixel pipelines") în cadrul cărora se desfasoara operatiile de prelucare a pixelilor. Fiecare conducta de randare foloseste un anumit număr de "unitati de mapare a texturilor" ("texture mapping units") a caror funcție este de a aplica texturi pe suprafetele obiectelor prezente în imagine, suprafete alcătuite din pixeli. Aplicarea texturilor seamana foarte bine cu aplicarea unui tapet pe un perete sau cu acoperirea unui obiect cu o stofa (de ex. asezarea unei fete de masa) cu mentiunea că pe un obiect dintr-o imagine 3D se aplica de obicei mai multe texturi pentru a obtine efecte realiste, de exemplu pentru a simula o suprafața cu protuberante sau una zgiriata.
Performanța unei plăci video este dată de insumarea mai multor factori printre care cei mai importanti sînt frecvența de ceas a procesorului grafic, frecvența de ceas a memoriei RAM (și cantitatea ei) de pe PV, numarul de conducte de randare și numarul de unitati de texturare continute de fiecare conducta. Un alt factor important este tipul magistralei de memorie ("memory bus"), prin care sînt transferate date între cipul grafic și memoria RAM de pe placa video. Cele mai performante plăci au o magistrala de memorie pe 256 biți, plăcile cu performanțe medii și obișnuite au o magistrala de memorie pe 128 biți, iar plăcile cu performanțe scăzute (nerecomandate pentru jocuri) au o magistrala de memorie pe 64 biți.
Placa Video se fixeaza pe placa de bază într-un orificiu alungit numit slot. Acesta poate fi de tip AGP (cel mai frecvent), PCI Express (standardul cel mai performant, care a inceput să fie folosit de abia incepind cu anul 2004) sau PCI (foarte putine PV îl folosesc în prezent). Modul de transfer a datelor video prin portul AGP este de 1X, 2X, 4X sau 8X dar asta nu inseamna că un mod de transfer de 8X este de două ori mai bun decît de cel 4X, ele avînd performanțe apropiate, evident cu un plus de performanță pentru 8X. Standardul PCI Express x16 creste semnificativ cantitatea de date care poate fi transferata intre placa video si sistem (in speta cipsetul NorthBridge de pe PB), asa-numita "latime de banda" ("bandwith"). In plus acest nou standard prezinta si avantajul ca datele pot fi transferate simultan in ambele sensuri (de la PV la sistem si invers) prin folosirea unor canale independente de transfer a datelor. Alt avantaj important este posibilitatea de a furniza mai mult curent electric placii video direct prin magistrala PCI Express X16, in asa fel incit este posibil ca alimentarea unei PV puternice sa se faca exclusiv in acest fel, renuntindu-se la conectorul de alimentare suplimentar. Desi slotul PCI Express x16 are aceasi dimensiune ca slotul AGP, standardele PCI Express x16 si AGP sint incompatibile, deci o placa PCI Express x16 nu va functiona decit daca va fi instalata intr-un slot PCI Express x 16 pe placa de baza.
Plăcile Video sînt construite de multe companii specializate în producerea de piese pentru calculator, însă în fapt cea mai mare parte dintre aceste PV au un procesor grafic (GPU - VPU) fabricat fie de NVIDIA, fie de ATI.
FOLOSIREA A DOUA PLACI VIDEO IN PARALEL
Incepind cu anul 2004 NVIDIA a introdus posibilitatea folosirii tehnologiei SLI ("Scalable Link Interface" - "Interfata de legatura scalabila") in scopul obtinerii de performante crescute in jocuri sau aplicatiile profesionale 3D folosind doua placi video NVIDIA fixate in aceeasi placa de baza. Pentru aceasta este nevoie de o placa de baza compatibila SLI si de doua PV identice de tipul GF 7800 GTX, GF 6800 Ultra, GF 6800 GT, GF 6800, GF 6800 LE, GF 6600 GT, GF 6600 (in cazul aplicatiilor profesionale se folosesc placile Quadro FX 4400, 3400 sau 1400). Fiecare placa se monteaza intr-un slot PCI Express x16 pe placa de baza si apoi sint conectate cu ajutorul unei punti ("bridge") pentru a functiona ca un ansamblu montat in paralel. Principiul de functionare se bazeaza pe metodele "Alternate Frame Rendering" (fiecare placa randeaza pe rind cite un cadru) si "Split Frame Rendering" (cele doua placi conlucreaza la randarea fiecarui cadru). Cresterea de performanta variaza in functie de aplicatia folosita si de rezolutie, putind ajunge pina la 100 % (sistemul SLI fiind de doua ori mai performant ca o singura placa), insa in mod obisnuit invirtindu-se in jurul valorilor de 30-60 %. Dezavantajele acestei solutii sint reprezentate de marirea consumului de energie electrica si a zgomotului produs de ventilatoare fata de cazul folosirii unei singure placi. Placile de baza compatibile cu tehnologia SLI de la NVIDIA au doua sloturi PCI Express x16 si se bazeaza pe cipseturile "nForce 4 SLI" (pt. proc. AMD) si "nForce 4 SLI Intel Edition" (pt. proc. INTEL).
Compania ATI a lansat in anul 2005 tehnologia CrossFire ("Foc Încrucișat" - in traducere romana) in scopul obtinerii de performante crescute in orice tip de aplicatii 3D (in special jocuri sau aplicatiile profesionale de proiectare sau grafica) folosind doua placi video ATI fixate in aceeasi placa de baza. Pentru aceasta este nevoie de o placa de baza compatibila CrossFire si de doua PV ATI Radeon compatibile cu aceasta tehnologie. Fiecare placa se monteaza intr-un slot PCI Express x16 pe placa de baza si apoi sint conectate cu ajutorul unui cablu in forma de Y pentru a functiona ca un ansamblu. Una din placi este definita ca Principala (CrossFire Edition -"Master"), iar cealalta ca Secundara (CrossFire Ready - "Slave"), aceasta diferentiere fiind stabilita in cadrul procesului de fabricatie, placile avind o functionalitate diferita in cadrul procesului de generare a imaginilor. Placile pot sa nu fie identice, insa ele trebuie sa apartina aceleiasi familii. De exemplu o placa Radeon X800 "CrossFire Edition" (Principala) poate fi cuplata cu orice placa "CrossFire Ready" (Secundara) din familia Radeon X800 (Pro, XL, GTO, XT, XT Platinum Edition), indiferent de producatorul ei.
Conlucrarea dintre placile ATI Radeon decurge in doua etape. Placa Secundara trimite prin cablul in Y datele procesate de ea Placii Principale, iar aceasta din urma le combină cu datele procesate de ea insasi cu ajutorul unui asa-zis Motor de Compozitie ("Compositing Engine") aflat pe un cip special. Imaginea astfel obtinuta este apoi trimisa la monitor. Principiul de functionare al tehnologiei CrossFire se bazeaza pe metodele numite "Scissor" ("Foarfeca" - placile conlucreaza la randarea fiecarui cadru, care este impartit in doua parti in mod similar cu taierea unei foi de hirtie cu foarfeca), "SuperTiling" ("Super-Pavimentare" - Orice cadru este impartit in mici dreptunghiuri asemanatoare cu cele de pe o tabla de sah, fiecare placa prelucrind jumatate din numarul acestora) si "Alternate Frame Rendering" (fiecare placa randeaza pe rind cite un cadru). Draiverul ATI Catalyst va selecta automat metoda adecvata in functie de aplicatia care ruleaza, dar utilizatorul are posibilitatea sa intervina in aceasta decizie. Cresterea de performanta variaza in functie de aplicatia folosita si de rezolutie, putind ajunge pina la 100 % (sistemul CrossFire fiind de doua ori mai performant ca o singura placa), insa in mod obisnuit invirtindu-se in jurul valorilor de 30-60 %. Mai exista si modul de lucru SuperAA ("Super Anti-Aliasing") care aduce doar un plus de calitate a imaginii, insa cu pretul unor performante mai scazute. Dezavantajele acestei solutii sint reprezentate de marirea consumului de energie electrica si a zgomotului produs de ventilatoare fata de cazul folosirii unei singure placi. Placile de baza compatibile cu tehnologia CrossFire de la ATI au doua sloturi PCI Express x16 si se bazeaza pe cipsetul "Radeon XPress 200 CrossFire Edition RD 480" in cazul procesoarelor AMD. Pentru procesoarele Intel trebuie folosite placi de baza cu cipseturile "Radeon XPress 200 CrossFire Edition RD 400" sau Intel i955X.
|
| |
| |
| |
BluePink 