Что такое видеокарта в компьютере кратко

Обновлено: 04.07.2024

Из статьи читатель узнает об устройстве и основных характеристиках видеокарты, которые нужно учитывать при ее выборе и приобретении.

Видеокарта (видеоадаптер, графическая плата, графический адаптер, графическая карта, GPU, Graphics Processing Unit) – важная и очень сложная составная часть компьютера. Можно сказать, что она является своего рода отдельным специализированным компьютером, состоящим из собственного процессора, оперативной памяти и прочих компонентов, по своей структуре и организации взаимодействия между собой приспособленных для максимально эффективного решения одной задачи – обработки графических данных.

Основными разработчиками видеокарт (графических чипов) являются американские компании Nvidia, AMD и Intel. Ну а выпускать карты этих разработчиков могут разные производители (ASUS, MSI, Gigabyte, Inno3D, Palit и др.), привнося в каждую конкретную модель некоторые изменения. В частности, они могут немного изменять частоту графического процессора и памяти, использовать разные по качеству микросхемы памяти, дроссели, конденсаторы и другие компоненты, делать разные по эффективности системы питания, охлаждения и т.д. Обо всем этом речь пойдет чуть ниже.

Существует два типа видеокарт: игровые и профессиональные. Игровые видеокарты от Nvidia выпускаются под брендом GeForce, профессиональные – Quadro. Игровые карты от AMD называются Radeon, профессиональные – FirePro.

Игровые видеокарты являются более универсальными устройствами. Как правило, они хорошо справляются как с играми, так и с другими задачами. Профессиональные же карты, даже те, которые хорошо показывают себя в трёхмерном моделировании и проектировании, в играх могут выглядеть заметно хуже игровых аналогов. Главный плюс профессиональных карт – специальные драйверы и улучшенная поддержка специализированного программного обеспечения.

Не трудно догадаться, что для домашнего использования лучшим вариантом будет игровая видеокарта.

Дискретная и интегрированная видеокарты

Полноценная видеокарта, представляющая собой самостоятельное устройство, называется дискретной. У нее отдельный графический процессор, собственная видеопамять, отдельные цепи питания, охлаждение и т.д. Все это расположено на отдельной плате, присоединяемой к материнской плате компьютера (в разъем PCI-E).

Как известно, "сердцем" любого компьютера является его центральный процессор. Многие процессоры, кроме вычислительных ядер, имеют в своем составе графический чип, способный выполнять функции видеокарты. И если в компьютере отдельной видеокарты нет, а за обработку и вывод на монитор графики отвечает встроенный в процессор видеочип, говорят, что у компьютера встроенная (интегрированная) видеокарта. Когда-то графические чипы встраивались не в процессор, а в материнскую плату, но это было очень давно и сейчас такие компьютеры уже не встречаются.

Интегрированная видеокарта позволяет сэкономить на приобретении дискретной карты. Возможностей встроенного в процессор графического чипа достаточно для выполнения офисных задач, просмотра и базовой обработки фото и видео, просмотра страниц Интернета, и даже развлечений в виде простых видеоигр. Некоторые интегрированные видеочипы сопоставимы по быстродействию с дискретными видеокартами начального уровня. Но геймерам и людям, работающим с графикой, хорошая дискретная видеокарта необходима по следующей причине.

Обработка и формирование различных графических данных, отображаемых на мониторе компьютера - очень сложная задача. В компьютерных играх этот процесс требует огромного количества точных расчетов: создание вершин, их собирание в примитивы (треугольники, линии, точки и т.д.), создание пиксельных блоков, операции освещения, затенения, текстурирования, присвоения цвета и т.д. Поскольку картинка в игре постоянно изменяется, все расчеты должны происходить на очень высокой скорости, чтобы обеспечить формирование достаточного количества кадров, выводимых за единицу времени.

Для человека комфортным является уровень не ниже 24 кадров в секунду (FPS, Frames Per Second). В компьютерных играх со сложной графикой встроенная видеокарта не способна обеспечить такой уровень быстродействия. Если FPS опускается ниже 24, человек замечает "торможение". Обычно, когда пользователь говорит, что его видеокарта "не тянет" какую-то игру, имеется ввиду именно ее неспособность вывести достаточное количество кадров в секунду.

Поскольку скорость обработки графики зависит не только от мощности видеокарты, но и от сложности обрабатываемой графики, остроту проблемы можно снизить, опустив до минимума качество графики в настройках игры. Но удовольствие от игрового процесса будет уже не то.

То же самое касается и профессиональной работы с графикой. Создание сцены, которая у дискретной видеокарты займет несколько минут, в случае с интегрированной графикой может затянуться на несколько часов или вообще закончиться ничем. Если проектирование, 3D-рендеринг и анимация является вашей работой, без хорошей дискретной видеокарты много заработать вряд ли получится.

Устройство видеокарты и как ее выбрать

При выборе видеокарты обращать внимание необходимо на характеристики следующих ее компонентов:

• Графический процессор (графическое ядро, GPU) – это процессор, занимающийся расчётами и формированием графической информации. Он является основой видеокарты и по своей сложности не уступает центральному процессору компьютера.

Как и в случае с центральным процессором, быстродействие графического процессора определяется его частотой, а также качеством и количеством вычислительных блоков, которые он содержит (шейдерные блоки, TMU, ROP и др.). Но подробно вникать в этот вопрос особого смысла нет. Сравнивать карты по упомянутым характеристикам целесообразно, если они принадлежат к одной линейке (архитектуре). Более новая карта может оказаться значительно быстрее старой, даже если частота или количество блоков у последней будут выше.

Правильно оценить быстродействие видеокарты возможно лишь по ее результатам в различных бэнчмарках и игровых приложениях. Общий рейтинг быстродействия видеокарт можно посмотреть здесь. На нашем сайте есть также страница сравнения видеокарт, позволяющая быстро определить лидера среди нескольких приглянувшихся моделей.

Кроме общего уровня быстродействия, важными моментами при оценке графического процессора видеокарты являются поддерживаемая им версия DirectX и наличие аппаратной поддержки трассировки лучей (Ray Tracing).

DirectX – это набор функций, разработанных для быстрого решения задач, связанных с игровым и видеопрограммированием под ОС Microsoft Windows. Он широко используется разработчиками компьютерных игр и программного обеспечения. Если видеокарта компьютера поддерживает, например, только DirectX 11, то все видеоигры, разработанные с использованием DirectX 12, играть на нем будет невозможно.

Могут также возникнуть сложности с установкой на компьютер программного обеспечения. В частности, одним из требований для установки Windows 11 является поддержка видеокартой компьютера DirectX 12.

Трассировка лучей (англ. Ray Tracing) — относительно новая технология отрисовки трехмерной графики, позволяющая симулировать физическое поведение света и значительно повышающая реалистичность компьютерных игр. При выборе видеокарты для игрового компьютера желательно, чтобы ее графический процессор на аппаратном уровне поддерживал трассировку лучей. То есть, он должен включать в себя специальные RT-ядра. Это позволит наслаждаться более красивой графикой в играх, поддерживающих упомянутую технологию. Подробнее о трассировке лучей можно узнать здесь.

• Видеопамять (VRAM, Video Random Access Memory) – это встроенная в дискретную видеокарту быстрая память, выполняющая роль буфера, в который временно помещаются данные, обрабатываемые графическим ядром.

В случае с видеочипом, интегрированным в центральный профессор, в качестве VRAM используется часть оперативной памяти компьютера, что не лучшим образом сказывается на его быстродействии.

Главными характеристиками памяти видеокарты являются ее объем и пропускная способность (простым языком - сколько данных в ней могут одновременно находиться и как быстро к ним можно получить доступ).

При подборе объема памяти видеокарты нужно ориентироваться по разрешению монитора компьютера. Если оно не превышает Full HD (1920х1080), достаточно 4–6 GB видеопамяти. Для 2K-мониторов (2560х1440) нужно уже 6–8 GB. Ну а для 4K (3840x2160) – 8 GB и больше. Эти рекомендации касаются только игрового использования. Для офисных приложений, просмотра фото, видео, страниц Интернета и других несложных задач подойдет видеокарта с любым объемом VRAM, даже если разрешение монитора будет 4K. Нужно также учитывать, что актуальны эти цифры сейчас (2022 год), но со временем, когда игры станут более требовательными к "железу", памяти нужно будет больше.

Пропускная способность видеопамяти – это скорость доступа к находящимся в ней данным. Измеряется она в GB/s и чем этот показатель выше, тем лучше.

Пропускная способность в свою очередь определяется несколькими факторами:

• тип памяти (DDR3, GDDR5, GDDR6 и др. (чем новее тип, тем на более высоких частотах способна работать память);

• частота памяти (количество тактовых колебаний за единицу времени);

• ширина шины памяти (количество данных, передаваемых за каждое колебание).

По большому счету, на тип, частоту и ширину шины можно вообще не смотреть. Они могут быть самыми разными. Главное, чтобы пропускная способность в итоге была высокой. Но для лучшего понимания все же приведу пример.

Допустим, некая видеопамять, имея ширину шины 256 бит, работает на частоте 14000 МГц. Это значит, что за 1 секунду она совершает 14 миллиардов колебаний, передавая за каждый такт 256 бит информации (14000000000х256=3584000000000 бит/с или 417 GB/s). Другая память, работает на частоте 18000 МГц, но при этом имеет шину 192 бит (18000000000х192=3456000000000 бит/с или 402 GB/s). Как видно в примере, память со значительно большей частотой является менее продуктивной в связи с более узкой шиной. Это, конечно, теоретический пример, но он демонстрирует реальное положение вещей.

Нужно также учитывать, что во многих видеокартах от AMD (например, в картах серии Radeon 6000) используется так называемый Infinity Cache. Это своеобразный сверхбыстрый запоминающий буфер, встроенный в графический процессор. Он служит для сглаживания проблем, связанных с узкой шиной видеопамяти, и значительно повышает эффективность использования VRAM, даже если ее пропускная способность не очень высокая.

• Качество VRM видеокарты.

Требования графического процессора и видеопамяти к электропитанию весьма высокие. Им нужен постоянный ток большой мощности (до 400 Ватт у топовых моделей) при низком напряжении (~1,35 Вольт). Не сложно посчитать, что сила тока при этом составляет внушительные 296 Ампер. Для беспроблемной передачи такого тока даже на относительно небольшое расстояние потребовались бы очень толстые провода. Допустим, для передачи на 1 метр будут нужны медные провода толщиной около 1,5 см., а также контактные клеммы как у сварочного аппарата. В противном случае все это будет сильно греться и плавиться.

Поэтому на видеокарту подается питание 12 Вольт (при мощности 400 Ватт это чуть больше 30 Ампер), которое превращается в требуемое напряжение уже на самой ее плате в непосредственной близости от графического процессора и видеопамяти. За это превращение отвечает импульсный понижающий преобразователь, который чаще называют VRM.

От качества исполнения VRM зависит долговечность видеокарты и стабильность ее работы под нагрузкой. На специализированных сайтах в описании каждой конкретной модели можно найти информацию о количестве силовых фаз VRM, предназначенных для питания GPU и памяти (чем их больше, тем лучше). Представление о этих цифрах можно также получить при визуальном осмотре платы видеокарты, однако, придется снять радиатор системы охлаждения. Выглядит VRM примерно так (участки с VRM я "подсветил" желтым).

Каждая фаза состоит из двух транзисторов, дросселя и конденсатора. Те прямоугольные штуки с надписью "R15" на фото — это дроссели. Их количество равно количеству силовых фаз VRM.

На изображении выше плата видеокарты Nvidia Geforce RTX 3090, модель Gigabyte Eagle. Можно посчитать, что ее VRM включает 18 силовых фаз. В то же время, на рынке присутствуют модели Geforce RTX 3090, VRM которых состоят из заметно большего количества фаз (до 26). Понятное дело, они будут надежнее и долговечнее этой, смогут работать на более высоких частотах (то есть, будут немного быстрее). Но многое зависит не только от количества фаз VRM. Значение имеет также качество используемых дросселей, конденсаторов и транзисторов.

В общем, оценить VRM конкретной модели видеокарты – та еще задача. В этом вопросе можно полагаться лишь на независимые обзоры блогеров и отзывы людей, которые ее приобрели. Но интересоваться этим моментом однозначно нужно. Особенно, если речь идет о видеокарте с потреблением больше 200W.

• Требования к блоку питания.

При покупке видеокарты нужно убедиться, что блок питания компьютера отвечает ее требованиям. Топовые видеокарты могут требовать от блока мощности до 850W. Если БП недостаточно мощный, под нагрузкой (в игровых или других приложениях, активно использующих видеокарту) компьютер будет "зависать" или же он перестанет включаться вообще. И это не самое худшее, что может произойти. Слишком "слабый" блок питания может "сгореть", попутно утащив с собой в небытие видеокарту или что-то еще.

Необходимо также убедиться, что у блока питания есть необходимые коннекторы, которыми его можно подключить к видеокарте (у разных моделей видеокарт разные разъемы питания).

У некоторых видеокарт вообще отсутствует коннектор для подключения блока питания. Это один из косвенных признаков невысокой производительности. Такие карты питаются через шину PCIE материнской платы, к которой они подключаются. Максимальная мощность, обеспечивающаяся при этом, не может превышать 75W. Для "офисной" карты этого достаточно, для игровой – нет.

• Система охлаждения – часть видеокарты, отвечающая за отвод и рассеивание тепла от основных ее компонентов с целью обеспечения нормального температурного режима их работы (процессор, памяти, VRM и др.). Чем мощнее видеокарта, тем в более эффективной системе охлаждения она нуждается. Если у видеокарты плохое охлаждение, она будет перегреваться и "тротлить", то есть, самостоятельно снижать свое быстродействие чтобы снизить нагрев. Ее кулеры (вентиляторы) будут постоянно раскручиваться до максимума, доставляя акустический дискомфорт. Кроме того, карта, которая регулярно перегревается, долго не прослужит.

Оценить систему охлаждения карты можно не только по отзывам и обзорам в Интернете, но и визуально. Добротная система охлаждения состоит из большого радиатора (или нескольких), через который проходят теплопроводные трубки, а также одного или нескольких куллеров. Существуют также модели видеокарт с жидкостным охлаждением.

О вопросе стоимости

При выборе видеокарты нужно учитывать, что ее быстродействие и стабильность работы зависят от всех упомянутых выше компонентов в комплексе. Но чем это все мощнее и качественнее, тем карта дороже.

При выборе видеокарты важно не переплачивать за ненужные возможности и избыточную производительность. Так, если частота вашего монитора составляет обычные 60 Гц, вы не почувствуете разницы между среднебюджетной графической картой, выдающей 60 FPS в определенной игре, и дорогущим "монстром", показывающим в той же игре 150 FPS и стоящим в 5 раз дороже. Если же частота монитора 144 Гц, разница будет заметна. Однако стоит ли за нее столько платить?

В большинстве случаев оптимальным вариантом будет приобретение карты из "золотой середины", обеспечивающей комфортное быстродействие с небольшим запасом. Компьютерная техника развивается огромными темпами. Сегодняшние топовые видеокарты через 1-1,5 года по быстродействию будут соответствовать "середнячкам" из новых линеек, у которых ценник будет ниже в разы. Разумнее вместо этого чаще менять видеокарту на новую.

НАПИСАТЬ АВТОРУ

Каждый компьютерный пользователь, а особенно геймеры — отлично знают, что видеокарта является одним из самых главных компонентов компьютера и ноутбука. Чтобы видео и игры не тормозили, работали стабильно и все шло плавно.

Она необходима, чтобы выдавать обрабатываемую информацию компьютера в виде изображения. Так, все, что вы видите сейчас на своем мониторе — обрабатывает и выводит видеоадаптер вашего ПК или ноутбука.

Из аппаратного обеспечения мы уже успели рассмотреть, что такое SSD и жесткий диск. Сегодня речь пойдет о видеоконтроллере компьютера, рассмотрим, что это такое, как работает и какие бывают его виды.

Что такое видеокарта — видеоадаптер

Видеокарта (видеоадаптер) — это часть аппаратного обеспечения компьютера и ноутбука, устройство, которое отвечает за обработку данных — машинного кода, переводя его в доступное изображение. Т.е. простыми словами, видеоадаптер занимается переводом программного кода в понятное для пользователя изображение на его мониторе, телевизоре или любом другом дисплее.

Представляет из себя плату с микросхемами, кулерами и разъемами, которая устанавливается в корпус ПК или ноутбука. Они могут быть, как уже интегрированными в материнскую плату, так и дискретными. О видах графических плат подробнее написано в соответствующей главе этой статьи ниже.

Для чего нужна видеокарта

Видеокарта нужна для вывода и обработки изображения. Она преобразовывает информацию в понятную нам картинку и выводит ее на экран. Не будет графического адаптера, не будет и картинки. Но, к счастью в большинстве современных материнских плат есть уже встроенная — интегрированная графическая плата, и, если вытащить из системного блока внешнюю — дискретную, компьютер все равно будет работать и выводить картинку на экран.

Отвечает за быстроту обработки графических данных. Чем новее и производительнее графическая плата, тем быстрее будет обработка графики. Так, чтобы видео/графические редакторы, игры и т.д. работали быстро и не тормозили — нужна модель помощнее.

Устройство видеокарты — из чего она состоит

Графический процессор — обрабатывает выводимое изображение и 3D графику. Чем он лучше и новее, тем лучше будет производительность.

Видеоконтроллер — обрабатывает данные получаемые от графического процессора, формирует изображение в памяти устройства. Дает сигнал преобразователю для формирования развертки монитора.

ОЗУ — временная память. Здесь хранится уже готовое изображение для быстрого его вывода на экран. Оно может часто меняться, поэтому чем быстрее такая память, и чем ее больше — тем выше будет производительность в играх и при обработке графики в программах.

ПЗУ — постоянная память. Здесь хранится BIOS адаптера и другие системные ресурсы. Доступ к ПЗУ имеет лишь центральный процессор вашего ПК.

Цифро-аналоговый преобразователь — преобразует данные, которые формирует видеоадаптер в понятный нам цветовой диапазон, раскидывая его по пикселям на мониторе, именно это мы и видим на наших дисплеях.

Коннекторы — разъемы подключения.

Система охлаждения — то, что охлаждает видеопроцессор и память устройства. Обычно это кулеры с системой водяного охлаждения.

Как работает видеокарта

1. Центральный процессор компьютера отправляет графическому адаптеру потоки данных, которые необходимо преобразовать в картинку на мониторе.

2. Видеоадаптер производит необходимые расчеты и обработку. Многое зависит в этом процессе от ПО, о том, как установить драйвера на видеокарту — написано в соответствующем материале.

3. Выводит изображение по пикселям монитора — на экран.

Интересно! Чем более высокого разрешения монитор, тем больше соответственно на нем пикселей. Поэтому на экранах с большим разрешением — количеством пикселей, время обработки изображения увеличивается. Больше пикселей-разрешение на дисплее — дольше время обработки.

Как выбрать видеокарту — Характеристики

Рассмотрим основные характеристики графических адаптеров, на которые следует обратить внимание при выборе.

1. Производитель. На данный момент лучшими являются NVidia и AMD Radeon. Для определенных целей выбирайте своего производителя, например, модели от AMD в некоторых случаях лучше справляются с работой в видео-редакторах.

2. Частота работы процессора. От нее будет зависеть производительность в работе с видео и графикой. Выше — лучше.

3. Тип видео памяти. Выбирать следует наиболее производительный и новый тип ОЗУ, на данный момент это GDDR6.

4. Объем видео памяти. Чем ее больше — тем большую производительность вы получите.

5. Частота и ширина шины памяти. Это скорость с которой будут обмениваться данными между собой процессор и память. Чем больше показатель в обоих пунктах — тем лучше, чтобы получить пропускную способность нужно разделить частоту на ширину. К примеру: 192 бит/8 * 8000 Мгц = 192.0 GB/s.

6. Форм фактор. Обаятельно отталкивайтесь от того, какой форм фактор подойдет для вашей материнской платы и корпуса. Смотрите сколько слотов она будет занимать и есть ли для нее место в системном блоке.

7. Система охлаждения — шум. От того, какая установлена на видеоадаптер система охлаждения будет зависеть издаваемый ею шум и нагрев. Почитайте отзывы перед приобретением.

8. Максимальное разрешение. Проверьте, чтобы карта поддерживала разрешение монитора.

9. Разъем. Обязательно посмотрите подойдет ли она к разъему вашего монитора. На матерински платах подключение обычно идет через разъем PCI Express.

Виды видеокарт

Видов графических карт на рынке не такое большое количество, по сути основных только три. Основными производителями являются NVidia и AMD Radeon и Intel, остальные фирмы просто пользуются их наработками. Intel планирует в будущем выпустить свои дискретные модели, сейчас они производят только интегрированные.

Дискретная видеокарта — что это

Дискретная видеокарта — это высокопроизводительный видеоадаптер, подключаемый к материнской плате компьютера. Отличается наличием встроенной памяти, но в некоторых моделях может быть и без нее. Заменяема — подключается отдельно.

Именно такие видео-адаптеры можно увидеть в продаже множества магазинов. Если вам нужна хорошая производительность в работе с графикой и в играх — это именно оно. Существуют варианты, как для домашних ПК с системным блоком, так и для ноутбуков.

Интегрированная видеокарта — что это

Интегрированная видеокарта — это видеоконтроллер уже встроенный в материнскую плату. Не отличается большой скоростью в обработке видео и чаще не имеет своей оперативной памяти и системы охлаждения.

Встроена по умолчанию в большинство современных материнских плат и позволяет обеспечивать минимальную производительность в обработке графики.

Внешняя видеокарта — что это

Относительно новый вид видеоадаптеров. Это тоже очень производительная карта, та же дискретная, но уже подключается через специальный переходник к вашему ПК или ноутбуку.

Именно для ноутбуков она пользуется огромной популярностью. Когда нужно обработать большое количество видеоданных и графики — это отличное решение.

В заключение

В следующих публикациях будет продолжена тема аппаратного обеспечения компьютера и вы узнаете, что такое центральный процессор вашего ПК. Хорошего вам настроения.

Любой геймер знает значимость видеокарты не по наслышке. Ведь очень трудно добиться стабильной работы от одной из игровых новинок на старой графической плате. Негеймеры же могли слышать это слово. Но что такое видеокарта, что делает видеокарта в их компьютере, а также, что из себя представляет устройство видеокарты знают далеко не все. При этом есть желание разобраться со скопившимися вопросами, познакомиться с тем чем является графический адаптер, какие они бывают, все выяснить об их задачах и характеристиках. Ну что же – давайте разбираться!

Что такое видеокарта

Видеокарта – составная часть компьютера, функция которой заключается в том, чтобы перевести определенные данные, расположенные в памяти системы в доступное изображение.

Если сказать нетерминологическим языком, то видеокарта, или видеоадаптер – деталь компьютера (часто подключаемая плата) которая обрабатывает информацию и передает её на экран. Они бывают разных видов и размеров, с системой охлаждения и без, но в общем выглядят примерно так:

Вероятно вы уже получили базовый ответ на вопрос что такое видеокарта, но также, скорее всего, это далеко не все, что вы хотели бы о ней знать, поэтому продолжим.

Для чего нужна видеокарта

Давайте рассмотрим более детально функции графической карты. Для этого вернемся к определению, там говорилось, что данное устройство занимается выведением на дисплей вашего компьютера изображение, сформированного из информации, содержащейся в нем. Следовательно, графическая карта отвечает за все, что вы видите. Уберите ее и все процессы перестанут поступать на экран. Они будут идти, но вы их не увидите. То есть, вынимаем из системника графическую плату и имеем черный экран.

На самом деле, в большинстве случаев, если из ПК убрать видеокарту, то он даже не запуститься. Дело в том, что большинство BIOS настроено так, чтобы не давать загружаться компьютеру в случае обнаружения каких-либо ошибок, коей и является отсутствие видеокарты.

Не будет того, что предаст данным и происходящим внутри системы процессам вид вполне понятного для вас изображения. Даже больше – если ее не вынимать оттуда, а просто повредить, то уже будут проблемы с переводом данных в образы на мониторе. Надеюсь теперь вы понимаете для чего компьютеру нужна видеокарта. Поехали дальше.

Из чего состоит видеокарта

На вопросы что такое видеокарта и для чего она нужна компьютеру ответы получены. Сейчас ответим еще на один – из чего она состоит. Итак:

Видеопроцессор – как и его старший родственник ЦП, является важным органом графической карты. Он занимается вычислительной работой над проецируемой на ваш монитор картинкой и несет ответственность за 3D графику;
Видеоконтроллер – создает образ в оперативной памяти видеокарты, обрабатывает полученные данные от ЦП, выполняет работу в части произведения сигналов развертки для монитора;
Видеопамять – фактически является ОЗУ графического ускорителя. В ней находятся информационные данные образа идущего на дисплей;
Цифро-аналоговый преобразователь – работает над модифицированием картинки, которую генерирует видеоконтроллер, а также принимает участие в регулировке цветовой гаммы на экране компьютера;
Видео–ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) – в нем находится БИОС графической карты. Доступ в него есть только у ЦП;
Система охлаждения – поддерживает оптимальный уровень температурного показателя графической платы.

Как работает видеокарта

В предыдущем разделе были рассмотрены основные составляющие графической карты, время рассмотреть, как все это работает. А работает это так:

ЦП вместе с определенными программами отправляет видеоадаптеру данные, необходимые для создания картинки на дисплее;
Графическая плата устанавливает верное местонахождение пикселей на мониторе компьютера. Если на этом этапе произойдет сбой, то изображение может получиться не таким, каким должно;
Графический ускоритель направляет данные на экран.

Фактически эти три шага: отправление графическому адаптеру информации, его работа с ней и вывод результата, представляет всю работу видеокарты.

Но давайте рассмотрим процессы, происходящие на втором шаг подробнее. Для примера возьмем компьютерную игру.

При работе с игровой программой главной задачей графического адаптера является создание 3D изображения. Здесь огромную роль играют полигоны – различные необъемные фигуры, число углов которых может быть равно, или больше трех. Полигоны включают в свой состав огромное множество треугольников. Из них строится весь игровой мир.

Графический ускоритель получил информацию касательно игрового мира. Сейчас он должен определить, что конкретно и как окажется в поле зрения игрока, а что нет. Все необходимое он размещает в кадре. Работая с треугольниками, видеокарта производит предметы, освещение и его влияние на окружение.

В построении игрового мира видеокарта выполняет следующее:

Растеризация – окраска пикселей объекта;
z-буферизация – на этом этапе решается, какие из полигонов и треугольников, образующие предметы будут видны;
Затенение – благодаря этому этапу, идёт установка цвета предметам отталкиваясь от источника света, и наличия тени;
На предметы, произведенные графической платой, будут наложены необходимые текстуры, т.к. без них они не имеют каких-либо отличительных качеств. По сути, они как модели из 3D принтера, а текстуры это своеобразные наклейки на предметы, которые придают им внешний вид и реалистичность.

Тем не менее, не стоит забывать и о таких показателях, как площадь, периметр, диаметр, то есть геометрических показателях фигур и моделей. Операции по их вычислению довольно объемны и сложны, поэтому все это ложиться на плечи ЦП, чем он мощнее, тем лучше функционирует игра.

Виды видеокарт и их производители

С большинством технических моментов мы разобрались, время рассказать о видах графических ускорителей.

Начнем с производителей. И надо сказать, что существует очень много кампаний представляющих широкий ассортимент видеоадаптеров: ASUS, MSI, Sapphire, Powercolor и др. Их продукция может иметь разный объемом видеопамяти, или отличие в других показателях характеристик, но все производители видеокарт собирают графические ускорители исходя из разработок на основе GPU от AMD (видеокарты Radeon) и NVidia (видеокарты GeForce).

Можно считать, что фактических производителей только двое, остальные используют их разработку, чтобы штамповать новые варианты, но масштабный переворот они не осуществляют. Конечно, есть ещё и третий производитель Intel, но у него только встроенные видеокарты.

Подведем краткий итог: есть два основных титана на рынке видеокарт AMD и NVidia, а также Intel, в разы уступающая паре своих старших братьев по мощности, так как это интегрированные графические ускорители.

Теперь более подробно о типах видеокарт. Их на сегодняшний день существует три:

Характеристики видеокарт

От типов графических ускорителей, переходим к характеристикам видеокарт, играющих важную роль в их работе, и общей производительности компьютера:

Линейка графических процессоров – кто производитель GPU: AMD, или NVIDIA;
Частота процессора видеокарты – отвечает за число тактов процессора в одну секунду, чем выше данный показатель, тем выше производительность видеокарты. Измеряется в мегагерцах;
Объем видеопамяти – объем данных, которые сможет хранить карта, без участия ОЗУ. Память видеокарты также играет одну из важных ролей в её производительности;
Тип видеопамяти – к какому поколению она принадлежит (DDR4, DDR3, DDR5), чем новее поколение, тем выше ее быстродействие;
Частота видеопамяти – несет ответственность за пропускную способность видеопамяти. Единица измерения – мегагерц;
Разрядность шины памяти – стоит за обменом данных между памятью видеокарты и ее процессором, чем выше показатель, тем скорее пойдет обмен, а соответственно будет более высокая производительность у видеокарты (измеряют в битах);
Разъем – вид гнезда для кабеля монитора – HDMI, VGA, DVI-I, DVI-D, DisplayPort.

Выводы

На самом деле еще очень много можно рассказывать про видеоадаптеры, сравнивать типы видеокарт между собой, копаться в мелочах и говорить о показателях производительности графических плат в различных тестах. Но самое главное – для чего и как устроена видеокарта компьютера, а также основные ее характеристики вам известны. Собственно это и было предназначением данной статьи. Очень надеюсь, что теперь вы стали лучше разбираться в этом вопросе.

Видеокарта это то устройство, с помощью которого изображение выводится на монитор. Т.е. без видеокарты ни текста ни изображений мы на экране не увидим, и вообще, работа компьютера без видеокарты невозможна.

Вот как может выглядеть внешняя (дискретная) видеокарта начального уровня от ATI-AMD:

Цифрами на фото обозначены:

Радиатор с охлаждающим вентилятором для GPU
Разъем PCI-Express которым карта вставляется в материнскую плату
(3-4) Видео выходы VGA и DVI соответственно (сейчас наблюдается массовый переход на новый цифровой стандарт — HDMI)

Примечание: GPU (Graphics Processing Unit или графическое обрабатывающее устройство) — сам графический процессор видеокарты (ее ядро).

Давайте более подробно: ядро видеокарты (в некотором упрощении) такая же микросхема, как и ядро центрального процессора. Только занимается оно своими специфичными задачами — выводом изображения (любого) на экран пользователя. Начиная от вывода текста и заканчивая обработкой трехмерных сцен любимой компьютерной игры.

Внешняя видеокарта подключается к материнской плате через специализированный разъем (слот). Для каждого поколения видеокарт он свой (в зависимости от времени выпуска карты).

Через видео выходы на карте происходит ее физическое подключение к монитору (или телевизору). Здесь, опять же, все зависит от поддерживаемого Вашим монитором/телевизором стандарта.

Хотелось бы еще сказать пару слов о современных видеокартах, которым для работы требуется дополнительное питание, подающееся на них напрямую от блока питания компьютера.

Ситуация здесь следующая: любая внешняя видеокарта для компьютера (будь то стандарта PCI, AGP или же PCI-Express) получает питание непосредственно от разъема материнской платы, в который она установлена. К примеру, максимальная мощность в ваттах, которую может обеспечить разъем стандарта AGP составляет 42 Вт, PCI-Express версии 1.1 — 76 Вт (Ватт) соответственно.

Как Вы понимаете, многие современные внешние видеокарты (особенно при максимальных нагрузках) потребляют гораздо больше мощности. Именно из-за этого для них и придумали дополнительный разъем питания.

Вот как могут выглядеть эти разъемы:

У современных блоков питания подобные дополнительные разъемы присутствуют изначально, так что Вам не нужно будет заботиться о переходниках, но знать о такой возможности нужно! Современные графические ускорители (особенно это касается изделий от компании AMD) могут потреблять изрядное количество энергии (под 250 Ватт), так что учитывайте этот момент при выборе GPU и блока питания компьютера, который должен будет обеспечивать весь этот шик :)

Также заранее нужно подумать и о корпусе компьютера , потому как топовые карты могут достигать более тридцати сантиметров в длину и не в каждый системный блок их можно будет установить.

Во второй части статьи хотел бы поделиться своим опытом модернизации (апгрейда — upgrade) внешней видеокарты на своем домашнем компьютере. Что в этом интересного? Просто я подумал, что по ходу рассказа будут появляться некоторые новые понятия и описания, которые могут органично дополнить и углубить тему данной статьи. Если нет, то просто похвастаюсь приобретением! :)

Примечание: нанометр — одна миллиардная часть метра.

Примечание: референсный дизайн — печатная плата и система охлаждения, разработанные производителем (в данном случае, — Nvidia). Партнеры (Asus, MSI, Gigabyte) имеющие свои производственные мощности, могут помещать графический чип на плату с набором других компонентов и устанавливать свою систему охлаждения.

Просто визуально сравните эти две внешние видеокарты (можно легко сориентироваться по выступающим за слот PciExpress частям) и Вы все поймете:

У новинки НЕТ дополнительного питания (просто нет и все!) :)
Полноценное современное графическое ядро на базе чипа NVIDIA GM107
Два гигабайта быстрой памяти GDDR5
Карта помещается в любой системный блок, так как в длину всего имеет 159 миллиметров!
Референсной системы охлаждения вполне хватает для рассеивания выделяемого видеокартой тепла: ее TDP заявлен на уровне 60 Ватт. Да что я Вам говорю, еще раз посмотрите на этот кулер на фото выше :)
Как результат сложения второго и третье пунктов — отменная производительность в играх 2015-го года
Минимально рекомендуемый блок питания для ПК с этой видеокартой — 300 Ватт (для сравнения: рекомендации для моей предыдущей GT 9600 — 400 Ватт!) Устройство потребляет всего 60 Ватт электроэнергии… Обалдеть :)

Конечно, возможно, AMD тоже одумается и скоро перестанет превращать персональные компьютеры пользователей в подобие Мартена, но что-то веры в это мало. Думаю, как всегда, просто цены снизят: видите, в любом случае мы — в выигрыше! :)

Политика компании, на данном этапе, заключается в следующем: разработать и оттестировать решение для мобильный устройств, а потом масштабировать его для высокопроизводительных настольных систем. В результате, все энергосберегающие технологии перекочевывают из мобильных решений в производительные графические ускорители, размер последних уменьшается, а производительность увеличивается. Если помните, во времена бурного развития Интернета первые компьютеры тоже были очень большими, а теперь мы можем разместить их на коленях или держать на ладони :)

Чем она отличается от эталонной разработки? Прежде всего, комплектующими повышенной надежности. Это связано с тем что в названии ускорителя присутствует вот такая аббревиатура — OCV1. Что такое V1 я точно не скажу (возможно, версия 1?), но вот ОС говорит о многом. А именно, что данная внешняя видеокарта поставляется с разогнанной (OverClocking) версией чипа. Вполне естественно, что для обеспечения стабильной работы ей нужна другая (более надежная) элементная база компонентов. Отсюда и увеличение длинны платы и больший размер вентилятора.

В нем говорится, что все манипуляции, связанные с разгоном видеокарты мы совершаем на свой страх и риск и если она после этого перестанет работать, то разработчик софта не несет за это никакой ответственности! Солидарен с разработчиком :)

Примечание: после того, как Вы закрываете программу, все произведенные изменения пропадают. Если они нужны, просто сверните приложение в трей.

Что такое видеокарта (GPU)?

Видеокарта (видеоадаптер, графический адаптер, графическая плата, графическая карта, графический ускоритель или на английском: video card, graphics card) - это устройство, преобразующее графический образ или код, хранящийся как содержимое в памяти компьютера (или самого графического адаптера), в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора.

Проще говоря, видеокарта в совокупности с другими компонентами компьютера позволяет преобразовать протекающий машинный код (последовательность команд) внутри вашего компьютера в удобочитаемое изображение для человеческого глаза.

В первую очередь, под видеокартой подразумевается устройство с графическим процессором, который занимается формированием самого графического образа. Все современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический процессор, который может производить дополнительную обработку команд и кода, снимая данную часть задачи с центрального процессора компьютера.

Также современные видеокарты от Nvidia и AMD на аппаратном уровне осуществляют рендеринг графического конвейера для построения и отображения двумерной и трёхмерной компьютерной графики на спецификациях OpenGL, DirectX и Vulkan.

Зачастую видеокарта выполнена в виде отдельной печатной платы и используется в отдельном слоте расширения (AGP, PCI Express) материнской платы. Однако широко распространены и встроенные (интегрированные) в системную плату или процессор видеокарты. Ниже мы посвятим отдельный блок в ключе сравнения интегрированных и внешних (дискретных) видеокарт.

История появления графических процессоров

Пожалуй, это был один из самых сложных и тернистых путей компьютерного прогресса, и начинался он, как могли подумать многие, не с вывода примитивной 2D или 3D графики, а с вывода самого простого текста на монохромный экран монитора.

Стоит обозначить, что мы не будет разбирать всю хронологию графических адаптеров, а обозначим только самые значимые и переломные моменты истории.

Итак, давайте начнём по порядку.

Самым первым графическим адаптером стал MDA (Monochrome Display Adapter), разработанный в 1981 году. MDA был основан на чипе Motorola 6845 и оснащен 4 КБ видеопамяти. Он работал только в текстовом режиме с разрешением 80×25 символов и поддерживал пять атрибутов текста: обычный, яркий, инверсный, подчёркнутый и мигающий. Никакой цветовой или графической информации он передавать не мог, и то, какого цвета будут буквы, определялось моделью используемого монитора.

Однако настоящим прародителем современных видеокарт принято считать CGA (Color Graphics Adapter), выпущенный компанией IBM в 1981 году. CGA мог работать как в текстовом режиме с разрешениями 80×25, так и в графическом с разрешениями до 640×200 точек и с возможностью отрисовки 16 цветов.

И только в 1991 году появилось такое понятие, как SVGA (Super VGA) — расширение VGA с добавлением новых режимов и дополнительного сервиса, например, возможности поставить произвольную частоту кадров. Число одновременно отображаемых цветов увеличивается до 65 536 (High Color, 16 бит) и 16 777 216 (True Color, 24 бита), появляются дополнительные как текстовые, так и визуальные режимы отображения информации. SVGA является фактическим стандартом видеоадаптеров где-то с середины 1992 года, после принятия ассоциацией VESA стандарта VBE (VESA BIOS Extention — расширение BIOS стандарта VESA) версии 1.0. До того момента практически все видеоадаптеры SVGA были несовместимы между собой.

Ну что, не устали еще? Если нет, предлагаю продолжить и перейти к разбору того, что из себя представляют интегрированные и дискретные видеокарты.

Интегрированная или внешняя (дискретная) видеокарта

Интегрированная (встроенная) видеокарта

Интегрированная видеокарта — это видеокарта, которая уже встроена в ваш процессор или материнскую плату. В большинстве современных процессоров от AMD и Intel под защитной крышкой процессора располагается не только кристалл центрального процессора, но и интегрированное в кристалл процессора графическое ядро для вывода графической информации.

Решение со встроенными графическими процессорами (видеокартами) довольно популярно в ноутбуках и другой портативной электронике, где из-за компактных размеров устройства невозможно использовать отдельное внешнее графическое решение для вывода информации.

В дополнение хотелось бы отметить, что все интегрированные графические карты не имеют своей собственной видеопамяти. В качестве видеопамяти интегрированные решения резервируют настраиваемый участок из оперативной памяти для своих нужд и последующей работы.

Стоит обозначить, что не все процессоры и материнские платы обладают встроенными графическими процессорами. Если вы рассматриваете интегрированную видеокарту как временное решение, пожалуйста, уточните наличие данного функционала перед покупкой.

Внешняя (дискретная) видеокарта

Внешняя или дискретная видеокарта — это устройство (независимое видеоядро), которая располагается на отдельной плате и устанавливается в отдельный AGP (от англ. Accelerated Graphics Port - ускоренный графический порт) или PCI (англ. Peripheral component interconnect - взаимосвязь периферийных компонентов) слот материнской платы компьютера.

Дискретные видеокарты являются самым производительным графическим решением, так как на отдельной плате видеокарты располагается независимый графический процессор и набор отдельной независимой видеопамяти, что позволяет не задействовать в процессе работы графического процессора (видеокарты) вашу основную оперативную память и встроенное в процессор графическое ядро.

Из-за резкой разницы в производительности, по сравнению с интегрированными графическими решениями, прямо пропорционально повышается и рабочая температура видеокарты. Поэтому на все производительные дискретные решения устанавливаются массивные радиаторы для отвода тепла, а количество кулеров используемых для охлаждения может достигать 3-4 штук.

Дискретный вариант видеокарт может быть заменён в будущем, когда производительности текущей видеокарты не будет хватать для запуска новых требовательных игр или работы в графических приложениях.

Характеристики видеокарт

Производитель

Тактовая частота ядра и памяти

Здесь можно провести прямую аналогию с тактовой частотой центрального процессора с единственным отличием, что в видеокартах частотой обладает как видеопамять, так и само графическое ядро.

Следовательно, чем выше показатель тактовой частоты графического процессора и памяти, тем выше производительность видеокарты.

Тип и объем видеопамяти

Под видеопамятью следует понимать отдельную независимую память, распаянную на плате видеокарты под нужды самой видеокарты при работе с графическими задачами.

На современном рынке представлены видеокарты с видеопамятью следующих типов - GDDR3, GDDR4, GDDR5, GDDR6 и GDDR6X. Тип видеопамяти и её количество определяет основной параметр – пропускную способность памяти. Но не всегда объем видеопамяти говорит о производительности видеокарты, поэтому нужно обращать внимание и на другие важные характеристики, такие как используемой тип памяти и разрядность шины.

Следовательно, чем новее тип используемой памяти и больше её количество, тем быстрее видеокарта сможет отрисовывать/прогружать новые текстуры в играх или, как вариант, сможет задействовать текстуры более высокого качества и разрешения.

Разрядность шины памяти

Разрядность шины памяти отвечает за то, насколько быстро графический процессор видеокарты обменивается обрабатываемой информацией с памятью видеокарты. Чем выше разрядность, тем быстрее происходит обмен данной информацией, что весьма важно в требовательных играх или задачах обработки графики.

Система охлаждения

Тут тоже все весьма просто — чем производительней видеокарта, тем больше тепла она выделает. Поэтому все современные графические решения используют от двух и более кулеров (вентиляторов) для охлаждения видеопроцессора и памяти видеокарты.

В некоторых моделях видеокарт система охлаждения может работать тише, чем в других моделях, поэтому, если для вас важен такой параметр, как издаваемый шум при нагрузке, советуем ознакомиться с отзывами пользователей перед приобретением конкретной модели видеокарты.

Интерфейсы или разъемы подключения

Интерфейс подключения определяет то, посредством чего ваш монитор или телевизор будет подключен к видеокарте для вывода изображения. На данный момент в мониторах и телевизорах используется четыре разъема подключения, это — DVI-I, DVI-D, VGA, HDMI и DisplayPort.

DVI-I, DVI-D и VGA относятся к морально устаревшим стандартам подключения и зачастую используются в старых моделях мониторов и телевизоров, где разрешение редко превышает 1920×1080, а частота обновления 75 Гц. Поэтому, если вы хотите использовать разрешение выше, чем FullHD (1920×1080), вам следует обратить внимание на варианты с HDMI и DisplayPort разъемами подключения.

Стоит добавить, что HDMI и DisplayPort, помимо вывода изображения, могут передавать и звуковой сигнал с устройства, что очень удобно в случае подключения и вывода изображения на телевизор или монитор со встроенными динамиками.

Разъемы питания

C ростом производительности видеокарты прямо пропорционально увеличивается её потребляемая мощность, следовательно, чем лучше и производительней видеокарта, тем больше линий дополнительного питания ей потребуется для работы.

И возможно, что смена видеокарты в вашем компьютере на новую повлечёт за собой еще одну трату - покупку нового более мощного блока питания. Зачастую производители любезно указывают рекомендуемый по мощности блок питания, в случае с примером выше (GeForce RTX 3070) производитель рекомендует использовать блок питания не менее 650 Вт.

Заключение

Надеемся, что после прочтения данной статьи вы смогли разложить все по своим местам и поняли, что видеокарта - не менее сложный и функциональный компонент большинства современных компьютеров, чем процессор. А если у вас остались вопросы, не стесняйтесь и задавайте их в комментариях к данной статье, мы с радостью ответим на них!

Читайте также: