کارت گرافیک یا پردازشگر گرافیکی (GPU) چیست؟

کارت گرافیک شما به اندازه صفحه نمایش شما مهم است و بیشتر مواقع نادیده گرفته میشود در طول سالهای 1999 تاکنون کیفیت کلی کارتهای گرافیکی ارتقا یافته است قبل از آن تولیدات کم قابلیتی در بازار بود این مقاله را دنبال کنید تا در مورد کارت های گرافیک کامپیوتر خود بیشتر بدانید یک کارت گرافیک اصولاً یک رابط یا یک کارت قابل تعویض یا قابل توسعه در کامپیوتر شما است بنابراین می تواند با یک کارت دیگر جایگزین شود (مادر برد باید دارای اسلات AGP باشد) کارت گرافیک همچنین می تواند به صورت onboard باشد که در کامپیوترهای شخصی laptop یا مادربردهای عمومی تر استفاده می شود که قابل تعویض نیستند.

واحد پردازش گرافیکی چیست از چه قسمت هایی تشکیل شده است

البته امروزه بیشتر پردازنده های گرافیکی بصورت آنبرد روی مین بردها نصب میگردد. ولی برای پردازش و رندر فیلم لازم است که از کارت گرافیک حرفه ای روی کیس با مادربرد خوب استفاده کنیم.

رابط گرافیکی از سه قسمت تشکیل شده است:

یک چیپ ست گرافیکی با مارکهای معتبر (ATI , Matrox , Nivadia , S3 , Intel نامهای شناخته شده در زمینه هستند) چیپ ست گرافیکی سیگنلهایی را که مانیتور باید از یک تصویر دریافت کند می سازد. انواعی از RAM (که انواع معمول آنها مانند: EDO ,SGRAM یا VRAM هستند) حافظه RAM برای اینکه بتواند تصویر کامل صفحه نمایش را در هر لحظه بخاطر بیاورد لازم است. کارت گرافیک ممکن است از حافظه اصلی مادر برد استفاده کند. یک RAMDAC چیپی که سیگنالهای دیجیتال را به آنالوگ تبدیل می کند اگر شما از مانیتورهای FLAT PANEL دیجیتال استفاده می کنید احتیاجی به تابع RAMDAC ندارید.

کارت گرافیکی CPU را پشتیبانی می کند

کارت گرافیک یک تابع پشتیبانی برای CPU دارد و آن پروسسوری مانند CPU است. اگر چه این پروسسور اختصاصاً برای کنترل تصویر صفحه نمایش ساخته شده است. شما می توانید کامپیوتری بسازید که چیپ کنترل گرافیکی را نداشته باشد و وظیفه آن را به عهده CPU بگذارید. ولی CPU دائماً اشغال خواهد شد و نرم افزاری را اجرا می کند که باید تصویر مانیتور را تولید کند.

رم در کارت گرافیک

کارتهای گرافیک معمولاً مقدار معینی RAM دارند که به آن فریم بافر هم گفته می شود امروزه کارتهای گرافیک مقدار زیادی رم دارند اما قبل از آن مهم است که بدانیم:

میزان RAM کارت گرافیک

این برای عمق رنگ در رزولوشن بالا اهمیت دارد.

نوع RAM کارت گرافیک

این برای سرعت بالا لازم است، رم گرافیکی برای نگهداری تصویر بزرگ مانیتور در حافظه لازم است. CPU اطلاعاتش را به کارت گرافیک می فرستد. پروسسور کارت گرافیک یک تصویر برای مانیتور می سازد و آن را در RAM گرافیک ذخیره می کند. این تصویر یک bitmap بزرگ است. برای update مداوم تصویر مانیتور استباده می شود.

مقدار RAM کارت گرافیک

کارت گرافیکهای قدیمی تر معمولاً دارای ۲ و ۴ و ۸ مگابایت حافظه یا بیشتر بودند. واقعاً چقدر حافظه لازم است؟ حداقل احتیاج میزان رزولوشنی است که روی مانیتورتان می خواهید. برای یک استفاده دو بعدی معمولی رنگهای 16 بیت کافی است. توجه داشته باشید که 100درصد RAM گرافیکی برای ذخیره Bitmap استفاده نمی شود بنابراین یک مگا بایت برای نشان دادن یک تصویر 800 در 600 با عمق رنگهای (تعداد رنگ) 16 بیت کافی نیست. همانطور که در محاسبات بالا این نشان داده شده است بنابراین اگر شما رم گرافیکی بالاتری از میزان متناظر با رزولوشن مورد نظرداشته باشید افزایش سرعت را مشاهده خواهید کرد مثلاً اگر از یک رم گرافیکی ۴ مگابایت به جای ۲ مگابایت برای رزولوشن 800 در 600 استفاده کنید افزایش سرعت را حس خواهید کرد در این حالت اطلاعات می توانند به طور همزمان از روی رم خوانده شوند و روی آن نوشته شوند که برای هر کدام از cell های متفاوت رم گرافیکی استفاده می شود.

 استفاده های سه بعدی کارت گرافیک

برای پاسخ به تقاضای زیادی که برای کیفیت بالای تصویر سه بعدی وجود داشت کارتهای گرافیکی با رم گرافیکی ۶۴ و ۱۲۸ مگابایت وارد بازار شدند و آنها از اینترفیس (اسلات) AGP برای پهنای باند بیشتر دسترسی به حافظه اصلی استفاده کردند.

VRAM در کارت گرافیک

به طور خلاصه همه انواع رمهای معمول می توانند در کارتهای گرافیکی استفاده شوند. اکثر کارتهای گرافیکی از انواع خیلی سریع رمهای معمولی استفاده می کنند بعضی کارتهای حرفه ای (مانند Maxtor Millennium 2) در گذشته از چیپ های اختصاصی VRAM یا (Video Ram) استفاده می کردند. این یک نوع رم بود که فقط روی کارتهای گرافیکی استفاده می شد در اصل یک VRAM از دو سلول رم معمولی ساخته شده است که به یکدیگر متصل شده اند. بنابراین شما از رم دو برابر استفاده می کنید. همچنین قیمت VRAM دو برابر انواع دیگر است. ویژگی برتر سلول دوتایی این است که به Video processor اجازه می دهد که به طور همزمان که اطلاعات قدیمی را می خواند اطلاعات جدید را در همان آدرس بنویسد. بنابراین VRAM دو دروازه دارد که می تواند در یک زمان فعال شود و به طور چشمگیری سریعتر کار می کند.

UMA و DVMT در کنترلر گرافیک

در مادر برد های قدیمی تر کنترلر گرافیکی به صورت on board بود. از SMBA که مخفف (Shared Memory Buffer Architecture) یا UMA که مخفف (Unified Memory Architecture) می باشند قسمتی از رم سیستم که برای استفاده به عنوان رم گرافیکی اختصاص یافته و استفاده می شد اما اشتراک گذاشتن حافظه خیلی کند بود و استانداردهای آن جالب توجه عموم نبود. یک ویرایش جدید از این نوع در اینتل ساخته شد که چیپ ست 810 نام داشت و بهتر از آن 815 بود. که کنترل گرافیکی را در خود داشت و قسمتی از رم سیستم را به عنوان رم گرافیکی استفاده می کرد این سیستم به نام D.V.M.T که مخفف (Dynamic Video Memory Tecbology ) بود، شناخته شد.

RAMDAC

همه کارتهای گرافیکی قدیمی یک چیپ RAMDAC داشتند که سیگنالها را از دیجیتال به آنالوگ تبدیل می کرد. مانیتورهای CRT با سیگنال آنالوگ کار می کنند کامپیوتر شما با اطلاعات دیجیتال (صفر و یک) که به رابط گرافیکی فرستاده می شود کار می کند قبل از اینکه این سیگنالها برای مانیتور فرستاده شوند باید تبدیل به آنالوگ شوند که این عمل در خروجی کارت بوسیله RAMDAC انجام می گیرد.

توصیه برای یک RAMDAC خوب

• یک چیپ خارجی که داخل چیپ VGA نباشد.
• clock speed برابر 250-360 مگاهرتز و بالاتر باشد.

انتقال حجم سنگین اطلاعات

در گذشته کارتهای گرافیکی بودند که flat بودند این کارتها هوشمند نبودند. آنها اطلاعات و سیگنالها را از CPU دریافت می کردند و آنها را به مانیتور انتقال می داند و کار دیگری انجام نمی دادند. CPU باید همه محاسبات لازم را برای خلق تصویر مانیتور انجام می داد با توجه به اینکه هر تصویر صفحه نمایش یک Bitmap بزرگ بود CPU باید مقدار زیادی اطلاعات را برای هر تصویر جدید از RAM به کارت گرافیک انتقال می داد. به زودی اینترفیسهای گرافیکی مانند ویندوز محبوبیت پیدا کردند و با این کارتها کامپیوترهای شخصی بسیار کند بودند زمانیکه CPU انرژی زیادی برای تولید تصویر صفحه نمایش بکار می برد این طبیعی بود. میتوان حجم اطلاعات لازم را محاسبه کرد یک تصویر با رزولوشن 1024 در 768 با عمق رنگ ۱۶ بیت یک Bitmap با حجم ۱.۵ مگابایت است که به صورت زیر محاسبه میشود:

1024x768x2 byte

با هر تعویض تصویر (با فرکانس مثلاً 75 هرتز در هر ثانیه 75 تصویر خواهیم داشت) احتیاج به انتقال 1.5 مگا بایت تصویر هست و این انرژی کامپیوتر را هدر میدهد به خصوص زمانیکه در حال اجرای یک بازی (game) هستید ولی در کارتهای گرافیک امروزی این محاسبات در کارت گرافیک انجام می شود.

اگر دانش خود را درباره قطعات روی کارت گرافیک بیشتر کنید میتوانید در خرید یک کارت گرافیک بیشتر دقت کنیم. البته مطالب تخصصی تر درباره کارت گرافیک بیشتر برای تعمیرکاران مفید است. اموزش تعمیرات کارت گرافیک مستلزم دانش درباره مشخصات فنی کلیه کارت گرافیک ها بصورت آنبرد و یا PCIX CARD میباشد.

البته کارت های گرافیک جدید از تکنولوژی خیلی بالاتری برخوردار هستند که در اصل به سرعت پردازش گرافیکی آنها اضافه شده و تصاویر بهتری را خلق میکنند. اگر فروشنده کارت گرافیک هستید و یا خدمات کامپیوتری دارید و حتی اگر میخواهید کار تعمیرات کارت گرافیک را شروع کنید لازم است که اطلاعات اولیه خود را تکمیل کنید. با بالابردن دانش فنی خود درباره کارتهای گرافیک کامپیوتر میتوانید مطالب مهمتر را براحتی درک کنید.

اکثر تعمیرکاران کارت گرافیک کامپیوتر وقتی در کار خود موفق میشوند و مطالب جدید برایشان قابل درک میشود که دانش خوب اولیه در اینباره دارند. بیشترین خرابی در کارتهای گرافیک شامل ایراداتی است که برای چیپست گرافیک GPU بوجود میآید.