background image

 

 

Piotr Wesołowski

background image

 

 

Pojęcie karty graficznej

Karta  graficzna  jest  najważniejszą  kartą  rozszerzeń.  Montuje 

się  ją  w  jednym  ze  slotów  na  płycie  głównej.  Odpowiada  ona 

za  otrzymanie  obrazu  na  monitorze.  Zmienia  ona  sygnały 

przetwarzane  przez  procesor  na  format,  który  może  być 

wyświetlany 

przez 

monitor. 

Najmniejszą 

jednostką 

wykorzystywaną przez kartę graficzną do wytworzenia obrazu 

jest  piksel.  O  ile  karta  nie  jest  wyposażona  we  własny 

procesor,  każdy  piksel  (oznaczający  jeden  punkt  obrazu)  jest 

obliczany  przez  procesor  komputera.  Im  więcej  kolorów 

zawiera dany obraz, tym większa ilość pamięci jest potrzebna 

do  jego  wyświetlania.  Każdy  obraz  utworzony  przez  procesor 

jest  umieszczany  w  pamięci  karty  graficznej  w  postaci  mapy 

bitowej.  Specjalny  konwerter  cyfrowo-analogowy  (RAMDAC) 

przekształca 

następnie 

taką 

cyfrową 

informacje 

na 

odpowiednie  impulsy  elektryczne,  które  później  przesyła  do 

monitora.

background image

 

 

Budowa Karty Graficznej

Typowa karta graficzna składa się z czterech elementów: płytki drukowanej, 
procesora graficznego, pamięci (zwykle w postaci kilku kostek) oraz układu 
RAMDAC (często integruje się go z procesorem graficznym w jednej kości).
Karta graficzna komunikuje się z komputerem poprzez jedną z czterech 
magistrali: ISA (spotykaną w pierwszych kartach graficznych), Vesa Local Bus 
(używaną w niektórych systemach z procesorem 486), PCI , AGP, oraz 
najnowszą Pci-Express.
Po otrzymaniu informacji od procesora komputera (CPU) o potrzebnej grafice, 
chip karty przygotowuje ją, pomagając sobie zainstalowaną na karcie pamięcią 
(w przypadku kart AGP do przechowywania tekstur używana jest dodatkowo 
pamięć komputera).
Gdy obraz jest już gotowy, zapisywany jest w obszarze wydzielonym w pamięci 
karty w postaci zbioru różnokolorowych punktów. Ów zbiór punktów zwany jest 
ramką (frame), zaś obszar pamięci - buforem ramki (frame buffer). 
Przykładowo, grafika o rozdzielczości 1024x768 przy 24-bitowym kolorze 
zajmuje ok. 2,36 MB. Wyliczyć można to w dość prosty sposób: mapa bitowa o 
rozdzielczości 1024x768 składa się z 1024x768 = 786432 punktów. Kolor 
każdego z nich opisany jest na 24 bitach, czyli trzech bajtach. Zatem jedna 
ramka zajmuje w pamięci 1024x768x3 bajty = 2359296 bajtow. Karta 
graficzna musi mieć więc co najmniej 2,5 MB pamięci (czyli w praktyce 4 MB), 
by wyświetlić rozdzielczość 1024x768 przy 16,8 mln kolorów.
Z bufora ramki dane pobierane są punkt po punkcie przez układ RAMDAC. Ten 
zamienia cyfrowo opisane punkty na analogowe impulsy prądu o napięciu 
zależnym od koloru punktu. Na ich podstawie powstaje obraz na monitorze. 

background image

 

 

Budowa Karty Graficznej

D-SUB, gniazdo wyjścia 
TV.
cyfrowe złącze DVI

background image

 

 

Budowa karty 

graficznej

background image

 

 

Schemat Bloków Karty 

Graficznej

background image

 

 

Skok w Trzeci wymiar

Zmiany jakościowe, jakie nastąpiły na polu programów graficznych a szczególnie 

gier związane były początkowo z rozwojem sprzętu, jednak obecnie wydaje się, 

że  to  nowe  programy  wymuszają  powstawanie  specjalistycznych  rozwiązań,  a 

nie  na  odwrót.  Początkowo  gry  bazowały  na  płaskiej,  dwuwymiarowej  grafice. 

Wszelkie  rysowane  obiekty  były  jednoznacznie  określone  współrzędnymi  x  i  y. 

Podczas  przetwarzania  danych  w  dwóch  wymiarach  najczęściej  wykonywane 

były  funkcje  odpowiedzialne  za  przenoszenie  odpowiednich  bitmap  z  jednego 

obszaru pamięci w inny. Dodatkowo bitmapy te można było wzbogacić różnymi 

efektami specjalnymi związanymi np.: z paletą kolorów. Można też było używając 

odpowiednich  masek  bitowych  dokonywać  prostych  transformacji.  Operacje  na 

takich elementach graficznych były i są proste, nie wymagają ogromnych mocy 

obliczeniowych  (przynajmniej  jak  na  dzisiejsze  komputery).  Niestety,  w 

środowisku  3D  sprawy  znacznie  się  komplikują.  Tutaj  każda  wyświetlana  ramka 

wymaga  przeglądnięcia  i  odpowiedniego  przetworzenia  bazy  modelowanych 

obiektów.  W  przypadku  grafiki  dwuwymiarowej  wystarczała  ingerencja  tylko  w 

ten obszar pamięci obrazu, gzie następowała zmiana np.: położenia obiektu. W 

środowisku  3D  prosta  zmiana  położenia  obiektu  powoduje  konieczność 

przetworzenia  dużo  większej  ilości  informacji,  niekiedy  przebudowania  całej 

trójwymiarowej  sceny.  Związane  jest  to  zarówno  z  obecnością  dodatkowych 

atrybutów,  takich  jak  oświetlenie  (cieniowanie)  oraz  z  samym  sposobem 

przechowywania  modelowanych  obiektów  w  tzw.  Z-buforze.  Transformacja 

geometrii  modelowanego  świata,  wyznaczenie  nowych  współrzędnych  x,  y,  z 

pozwala dopiero na wygenerowanie odpowiedniego obrazka. 

background image

 

 

Karta rozszerzeń, umiejscawiana na płycie 
głównej poprzez gniazdo ISA, PCI lub AGP, 
(najnowsze PCI - ex), która odpowiada w 
komputerze za obraz wyświetlany przez 
monitor

.

 

AGP

PCI - Ex

Gniazdo 
zasilające 

Gniazda kart Graficznych

background image

 

 

AGP

To  typ magistrali opracowany przez 

inżynierów firmy Intel.Standard ten nie 

został stworzony z myślą o 

wyeliminowaniu szyny PCI, lecz po to aby 

ją uzupełnić.Sama idea działania AGP jest 

bardzo prosta: otóż karta graficzna z 

nową magistralą może użyć dowolnej 

ilości pamięci operacyjnej komputera, a 

dzięki niezależnej szynie sprzętowej 

zapewnia bardzo szybki transfer danych.

Rozwój oprogramowania multimedialnego 

(czyli w praktyce właściwie gier) 

uświadomił twórcom standardu PCI, że 

ich magistrala nie jest już w stanie 

poradzić sobie z transferem tak 

olbrzymich ilości danych. Okazuje się że 

w przypadku niektórych aplikacji, 

zwłaszcza tych które korzystają z grafiki 

3D, standardowe 132 MB/s oferowane 

przez PCI już nie wystarcza. Nowy 

standard zdaje się rozwiązywać ten 

problem. Pierwotnie nowa technologia 

miała być przeznaczona jedynie dla płyt 

głównych obsługujących procesory 

Pentium II, na przykład dla chipsetu 440 

LX. Ale wkrótce kilku niezależnych 

producentów z Tajwanu (między innymi 

VIA) opracowało chipsety obsługujące 

port AGP w standardowych płytach 

Pentium z gniazdem Socket 7. 

Port AGP

background image

 

 

Standardy AGP

AGP  x1  -  standardowa  szybkość  szyny  266  MB/s  przy 
częstotliwości taktowania 66 MHz (czyli dwa razy więcej 
niż w przypadku szyny PCl); 
AGP  x2  -  maksymalna  przepustowość  532  MB/s. 
Transfer  danych  jest  inicjowany  narastającym  i 
opadającym  zboczem  sygnału  taktującego.  Obniżono 
również  napięcie  z  5V  do  3,3V.W  efekcie  następuje 
pozorny wzrost częstotliwości zegara do 133 MHz; 
AGP x4 - do zrealizowania jedynie na płytach głównych 
z częstotliwością szyny 100 Mhz. Wprowadzona została 
przez 

Intela 

do 

specyfikacji 

2.0 

Teoretyczna 

przepustowość  sięga  1064  MB/s  a  praca  odbywa  się 
przy obniżonym do 1,5V napięciu.
AGP X8 – najszybszy transfer danych na poziomie 2128 
MB/s

Dodatkowo  szyna  AGP  potrafi  inicjować  kolejny  transfer 
danych, mimo tego, iż poprzedni się jeszcze nie zakończył. 
W  przypadku  standardu  PCI  polecenie  transmisji  danych 
może być rozpoczęte dopiero po zakończeniu poprzedniego 
transferu. 

background image

 

 

Zalety AGP

możliwość pobierania tekstur bezpośrednio z pamięci operacyjnej komputera; 
do czterech razy większa niż w przypadku PCI szybkość transmisji danych graficznych; 
szybszy  dostęp  procesora  do  danych  w  pamięci  RAM,  niż  w  lokalnej  pamięci  karty 
graficznej; 
przeznaczenie  jedynie  dla  kart  graficznych.  Nie  ma  konieczności  dzielenia  się  szyną  z 
innymi  urządzeniami,  jak  w  przypadku  PCI  (na  przykład  karta  graficzna,  sieciowa  itp.). 
Na sukces AGP składają się następujące technologie:

DIME  (Direct  Memory  Execute)  -  czyli  możliwość  szybkiego  pobierania  tekstur  z  pamięci 
operacyjnej, bez ich uprzedniego umieszczania w pamięci karty graficznej; 

GART  (Graphics  Address  Remmaping  Table)  -  wolna  pamięć  RAM  jest  tu  widziana  przez  kartę 
graficzną jako jej własny obszar pamięci.

Mimo że nie widać tego na pierwszy rzut oka, AGP stanowi jedynie pewne przedłużenie 
magistrali  PCI  i  nie  jest  magistralą  jako  taką.  Nie  ma  i  nie  będzie  płyt  głównych  z 
wieloma  gniazdami  AGP  bowiem  jedynym  urządzeniem  umieszczonym  w  takim 
gnieździe może być karta grafiki. Karty AGP posiadają dwustronną listwę połączeniową o 
132  kontaktach.  Odpowiednie  kontakty  otrzymują  sygnały  zapewniające  poprawną 
pracę  magistrali.  Występujące  sygnały  przejęto  z  magistrali  PCI  oraz  dodano  32  linie 
magistrali  AGP  (AD  [31-0])  jak  również  sygnały  SBA[7-0]  spełniające  rolę  pomocniczej 
magistrali  SBA  (Side  Band  Adress  port),  wykorzystywanej  do  transportu  adresów  i 
rozkazów.

Dodatkowo  szyna  AGP  potrafi  inicjować  kolejny  transfer  danych,  mimo  tego,  iż 
poprzedni  się  jeszcze  nie  zakończył.  W  przypadku  standardu  PCI  polecenie  transmisji 
danych może być rozpoczęte dopiero po zakończeniu poprzedniego transferu. 

background image

 

 

Pci Express

background image

 

 

PCiex

Stanowiąca istotę architektury PCI Express konstrukcja całkowicie 
różni się od działania "klasycznej" szyny PCI. Przede wszystkim PCI 
stosuje szeregowy przesył danych, co pozwala na wyższą 
częstotliwość zegara taktującego. To, wraz z faktem, że kilka kanałów 
PCI Express (czy też "pasów ruchu") można połączyć w rozszerzonym 
slocie, umożliwia prostą rozbudowę do, dajmy na to, x8 czy x12. 
Dalej, taka sama przepustowość jest dostępna w obu kierunkach 
jednocześnie. 
W tym momencie wygląda to tak, że standardowym slotem 
rozszerzeń na przyszłych płytach głównych będzie slot PCI Express 
x1. W tym przypadku "x1" oznacza, iż slot posiada jeden pas PCI 
Express, co daje przepustowość 250 MB/s (500 MB/s, jeżeli dodacie 
przepustowości w obie strony, czyli full-duplex) - dwukrotnie więcej 
od PCI. Co więcej, urządzenia nie będą już konkurowały ze sobą o 
przepustowość - każdy slot ma pełne 250 MB/s w każdą stronę tylko 
dla siebie

background image

 

 

Architek PCiex

Architektura transferów danych szyny PCI Express

 

background image

 

 

Karty graficzne stosować będą slot PCI Express x16. Tak, oznacza to 
16 pasów ruchu, co sumuje się do łącznej przepustowości 4 GB/s, 
albo 8 GB/s, jeżeli dodamy 4 GB/s w przeciwnym kierunku. Liczby te, 
opisujące przepustowość full-duplex, powinny być brane ze szczyptą 
otrzeźwienia, jako że bardziej są to chwyty marketingowe. W 
przypadku wydajności graficznej liczy się tylko tempo transferu w 
jedną stronę. 
Jak na razie daje nam to dwukrotny wzrost przepustowości w 
stosunku do AGP 8x. Brzmi nieźle? Trochę jednak czasu upłynie, 
zanim zacznie mieć to znaczenie w aplikacjach, szczególnie w grach. 
Jeżeli zechcecie sobie przypomnieć, "skok" z AGP 4x do AGP 8x 
przyniósł bardzo niewielki wzrost wydajności, jak zresztą pokażą to 
testy

.

 

PCIex

background image

 

 

Warianty Pciex

Wariant

Przepustowość

X1

250Mb/s

X2

500Mb/s

X4

1000Mb/s

X8

2000Mb/s

X16

4000Mb/s

X32

8000Mb/s

background image

 

 

PROCESOR

Układy takie pomagają procesorowi komputera rysować linie, 

trójkąty, prostokąty, potrafią wygenerować obraz 

trójwymiarowy, pokryć go odpowiednią tzw. teksturą itd… 
Procesor karty graficznej komunikuje się z pamięcią wysyłając i 

pobierając z niej informacje o obrazie w tzw. paczkach.
Procesory 64-bitowe wysyłają paczki 64-bitowe (8-bajtowe), za 

    128-bitowe paczki 16 bajtowe. To czy procesor jest 64-bitowy czy 

128-bitowy, praktycznie nie powoduje dwukrotnej różnicy 

prędkości na korzyść układów 128-bitowych. Przewaga zaczyna 

być widoczna przy pracy w wyższych rozdzielczościach

background image

 

 

UKŁAD RAMDAC

 

Układ RAMDAC pobiera dane o obrazie wygenerowanym przez procesor karty 

graficznej. Dane te są w postaci zbioru różnokolorowych punktów. Następnie 

RAMDAC zamienia je na sygnały analogowe i wysyła do monitora. Im szybszy 

RAMDAC, tym więcej potrafi wysłać informacji w ciągu sekundy co ma 

bezpośredni wpływ na częstotliwość odświeżania (jest to liczba pojedynczych 

obrazów, jakie wyświetla monitor w ciągu sekundy. Częstotliwość 60Hz oznacza, 

że w ciągu sekundy na ekranie monitora rysowanych jest 60 pełnych obrazów. 

Oko ludzkie przestaje odróżniać "skoki" między obrazami już przy szybkości ok. 

25 obrazów na sekundę, więc częstotliwość 60Hz wydawałaby się aż za duża. Jak 

się okazuje w praktyce, przy 60Hz prawie nie widać migotania obrazu, ale nasze 

oczy się męczą. Dlatego do pracy przy komputerze powinniśmy ustawiać 

częstotliwość co najmniej 75Hz, zaś im więcej tym lepiej. Warto przy tym 

wiedzieć, że ustawienie częstotliwości większej niż 85Hz nie ma już wpływu na 

nasz wzrok.

background image

 

 

PAMIĘĆ VIDEO

Każda karta graficzna ma własną pamięć RAM, w 
której przechowuje potrzebne informacje o 
obrazie. 
W pamięci tej przechowywane są dane o każdym 
punkcie obrazu, a także tekstury (w postaci map 
bitowych) oraz dane o głębi (z pamięci jest w tym 
celu wydzielany tzw. bufor Z).

Pamięć  

RAM

background image

 

 

Pamięć Video

EDO i BEDO DRAM

Stanowi odmianę pamięci DRAM i udostępnia pasmo nieco powyżej 200 MB/s. śodczas odczytu dane utrzymywane 
są na wyjściu aż do momentu, gdy pole pamięci gotów* do przekazania następnego słowa. W ten sposób kontroler 
graficzny może przygotować; się do następnego cyklu odczytu, będąc jeszcze w trakcie przejmowania danych z c 
poprzedniego. Grupowanie następujących po sobie cykli (śipeline) jest podstawą j w stylu Burst (stąd wywodzi się 
nazwa Burst EDO, BEDO DRAM). Dopiero ten na czasie umożliwił taktowanie pamięci bez cykli oczekiwania, tzn. 
każdy cykl z< pamięci wyzwalał 1 cykl odczytu. Cztery równolegle połączone układy pamięci pracujące w 
konfiguracji 4x16 = 64 bity) taktowane zegarem 50 MHz osiągają maksymalny transfer 400 MB/s (8x50). Średnia 
prędkość transmisji jest naturalnie niniejsza, bo' kontroler musi kiedyś wreszcie zmienić adres wiersza i opuścić tryb 
Fś.
O ile pamięci EDO stosowane były bardzo powszechnie, typ BEDO umarł śmiercią naturalną, nie doczekawszy się 
powszechnej akceptacji.

SDRAM

Klasyczne układy pamięciowe ORAM wymagają podawania z zewnątrz precyzyjnie uformowanych sygnałów RAS i 
CAS (Row Address Strobe, Column Address Strobe). śamięci synchroniczne mają własny kontroler, przetwarzający 
impulsy zegarowe na niezbędne sygnały sterujące (porównaj rozdział 3.)- Zmniejsza to negatywny wpływ wszelkich 
zjawisk o podłożu falowym i elektromagnetycznym oraz umożliwia podwyższenie prędkości taktowania. 
Bloki pamięci SDRAM i SGRAM organizowane są zwykle w banki, które mogą być obsługiwane naprzemiennie 
(Interlecwe). W ten sposób każdy z nich może znajdować się w innej fazie tej samej operacji (procesy zachodzą na 
siebie w czasie).
Niestosowana już dziś odmiana synchronicznej pamięci SDRAM, która cechowała się dodatkowym trybem pracy 
blokowej przy zapisie {Błock Write). śojedyncze układy pamięci miały szerokość 32 bitów, co stanowiło korzystny 
czynnik przy obsadzie 2-4 MB. Częstotliwość zegara taktującego sięgała 100 MHz.

V-RAM

Specjalny typ pamięci opracowany przez firmę Texas Instruments. Skrót V-RAM (Video--RAM) nie oddaje w pełni istoty 
sprawy. Z punktu widzenia kontrolera graficznego układy pamięci V-RAM zachowują się jak normalne pamięci DRAM. 
Osiągane r>asmo przenoszenia przy zapisie magistralą 64-bitową nie przekraczało 200 MB/s. Ich szczególną był 
niezależny port wyjściowy prowadzący do przetwornika RAIV Transfer na tym odcinku osiągał 360 MB/s, a kontroler 
nie musiał tracić cykli zegara na wytworzenie sygnału dla monitora. Nie występowało tu, charakterystyczne dla kich 
innych typów pamięci, zjawisko stopniowego blokowania ograniczonego p pasma przepustowego magistrali w miarę 
wzrostu rozdzielczości i ilości odtwarzanych kolorów.
Można, więc było zachować wysoką (lub, co najmniej ergonomiczną) częste odświeżania ekranu przy pracy w 
trybach o wysokiej rozdzielczości rzędu 1600x 

DDR-SDRAM

Większość współczesnych kart graficznych wyższej klasy wyposażona jest w p DDR-SDRAM (Double Ratę SDRAM), 
której przewaga nad zwykłymi pamięciach chronicznymi leży w głównie w szerokości pasma dostępu -- w jednym 
cyklu impulsu zegarowego mają miejsce dwa transfery (jeden dla opadającego, a drugi dla narasta zbocza zegara).
 

background image

 

 

Ilość pamięci potrzebnej  

dla danego trybu 

graficznego

Ilosć bitów / 

bajtów na pixel

1 bajt  =  
            8 
pixseli

1 bajt =   
                
4 pixsele

1 bajt =   
            2 
pixele

1 bajt =   
     1 
pixel   

2 bajty =  
           1 
pixel

3 bajty =  
             1 
pixel

Liczba kolorów

2 kolory 4 kolory

16 
kolorów

256 
kolorów

65 
tysiecy 
kolorów

16,7 
miliona 
kolorów

R

o

zd

zi

e

lc

zo

ś

ć

 e

k

ra

n

u

640 x 
480

37,5 KB

75 KB

150 KB

300 KB

600 KB

900 KB

800 x 
600

58 KB

117 KB

234 KB

468 KB

968 KB

1,37 MB

1024 x 
768

96 KB

192 KB

384 KB

768 KB

1,5 MB

2,25 MB

1280 x 
1024

160 KB

320 KB

640 KB

1,25 MB

2,5 MB

3,75 MB

background image

 

 

Wyświetlanie kolorów

Przy 24 bitowym kolorze (3 bajty)

R

 8 bit (256 możliwości)

G

 8 bit (256 możliwości)

B

 8 bit (256 możliwości)

Co daje 256 x 256 x 256 = 16777216 
kolorów

Czym wyższa wartość bajta tym na wyjściu 
RAMDAC generuje wyższe napięcie co 
odpowiada jaśniejszemu kolorowi  składowej 
punktu 

background image

 

 

Wyświetlanie kolorów

Przy 16 bitowym kolorze dane o 
kolorze znajdują się w pamięci 
karty ale nie ma on pełnej skali 
barw

R

 5 bit (32 możliwości)

G

 6 bit (64 możliwości)

B

 5 bit (32 możliwości)

Co daje 32 x 64 x 32 = 65536 kolorów

background image

 

 

Shader

Shader to krótki program komputerowy, często napisany w 
specjalnym języku (shader language), który w grafice 
trójwymiarowej odpowiada za cieniowanie obiektów.
Pozwala na dużo bardziej skomplikowane modelowanie oświetlenia i 
materiału na obiekcie niż standardowe modele oświetlenia i 
teksturowanie. Jest jednak dużo bardziej wymagający obliczeniowo i 
dlatego dopiero od kilku lat sprzętowa obsługa shaderów jest obecna 
w kartach graficznych dla komputerów domowych. Wcześniej, 
shadery stosowane były w niektórych fotorealistycznych 
rendererach , gdzie grafika nie jest generowania w czasie 
rzeczywistym. 
W stosunku do standardowych modeli oświetlenia, stosowanych do 
generowania grafiki w czasie rzeczywistym, shadery dają możliwość 
uwzględnienia między innymi:

•refrakcji

•odbić lustrzanych

•oświetlenia HDRI

•mapy przemieszczeń (displacement maps)

•innych efektów takich jak rozmycie obrazu, zaszumienie, 
zmiana kolorów, itp. 

Istnieją dwa zasadnicze typy shaderów:

1.Vertex Shader - operujący na wierzchołkach 

       2. Pixel / Fragment Shader - operujący na pikselach / 
fragmentach 

background image

 

 

Pixelshader

Pixel Shader pozwala na takie rzeczy, jak oświetlanie, cienie, 
mapowanie wypukłości, morphing tekstur i przenikanie alpha 
pomiędzy wieloma teksturami. Praktycznie jesteście w stanie 
robić każde łączenie tekstur, jakie tylko sobie wyobrazicie. 
Inną korzyścią użycia Pixel Shadera jest to, że wszystkie te 
operacji są robione w bardzo niewielu przebiegach. Inne 
układy graficzne będą po kolei nakładały tekstury i stosowały 
wiele przebiegów tworząc całościowy efekt. Innymi słowy, 
implementacja ATi daje wam wszystkie wizualne korzyści z 
bardzo małą stratą wydajności. Jedną ważną rzeczą wartą 
wspomnienia tutaj, jest to, iż do pełnego wykorzystania tej 
funkcji niezbędny jest DX8.

 

background image

 

 

Vertexshader

To procesor, który wykonuje operacje na "werteksach", punktach, które są 
wierzchołkami trójkątów, zaś Pixel Shader wszystkie operacje związane z 
renderingiem pixeli na ekranie. Innymi słowy, Vertex odpowiedzialny jest za 
geometrię, (animacja szkieletowa, morphing lub animacja międzyklatkowa, 
deformacje dynamiczne lub statyczne), a Pixel za efekty nakładane na 
płaszczyznę tej geometrii (teksturowanie, nakładanie cieni lub oświetlenia, 
mapowanie wypukłości, odbić itp).Obie te jednostki wykorzystują krótkie 
programiki, nadające vertexowi lub pixelowi charakterystyki. Jednak ilość 
instrukcji w takim programie ograniczona jest możliwością wykonawczą 
tych jednostek, dlatego rozwój tych jednostek sprowadza się do tego, aby 
wykonywały programy składające się z coraz większej liczby instrukcji. 
Doszło też kilka nowych, jak: maksymalna liczba pętli, statyczna i 
dynamiczna kontrola przepływu. Również Pixel Shader to obecnie bardzo 
imponująca jednostka, której podstawową cechą jest 128-bitowa zmienno-
przecinkowa precyzja koloru. Pozwala to na 16 i 32-bitowe, zmienno-
przecinkowe dla każdego czerwonego, zielonego i niebieskiego składnika.

background image

 

 

Dodatkowe możliwości kart graficznych

1.

Większość współczesnych kart graficznych wyposażanych jest w dodatkowe 

układy, umożliwiające współpracę z odbiornikiem TV, magnetowidem i 

kamerą. Jednym z tych układów jest dekoder, służący do zamiany 

analogowego sygnału Video (pochodzącego np. z kamery lub magnetowidu) 

na sygnał cyfrowy; drugi natomiast, zwany enkoderem, realizuje funkcję 

odwrotną - zamienia sygnał cyfrowy obrazu (wytworzony przez procesor 

graficzny karty) na sygnał analogowy.

Dekoder (ang. Video Decoder) realizuje zamianę sygnału analogowego, wg 

standardu S-Video i Composite Video, pochodzącego z odbiornika TV, kamery 

lub magnetowidu, na sygnał cyfrowy wg standardu YUV. Enkoder (ang. Video 

Encoder) realizuje funkcje odwrotną - zamienia sygnał cyfrowy YUV 

(wytworzony przez procesor graficzny), na sygnał analogowy (wg standardu S-

Video i Composite Video), umożliwiający wyświetlanie obrazu za pomocą 

odbiornika TV lub zapis tego obrazu na taśmie magnetowidowej. Większość 

dekoderów i enkoderów dokonuje obróbki sygnału telewizyjnego zapisanego w 

obu systemach telewizji kolorowej: NTSC i PAL. System NTSC (stosowany w 

Stanach Zjednoczonych i Japonii), generuje obraz z rozdzielczością 640 x 480 

(lub 720 x 480 wg standardu CCIR601) i z częstotliwością 30 klatek na 

sekundę. W systemie PAL (stosowanym w Europie) obraz posiada 

rozdzielczość 768 x 576 (lub 720 x 576 wg standardu CCIR601) oraz 

częstotliwość wyświetlania klatek rzędu 25 Hz.

Każda karta graficzna posiada 15-stykowe zewnętrzne złącze VGA, 

umożliwiające podłączenie monitora. Karta wyposażona dodatkowo w dekoder 

i enkoder video, powinna posiadać złącza umożliwiające podłączenie źródeł 

sygnału (magnetowid, kamera, tuner TV) oraz odbiorników sygnału video 

(magnetowid lub odbiornik TV). Mogą; być to złącza:

2.

S-Video (wejściowe, input) i Composite Video (wejściowe, input), 

3.

S-Video (wyjściowe, output) i Composite Video (wyjściowe, output).

Współczesna karta graficzna może posiadać jeszcze następujące dodatkowe 

złącza rozszerzeń, znajdujące się na płytce karty:

background image

 

 

SLI

Gdy starsi gracze słyszą określenie "SLI", 
oczy zachodzą im mgłą i pogrążają się we 
wspomnieniach. Te trzy litery przypominają 
o cudownych czasach, gdy istniał jeszcze 
producent kart graficznych 3dfx. Skrót SLI 
oznaczał technologię, która pozwalała na 
jednoczesną pracę dwóch kart w jednym 
komputerze. Karty dzieliły obliczenia 
między siebie, co prowadziło do wzrostu 
wydajności o 50-100%. 
To rozwiązanie straciło rację bytu wraz z 
upowszechnieniem się złącza AGP, ale z 
nadejściem PCI Express SLI powraca, 
wskrzeszone przez NVIDIĘ. Nowy interfejs 
pozwala na umieszczenie kilku złącz x16 
PEG (PCI Express for Graphics) na jednej 
płycie głównej. Sukces technologii SLI 
zależy w dużej mierze od cen i dostępności 
płyt głównych obsługujących to 
rozwiązanie. SLI obsługują następujące 
karty PCI Express: GeForce 6800 Ultra, 
6800 GT i 6600 GT. 

background image

 

 

Tryby pracy karty VGA 

Numer

trybu 

(Hex)

Rozdzielcz

ość

Pole

znak

u

Liczba

kolorów

Tryb

0, 1

320x200

8x8

16/256K

tekstowy 40x25

2, 3

640x200

8x8

16/256K

tekstowy 80x25

4, 5

320x200

4/256K

graficzny

6

640x200

2/256K

graficzny

7

720x350

9x14

mono

tekstowy 80x25

D

320x200

16/256K

graficzny

E

640x200

16/256K

graficzny

F

640x350

mono

graficzny

10

640x480

16/256K

graficzny

11

640x480

2/256K

graficzny

12

640x480

16/256K

graficzny

13

320x200

256/256K

graficzny

background image

 

 

GeForce 8800

 

GeForce 8800 GTX

GeForce 8800 GTS

Procesory strumieniowe

128

96

Częstotliwość rdzenia (MHz)

575

500

Częstotliwość shaderów (MHz)

1350

1200

Częstotliwość pamięci (MHz)

900 

800

Wielkość pamięci

768MB

640MB lub 320MB

Interfejs pamięci

384-bit

320-bit

Przepustowość pamięci (GB/sek.)

86.4

64

Wypełnianie (miliardy/sek.)

36.8

24

GeForce 8800 GTX

GeForce 8800 GTS

Procesory strumieniowe

128

96

Częstotliwość rdzenia (MHz)

575

500

Częstotliwość shaderów (MHz)

1350

1200

Częstotliwość pamięci (MHz)

900

800

Wielkość pamięci

768MB

640MB lub 320MB

Interfejs pamięci

384-bit

320-bit

Przepustowość pamięci (GB/sek.)

86.4

64

Wypełnianie (miliardy/sek.)

36.8

24

GeForce 8800 GTX

GeForce 8800 GTS

Procesory strumieniowe

128

96

Częstotliwość rdzenia (MHz)

575

500

Częstotliwość shaderów (MHz)

1350

1200

Częstotliwość pamięci (MHz)

900

800

Wielkość pamięci

768MB

640MB lub 320MB

Interfejs pamięci

384-bit

320-bit

Przepustowość pamięci (GB/sek.)

86.4

64

Wypełnianie (miliardy/sek.)

36.8

24

background image

 

 

Zunifikowana architektura NVIDIA®: 
W pełni zunifikowany zestaw jednostek obliczeniowych dynamicznie przydziela moc obliczeniową dla operacji przetwarzania geometrii, 
fizyki, pikseli lub oświetlenia, zapewniając wydajność do 2x większą niż poprzednia generacja procesorów graficznych.
Technologia GigaThread™: 
Masowa architektura wielowątkowa obsługuje tysiące niezależnych, współbieżnych wątków, zapewniając ekstremalną wydajność 
przetwarzania w zaawansowanych programach shaderowych następnej generacji. 
Pełna obsługa Microsoft® DirectX®: 
Pierwszy na świecie procesor graficzny DirectX 10 z pełną obsługą Shader Model 4.0 oferuje niezrównane poziomy realizmu 
graficznego i filmowe efekty w grach. 
Technologia NVIDIA® SLI™

1

Umożliwiając jednoczesne współdziałanie dwóch kart graficznych pozwala na zwiększenie wydajności do dwóch razy w stosunku do 
pojedynczego procesora graficznego, zapewniając niezwykłe wrażenia w grach. SLI to doskonała opcja dla wydajnych kart PCI 
Express®, zwiększająca wydajność najnowszych gier dla komputerów PC.
Silnik NVIDIA® Lumenex™: 
Oferuje niezwykłą jakość obrazu oraz precyzję obliczeń zmiennoprzecinkowych zachowując pełną płynność wyświetlania:
Technologia antialiasingu 16X: 
Superszybki antyaliasing o wysokiej jakości do 16x likwidujący postrzępione krawędzie.
128-bitowe, zmiennoprzecinkowe oświetlenie HDR (High Dynamic-Range): 
Podwójna w stosunku do poprzednich generacji precyzja pozwalająca osiągnąć niewiarygodnie realistyczne oświetlenie przy 
włączonym antyaliasingu.
Technologia NVIDIA® Quantum Effects™: 
Zaawansowane jednostki obliczeniowe przeznaczone do obsługi obliczeń fizycznych umożliwiają odtworzenie i renderowanie efektów 
fizycznych za pomocą procesora graficznego – zwalniając w ten sposób CPU, obsługujący silnik gry i sztuczną inteligencję (AI).
Ujednolicona architektura sterowników NVIDIA® ForceWare: 
Zapewnia sprawdzoną kompatybilność, stabilność, niezawodność we współpracy z szeroką gamą aplikacji biznesowych. ForceWare 
zapewnia najlepszą funkcjonalność dla każdego użytkownika i stałe poprawki wydajności oraz dostępnych funkcji przez cały okres życia 
procesorów graficznych NVIDIA GeForce®. 
Optymalizacja i obsługa OpenGL® 2.0: 
Najlepsza wydajność i kompatybilność ze wszystkimi aplikacjami OpenGL.
Technologia równoczesnego wyświetlania na wielu ekranach NVIDIA® nView®: 
Zaawansowana technologia zapewnia maksymalną elastyczność i możliwości kontroli w wyświetlaniu obrazu na wielu ekranach.
Obsługa PCI Express: 
Zaprojektowane do idealnej współpracy z magistralą PCI Express, która podwaja przepustowość magistrali AGP 8x, umożliwiając 
transmisję z prędkością ponad 4 GB/s w obu kierunkach jednocześnie.
Podwójne układy RAMDAC 400 MHz: 
Ultraszybkie układy RAMDAC obsługują wyświetlacze QXGA z wysokimi, ergonomicznymi częstotliwościami odświeżania do 
2048x1536@85Hz.
Dwa podwójne wyjścia DVI: 
Umożliwiają obsługę największych wyświetlaczy o najwyższej rozdzielczości do 2560x1600. 

background image

 

 

Zaprojektowane dla Microsoft® Windows Vista™: 
Czwarta generacja procesorów graficznych firmy NVIDIA zaprojektowana została tak, by w pełni obsługiwać graficzny 
interfejs Windows Aero 3D nadchodzącego systemu operacyjnego firmy Microsoft.
Technologia NVIDIA® PureVideo™ HD

2

połączenie akceleracji procesu dekodowania wideo high-definition oraz postprocessingu, które oferuje 
bezprecedensową klarowność obrazu, płynność odtwarzania wideo, wierne kolory oraz precyzyjne skalowanie obrazu 
wideo i filmów.
Dedykowany, programowalny procesor wideo: 
NVIDIA PureVideo to dedykowany, programowalny rdzeń przetwarzający, fragment procesorów graficznych firmy 
NVIDIA, zapewniający doskonałą jakość obrazu i płynność odtwarzania przy niewielkim użyciu procesora i niskim 
zużyciu energii. 
Sprzętowa akceleracja dekodowania: 
Zapewnia płynne odtwarzanie filmów H.264, VC-1, WMV i MPEG-2 w formatach HD i SD.
Obsługa HDCP

3

Zaprojektowany, aby zapewnić spełnienie wymagań w dziedzinie ochrony treści (HDCP) filmów zapisanych w 
formatach Blu-ray i HD DVD, co umożliwia odtwarzanie zaszyfrowanych filmów na komputerze podłączonym do 
wyświetlaczy zgodnych z HDCP. 
Przestrzenno-czasowe usuwanie przeplotu: 
Wyostrza wyświetlany z przeplotem obraz filmów w formatach HD oraz standard, co pozwala uzyskać czysty, 
klarowny, ostry obraz, mogący z powodzeniem konkurować z zaawansowanymi systemami kina domowego.
Skalowanie wysokiej jakości: 
Powiększa filmy o niższych rozdzielczościach do rozdzielczości HDTV, nawet 1080i, zachowując czysty, jasny obraz. 
Zapewnia także możliwość skalowania filmów w dół, w tym także materiałów high-definition, przy zachowaniu 
szczegółów obrazu.
Funkcja Inverse Telecine (3:2 i 2:2 Pulldown Correction): 
Zachowuje oryginalny obraz z filmów skonwertowanych do formatów wideo, zapewniając wierne odtwarzanie filmów 
i doskonałą jakość obrazu.
Korekcja Bad Edit: 
Podczas edycji filmów po ich konwersji z formatu 24 klatek do 25 lub 30, może zostać zachwiana normalna kadencja 
3:2 lub 2:2. PureVideo przy użyciu zaawansowanych technik przetwarzania jest w stanie wykryć błędy tego typu, 
odtworzyć oryginalną zawartość i odtworzyć obraz doskonałej kości klatka po klatce, stwarzając wrażenie w pełni 
płynnego, naturalnie wyglądającego obrazu wideo.
Redukcja szumów: 
Poprawia jakość obrazu wideo usuwając zbędne artefakty. 
Wyostrzanie krawędzi: 
Wyostrza obraz wideo poprzez zwiększenie kontrastu w pobliżu krawędzi i obiektów. 

background image

 

 

DZIĘKUJE ZA 
UWAGĘ!!!


Document Outline