Graficka karta

22.dubna.2012Autor: Martin Muller

 

Grafická karta nebo také videoadaptér je součástí počítače a stará se o zobrazení obrazu na monitoru, grafické výpočty atd. Připojena je většinou přes PCI-Express slot. Některé grafické karty umožňují kromě výstupu i vstup, tato funkce se jmenuje VIVO a v současné době je vidět velice zřídka.

Grafická karta může být i integrována na základní desce. Většinou se jedná o nejnutnější čipy, výjimečně se přidává vlastní paměť. Nazývá se potom IGP (integrovaný grafický čip).

Grafická karta se stará o grafický výstup na monitor, TV obrazovku či jinou zobrazovací jednotku. V případě, že grafická karta obsahuje tzv. VIVO (video - in a video-out), umožňuje naopak i analogový vstup videosignálu např. při ukládání videosouborů z videokamery, videopřehrávačů apod. Dříve byla "grafická karta" (přesněji šlo o grafický čip) nedílnou součástí základní desky, dnes jsou grafické karty oddělené a připojené do počítače pomocí některého typu sběrnice. Grafická karta samozřejmě může být i integrovaná na základní desce počítače, v tomto případě se jedná o tzv. low-end desky nebo desky nižší střední třídy. Výjimku většinou dnes tvoří notebooky, u kterých je integrované grafické jádro součástí čipsetu. Pokud je grafická karta integrovaná na základní desce, lze ji vypnout a nahradit grafickou kartou, která se zasune do příslušné pozice na desce. Grafické karty jsou rok od roku složitější a výkonnější, a jelikož již dlouhou dobu obsahují vlastní mikroprocesor (GPU – graphics processing unit), paměti i sběrnice, daly by se označit za „počítače v počítači“. Díky speciální konstrukci grafického čipu ji lze využít na specifické výpočty, kde má přes 10x větší výkon (někdy i 100x), specifické výpočty jsou součástí GPGPU. Dříve se pro výpočty používaly odděleně jednotky vertex a pixel, dnes se používají částečně programovatelné jednotky - "unifikované shadery". Nedokážou tak obecné výpočty jako CPU, ale za to ve své specializaci vynikají. Dále obsahuje TMU, ROP, řadič pamětí, napájecí obvody, výstupní konektory a další. Dnes se nejběžněji připojuje přes PCI-Express x16 slot.

GPU - "grafický procesor" je výpočetní jádro grafické karty. Obsahuje řadič paměti, unifikované shadery, TMU jednotky, ROP jednotky a další. Zpracovává 3D geometrii na 2D obraz, zobrazitelný na zobrazovacím zařízení. Unifikované shadery - moderní náhrada za jednotky Pixel a Vertex. Každá firma má svoji vlastní architekturu shaderů. Jsou programovatelné a díky tomu nemusí počítat pouze zobrazovatelná data, ale i výpočty pro vědu a další... NVIDIA má každý unifikovaný shader plnohodnotný, AMD používá 5D shadery (5 menších shaderů jako celek). Řadič pamětí - stará se o komunikaci mezi grafickou pamětí a GPU. NVIDIA zatím má podporu až po GDDR3, AMD má podporu GDDR5. TMU jednotky (Texture mapping unit) - mapuje textury na objekty. ROP jednotky (Render Output unit) - zabezpečuje výstup dat z grafické karty. Paměť - zde jsou ukládány informace nutné pro grafické výpočty. Pokud je grafická karta integrovaná na základní desce, používá Operační paměť celého počítače, jinak má vlastní paměť, nejčastěji nějaký typ GDDR (GDDR 2, 3, 4, 5) nebo DDR (1, 2, 3) kvůli nižší ceně. Dříve se používali SDR.

Grafická je limitována: Návrh grafické karty - Grafické karty jsou roztříděny do řad (nižší, střední, vyšší, HIGH-END) a podle toho se škáluje i výkon. PCB - Stabilitu ovlivňuje použité součástky a chladič. Výkonem CPU - Podle výkonu grafiky je potřeba výkonné CPU, aby byla schopna dodat potřebná data. Výkonné grafické karty postavené na 2 více GPU potřebují pro plný výkon buďto vysoko taktovaný dvoujádrový CPU (2,8 GHz a výš) nebo vysoko taktovaný čtyřjádrový CPU (2,5 GHz a výš), třeba u Radeon HD4870 X2 se projeví výkon čtyřjádrového CPU až na 3 GHz. Velikostí operační paměti - Načíst data z paměti trvá podstatně kratší dobu než z HDD. A současně si může do ní přistupovat pro data, ale naopak to nejde. Rychlostí slotu - To se projevuje hlavně při CF nebo SLI u PCI-Express slotu 1.1, kde při zapojení 8x8 linek nestačí přenosová rychlost. Ovladače - starají se o to, aby grafická karta pracovala na plný výkon. Je pouze grafikou - Nemůže zastat funkci CPU ani jiné součástky v PC. Kompatibilita - To, že má deska PCI-Express x16 slot, nezaručuje funkčnost grafiky, některé součástky se k sobě nehodí. Zdroj - Pokud máte slabý zdroj, nemusí dodat dostatek elektrické energie počítači a díky tomu se PC chová nestabilně a nepodává maximální možný výkon. Nedostatečné chlazení - Pokud máte na grafické kartě nedostatečné chlazení, může dojít k přehřátí pamětí, napájecích obvodů nebo dalších součástí. Moderní grafický čip má ochranu proti přehřátí, jako CPU, která při dosažení určité teploty vypne. Přesto ve výjimečných případech, třeba rychlé sundání a max. výkon grafiky, může dojít k spálení části jádra.