Что такое видеокарта, для чего она нужна в компьютере

Любой компьютер состоит из набора взаимодействующих между собой блоков, каждый из которых отвечает за какую-либо функцию. К примеру, наберет пользователь в приложении «Калькулятор» знаменитые 2*2 и нажмет знак равенства, тут же операционная система отправляет задание центральному процессору, который, тщательно все обдумав, выдает ответ: «4».

Или захочет послушать музыку при помощи медиаплеера, укажет мышкой «Воспроизвести» - и бегут по нервам-проводникам электрические импульсы, заставляя жесткий диск считывать блоки записанных данных, аудиоадаптер - обрабатывать этот поток, а кремниевый мозг - координировать работу всех задействованных систем. Ну а если, например, человек укажет компьютеру в языке программирования команду «Нарисовать круг», то центральный процессор в оперативной памяти по заданным координатам выполнит построение этой геометрической фигуры и передаст видеокарте, которая преобразует данные в понятную монитору форму, что и отобразится на экране. В отношении видео так было до появления видеокарт-старичков «Voodoo от 3Dfx», которые, не побоимся этого выражения, навсегда изменили мир компьютерной графики.

Две философии построения и обработки изображения

Что такое видеокарта? Это один из ключевых компонентов компьютера, который отвечает за передачу картинки на дисплей. На заре становления вычислительной техники функции видеоадаптера заключались в простейшем преобразовании потока цифровых данных, который направлялся центральным процессором. Фактически видеокарта представляла собой часть видеотракта, формирующего аналоговый сигнал из потока двоичных разрядов. Это классика, один из путей, в чистом виде оставшийся в далеком прошлом.

Но приложения усложнялись, и чтобы соответствовать требованиям прогресса, производители видеочипов начали добавлять в микросхемы особые блоки, способные не просто преобразовывать поток, но и определенным образом его обрабатывать. Карты научились выполнять часть расчетов самостоятельно, освободив ресурсы центрального процессора. На плате появилась собственная видеопамять, с каждым поколением структура чипов усложнялась, и вскоре понадобилось на них устанавливать системы охлаждения, чтобы сдержать рост температуры. Вентиляторы перестали быть прерогативой лишь центральных CPU.

Затем появились ускорители трехмерной графики, а микросхемы видеоадаптеров стали все больше напоминать полноценные процессоры. Современные графические решения по вычислительной мощности давно превзошли возможности центральных ядер. Если с этой точки зрения попытаться ответить на вопрос «что такое видеокарта?», то данное устройство, по сути, представляет собой почти такой же компьютер, как тот, в составе которого оно работает, с той лишь разницей, что по задачам оно узко специализировано. Это второй путь, который активно развивается. В принципе, он вобрал в себя первый, классический.

Современные производители

Решив приобрести видеоадаптер, владелец компьютера обнаружит, что весь ассортимент представлен продукцией лишь двух фирм – AMD (ATI) и NVidia. Но несмотря на такую «монополию», каждый может подобрать себе модель не только по уровню производительности, но и по стоимости. Так, видеокарта Geforce – это модель от NVidia. Когда-то компания предлагала варианты с урезанным функционалом, называемые Vanta, но сейчас таких нет. Соответственно, видеокарты Radeon – это линейка продуктов от AMD (или ATI, что сейчас одно и то же).

Конструктивное исполнение

Современные видеокарты могут быть дискретными и встроенными. Первые – это специальные платы, на которых размещен микропроцессор, память, вспомогательные элементы и система охлаждения. Для сопряжения с материнской платой предусмотрен набор скользящих контактов, вставляемый в специальный разъем. Данные решения называются дискретными. Но что такое видеокарта встроенная? Прогресс в области миниатюризации электронных элементов позволил включить вычислительный блок видеоадаптера в состав центрального микропроцессора. Добавив управляющую логику и организовав механизм работы с памятью, стало возможным отказаться от необходимости использовать в составе компьютера отдельную специализированную плату.

Такие видеокарты называются встроенными или интегрированными. Примером могут являться процессоры AMD модельного ряда «А» (A10-7800) и Intel Pentium G, а также Core i3,5,7 со встроенными решениями HD Graphics. Видеокарты Radeon могут быть не только внешними. Так, в процессорах Fusion реализованы такие графические ядра. Они относятся к классу Radeon HD. Все вышесказанное верно и для NVidia: видеокарта Geforce также может быть встроенной. Чаще всего они используются в портативных компьютерах.

Сравнивая решения

Нельзя сказать, какое исполнение лучше, так как это в значительной степени зависит от требований пользователя к видеоподсистеме. Дискретные карты практически не ограничены в возможностях масштабирования по вычислительной мощности: можно приобрести многоядерного «монстра» (видеокарты GTX), который для своей работы потребует отдельных линий от блока питания, но в плане графики сможет сделать ультрасовременные игровые приложения невероятно реалистичными. В то же время можно подобрать экономную карту, которая будет по функционалу уступать встроенной со средней производительностью.

Интегрированные решения являются идеальными для вычислительных систем начального класса, а также для нетребовательных пользователей. Они характеризуются высокой экономичностью, почти полной бесплатностью и надежностью.

Железка или компонент

Для того чтобы микропроцессор видеоадаптера мог работать с видеопотоком, необходимо устанавливать драйвера на видеокарту. Это специальные программы, единоразово устанавливаемые в операционной системе и позволяющие компьютеру взаимодействовать с данным классом устройств. Без программного обеспечения даже самая современная видеокарта является всего лишь набором электронных элементов. Для Geforce скачать эти программы можно с сайта NVidia, указав модель чипа и операционную систему. Для линейки Radeon все аналогично: поиск драйвера должен выполняться на страничке AMD.

Перспективы

Производители видеочипов уверяют, что количество вычислительных блоков в их микросхемах уже сейчас в несколько раз превышает число транзисторов центральных процессоров. А многоядерные модели, которыми так гордятся Intel и AMD, давно стали нормой в мире видео. Больше того, число ядер в видеокартах исчисляется десятками, а не единицами. В свете этого можно предположить, что пройдет немного времени, и владельцы компьютеров будут задаваться вопросом «что такое видеокарта?», так как этот элемент перестанет существовать, вобрав в себя центральные вычислительные ядра.