Видеокарты

Intel ожидает, что AGP будет внедрен почти в 90% всех  систем к концу столетия. Индустрия компьютерной графики как сообщество разработчиков аппаратных и программных средств поддержала и приняла спецификацию AGP. В отличие от PCI, где существует много соперничающих между собой различных устройств для управления шиной, в случае с AGP единственным устройством является графическая подсистема.

 

AGP: Графические процессоры  и карты.

Как известно, вскоре после анонсирования  компанией Intel спецификации ускоренного  графического порта (AGP), для дальнейшего  продвижения и реализации этой идеи был создан так называемый AGP Forum, в который вошли крупнейшие производители процессоров, материнских плат, чипсетов, графических процессоров и плат. Следующим шагом компаний-разработчиков, поддержавших добрые начинания Intel, стал выпуск и предоставление на суд широкой аудитории своих продуктов, основанных на этой современной технологии.

3D-графика, которая за последние  несколько лет завоевала сердца  владельцев компьютеров и стала  основным критерием оценки работы  той или иной видеокарты. Подчас, в своей погоне за плавностью работы и полнотой эффектов при выводе 3-мерных сцен мы забываем про то, что в большинстве случаев при работе за компьютером мы все же пользуемся 2D-графикой, и что ее производительность и качество не должны уходить на задний план. Тем не менее, феномен трехмерной графики имеет место, оценка показателей этой части видеосистемы играет огромную роль, отчасти просто из-за того, что в 2D-графике уже достигнуто почти все, что может быть необходимо большинству пользователей.

Что касается 3D-графики, то, справедливости ради, надо отметить, что качество и  уровень исполнения некоторых игровых  видеокарт последнего поколения  таковы, что они могут даже соперничать  с супердорогими профессиональными  платами. Рабочая частота RAMDAC в  игровых платах достигла очень высоких значений - 350 и более МГц. Многие платы представляют из себя уже не просто видеокарты, а целые комбайны, где есть и ТВ-тюнеры, и устройства захвата видеопотока, и вывода сигнала на ТВ. В прошлом году возник прямо-таки бум по производству стереоочков, которые усиливают восприятие трехмерности сцены. Этими очками некоторые производители комплектуют свои продукты, продавая таким образом целый "комплект для любителей поиграть".

Таким образом, мы имеем широкую  гамму видеокарт всевозможных категорий. В данном разделе будут рассмотрены только те карты, которые имеют массовый спрос, а значит, относятся к разряду массовых.

Краткие характеристики некоторых  видеокарт:

 

Matrox Millennium G400 MAX

Карта имеет AGP-интерфейс 2x/4x и 32 мегабайта 5 ns SGRAM памяти, микросхемы которой расположены по обеим  сторонам печатной платы. Плата обладает уникальной возможностью вывода изображения сразу на два приемника: монитор и телевизор или на 2 монитора. Как можно увидеть из фотографии, для этих целей смонтированы два разъема.

Плата работает на частотах 150/200 МГц (первое значение - частота чипсета, второе - частота памяти). Поэтому, в отличие от регулярных версий Matrox G400, в данном случае на чипсете установлен активный кулер. Частота встроенного в чипсет RAMDAC составляет 360 МГц - это самое высокое значение для видеокарт игрового класса. Поэтому, мы можем наблюдать просто великолепное качество изображения даже на самых высоких разрешениях (лишь бы монитор позволял). К сожалению, на Matrox Millennium G400 MAX продавцы слишком завышают цену, пользуясь некоторым дефицитом этих плат, поэтому карта пока не является широко распространенной. В 3D-графике карта поддерживает большие текстуры и AGP-текстурирование. Чипсет аппаратно поддерживает уникальную пока методику рельефного текстурирования - Environment Mapped Bump Mapping, которая позволяет в 3D-играх достаточно натурально воспроизводить рельефные поверхности. К сожалению, данная методика пока мало распространена. Из поддерживаемых API это Direct3D и OpenGL.

3dfx Voodoo3 2000

На этом чипсете  выпускается одноименная видеокарта, которая имеет AGP-интерфейс и 16 мегабайт 7 ns SDRAM памяти. Сам чипсет закрыт небольшим игольчатым радиатором. Эта видеокарта выпуска годичной давности имеет цену почти равную 100$, тем не менее, можно ее найти за несколько меньшую сумму. Чипсет 3dfx Voodoo3 2000, вместе с памятью работает на частоте 143 МГц. Особенностями является поддержка только 16-битной глубины цвета в 3D, правда улучшенного качества за счет применения постфильтра, который, по словам 3dfx, выдает изображение в 22-битной глубине представления цвета. Дело в том, что чипсет при обработке работает с 32-битным цветом, а при формировании результирующего кадра глубина цвета понижается до 16-бит, при этом применяется технология сглаживания резких переходов между цветами, называемая дизерингом. Правда, возникают как небольшие разводы при переходе от одного цвета к другому или сеточка, особенно заметная на полупрозрачных объектах. Для некоторого сглаживания этих дефектов изображения и используется постфильтр. В драйверах он включается переводом качества изображения в High. Также в драйверах есть возможность управлять самим дизерингом при формировании полупрозрачных объектах, то есть при альфа-смешении. Существует 2 вида реализации дизеринга: Smoother и Sharper. В первом случае сеточка не образуется, но все еще заметны переходы между цветами, а во втором переходов практически нет, но зато видна сеточка.

Да, конечно отсутствие 32-битного  цвета, когда все эти махинации  по улучшению 16-битного цвета просто не нужны, является минусом данного  чипсета (да и всего семейства 3dfx Voodoo3 в целом), однако, пока на рынке нет большого количества игр, где бы 32-битный цвет явно выделяется. Поэтому, видеокарты этого семейства вполне конкурентоспособны. Еще один недостаток Voodoo3 - это отсутствие поддержки текстур, больших чем 256х256. Все текстуры, превосходящие этот размер, приводятся к этой величине, при этом неизбежна потеря качества воспроизведения этих текстур. Тем не менее, относительная дешевизна 3dfx Voodoo3 2000, беспроблемная установка драйверов и качественная поддержка со стороны 3dfx дают много плюсов этой карте.

SiS300

Этот чипсет является сравнительно новым и видеокарт на нем практически нет. Для примера рассмотрим видеокарту Leadtek WinFast VR300, имеющую AGP-интерфейс и 16 мегабайт 7 ns SGRAM памяти.

Особенностью данной видеокарты является возможность подключения стереочков, которые входят в комплект поставки.

SiS300 работает на частоте 125 МГц. К сожалению, память, установленная  на карте, несмотря на 7 ns, работает  тоже на 125 МГц. Многим известно, что прошлые чипсеты от SiS отличались  не только своей медлительностью,  но и отсутствием поддержки многих важных 3D-функций. Однако, при выходе в свет SiS300 была обещана полная поддержка всех функций, да и скорость на уровне NVIDIA Riva TNT2.

 

 

ATI RAGE 128 PRO

На этом чипсете основывается видеокарта ATI RAGE FURY PRO, произведенная канадской  фирмой ATI Technologies. Плата базируется на AGP-интерфейсе, имеет 16 мегабайт 7 ns SGRAM памяти. Если посмотреть на обратную сторону печатной платы, то можно увидеть пустые места еще под 16 Мбайт. Поэтому обе модели (с 32 и 16 Мбайтами памяти) имеют унифицированную PCB. Чипсет ATI RAGE 128 PRO закрыт массивным игольчатым радиатором (непонятно, почему ATI отказалась от использования вентиляторов). Существует много видеокарт подобного класса, внешне ничем не отличающихся, но тактуемых по-разному. Частота работы памяти - 140 МГц.

Затрагивая вопросы по качеству в 3D, тут я должен сказать, что по сравнению с тем, как обстояли дела с этим вопросом в конце 1999 года, ситуация значительно улучшилась. Нареканий практически нет, если не считать ошибки в реализации наложения карт освещенности в OpenGL, когда на освещенных участках видна полосатость. Тем не менее, хочу отметить, что в целом на меня эта карта произвела приятное впечатление. Если учесть прекрасные возможности, которые может дать эта плата при воспроизведении DVD-Video, а именно, освобождение львиной доли вычислительных ресурсов при MPEG-декодировании, то эту видеокарту я тоже могу рассматривать как потенциального лидера.

 

NVIDIA Riva TNT2 M64

Этот чипсет стал еще одним объектом пристального внимания подавляющего большинства  фирм-производителей видеокарт благодаря  своей низкой цене. Рассмотрим видеокарту Creative 3D Blaster Riva TNT2 Value. Эта карта базируется на AGP-интерфейсе, имеет 16 мегабайт 7 ns SDRAM памяти. Чипсет закрыт ребристым серебристым радиатором. На плате есть пустые места под монтаж TV-out. Видеокарта тактуется по умолчанию на 125 МГц по чипу и 150 МГц по памяти.

3dfx не стала менять чипсет, урезая  в нем шину обмена с памятью,  как это сделала NVIDIA в своем  Riva TNT2 M64. Она просто заблокировала  второй модуль TMU (и то, как выяснилось, только для Glide/OpenGL приложений). Мотивация проста: раз карта не для игр, а для серьезных приложений, то надо уменьшить играбельность у видеокарты.

Как говорится, мал да удал. Вот, самая  дешевая из рассматриваемых нами видеокарт показала просто прекрасные показатели по скорости. По сути, все, что было сказано в отношении 3dfx Voodoo3 2000, уместно и здесь. За гораздо меньшую цену мы получаем ту же скорость. Однако, чипсету этой карты присущи и все недостатки, что есть у всего семейства 3dfx Voodoo3: это и только 16-битный цвет в 3D, и отсутствие поддержки больших текстур, и присущая чипам от 3dfx некоторая размазанность изображения.

 

Видеокарты с функцией приема и  захвата аналогового видеосигнала (TV-IN)

В настоящее время больший интерес  вызывают видеоплаты, имеющие функции  приема аналогового видеосигнала (далее TV-in). И это необязательно отдельные платы типа TV-tuner, многие производители освоили выпуск современных мощных видеокарт с TV-in. На картах попроще, эти функции возложены напрямую на чипсет. В картах помощнее и более улучшенных, установлены микросхемы, специально отвечающие за функции TV-in, как правило, это либо Philips, либо Zoran, либо BT.

Есть, конечно, и видеокарты с интегрированным  и ТВ-тюнером, которые сами по себе построены на мощных чипсетам (ATI All-In-Wonder Pro, например, умеет и принимать TV, и выводить на телевизор, кроме того, эта плата построена на чипсете 3D Rage Pro, который дает большую производительность в 2D и 3D графике). Но все же подавляющее количество карт имеет только возможность приема аналогового сигнала без тюнера (либо еще с функцией вывода видеосигнала на телевизор).

Таким образом, пользователь имеет  возможность в окне на своем "рабочем  столе" видеть сигнал либо от видеомагнитофона, либо от видеокамеры. В последнее  время очень большую популярность получили видеоконференции через интернет, где как раз такая функция видеокарты очень нужна.

Термины видеоподсистемы

ALU (Arithmetic Logic Unit)

Блок арифметической логики. Управляет  арифметическими вычислениями, являющимися  существенной частью при обработке данных. Важнейшая часть каждого процессора.

applications

Приложение. Компьютерная программа, созданная для специфичного применения, например, текстовый процессор или  верстка.

bandwidth

Пропускная способность (ширина полосы пропускания). Максимальная частота приема видеосигнала монитором без потерь. Измеряется в миллионах циклов в секунду, или мегагерцах (MHz). Пропускная способность является важной составляющей при определении суммарной разрешающей способности монитора. Другое название - видео пропускная способность (video bandwidth).

binary

Двоичность (бинарность). Имеет два  состояния. В компьютерной технике, двоичность -- это ноль и единица (0 и 1). Используется для кодирования  данных, чтобы выполнить вычисления над ними.

bus

Шина (шина данных). Линия связи, содержащая параллельные пути следования данных внутри компьютера для обмена информацией между компонентами системы. Важным параметром при описании шины является ширина доступных параллельных линий. Типичная шина компьютера имеет ширину 8, 16 или 32 бит.

CAD

Автоматизированное проектирование (computer aided design), или создание чертежей с помощью компьютера.

cache

Кэш. Очень быстрая память, используемая в качестве буфера при передаче информации. Обычно в видеоконтроллерах используется на шине между чипсетом и видеопамятью.

chip

Чип. Интегральная схема (ИС).

Chipset

Чипсет. Может объединять в себе графический процессор, контроллер памяти и другие компоненты.

flicker

Мерцание. Происходит, если электронная  пушка испускает электроны для  засвечивания люминофора слишком медленно, и фосфор успевает потерять яркость. В результате происходит пульсация свечения, т.е. чередование светлого и темного. Мерцание может вызвать головную боль и усталость глаз, даже если оно слабо заметно. Чем больше экран монитора, тем более заметно мерцание, в особенности периферийным (боковым) зрением, так как площадь изображения увеличивается.

GUI

Графический интерфейс пользователя (graphical user interface). Интерфейс между  пользователем и программой, определяющий способ взаимодействия пользователя и программы.

hertz (Hz)

Герц (Гц). Единица измерения частоты, эквивалентная одному циклу в  секунду. В герцах, например, измеряют частоту вертикальной развертки  или частоту регенерации монитора. Так, частота регенерации 75 Гц означает, что изображение обновляется (регенерируется, перерисовывается) 75 раз в секунду.

horizontal resolution

Горизонтальное разрешение. Количество пикселов на одной строке развертки  дисплея, или количество пикселов в  системе отображения по оси Х. Например, изображение 1024х768 имеет горизонтальное разрешение 1024 пикселов. Значение горизонтального разрешения напрямую связано с пропускной способностью видеоподсистемы.

JEDEC

Joint Electronic Development Engineering Council (Объединенный  совет разработчиков электронных компонентов) разрабатывает и определяет стандарты на способы монтажа кристаллов памяти в корпус и стандартизирует архитектуры памяти.

refresh rate

Частота регенерации (обновления). Другое название - частота смены кадров, скорость вертикальной развертки, или частота вертикальной синхронизации. Значение частоты регенерации показывает, как быстро электронная пушка выводит изображение на экране монитора, начиная с верхней части и до нижней части экрана. Частота регенерации измеряется в герцах (Гц). Значение частоты регенерации 75 Гц означает, что изображение обновляется 75 раз в секунду. Если частота смены кадров низкая, то может появиться заметное для глаз мерцание изображения. [6]