Видеоплата

Видюха (от древнеславянского «ведать» — знать). Из древних книг дошла до нас древняя славянская пословица: «Вижу — значит знаю». Самый зоркий считался древними славянами и самым умным и звался ведуном или видюхой. Компьютерная мифология

Работа с графикой — одна из самых трудных задач, которые приходится решать современному компьютеру. Сложные изображения, миллионы цветов и оттенков… Поэтому нет ничего удивительного в том, что для этой работы приходится устанавливать в компьютер фактически второй мощный процессор. Помните, в разделе, посвященном процессорам, мы говорили о специализированных «чипах-наместниках», разгружающих главный «камешек»? — как раз главный из этих «разгрузчиков». Не будь его, любой процессор моментально превратился бы в «тормо- зистор», и никакие гигагерцы ему не помогли бы: графика съела бы все ресурсы без остатка, да еще и добавки попросила бы.

Мало этого: для некоторых видов вычислений процессор видеокарты развивает такую прыть, что и десять обычных процессоров его не догонят. В первую очередь это касается вычислений с «плавающей точкой», которые как раз и применяются при визуализации трехмерных объектов. Так, новые видеопроцессоры NVIDIA способны выполнить около триллиона операций с плавающей точкой в секунду (эта величина называется «терафлопс»), в то время как процессоры Core 2 Duo с трудом тянут несколько сотен миллионов таких операций.

И какому доброму духу мы обязаны таким богатством? Конечно же, трехмерным играм: до их появления видеоплата занимала в компьютере довольно скромное место, и какой-либо мощности от нее не требовалось.

Трехмерная эра началась в 1994 г., с момента появления на компьютерной арене компании 3Dfx Interactive: именно она представила первый ЗО-ускоритель, который нужно было устанавливать на компьютер в дополнение к отдельной видеокарте. А уже через три года заявила о себе компания NVIDIA, которая смогла внедрить «ЗО-считалку» в обычные видеоплаты. Посрамленная 3Dfx канула в небытие, а мощь видеокарт с той поры начала расти, как тюльпаны на навозе. То, что большинству пользователей эта самая мощь не нужна была вовсе, мало кого смущало. Сегодня NVIDIA остается одним из двух главных законодателей мод на рынке видеочипов — вместе с вечным антагорнистом и конкурентом ATI, несколько лет назад вошедшей в состав корпорации AMD.

В итоге видеоплата превратилась в одну из самых важных железяк в современном компьютере, да и сама уподобилась компьютеру в миниатюре. У нее есть собственная оперативная память, собственный «кондиционер» (ибо видеочип при работе раскаляется ничуть не меньше, чем центральный процессор), собственная «информационная магистраль»-шина, собственный разъем… Кстати, и стоит новая крутая видеоплата не меньше простенького компьютера.

Все производители мечтают о том времени, когда можно будет отказаться от услуг этой зазнавшейся особы, тем более что в новых процессорах Core i5 от Intel и AMD Fusion есть встроенное графическое ядро. Вот только домашние юзеры такие продукты игнорируют напрочь, предпочитаю дорогоую, но отдельную видеоплату, ибо встроенное ядро даже мощных современных процессоров проигрывает видеоплате даже ультрабюджетного класса.

Просто поразительно, что вся мощь видеоплаты уходит на какие-то там игрушки… Хотя с точки зрения компьютера игры — это настоящая каторга. И случись восстание декабристов сегодня, его императорское величество вряд ли послал бунтовщиков в Сибирь искать звезду пленительного счастья. А просто усадил бы за стол, дал в руки по карандашику… И повелел высочайше ту звездочку смоделировать. В движении и со всеми эффектами… Страшнее наказания не придумаешь!

Чтобы создать на мониторе объемное и правдоподобное изображение, видеоплате приходится выполнять кучу сложных операций. Сначала надо построить «скелет» картинки из кучи точек — «вершин». Затем на эту сетку накладываются плоские кусочки-«полигоны», как черепица на крышу. Получившуюся чешуйчатую страшилу шлифуют, сглаживая углы — этим занимаются специальные инструменты- «шейдеры». Наконец, на получившуюся «болванку» накладывают цветные текстуры, имитирующие любую поверхность — от кожи до водной глади. Напоследок по всему этому художеству проходятся дополнительные «улучшайзеры» (билинейная и трилинейная фильтрация), которые придают фигуре окончательный глянец.

Даже если бы речь шла о простой, неподвижной фигуре, было бы ясно, что задача перед видеоплатой стоит не из легких. Но современная видеокарта должна уметь просчитывать всю эту гору операций в динамике и быть готовой показать объект с любой точки: сверху, сбоку и иногда даже снизу! Сдвинулись вы в игрушке на сантиметр — и трехмерный объект будет выглядеть несколько иначе. При этом видеоплата должна высчитывать не только две пространственные координаты для каждого пикселя, но и третью, которая характеризует удаленность объекта от наблюдателя… И тут вновь нам на помощь приходят шейдеры — но только другого типа, вершинные. Именно они позволяют сделать пейзаж игры и ее героев «живыми» в динамике. Красиво развеваются волосы героя, трава под ногами колышется, и ветер живенько так играет листвой на деревьях — всему этому мы обязаны вершинным шейдерам…

Пока что мы затронули лишь верхушку айсберга: есть громадное количество алгоритмов сглаживания и улучшения игровой картинки, о которых можно (и нужно) написать отдельный трактат, всевозможные «примочки» типа PhysX, опять же предназначенные для максимального приближения игровой картинки к реальности, плюс — неизбежное 3D (о модных трехмарных прибамбасах мы еще поговрим в главе о мониторах)…Но не будем вдаваться в подробности и пугать вас всевозможными «конввейерами», «блоками TMU» и подобными характеристиками, интересными лишь профи. Тем более, что на коробках и в прайслистах их все равно не пишут. Если же вы хотите узнать, насколько крута выбранная вами плата в сравнении с остальными, можете обратиться к многочисленным сравнительным тестам в Интернете (например, на сайте компьютерного супермаркета Nix.Ru (http://www.nix. ru) в разделе «Техподдержка — Сравнительные таблицы»)

Производительность трехмерных плат в трехмерных же играх характеризуют несколько величин, например, сколько простых объектов, из которых состоит сложное графическое изображение (треугольников или пикселей), может прорисовать плата в секунду. Современные платы на чипе GeForce GTX 480, к примеру, могут выдавать около 40 миллиардов пикселей в секунду! Впрочем, для нас эти цифры будут не понятнее китайской грамоты. Но существует и другой показатель скорости, который для новичков куда более понятен — количество кадров, сменяющихся на экране в секунду (frame per second — fps) на той или иной трехмерной игре. Чем мощнее видеоплата, тем большее количество fps вы получите. Хорошим показателем считается цифра в 60-80 fps при разрешении в 1600×1200 или 1920×1200 пикселей (в зависимости от типа вашего монитора) и при максимальных настройках качества. Конечно, на скорость влияют и такие факторы, как тип используемого вами процессора, цветовой режим, а также использование различных спецэффектов и т. д.

Впрочем, что-то мы с вами зациклились на игрушках, которые далеко не всем интересны. А ведь видеоплата способна заняться и другими полезными вещами — например, она ответственна еще и за киношки. Аппаратное декодирование видео высокого разрешения (HD) — обязательная «фишка» всех модных видеоплат. Кроме того, и у ATI, и у NVIDIA имеются технологии дтя улучшения качества изображения (соответственно, AVIVO HD и Pure Video HD)

а ведь у видеоплат есть и другая работа — так сказать, в сфере искусства. Ведь когда вы крутите на компьютере свежеворо… пардон, свежескачанный из Сети ме- габлокбастер о приключениях какого-нибудь человека-курдюка, все его выкрутасы выводит на экран именно видеоплата. И не просто выводит но и отчасти, просчитывает, ибо киношки в «сжатых» форматах содержат не 32 кадра в секунду, а намного меньше. Эти кадры называются «ключевыми», а начинка остальных рассчитывается по особым алгоритмам (ведь за секунду львиная, или, в особо динамичных фильмах, «мышиная» часть кадра все равно не меняется. Стало быть, сохранять статичные участки на всех нет нужды). И этот алгоритм — не единственный, применяемый при сжатии видео, так что и здесь для видеокарты работенки хватит с избытком. Сегодня поддержка аппаратного декодирования видео высокого качества (HD) обязательна для любой видеоплаты — кроме того, карточки NVIDIA с поддержкой технологии CUDA могут помогать центральному процессору и при компрессии (сжатии) видео! Правда, пока что CUDA используется лишь в некоторых видеомонтажных программах для сжатия все тех же киношек в новомодные HD-форматы.

Словом, теперь нам стало окончательно понятно, что деньги на крутую видеокарту мы с вами выбрасываем не просто так… а с шумом, треском и красивыми трехмерными спецэффектами. Перейдем к практике.

Чипсет и производитель. Как и в случае с системными платами, не стоит ориентироваться на производителя — ваша карточка может быть выпущена кучей компаний вроде Asus, Gigabyte, PALIT или ZOTAC. Главное — на основе какого именно набора микросхем она сделана. А тут выбор резко сужается, ибо графические чипы для «массовых» домашних видеоплат делают лишь две компании — NVIDIA или ATI (входит в состав концерна AMD). Соотношение сил в этой паре все время меняется: долгое время NVIDIA ходила в лидерах и важничала по этому поводу невероятно. Установившийся на рынке status quo был нарушен лишь в начале 2010 года, когда ATI оказалась на коне со своей пятой серией чипов, поддерживающий DirectX 11, a NVIDIA безбожно опоздала с выпуском аналогичного чипсета Fermi. Такой оплеухи от конкурента NVIDIA не получала давно — не спасла ситуацию даже сенсационная технология 3D Vision, ставшая особенно популярной после успеха трехмерного фильма «Аватар» (впрочем, о ней мы поговорим чуть ниже). Так что в настоящий момент карты на базе чипсетов ATI более интересны — во всяком случае, в топ-классе(от $300).

Однако сравнивать фирмы некорректно, поскольку в ассортименте каждой из них есть чипы различного класса, производительность которых может различаться в несколько раз. Актуальные линейки конца 2010-начала 2011 года — GTX 4ххх от

NVIDIA и Radeon HD 5xxx, (в течение же следующего полугодия появятся новые семейства — с номером, больше на единичку). Причем в модельном ряду NVIDIA можно найти как «бюджетный» чип GTX 460, карты на базе которых стоят около $100, так и дорогущие GTX 490 стоимостью свыше $500.

Продвинутым «геймерам» часто не хватает даже мощности самых новых и дорогих чипов, поэтому платы высшей ценовой категории содержат сразу две микроосхемы на одной плате. Возможен и другой вариант: запрячь в одну повозку две отдельных платы — эту технологию изобрела покойница 3dfx, а снова ввела ее в оборот NVIDIA (технология SLI). Потом суп на том же бульоне скулинарил и ее главный конкурент ATI (Crossfire). Суть у этих технологий одна, только реализована она по-разному. Например, в режиме SLI можно использовать лишь две абсолютно одинаковые видеоплаты — естественно, основанные на чипе NVIDIA. Технология Crossfire более гибкая, здесь можно использовать разные платы, даже от разных производителей… правда, исключительно с чипом ATI на борту…

Бюджетные модели отличаются от VIP-плат более низкой частотой работы ядра и оперативной памяти. В редких и самых тяжелых случаях — даже разрядностью шины памяти, в результате чего производительность платы падает до рекордных величин… Ну а главное различие между платами заключается в количестве потоковых процессоров (шейдеров), об этом мы уже говорили.

Объем и тип оперативной памяти. Все современные графические платы оснащены как минимум 512 Мб памяти. Вообще-то для полноценной работы с двухмерным изображением используется лишь четверть этого объема, а вот при работе с трехмерным изображением «коробочка» заполняется до отказа: в памяти видеоплаты хранятся текстуры, которыми обтягивается в играх трехмерный каркас. Чем больше такой дополнительной памяти, тем лучше будут выглядеть монстры в ваших любимых «стрелялках». Да и не только в них: сегодня 256 Мб памяти требует даже трехмерный Рабочий стол Windows 7! Именно поэтому норма 2010 г. для карт среднего диапазона (до 200 долларов) — 1024 Мб, а игровые карты нового поколения несут на борту до двух гигабайт «оперативки»

Не менее важен и тип используемой памяти: на недорогие модели видеокарт устанавливается память GDDR3, а на самые «продвинутые» платы — более быстрая GDDR5. Интересно, что даже модели видеоплат, собранные разными производителями на основе одного и того же чипсета, могут оснащаться различными типами оперативной памяти — за счет этого их быстродействие может различаться на десятки процентов.

Поддержка стандартов и технологий. Обычно для того, чтобы понять, какие игровые спецэффекты и технологии поддерживаются видеокартой, достаточно назвать версию DirectX, под которую она «заточена». Напомним, что DirectX — это встроенный в Windows специальный программный комплекс, который, в частности, отвечает за поддержку всякой мультимедийной дребедени: объемного звука, трехмерных спецэффектов ну и так далее. Большинство массовых видеокарт сегодня поддерживает эффекты DirectX 10, и этого вполне достаточно. Однако в Windows 7 встроен уже DirectX версии 11, стало быть, полезно задуматься над картой с поддержкой этого стандарта (пока чо совместимость с ним демонстрируют исключительно новые платы ATI). Впрочем, и «десяточные» карты — отнюдь не криминал, поскольку игры с поддержкой DirectX 11 начнут утверждаться на рынке лишь к концу 2010 года.

RivaTuner

Помните, что львиная часть возможностей видеоплаты определяется не только ее аппаратной начинкой, но и драйверами. Их необходимо обновлять как можно чаще — во всяком случае, прикупая новую модную плату, не спешите устанавливать драйвер с приложенного компакт-диска или DVD. Правильнее будет сразу же зайти на сайт фирмы производителя платы и скачать с него новый драйвер самой последней модификации. Лучше всего поискать драйвер на сайте даже производителя не ПЛАТЫ, а ЧИПСЕТА – то есть NVIDIA (http://www.NVIDIA.ru/page/drivers.litml) или ATI (http://www.radeon2.ru).

Источник: Леонтьев В. П. Новейшая энциклопедия компьютера 2011. — М.: OЛMA Медиа Групп, 2010. — 960 е.: ил. — (Новейшая энциклопедия.)

Похожие посты:

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий