Video kartice

Video karticeVideo kartice

Seminarski rad 1999/2000

Zavod za automatiku i procesno računarstvo

FERSveučilište u Zagrebu

Saša Saša CrnojevićCrnojević

Saša Saša CrnojevićCrnojević

UvodUvod

Izbor video kartice ili popularnije zvane Izbor video kartice ili popularnije zvane grafičke kartice izuzetno je bitan za ukupne grafičke kartice izuzetno je bitan za ukupne performanse našeg računala i spada u jednu performanse našeg računala i spada u jednu od najtežih odluka pri kupnji novog računala.od najtežih odluka pri kupnji novog računala. Izbor ovisi o mnogim faktorima: Izbor ovisi o mnogim faktorima: -željenoj kvaliteti slike -željenoj kvaliteti slike -namjeni računala -namjeni računala -veličini monitora -veličini monitora -snazi procesora -snazi procesora -matičnoj ploči -matičnoj ploči -količini novca-količini novca

UvodUvod

Sva računala koja se danas isporučuju imaju Sva računala koja se danas isporučuju imaju neke 3D mogućnosti, koje su se počele neke 3D mogućnosti, koje su se počele razvijati još 1995 godine. 2D grafika za razvijati još 1995 godine. 2D grafika za poslovnu primjenu postala je beskrajno brza poslovnu primjenu postala je beskrajno brza jer text procesori i tablični kalkuratori više ne jer text procesori i tablični kalkuratori više ne trpe zbog spore grafike. A pretvaranje trpe zbog spore grafike. A pretvaranje analognog video signala u digitalni PC signal analognog video signala u digitalni PC signal ozbiljan je izazov što se tiče brzine grafičkih ozbiljan je izazov što se tiče brzine grafičkih kartica i procesora.kartica i procesora.

PregledPregled

• Najjednostavnija i danas skroz zaboravljena Najjednostavnija i danas skroz zaboravljena kartica je monokromatska kartica izvorno kartica je monokromatska kartica izvorno razvijena u tvrtki IBM, koja uopće nije imala razvijena u tvrtki IBM, koja uopće nije imala mogućnost prikaza grafike nego samo teksta.mogućnost prikaza grafike nego samo teksta.

• Nakon toga su dolazile mnoge grafičke Nakon toga su dolazile mnoge grafičke kartice: Herkules ( mogućnost prikaza grafike kartice: Herkules ( mogućnost prikaza grafike i teksta ), CGA, AGA, EGA I VGA (Video i teksta ), CGA, AGA, EGA I VGA (Video graphic array), SVGAgraphic array), SVGA

PrimjenePrimjene

• IBM je prvi put predstavio VGA grafičku karticu IBM je prvi put predstavio VGA grafičku karticu 1987. godine u svojoj PS/2 seriji računala i u 1987. godine u svojoj PS/2 seriji računala i u vrlo kratkom trenutku je postala praktički vrlo kratkom trenutku je postala praktički standard za PC.standard za PC.

• Da bi se riješio problem nedostatka Da bi se riješio problem nedostatka standarizacije nekoliko poznatijih proizvođača standarizacije nekoliko poznatijih proizvođača SuperVGA kartica udružilo se i 1989. Osnovalo SuperVGA kartica udružilo se i 1989. Osnovalo Video Electronics Standards Association (VESA)Video Electronics Standards Association (VESA)

• Danas prevladavju PCI (Peripheral Interconnect) Danas prevladavju PCI (Peripheral Interconnect) i AGP (Accelerated graphics port )i AGP (Accelerated graphics port )

Kako to zapravo radiKako to zapravo radi

• Svaka grafička kartica sastoji se od tri glavna Svaka grafička kartica sastoji se od tri glavna podsistema:podsistema:

-grafički procesor-grafički procesor-memorija-memorija-D/A konvertor-D/A konvertor

Grafički procesorGrafički procesor

• Grafički procesor je najvažniji dio grafičke Grafički procesor je najvažniji dio grafičke kartice. On vrši komunikaciju sa glavnim kartice. On vrši komunikaciju sa glavnim procesorom, emulira određene video procesorom, emulira određene video standarde te upravlja video memorijom, D/A standarde te upravlja video memorijom, D/A konvertorom i paletom.konvertorom i paletom.

Video memorijaVideo memorija

• Na grafičkoj kartici postoje dvije vrste Na grafičkoj kartici postoje dvije vrste memorije: ROM i RAM.memorije: ROM i RAM.

• U ROM-u se nalazi video BIOS (koji omogućeje U ROM-u se nalazi video BIOS (koji omogućeje emulaciju raznih standarda ) i razne tablice, kao emulaciju raznih standarda ) i razne tablice, kao npr. definicija izgleda karaktera koje će kartica npr. definicija izgleda karaktera koje će kartica prikazivati u textualnom modu.prikazivati u textualnom modu.

• RAM je obično podijeljen na dva dijelaRAM je obično podijeljen na dva dijela-jedan dio služi za pohranu slike (tzv. Video -jedan dio služi za pohranu slike (tzv. Video mem.) mem.)

Video memorijaVideo memorija

• -drugi, manji za pohranu raznih podataka -drugi, manji za pohranu raznih podataka ( izgled kursora, ili predefiniranih karaktera i ( izgled kursora, ili predefiniranih karaktera i sl.)sl.)

• Količina RAM memorije vrlo je važna jer o njoj Količina RAM memorije vrlo je važna jer o njoj direktno ovisi maksimalna rezolucija i direktno ovisi maksimalna rezolucija i maksimalni broj boja pri određenoj rezolucijimaksimalni broj boja pri određenoj rezoluciji

• Danas u grafičkim karticama nalazimo mnoge Danas u grafičkim karticama nalazimo mnoge tipove RAM-a (DRAM, VRAM, EDO RAM, WRAM, tipove RAM-a (DRAM, VRAM, EDO RAM, WRAM, MDRAM)MDRAM)

Digitalno analogni Digitalno analogni konvertorkonvertor

• Digitalno analogni podsistem trenutačno Digitalno analogni podsistem trenutačno stanje u video memoriji prikazuje na zaslonu stanje u video memoriji prikazuje na zaslonu katodne cijevi. Kako je monitor analogni katodne cijevi. Kako je monitor analogni uređaj digitalne signale na kartici treba uređaj digitalne signale na kartici treba pretvoriti u analogne i upravo to je uloga D/A pretvoriti u analogne i upravo to je uloga D/A konvertora.konvertora.

Vrste grafičkih karticaVrste grafičkih kartica

• Grafičke kartice možemo podijeliti u nekoliko Grafičke kartice možemo podijeliti u nekoliko grupa:grupa:1. Obične kartice1. Obične kartice2. VBL - poluakceleratori2. VBL - poluakceleratori3. Akceleratori3. Akceleratori4. 3D Akceleratori4. 3D Akceleratori

• Osnovna razlika među grupama je sposobnost Osnovna razlika među grupama je sposobnost grafičkog procesora da na sebe preuzme veći grafičkog procesora da na sebe preuzme veći ili manji dio posla koji inače obavlja procesorili manji dio posla koji inače obavlja procesor


• U prvu grupu spadaju kartice koje su u stanju U prvu grupu spadaju kartice koje su u stanju obaviti samo najjednostavnije poslove ( npr. obaviti samo najjednostavnije poslove ( npr. samo crtanje točaka ), a za sve složene samo crtanje točaka ), a za sve složene operacije ( crtanje linija, texta itd. ) oslanjaju operacije ( crtanje linija, texta itd. ) oslanjaju se na centralni procesor.se na centralni procesor.

• Kod druge grupe grafička kartica stavlja se Kod druge grupe grafička kartica stavlja se na lokalnu sabirnicu koja dopušta mnogo na lokalnu sabirnicu koja dopušta mnogo veće brzine prijenosa,a neke zahtjevnije veće brzine prijenosa,a neke zahtjevnije operacije obavlja grafički procesor.operacije obavlja grafički procesor.


• Kod treće grupe kartica broj funkcija koje Kod treće grupe kartica broj funkcija koje obavlja grafički procesor znatno je veći (npr. obavlja grafički procesor znatno je veći (npr. crtanje linija i pravokutnika, text, ispunavanje crtanje linija i pravokutnika, text, ispunavanje likova, zoomiranje )likova, zoomiranje )

• U četvrtu grupu spadaju kartice s 3D U četvrtu grupu spadaju kartice s 3D grafičkim procesorima. Radi se zapravo o grafičkim procesorima. Radi se zapravo o kompletnim grafičkim stanicama na kartici. kompletnim grafičkim stanicama na kartici. Grafički procesor koji se ovdje koristi izvršava Grafički procesor koji se ovdje koristi izvršava složene proračune 2D i 3D transformacije.složene proračune 2D i 3D transformacije.

Tehnologija 3D grafikeTehnologija 3D grafike

• 3D grafički cjevovod sastoji se od četiri 3D grafički cjevovod sastoji se od četiri komponente:komponente:

-transformacija ( izvode se matematički -transformacija ( izvode se matematički proračuni)proračuni)

-osvjetljenje (svjetlosni efekti)-osvjetljenje (svjetlosni efekti)-postavljanje grafičke scene (priprema -postavljanje grafičke scene (priprema

za za stvaranje piksela)stvaranje piksela)-renderiranje ( stvarno stvaranje i -renderiranje ( stvarno stvaranje i

bojanje bojanje piksela)piksela)

Klasifikacija 3D karticaKlasifikacija 3D kartica

• Prva generacijaPrva generacija-sami počeci-sami počeci-bila je uglavnom razočaravajuća-bila je uglavnom razočaravajuća-najpopularniija je bila Diamondova Edge 3D-najpopularniija je bila Diamondova Edge 3D

• Druga generacijaDruga generacija-započinje novom i poboljšanom -započinje novom i poboljšanom Diamondovom Stealth 3D 2000XL ( bazirana Diamondovom Stealth 3D 2000XL ( bazirana je na popularnom S3 Virge čipu )je na popularnom S3 Virge čipu )-inovacije: video interpolacija i filtriranje-inovacije: video interpolacija i filtriranje


• Treća generacija:Treća generacija:-procvat počinje tek sa trećom generacijom -procvat počinje tek sa trećom generacijom ( dolazi 3dfx Voodoo 1 )( dolazi 3dfx Voodoo 1 )-uvode i API ( Application Programming Interface ), -uvode i API ( Application Programming Interface ), koji daje brže performanse i veću kvalitetu slikekoji daje brže performanse i veću kvalitetu slike-u paru sa Voodoo 1 činili su dinamički duo-u paru sa Voodoo 1 činili su dinamički duo

• Pojava Diamond Monster 3D, NVIDIA Riva 128 Pojava Diamond Monster 3D, NVIDIA Riva 128 ( koja je davala fantastične performanse u radu s ( koja je davala fantastične performanse u radu s Windowsima i potukla “kralja” 2D Matrox Windowsima i potukla “kralja” 2D Matrox Millenium)Millenium)


• Četvrta generacijaČetvrta generacija-započinje sa 3dfx-ovom Voodoo 2, koja se -započinje sa 3dfx-ovom Voodoo 2, koja se dokazala kao izvrsna kartice za vrlo dokazala kao izvrsna kartice za vrlo zahtjevne igre I odoljevala je konkurenciji još zahtjevne igre I odoljevala je konkurenciji još mjesecima nakon što je plasirana na tržištemjesecima nakon što je plasirana na tržište-kasnije pojavljuje se i NVIDIA Riva TNT koja -kasnije pojavljuje se i NVIDIA Riva TNT koja je bila dostojan konkurent Voodoo 2je bila dostojan konkurent Voodoo 2

Primjene 3D u svijetuPrimjene 3D u svijetu

• Svi novi 3D akceleratori imaju ogromnu računalnu Svi novi 3D akceleratori imaju ogromnu računalnu moć, koja se upotrebljava uglavnom za 3D igre.moć, koja se upotrebljava uglavnom za 3D igre.

• Još se nije pojavila niti jedna vrhunska poslovna 3D Još se nije pojavila niti jedna vrhunska poslovna 3D aplikacija, premda se događaju neke zanimljive aplikacija, premda se događaju neke zanimljive stvari (npr. postupno pretvaranje profesionalnih stvari (npr. postupno pretvaranje profesionalnih programa za 3D u aplikacije za široki krug programa za 3D u aplikacije za široki krug korisnikakorisnika

• Razni pokušaji 3D-a na webu imali su različiti Razni pokušaji 3D-a na webu imali su različiti uspjeh ( interaktivna kupovina je još u razvoju ).uspjeh ( interaktivna kupovina je još u razvoju ).

Budućnost 2D grafikeBudućnost 2D grafike

• Većina poslovnih aplikacija i desktopa još uvijek je Većina poslovnih aplikacija i desktopa još uvijek je čvrsto ukorijenjena u 2D svijetu.čvrsto ukorijenjena u 2D svijetu.

• Budući razvoj PC ekrana mogao bi imati ekrane Budući razvoj PC ekrana mogao bi imati ekrane velike razlučivosti ( čak i 300 dpi ) i ako uzmemo u velike razlučivosti ( čak i 300 dpi ) i ako uzmemo u obziru veličinu 10x16 inča koja se očekuje kod obziru veličinu 10x16 inča koja se očekuje kod ekrana sljedeće generacije slike će biti ekrana sljedeće generacije slike će biti preporođenepreporođene

• Problem je u tome što je moć današnjih 2D kartica Problem je u tome što je moć današnjih 2D kartica neprimjerena za takva okruženja ako se ne uvedu neprimjerena za takva okruženja ako se ne uvedu elementi 3D tehnologije.elementi 3D tehnologije.

ZakljuučakZakljuučak

• Gordon Moore rekao je da će se brzina Gordon Moore rekao je da će se brzina poluvodiča udvostručavati svakih 18 mjeseci poluvodiča udvostručavati svakih 18 mjeseci (Moorov zakon)(Moorov zakon)

• Moore je mislio na procesore, ali tokom Moore je mislio na procesore, ali tokom posljednje tri godine, računalna snaga grafičkih posljednje tri godine, računalna snaga grafičkih čipova povećala se 8 puta svakih 18 mjeseci.čipova povećala se 8 puta svakih 18 mjeseci.

• Ta brzina promjene se očito neće moći zadržati, Ta brzina promjene se očito neće moći zadržati, ali ona sigurno ukazuje ne promjene u industriji ali ona sigurno ukazuje ne promjene u industriji grafičkih čipova.grafičkih čipova.

Literatura i referenceLiteratura i reference

• Časopis Bug Časopis Bug

• www.britanica.comwww.britanica.com

• www.anandtech.com/reviewswww.anandtech.com/reviews

• www8.zdnet.comwww8.zdnet.com

• www.maximumhardware.comwww.maximumhardware.com

• www.studyweb.comwww.studyweb.com

Documents

Video kartice