Ads by Khatereh

راهنمای جامع مربوط به کارتهای گرافيک

کارتهای گرافيک امروزی در رده کارتهای شتاب دهنده گرافيکی (Graphic Accelerator) قرار می گيرند. در حقيقت اين کارتها زير مجموعه ای از کارتهای ويديويی می باشند که با داشتن يک پروسسور مجزا که به آن Graphic Process Unit: GPU می گويند باعث افزايش ميزان کارايی در زمينه تغيير و تبديلات گرافيکی می شوند به نحوی که نتيجه حاصله بسيار بهتر از عمليات CPU به تنهايی در اين زمينه می باشد. GPU با انجام محاسبات گرافيکی باعث می شود که بار عمليات و فرامين مر بوط به عمليات گرافيکی از دوش CPU برداشته شود و در نتيجه کارايی سيستم به نحو چشمگيری افزايش می يابد.

امروزه با توجه به افزايش روز افزون زمينه های گرافيک سه بعدی و چند رسانه های مختلف گرافيکی مخصوصا بازيهای کامپيوتری وجود شتاب دهنده گرافيکی جزو ملزومات کامپيوتر می باشد. علاوه بر وجود GPU مشخصه های ديگری نيز شتاب دهنده های گرافيکی را از کارتهای ويديويی مجزا می کند که به صورت مفصل به آنها خواهم پرداخت.

۱- GPU: ابتدا به بررسی GPU می پردازم. اولين عامل مشخصه GPU مانند CPU سرعت ساعت آن می باشد که بر حسب MHz بيان می شود. هر چه قدر سرعت ساعت GPU بيشتر باشد قدرت پردازش اطلاعات بيشتر می شود. البته بر خلاف CPU که افزايش سرعت آن به تنهايی می تواند  تاثير زيادی بر کارايی داشته باشد اما  افزايش سرعت GPU به تنهايی نمی تواند  تاثير زيادی بر کارايی کارت گرافيک ندارد. البته افزايش اين سرعت به همراه  عوامل ديگری مانند پهنای باند RAM کارت گرافيک و سرعت ساعت آن ( که به بررسی آنها نيز خواهيم پرداخت) به همراه سرعت GPU در افزايش کارايی تاثير بسزايی دارد. بيشترين سرعت GPU همکنون 450Mhz می باشد که متعلق به GPU شرکت Nvidia است (GeForce Fx 5900 ) می باشد. شايان ذکر است که تغييرات سرعت ساعت GPU های مختلف بسيار اندک می باشد مثلا سرعت ساعت Ge Force FX 5600 در حدود 350Mhz می باشد اما از لحاظ قيمت در حدود ۳۰۰ دلار با Geforce Fx 5900 تفاوت دارد.  از ديگر عواملی که GPU در آن دخيل می باشد (البته همراه با حافظه ) ميزان Fill Rate می باشد. Fill Rate عبار تست از تعداد Pixel يا Texel بر واحد ثانيه به نحوی که يک موضوع گرافيکی را با آن بتوان بوجود آورد به عبارت ديگر توانايی GPU در سرعت بخشيدن به عمليات پوشش يک عنصر گرافيکی را Fill Rate می گويند. از ديگر مشخصات GPU می توان به وجود  واحد (T&L (Transformation and Lighting اشاره کرد . وظيفه اين واحد يکی تبديل کردن مشخصات هندسی سه بعدی عنصر گرافيکی به مشخصات دو بعدی می باشد (Transformation) (جهت نمايش دادن بر روی صفحه مانيتور که دو بعدی می باشد) و ديگر تعيين نمودن ميزان نور مورد نياز برای نور پردازی يک موضوع سه بعدی می باشد (Lighting). بار اصلی محاسبات گرافيکی نيز بر عهده اين واحد می باشد. از ديگر قابليتهای GPU توانايی آن در از بين بردن لبه های پله مانند عناصر گرافيکی می باشد که به اين قابليت Antialiasing می گويند. پديده لبه دار شدن هنگامی اتفاق ميافتد که وسيله خروجی مانند مانيتور از Resolution کافی جهت صاف نشان دادن لبه های موضوع گرافيکی برخوردار نمی باشد در نتيجه لبه های عنصر گرافيکی بصورت شکسته يا دندانه دار مشخص می شود. GPU در حقيقت با سايه دار کردن اين لبه ها آنها را از بين می برد البته اين سايه بايد به نحوی باشد که در ظاهر عنصر گرافيکی تغييری ايجاد نکند به همين منظور GPU از عمليات نمونه گيری رنگ در اطراف لبه های موضوع گرافيکی استفاده می کند. حال هر چه قدر اين نمونه گيری از تعداد Pixel بيشتری گرفته شود نتيجه حاصله مطلوب تر می باشد. البته افزايش نمونه گيری توان بيشتری طلب می کند که می تواند بر روی کارايی نهايی تاثير منفی بگذارد. معروفترين شرکتهای سازنده GPU دو شرکت Nvidia - که آخرين محصول آن Geforce Fx 5900 Ultra ميباشد - و شرکت Ati - که آخرين محصول آن Radeon 9800 XT می باشد -  می باشند. از ديگر مطالب قابل ذکر راجع به GPU نحوه بهينه سازی آن برای اجرای فرامين Direct X يا Open GL می باشد. هر GPU برای اجرای فرامين يک نسخه مخصوص از Direct X يا Open GL بهينه سازی شده اند. مسلما GPU هايی که برای نسخه های Direct X بالاتری طراحی شدهاند کارايی بهتری دارند بدين دليل که نسخه های بالاتر Direct X از قابليتهای بيشتری در ارائه تصاوير گرافيکی برخوردارند که اين قابليتها در نسخه های پايين تر مشاهده نمی شوند مانند Pixel Shading يا Vertex Shading .

اصطلاحات بيان شده :

Texel: مخفف Texture Element می باشد و کوچکترين جزء تشکيل دهنده عناصر گرافيکی سه بعدی می باشند. توجه داشته باشيد Pixel کوچکترين جزء تشکيل دهنده عناصر دو بعدی می باشد

Clock Rate: سرعتی که در آن يک ريز پردازنده دستورات را اجرا می کند. هر چقدر اين ميزان بيشتر باشد دستورات بيشتری را در واحد زمان می توان اجرا کرد. واحد آن MHz يا GHz می باشد که برای GPU ها فعلا MHz می باشد.

۲- Video RAM: وجود حافظه مجزا از حافظه اصلی يکی ديگر از مشخصات شتاب دهنده های گرافيکی می باشد. از عواملی که باعث افزايش قدرت شتاب دهنده گرافيکی می شود ميزان حافظه ،سرعت ساعت حافظه ،  پهنای باند حافظه ، نوع حافظه و سرعت RAMDAC آن می باشد. ميزان حافظه رابطه مستقيمی با کيفيت Texture  توليد شده دارد . هر چه قدر ميزان حافظه بيشتر باشد می توان Texture با کيفيت بهتری توليد کرد. بيشترين ميزان حافظه موجود برای شتاب دهنده های کنونی 256MB می باشد.  شتابدهنده های امروزی برای افزايش کارايی از حافظه های DDR-SDRAM استفاده می کنند. حافظه های شتاب دهنده های گرافيکی دارای  يک سرعت ساعت (Clock Rate) مجزا از GPU می باشند. هر چقدر اين سرعت ساعت بيشتر باشد کارايی (Performance) افزايش می يابد بيشترين سرعت ساعت متعلق به VRAM شتاب دهنده Geforce Fx 5900 به ميزان 850Mhz می باشد. هر چه قدر پهنای باند حافظه بيشتر باشد ميزان اطلاعاتی که بين GPU و VRAM مبادله می شود بيشتر می شود و نتيجتا کارايی به طرز قابل ملاحظه ای افزايش می يابد. بيشترين پهنای باند مربوط به Geforce Fx 5900 به ميزان 27.2GB/s می باشد. آخرين عامل تعيين کننده در کارايی حافظه سرعت RAMDAC (RAM Digital Analog Converter) می باشد. اطلاعات درون حافظه همواره به صورت ديجيتال می باشد اما اين اطلاعات برای اينکه بر روی صفحه مانيتور نشان داده شود بايد به صورت Analog در بيايد . حال هر چقدر اين سرعت بيشتر باشد وقفه ميان ورود اطلاعات به درون حافظه و نشان دادن آن بر روی مانيتور کمتر می شود و در نتيجه کارايی افزايش می يابد. سرعت RAMDAC بيشتر حافظه های شتاب دهنده ها بين ۳۰۰ تا ۴۰۰ مگا هرتز می باشد. شرکت Samsung يکی از شرکتهای معروف در زمينه توليد حافظه های کارت گرافيک می باشد.  شايان ذکر است که اکثر حافظه های شتاب دهنده های قوی دارای BUS معادل ۲۵۶ بيت و يا ۱۲۸ بيت می باشند.

اصطلاحات بيان شده:

Texture: ارايه ديجيتالی سطح يک موضوع گرافيکی را Texture ( الگو) می گويند. در گرافيک سه بعدی Texture علاوه بر روشنايی و رنگ خصوصيتهای ديگر از قبيل شفافيت و بازتابند گی نور را نيز پيدا می کند. با بوجود آوردن Texture می توان از آن برای پوشاندن سطح يک موضوع سه بعدی استفاده کرد.

DDR-SDRAM: مخفف (Double Data Rate-Synchronous Digital Random Access Memmory) می باشد . اين نوع حافظه ها در هر سيکل دو بار رد و بدل اطلاعات انجام می دهند ( در اوج و فرود سيکل) در نتيجه سرعت مبادله اطلاعات نسبت به SDRAM دو برابر می شود . به اين نوع حافظه SDRAM II نيز گفته می شود.

۳-BUS: آخرين قسمت يک شتاب دهنده نوع BUS آن می باشد. BUS  به مجموعه ای از سيمها که اطلاعات از درون آنها از يک قسمت کامپيوتر به يک قسمت ديگر می رود BUS اطلاق می گردد. به عبارت ديگر به گذرگاهی که از درون آن اطلاعات عبور می کنند BUS می گويند. اندازه BUS که به آن عرض BUS نيز می گويند عامل مهمی در ميزان جابجايی اطلاعات می باشد مثلا Bus با پهنای ۶۴ بيت می تواند ۶۴ بيت اطلاعات را منتقل کند. هر BUS داری يک سرعت ساعت نيز می باشد که هر چقدر اين سرعت ساعت بيشتر باشد نرخ مبادله اطلاعات بيشتر می شود. شتاب دهنده های امروزی برای اينکه بتوانند با CPU سريعتر ارتباط برقرار کنند بر روی ( AGP ( Accelerated Graphic Port نصب می شوند. اين Port اولين بار توسط شرکت Intel در سال ۱۹۹۷ برای بهينه سازی عمليات سه بعدی ارائه شد. اين درگاه دارای Bus Width بيتی ۳۲ و دارای ۶۶ Mhz سرعت ساعت می باشد که در مجموع قادر به مبادله اطلاعات با سرعت ۲۶۶ MB/s می باشد. AGP دارای سه حالت سريعتر نيز می باشد که عبارتند از 2X,4X,8X. که سرعت مبادله اطلاعات به تر تيب ۵۳۳ MB/s برای 2X و ۱.۰۷ GB/s برای 4X و ۲.۱۴ GB/s برای 8X می باشد.

حال با توجه به مطالب فوق يک مقايسه کلی درباره چند نوع کارت گرافيک می کنيم.

منبع : معرفی جديدترين بازيهای کامپيوتری

Ads by Khatereh