Si funksionojnë kartat grafike

Titulli: Si funksionojnë kartat grafike 29/8/2008, 1:42 am

1. Një vështrim mbi kartat grafike

Imazhet që shikoni në ekran janë të përbëra nga pika shumë të vogla, të quajtura pikselë. Përgjithësisht, një ekran shfaq mbi një milion pikselë dhe kompjuteri duhet të vendosë çfarë të bëjë me secilën, me qëllim që të krijojë një pamje. Për ta bërë këtë, atij i nevojitet një transferues, diçka që të marrë të dhënat binare nga CPU-ja dhe t’i kthejë ato në një figurë që mund të shihet. Në qoftë se një kompjuter ka aftësi grafike të integruara në kartën mëmë, ky transferim ndodh në kartën grafike.

Puna e një karte grafike është komplekse, por parimet dhe elementet e saj janë të lehtë për t’u kuptuar. Në këtë artikull do të shohim pjesët bazë të një karte video dhe funksionet e tyre. Gjithashtu, do të këqyrim elementet që bashkëveprojnë për ta bërë një kartë grafike të shpejtë dhe efikase.

Karta grafike krijon një imazh kornizë të rrjetëzuar, pastaj e mbush atë dhe shton cilësinë strukturore dhe krijimin e hijeve (mbrojtjen nga drita).

Bazat e kartës grafike

Përfytyrojeni një kompjuter si një kompani me departamentin e saj të disenjimit. Kur punonjësit e kompanisë kanë nevojë për aksh disenjo, ata dërgojnë një kërkesë te ky departament, i cili vendos si të krijohet imazhi dhe pastaj e organizon në letër a pajisje kompjuterike. Rezultati përfundimtar është konkretizimi i idesë së dikujt, në një disenjo të prekshme e gati për t’u përdorur.

Një kartë grafike punon me të njëjtat parime. CPU-ja, duke punuar së bashku me aplikacionet software, e dërgon informacionin rreth imazhit te karta grafike. Karta grafike vendos si t’i përdorë pikselët në ekran për të krijuar imazhin. Pastaj, ajo e dërgon këtë informacion te monitori nëpërmjet një kablloje.

Si funksionojnë kartat grafike 0edu2

Katër përbërësit kryesorë të një karte grafike janë: lidhjet për kartën mëmë dhe monitorin, një procesor dhe kujtesa.

Si funksionojnë kartat grafike 0edu3

Krijimi i një imazhi nga të dhënat binare është një proces mjaft i nevojshëm. Për të ndërtuar një imazh tridimensional (3-D), fillimisht karta grafike krijon një kornizë të rrjetëzuar. Më pas ajo shndërron imazhin shifror në një format të përshtatshëm për t’u shfaqur në ekranin e kompjuterit (e mbush me pikselët që mbeten). Gjithashtu, ajo shton ndriçimin, tekstin dhe ngjyrën. Për lojërat kompjuterike, në të cilat imazhet ndërrohen me një shpejtësi të madhe, kompjuterit i duhet ta përsërisë këtë proces rreh 60 herë në sekondë. Kjo do të ishte ngarkesë e papërballueshme për një kompjuter, nëse nuk do të kishte një kartë grafike që të bënte të gjitha llogaritjet e nevojshme.
Karta grafike e kryen këtë detyrë duke përdorur katër komponentë kryesorë:
• Një lidhje me kartën mëmë për furnizimin me të dhëna dhe energji.
• Një procesor, i cili vendos se çfarë do të bëjë me çdo piksel në ekran.
• Kujtesë për të mbajtur informacion rreth çdo pikseli dhe për të ruajtur në mënyrë të përkohshme imazhet e plota.
• Një lidhje me monitorin, në të cilin mund të shfaqet rezultati përfundimtar.
Le t’i shohim më poshtë më në detaje procesorin dhe kujtesën.

Procesori dhe kujtesa

Ashtu si karta mëmë, edhe karta grafike është një qark i stampuar, i cili ka në vetvete një procesor dhe RAM-in. Gjithashtu, ajo ka një gjysmëpërcjellës të vogël (çip/qark) për sistemin hyrës/dalës (BIOS), i cili ruan informacionin e konfigurimit të kartës dhe kryen diagnostikime të kujtesës. Procesori i kartës grafike, i quajtur njësia e përpunimit grafik (graphics processing unit - GPU), është i ngjashëm me CPU-në e kompjuterit. Megjithatë, GPU-ja është projektuar për të kryer veçanërisht veprimet komplekse matematike dhe gjeometrike, që janë të nevojshme për të shfaqur një imazh. Disa nga GPU-të më të shpejta kanë më shumë transistorë sesa CPU-të e nivelit mesatar. Një GPU prodhon shumë nxehtësi, kështu që ajo zakonisht vendoset poshtë një ventilatori ose një pllake ftohëse metalike.

Një pllakë ftohëse metalike ose një ventilator e mbron kartën grafike nga tejnxehja.
Veç fuqisë së përpunimit, një GPU përdor dhe një programim të veçantë, i cili e ndihmon atë për të analizuar dhe përdorur të dhënat. ATI dhe nVIDIA, dy kompanitë që prodhojnë sasinë më të madhe të GPU-ve në treg, kanë bërë përmirësime për të rritur rendimentin e GPU-ve. Për të përmirësuar cilësinë e imazhit, procesorët përdorin:
• Pamjen e plotë kundër deformimit (Full scene anti aliasing - FSAA), e cila lëmon cepat e objekteve 3-D.
• Filtrimin anisotropik (Anisotropic filtering – AF), i cili i bën imazhet të duken më të qarta.
Në mënyrë të ngjashme, çdo kompani ka zhvilluar teknika të veçanta për të ndihmuar GPU-të të aplikojnë ngjyrat, krijimin e hijeve, strukturën dhe modelet.

Kur GPU-ja krijon imazhet, asaj i lipset të mbajë diku informacionin dhe imazhet e plota. Për këtë qëllim GPU-ja përdor RAM-in e kartës, duke ruajtur të dhënat për çdo piksel, për ngjyrën dhe vendin e tij në ekran. Gjithashtu, pjesë të RAM-it mund të veprojnë si një kornizë e përkohshme ruajtjeje, domethënë që ajo ruan imazhet e plota derisa të vijë koha për t’i shfaqur ato. Ngjashëm me sa më sipër, RAM-i i videos punon me shpejtësi të madhe dhe është me përshtatje të dyfishtë, që do të thotë se sistemi në të njëjtën kohë mund të lexojë nga dhe të shkruajë te ai.
RAM-i lidhet direkt te konverteri dixhital-në-analog, quajtur shkurtimisht DAC. Ky konverter, i quajtur RAMDAC, i transferon imazhet në një sinjal analog që mund ta përdorë monitori. Disa karta kanë RAMDAC-ë të shumëfishtë, të cilët mund të përmirësojnë ekzekutimin dhe të mbështesin më shumë se një monitor.
RAMDAC dërgon figurën përfundimtare te monitori nëpërmjet një kablloje. Kjo lidhje dhe ndërfaqet e tjera janë treguar më poshtë.

Hyrja dhe dalja e të dhënave

Si funksionojnë kartat grafike 0edu11

Kartat grafike lidhen në kompjuter nëpërmjet kartës mëmë. Kjo e fundit siguron energjinë për kartën dhe e lejon atë të komunikojë me CPU-në. Kartat grafike të reja shpesh kërkojnë energji më shumë se sa ajo që siguron karta mëmë. Në këtë rast, ato lidhen direkt me bllokun e ushqimit të kompjuterit.
Lidhjet te karta mëmë zakonisht bëhen nëpërmjet një nga tre ndërfaqësit e mëposhtëm:
• Peripheral component interconnect (PCI)
• Advanced graphics port (AGP)
• PCI Express (PCIe)
PCI Express është prodhimi më i ri nga të tre ndërfaqësit dhe siguron shkallën më të shpejtë të transferimit ndërmjet kartës grafike dhe kartës mëmë. Gjithashtu, PCIe mbështet përdorimin e dy kartave grafike në të njëjtin kompjuter.
Shumica e kartave grafike kanë dy lidhje për monitorin. Shpesh, njëra është një konektor DVI, i cili mbështet ekranet LCD, dhe tjetra është një konektor VGA, i cili mbështet ekranet CRT. Disa karta grafike kanë vetëm dy konektorë DVI. Në këtë rast, ekrani CRT mund të lidhet te portat DVI nëpërmjet një përshtatësi.
Shumica e njerëzve përdorin vetëm njërën nga këto lidhje me monitorin. Ata që kanë nevojë të përdorin dy monitorë, mund të blejnë një kartë grafike me mundësi të dyfishtë lidhjeje, e cila ndan pamjen ndërmjet dy ekraneve. Një kompjuter me karta video PCIe të përshtatshme me lidhje të dyfishtë, teorikisht mund të mbështesë katër monitorë.

Kjo kartë grafike Radeon X800XL ka lidhje DVI, VGA dhe ViVo.

[justify]Disa karta grafike, përveç lidhjeve për kartën mëmë dhe monitorin, kanë lidhje edhe për:
• Ekranin e TV: TV-out ose S-video
• Kamerat video analoge: ViVo ose video in/video out
• Kamerat dixhitale: FireWire ose USB
Gjithashtu, disa karta përfshijnë akorduesit e TV.
Në vijim do të trajtojmë si të zgjedhim një kartë grafike të mirë.

Zgjedhja e një karte grafike të mirë

Një kartë grafike e mirë dallohet lehtë. Ajo ka shumë kujtesë dhe një procesor të shpejtë. Gjithashtu, shpesh ajo është më tërheqëse për nga pamja, krahasuar me cilëndo pjesë tjetër brenda kasës së kompjuterit. Shumica e kartave video me rendiment të lartë janë të ilustruara, ose kanë ventilatorë apo pllaka ftohëse metalike të zbukuruara.
Karta e cilësisë së lartë siguron më shumë mundësi se sa u nevojiten realisht shumicës së përdoruesve. Njerëzit, të cilët i përdorin kompjuterat e tyre kryesisht për e-mail, punë në word ose kërkime në Web, mund të gjejnë të gjithë mbështetjen e nevojshme grafike në një kartë mëmë që ka të integruar grafikat. Një kartë e nivelit të mesëm është e mjaftueshme për shumicën e lojtarëve të zakonshëm. Kapacitete më cilësore të kartave u nevojiten të apasionuarve pas lojërave dhe atyre që punojnë me punë 3-D.
Si funksionojnë kartat grafike 0edu14

Disa karta, si ATI All-in-Wonder, përmbajnë lidhje për televizorë dhe video, si dhe një akordues TV.
Një njësi matëse e aftësisë ekzekutuese të kartës është shpeshtësia e pamjeve, matur me pamje për sekondë (FPS). Syri i njeriut mund të ndjekë rreth 25 imazhe për çdo sekondë, por lojërat me veprim të shpejtë kërkojnë një shpejtësi imazhi të paktën 60 FPS, për të siguruar dinamikë dhe lëvizje të butë. Komponentët e shpejtësisë së imazhit janë:
• Trekëndëshat ose pikat ku takohen brinjët e këndit për sekondë: Imazhet 3-D përbëhen nga trekëndësha ose shumëkëndësha. Kjo njësi matëse tregon sa shpejt mund ta llogarisë GPU-ja shumëkëndëshin e plotë ose pikat ku takohen brinjët e këndit që përcaktojnë atë. Në përgjithësi, ajo tregon se sa shpejt karta ndërton një imazh të kornizës së rrjetëzuar.
• Shpejtësia e mbushjes së pikselit: Kjo njësi matëse tregon sa pikselë për sekondë mund të përpunojë GPU-ja, çka nënkupton se sa shpejt mund ta shndërrojë ajo imazhin në pamje në ekran.
Hardueri i kartës grafike ndikon direkt në shpejtësinë e tij. Më poshtë janë dhënë specifikimet e harduerit, shumica e të cilëve ndikojnë në shpejtësinë e kartës dhe në njësitë matëse me të cilat ato maten:
• Shpejtësia e orës GPU (MHz)
• Madhësia e kanalit të të dhënave të kujtesës (bite)
• Vlera e kujtesës së disponueshme (MB)
• Shpejtësia e orës së kujtesës (MHz)
• Gjerësia e brezit të kujtesës (GB/s)
• Shpejtësia e RAMDAC (MHz)
Gjithashtu, CPU-ja e kompjuterit dhe karta mëmë luajnë rol kur një kartë grafike shumë e shpejtë nuk mund të kompensojë pamundësinë e kartës mëmë për të shpërndarë shpejt të dhënat. Në mënyrë të ngjashme, lidhja e kartës te karta mëmë dhe shpejtësia me të cilën ajo mund të gjejë udhëzimet nga CPU-ja ndikojnë në funksionimin e saj.

[/justify]