Наверняка все неоднократно слышали данное слово или его аналоги, такие как графический ускоритель, графическая карта, видеоадаптер, 3D-ускоритель, GPU и другие похожие термины. Все это различные названия одного и того же устройства, очень важного в современном компьютере. Давайте разберемся, зачем нужна видеокарта в компьютере, основные характеристики влияющие на ее выбор и способы узнать параметры установленного видеоадаптера в компьютере.

История

Сегодня разница между словами видеокарта и видео-акселератор нивелировалась, и эти слова стали синонимами. Так было не всегда. Давайте вернемся на десяток лет назад и посмотрим на видео-индустрию того времени.

В начале прошлого десятилетия 3D-отображение информации присутствовало лишь в специальных лабораториях по моделированию различных процессов или у крупных компаний, обладающих громадными вычислительными машинами. Моделирование трехмерных объектов применялось для визуализации новых продуктов (например, в автомобильной промышленности) или для научных исследований. Игрушки того времени о трехмерном пространстве могли только лишь догадываться. Слово акселератор (от англ. "ускоритель") применительно к видеокартам появилось лишь с выходом чипа VooDoo Graphics компании 3dfx. С этого момента и начнем нашу историю.

Три закона картостроения

В качестве теоретической основы рассмотрим несколько неписаных законов рынка видеокарт:

- Первый закон гласит: для того чтобы удержаться на рынке, компания должна каждые полгода выпускать новый продукт. Отступление от этого правила погубило много хороших компаний. Закон обусловлен маркетинговой особенностью рынка.

Продукт (в нашем случае видеочип) разрабатывается определенное время. К примеру, полгода. Основные особенности архитектуры чипа известны на этапе проектирования.

К примеру, какой-то чип Х разрабатывался с учетом того, что он будет производиться по технологическому процессу 0,15 мкм с условием, что он будет работать с DDR-памятью. И вдруг возникли проблемы с изготовлением чипа.

Пока компания А решала проблемы выпуска чипа Х, другая компания Б выпустила свой чип У с таким же техпроцессом и с таким же типом памяти. Чип У успешно продается, а чипа Х в магазинах нет. Следовательно, компания А терпит убытки, ее акции падают в цене, а вместе с ними и доверие пользователей.

Через какое-то время первая компания все-таки начинает поставлять свои чипы в достаточных количествах, но упущено невосполнимое - время. Допустим, чип Х вышел, но не через полгода, а через девять месяцев. Пока Х появляется в магазинах, уже вбрасывается информация о У2, и он поступает на рынок уже через три месяца.

Первая компания не успевает разработать свой Х2 и все больше теряет доверие покупателя, а вместе с ним и деньги. Чип У2 уже производится с техпроцессом 0,13 мкм и работает с памятью DDR2.

Чип Х2 способен родиться и даже неплохо продаваться, только случиться это может во время выхода очередного творения второй компании - У3, при виде которого и говорить о Х2 будет постыдно. Вот так первая компания - А - и уходит с рынка.

- Второй закон гласит о том, что компания, если она желает укрепиться на рынке, должна занять три рыночные ниши:

- рынок массовых видеокарт; 
- рынок средних решений; 
- рынок флагманских видеоакселераторов.

Следовательно, компания должна разработать не меньше двух чипов и разложить их в три или четыре продукта. Тогда она может рассчитывать на нормальные доходы, так как удовлетворит потребности пользователей с любым кошельком. Чипы могут быть схожими по своим характеристикам, а для позиционирования чипа в более низкую ценовую категорию достаточно отключить часть функциональных блоков или просто понизить частоту работы.

- Третий закон: нужно не только разработать быстродействующий чип, обеспечить высокий уровень выхода годных чипов, найти партнеров по выпуску плат, но и написать хорошие драйверы.

Можно решить, что написание качественного драйвера простое дело. Но это не так! Создание программы, управляющей видеокартой, - это сверхсложная задача и зачастую сложно реализуемая. Управляющая программа недаром называется драйвером. Представьте, что у нас есть болид "формулы один". Какой бы ни был у нас скоростной автомобиль, без отличного водителя автомобиль ничто - груда металла. Только великолепный гонщик может раскрыть весь потенциал болида. Проблема лишь в том, что хороших гонщиков мало. Равно как и мало хороших драйверов.

Итак,видеокарта служит для расчета (рендеринга) изображения и вывода его на экран монитора. Другими словами, видеоадаптер занимается формированием всего, что вы видите на своем мониторе. Это его основные функции, но помимо этого сейчас есть тенденция использовать его большие вычислительные возможности в задачах не связанных напрямую с формированием и выводом изображения на дисплей.

Все видеокарты можно разделить на две большие группы: интегрированные и дискретные. Интегрированные или по-другому встроенные видеокарты, как уже понятно из названия, являются неотъемлемой частью материнской платы или центрального процессора, то есть встроены в них. Часто используются следующие выражения: встроенное видео, интегрированная графика, встроенный графический контролер, видеоадаптер интегрированный в чипсет и другие. Наличие интегрированного видео уменьшает стоимость и энергопотребление компьютера, однако они имеют ограниченную производительность (часто не имеют собственной видеопамяти и используют ОЗУ компьютера) и используются в основном в нижнем и среднем сегментах рынка компьютерных систем.

Дискретная видеокарта, представляет собой отдельную плату расширения, устанавливаемую в специальный слот на материнской плате. Она имеет в себе все необходимое для полноценной работы. Благодаря этому, она может иметь высокую производительность, позволяющую использовать ее в «тяжелых» 3D-играх и серьезных графических приложениях. Главными минусами является высокая стоимость и энергопотребление, что особенно важно для ноутбуков.

В свою очередь их можно разделить на два класса, игровые и профессиональные. Первые в основном используются обычными людьми для игр, а профессиональные видеокарты нацелены на использование в различных «тяжелых» графических приложениях 3D-моделирования, САПР и тому подобное, где они способны дать значительный прирост производительности. Соответственно и стоимость высокопроизводительных моделей может быть заоблачной.

Что из себя представляет графический ускоритель, мы разобрались теперь выясним, на что надо обращать внимание при выборе видеокарты.

Основные характеристики видеокарты:

Интерфейс — служит для передачи данных между 3D-ускорителем и центральным процессором. В настоящее время стандартом де факто является шина PCI Express (PCI-E) разных версий, хотя пока еще можно встретить устаревший интерфейс AGP. Физически реализован в виде слота на материнской плате компьютера, куда устанавливается дискретный видеоадаптер. Видеокарты AGP и PCI-E несовместимы друг с другом, поэтому слоты для их установки расположенные на материнской плате имеют разные физические размеры, исключающие случайную установку «чужой» видеокарты. 

Тактовая частота видеопроцессора — сильно влияет на производительность видеоадаптера, чем она выше, тем быстрее он работает и тем больше его тепловыделение. Именно поэтому, увеличение рабочей частоты GPU является одним из способов разгона видеокарты. Однако надо иметь в виду, что сравнивать в лоб разные модели видеокарт по данному параметру не совсем правильно, поскольку это будет справедливо только для моделей, построенных на одинаковом чипе, в противном случае в дело вмешивается архитектура чипа. Измеряется частота в мегагерцах.

Частота видеопамяти — измеряется в мегагерцах, и чем она выше, тем быстрее работает подсистема памяти. Так же является одним из способов ускорить работу видеокарты.

Объем видеопамяти — сколько памяти установлено на плате и доступно для хранения данных. В настоящее время измеряется в мегабайтах или гигабайтах и чем ее больше, тем лучше. Однако на самом деле не все так просто, поскольку есть определенный предел, после которого дальнейшее наращивание объема памяти не приводит к увеличению скорости работы. Объясняется это довольно просто, всегда есть определенный объем данных, требуемый для работы. Он разный в каждый момент времени и зависит от используемых программ и настроек. Когда объем памяти установленный в 3D-ускорителе превышает объем данных требуемых для работы, то дальнейшее увеличения объема видеопамяти не приводит к ускорению работы.

Следует учесть, что у памяти есть и другие параметры, сильно влияющие на скорость ее работы помимо ее объема. Поэтому видеокарта с 3ГБ памяти необязательно будет работать быстрее модели, в которой установлено только 2ГБ, особенно если в карте с большим объемом используется медленная память, а с меньшим объемом быстрая.

Тип видеопамяти — сейчас используется несколько типов оперативной памяти применяющиеся в видеокартах. В современных видеокартах может применяться как DDR так и специально разработанная для использования в видеокартах память типа GDDR. Мы не будем вдаваться в технические моменты, отметим только, что чем более современный тип памяти, тем выше скорость ее работы. Самая быстрая на сегодняшний день это GDDR5, но она и самая дорогая, поэтому применяется в видеокартах верхнего ценового сегмента. Наиболее массовой является GDDR3.

Ширина шины памяти — имеет большое влияние на пропускную способность памяти и следовательно на общую производительность видеокарты. Определяется числом бит данных передаваемых за один цикл. Чем ширина шины памяти больше, тем выше скорость работы. В очень дешевых видеокартах ширина шины обычно 64 или 128 бит, а в топовых 256 бит и выше.

Система охлаждения. Для поддержания температуры видеокарты в приемлемых пределах применяются системы охлаждения. Они бывают двух основных типов: активные и пассивные. Пассивные представляют собой простой радиатор, который рассеивает выделяемое картой тепло. Применяются только в видеокартах относительно низкой производительности. Основное преимущество это надежность, отсутствие шума и пониженное энергопотребление, что особенно важно для ноутбуков, HTPC и любителей тишины.

Активная система охлаждения дополняется вентилятором (кулером), хотя встречаются карты с водяным охлаждением. Кулер улучшает охлаждение, но одновременно увеличивает энергопотребление и шум, причем на топовых моделях иногда очень сильно.

Физические размеры. В зависимости от применяемого компьютерного корпуса физические размеры видеокарты могут стать ограничивающим фактором. Современные высокопроизводительные видеокарты могут иметь большие размеры и просто упереться в жесткие диски в тесном корпусе. К тому же применяемые системы охлаждения видеокарт довольно громоздки и могут занимать два и даже три слота. Другими словами, они толще, чем положено стандартами для платы расширения и занимают дополнительное пространство, перекрывая собой ниже расположенный слот.

Теперь вы знаете, что такое видеокарта и на какие основные моменты, нужно обращать внимание при выборе видеокарты. Конечно, выбрать оптимальную модель довольно непросто, особенно учитывая, что для разных задач критерии выбора совершенно различны. Что является благом для мощного игрового ПК, будет страшным злом для HTPC, а офисному компьютеру чаще всего хватит вообще интегрированной графики. Однако это тема для отдельного разговора.

Как определить, какая видеокарта установлена в компьютере

Иногда вам необходимо определить какая видеокарта используется в компьютере. Это можно сделать множеством способов, например, посмотреть в документах на компьютер или открыть корпус и посмотреть на установленный видеоадаптер. Однако это далеко не всегда возможно и удобно, гораздо проще воспользоваться программными способами, определить характеристики установленной видеокарты.

Если вас интересует только тип используемого видеоадаптера, то достаточно заглянуть в диспетчер устройств. Более полную информацию, вам предоставит программа CPU-Z, которая показывается основную информацию об используемом оборудовании в компьютере. Чтобы получить подробную информацию о характеристиках установленной видеокарты, можно воспользоваться специализированной утилитой GPU-Z, причем с пояснительными подсказками на русском языке.