Karty Graficzne

Rodzaje pamięci kart graficznych

• DRAM (Dynamic Random Access Memory) – rodzaj ulotnej pamięci półprzewodnikowej o dostępie swobodnym, której bity są reprezentowane przez stan naładowania kondensatorów. Poszczególne jej elementy zbudowane są z tranzystorów MOS, z których jeden pełni funkcję kondensatora, a drugi elementu separującego.

• BEDO RAM to pamięć stanowiąca połączenie technik burst i EDO DRAM. Zamiast jednego adresu odczytywane są jednocześnie cztery. Na magistrali adresowej adres pojawia się tylko na początku cyklu odczytu, co wydatnie skraca średni czas dostępu.

• SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) – rodzaj pamięci o dostępie swobodnym wykorzystywana m.in. w komputerach jako pamięć operacyjna.

• SGRAM (Synchronous Graphics RAM - synchroniczna pamięć RAM - rodzaj pamięci RAM stosowany głównie w starszych kartach graficznych. Umożliwia szybką zmianę zawartości pamięci - jest to ważne, ponieważ karty graficzne muszą niekiedy wyświetlać wiele klatek obrazu na sekundę, a każda z nich wymaga całkowitej zmiany danych znajdujących się w pamięci karty graficznej. Pamięć ta może jednocześnie zapisywać oraz odczytywać dane.

• MDRAM Multibank Dynamic Random Access Memory - wielobankowa dynamiczna pamięć operacyjna o swobodnym dostępie) - bardzo wydajny rodzaj pamięci video, rozwiniętej przez MoSys.

• VRAM (Video RAM) - odmiana kości pamięci RAM stosowana w kartach graficznych, przeznaczona wyłącznie do przetwarzania i wyświetlania bitmap. Z reguły VRAM i RAM są fizycznie rozdzielne, ale nie jest to regułą - istnieją systemy, w których obydwa te rodzaje pamięci dzielą jedną fizyczną jednostkę.

• WRAM (Window RAM) - typ pamięci RAM opracowany przez firmę Samsung Electronics, optymalizowany dla adapteru ekranu. Chociaż jest szybsza niż VRAM, używa tego samego typu dwuwejściowej struktury, która jednocześnie odświeża ekran, gdy do pamięci są wprowadzane tekst i obrazy.

• DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory) – rodzaj pamięci typu RAM stosowana w komputerach jako pamięć operacyjna oraz jako pamięć kart graficznych.

• DDR2 SDRAM (Double Data Rate 2 Synchronous Dynamic Random Access Memory) – kolejny po DDR standard pamięci RAM typu SDRAM, stosowany w komputerach jako pamięć operacyjna.

Tryb zapisu i odczytu obrazuTryb Zastosowanie

0 (zapis) Stawianie pojedynczych punktów, kreślenie figur

0 (odczyt) Używany do kopiowania obrazu we współpracy z trybem 1 (zapis)

1 (zapis) Szybkie kopiowanie fragmentów obrazu w inne miejsce

1 (odczyt) Umożliwia sprawdzenie kolorów punktów

2 (zapis) Wypełnianie jednobarwnych pól

3 (zapis) Szybkie kreślenie dowolnych figur, wypełnianie obszarów wzorcem

CGA (ang. Color Graphics Adapter) – jeden ze standardów kart graficznych IBM-PC

wprowadzony ok. 1981 roku.

Karta CGA posiada 16KiB pamięci i umożliwia wyświetlanie obrazu na monitorach czarno-białych lub kolorowych oraz na odbiornikach

telewizyjnych.

Standardy kart graficznych :

EGA (ang. Enhanced Graphics Adapter) – jeden ze standardów kart graficznych komputerów typu IBM-PC. Został opracowany w 1984 roku przez firmę IBM dla komputerów klasy IBM PC/AT. W porządku chronologicznym usytuowany między

CGA a VGA.

VGA (ang. Video Graphics Array) – jeden ze standardów kart graficznych IBM-PC ustanowiony

w 1987 roku. Karty VGA były po raz pierwszy montowane w komputerach serii IBM PS/2 Karty

VGA posiadają 256kB pamięci, umożliwiają stosowanie trybów graficznych 16- lub 256-

kolorowych. Maksymalna dostępna rozdzielczość w trybach znakowych to 720×480, natomiast w

graficznych 640×480..

Super Video Graphics Array (skróty: Super VGA lub SVGA) – po pojawieniu się kart graficznych

VGA producenci tworzyli klony, które były zgodne z VGA. Z czasem zaczęli dodawać nowe tryby

tekstowe i graficzne charakteryzujące się większą rozdzielczością i większą liczbą dostępnych kolorów. Niektóre karty udostępniają także

akcelerację grafiki. Nazwa SVGA odnosi się do grupy tego rodzaju ulepszonych kart VGA i

zwyczajowo dotyczy rozdzielczości 800x600

VESA BIOS Extensions (VBE) jest standardem zaproponowanym przez organizację VESA

normującym interfejs programistyczny dla kart SVGA. Powodem powstania tego standardu była

wielka różnorodność sposobów dostępu do dodatkowych możliwości kart graficznych.

VBE 1.0Pierwsza wersja VBE, oznaczona numerem 1.0, została przedstawiona w

1989 roku. Definiowała następujące funkcje:

* odczyt informacji o typie karty graficznej,

* odczyt charakterystycznych danych podanego trybu graficznego (rozdzielczość, głębia kolorów, adresy pamięci video, organizacja

pamięci),

* ustawienie żądanego trybu graficznego,

* odczytanie bieżącego trybu graficznego,

* zapisanie stanu karty,

* odtworzenie stanu karty,

* ustawienie/odczyt bieżącego banku pamięci.

VBE 2.0

Druga wersja VBE została opracowana w 1994 roku. Jednym z głównych rozszerzeń w stosunku do wersji 1.0 było stworzenie 32-bitowego interfejsu do niektórych funkcji VBE. Program pracujący w trybie

chronionym otrzymywał adresy funkcji, które mógł wywołać bezpośrednio, bez odwoływania się do przerwania 10h,

przeznaczonego dla trybu rzeczywistego. Ponadto dodano funkcje umożliwiające tworzenie w pamięci karty obrazów o rozdzielczości większej niż rozdzielczość aktualnie ustawionego trybu graficznego.

Dodano również funkcje pozwalające odczytać i zapisać paletę kolorów w trybach 16 i 256-kolorowych.

VBE 3.0

Ostatnią, trzecią wersję standardu VBE opublikowano w 1998 roku. Udostępnia ona rozszerzenia dla 32-bitowego interfejsu, definiuje liniowy

bufor (procesor widzi całą pamięć karty graficznej, nie ma potrzeby przełączania okien). VBE 3.0 umożliwia również ustawienie częstotliwości odświeżania monitorów, ułatwia obsługę stereoskopowych okularów LCD,

oraz dodaje sprzętowe wsparcie dla potrójnego buforowania. Został również wprowadzony interfejs programistyczny dla dodatkowych

rozszerzeń, nie związanych bezpośrednio z obsługą kart graficznych:

* Flat Panel Interface Extension,

* Audio Interface Extension (VBE/AI),

* OEM Extension (rozszerzenia definiowane przez producenta karty),

* Display Data Channel (VBE/DDC).

magistrale komunikacyjne

służące do przyłączania urządzeń do płyty głównej w komputerach klasy PC.

VESA Local Bus, (ang. Video Electronics Standards Association Local Bus, VL Bus, VLB) - 32-bitowa

szyna danych opracowana przez VESA.

System Local Bus pojawił się na rynku PC po raz pierwszy w połowie 1992 roku, kiedy konsorcjum

VESA ustaliło standardową specyfikację tej magistrali, nazywaną VL Bus

Złącze to wykorzystywane było głównie przez karty graficzne oraz kontrolery wejścia-wyjścia, rzadziej

przez karty sieciowe..

Płyta główna ze złączami VLB

PCI (ang. Peripheral Component Interconnect)

Po raz pierwszy została publicznie zaprezentowana w czerwcu 1992 r. jako rozwiązanie umożliwiające szybszą komunikację pomiędzy procesorem i kartami

Przy częstotliwości taktowania 33 MHz i szerokości 32 bitów magistrala PCI osiąga szybkość transmisji 132 MB/s. Szerokość szyny adresowej i danych nowych procesorów 64 bitowych zmiany nie wpływają na architekturę PCI a jedynie podwaja się przepustowość do 264 MB/s. Karty dołączone do szyny PCI mogą się komunikować nawet bez udziału mikroprocesora, dzięki czemu wzrasta efektywność jego użytkowania. Dla każdej karty zdefiniowane są tzw. rejestry konfiguracyjne. Przy ładowaniu systemu procesor odczytuje zapisane w nich dane i rozpoznaje, jaka karta jest umieszczona w gnieździe. Instalacja i inicjacja karty następuje potem w pełni automatycznie

Gniazda 32-bitowej szyny PCI

PCI-X (ang. Peripheral Component Interconnect Extended) - szybsza wersja znanego standardu

PCI.

Szyna ta oferuje transmisję danych rzędu 4,3 GB/s, czyli 32 razy szybciej niż pierwsze PCI.

Magistrala ta jest wstecznie zgodna z PCI (zarówno stare karty pasują do nowych gniazd, jak i nowe karty do starych gniazd), istotne jest tylko dopasowanie napięciowe (jednak rodzaj

złącza uniemożliwia pomylenie kart 1.5 V i 3.3 V).

PCI Express (ang. Peripheral Component Interconnect Express) oficjalny skrót PCIe, znana również jako PCI-E, PCI-s lub jako 3GlO (od 3rd

Generation I/O) – pionowa magistrala służąca do podłączania urządzeń do płyty głównej. Zastąpiła

ona magistrale PCI oraz AGP.

Jej twórcami są firmy Intel, Dell, IBM i HP.

Przepustowość

Częstotliwość taktowania wynosi 2,5 GHz (v2.0). Protokół transmisji wprowadza dwa dodatkowe

bity, do każdych ośmiu bitów danych (kodowanie 8/10 3ti). Zatem przepustowość jednej linii

wynosi 250 MB/s (v1.0). W związku z tym, że urządzenia mogą jednocześnie przekazywać

sygnał w obydwu kierunkach (full-duplex) można założyć, że w przypadku takiego wykorzystania

złącza transfer może sięgać 500 MB/s (v1.0).

Accelerated Graphics Port (AGP, czasem nazywany Advanced Graphics Port) to rodzaj zmodyfikowanej magistrali PCI

opracowanej przez firmę Intel. Jest to 32-bitowa magistrala PCI zoptymalizowana do szybkiego przesyłania dużych ilości danych pomiędzy pamięcią operacyjną a kartą graficzną.

* Data wprowadzenia: 1997

* Stworzony przez: Intel

* Następca: PCI Express (2007)

* Szerokość magistrali: 32 bity

* Maksymalna ilość urządzeń: 1 urządzenie/slot

* Maksymalna przepustowość: 2133 MB/s

* Maksymalna moc jaka może pobierać karta przez złącze AGP to 35-40W w przeciwnym wypadku należy ją zasilić osobnym kablem od zasilacza.

Lokalizacja złącza AGP na płycie głównej

ISA (ang. Industry Standard Architecture – standardowa architektura przemysłowa) to

standard magistrali oraz złącza kart rozszerzeń dla komputerów osobistych, wprowadzony w roku 1984, jako ulepszenie architektury IBM PC/XT do postaci szesnastobitowej. Służy do

przyłączania kart rozszerzeń do płyty głównej.

Złącza ISA na płycie głównej starszego typu

AGR (Advance Graphics Riser) to port na płycie głównej komputera, do którego podłączamy

kartę graficzną. Powstał on z połączenia dwóch portów PCI. Wygląda jak port AGP. Obsługuje karty grafiki ze złączem AGP x4 i x8, ale jego

prędkość jest porównywalna do portu AGPx1.

Port AGR występuje np. na płycie głównej MSI K8N Neo3-F

Microchannel, MCA (ang. Micro Channel Architecture) – 32-bitowa magistrala

skonstruowana przez IBM specjalnie dla komputerów z procesorami 80386DX. Taktowana

jest zegarem 10 MHz i z tego względu nie jest kompatybilna z kartami typu ISA. Architekturę MCA wprowadzono w 1987 roku, teraz, po 20

latach, technologia ma niemal zerowe wykorzystanie

Karta graficzna z magistralą MCA

EISA (z ang. Extended Industry Standard Architecture - Rozszerzona Standardowa Architektura Przemysłowa) - magistrala danych zaprojektowana specjalnie dla 32-bitowych komputerów 80386. Aby zapewnić jej kompatybilność z szyną ISA, taktowana jest zegarem 8,33 MHz. Dość duża prędkość transmisji danych (33 MB/s) jest nie tyle rezultatem częstotliwości taktowania, co szerokości szyny. Magistrala EISA obsługuje standard Plug&Play w przeciwieństwie do swojej poprzedniczki - ISA.

Standard EISA nie znalazł jednak szerszego zastosowania w komputerach 386. Nieco później stosowano go w serwerach z procesorami 486, np. ALR Proveisa.

Trzy sloty EISA