Видеоадаптеры

Первоначально 3D-акселераторы размещались на платах (отдельно от видеоадаптера), устанавливаемых в слот шины ввода/вывода и соединяемых с видеоадаптером специальным кабелем типа Pass-Through. Отсюда и возник термин «3D-акселератор» - самостоятельное устройство, используемое только для работы с трехмерной графикой. Однако по мере увеличения степени интеграции микросхем их стали размещать непосредственно на видеокартах. Это позволило не только снизить стоимость видеосистемы, но и устранить необходимость в сквозном кабеле, использование которого порождало массу проблем.

Несмотря на значительные различия в характеристиках и возможностях, все 3D-акселераторы имеют несколько обязательных, базовых элементов, обеспечивающих аппаратное ускорение:

       Геометрический процессор

       Механизм прорисовки

       Видеопамять

       Цифро-аналоговый преобразователь

       Дополнительные устройства (в зависимости от набора дополнительных функций)

Основные типы видеокарт

MDA (Monochrome Display Adapter - монохромный адаптер дисплея) - простейший видеоадаптер, применявшийся в первых IBM PC. Работает в текстовом режиме с разрешением 80x25 (720x350, матрица символа - 9x14), поддерживает пять атрибутов текста: обычный, яркий, инверсный, подчеркнутый и мигающий. Частота строчной развертки - 15 Кгц. Интерфейс с монитором - цифровой: сигналы синхронизации, основной видеосигнал, дополнительный сигнал яркости.

HGC (Hercules Graphics Card - графическая карта Hercules) - расширение MDA с графическим режимом 720x348, разработанное фирмой Hercules.

CGA (Color Graphics Adapter - цветной графический адаптер) - первый адаптер с графическими возможностями. Работает либо в текстовом режиме с разрешениями 40x25 и 80x25 (матрица символа - 8x8), либо в графическом с разрешениями 320x200 или 640x200. В текстовых режимах доступно 256 атрибутов символа - 16 цветов символа и 16 цветов фона (либо 8 цветов фона и атрибут мигания), в графических режимах доступно четыре палитры по четыре цвета каждая в режиме 320x200, режим 640x200 - монохромный. Вывод информации на экран требовал синхронизации с разверткой, в противном случае возникали конфликты по видеопамяти, проявляющиеся в виде "снега" на экране. Частота строчной развертки - 15 Кгц. Интерфейс с монитором - цифровой: сигналы синхронизации, основной видеосигнал (три канала - красный, зеленый, синий), дополнительный сигнал яркости.

EGA (Enhanced Graphics Adapter - улучшенный графический адаптер) - дальнейшее развитие CGA, примененное в первых PC AT. Добавлено разрешение 640x350, что в текстовых режимах дает формат 80x25 при матрице символа 8x14 и 80x43 - при матрице 8x8. Количество одновременно отображаемых цветов - по-прежнему 16, однако палитра расширена до 64 цветов (по два разряда яркости на каждый цвет). Введен промежуточный буфер для передаваемого на монитор потока данных, благодаря чему отпала необходимость в синхронизации при выводе в текстовых режимах. структура видеопамяти сделана на основе так называемых битовых плоскостей - "слоев", каждый из которых в графическом режиме содержит биты только своего цвета, а в текстовых режимах по плоскостям разделяются собственно текст и данные знакогенератора. Совместим с MDA и CGA. Частоты строчной развертки - 15 и 18 Кгц. Интерфейс с монитором - цифровой: сигналы синхронизации, видеосигнал (по две линии на каждый из основных цветов).

MCGA (Multicolor Graphics Adapter - многоцветный графический адаптер) - введен фирмой IBM в ранних моделях PS/2. Добавлено разрешение 640x400 (текст), что дает формат 80x25 при матрице символа 8x16 и 80x50 - при матрице 8x8. Количество воспроизводимых цветов увеличено до 262144 (по 64 уровня на каждый из основных цветов). Помимо палитры, введено понятие таблицы цветов, через которую выполняется преобразование 64-цветного пространства цветов EGA в пространство цветов MCGA. Введен также видеорежим 320x200x256, в котором вместо битовых плоскостей используется представление экрана непрерывной областью памяти объемом 64000 байт, где каждый байт описывает цвет соответствующей ему точки экрана. Совместим с CGA по всем режимам, а с EGA - по текстовым, за исключением размера матрицы символа. Частота строчной развертки - 31 Кгц, для эмуляции режимов CGA используется так называемое двойное сканирование - дублирование каждой строки формата Nx200 в режиме Nx400. интерфейс с монитором - аналогово-цифpовой: цифровые сигналы синхронизации, аналоговые сигналы основных цветов, передаваемые монитору без дискретизации. Поддерживает подключение монохромного монитора и его автоматическое опознание - при этом в видео-BIOS включается режим суммирования цветов по так называемой шкале серого (grayscale) для получения полутонового черно-белого изображения. Суммирование выполняется только при выводе через BIOS - при непосредственной записи в видеопамять на монитор попадает только сигнал зеленого цвета (если он не имеет встроенного цветосмесителя).

VGA (Video Graphics Array - множество, или массив, визуальной графики) - расширение MCGA, совместимое с EGA, введен фирмой IBM в средних моделях PS/2. Фактический стандарт видеоадаптера с конца 80-х годов. Добавлен текстовый режим 720x400 для эмуляции MDA и графический режим 640x480 с доступом через битовые плоскости. В режиме 640x480 используется так называемая квадратная точка (соотношение количества точек по горизонтали и вертикали совпадает со стандартным соотношением сторон экрана - 4:3). Совместим с MDA, CGA и EGA, интерфейс с монитором идентичен MCGA.

IBM 8514/а - специализированный адаптер для работы с высокими разрешениями (640x480x256 и 1024x768x256), с элементами графического ускорителя. Не поддерживает видеорежимы VGA. интерфейс с монитором аналогичен VGA/MCGA.

IBM XGA - следующий специализированный адаптер IBM. расширено цветовое пространство (режим 640x480x64k), добавлен текстовый режим 132x25 (1056x400). Интерфейс с монитором аналогичен VGA/MCGA.

SVGA (Super VGA - "сверх" VGA) - расширение VGA с добавлением более высоких разрешений и дополнительного сервиса. Видеорежимы добавляются из ряда 800x600, 1024x768, 1152x864, 1280x1024, 1600x1200 - все с соотношением 4:3. Цветовое пространство расширено до 65536 (High Color) или 16.7 млн. (True Color). Также добавляются расширенные текстовые режимы формата 132x25, 132x43, 132x50. Из дополнительного сервиса добавлена поддержка VBE. Фактический стандарт видеоадаптера примерно с 1992 г.

Разгон видеоадаптера

Разгоняя свой процессор, не забудь про охлажденье:

Регулярно (летом чаще) поливай его водой.

Если ж после процедуры он работать перестанет,

Что ж, такое может статься; что поделаешь – замерз!

Прежде чем описать разгон видеокарты, я бы хотел немного остановиться на некоторых организационных моментах, без которых, на мой взгляд, не стоит даже начинать разгон:

1. Видеокарты, сделанные известными брендами, с намного большей вероятностью порадуют вас результатами при разгоне. Это связано в первую очередь с тем, что они ставят на платы более качественные комплектующие, а во-вторых, чтобы обезопасить репутацию, подвергают конечную продукцию жесткому выходному тестированию (пусть зачастую и выборочному). Напротив, дешевая продукция малоизвестных азиатских марок может изначально выпускаться с заниженными частотами чипа и памяти, а проще говоря - быть сделанной из черт знает чего. Конечно, бывают приятные исключения, но они крайне редки. При этом можно столкнуться с изначальным техническим браком.
2. Обратите внимание на то, какая система охлаждения стоит на видеокарте. Система охлаждения может представлять собой как маломощный пропеллер, прикрученный на хилый радиатор, так и массивный радиатор (который вместе с чипом охлаждает и память) в комплекте с хорошим турбинным кулером. Второй вариант, конечно, более предпочтительнее для разгона.
3. Если память на карте ничем не прикрыта, а ваш системный блок не оснащен парой-тройкой корпусных вентиляторов, лучше сразу докупить и установить на память теплорассеивающие пассивные радиаторы. Нередки случаи, когда с применением таких радиаторов частоты памяти удавалось поднять до более высоких значений. Но даже если на видеокарте стоит мощная система охлаждения, не стоит пренебрегать дополнительными кулерами в корпусе.
4. Не забудьте, что BIOS вашей материнской платы наверняка позволяет слегка поднять напряжение на шине AGP.
5. Как правило, графические чипы со старшим степпингом[1] потенциально разгоняются лучше младших версий. Отсюда вывод – не стоит кидаться покупать видеокарты на «свежих» чипах сразу после их выхода на рынок, лучше немного повременить. Это также выгодно и в цене, потому что по прошествии времени цены на карты падают.
6. Не поленитесь выяснить, какие частоты чипа и памяти предусмотрены для видеокарты производителем. Известно, что видеопамять, установленная на плате, характеризуется некой скоростью доступа, измеряемой в наносекундах (нс). Это значение можно узнать, внимательно изучив маркировку на чипах памяти: как правило это одна или две последние цифры в одной из строчек (например, …35 означает 3,5 нс). Перевести наносекунды в мегагерцы тактовой частоты очень просто: МГц = 1000 нс. Поскольку на всех современных картах устанавливается память типа DDR, полученное значение надо умножить на 2. Понятно, чем меньше время доступа, тем «быстрее» память, то есть она способна работать на более высоких частотах.

А теперь самое главное: на одних и тех же моделях видеокарт может стоять память с разным временем доступа. Конечно, вероятность того, что на слабый чип поставят суперскоростную память крайне не высока, но вот на старших моделях – другое дело. Допустим, вы нацелились на Radeon 9600XT, референсные частоты чипа/памяти которой, как утверждается на сайте www.ati.com, должны составлять 500/600 МГц. Допустим, на витрине лежит видеокарта, на которой стоят чипы Samsung со временем доступа 3 нс. Делим 1000 на 3, умножаем на 2 и получаем эффективную частоту 660 МГц. Таким образом, мы видим, что у памяти есть некоторый запас по мощности и потратив некоторое количество времени можно гарантированно обеспечить себе оптимальный результат при разгоне.

Тестирование.

В первую очередь необходимо скачать с сайта производителя последнюю версию драйверов и убедиться, что видеокарта стабильно работает. В принципе, для этого достаточно прогнать несколько тестов, заодно определив производительность видеоподсистемы на штатных частотах – чтобы потом понять, что ожидается в конечном итоге.

В качестве синтетических тестовых программ можно использовать 3DMark 03 (www.futuremark.com) и Aquamark (www.aquamark3.com), а из игрушек: Doom 3, FarCry, Serious Sam 2, Quake III, Call of Duty, Unreal Tournament 2004. Для того, чтобы замерить количество fps практически в любой современной игре, не надо ползать в Интернете в поисках комбинаций консольных команд и записанных демо-уровней – достаточно скачать утилиту Bench`me All (www.benchemall.com), указать ей, в какой игре и в каком разрешении нужно измерит производительность, а дальше она все сделает сама и даже выдаст файл с результатами. Утилита весьма функциональна: можно задать команду измерить производительность в одной игре или сразу нескольких, при этом количество кадров в секунду может также измеряться для одного или нескольких разрешений экрана. Плюс к этому есть возможность задать время тестирования, задействовать собственный вариант конфигурации в игре. Если за время тестов карта не «сглючит», не перегреется и не «повесит» компьютер, значит можно приступать к разгону.

Разгоняем видеокарту.

По сути, разгон видеокарты ничем не отличается от разгона того же центрального процессора; с той лишь разницей, что в одном случае повышается частота системной шины, а в другом – частота графического чипа и видеопамяти. Разумеется, увеличение значений частот может происходить до определенного предела, после чего работа видеокарты становиться нестабильной. В чем это выражается? В самом худшем случае компьютер просто «повиснет», либо на картинке будут наблюдаться так называемые артефакты[2], выражающиеся в произвольном «выпадении» части изображения, появлении различных цветовых или геометрических «пятен» там, где их быть не должно и т.п. Правда не стоит напряженно вглядываться в экран, пытаясь их обнаружить; поверьте, когда артефакты «придут», вы их заметите. Иногда бывает, что тестовая программа или игра внезапно «вылетает» в систему – это тоже говорит о нестабильности работы. Удачным завершением для разгона можно считать найденную комбинацию частот чипа и памяти, при которой любые тесты проходят без помарок.

Итак, берем за отправную точку штатные частоты и начинаем «грубую обработку» - повышение частоты чипа и памяти с шагом, скажем, 5 МГц. Повысили. Запускаем какой-либо недлинный тест. Если работает, то повышаем на 5 МГц и т.д. Итерации повторяются, пока тест не продемонстрирует, что вы «зарвались». Стоп. Делаем «откат», то есть возвращаемся на 5 МГц назад и запускаем пару тестов, чтобы убедиться, что все нормально, и записываем полученные значения частот.

На этом разгон не заканчивается. Мы нашли примерное граничное значение частот, после которого какой-либо из двух компонентов (чип или память, а может быть и оба) начинают «глючить». Предстоит выяснить, какой именно. Начинаем с чипа, ибо, как правило, у него запас прочности меньше, чем у памяти. Оставляем частоту памяти и тем же описанным выше методом поднимаем частоту чипа. Подняли на 5 МГц. Если возникли ошибки, то все, чип исчерпал свой драгоценный потенциал. Возвращаем частоту чипа на место и начинаем мучить память, точно так же, пока не найдем верхний предел по частоте.

Теперь наступает время тестов, и чем больше, тем лучше. В разумных пределах, конечно. Обычно, когда дело касается CPU, то время тестирования составляет сутки, но в случае с видеокартой достаточно пары часов. Но и это еще не все. Мы начинали искать значение с шагом 5 МГц, а ведь точное граничное значение может находиться на любой единице из последней пятерки. Тем же методом повышаем теперь уже на 1 МГц частоту сначала чипа, потом памяти (всякий раз не забывая тестировать). Никогда не забывайте про охлаждение. Проверяйте постоянно с помощью термопередатчика или пальца.

Современные видеокарты работают на асинхронных частотах, то есть значения частот чипа и памяти отличаются, и могу изменяться вне зависимости друг от друга. Разумеется, при обмене данными между чипом и памятью сигналы синхронизируются. На синхронизацию уходит некоторое время. А в ситуации, когда чип и память работают на одинаковой частоте, синхронизации не требуется. Отсюда вывод: если значения частот почти совпали или находятся в близких пределах (5-15 МГц), разумнее привести их к единому значению. Разумеется, не путем повышения, а путем снижения одного из значений. Выигрыш в задержках за счет отсутствия необходимости синхронизации, скорее всего, будет существеннее, нежели эти несколько «лишних» мегагерц частоты.

Программы для разгона

Ниже перечислены некоторые, на мой взгляд, очень хорошие программы, с помощью которых можно с легкостью добиться желаемого результат:

ATI Tool (www.guru3d.com)

Небольшая утилита, предназначенная исключительно для разгона. Больше она ничего делать не умеет, но зато мало «весит» и хорошо работает. Она может сэкономить время на нахождение граничных часто, поскольку в ее арсенале есть функция автоматического нахождения максимальной частоты для чипа и памяти, причем искать эти значения можно и по отдельности. Проще говоря, она автоматизирует методику разгона.