همه چیز در مورد کارت گرافیک

پیکسل دارای یک رنگ است . در برخی نمایشگرها ( مثلا” صفحه نمایشگر استفاده شده در کامپیوترهای اولیه مکینتاش ) هر پکسل صرفا” دارای دو رنگ بود: سفید و سیاه . امروزه در برخی از صفحات نمایشگر ، هر پیکسل می تواند دارای ۲۵۶ رنگ باشد. در اغلب صفحات نمایشگر ، پیکسل ها بصورت ” تمام رنگ ” (True Color) بوده و دارای ۱۶/۸ میلیون حالت متفاوت می باشند. با توجه به اینکه چشم انسان قادر به تشخیص ده میلیون رنگ متفاوت می باشد ، ۱۶/۸ میلیون رنگ بمراتب بیش از آن چیزی است که چشم انسان قادر به تشخیص آنها بوده و بنظر همان ده میلیون رنگ کفایت می کند!

هدف یک کارت گرافیک ، ایجاد مجموعه ای از سیگنالها است که نقاط فوق را بر روی صفحه نمایشگر ، نمایش دهند.

کارت گرافیک چیست ؟

یک GPU پیشرفته، یک برد مدار چاپی بهمراه حافظه و یک پردازنده اختصاصی است . پردازنده با هدف انجام محاسبات مورد نیاز گرافیکی ، طراحی شده است . اکثر پردازنده های فوق دارای دستورات اختصاصی بوده که بکمک آنها می توان عملیات گرافیک را انجام داد. کارت گرافیک دارای اسامی متفاوتی نظیر : کارت ویدئو ، برد ویدئو ، برد نمایش ویدئوئی ، برد گرافیک ، آداپتور گرافیک و آداپتور ویدئو است .

مبانی کارت گرافیک

به منظور شناخت اهمیت و جایگاه کارت های گرافیک ، یک GPU  با ساده ترین امکانات را در نظر می گیریم . کارت مورد نظر قادر به نمایش پیکسل های سیاه وسفید بوده و از یک صفحه نمایشگر با وضوح تصویر ۴۸۰ * ۶۴۰ پیکسل استفاده می نماید. کارت گرافیک از سه بخش اساسی زیر تشکیل می شود :

اطلاعات سخت افزاری کارت گرافیک

• حافظه : اولین چیزی که یک کارت گرافیک به آن نیاز دارد ، حافظه است . حافظه رنگ مربوط به هر پیکسل را در خود نگاهداری می نماید. در ساده ترین حالت ( هر پیکسل سیاه و سفید باشد ) به یک بیت برای ذخیره سازی رنگ هر پیکسل نیاز خواهد بود. با توجه به اینکه هر بایت شامل هشت بیت است ، نیاز به هشتاد بایت (حاصل تقسیم ۶۴۰ بر ۸ ) برای ذخیره سازی رنگ مربوط به پیکسل های موجود در یک سطر بر روی صفحه نمایشگر و ۳۸۴۰۰ بایت ( حاصلضرب ۴۸۰ در ۸۰ ) حافظه بمنظور نگهداری تمام پیکسل های قابل مشاهده بر روی صفحه ، خواهد بود .
• اینترفیس کامپیوتر : دومین چیزی که یک GPU به آن نیاز دارد ، روشی بمنظور تغییر محتویات حافظه کارت گرافیک است . امکان فوق با اتصال پردازنده گرافیک به گذرگاه مربوطه بر روی برد اصلی تحقق پیدا خواهد کرد. کامپیوتر قادر به ارسال سیگنال از طریق گذرگاه مربوطه برای تغییر محتویات حافظه خواهد بود.
• اینترفیس ویدئو : سومین چیزی که یک GPU به آن نیاز دارد ، روشی بمنظور تولید سیگنال برای مانیتور است . کارت گرافیک می بایست سیگنال های رنگی را تولید تا باعث حرکت اشعه در CRT گردد. فرض کنید که صفحه نمایشگر در هر ثانیه شصت فریم را بازخوانی / باز نویسی می نماید ، این بدان معنی است که GPU تمام حافظه مربوطه را بیت به بیت اسکن و این عمل را شصت مرتبه در ثانیه انجام دهد. سیگنال های مورد نظر برای هر پیکسل موجود بر هر خط ارسال و در ادامه یک پالس افقی sync ، نیز ارسال می گردد.عملیات فوق برای ۴۸۰ خط تکرار شده و در نهایت یک پالس عمودی sync ارسال خواهد.

جمع بندی کلی سخت افزار کارت گرافیک یا GPU