Видеокарта

Видеокарта

Общие сведения.

Видеокарта является основным элементом видеоподсистемы более или менее производительного компьютера (за исключением офисных систем с интегрированным в чипсет видео).

К основным компонентам видеокарты относятся: графический процессор (часто именуемый GPU - Graphic Processing Unit), от возможностей которого во многом зависит производительность всей видеоподсистемы, и видеопамять (служащая для хранения различных элементов выводимого изображения, включая графические примитивы, текстуры и прочее).

Производительность видеоподсистемы

Производительность видеоподсистемы определяет скорость обработки графической информации, выводимой на дисплей компьютера. По-настоящему объективных критериев оценки производительности видеокарт сегодня не существует: и тесты, и многие игры, используемые для тестирования видеокарт, оптимизированы под видеочипы того или иного производителя.

Производители видеокарт

В последние годы на рынке видеоадаптеров наблюдается двоевластие: конкурирующие друг с другом американская NVIDIA с модельным рядом видеокарт GeForce и ATI - канадское подразделение компании AMD (модельный ряд Radeon).Например, в нише высокопроизводительных решений высшего уровня (пользующиеся популярностью в основном у различных компьютерных изданий), безусловно, лидирует NVIDIA с линейкой GeForce 8800, однако недавно пальма первенства принадлежала ATI Radeon 1950 и т.д. Что касается массовых продуктов, то видеокарты одного поколения от разных производителей примерно равны по возможностям, так что выбор решения от того или иного производителя определяется лишь предпочтениями пользователя.

Минимально необходимый объем видеопамяти

Как правило, в настоящее время видеокарты имеют память 128 Мб и более, чего вполне достаточно для комфортной работы с любыми офисными приложениями, а также для просмотра видео. Больший объем видеопамяти требуется лишь в 3D-играх, а также при работе с профессиональными графическими пакетами.

Видеокарта для нормальной работы с Windows Vista

Для работы с Windows Vista достаточно иметь графическую карту или интегрированный чипсет с аппаратной поддержкой DirectX 9.0.

В минимальной конфигурации объем видеопамяти должен составлять 64 Мб (минимум), а более продвинутый уровень, позволяющий комфортно работать с трехмерным интерфейсом Windows Vista (Aero Glass) подразумевает использование видеокарты с поддержкой Pixel Shader 2.0, а также от 128 Мб памяти и выше.

Дальнейшие перспективы работы под Windows Vista будут всё больше и больше связаны с DirectX 10.

Физические ускорители

Физические ускорители (PPU - Physics Processing Unit) являются узкоспециализированными устройствами, дополняющими традиционную связку CPU-GPU и освобождающие их от обязанности обсчитывать физические эффекты в современных трехмерных компьютерных играх. Первым прообразом процессоров нового типа стал PPU PhysX, разработанный компанией Ageia в 2005 году.

К настоящему времени физические ускорители не получили сколько-нибудь серьезного распространения. В первую очередь, потому, что появились не вовремя - в пору экспансии двухъядерных процессоров, одно из ядер которых в игровых приложениях может достаточно эффективно обсчитывать всю физику. Таким образом, использование PPU сегодня не имеет особого смысла.

Характеристики графических процессоров

Важнейшими характеристиками любого современного графического процессора являются:

• тактовая частота - определяет максимальный объем работы, который процессор может выполнить в единицу времени. Чем больше тактовая частота GPU, тем выше производительность видеокарты;
• количество блоков шейдеров (пиксельных или вершинных процессоров, выполняющих специальные программы) определяет возможности современных видеокарт по обработке графических примитивов и, тем самым, производительность видеокарты. Пиксельные шейдеры более актуальны, чем вершинные, поэтому зачастую количество первых в GPU превышает количество последних. Впрочем, разделение на пиксельные и вершинные шейдеры в последнее время, в связи с выходом DirectX 10, теряет актуальность. Все они заменяются едиными унифицированными шейдерными блоками, способными, в зависимости от конкретной ситуации, исполнять роль как пиксельных, так и вершинных шейдеров (а также и геометрических, которые появились в DirectX 10);
• количество блоков текстурирования (TMU), определяющих текстурную производительность (скорость выборки и наложения текстур), особенно при использовании трилинейной и анизотропной фильтрации. Наибольшее значение блоки TMU имеют в относительно старых играх дошейдерной эпохи, хотя и сейчас они не потеряли актуальности;
• количество блоков растеризации (ROP), осуществляющих операции записи рассчитанных видеокартой пикселей в буферы и операции их смешивания (блендинга). Как и в случае с блоками TMU, актуальность блоков ROP в период господства шейдерной архитектуры несколько снизилась.

Все приведенные выше характеристики графических процессоров, безусловно, очень важны, однако было бы большой ошибкой оценивать современные GPU только числом разнообразных блоков и их частотой. Каждое очередное поколение современных GPU использует новую, порой, принципиально новую архитектуру, в которой исполнительные блоки и их взаимосвязи очень отличаются от старых, поэтому сравнивать GPU по количественным параметрам оправданно только в рамках одного поколения.

Назначение видеопамяти

Так как пропускной способности шины памяти в современных компьютерах катастрофически не хватает для обеспечения нормального функционирования высокопроизводительных видеокарт, то большинство из них оснащены собственной памятью, используемой для хранения необходимых в процессе работы данных: текстур, вершин, буферов и т.п. Поэтому - чем больше у видеокарты объем памяти, тем больше ее производительность (как любят утверждать маркетологи).

Конечно, ситуации, когда больший объем памяти приводит к росту производительности в играх, существуют, но они достаточно редки и касаются в основном новейших, предельно требовательных к системным ресурсам игр, работающих в самых высоких разрешениях. А большинство массовых игр ограничивается определенным объемом памяти, и превышение этого порога не приведет к увеличению производительности. Гораздо более важными параметрами видеопамяти являются ее производительность, то есть рабочая частота и ширина шины.

Ширина шины памяти и как она влияет на производительность видеокарты.

Ширина шины памяти, наряду с тактовой частотой, является важнейшим параметром, определяющим производительность видеопамяти. Большая ширина позволяет передавать большее количество информации в единицу времени из видеопамяти в GPU и обратно, что, естественно, обеспечивает большую производительность видеокарты (при прочих равных условиях). В современных видеокартах ширина шины памяти составляет:

• для бюджетных видеокарт - 64 или 128 бит;
• для карт среднего уровня - 128 или 256 бит;
• для самых дорогих High-End видеокарт - от 256 до 512 бит.

Время доступа памяти

Время доступа памяти (измеряется в нс) - величина, обратно пропорциональная рабочей частоте видеопамяти. Чем меньше время доступа, тем больше максимальная рабочая частота памяти:

Рабочая частота (МГц) = (1000/время доступа) * 2

Таким образом, зная время доступа чипов памяти вашей видеокарты (которое указывается в маркировке чипа), всегда можно оценить с большой долей вероятности максимальную частоту, на которой память будет нормально работать. Это знание особенно важно, если вы планируете разгонять видеокарту. Кроме этого, на время доступа памяти следует обращать внимание и при покупке новой видеокарты (особенно - начального и среднего уровней), ведь некоторые недобросовестные производители достаточно часто идут на снижение себестоимости продукции именно за счет установки медленной памяти.

Типы видеопамяти

На видеокарты устанавливается видеопамять различных типов. Старая SDR-память практически нигде не встречается, да и сменившая ее DDR (с удвоенной относительно SDR производительностью) если и встречается, так только в самых дешевых бюджетных решениях. В массовых видеокартах наиболее распространена видеопамять типа DDR2 (и ее несколько улучшенный вариант GDDR3), пропускная способность которой удвоена по сравнению с DDR. Наиболее производительные видеокарты комплектуются видеопамятью GDDR4, которая помимо того, что работает в два раза быстрее, чем GDDR3, отличается пониженным напряжением питания, и, следовательно, уменьшенным энергопотреблением.

Выделенная выделяемая видеопамять

Память на видеокартах может быть как выделенной, так и выделяемой. Выделенная память означает, что видеопамять реализуется путем размещения на карте нескольких микросхем памяти. Все современные видеокарты, претендующие на сколько-нибудь сносную производительность, оснащаются выделенной памятью, хотя это и повышает их физические размеры, тепловыделение и, разумеется, цену. Видеокарты с выделяемой видеопамятью не имеют собственных чипов памяти, а, по мере необходимости, задействуют часть общесистемной памяти. Выделяемая память обычно не позволяет получить высокую производительность видеосистемы и используется в основном, в интегрированных и недорогих мобильных решениях, где вопросы экономичности выходят на первый план.

В последнее время в дешевых бюджетных видеокартах обрел популярность третий тип организации видеопамяти - гибридный, использующий возможности быстрого двунаправленного обмена по шине PCI Express. В таких видеокартах есть небольшой объем собственной видеопамяти, используемый для традиционных 2D-операций, а также для организации буфера RAMDAC. Когда этого объема недостаточно (в основном при запуске 3D-приложений), видеосистема добавляет к нему некоторый объем оперативной памяти. Когда отпадает потребность в дополнительной памяти, она высвобождается для общесистемных нужд. В видеокартах ATI такая память обозначается как HyperMemory, а в видеокартах NVIDIA - TurboCache. Скорость работы таких видеокарт, конечно, гораздо ниже, чем у классических систем с выделенной видеопамятью, однако гораздо выше, чем у тормозных решений с выделяемой памятью.

Системы аппаратного ускорения видео

Системы аппаратного ускорения видео AMD Avivo и NVIDIA PureVideo HD осуществляют аппаратную декомпрессию HD-видеофайлов (30 кадров в секунду с разрешением 1920 x 1080), закодированных в H.264/AVC. Это позволяет существенно снизить требования к производительности центрального процессора и, тем самым, обеспечить плавное воспроизведение HD. Кроме того, обе технологии позволяют несколько улучшить качество картинки HD (впрочем, как и DVD) за счет подавления шума, сглаживания границ объектов и наложения различных фильтров.

HDCP

HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection - протокол защиты широкополосных цифровых данных) является одним из вариантов системы управления правами доступа к цифровым данным (DRM). HDCP разработан совместными усилиями компаний Intel и Silicon Image для управления доступом к аудио- и видеоданным высокой четкости (в основном, фильмов, распространяемых на носителях HD DVD и Blu-Ray DVD), и передаваемым по интерфейсам DVI и HDMI и призван не допустить их передачу в незашифрованном виде. Поддержка HDCP сегодня является обязательным условием соОтветствия любого устройства (в том числе видеокарт и мониторов) марке "HD Ready".

Интерфейсы видеокарт

Типы интерфейсов для видеокарт

Стандартным интерфейсом для подключения видеокарт в настоящее время является шина PCI-Express 1.1 (PCIe или PCI-E). Последовательная передача данных в режиме "точка-точка", примененная в PCI-E, обеспечивает возможность ее масштабирования (в спецификациях описываются реализации PCI-Express 1x, 2x, 4x, 8x, 16x и 32x). Как правило, в качестве видеоинтерфейса используется вариант PCI-E 16x, обеспечивающий пропускную способность 4 Гб/с в каждом направлении, хотя изредка встречаются реализации PCI-E 8x (в основном в усеченных SLI- или CrossFire-решениях) и даже PCI-E 4x (в частности, так называемый PCI-Express Lite, реализованный на некоторых материнских платах ECS). При этом следует отметить, что во всех случаях, для установки видеокарт используется единый слот PCI-E 16x, а в усеченных версиях к нему подводится меньшее количество линий PCI-E.

В ближайшей перспективе ожидается массовое внедрение новой спецификации PCI-Express 2.0 с увеличенной вдвое пропускной способностью (что в случае PCI-E 16x дает 8 Гб/с в каждом направлении). При этом PCIe 2.0 совместим с PCIe 1.1, то есть старые видеокарты будут нормально работать в новых системных платах. Кроме того, спецификация PCI-Express 2.0 расширяет возможности энергоснабжения до 300 Вт на видеокарту, для чего на видеокартах вводится новый 2 x 4-штырьковый разъем питания.

Устаревший, но еще широко используемый видеоинтерфейс AGP (Accelerated Graphics Port - видео порт с повышенной скоростью передачи данных), основан на параллельной 32-битной шине PCI. В отличие от прототипа, она предоставляет прямую связь между центральным процессором и видеочипом, а также более высокую тактовую частоту (66 МГц вместо 32 МГц), упрощенные протоколы передачи данных и другие.

Существует несколько вариантов шины AGP, отличающихся по пропускной способности:

• AGP 1х - 266 Мб/с;
• AGP 2х - 533 Мб/с;
• AGP 4х -1,07 Гб/с;
• AGP 8х - 2,1 Гб/с.

Чем выше пропускная способность графического интерфейса, тем лучше. Но в настоящее время разница в пропускной способности интерфейсов AGP и PCI-E 1.1 (не говоря о PCI-E 2.0) если и влияет на производительность видеосистемы, то не слишком, так что главное преимущество PCI-Express не в его высокой производительности, а в возможности масштабирования, позволяющей устанавливать в компьютер две, три и даже четыре видеокарты.

Питание видеокарты

По стандарту AGP, потребляемый ток видеосистемы может достигать до 6 А по напряжению 3,3 В, до 2 А по 5 В и до 1 А по напряжению 12 В. Несложно подсчитать, что в итоге мы имеем до 42 Вт отдаваемой мощности. Более современный стандарт PCI-Express обеспечивает гораздо большую мощность питания: по шине питания 3,3 В потребляемый ток видеосистемы может достигать 3 А и до 5,5 А по 12 В, то есть всего до 76 Вт отдаваемой видеокарте мощности. Однако некоторым современным видеокартам и этого мало, поэтому на них могут устанавливаться один или два дополнительных 6-контактных разъема PCI-Express, каждый из которых способен обеспечить ток до 6 А по шине 12 В - всего до 72 или 144 Вт дополнительной мощности. Таким образом, интерфейс PCI-Express 1.1 способен обеспечить питание видеокарт, потребляющих до 220 Вт электроэнергии.

SLI (Scalable Link Interface)

Scalable Link Interface - масштабируемый объединительный интерфейс - программно-аппаратная технология NVIDIA, обеспечивающая установку и совместную работу двух видеокарт в режиме Multi-GPU Rendering. Нагрузка между ними распределяется динамически, что позволяет значительно увеличить производительность видеосистемы и получить высокое качество отображения трехмерной графики.

Для нормальной работы видеокарт в SLI-режиме, необходима материнская плата (пока только на чипсетах NVIDIA) с двумя графическими слотами, допускающими установку видеокарт с интерфейсом PCI-Express (NVIDIA GeForce 6x00 и более новых, причем обе видеокарты должны быть построены на одинаковых GPU). Для обмена информацией между ними, чаще всего используется специальный SLI- коннектор, хотя в отдельных случаях возможна связь через интерфейс PCI-E.

Во многих случаях использование SLI дает увеличение производительности 3D-приложений, хотя радикальное увеличение наблюдается в основном в играх, специально оптимизированных под эту технологию.

CrossFire

CrossFire является ответом компании ATI на инновацию NVIDIA SLI и также позволяет использовать две видеокарты для увеличения производительности видеосистемы.

Подробнее о технологии CrossFire можно прочитать в статье "ATI CrossFire: "перекрестный огонь" с двух платформ".

В первом приближении эта идея выглядит достаточно знакомо: берется системная плата с двумя "графическими" слотами PCI Express, вставляются две видеокарты, которые далее тем или иным образом "запрягаются" в одну упряжку для распараллеливания процесса обработки каждого кадра.

В случае ATI CrossFire, технология построена на современной 2х PCI Express системной плате, например, на чипсете Radeon Xpress 200, специальной графической карте ATI CrossFire Editon на GPU класса Radeon X850/X800 с композиционным чипом CrossFire Compositing Engine, а также обычной PCI-E карточке - любой из соответствующих семейств Radeon X850/XT/XT Platinum Edition или X800/Pro/XL/XT/XT Platinum Edition. Важно помнить о парочке ограничений: во-первых, чипы карт с CrossFire Compositing Engine и вспомогательных карт должны быть из одинаковых серий (R423 или R480), во-вторых, суммарная производительность связки видеокарт будет определяться по характеристикам наименее производительного чипа (замечание относится как к тактовым частотам, так и к количеству задействованных конвейеров).

Приятно отметить, что для нормальной работы всей системы совсем не обязательно, чтобы обе карты были выполнены на схожих чипах (как в случае NVIDIA SLI), спецификации CrossFire подразумевают гибкое динамическое распределение нагрузки ATI CrossFire Editon под любую комбинацию выше названных карт. Разумеется, в случае разной тактовой частоты графических чипов работать придется с наименьшей тактовой частотой.

Было бы смешно "обижаться" на ATI за невозможность работы CrossFire на чипах класса X300/X700 (судя по форумам, такие есть) - не ждем же мы от Intel или AMD появления 2-ядерных процессоров класса Celeron/Duron (хотя, не удивлюсь, если рано или поздно маркетологи реализуют что-то подобное, прецеденты были). Что интересно, специалисты ATI однозначно отвергли появление в перспективе поддержки технологии CrossFire даже на базе X700, зато (!) не исключают реализации таких конфигураций авторства своих OEM-партнеров. То есть, для тех, кто не видит разницы между 1+1 и 2+2 и все же захочет обладать системами 2 х X300, ATI делать ничего не будет, а вот третьи производители, уже прославившиеся перлами вроде top-end чипов в сочетании с 64-битной шиной памяти, может, они чем-нибудь и подсобят. В конце концов, не всем же важна только производительность, для кого-то не последнее дело просто "погнуть пальцы", рассказывая сверстникам о своей "2-ствольной" графике...

Самая интересная изюминка технологии CrossFire - поддержка самых разнообразных методов распределения задачи по обработке каждого кадра между двумя картами. На деле каждый из этих режимов обладает собственными преимуществами и может быть использован в той или иной ситуации с максимальной пользой. Кстати отметить, выбор режима рендеринга выбирается автоматически с помощью Catalyst A.I.

Метод SuperTiling (назовем его в шутку "Супер кафельная плитка") заключается в разделении всего экрана на небольшие квадратные участки размером 32x32 пикселя, обработка которых производится каждой из карт в шахматном порядке. В связи с небольшими размерами участков, метод SuperTiling достаточно неплохо обеспечивает сбалансированное распределение нагрузки между двумя видеокартами. Режим SuperTiling используется в D3D приложениях.

Кстати, как рассказали представители ATI, выбор габаритов отдельно обрабатываемых участков при применении метода SuperTiling, ограниченных в настоящее время размерами 32 х 32 пикселя, объясняется наибольшей сбалансированностью и лучшей производительностью системы с нынешним поколением графических чипов. В перспективе планируется улучшить этот параметр, вплоть до того, что размер обрабатываемых участков станет динамически (!) изменяющимся.

Метод, названный в ATI Scissor ("Разрезание"), в миру также известен как Split-Frame Rendering, то есть, рендеринг разделенного кадра, когда каждая часть кадра обрабатывается соответствующей видеокартой. Разделение кадра производится динамически, процесс может делит кадр по горизонтали (хотя можно и по вертикали), поровну (теоретически можно и не поровну - например, в соотношении 40:60 или 30:70). Все зависит от производительности спаренных в единую связку видеокарт: если одна из них выполнена на более мощном чипе, ей достанется большая нагрузка. Лучшее соотношение разделения кадра определяется автоматически для каждого конкретного случая, каждой конкретной игры. Такой метод рендеринга поддерживается в D3D и OGL приложениях.

Метод Alternate Frame Rendering ("Поочередный рендеринг кадров") подразумевает рендеринг одной картой четных, а другой - нечетных кадров, с последующим микшированием результатов в таинственном чипе Compositing Engine на видеокарте CrossFire Edition. Преимущества такого способа в том, что оба графических чипа работают совершенно независимо друг от друга, в результате чего метод поочередного рендеринга кадров (AFR) потенциально должен показывать высокую производительность во всех режимах работы. В то же время метод AFR работает практически во всех современных игрушках, за исключением разве что тех, где информация о текущем кадре закладывается в предыдущем кадре. Впрочем, для таких игрушек вполне подойдут два других типа рендеринга. Рендеринг методом AFR поддерживается в D3D и OGL приложениях.

Ради справедливости напомню, что технология NVIDIA SLI подразумевает поддержку двух режимов - Split-Frame Rendering и Alternate Frame Rendering, принцип работы которых достаточно схож с аналогичными методиками ATI CrossFire.

Еще один режим, реализованный в технологии ATI CrossFire - Super AA, поддерживает режимы сглаживания ступенек (Anti-Aliasing), которые недоступны при использовании настроек системы на одной графической карте. Новые режимы 8x, 10x, 12x, и 14x AA в ATI назвали Super AA.

Super AA поддерживается в D3D приложениях, при этом каждый кадр обрабатывается каждой картой по своему собственному FSAA шаблону. При использовании Super AA конечное усредненное сопряжение в CrossFire Composition Engine обеспечивает оптимизацию обработки пикселей, лучший обсчет цветовой гаммы, в результате чего достигается прецизионная детализация и более четкие контуры объектов.

В режимах 8x и 12x обе карты обеспечивают типичный 4x и 6x Multi-Sample AA рендеринг с использованием различных шаблонов, затем результат микшируется в CrossFire Composition Engine. Режимы 10x и 14x представляют собой комбинацию AA режимов 8x и 10x с новой технологией сглаживания 2x Super-Sampling AA. Суперсэмплинг - это то, что доктор прописал для сглаживания зубчиков и текстурных багов, допускаемых при работе имеющегося в каждой карте Multi-Sampling AA. Вне зависимости от использования CrossFire, режимы AA устанавливается как NoAA/2x/4x/6x, а режимы SuperAA - 2x/4x/8x/10x/12x/14x, что означает работу каждого GPU в режиме AA 2x - 7x.

Остается уточнить, что специальный разъем DMS-59, установленный на видеокарте CrossFire Edition, наряду с подключением второй карты также обеспечивает выход DVI, на который данные поступают после рендеринга.

Полагаю, что более подробно коснуться различных технологий рендеринга, их отличий и преимуществ будет более уместно в материалах, посвященных практическим исследованиям производительности реальных систем CrossFire Edition. Увы, если инженерам тестовых лабораторий и перепадет что-то в руки в июне - именно в конце этого месяца стартует массовое производство, то розничному покупателю придется подождать как минимум до середины июля - именно в этом месяце обещаны первые поставки системных плат ATI CrossFire и графических карт CrossFire Edition.

В настоящее время в планах ATI, согласно официальному пресс-релизу, числится выпуск трех различных видеокарт класса CrossFire Edition:

X850XT CrossFire Edition с рекомендованной ценой $549

X800 CrossFire Edition 256MB с рекомендованной ценой $299

X800 CrossFire Edition 128MB с рекомендованной ценой $249

Все они, как нетрудно заметить, обладают 16 пиксельными и 6 вертексными конвейерами, однако помните, что все это может сойти на нет при использовании вспомогательных карт с 12 пиксельными конвейерами.

В целом недурственно: похоже, новую технологию с минимально возможной производительностью можно будет опробовать без риска остаться без штанов. Впрочем, не стоит забывать, что среди сертифицированных в настоящий момент чипсетов для платформ с поддержкой CrossFire числятся исключительно версии Radeon Xpress 200 CrossFire для платформ AMD64 (ATI RD480) и Intel P4 (ATI RD400).

Это значит, что вместе с видеокартой CrossFire Edition самым нетерпеливым на первых порах обязательно придется обзавестись новой системной платой с чипсетом Radeon Xpress 200 CrossFire в версии под Intel LGA775 процессоры Pentium 4 или Socket 939 чипы AMD Athlon 64/Athlon FX.

Наряду с чипсетами производства ATI для реализации CrossFire-систем под чипы AMD и Intel в перспективе ожидается использование любых подходящих по производительности решения с двумя слотами PCI Express. Как говорят в ATI, главным вопросом станет верификация оборудования на совместимость. Вполне возможно, что одними из первых массовых представителей таких решений станут ПК платформы Intel Black Creek на чипсете i955X. Есть, правда, одно замечание: в случае платформы Intel один из двух PCI Express x16 слотов имеет полноценную 16-линейную разводку, другой - только 4-линейную. Работать будет и такой вариант, хотя, производительность, несомненно, пострадает. В ATI считают более предпочтительным случай, когда используются два слота с разводкой PCI Express 8x.

Нынешняя реализация технологии CrossFire подразумевает поддержку видеокарт в количестве не более двух, это факт, официально подтвержденный представителями ATI. По их словам, поддержка большего количества видеокарт технически вполне реализуема, но в случае использования нынешнего поколения графических чипов представляется бессмысленным. По мере появления новых более производительных графических чипов вполне возможна реализация систем с количеством видеокарт более двух, а там - почему бы и нет, 2-ядерных GPU в различных комбинациях.

Самой большой загадкой новой технологии остается чип CrossFire Compositing Engine. Пока что про него известно лишь то, что он представляет собой хитроумный композиционный модуль, "сопрягающий" данные от двух видеокарт - своеобразный "черный ящик" и точка, никаких подробностей. Поскольку цена графических карт CrossFire Edition вполне сравнима со стоимостью аналогичных вариантов без поддержки CrossFire, есть мысль, что ATI удалось обойтись обычным чипом FPGA (Field-Programmable Gate Array), то есть, универсальным массивом из тысяч вентилей, программируемых для выполнения тех или иных задач. Кстати, FPGA-чипы весьма популярны среди разработчиков микросхем для моделирования свойств прототипов. Другая сторона медали - такие массивы программируемых ключей достаточно недороги, даже самые мощные и быстродействующие. Ничуть не удивлюсь, если первая же плата, попавшая в руки тестеров, будет моментально "раздербанена" и под крышечкой обнаружится какой-нибудь FPGA-чип производства Xilinx, Altera или другого известного производителя этого типа логики. Или не обнаружится никакой маркировки, поскольку партия чипов может оказаться заказной. Или это окажется не FPGA. Или чип окажется действительно FPGA, но разработанным и выпущенным самой ATI. Да что там гадать, поживем - увидим. Пока что загадка остается самым интригующим вопросом реализации технологии CrossFire. Узнаем что за чип - поймем механизм работы всей системы.

Несколько других подробностей о CrossFire оказались более доступны. В частности, по данным представителей ATI, технология CrossFire представлена и будет продвигаться исключительно в версии под шину PCI Express. Поддержку "вчерашней" шины AGP для CrossFire компания не рассматривает ввиду полной ее бесперспективности.

Представители ATI также не исключают возможность появления технологии CrossFire в реализации для рабочих графических станций, однако в этом случае на первое место выходят совсем другие вопросы: если на потребительском рынке главную роль играет эффективный пиксельный рендеринг, то для рабочих станций на первое место выходит геометрия. Кстати, в ATI также не отрицают такой вероятности, что в CrossFire-системах наряду с чипами X800/X850 вполне можно будет использовать графику следующих поколений - вроде каких-нибудь X900. Технических ограничений на такие "связки" вроде бы нет.

Никак не могу упустить случай и не вспомнить об используемых компанией техпроцессах. Как известно, нынешнее поколение графики ATI изготавливается с соблюдением 0,13/0,11 мкм техпроцессов на фабриках тайваньской TSMC. Стало известно, что переход на 90 нм техпроцесс TSMC, носящий название Big Die, произойдет для ATI ближе к концу 2005 года. Однако вынужден расстроить любителей графики ATI для настольных ПК: первой 90 нм продукцией ATI станет графика для игровых приставок Xbox360. На деле TSMC уже освоила выпуск 90 нм чипов, однако пока речь идет лишь о различной логике и коммуникационных чипах; освоение выпуска достаточно массивных GPU с 16 конвейерами и встроенным контроллером памяти проблема не из легких, и она будет решаться постепенно.

В связи с таким раскладом дел всплывает вопрос энергопотребления нынешних систем CrossFire. Компания ATI рекомендует для CrossFire Edition использовать блок питания мощностью порядка 500 Вт. Однако есть подозрение, что это уже перебор. Разумеется, как и в случае SLI, для CrossFire понадобится хороший проверенный БП, однако не думаю, что следует озадачиваться покупкой 500-ваттных монстров, действительность, скорее всего, будет более благоприятной.

Увы, на данный момент о возможностях технологии CrossFire Edition можно судить лишь со слов представителей ATI, по официальной презентации да по крупицам данных, полученных и озвученных на официальной церемонии анонса в Тайбэе.

Как вы думаете, с чего стартовала презентация новой технологии? Правильно, с возможностей технологии CrossFire при тестировании системы в игровых приложениях - вроде UnrealTournament 2003, Return to Castle Wolfenstein и SplinterCell.

Наряду с этим ATI не удержалась от соблазна померяться с конкурентом и продемонстрировала сравнительные результаты тестирования пакетом Futuremark 3DMark05.

Кстати, во время "живой" демонстрации система на Xpress 200 CrossFire установила новый рекорд - 15498 3DMarks. Все мы, конечно, обожаем впечатляющие циферки, однако позвольте мне сначала дождаться результатов исследования производительности реальных систем в нашей тестовой лаборатории, и только после этого сказать восторженное WOW! инженерам ATI. Хотя, уже сама реализация технологии работы системы с двумя графическими картами вызывает уважение от качественно проделанной работы.

В том, что ATI со своей технологией CrossFire не останется без поддержки лидеров индустрии, было объявлено тут же, на пресс-конференции. Желание заняться выпуском системных плат на чипсетах Radeon Xpress 200 CrossFire для платформ AMD и Intel высказали такие компании как ASUS, DFI, ECS, Gigabyte, MSI, PC Partner, Sapphire и TUL. Видеокарты класса CrossFire Edition будут выпускаться компаниями ABIT, ASUS, Connect3D, Diamond, GeCube, Gigabyte, HIS, MSI, Pailt, Sapphire, TUL и VisionTek. Ряд всемирно известных брендов уже высказал желание производить готовые геймерские CrossFire-системы, среди них - ABS, Alienware, Cyberpower, Falcon Northwest, Hypersonic, Ibuypower, Monarch PC, PC Club, Polywell, Velocity Micro, VoodooPC и ZT Group.

В дополнение сообщу, что уже в момент презентации новой технологии ATI четыре тайваньских компании смогли продемонстрировать свои системные платы CrossFire Edition:

ASUS - P5RD2-MVP Deluxe (Xpress 200 CrossFire Edition, LGA777 Intel Pentium 4)

Gigabyte - GA-8AMVP PRO (Xpress 200 CrossFire Edition, LGA777 Intel Pentium 4)

ECS - KA1 VA (Xpress 200 CrossFire Edition for Socket 939 AMD Athlon 64)

MSI - MS-7194 (Xpress 200 CrossFire Edition for Socket 939 AMD Athlon 64)

Трудно сказать, позарятся ли на эти новинки системные интеграторы, зато не вызывает сомнений, что все варианты будут востребованы в рознице для самостоятельной сборки. Мы будем с нетерпением ждать появления первых образцов системных плат и видеокарт CrossFire Edition чтобы порадовать наших читателей реальными результатами.

Внешние разъемы видеокарт

Для подключения внешних видеоустройств на видеокартах, могут использоваться аналоговые интерфейсы VGA, RCA, S-Video и цифровые - DVI и HDMI:

• до последнего времени основным интерфейсом для вывода изображения на ЭЛТ и ЖК-мониторы являлся аналоговый VGA-выход (15-контактный разъем D-Sub);
• аналоговый разъем S-Video (или S-VHS) применяется в основном для вывода компьютерного изображения на бытовые телевизоры и другую домашнюю видеотехнику. Существенным недостатком этого интерфейса является то, что в современных видеокартах могут использоваться несколько вариантов разъема S-Video, с разным количеством контактов и не всегда совместимых друг с другом;
• современные ЖК-мониторы, проекторы, телевизоры и плазменные панели могут подключаться к видеокартам по цифровому видеоинтерфейсу DVI (Digital Visual Interface). За счет того, что видеосигнал передается напрямую с видеокарты без двойного цифро/аналогового преобразования, DVI обеспечивает неискаженную передачу изображения, особенно заметную в высоких разрешениях. Интерфейс DVI может быть как исключительно цифровой DVI-D, так и комбинированный DVI-I, в котором наряду с цифровыми линиями имеются и аналоговые (VGA). Монитор с аналоговым VGA-разъемом подключается к DVI-I через специальный переходник;
• разновидностью DVI является интерфейс Dual-Link DVI, обеспечивающий поддержку высокого разрешения (выше 1920 х 1200) по цифровому выходу DVI. Физически Dual-Link DVI является объединением двух отдельных каналов DVI в одном кабеле, что удваивает его пропускную способность;
• мультимедийный интерфейс HDMI (High Definition Multimedia Interface) присутствует в некоторых новых видеокартах, телевизорах и других домашних мультимедийных устройствах. Главная особенность HDMI - возможность передавать по одному кабелю на расстояние до 10 м наряду с цифровым видеосигналом еще и аудио без потери качества. Благодаря этому количество соединительных проводов (настоящий бич современных мультимедийных систем) существенно уменьшается.

Драйверы видеокарт

Какой драйвер для видеокарты лучше использовать

Все видеокарты, включая даже самые скудные OEM-комплектации, имеют компакт-диск с драйверами. Однако пользоваться этими драйверами не рекомендуется - практически все они устаревших (порой, сильно устаревших) версий. Такая картина и с драйверами, которые можно найти на сайте производителя видеокарты - за редким исключением там имеются устаревшие версии референсных драйверов от производителя видеочипа (это не касается видеокарт в ноутбуках, которые обычно поддерживают только собственные драйвера от производителя ноутбука). Таким образом, остается один путь получения последних версий драйвера для вашей видеокарты - скачать референсный драйвер непосредственно от производителя GPU - AMD Catalyst или NVIDIA Detonator/ForceWare. В большинстве случаев, это будет лучшим выбором, особенно, если достаточно новая видеокарта. Если важна стабильность системы, а не пара лишних "попугаев" в бенчмарках, желательно использовать драйвер последней финальной версии, а не бета. Кроме того, он должен иметь сертификат WHQL (Windows Hardware Quality Lab), который получают программные продукты, протестированные в специальной лаборатории Microsoft на предмет их совместимости с операционными системами Windows. Если возраст видеокарты достаточно солидный, и вы не игрок, то есть не особо нужен весь спектр ее 3D-функций, тогда вполне достаточно драйвера, установленного операционной системой.

Альтернативные драйверы

Альтернативные (или оптимизированные) драйверы для видеокарт на чипах AMD и NVIDIA (Omega, DNA, NGO), созданы независимыми разработчиками на базе референсных драйверов и, по их мнению, обеспечивают большую производительность, чем оригинальные. Но в большинстве случаев, выгоды от использования альтернативных драйверов нет - прирост производительности если и есть, то незначительный, зато проблем может появиться предостаточно. Широкое использование не до конца отлаженных бета-версий референсных драйверов, а также некоторых недокументированных настроек видеокарты зачастую приводит к появлению артефактов изображения, а также к общей нестабильности системы. Так что пользоваться альтернативными драйверами рекомендуется исключительно любителям приключений определенного рода.

Установка драйвера

Перед установкой драйвера видеокарты, прежде всего, следует убедиться, что, во-первых, предыдущие версии драйвера удалены из системы и, во-вторых, установлены свежие версии различных сервисных пакетов (Service Pack 2 для Windows XP, DirectX, пакеты драйверов Intel Chipset Software Installation Utility, NVIDIA Drivers или VIA Hyperion Pro для материнских плат на чипсетах Intel, NVIDIA или VIA, соответственно). После этого следует обновить (через систему Windows Update) все апдейты системы безопасности и совместимости, и лишь затем можно приступать к установке драйвера видеокарты. Практически все современные драйверы являются самоустанавливающимися, поэтому проблем с их установкой не возникает даже у начинающих - следует лишь правильно отвечать на задаваемые вопросы. После установки драйверов следует перезагрузить компьютер, после чего процедуру установки драйверов можно считать законченной.

Корректное удаление старого драйвера

Корректное удаление драйвера видеокарты подразумевает полную очистку системы от любых его следов, что стандартному апплету Windows "Установка и удаление программ" не под силу. Ручная чистка реестра Windows очень трудоемкая и чревата опасностью безвозвратной гибели системы. Поэтому наилучшим выходом для начинающих будет использование специализированных утилит, специально разработанных для максимально корректного удаления драйверов из системы. Например, бесплатной программой Driver Cleaner Professional Edition.

Разгон видеокарт

Под разгоном (оверклокингом - от англ. overclocking) видеокарт подразумевается их работа на повышенной частоте, что является одним из наиболее эффективных способов увеличения производительности видеосистемы компьютера, особо заметного в современных компьютерных играх. Разгон, зачастую, позволяет сэкономить весьма существенные суммы, приподнимая (если, конечно, повезет приобрести удачный экземпляр) производительность младших моделей современных видеокарт на ступеньку-другую по их иерархической лестнице.

Разгон

Попробовать разогнать видеокарту стоит, если видеокарта относится к числу младших или средних моделей в линейке. В этом случае можно получить прирост производительности от 10 (разгон - всегда лотерея!) до 50 (если очень повезет) процентов. Теоретически, идеальным вариантом для разгона являются всевозможные оверклокерские сэмплы, выпускаемые ведущими производителями. Однако чрезмерно завышенная цена таких видеокарт и минимум риска (а значит, и удовольствия) при разгоне, превращает эти продукты в тривиальные игрушки для "богатеньких буратин".

Разгон видеокарты не целесообразен в случае, если:

• у вас noname-карта. Чаще всего такие карты комплектуются самыми дешевыми, подчас, низкокачественными элементами и чрезвычайно медленной памятью. Такие поделки и на штатных частотах работают с проблемами, что уж говорить о разгоне;
• у вас флагманская модель линейки, пусть даже и весьма уважаемого производителя. В этом случае, мы имеем другую крайность - все компоненты карты, без сомнения, самого высокого качества, однако они изначально работают на режимах, близких к предельным;
• Ваша видеокарта представляет собой урезанный вариант нормальной видеокарты (например, с уменьшенной со 128 бит до 64 бит шириной шины памяти). Хотя такие предельно упрощенные и относительно дешевые решения встречаются у многих, даже весьма приличных, производителей, помните, что издеваться над инвалидами - грешно.

Также нет смысла заниматься разгоном видеокарты, если система не сбалансирована (слабый процессор или недостаточный объем оперативной памяти) или не оптимизирована (устаревшие или неправильно настроенные драйверы, а также множество работающих в фоновом режиме приложений способны затормозить все, что угодно).

Опасность разгона для видеокарты

Так как разгон видеокарты - это превышение ее паспортных возможностей, то, чисто теоретически, имеется определенная вероятность выхода видеокарты из строя. Но все зависит от уровня квалификации оверклокера - при грамотных действиях риск этого печального события мал, а при безграмотных - практически гарантирован. Наибольшая вероятность выхода видеокарты из строя - вследствие недостаточного охлаждения как самого GPU, так и видеопамяти, которые могут сгореть при длительном перегреве. Еще одна проблема, которой любят пугать начинающих оверклокеров, - сокращение срока службы разогнанной видеокарты. Это верно - срок службы любой микросхемы напрямую зависит от ее рабочей температуры. Считается, что превышение нормальной рабочей температуры на каждые десять градусов сокращают жизнь микросхемы вдвое. Страшно? Не очень. Ведь срок жизни микросхем измеряется десятилетиями, так что видеокарта, даже при сильном разгоне, морально устареет (и будет заменена) гораздо быстрее, чем погибнет от непосильных трудов.

Улучшение охлаждения видеокарты

Проблема охлаждения видеокарты является комплексной и напрямую связана с проблемой охлаждения всего компьютера. И действительно, какой смысл устанавливать на видеокарту самую лучшую систему охлаждения, если общекомпьютерная система охлаждения не справляется со своими задачами? Ведь в этом случае даже самый сверхнавороченный кулер будет гонять горячий воздух. Так что решать проблему охлаждения следует с организации эффективного отвода тепла из корпуса компьютера, и лишь после этого переходить к охлаждению собственно видеокарты.

Самым дешевым и, тем самым, распространенным способом охлаждения видеокарт является воздушный кулер - активный (с вентилятором) или пассивный (без оного). Большинство серьезных производителей оборудуют продукцию вполне добротными кулерами, возможностей которых хватает для обеспечения нормального функционирования видеокарт на штатных частотах и, чаще всего, спокойно выдерживающие небольшой разгон. А многие производители второго эшелона (и ниже) пытаются сэкономить на системе охлаждения. Так, зачастую они устанавливают в качестве теплопроводного интерфейса между графическим чипом и радиатором вместо нормальной термопасты непонятную "терможвачку" (прокладку, фольгу и прочее), единственное достоинство которых - дешевизна. Все это следует удалить, тщательно очистить (и, по возможности, отполировать) подошву радиатора и нанести качественную термопасту, например, отечественную КПТ - 8 или АлСил. На некоторых видеокартах также отсутствует охлаждение чипов памяти. Если вы собираетесь разгонять такую карту - обязательно озаботьтесь их охлаждением. Для этого подойдут готовые комплекты радиаторов, которые не трудно найти в продаже, а также их можно изготовить самостоятельно.

Если вы замыслили серьезный разгон - то вам следует подумать о водяном охлаждении, пусть достаточно дорогом, но эффективность которого будет гораздо выше, чем от любого воздушного кулера. А экзотику типа фреона или жидкого азота лучше оставить фанатичным оверклокерам - экстрималам.

Синхронные и асинхронные частоты

Чип и память видеокарты могут работать как на одинаковых частотах (быть синхронными), так и на разных (работать в асинхронном режиме), что нельзя не учитывать при разгоне. Наиболее эффективна работа связки GPU-видеопамять именно в синхронном режиме, когда неизбежные задержки на синхронизацию этих устройств сведены к минимуму. Однако синхронный режим работы выгоден только тогда, когда частоты видеопроцессора и памяти не слишком отличаются друг от друга (не более чем на 5%). В противном случае, асинхронный режим предпочтительней, так как прирост производительности за счет более высокой рабочей частоты одного из компонентов с лихвой перекрывает издержки на их синхронизацию.

Чем и как разгонять видеокарту?

Разгон видеокарты (впрочем, как и разгон) - дело достаточно серьезное, в случае неудачи чреватое большими неприятностями, и поэтому, особенно если у вас нет опыта в этом деле, не стоит спешить и гнаться за высокими результатами. Для разгона видеокарт AMD/ATI можно воспользоваться небольшой утилитой ATITool, видеокарт NVIDIA - RivaTuner. Практически любую видеокарту можно разогнать с помощью универсальной утилиты PowerStrip - все эти программы имеют специальные закладки, где тем или иным способом можно задавать рабочие частоты видеочипа и памяти. Разгонять лучше постепенно, поднимая частоты и чипа, и памяти небольшими шажками по 10-50 МГц. После каждого такого шага следует проверять работоспособность системы в тяжелых 3D-приложениях. Для этого лучше подойдет один из бенчмарков из серии 3DMark, сгодится и любимая 3D-игра с максимальными настройками качества. Выгода от использования бенчмарков в том, что вместе с проверкой стабильности видеосистемы вы сразу можете объективно оценить степень прироста ее производительности. Во втором случае вы сочетаете приятное с полезным. При первых шагах в разгоне достаточно быстрой проверки (запустил тест - работает - идем дальше), тогда как на последних стадиях следует гонять тесты в течение длительного времени.

В процессе разгона видеокарты компьютер может зависнуть, что с вероятностью 99% свидетельствует о том, что GPU видеокарты переразогнан. Откатитесь на один шаг назад, когда система еще сохраняла стабильность, и в дальнейшем продолжайте повышать частоты только памяти. В случае появления на тестовом изображении различных артефактов (снег, полосы, выпадение текстур и прочее) система сигнализирует, что возможности видеопамяти подошли к пределу. Здесь, как и в предыдущем случае, стоит вернуться на шаг назад и дальше гнать только видеопроцессор. Кстати, не следует забывать, что разгон достаточно современных GPU несколько затруднен из-за наличия в них нескольких блоков, работающих на разных частотах. Поэтому в таких видеокартах вместо установки единой частоты GPU следует оперировать несколькими частотами одновременно.

Таким образом, мы достигнем каких-то максимальных частот, на которых и GPU, и память еще работают достаточно стабильно. На этом этапе следует еще раз убедиться в стабильной работе системы, а для полной гарантии стабильности стоит отъехать на один шаг - те же 10-50 МГц - на итоговой производительности системы это практически не скажется, а спокойствия (особенно в первое время) заметно прибавится. Кроме того, следует проверить эффективность системы охлаждения видеокарты. Если GPU не имеет термодатчика, то можно прикоснуться к радиатору рукой - если палец выдерживает в течение достаточно долгого времени, то все в порядке. В противном случае, следует позаботиться о дополнительном охлаждении.

Определение производительности видеокарты

Определить величину прироста производительности в играх после разгона, на глаз обычно бывает затруднительно. Можно воспользоваться одним из тестовых пакетов (тот же 3DMark), однако большинство из них определяет производительность видеокарты в абстрактных "попугаях", которые вполне годятся для оценки прироста производительности при разгоне, а сравнить достижения с друзьями может не получиться - у каждого, в зависимости от используемого бенчмарка, будут свои "попугаи". Конечно, многие популярные игры (Quake, Unreal Tournament, Serious Sam и некоторые другие) имеют возможность измерения количества кадров, однако вполне вероятно, что именно они могут не входить в круг ваших интересов. В таком случае стоит обратить внимание на утилиту Fraps, которая способна не только подсчитывать частоту кадров в любой запущенной игре, но и индицировать эту информацию в одном из углов экрана.

Глоссарий 3D-терминов

2D Graphics (2D графика) – Зрительное представление сцен и объектов, описываемых координатами по двум осям x и y, например, высотой и шириной

3D Graphics (3D графика) – Зрительное представление сцен и объектов, описываемых координатами 3-мерного пространства, по осям x, y и z, например, высотой, шириной и глубиной

3D Pipeline (3D конвейер) – последовательный процесс обработки 3D графики, условно разделяемый на три стадии – тесселяцию (tessellation), то есть, создание структурированной модели объекта, геометрическую стадию, и процесс рендеринга.

На стадии тесселяции создаётся описание модели объекта, которое затем конвертируется в определённый набор полигонов (polygons, то есть, многоугольников). Геометрическая стадия подразумевает многочисленные настройки, условия преобразования, освещения и пр. На стадии рендеринга – наиболее важного и критичного относительно качества финального результата, 3D изображение, сформированное из полигонов на геометрической стадии, преобразуется в двухмерное изображение для вывода экран дисплея.

AGP - Accelerated Graphics Port, ускоренный графический порт - специальная 32-битная шина, разработанная для подключения видеокарт. Современные видеокарты чаще всего выпускаются под слот PCI-Express, однако AGP-карты до сих пор широко распространены в силу огромного количества ранее выпущенных платформ под этот тип интерфейса. В своё время шина AGP заменила собой шину PCI, поскольку скорость обмена данными с центральным процессором по шине AGP (66 МГц) вдвое превышает PCI (33 МГц).

На практике версия шины AGP 1x быстро уступила место AGP 2x ввиду недостаточной пропускной способности; затем дебютировани версии AGP 4x и AGP 8x - с пропускной способностью до 2 Гб/с.В процессе совершенствования шины AGP 4x был изменён уровень напряжения питания - вместо 3,3 В начали появляться 1,5 В карты AGP 4x, а в последствии и AGP 8x.

Accelerator (Акселератор) - в общем случае карта или плата, расширяющая возможности компьютера, не обязательно графическая - бывают, например, акселлераторы криптообработки, звуковые, декодирующие. Обычно акселератор является аппаратным решением, самостоятельно обрабатывающим какую-либо информацию, что позволяет более оперативно обработать данные и разгрузить ресурсы центрального процессора. Наиболее популярными нынче можно считать 2D/3D видеоакселераторы, поэтому употребление термина "акселератор" в большинстве случаев по умолчанию подразумевает что речь идёт о видеокарте, если не оговорено что-то другое.

Algorithmic Procedure Texturing (Алгоритмическое процедурное текстурирование) - способ рендеринга изображений с виртуально бесконечной детализацией. Слово "процедурное" означает последовательность действий; текстурирование - это в общем смысле создание изображения с многочисленными свойствами.

Alpha-Blending (Альфа-смешение) - технология создания прозрачных или полупрозрачных объектов или слоёв изображения, что на практике оздачает придание изображению или отдельному пикселю специального атрибута, определяющего его финальный вид: сплошной (не пропускающий свет), невидимый (прозрачный) или полупрозрачный. Текстура, наносимая на объект, может содержать помимо информации о цвете (Red,Green,Blue), информацию о прозрачности (Alpha). В зависимости от величины коэффициента Alpha разные части объекта приобретают различную степень прозрачности, что на практике означает различную степень смешения цвета переднего плана с цветом фона. Добавление информации альфа-смешения в характеристики подготовленных к рендерингу полигонов позволяет создавать такие интересные эффекты и поверхности как стекло, вода и другие виртуально прозрачные элементы. Как правило смешивание цветов перекрываемого объекта и полупрозрачного объекта (с альфа прозрачностью) происходит по формуле (alpha) * (значение цвета объекта с прозрачностью) + (alpha-1) * (значение цвета покрываемого объекта) при 0<=alpha<=1.

Alpha Buffer, Alpha Channel, Alpha Plane – альфа-буфер, альфа-канал, альфа-плоскость: дополнительный цветовой канал для хранения информации о прозрачности объекта; таким образом пиксели обладают четырьмя численными характеристиками (RGBA), и 32-битный буфер кадра описывает 24-битный цвет, по восемь бит на цветовой канал, плюс 8-битный альфа-канал

Ambient Light (Рассеянный свет) – общий уровень искусственного освещения, обеспечивающий видимость всех поверхностей, даже без прямого освещения, этакая функция представления бесконечно безгранично рассеянных отражений всех поверхностей в пределах видимой сцены

Animation (Анимация) - технология создания иллюзии движения с использованием последовательности (рендеринга) статических изображений

Anisotrophic Filtering (Анизотропная фильтрация) - процесс фильтрации (или смешения) текстуры, при котором усреднение параметров объекта осуществляется с учётом данных каждого конкретного полигона, с учётом всех трёх измерений объекта. Остальные способы фильтрации как правило усредняют цвет выводимого пикселя, принимая во внимание цвет исходных пикселей, что зачастую делает картинку чрезмерно размытой или резкой.

Anti-aliasing (Антиалиасинг, буквально "анти-ступенчатость") - технология сглаживания путём интерполяции на субпиксельном уровне, позволяющая избавиться от характерных "угловых ступенек" и представить изображение в более высоком разрешении. При аппаратной прорисовке 3D сцены сглаживание может замещаться или дополняться билинейной и трилинейной фильтрацией, поскольку эти технологии реализуют подобие сглаживания.

API, Application Programming Interface - стандартизированный программный интерфейс приложения, позволяющий разработчикам писать приложения без специфических знаний аппаратной реализации платформы. API присутствует в любой операционной системе и применяется как типичный код, чтобы не дублировать каждый раз стандартные процедуры. Применительно к 3D это означает, что игру, написанную для какой-то одной видеокарты со специфическим аппаратным исполнением уже не запустить на других акселераторах, в то время как используя API, производители игр и оборудования могут быть уверены, что игра и ускоритель будут общаться "на одинаковом языке". Самые популярные современные 3D API - OpenGL и Direct3D.

Aspect Ratio - формат экрана, соотношение его ширины к высоте. Например, разрешения 1920 х 1200, 1680 х 1050, 1280 х 800, 1152 х 720, 1024 х 640 имеют соотношение 16:10; разрешение 1280 х 1024 имеет соотношение 5:4; разрешения 1024 х 768, 800 х 600, 640 х 480 имеют соотношение 4:3; разрешение 720 х 480 имеет соотношение 3:2.

Artifact - артефактом называют результаты некачественной или низкокачественной компрессии текстур, при этом наблюдаются "смазанные" фрагменты изображения. На двумерных и трехмерных изображениях артефакты могут образовываться на стыке цветов.

Atmospheric Effect - атмосферные эффекты вроде тумана, придающие сцене дополнительную реалистичность

Bilinear Filtering - билинейная фильтрация, метод текстурирования с антиалиазингом, при этом получается графика с менее заметной пикселизацией и менее блочной структурой. Применяется для получения более сглаженных текстур.

В процессе билинейной фильтрации производится обработка четырёх соседних пикселей (текселя), в результате чего получается пиксель с усредненным путём апроксимации цветом. Применение билинейной фильтрации может привести к потере объектом "виртуальной" глубины и даже естественного вида, особенно в процессе медленного вращения или передвижения полигонов. На помощь может придти другие виды фильтрации - трилинейной или ещё более продвинутой анизотропной.

Bitmap - битовое изображение, битовая (растровая) карта, практически любое изображение, видимое на экране, состоящее из массива точек, упорядоченных в вертикальные и горизонтальные ряды. Каждая точка (пиксель) имеет цветовой атрибут, совокупность точек формирует изображение. Чем больше битов выделяется под атрибут цвета, тем больше глубина цвета, тем более естественно будет выглядеть изображение.

Buffer – буфер, память, выделенная для специфической функции или набора функций

Bump-Mapping - визуальный приём, используемый для придания поверхностям объекта характерных специфических неровностей. Для этого разработчики привязывают по две текстуры к каждому полигону, одна из которых обычная, базовая, вторая - текстура смещения, описывающая неровности объекта.

В случае применения bump-mapping отражение света от неровностей меняется в зависимости от угла зрения, как в реальном мире.

Chroma Keying - управление цветом, при котором удаляется цвет объекта и "проявляется" цвет другого, расположенного "позади", а удалённый цвет как бы становится прозрачным

Clock Cycle, такт микропроцессора. Современные процессоры, (в том числе и графические, выполняют несколько сотен или тысяч миллионов тактов в секунду.

Clock Frequency - тактовая частота, параметр, показывающий скорость выполнения целочисленных операций. Тактовая частота графических процессоров выражается в МГц (млн. тактов в секунду).

Collision Detection - обнаружение "столкновений". Возможность 3D объектов взаимодействовать с другими 3D объектами естественным образом. Когда вы в 3D игре видите коробку на полу, то коробка "знает", что ей не следует проваливаться сквозь пол. Эти "знания" являются результатом работы по обнаружению столкновений. Процесс обнаружения столкновений постоянно совершенствуется.

Colored Lighting - цветное освещение. Для отбрасывания теней может использоваться не только белый свет, но и цветной

Compression - сжатие, возможность уменьшения размера файла без потери значительных графических деталей. 3D ускоритель быстрее работает со сжатыми текстурами.

DDR-SDRAM ( Double Data Rate SDRAM) - память SDRAM с двойной скоростью передачи данных, способна передавать сигнал по обоим фронтам тактового импульса.

Dedicated Frame Buffer - выделенный кадровый буфер, некоторое количество памяти, используемое для хранения данных кадрового и/или Z-буфера. Такая архитектура памяти называется раздельной (split memory architecture). .

Direct3D - графическая часть Microsoft DirectX API.

Displacement Mapping - структурирование смещением, вторая текстурная карта, используемая при отображении шероховатостей поверхности (см. Bump-Mapping). Карта показывает, каким образом на оригинальной текстуре отбрасываются тени от неровностей.

Dithering - сглаживание переходов между цветами, зрительный артефакт, сопровождающий уменьшение количества используемых цветов (уменьшение глубины цвета). К примеру, в результате сглаживания переходов текстура теряет свою чёткость, на ней будет заметна пикселизация

Driver - драйвер, программа-посредник между различными аппаратными устройствами, операционной системой и другими программами. Без драйверов оборудование использовать невозможно.

D3D (Direct3D) - см. Microsoft Direct3D API.

Engine - "движок", комплекс функций по выполнению определённого задания. Применительно к играм, движок - рабочая основа игры, создаваемая программистами. В зависимости от качества программирования и используемых возможностей, движок может реализовывать различные эффекты и графику

Environment-mapping - текстутирование окружающей среды

Fill Rate - скорость заполнения, .скорость прорисовки пикселей на экране монитора.

Filtering - фильтрация, с помощью которой видеокарта сглаживает текстуры, усредняя цвет пикселя с окружающими пикселями. Бывает билинейной, трилинейной, анизотропной.

Floating-Point (FP) - десятичные дроби, числа с плавающей запятой (по-русски - именно с плавающей запятой, поскольку в России традиционно мантисса отделяется от целого запятой; в англоязычных странах - точкой). Процессор, хорошо выполняющий операции с плавающей точкой, сможет обеспечить лучшую игровую производительность.

Fog, Fogging - создание тумана. Разработчики игр могут помещать туман для усиления других эффектов, например, кипящей воды.

FPS (Frames per Second) - количество кадров, прорисовываемых за одну секунду.Чем производительнее видеокарта, тем быстрее она отрисовывает каждый кадр и переходит к следующему. Как правило, чем выше установлено разрешение монитора, тем меньше количество кадров в секунду успевает обработать видеокарта.

Game Engine, см. Engine

Gamma Correction, гамма-коррекция. Возможность управлять красной, зеленой или синей цветовой составляющей пикселя или текстуры для определения требуемой яркости

Gouraud Shading - алгоритм затенения, названный по имени его изобретателя, француза Генри Гуро (Henri Gouraud). Метод Гуро, или цветовая интерполяция, Позволяет получить на поверхности объекта плавное затенение. При этом во всех вершинах объекта строятся векторы нормалей; и, в зависимости от угла между нормалями и направлением на источник света, определяется цвет пикселей, соответствующих вершинам полигонов; цвета пикселей интерполируются (между вершинами) по поверхностям полигонов. Блики выглядят не очень реалистично

Graphics Controller, Graphics Processor, Graphics Processing Unit (GPU) - 2D и/или 3D процессор, объединяющий в себе все функции графического конвейера. Изначально разработанный для разгрузки центрального процессора, современный GPU превратился в мощнейший компонент ПК, объединяющий в себе, помимо обработки 2D/3D видео, ряд смежных функций, например, декодирование DVD и/или HD видео, ввод/вывод видеосигнала и пр.

Integer - целый, целочисленный. Целыми числами называется ряд 0, 1, 2..., а также их отрицательные значения.

Internal Rendering - внутренний рендеринг, глубина цвета при внутренней обработке изображения видеокартой

Interpolation – интерполяция, математический способ восстановления потерянной или отсутствующей информации. К примеру, при масштабировании 100х100 пиксельного растра в 200х200 пиксельный необходимые пиксели интерполируются как среднее значение соседних пикселей.

Jaggies – "ступеньки" (лесенки), слэнговое обозначение ступенчатого растрового эффекта, заметного на растровой графике, при увеличении кривых или растрового текста. Частично или полностью сглаживается с помощью антиалиазинга

Layer – слой, уровень изображения, который может быть отредактирован и изменён независимо и без изменения остальных параметров суммарного изображения.

Level of Detail - уровень детализации. Зависит от размера текстуры. Например, 256x256 и т.д. Низкий уровень детализации означает маленький размер текстур, а не визуальное качество картинки. Зато при низком уровне детализации частота смены кадров увеличивается.

Lighting Effects - эффекты освещения, симулирующие свет в 3D графике. Реализуется с помощью подсветки текстур и пикселей вблизи виртуального источника света. Освещение является одной из самых красивых возможностей видеокарты, значительно улучшая восприятие графики

Mip-Mapping (лат. "Multum In Parvum") - мип-текстурирование, или мип-мэппинг. В соответствии с определением Multum In Parvum - "многое в одном", процесс представляет собой преобразование изображения или текстуры в меньшие по размеру изображения. Алгоритм использует текстуру с различным разрешением (256x256,128x128,64x64 и т.д.) для разных частей обьекта, в зависимости от расстояния между наблюдателем и поверхностью и от угла под которым находится поверхность. Побочный негативный эффект мип-текстурирования - так называемый бэндинг (banding) - разрывы между mip-уровнями, то есть, текстурами с различным разрешением, а также в некоторых случаях - снижение резкости текстур

Multitexturing - мультитекстурирование, процесс добавления множества текстур к объекту при программировании 3D игры. Мультитекстуры могут накладываться друг на друга для отображения шероховатостей поверхности (см. Bump-Mapping) или использоваться друг с другом для создания одной большой 3D модели. При этом цвета текселей этих текстур смешиваются по определенному закону: add (сложение), modulate (умножение), substractive (вычитание) и др.

OpenGL (Open Graphics Library) - графический API , первоначально созданный и поддерживаемый Silicon Graphics для профессиональной графики рабочих станций

OpenGL ICD (installable client driver) - устанавливаемый клиентский драйвер OpenGL

Overclocking - оверклокинг, или просто "разгон" штатной тактовой частоты графического процессора видеокарты и/или тактовой частоты графической видеопамяти выше паспортных значений. Сейчас производители видеокарт встраивают возможность разгона прямо в драйверы, традиционно оверклокинг производился путём изменения параметров BIOS видеокарты, ещё раньше - перемычками на плате

PCI (Peripheral Component Interface) - шина периферийных компонентов, промышленный стандарт шины расширения компьютера для подключения различных устройства - сетевых карт, контроллеров и т.д.; ранее - даже видеокарт

PCI Express (PCI-E) – новое поколение компьютерных шин с последовательной архитектурой, обеспечивающее в первом поколении производительность более 4 Гб/с в обоих направлениях. Последовательная архитектура шины PCI Express позволяет объединять так называемые PCI Express "линии" (lanes) для увеличения максимальной производительности суммарной шины. В отличие от шины AGP, стандарт PCI Express не предусматривает эксклюзивного использования PCI-E для работы с 3D графикой, хотя, слоты PCI Express x16 в подавляющем большинстве случаев используются совместно с графическими ускорителями

Per-Pixel Mip-Mapping, - попиксельное MIP-текстурирование, наиболее точная версия MIP-текстурирования. Для увеличения производительности, мип-мэппинг может применяться не только к пикселю, но и к полигону, но только при попиксельном MIP-текстурировании тени получаются такими же детальными, как и отбрасывающие их объекты

Perspective Correction - исправление перспективы, заключается в возможности правильно отображать текстуру под любым углом

Phong shading - Затенение Фонга, один из наиболее качественных типов затенения, отличающийся от алгоритма затенения по методу Гуро (Gouraud Shading) тем, что векторы нормалей строятся для каждой точки изображения, и, соответственно, требуется множество вычислений.

Pixel - пиксель, минимальный объект на экране монитора (см. Bitmap).

Pixelation - пикселизация, визуально заметный растр текстуры в игре при близком приближении или при игре на мониторе с большим разрешением с установками порядка 640x480.

Polygon - полигон, многоугольник, замкнутая двумерная фигура. Полигоны комбинируются с сотнями других для создания цельной модели в 3D движках (см Engine)

Projection – проекция, процесс преобразования трёхмерного изображения в двухмерную картинку для вывода на дисплей

Raytrace - метод лучевой трассировки, или "бегущего луча". При этом методе просчитывается виртуальный луч света от источника через все отражающие поверхности до того объекта, на который падает свет. Метод создает очень реалистичные эффекты, а также прозрачные поверхности.

Realtime - в реальном времени. Действие, производимое компьютером с той же самой скоростью, что и в реальной жизни.

Reflective Mapping - отображение отражающих поверхностей, позволяет создавать текстуры с правдоподобным реалистичным отражением окружающих объектов.

Refresh Rate - частота обновления. Частота, с которой монитор выводит последовательность статических изображений. Измеряется в Герцах (Гц), например, частота обновления 100 Гц означает смену кадра 100 раз в секунду.

Resolution - разрешение, представляется в виде количества пикселей по горизонтальной оси на количество пикселей по вертикальной оси, например 1920 х 1200 - этакое произведение, дающее в результате суммарное число пикселей , отображаемых монитором

ROP (Raster Operation) – параметр функции BitBlt, точно определяющий комбинацию (взаимосвязь) исходных битов и финальных битов. Поскольку растр – это всего лишь массив параметров битов, ROP представляет собой тривиальное логическое уравнение, оперирующее битами

SIMD (Single Instruction Multiple Data) - один поток команд и много потоков данных. Упрощенно говоря, SIMD-инструкция позволяет процессору выполнять одинаковую операцию над несколькими потоками данных, что освобождает процессор от повторного ввода одинаковых инструкций для увеличения производительности

Software Rendering - реликтовый способ программного рендеринга, не задействующий 3D видеокарту, медленный и не очень красивый, главная причина изобретения 3D видеокарт

Specular highlight - блики (отражающая подсветка), имитация прямого отражения источника света.

Sprite - спрайт. двумерное графическое изображение. Например, прицел в Quake2 или Half-Life

Stencil buffer – Stencil-буфер, буфер шаблона, раздел графической памяти, имеющий размер выводимого кадра и хранящий шаблонные данные, которые могут использоваться для скрытия или отображения того или иного пикселя в самых различных случаях, например, для "штриховки" линий, создания простых теней, отражений, плавных переходов и пр.

T&L, Transform and Lighting – Трансформирование и Освещение. Два отдельных аппаратных модуля-движка контроллера дисплея, ответственных за процесс рендеринга. Производительность модуля Transform определяет степень сложности выводимых объектов без снижения частоты кадров; модуль Lighting отвечает за придание сцене реализма за счёт изменения параметров источников освещения

Texel (TEXture ELement) - тексель, элемент текстуры. Обычно текселем называют пиксель применительно к 3D.

Texture - текстура, графическая картинка (растр), "натягиваемый" на полигональные каркасы в 3D. С помощью текстур мы получаем тот самый прекрасный трехмерный мир, который мы наблюдаем в играх.

Texture Compression - сжатие текстур, функция видеокарты для уменьшения размеров изображения путём сжатия повторяющихся строк и уменьшая глубины цветовой палитры текстуры. Сжатие текстур может радикально повысить частоту смены кадров, однако качество при этом может снизиться

Texture Mapping - текстурирование, текстурное отображение: процесс "натягивания" текстуры (растра) на полигональный 3D скелет

Transparency - прозрачность, свойства объектов, через которые можно полностью или частично видеть другие объекты

Triangles per second – треугольников в секунду, скорость обработки треугольников графическим контроллером, стандартный общепринятый индустриальный показатель, описывающий производительность. Чем больше число треугольников, обрабатываемых за секунду, тем выше производительность

Trilinear Filtering, - трилинейная фильтрация, процесс применения билинейной фильтрации к каждой стороне текстуры. Улучшает четкость изображения и убирает пикселизацию. При этом типе фильтрации фильтруются не только текселы, но и MIP-уровни, т.е. сначала вычисляются цвета двух пикселей в двух (соседних) MIP-уровнях, затем эти два значения смешиваются. Единственный недостаток трилинейной фильтрации - потеря резкости текстур.

Tweak - твик, настройка (реже в смысле "разгон"), оптимизация параметров приложения или аппаратного решения для увеличения производительности, повышения стабильности и пр.

Vertex – вершина, точка в 3D пространстве с определёнными координатами; обычно описывается координатами x, y и z. Вершина - одна из фундаментальных структур в полигональном моделировании: две вершины могут быть использованы для определения линии; три – для определения треугольника и т.д.

Volumetric Lighting - пространственное освещение, эффект прохождения света через трехмерную преграду, например туман, облако пыли, дым, пар и т.д.

Volumetric Fogging - пространственный, или "виртуальный" туман, скрывающий непрорисованные текстуры на некотором расстоянии для увеличения производительности.

Z-Buffer - Z-буфер, часть памяти 3D ускорителя, выделенная под хранение координаты Z точек в 3-мерном пространстве с осями X, Y и Z. Использование Z-буфера позволяет видеокарте не прорисовывать текстуры, заведомо скрытые позади других текстур. Например, если вы заходите в игре за стену, то за ней вы не можете видеть другие объекты, а с помощью Z-буфера карта не будет их отрисовывать лишний раз. Z-буфер позволяет значительно увеличивать производительность. Также при его использовании точность позиционирования по оси Z улучшается.

PAGE 1

Видеокарта