Описываю принцип работы видеокарты компьютера.

Доброго времени суток! Это двенадцатая статья о компьютерах. В ней я немного расскажу о принципе работы видеокарты компьютера. Поехали.

Что такое видеокарта

Видеокарта (графический ускоритель) является одним из основных компонентов персонального компьютера, который отвечает за обработку графической информации и вывод изображения на экран монитора. Опишу подробнее принципы её работы.

Архитектура видеокарты

Графический процессор выполняет все вычислительные операции по обработке графики.

Память используется для хранения данных о сцене и промежуточных результатов вычислений.

Интерфейсы ввода-вывода обеспечивают связь с центральным процессором компьютера, оперативной памятью и устройством вывода.

Охлаждающая система охлаждает процессор видеокарты в процессе работы.

Процесс обработки графических данных

Процесс обработки изображения делится на несколько этапов.

Этап подготовки сцены

На этом этапе процессор отправляет данные, описывающие сцену, в виде списка объектов и их свойств. Эти данные передаются через шину PCI Express(ранее AGP) от процессора компьютера к процессору видеокарты.

Геометрическая обработка

На этом этапе происходит преобразование координат вершин геометрических примитивов из трехмерного пространства модели в координаты для экрана.

Растеризация

После того как вершины примитивов были обработаны, производится растеризация – перевод векторных форматов в пиксельные изображения. На этом этапе определяется цвет каждого пикселя путем интерполяции значений атрибутов вершин.

Шейдинг

Шейдеры - это программы, выполняемые на процессором, предназначенные для расчета освещения, теней, отражений и прочих эффектов. Шейдеры могут быть фрагментными, вершинными и геометрическими.

Постобработка

Последняя стадия обработки изображений включает наложение фильтров, корректировку цветов, применение специальных эффектов вроде сглаживания.

Типы памяти видеокарт

Большое значение имеет тип используемой памяти, так как он влияет на производительность видеокарты.

Сейчас видеокарты используют следующие типы памяти:

GDDR6/GDDR6X: наиболее распространённый вариант высокоскоростной памяти для видеокарт.

HBM/HMB2: обеспечивает высокую пропускную способность благодаря многослойному расположению чипов памяти непосредственно рядом с процессором.

В данной статье я примерно описал принцип работы внешней видеокарты. Существуют ещё интегрированные в материнскую плату, которые используют графическое ядро центрального процессора и часть оперативной памяти. Эти видеокарты значительно уступают внешним, но они и значительно дешевле и позволяют собрать относительно дешовый компьютер, который способен выполнять повседневные задачи.