Skjermkort

 Fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Link: http://no.wikipedia.org/wiki/Skjermkort

Skjermkort

Et skjermkort er en komponent i en datamaskin som konverterer en logisk representasjon av et bilde lagret i minnet til et signal som kan brukes av en skjerm. Ofte tilbyr skjermkortet funksjonalitet for å manipulere det logiske bildet i minnet. Se DirectX og OpenGL.

Det finnes to typer skjermkort, integrerte og kort med andre tilkoblinger. De førstnevnte er, som navnet antyder, en del av hovedkortet, mens sistnevnte er separate kort som man kobler til hovedkortet. Hvis ikke hovedkortet har et integrert grafikkort, må man skaffe seg et grafikkort av den andre typen for å få bilder på skjermen.

Moderne datamaskiner har ofte et skjermkort spesielt utviklet for tredimensjonal grafikk. Dette er for å avhjelpe prosessoren ved ressurskrevende spill. Grafiske arbeidsstasjoner har ofte skjermkort mer tilpasset todimensjonal grafikk.

På skjermkortmarkedet er det to selskaper som står for størstedelen av markdesandelen. Disse heter ATI, som nå er kjøpt av AMD, og NVIDIA. Begge selskapene støtter to viktige funksjoner som er nødvendig i spill, nemlig Full Screen Anti-Aliasing (FSAA), og Antisotropic Filtering (AF).

Hvordan et skjermkort virker

En PC-skjerm er bygd opp av flere millioner små piksler. For å kunne vise bildet som PCen produserer, trenger skjermen en oversetter som tar binærkodene fra prossesoren og gjør dem om til et bilde. Det er denne prosessen skjermkortet gjennomfører.

Prossesoren sender informasjon om bildet til skjermkortet og skjermkortet bestemmer hvordan man skal bruke pikslene på skjermen for å lage bildet, så sender den informasjonen om dette til skjermen via kabelen som går til skjermen fra skjermkortet. Å lage et bilde ut fra binærkodene man får fra prossesoren er et krevende arbeid. For å lage et 3D-bilde må først skjermkortet lage en skisse av hvordan bildet skal se ut med bare streker. Deretter fyller det inn de pikslene som ikke blir brukt, noe som kalles å rasterisere. Til sist legger kortet til lys, tekstur og farge. For 3D-spill og simulatorer må skjermkortet gå igjennom denne krevende prosessen omtrent 60 ganger per sekund, men dette tallet kan variere mye. Uten et grafikkort som tar seg av hvordan bilder skal vises, vil ikke datamaskinen klare å gjøre dette fordi arbeidet vil være for krevende og ta for lang tid.

Skjermkortets betydning

Hvis man driver med lettere programmer som for eksempel Word, MSN, Office, Email osv, har man strengt tatt ikke bruk for noe bra skjermkort; da holder det med ett billig et. Unntaket kan være hvis man absolutt trenger høy oppløsning, men de billige har en helt grei oppløsning som folk flest er fornøyd med. Disse kan klare seg med ett integrert skjermkort på hovedkortet.

De som spiller dataspill og driver med videoredigering derimot, har et mye større behov for et bedre skjermkort. Grunnen til dette er at slikt arbeid krever en del av kortet, og er kortet for dårlig i forhold til det for eksempel spillet krever, vil bildet ”lagge”. Dette vil si at det kommer færre bilder i sekundet enn det skulle gjort, eller sagt på en annen måte: bildet vil hakke og det vil bli umulig å spille. Men man trenger absolutt ikke det beste på markedet for å kunne spille et spill. Kun de som har behov for å kjøre de nyeste spill på markedet på full grafikk og stor oppløsning har behov for et veldig dyrt skjermkort.

Skjermkortets fysiske tilkoblinger

Skjermkort kan kobles til en datamaskins hovedkort via tre porter: PCI, AGP, og PCI Express. Hvert enkelt skjermkort er tilpasset en av disse portene, og dersom man for eksempel ønsker å tilkoble et kort med APG-grensesnitt, må man dermed ha et hovedkort som har en slik port.
PCI er den eldste tilkoblingstypen og har en overføringsbegrensning på 133 MB/s. I 1997 ble AGP, som i motsetning til PCI er laget for skjermkort, lansert. AGP er i utgangspunktet overlegent bedre enn PCI, fordi den gir en egen forbindelse mellom porten og prosessoren, noe som gir muligheten til raskere overføring av data. AGP har en begrensning poå 2133 MB/s.
PCI express er den nyeste og kjappeste av de tre og gjør også at systemet har støtte for å bruke to, tre eller fire skjermkort sammenkoblet ved bruka av enten ATI's crossfire eller Nvidia's SLI som er videreutiklet av tidligere 3dfx sine voodoo PCI skjermkort. Denne porten har en overføringsbegrensning på 8 GB/s (versjon 1.1, port x32). Enkelte nye skjermkort trenger mer strøm enn hovedkortet kan levere så de kommer med egne plugger som man kobler direkte til strømforsyningen.

Når det gjelder tilkoblingen til PC-skjermer, har de fleste skjermkort en DVI-kontakt for tilkobling til LCD-skjerm og en VGA-kontakt for tilkobling til CRT-skjermer. Imidlertid har svært mange kort også flere tilkoblinger som: S-Video, HDTV-utgang og HDMI.

Komponenter

Som et hovedkort er skjermkortet et printkort som inneholder en prosessor, minne og en BIOS.

Graphics processing unit (GPU)

En GPU er en microprosessor som bestemmer alt om hvordan hver enkelt piksel skal vises på skjermen til enhver tid. Dette betyr at GPUen mottar beskjeder fra prosessoren (CPU), som den så bearbeider og sender ut til skjermen. De fleste GPU inneholder flere transistorer enn CPU og produserer derfor en god del varme så det er viktig med god kjøling. Det er ofte en vifte eller en kjøleribbe plassert på skjermkortet.

Minnet

Når GPUen lager et bilde bruker den minnet for å lagre og holde på informasjon om bildet den nettopp har gjort ferdig. Her lagres informasjon om hver enkelt piksel, fargen og hvor på skjermen denne pikselen skal plasseres. Minnet kan også fungere som et slags skjermbuffer, noe som vil si at den holder på informasjonen om bildet helt til det er klart for å vises på skjermen. Disse lagringsprosessene gjør at minnets størrelse naturlig nok er viktig for skjermkortets ytelse, men dette er ikke den eneste viktige spesifikasjonen. De to andre viktige elementene er minnetype og hvor mange bit minnet er på. I dag har de fleste kort enten DDR2 eller GDDR3, men en del nye kort har GDDR4. Når det gjelder hvor mange bits minnet er på, så er nok 128 det vanligste.
Som oftest kjører video rammen på veldig høy klokkefrekvens og er ’’dual ported’’ som vil si at systemet både kan skrive til og lese fra minnet samtidig.

Random Access Memory Digital-to-Analog Converter

Dette er en digital til analog konverterer som gjerne kalles RAMDAC. Det konvertereren gjør er å oversette digitale signaler fra CPUen til analoge signaler som skjermen kan bruke. Denne funksjonen har forsvunnet fra flere og flere nye skjermkort de siste årene, i takt med LCD- og plasma-skjermenes økende popularitet. Disse skjermene kan nemlig sende digitale signaler, og det er dermed ikke nødvendig å konvertere signalene til analogt format.
Noen skjermkort har flere DACer som gjør at man ytelsen blir forbedret og at man har mulighet for å bruke flere skjermer samtidig.

Video BIOS

Video BIOSen er en chip som inneholder et basisprogram som overvåker skjermkortets operasjoner og gir de instruksjonene som er nødvendige for at kortet skal kunne kommunisere med Pcen.

OpenGL og Directx

OpenGL og DirectX er programmer som, gjennom å fortelle hard- og softwaren hvordan komplekse oppgaver som 3d-visning (spill, film osv) skal utføres, bidrar til å øke bildekvaliteten. Utviklerne av software optimiserer programvaren sin for en av de to standardene for at programmene skal fungere best mulig, og det er derfor viktig at man har et skjermkort som støtter OpenGL og/eller DirectX for å få mest mulig ut av både skjermkortet og programmet man ønsker å kjøre. I flere tilfeller vil et skjermkort med slik støtte ikke bare være nødvendig for å optimalisere bildet, men også for at det i det hele tatt skal være mulig å kjøre programmet. De fleste skjermkort som selges i dag har støtte for både OpenGl og DirectX, men merk at det er forskjellige versjoner av disse programmene, og ikke alle skjermkort støtter de nyeste versjonene.

Forskjeller mellom skjermkort

Grovt sagt kan man si at det er GPU klokkehastigheten(MHz), størrelsen på minnebussen (bits), mengde tilgjengelig minne(MB), minneklokkehastighet(MHz), minnebåndbredde(GB/s), og eventuelt RAMDAC hastighet(MHz), som forteller hvor bra et skjermkort er. Har et kort høyere spesifikasjoner på et eller flere av disse områdene, er det i utgangspunktet et bedre kort.
Imidlertid er det også noe annet som spiller inn, nemlig det som kan kalles grafisk prosessor/leverandør. Dette er den teknologien som ligger til grunn for skjermkortet, og som brukes til å klassifisere kortene i ulike serier. Pr i dag er det to store aktører som dominerer dette markedet: ATI) og NVIDIA. Begge disse firmaene produserer hver sine serier av skjermkort, der kortene innen hver serie bygger på mye av den samme teknologien. Hver serie er videre delt inn i såkalte low-, mid- og high-end kort, der high-end kortene har den i utgangspunktet beste teknologien. Det er denne klassifiseringen, altså produsent, serie, X-end kort som utgjør benevnelsen grafisk prosessor/leverandør. En slik inndeling betyr at et kort i high-end kategorien i utgangspunktet skal være bedre enn et kort i low-end klassen, gitt samme spesifikasjoner og produsent. Imidlertid kan man ikke forvente at alle kortene i en serie skal være bedre enn alle kortene i den foregående serien. Det hender at toppkort fra en gammel serie på enkelte områder presterer bedre enn mid-end kort i den etterfølgende serien.

For å kunne få et best mulig inntrykk av forskjellene mellom skjerkort kan man derfor se på tre ting:

• Kortets produsent, seire og type

• Kortets spesifikasjoner (GPU-hastighet osv)

• Tester av kort under ulike situasjoner. (Først og fremst spill og film).

En annen god ting å måle hvordan skjermkortet yter er FPS(Frames Per Second) som betyr hvor mange bilder skjermkortet kan produsere i løpet av ett sekund. Det menneskelige øyet kan ikke oppfatte mer enn 25FPS men for at det ikke skal virke som om spillet hakker bør man ha ca 60FPS eller mer.

I tillegg spiller også resten av systemet en rolle, prosessorminne og hovedkort må henge med for at skjermkortet skal yte optimalt. Prossesoren leverer alle instruksene til skjermkortet, så er den treg vil skjermkortet få færre instrukser enn den kunne ha fått, og dermed jobbe mindre effektivt. Noe annet som spiller inn er hvor mange watt strømforsyningen klarer å levere, imidlertid er ikke skjermkortenes strømkrav absolutte. Det er for eksempel mulig å kjøre enkelte kort med strømkrav på 400W på flere PCer med strømforsyning helt ned mot 300W.