Grafická karta

Autor Ondřej Košťál

Grafická karta se stará o zobrazení obrazu na monitoru, či jakémkoliv jiném zobrazovacím zařízení k ní připojené. V dnešní době jsou výkonné grafické karty připojovány přes sběrnici (PCI-Express ×16), ale můžou být i integrované přímo v základní desce na severním můstku či rovnou v procesoru. Pak se nazývají IGP, ale grafiky mají mnohem nižší výkon. Grafické karty jsou čím dál tím složitější a výkonnější, mají vlastní mikroprocesor (GPU), paměti i sběrnice. V dnešní době se používá 40nm výrobní proces a v největším grafickém jádře nalezneme 3 miliardy tranzistorů.

Součásti:

GPU, „graphic processing unit“ je výpočetní jádro grafické karty. Zajišťuje vykreslování obrazu na zobrazovacím zařízení. Výkonné grafiky se také dají použít i na jiné výpočty než pro vykreslování obrazu. Konstrukce se odvíjí od očekávaných potřeb a výkonu. GPU obsahují milióny tranzistorů, díky tomu potřebují výkonný zdroj a chlazení. V dnešní době nejvýkonnější GPU jsou rychlejší než CPU, ale pouze ve specifických výpočtech, typicky ve velice paralelizovaných výpočtech. Grafický čip je určený na výpočty operací s pohyblivou desetinou čárkou.

Čip obsahuje:

• Řadič pamětí – zařizuje komunikaci mezi GPU a grafickou pamětí (dnes GDDR5, také ale ještě GDDR3)
• Unifikované shadery - náhrada za jednotky Pixel a Vertex, jsou programovatelné a díky tomu se dají použít i pro jiné než grafické výpočty. Každá firma má svojí architekturu shaderů.
• TMU jednotky - (Texture mapping unit) mapuje/nanáší textury na objekty
• ROP jednotky - (Render output unit) má na starost konečný výstup dat

Paměť

Jsou zde ukládány informace potřebné pro grafické vykreslení scény nebo pro výpočty prováděné přes grafické jádro. Pokud je grafická karta integrována obvykle využívá paměti RAM, jinak má vlastní paměť. Nejnovější typ paměti je GDDR5 nebo DDR3.

BIOS

Jedná se o základní programové vybavení grafické karty. Bývá uložen na paměti typu ROM, EPROM atd. Jsou zde uloženy informace o kartě (takty GPU a pamětí, napětí apod.).

Výstupy

Pouze ty, které jsou v dnešní době nejrozšířenější

• VGA - analogový grafický výstup (používaly ho CRT monitory)
• DVI - digitální grafický výstup (používají ho LCD panely, projektory atd.)
• HDMI - výstup na monitor s vysokým rozlišením, dá se připojit na redukci z DVI
• Display Port - digitální výstup ve vysokém rozlišení. Není kompatibilní s HDMI a DVI

Chlazení:

Vzduchové - obvykle se používá pasivní chladič z hliníku (heatsink), který může nebo nemusí být ofukovaný ventilátorem. Často se přidávají heat-pipes pro zlepšení přenosu tepla od GPU do pasivní části.

Vodní - používá se hlavně u nejvýkonnějšíchnebo taktovaných karet, které se nejvíce zahřívají. Slouží ke snížení teploty a hlučnosti. Tyto edici kupují většinou uživatelé, kteří provozují vodní chlazení celého svého počítače. Nalézt ale můžeme i uvařené instantní vodní okruhy, které chladí pouze grafickou kartu.

Extrémní – pod tímto pojmem si můžete představit chlazení kapalným dusíkem nebo héliem. Používá se především pro dokázání technologické kvality a to ve formě taktování, kdy grafická karta může běžet klidně na dvojnásobné frekvenci. Díky teplotám nízko pod bodem mrazu (-100 °C) se dá používat napětí, které by běžně grafické jádro zničilo. Nutností jsou ale zkušenosti a kompletní odizolování systému, protože kapalný dusík na vzduchu kondenzuje na vodu.

Výrobci

Mezi největší patří nVidia a AMD (které koupilo v roce 2006 výrobce ATi), také Intel, který vyrábí IGP nebo třeba Matrox, který vyvíjí velmi drahé a výkonné karty pro použití s CAD/CAM programy ve vysokém rozlišení.

4 června 2011