کارت گرافیک چیست

کارت گرافیک چیست و شما درباره آن چه می‌دانید؟ | دنیای کارت گرافیک‌‌ها

کارت گرافیک چیست ؟ این سوالی بوده که ممکن است خیلی از افراد عادی درباره آن ندانند. تقریباً هر رایانه رومیزی یک کارت گرافیک داشته و آنها میلیاردها ترانزیستور دارند، می‌توانند از صدها وات نیرو استفاده کنند و می‌توانند بیش از هزار دلار قیمت داشته باشند. آنها شاهکارهای مهندسی الکترونیک هستند که باعث به وجود آمدن بیش‌ترین حد کیفیت یک محصول یا نهایت بیزاری از آن می‌شوند… و با این وجود، تعداد کارهایی را که به طور معمول انجام می‌دهند می‌توان  فقط با یک دست شمرد. به دنیای کارت‌های گرافیکی خوش آمدید!

کارت گرافیک چیست

کارت گرافیک چیست

به گزارش بازی رایانه و به نقل از TechSpot، کارت‌های گرافیکی از جمله‌ی مهم‌ترین اجزای تشکیل دهند‌ی یک رایانه هستند، پس کاملاً واضح است آن‌ها نیاز به یک بررسی  مناسب دارند. حال بیایید تا ببینیم که هر کدام از این قطعات چه کاری را انجام می‌دهند.

هم اکنون در آمازون، پر فروش‌ترین کارت‌های گرافیک از ۵۳ تا حدود ۱۲۰۰ دلار قیمت دارند که دومی در حدود ۱۵۰۰ گرم وزن دارد و طول آن بیش از ۳۱ سانتی‌متر است. کارت گرافیک دارای یک صفحه‌ی مدارکشی شده است که روی این مدارها تراشه‌های سلیکونی نصب شده‌اند تا برای کاربران گرافیک D2 , D3 ایجاد نموده و همچنین سیگنال‌های ویدیویی را رمزگذاری یا رمزگشایی نمایند.

در نگاه اول چیز زیادی قابل مشاهده نیست. تقریبا حدود ۲۲ سانتی متر طول و با قطغات پلاستیکی و یک براکت فلزی و یک فن بزرگ دیده می‌شود.

در قسمت پشت هم یک براکت فلزی با مجموعه‌ای از قطعات الکترونیکی قابل مشاهده است.

همه‌ی تراشه‌های نصب شده در روی کارت‌های گرافیکی در زیر یک نوع سیستم خنک کننده پنهان هستند. این سیستم خنک کننده از نوع «دمنده» است. یعنی هوا را از داخل کامپیوتر می‌کشد و قبل از آن که تراشه‌ها از شدت گرما منفجر شوند، آن را درون یک قطعه‌ی بزرگ فلزی هدایت می‌کند. همچنین از خمیر حرارتی برای پر کردن شکاف‌های میکروسکوپی بین پردازنده‌ی گرافیکی (a.k.a. GPU) و بلوک فازی استفاده می‌شود تا گرما با سرعت بیش‌تری منتقل شود.

این قطعه‌ی خنک کننده نامش هیت‌سینک است. در داخل لوله‌ها که دو سر آن‌ها پلمپ شده‌اند، معمولا آب و گاهی هم آمونیاک قرار دارد. وقتی پردازنده داغ می‌شود، آب داخل این لوله‌ها بخار می‌شود و از منبع گرما به انتهای لوله‌ می‌رود و در آن جا، گرما به باله‌های آلومینیمی منتقل شده و آب دوباره خنک شده و به سوی منبع گرما حرکت می‌کند و این فرایند ادامه پیدا می‌کند. البته از این خنک کننده‌ها بیش‌تر برای کارت‌های گران‌قیمت استفاده می‌شود.

در کارت‌های ارزان‌قیمت فقط به یک خنک کننده‌ی ‌معمولی اکتفا می‌شود. این گونه کارت‌ها به ندرت بیش از ۲۰ وات انرژی مصرف می‌کنند.

در کارت‌های گرافیکی گران‌قیمت معمولا از دو فن بزرگ برای خنک کردن پردازنده استفاده می‌شود. سرعت این فن‌ها زیاد  نیست تا سر و صدای زیادی ایجاد نکنند.

برای خنک کردن پردازنده از کیت‌های خنک کننده نیز می‌توان استفاده کرد اما به خاطر داشته باشید که برای فراهم کردن هزینه‌ی خرید یک دستگاه از این کیت‌ها احتمالا مجبور می‌شوید یک یا هر دو کلیه‌تان را بفروشید، بله، قیمت ناقابل: فقط ۱۸۰۰ دلار!

حال سیستم خنک کننده را از کارت جدا کردیم. در این قسمت می‌توان تراشه‌های موجود را مشاهده کرد. یک تراشه در وسط و تراشه‌های دیگر آن را احاطه کرده اند و تعداد زیادی از قطغات ریز الکترونیکی هم در سرتاسر برد پراکنده‌ هستند. این پردازنده را AMD طراحی کرده و  TSMC نیز ساخته و طول آن نیز یک سانتی متر است اما همین قطعه‌ی کوچک ۱/۷ میلیارد ترانزیستور را در خود جای داده است!

در لبه‌ها، بالا و پایین، ASIC هایی وجود دارند که ارتباطات را با تراشه های RAM روی کارت کنترل می‌کنند و در سمت راست پردازنده، مدارهایی برای رمزگذاری / رمزگشایی سیگنال‌های ویدیویی قرار دارد.

مهم نیست که چه کارت گرافیکی دارید، همه آنها دارای همان بخش هستند و از یک طرح مشابه پیروی می‌کنند.

در این تصویر زنجیره‌ای از GPUهای محدوده‌ی پردازنده‌ی گرافیکی Navi فعلی AMD را مشاهده می‌کنید. بنابراین درصد زیادی از ساختار تراشه، شامل بلوک‌های مکرر واحدمنطقی است. می‌بینید که چگونه ۲۰ نسخه از همان الگو وجود دارد. این‌ها واحدهای اصلی محاسبه کننده در تراشه هستند و بخش عمده‌ی کار گرافیک سه بعدی در بازی‌ها را انجام می‌دهند. نواری که تقریبا در وسط قرار دارد، بیش‌تر حافظه‌ی نهان است، حافظه‌ی داخلی با سرعت بالا برای ذخیره‌ی دستورالعمل‌ها و داده‌ها.

این نمونه‌ی خاص دارای ۸ ماژول Hynix H5GQ1H23AFR GDDR5 SDRAM است که در فرکانس  ۱٫۰۵ گیگاهرتز کار می‌کنند. این نوع حافظه هنوز هم در بسیاری از کارتهای موجود امروزه یافت می‌شود، اگرچه این صنعت به طور کلی به سمت نسخه‌های جدیدتر یعنی GDDR6 حرکت می‌کند.

GDDR5 و ۶ به روشی مشابه کار می‌کنند: از یک ساعت پایه برای زمان‌دادن به موضوع دستورالعمل‌ها و انتقال داده‌ها استفاده می‌شود. سپس از یک سیستم جداگانه برای تغییر بیت به ماژول‌های حافظه استفاده می‌گردد و این کار به صورت انتقال بلوک در داخل انجام می‌شود. در مورد GDDR5 ، ۸ x 32 بیت برای هر دسترسی خواندن / نوشتن پردازش صورت می‌گیرد، در حالی که قدرت پردازشی GDDR6 دو برابر است.

این بلوک به عنوان یک جریان متوالی، ۳۲ بیت در یک زمان، با سرعتی که توسط یک سیستم ساعت دیگر دوباره کنترل می‌شود، تنظیم شده است. در GDDR5، این کار با دو برابر سرعت ساعت پایه شروع می‌شود و داده‌ها دو برابر در هر تیک این ساعت خاص تغییر می‌کنند.

بنابراین در Radeon HD 6870، با ۸ تراشه Hynix ، GPU می‌تواند حداکثر ۲ (انتقال در هر تیک) x 2 (ساعت داده دو برابر) x 1.05 (ساعت پایه) x 8 (تراشه) x 32 (عرض جریان) ) = ۱۰۷۵٫۲ گیگابایت در هر ثانیه یا ۱۳۴٫۴ گیگابایت بر ثانیه. این رقم محاسبه شده به عنوان پهنای باند حافظه‌ی نظری کارت گرافیک شناخته می‌شود و به طور کلی، شما می‌خواهید که این حد ممکن باشد. GDDR6 دارای دو مدل نرخ انتقال، دو برابر عادی و یک مدل چهار (دو برابر دو برابر) است!

همه کارت‌های گرافیکی از GDDR5 / 6 استفاده نمی‌کنند. مدل‌های کم مصرف غالباً به SDDRAM قدیمی DDR3 متکی هستند، که مخصوص برنامه‌های گرافیکی طراحی نشده است. با توجه به این‌که GPU موجود در این کارت‌ها بسیار ضعیف خواهد بود، در استفاده از حافظه‌ی عمومی هیچ ایرادی مشاهده نمی‌شود.

 هر سیگنال الکتریکی، بین GPU و ماژول حافظه، در مسیری با طول تقریباً یکسان طی می‌کند. این امر به جلوگیری از وقوع هر چیز غیرقابل پیش‌گیری کمک می‌کند.

حافظه GDDR فوق العاده سریع استفاده می شود زیرا GPU ها به موازات آن، در تمام مدت زمان کار، می‌توانند داده‌های زیادی را بخوانند و بنویسند. GPU های یک‌پارچه معمولاً به آن‌چه حافظه‌ی محلی گفته می‌شود نیستند، و در عوض، باید به رم سیستم اعتماد کنند. دسترسی به این امر بسیار کندتر از داشتن گیگابایت GDDR5 درست در کنار پردازنده‌ی گرافیکی است، اما این نوع GPU ها به اندازه کافی قدرتمند نیستند که واقعاً به آن احتیاج داشته باشند.

کارت‌های گرافیکی مانند هر دستگاه موجود در رایانه، برای کار به برق نیاز دارند. میزان برق مورد نیاز آن‌ها بیش‌تر به GPU کارت گرافیکی بستگی دارد، زیرا ماژول‌های حافظه هرکدام تنها به دو وات نیاز دارند.

اولین راهی که کارت می‌تواند قدرت خود را بدست آورد از مجرای انبساطی است که به آن وصل شده است و تقریباً هر رایانه‌ی رومیزی، امروزه از یک اتصال PCI Express استفاده می‌کند.

در تصویر بالا، برق توسط نوار کوچک‌تر پین در سمت چپ تأمین می‌شود – نوار بلند در سمت راست صرفاً برای دستورالعمل‌ها و انتقال داده‌ها است. در پستی کوتاه ۲۲ پین، ۱۱ طرف وجود دارد‌، اما تمام این پین‌ها برای تأمین کارت مورد استفاده قرار نمی‌گیرند.

تقریباً نیمی از ۲۲ پین برای کارهای عمومی سیستم است – چک کردن کارت اشکالی ندارد‌، دستورالعمل روشن / خاموش کردن ساده و غیره. آخرین مشخصات PCI Express محدودیت‌هایی را برای چگونگی جذب جریان در کل‌، از دو مجموعه خطوط ولتاژ نشان می‌دهد. برای کارت‌های گرافیکی مدرن، ۳ آمپر از خطوط ۳٫۳V و ۵٫۵ آمپر خاموش +۱۲ است. این در مجموع (۳ ۳٫ ۳٫۳) + (۵٫۵ ۱۲ ۱۲) = ۷۵٫۹ وات قدرت را فراهم می کند.

هر دو قالب سه خط ولتاژ +۱۲ بیش‌تر دارند. تفاوت بین آنها در تعداد خطوط زمین وجود دارد: سه مورد برای ۶ پین و پنج مورد برای نسخه ۸ پین. حالت دوم باعث می‌شود جریان بیش‌تری از طریق کانکتور کشیده شود ، به همین دلیل است که ۶ پین تنها ۷۵ وات توان اضافی را تأمین می‌کند.

این کارت دارای دو اتصال ۶ پین است، بنابراین با شکاف انبساط PCI Express می‌تواند ۲۲۵ وات قدرت مصرف کند که بیش از حد کافی برای نیازهای این مدل است.

مشکل بعدی برای مدیریت، این واقعیت است که GPU و تراشه‌های حافظه با ولتاژ +۳٫۳ یا ۱۲۱۲ کار نمی‌کنند: تراشه‌های GDDR5 1.35V و AMD GPU به ۱٫۱۷۲V نیاز دارد. این بدان معناست که باید ولتاژهای منبع تغذیه کاهش یافته و به دقت تنظیم شود، و این کار توسط ماژول‌های تنظیم کننده‌ی ولتاژ (کوتاه مدت) انجام می‌شود.

دقیقاً مانند مادربرد و CPU، تعداد و نوع (بخوانید: کیفیت) VRMها بر چگونگی پایدار GPU هنگام اورکلاک شدن تأثیر دارد. از جمله این موارد، کیفیت کلی تراشه‌ی کنترل کننده قدرت است.

این Radeon HD 6870 قدیمی، از یک CHIL CHL821401 استفاده می‌کند ، که یک کنترلر PWM با فاز ۴ + ۱ است (بنابراین می‌تواند ۴VRM را که در بالا مشاهده می‌شود ، به علاوه یک سیستم تنظیم ولتاژ دیگر کنترل کند). همچنین می‌تواند دما و میزان جذب شده را ردیابی کند. این می‌تواند باعث شود VRMها بین یکی از سه ولتاژ مختلف تغییر کنند، یک ویژگی که در GPUهای مدرن به شدت مورد استفاده قرار می‌گیرد، زیرا در هنگام خاموش شدن، برای صرفه جویی در مصرف انرژی و پایین آمدن گرما / صدا به یک ولتاژ پایین‌تر تغییر می‌کنند.

قسمت خروجی یک کارت گرافیک

در هر کارت گرافیک رایانه‌ی رومیزی حداقل دارای یک روش برای اتصال به مانیتور وجود دارد، اما بیش‌تر آن‌ها چندین مورد دارند، زیرا مانیتورها در مدل‌ها و قیمت‌های متنوع وجود دارند. پس یک کارت گرافیک باید از چندین نوع خروجی پشتیبانی کند.

کارت خروجی مورد تشریح ما دارای ۵ نوع خروجی است.

۲ سوکت mini Display Port

۱ سوکت اچ دی ام آی

یک سوکت دو پیوندی DVI-D فقط خروجی دیجیتال

یک سوکت دو پیوندی DVI-I برای خروجی هم دیجیتال و هم آنالوگ

همچنین برای پشتیبانی از هرچه بیش‌تر انواع مانیتور، داشتن چندین سوکت خروجی به این معنی است که می‌توانید بیش از یک مانیتور یا صفحه نمایش را به کارت گرافیک وصل کنید. بعضی از این مانیتورها توسط خود پردازنده گرافیکی کنترل می‌شوند، اما گاهی اوقات نیاز به یک تراشه اضافی نیز هست. در کارت ما، سوئیچ Pericom P13HDMI4 HDMI برای انجام برخی از این موارد دارد.

ظهور esports باعث می‌شود صنعت مانیتور به سمت نرخ‌های تازه سازی بیش‌تر برود (تعداد دفعات نوسازی تصویر در یک ثانیه که مانیتور تصویر را روی صفحه، نمایش می‌دهد) – ۱۰ سال پیش، اکثریت قریب به اتفاق مانیتورها در ۶۰ یا ۷۵ هرتز قرار داشتند. اما امروزه می‌توانید از صفحه نمایش ۱۰۸۰P نیز استفاده کنید که می‌تواند با سرعت ۲۴۰ هرتز کار کند.

کارت گرافیک چیست

کارت‌های گرافیکی مدرن همچنین بسیار قدرتمند هستند و بسیاری از آنها قادر به کار با رزولوشن های بالا مانند ۱۴۴۰P و ۴K هستند یا خروجی های پویای بالایی (HDR) ارائه می‌دهند. و برای افزودن به لیست طولانی مطالبات، تعداد زیادی از صفحه نمایش‌ها از فناوری تازه سازی متغیر (VRR) پشتیبانی می‌کنند. اما پردازنده‌های گرافیکی می‌توانند کارهای بیش‌تری را به جز از پردازش تصاویر انجام دهند. چند سال گذشته شاهد انفجاری در استفاده از این پردازنده‌ها در ابر رایانه‌ها، برای یادگیری ماشین پیچیده و هوش مصنوعی بودیم که در سال ۲۰۱۸ کارت‌های گرافیکی که برای چنین کارهایی ایده آل بودند، بسیار محبوب شدند.

و سرانجام ما از بقایای کارت گرافیک Radeon HD 6870 خداحافظی می کنیم.

۳ دیدگاه ها

  1. ما دو نو گرافیگ داریم فن را دیاتور اصولا فن خیلی بهتر رادیات هست و بهترینش فن هست به نظرم اگه داخل جوایز این سایت یه گرافیک دوگیک میزاشتن خیلی خوب میشد

  2. امکانش هست کارت گرافیکی مناسب برای بازی های امروز معرفی کنید؟

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

شکلک‌ها

SmileBig SmileGrinLaughFrownBig FrownCryNeutralWinkKissRazzChicCoolAngryReally AngryConfusedQuestionThinkingPainShockYesNoLOLSillyBeautyLashesCuteShyBlushKissedIn LoveDroolGiggleSnickerHeh!SmirkWiltWeepIDKStruggleSide FrownDazedHypnotizedSweatEek!Roll EyesSarcasmDisdainSmugMoney MouthFoot in MouthShut MouthQuietShameBeat UpMeanEvil GrinGrit TeethShoutPissed OffReally PissedMad RazzDrunken RazzSickYawnSleepyAlienAngelClownCowboyCyclopsDevilDoctorFemale FighterMale FighterMohawkMusicNerdPartyPirateSkywalkerSnowmanSoldierVampireZombie KillerGhostSkeleton