Практически у каждого 5-то был или есть ноутбук. А у кого нет вероятно планирует его купить. Так вот для чего же все таки нужен видеоадаптер или в простонародье - видеокарта. Многие считают, что видеокарта нужна только для того, чтобы играть в мощные игрушки, но они ошибаются...
В самом начале эпохи персональных компьютеров видеоадаптер считался важнейшим компонентом системы, а со временем на него были возложены не только игровые, но и мультимедийные функции. При этом ноутбуки долгое время не принимали всерьез в качестве игровой платформы, поначалу они были распространены лишь в корпоративном секторе и не оснащались мощными видеоадаптерами. Сейчас же ситуация совсем иная: ни ценой, ни производительностью графической подсистемы лэптопы практически не уступают десктопам и к тому же обладают массой достоинств – таких как удобство транспортировки, отсутствие проводов и возможность работать вдали от розетки.
Именно поэтому покупатели все чаще отдают предпочтение ноутбукам, даже когда подыскивают мощное решение для игр. С планшетными компьютерами сложилась еще более интересная ситуация: Apple iPad и его многочисленные последователи под управлением операционной системы Google Android постепенно становятся доминирующими мобильными игровыми платформами, что вынуждает производителей наращивать графическую мощь этих устройств. И если видеокарты для лэптопов перешли в стадию плавной эволюции, прибавляя за год несколько десятков процентов производительности, то развитие графических ускорителей для планшетных компьютеров происходит ступенчато – каждое следующее их поколение многократно превосходит предшественников в быстродействии.
Точка отсчета
В 1981 году компания IBM выпустила первый видеоадаптер под названием MDA (Monochrome Display Adapter), предназначенный для настольных компьютеров. Устройство позволяло выводить на монохромный экран с разрешением 720х350 точек до 25 строк текста, ни о какой цветной графике и тем более трехмерных играх тогда речи не шло. В том же году в продажу поступил Osborne 1 – первый ноутбук для гражданского применения (все предыдущие модели разрабатывались исключительно по заказу ученых из NASA). Построенный на процессоре Zilog Z80A с тактовой частотой 4 МГц, он имел 64 кб оперативной памяти, два 5,25-дюймовых дисковода, 5-дюймовый монохромный электронно-лучевой дисплей, операционную систему CP/M 2.2 и набор основных приложений от разных разработчиков (Microsoft, Ashton-Tate, PeachTree Software и др.). Стоил «Осборн» $1795, что по тем временам было умопомрачительной суммой, и весил 11 кг без учета внешней батареи, на которой мог продержаться в автономном режиме до одного часа. К середине 1980-х ноутбуками в своем ассортименте могли похвастаться почти все крупные производители компьютеров: Compaq, Epson, Apple и IBM. Со временем на настольных ПК появились специализированные графические ускорители, впоследствии интегрировавшиеся в видеоадаптеры, – теперь они не только выводили изображение на экран, но и предварительно обрабатывали его, чем раньше занимался центральный процессор. Устанавливать же графические ускорители в ноутбуки долгое время никому в голову не приходило.
В середине 1990-х персональные компьютеры стали такой же популярной игровой платформой, как консоли Nintendo, Sega и Sony. Сначала 3,5-дюймовые дискеты, а затем лазерные диски с играми для Windows прочно оккупировали полки магазинов. А чтобы запускать игры с новомодной трехмерной графикой, требовался мощный графический ускоритель, который к тому времени уже не был экзотикой в любом домашнем ПК. А вот обзавестись ноутбуком с игровой видеокартой ATI, NVIDIA, 3dfx или Matrox для многих было недостижимой мечтой. В 2000-х рынок игровых графических адаптеров для ноутбуков поделили между собой компания AMD, которая приобрела ATI, и NVIDIA, в свою очередь поглотившая 3dfx. Тем не менее крупнейшим производителем видеоадаптеров для лэптопов является полупроводниковый гигант Intel, сделавший ставку на недорогие интегрированные решения. Казалось бы, сложившееся равновесие на рынке мобильной графики поколебать не может ничто… В 2010 году глава Apple Стив Джобс вынес на всеобщее обозрение планшетный компьютер iPad, который благодаря большому высококачественному экрану заставил по-новому взглянуть на компьютерные игры. «Яблочный» планшет и подобные ему устройства, способные работать в автономном режиме на протяжении целого рабочего дня, требовали абсолютно нового типа графических ускорителей – высокоинтегрированных энергоэффективных решений. В результате на рынок вышли малоизвестные широкой публике компании, и теперь именно они задают тон в деле развития мобильной графики.
Консольная графика
Главными конкурентами ноутбуков и планшетов на рынке цифровых развлечений являются игровые консоли. У них есть весомые преимущества: удобное управление джойстиком и контроллерами движений, возможность играть в компании и солидная библиотека эксклюзивных игр. Разумеется, в игровых консолях также установлены видеоадаптеры для обработки изображения. В Microsoft Xbox, вышедшей в 2001 году, стояла видеокарта NVIDIA NV20A, а в Sony PlayStation 2, которая увидела свет годом ранее, – Graphics Synthesizer. В последнем поколении устройств применяется еще более мощная графика: в Xbox 360 – видеоядро ATI Xenos, в PlayStation 3 – созданный компаниями NVIDIA и SCEI ускоритель RSX, в Nintendo Wii – видеопроцессор ATI Hollywood.
Строго по чертежу
Видеокарты для мобильных компьютеров можно разделить на две группы: дискретные и интегрированные. Дискретные графические адаптеры представляют собой отдельный чип, устанавливаемый на системную плату или плату, которая вставляется в специальный слот на системной плате ноутбука. От видеоадаптеров для десктопов они отличаются в первую очередь размером – мобильные версии куда компактнее. Интегрированная же графика по сути – просто видеоядро, встроенное в центральный процессор, чипсет на материнской плате или SoC-чип (систему-на-чипе). Несмотря на разные форм-факторы, оба типа адаптеров построены по схожей схеме и включают ряд основных компонентов: графический процессор, видеоконтроллер, видеопамять, цифроаналоговый преобразователь и видеодекодер.
Графический процессор. У современных мобильных видеокарт графический процессор может состоять из десятков или сотен вычислительных ядер, которые называются унифицированными шейдерами или потоковыми процессорами. Также он может включать ядра особого назначения: текстурные блоки и блоки растеризации. AMD Radeon HD 6990M с 1120 потоковыми процессорами – мощнейшая мобильная видеокарта из существующих Видеоконтроллер. У него не менее важное задание – формирование цветной картинки в ответ на запросы процессора.
Видеопамять. Для хранения сгенерированных графическим процессором данных, ожидающих вывода на экран, используется видеопамять. Чипы памяти дискретной видеокарты впаяны в ее плату или же, как часто бывает в случае ноутбуков, в материнскую плату. Интегрированный графический ускоритель собственной видеопамяти не имеет, поэтому заимствует ее у системы. Обмен данными с нею производится через общесистемный контроллер памяти, который, как правило, медленнее того, что встроен в дискретную графику.
AMD Radeon HD 6990M с 1120 потоковыми процессорами – мощнейшая мобильная видеокарта из существующих
Цифроаналоговый преобразователь. Дни ЦАП, как части видеокарты, сочтены, ведь он применяется лишь для преобразования цифрового сигнала видеоконтроллера в аналоговый сигнал, который постепенно становится не нужен. Морально устаревший аналоговый интерфейс VGA иногда все еще применяется в ноутбуках для подключения внешнего монитора, но в планшетах его полностью вытеснил современный цифровой стандарт HDMI, обеспечивающий более высокое качество изображения. Видеодекодер. Средство обработки медиаконтента высокого разрешения – видеодекодер – сравнительно недавно стало частью видеокарт. Но он гораздо эффективнее справляется со своей задачей, нежели центральный процессор, поэтому его присутствие критически важно для маломощных устройств: нетбуков, ультратонких лэптопов и планшетов. Именно благодаря ему миниатюрные мобильные гаджеты отлично воспроизводят «тяжелый» Full HD-видеопоток.
Горячий нрав
В отличие от своих интегрированных собратьев дискретные видеокарты выделяют немало тепла: к примеру, тепловой пакет NVIDIA GeForce GTX 560M и AMD Radeon HD 6790M превышает 70 Вт. Мощные системы охлаждения, состоящие из одного или нескольких вентиляторов и радиатора с теплоотводящими трубками, позволяют удержать рабочую температуру графических адаптеров в пределах нормы. Чтобы видеокарта исправно проработала не один год, рекомендуется регулярно очищать внутренности ноутбука от пыли при помощи кисточки и пылесоса. Корпус ноутбука во время игр может сильно нагреваться, вплоть до дискомфорта для рук, а выходящий из вентиляционной решетки воздух и вовсе может обжигать. Немного улучшить ситуацию позволяют специальные охлаждающие подставки для лэптопов.
Трудности выбора
Интегрированная графика менее производительна, чем дискретная, зато потребляет минимум электроэнергии. Это нужно обязательно учитывать при выборе мобильного компьютера, а также сопоставлять личные потребности с толщиной кошелька. Рассмотрим, какие видеокарты можно встретить в ноутбуках различных классов (нетбуки, бюджетные, мультимедийные, игровые и для энтузиастов), а также планшетах.
Нетбуки. Видеоадаптеры для сокращающегося, но все еще гигантского рынка нетбуков (миниатюрных лэптопов стоимостью в пределах 6–10 тыс. руб.) долгое время были представлены только интегрированными решениями Intel, которые разбавлялись разве что графическим чипом платформы NVIDIA ION 2. Оно и понятно – по сути своей нетбуки предназначены для веб-серфинга и работы с документами, и совершенно очевидно, что мощный графический адаптер оказывается здесь совсем ни к чему. Однако недавно в нетбуках стала применяться интегрированная, но уже более мощная графика AMD Radeon HD, а также позаимствованная у планшетов энергоэффективная Imagination PowerVR SGX545. Принимая во внимание тот факт, что трехмерные игры никогда не были сильной стороной нетбуков, главным преимуществом этих видеокарт является возможность воспроизводить видео высокого разрешения. Но ключевым фактором для рынка нетбуков всегда была цена: стать массовыми на нем способны лишь самые дешевые комплектующие.
Бюджетные и мультимедийные ноутбуки. Графические адаптеры с 64-битным интерфейсом памяти для бюджетных и мультимедийных ноутбуков – модели Intel HD, Radeon HD и NVIDIA GeForce – позволяют играть в игры прошлых лет, но с новейшими хитами им справиться не под силу. Значительным преимуществом современной интегрированной графики является способность заменять собой дискретную в двухмерных приложениях, экономя таким образом заряд батареи. Технологии автоматического переключения с дискретной видеокарты на встроенную и обратно (они называются NVIDIA Optimus и AMD PowerPlay) выполняют свою задачу совершенно незаметно для пользователя: ни мигания экрана, ни замирания картинки глаз не видит. Новейшие интегрированные видеоадаптеры серии AMD Radeon HD 6000G и вовсе могут в играх работать на пару с дискретной видеокартой, тем самым повышая общую производительность графической подсистемы. Дискретные видеокарты начального уровня NVIDIA не столь энергоэффективны, как новейшие интегрированные решения конкурентов, зато поддерживают набирающую обороты технологию ускорения вычислений CUDA. Прирост производительности будет особенно заметен в пакетах от компании Adobe, предназначенных для работы с медиаданными: Photoshop, Audition и Premiere.
Игровые ноутбуки. В среднем и высшем ценовых сегментах присутствуют исключительно решения «Зеленых» и «Красных». Видеокарты NVIDIA GeForce GTX 525M и AMD Radeon HD 6650M можно назвать необходимым минимумом, чтобы играть в современные игры с DirectX11-графикой, пусть и на средних настройках. При выборе видеокарты нужно помнить, что количество шейдеров у видеоадаптеров NVIDIA и потоковых процессоров у AMD не одно и то же. Например, видеокарта с 96 шейдерами работает быстрее, чем графический адаптер со 160 потоковыми процессорами. Что интересно, GeForce GTX 525M, GTX 540M и GTX 550M имеют одинаковое число шейдеров, а отличаются лишь рабочими частотами. Стоит ли переплачивать за несущественный прирост производительности, решать только вам.
Ноутбуки для энтузиастов. Видеоадаптеры высшего ценового диапазона, обладающие 192- и 256-битным интерфейсом памяти, рассчитаны на истинных ценителей компьютерных игр и компьютерных энтузиастов, а всех остальных отпугнет высокая цена. Они позволяют играть в новейшие блокбастеры даже при разрешении 1920х1080 точек и высоких настройках графики. Мощнейшим решением для лэптопов в настоящий момент является видеокарта AMD Radeon HD 6990M, превзойти которую могут только связки из двух карт. NVIDIA пока не решается выпускать мобильную GeForce GTX 590M, несмотря на то что настольная версия видеоадаптера существует уже довольно давно. Планшеты. В современных планшетах используется только интегрированная графика, являющаяся частью основного ARM-чипа. Выход дискретных видеокарт для портативных устройств такого форм-фактора пока кажется маловероятным, но все может быть. Недорогие решения представлены SoC-чипами Qualcomm MSM7227, которые, кроме видеокарты Adreno 200, включают еще и центральный процессор с частотой 600 МГц и 3G-модем. Как говорится, дешево и сердито, хотя для самых свежих трехмерных игр столь скромных характеристик уже недостаточно.
Компания NVIDIA очень вовремя отреагировала на новые тенденции рынка мобильных компьютеров и создала систему-на-чипе Tegra 2 c мощным графическим ядром GeForce ULP. Кроме того, вдобавок она открыла онлайновый магазин приложений TegraZone, ассортимент которого включает в себя трехмерные игры с передовой графикой для планшетов с видеоадаптером GeForce ULP. В результате этот чип стал основой для многих современных Android-планшетов, включая такие популярные модели, как Acer Iconia Tab A500 и ASUS Eee Pad Transformer TF101. Недавно же появился еще более новый Tegra 3, призванный оставить всех конкурентов плестись в хвосте NVIDIA. Компания Imagination занимается разработкой исключительно графических ускорителей, а не целостных систем-на-чипе. Ее графика PowerVR используется в SoC-чипах производства Samsung, Texas Instruments, NEC и др. Видеоядро PowerVR SGX544MP, состоящее из нескольких графических процессоров, позволило планшету iPad 2 добиться девятикратного прироста производительности в трехмерных играх по сравнению с iPad первого поколения. Но это не единственная из существующих мультипроцессорная видеокарта для планшетов – компания ARM предлагает аналогичное решение под названием Mali-400MP, которое может объединять до четырех графических ядер Mali-200.
Все свое ношу с собой
Разрешить вечную дилемму – обойтись маломощной интегрированной графикой или пожертвовать временем автономной рабо‑ ты – способна внешняя видеокарта в виде док-станции, присоединяемая к лэптопу только по необходимости. Такое решение уже применяется в ноутбуках Sony VAIO Z и Fujitsu-Siemens Amilo SA3650. В первом случае используется видеокарта AMD Radeon HD 6650M и интерфейс Thunderbolt, во втором – графический адаптер AMD Mobility Radeon HD 3870 и порт XGP.
Хочу новую
К сожалению, далеко не все ноутбуки, в отличие от настольных компьютеров, позволяют провести апгрейд видеоадаптера. Зачастую даже дискретные графические адаптеры впаяны непосредственно в материнскую плату лэптопа. Владельцам устройств со слотом MXM повезло куда больше – нужно лишь демонтировать систему охлаждения, а затем извлечь саму видеокарту. В отечественных магазинах графические адаптеры для ноутбуков встречаются крайне редко, поэтому в поисках более мощной модели придется пробежаться по радиорынкам. А самый широкий выбор мобильных видеокарт форм-фактора MXM, оставшихся после разборки старых ноутбуков, предлагает крупнейший в мире интернет-аукцион eBay.
Док-станция для ноутбука Sony VAIO Z включает не только привод Blu-ray, но и дискретную видеокарту AMD Radeon HD 6650M
Царь горы
Самым ярым компьютерным энтузиастам зачастую одной видеокарты мало – им подавай связку сразу из двух флагманских графических адаптеров. Разместить в тесном корпусе ноутбука два столь горячих и прожорливых компонента непросто, но некоторые производители мобильных ПК пошли навстречу потребителю. Компания Alienware, дочернее предприятие компьютерного гиганта Dell, среди прочих своих продуктов предлагает игровой ноутбук M17x в продвинутой конфигурации с двумя видеокартами NVIDIA в связке SLI. А Eurocom и вовсе посвятила свою деятельность созданию лэптопов, способных заменить мощнейшие игровые настольные компьютеры, рабочие станции и даже серверы. Сразу несколько моделей ее ноутбуков – Leopard, Panther, Cougar – могут оснащаться связками из двух видеокарт NVIDIA или AMD.
Будущее мобильных видеоадаптеров
Трансформация рынка мобильных видеоадаптеров уже началась: дискретные решения низшего и даже среднего ценового диапазона активно вытесняются интегрированными графическими ускорителями, предоставляющими тот же уровень производительности при меньшем энергопотреблении и более низкой цене. Спрос на флагманские видеокарты, способные выжать максимум из DirectX11-игр, пока не падает, но в ближайшем будущем облачные сервисы вроде OnLive могут оставить не у дел и их. Перспективы графических ускорителей для планшетов куда радужнее – как и на любом молодом рынке, здесь есть где разгуляться инженерной мысли. Уже не за горами выход продуктов на новых сверхмощных чипах: NVIDIA Tegra 3, Qualcomm Krait и TI OMAP 5. Вырисовывается любопытная тенденция: долгие годы в погоне за мощностью видеокарты прибавляли в размерах, но затем резко сменили вектор развития. И это как раз тот случай, когда меньше – значит лучше
Благодаря хорошему соотношению цены и качества Acer Iconia Tab A500 стал одним из самых популярных планшетов с графикой GeForce ULP
На сегодня это все, что мы хотели вам рассказать, спасибо журналу computerbild.ru за предоставленные материалы, спасибо вам за то, что посещаете pro-digital.ucoz.com - оставайтесь с нами а далее, всего доброго - до новых встреч!
