כרטיס גרפי - כל מה שצריך לדעת

בעידן מחשבי המשחקים, כרטיס המסך קיבל חשיבות רבה או כמעט יותר מאשר ה- CPU. למעשה, משתמשים רבים נמנעים מרכישת מעבד רב עוצמה כדי להשקיע כסף ברכיב חשוב זה האחראי לעיבוד כל מה שקשור לטקסטורות וגרפיקה. אבל כמה אתה יודע על חומרה זו? ובכן כאן אנו מסבירים הכל, או משהו פחות את כל מה שאנחנו רואים הכי חשוב.

מדד התוכן

הכרטיס הגרפי ועידן המשחקים

אין ספק, המונח המשמש ביותר לכינוי GPUs הוא זה של כרטיס גרפי, אם כי הוא לא בדיוק אותו הדבר ונסביר זאת. יחידת עיבוד גרפית או גרפיקה היא למעשה מעבד הבנוי לטפל בגרפיקה. המונח נשמע כמובן דומה מאוד ל- CPU, ולכן חשוב להבדיל בין שני האלמנטים.

כשאנחנו מדברים על כרטיס גרפי, אנחנו באמת מדברים על הרכיב הפיזי. זה בנוי מ- PCB שאינו תלוי מלוח האם ומסופק עם מחבר, בדרך כלל PCI-Express, איתו הוא יחובר ללוח האם עצמו. על PCB זה מותקן את ה- GPU, וגם את הזיכרון הגרפי או VRAM יחד עם רכיבים כמו VRM, יציאות חיבור וכיור הקירור עם מאוורריו.

המשחקים לא היו קיימים אלמלא כרטיסי מסך, במיוחד אם מדובר במחשבים או מחשבים אישיים. בהתחלה, כולם יידעו שלמחשבים לא היה ממשק גרפי, היה לנו רק מסך שחור עם הנחיה להזנת פקודות. הפונקציות הבסיסיות הללו רחוקות מלהיות עכשיו בעידן המשחקים, בהן יש לנו ציוד עם ממשק גרפי מושלם וברזולוציות אדירות המאפשרות לנו לטפל בסביבות ובדמויות כמעט כאילו היו החיים האמיתיים.

מדוע להפריד בין GPU ומעבד

כדי לדבר על כרטיסים גרפיים קנייניים, עלינו לדעת תחילה מה הם מביאים לנו ומדוע הם כה חשובים כיום. כיום לא יכולנו להעלות על הדעת מחשב משחק ללא מעבד ו- GPU נפרדים פיזית.

מה עושה ה- CPU

כאן יש לנו את זה די פשוט, מכיוון שכולנו יכולים להבין מושג מה המעבד עושה במחשב. זוהי יחידת העיבוד המרכזית, דרכה עוברים כל ההוראות שנוצרו על ידי התוכנות וחלק גדול מהאשליות שנשלחו על ידי ציוד היקפי והמשתמש עצמו. התוכניות נוצרות על ידי רצף של הוראות שיבוצעו כדי ליצור תגובה המבוססת על גירוי קלט, יתכן וזה קליק פשוט, פקודה או מערכת ההפעלה עצמה.

כעת מגיע פרט שעלינו לזכור כשאנחנו רואים מה ה- GPU. המעבד מורכב מליבות, וגודל גדול אנו יכולים לומר. כל אחד מהם מסוגל לבצע הוראה אחת אחרי השנייה, יותר ליבות, מכיוון שניתן לבצע הוראות נוספות בו זמנית. ישנם סוגים רבים של תוכניות במחשב אישי, וסוגים רבים של הוראות מורכבות מאוד ומחולקות למספר שלבים. אך האמת היא שתוכנית לא מייצרת במקביל מספר גדול של הוראות אלה. כיצד אנו מוודאים שהמעבד "מבין" כל תוכנית שאנו מתקינים? מה שאנחנו צריכים הם גרעינים מעטים, מורכבים מאוד, ושהם מהירים מאוד לביצוע ההוראות במהירות, לכן נבחין שהתוכנית זורמת ומגיבה למה שאנחנו שואלים אותה.

הוראות בסיסיות אלה מצטמצמות לפעולות מתמטיות עם מספרים שלמים, פעולות לוגיות וגם כמה פעולות בנקודה צפה. האחרונים הם המסובכים ביותר מכיוון שמדובר במספרים אמיתיים גדולים מאוד שצריכים להיות מיוצגים באלמנטים קומפקטיים יותר תוך שימוש בסימון מדעי. תמיכה במעבד היא RAM, אחסון מהיר שחוסך תוכניות הפעלה והוראות שלהם לשלוח אותם באמצעות אוטובוס של 64 סיביות למעבד.

ומה עושה ה- GPU

בדיוק ה- GPU קשור קשר הדוק לפעולות הנקודות הצפות הללו עליהם דיברנו בעבר. למעשה, מעבד גרפי מבלה למעשה את כל זמנו בביצוע פעולות מסוג זה, מכיוון שיש להם קשר רב להוראות גרפיות. מסיבה זו, זה נקרא לעתים קרובות מעבד מעבד מתמטי, למעשה יש כזה בתוך ה- CPU, אך הרבה יותר פשוט מ- GPU.

ממה עשוי משחק? ובכן, בעיקרון תנועת הפיקסלים בזכות מנוע גרפי. זו לא יותר מתוכנית המתמקדת בחיקוי של סביבה דיגיטלית או עולם בו אנו נעים כאילו הייתה משלנו. בתוכניות אלה רוב ההוראות קשורות לפיקסלים ותנועתם ליצירת מרקמים. בתורו, למרקמים אלה יש צבע, נפח תלת ממדי ותכונות פיזיקליות של השתקפות האור. כל אלה הם בעצם פעולות של נקודה צפה עם מטריצות וגיאומטריות שצריך לעשות במקביל.

לכן ל- GPU אין 4 או 6 ליבות, אלא אלפים מהן, כדי לבצע את כל הפעולות הספציפיות הללו במקביל שוב ושוב. בטח, ליבות אלה אינן "חכמות" כמו ליבות המעבד, אך הן יכולות לבצע פעולות רבות יותר מסוג זה בבת אחת. ל- GPU יש גם זיכרון משלו, GRAM, שהוא מהיר בהרבה מה- RAM רגיל. יש לו אוטובוס גדול בהרבה, בין 128 ל 256 ביטים כדי לשלוח הוראות רבות יותר ל- GPU.

בסרטון אותו אנו משאירים אותך מקושרים, ציידי המיתוסים מחקים את פעולתם של מעבד ו- GPU ומבחינת מספר הליבות שלהם בכל הקשור לצביעת תמונה.

youtu.be/-P28LKWTzrI

מה המעבד וה- GPU עושים יחד

בשלב זה כבר חשבתם שבמחשבי המשחקים המעבד משפיע גם על הביצועים הסופיים של המשחק ועל ה- FPS שלו. ברור שיש הוראות רבות שאחריות המעבד.

המעבד אחראי לשליחת נתונים בצורת קודקודים ל- GPU, כך שהוא "מבין" אילו טרנספורמציות (תנועות) פיזיות עליו לעשות למרקמים. זה נקרא " קודקוד שיידר" או פיזיקת תנועה. לאחר מכן, ה- GPU משיג מידע על אילו מהקודקודים הללו יהיה גלוי, מה שהופך את מה שמכונה גזירת הפיקסלים על ידי רסטוריזציה. כשאנחנו כבר מכירים את הצורה ואת תנועתה, זה הזמן להחיל את המרקמים, ב- Full HD, UHD או בכל רזולוציה, ואת השפעותיהם התואמות, זה יהיה תהליך ה- Pixel Shader.

מאותה סיבה, ככל שיש למעבד יותר כוח, כך הוא יכול לשלוח הוראות קודקוד ל- GPU, כך שהוא ינעל אותו טוב יותר. אז ההבדל העיקרי בין שני המרכיבים הללו הוא ברמת ההתמחות ומידת ההקבלה בעיבוד עבור ה- GPU.

מה זה APU?

ראינו כבר מה זה GPU ותפקודו במחשב אישי, ויחסים עם המעבד. אבל זה לא האלמנט הקיים היחיד שמסוגל להתמודד עם גרפיקה תלת מימדית, וזו הסיבה שיש לנו את ה- APU או יחידת המעבד המואץ.

מונח זה הומצא על ידי AMD לקרוא למעבדיו עם GPU המשולב באותה חבילה. אכן, המשמעות היא שבתוך המעבד עצמו יש לנו שבב או יותר נכון לומר, ערכת שבבים המורכבת מכמה ליבות המסוגלות לעבוד עם גרפיקה תלת מימדית באותו אופן שבו עושה כרטיס גרפי. למעשה, לרבים מהמעבדים של ימינו יש מעבד מסוג זה, הנקרא IGP (מעבד גרפי משולב) בפני עצמו.

אך כמובן שלא ניתן להשוות בין הביצועים של כרטיס גרפי לאלפי ליבות פנימיות עם IGP המשולב בתוך ה- CPU עצמו. כך שיכולת העיבוד שלה עדיין נמוכה בהרבה, מבחינת הכוח הגולמי. לכך אנו מוסיפים את העובדה כי אין לך זיכרון ייעודי מהיר כמו ה- GDDR של כרטיסי הגרפיקה, ומספיק עם חלק מזיכרון ה- RAM לניהול הגרפי שלו.

אנו מכנים כרטיסים גרפיים עצמאיים כרטיסי גרפיקה ייעודיים, ואילו אנו מכנים כרטיסים גרפיים פנימיים IGP. למעבדי Intel Core ix יש כמעט כולם GPU משולב הנקרא Intel HD / UHD Graphics, למעט הדגמים עם ה- F בסוף. AMD עושה את אותו הדבר עם חלק ממעבדי ה- CPU שלו, ובמיוחד ה- Ryzen מסדרת G והאתלון, עם גרפיקה בשם Radeon RX Vega 11 ו- Radeon Vega 8.

קצת היסטוריה

רחוק הם מחשבי הטקסט בלבד הישנים שיש לנו עכשיו, אבל אם משהו היה קיים בכל הגילאים הוא הרצון ליצור עולמות וירטואליים יותר ויותר מורכבים כדי לטבול את עצמנו בפנים.

בציוד הצרכן הכללי הראשון עם Intel 4004, 8008 ומעבדי החברה, כבר היו לנו כרטיסים גרפיים, או משהו דומה. אלה היו מוגבלים רק לפרשנות הקוד ולהצגתו על גבי מסך בצורת טקסט רגיל של כ -40 או 80 עמודות, וכמובן במונוכרום. למעשה, הכרטיס הגרפי הראשון נקרא MDA (מתאם נתונים של Monocrome). היה לו זיכרון RAM משלו של לא פחות מ- 4KB, כדי לספק גרפיקה מושלמת בצורה של טקסט רגיל ב 80 × 25 עמודות.

לאחר מכן הגיעו כרטיסי הגרפיקה CGA (מתאם גרפי צבעוני), בשנת 1981 החלה יבמ לשווק את הכרטיס הגרפי הראשון. זה היה מסוגל להציג 4 צבעים בו זמנית מפלטת 16 פנימית ברזולוציה של 320 × 200. במצב טקסט זה היה מסוגל להעלות את הרזולוציה ל 80 × 25 עמודות או למה ששווה ל 640 × 200.

אנו ממשיכים להתקדם, עם כרטיס הגרפי HGC או הרקולס, השם מבטיח! כרטיס מונוכרום שהעלה את הרזולוציה ל- 720 × 348 והיה מסוגל לעבוד לצד CGA כדי לקבל עד שני יציאות וידאו שונות.

הקפיצה לכרטיסים עם גרפיקה עשירה

או ליתר דיוק EGA, מתאם הגרפיקה המשופרת שנוצר בשנת 1984. זה היה הכרטיס הגרפי הראשון עצמו, המסוגל לעבוד עם 16 צבעים ורזולוציות של עד 720 × 540 עבור דגמי ATI Technologies, האם זה נשמע לכם מוכר, נכון?

בשנת 1987 מיוצרת רזולוציה חדשה, ומחבר הווידיאו של ISA ננטש לאמץ את יציאת VGA (Video Graphics Array), המכונה גם Sub15-D, יציאה טורית אנלוגית ששימשה עד לא מזמן ל- CRT ואפילו פאנלים. TFT. כרטיסי הגרפיקה החדשים העלו את לוח הצבעים שלה ל 256, ואת זיכרון ה- VRAM שלו ל 256KB. בשלב זה, משחקי מחשב החלו להתפתח עם הרבה יותר מורכבות.

זה היה בשנת 1989 כאשר כרטיסים גרפיים הפסיקו להשתמש בלוח צבעים והתחילו להשתמש בעומק הצבעים. עם תקן VESA כחיבור ללוח האם, האוטובוס הורחב ל -32 ביטים, כך שהם כבר הצליחו לעבוד עם כמה מיליוני צבעים ורזולוציות של עד 1024x768p בזכות המסכים עם יציאת SuperVGA. כרטיסים איקוניים כמו ATI Match 32 או Match 64 עם ממשק של 64 סיביות היו מהטובים ביותר באותה תקופה.

חריץ ה- PCI מגיע ואיתו המהפכה

תקן VESA היה אוטובוס ממש גדול, ולכן בשנת 1993 הוא התפתח לתקן PCI, זה שיש לנו היום עם הדורות השונים שלו. זה אפשר לנו כרטיסים קטנים יותר, ויצרנים רבים הצטרפו למסיבה כמו Creative, Matrox, 3dfx עם הוודו והוודו 2 שלהם, ו- Nvidia אחת עם דגמי RIVA TNT ו- TNT2 הראשונים שלה שיצאה בשנת 1998. באותה העת הופיעו הספריות הספציפיות הראשונות להאצה בתלת מימד, כמו DirectX של מיקרוסופט ו- OpenGL של Silicon Graphics.

עד מהרה הפך אוטובוס ה- PCI קטן מדי, עם כרטיסים המסוגלים להתייחס ל -16 ביטים ולגרפיקה תלת-ממדית ברזולוציה של 800x600p, כך שנוצר האוטובוס AGP (Advanced Graphics Port). לאוטובוס זה היה ממשק דמוי PCI דמוי PCI אך הגדיל את האוטובוס שלו ב- 8 ערוצים נוספים כדי לתקשר עם RAM מהר יותר. האוטובוס שלו עבד במהירות 66 מגה הרץ ורוחב פס של 256 מגהביט לשנייה, כאשר עד 8 גרסאות (AGP x8) הגיעו עד 2.1 ג'יגה-בייט / ש ', ואשר בשנת 2004 יוחלף על ידי האוטובוס PCIe.

כאן כבר הקמנו היטב את שתי חברות כרטיסי הגרפיקה הגדולות התלת מימדיות כמו Nvidia ו- ATI. אחד הקלפים הראשונים שסימנו את העידן החדש היה Nvidia GeForce 256, הטמיע טכנולוגיית T&L (חישובי תאורה וגיאומטריה). ואז מדורגים מעל יריביו כמי שמאיץ גרפיקה מצולע תלת-ממדי ראשון ותואם Direct3D. זמן קצר לאחר מכן ATI תשחרר את הראדון הראשון שלה, ובכך עיצב את שמותיהן של שתי היצרניות עבור כרטיסי הגרפיקה המשחקים שלה שנמשכים עד היום, גם לאחר רכישת ATI על ידי AMD.

אוטובוס ה- PCI Express וכרטיסי הגרפיקה הנוכחיים

ולבסוף אנו מגיעים לעידן הנוכחי של כרטיסים גרפיים, כאשר בשנת 2004 ממשק VGA לא עבד יותר והוחלף על ידי PCI-Express. אוטובוס חדש זה איפשר העברות של עד 4 ג'יגה-בייט / ש ' הן כלפי מעלה ומטה בו זמנית (נתיבי 250 מגה-בתים x16). בתחילה זה היה מחובר לגשר הצפוני של לוח האם, והוא ישתמש בחלק מה- RAM לווידאו, עם השם TurboCaché או HyperMemory. אולם מאוחר יותר עם שילוב הגשר הצפוני במעבד עצמו, 16 נתיבי ה- PCIe הללו היו עוברים בתקשורת ישירה עם המעבד.

עידן ה- ATI Radeon HD ו- Nvidia GeForce התחיל והפך למייסדים המובילים של כרטיסי גרפיקה למשחקים למחשבים בשוק. Nvidia בקרוב תוביל את ההובלה עם GeForce 6800 שתמך ב- DirectX 9.0c לעומת ATI Radeon X850 Pro שהיה קצת מאחור. לאחר מכן, שני המותגים המשיכו לפתח את ארכיטקטורת ה- Shader המאוחדת עם Radeon HD 2000 והסדרה GeForce 8 שלהם. למעשה, Nvidia GeForce 8800 GTX החזק היה אחד הקלפים החזקים ביותר בדורו, ואפילו אלה שבאו אחריו, היה הקפיצה המוחלטת של Nvidia לעליונות. בשנת 2006 זה היה כאשר AMD קנה את ATI ואת הכרטיסים שלהם שונה שם AMD Radeon.

לבסוף אנו עומדים על כרטיסים התואמים לספריות DirectX 12, Open GL 4.5 / 4.6, כאשר הראשונה היא Nvidia GTX 680 ו- AMD Radeon HD 7000. דורות רצופים הגיעו משני היצרנים, במקרה של Nvidia יש לנו את Maxwell (GeForce 900), Pascal (GeForce 10) ו- Turing (Geforce 20) אדריכלות, בעוד של- AMD יש את הפולאריס (Radeon RX), GCN (Radeon Vega) ועכשיו ה- RDNA (Radeon RX 5000).

חלקים וחומרה של כרטיס גרפי

אנו הולכים לראות את החלקים העיקריים בכרטיס גרפי כדי לזהות אילו אלמנטים וטכנולוגיות עלינו לדעת בעת רכישת אחד מהם. כמובן שהטכנולוגיה מתקדמת הרבה כך שנעדכן בהדרגה את מה שאנחנו רואים כאן.

ערכת שבבים או GPU

אנו כבר יודעים היטב מה הפונקציה של המעבד הגרפי של כרטיס, אך חשוב לדעת מה יש לנו בפנים. זהו ליבת העניין, ובפנים אנו מוצאים מספר עצום של ליבות שאחראיות על ביצוע פונקציות שונות, במיוחד בארכיטקטורה המשמשת כיום את Nvidia. בפנים אנו מוצאים את הליבות בהתאמה ואת זיכרון המטמון המשויך לשבב, שבדרך כלל יש לו L1 ו- L2.

בתוך Nvidia GPU אנו מוצאים את ליבות ה- CUDA או CUDA, אשר כביכול, אחראיות על ביצוע חישובי הכלל של נקודה צפה. ליבות אלה בכרטיסי AMD נקראות מעבדי זרם. מספר זהה בכרטיסים של יצרנים שונים אינו אומר אותה קיבולת, מכיוון שאלו יהיו תלויים בארכיטקטורה.

בנוסף, Nvidia כוללת גם ליבות טנסור וליבות RT. ליבות אלה מיועדות למעבד עם הוראות מורכבות יותר לגבי איתור קרני זמן אמת, אחת היכולות החשובות בכרטיס הדור החדש של היצרן.

זיכרון GRAM

זיכרון GRAM פועל כמעט באותה פונקציה כמו זיכרון ה- RAM של המחשב שלנו, ומאחסן את המרקמים והאלמנטים העומדים לעבד ב- GPU. בנוסף, אנו מוצאים יכולות גדולות מאוד, כיום יש יותר מ- 6 GB כמעט בכל כרטיסי הגרפיקה המתקדמים.

זהו זיכרון מסוג DDR, ממש כמו זיכרון RAM, ולכן התדר האפקטיבי שלו תמיד יהיה כפול מתדר השעון, משהו שכדאי לזכור כשמדובר בנתוני שעון-יתר ומפרט. נכון לעכשיו רוב הקלפים משתמשים בטכנולוגיית GDDR6, אם כפי שאתה שומע DDR6, בעוד שב- RAM RAM רגיל הם DDR4. זיכרונות אלו מהירים בהרבה מ- DDR4, ומגיעים לתדרים של עד 14, 000 מגהרץ (14 ג'יגה-סיביות) ביעילות עם שעון במהירות 7, 000 מגה-הרץ. בנוסף, רוחב האוטובוס שלה גדול בהרבה, ולעתים מגיע ל- 384 ביטים ב- Nvidia טווח עליון.

אך עדיין יש זיכרון שני ש- AMD השתמשה בו Radeon VII, במקרה של HBM2. לזיכרון זה אין מהירויות גבוהות כמו GDDR6, אלא במקום זאת מציע לנו רוחב אוטובוס אכזרי של עד 2048 ביט.

VRM ו- TDP

ה- VRM הוא האלמנט האחראי על אספקת חשמל לכל מרכיבי הכרטיס הגרפי, במיוחד ה- GPU וזיכרון ה- GRAM שלו. זה מורכב מאותם אלמנטים כמו ה- VRM של לוח אם, כאשר ה- MOSFETS שלו משמשים כמיישרים זרם DC-DC, החונקים והקבלים שלו. באופן דומה, שלבים אלה מחולקים ל- V_core ו- V-SoC, עבור GPU וזיכרון.

בצד TDP, זה אומר בדיוק אותו הדבר כמו במעבד. זה לא קשור לחשמל הצורך על ידי המעבד, אלא לכוח בצורת חום שהוא מייצר עומס מקסימאלי עובד.

כדי להעביר את הכרטיס אנו זקוקים למחבר חשמל. נכון לעכשיו משתמשים בתצורות של 6 + 2 פינים עבור הכרטיסים, מכיוון שחריץ ה- PCIe עצמו מסוגל רק לספק מקסימום 75W, בעוד ש- GPU יכול לצרוך יותר מ- 200W.

ממשק חיבור

ממשק החיבור הוא הדרך לחיבור הכרטיס הגרפי ללוח האם. נכון לעכשיו כל הכרטיסים הגרפיים הייעודיים מתפקדים באמצעות אוטובוס PCI-Express 3.0 פרט לכרטיסי AMD Radeon XR 5000 החדשים ששודרגו ל- PCIe 4.0 Bus.

למטרות מעשיות, לא נבחין בהבדל, מכיוון שכמות הנתונים המוחלפים כיום באוטובוס זה עם 16 קוים היא הרבה פחות מהיכולת שלו. מתוך סקרנות, PCIe 3.0 x16 מסוגל לשאת 15.8 ג'יגה-בתים / שניות מעלה ומטה בו זמנית, ואילו PCIe 4.0 x16 מכפיל את הקיבולת ל -31.5 גיגה-בייט / שניות. בקרוב כל ה- GPU יהיה PCIe 4.0 זה ברור. איננו צריכים לדאוג להחזיק לוח PCIe 4.0 וכרטיס 3.0, מכיוון שהתקן תמיד מציע תאימות לאחור.

יציאות וידאו

ואחרון חביב, ברשותנו מחברי הווידיאו, אלה הדרושים לנו כדי לחבר את הצג או המסכים שלנו ולקבל את התמונה. בשוק הנוכחי יש לנו ארבעה סוגים של חיבור וידאו:

• HDMI: ממשק מולטימדיה בהבחנה גבוהה הוא תקן תקשורת למכשירי מולטימדיה עם תמונה וצליל לא דחוסים. גרסת ה- HDMI תשפיע על קיבולת התמונה שנוכל להשיג מכרטיס הגרפי. הגרסה האחרונה היא HDMI 2.1, המציעה רזולוציה מקסימלית של 10K, ומשחקת 4K במהירות 120Hz ו -8K על 60Hz. ואילו גרסה 2.0 מציעה 4K @ 60Hz ב 8 סיביות. DisplayPort: זהו גם ממשק סדרתי עם צליל ותמונה לא דחוסים. כמו קודם, גרסת הפורט הזו תהיה חשובה מאוד, ואנחנו נצטרך שהיא תהיה לפחות 1.4, מכיוון שלגרסה זו יש תמיכה בהפעלת תוכן ב- 8K במהירות של 60 הרץ וב -4K ב -120 הרץ עם לא פחות מ -30 ביטים. וב- HDR. ללא ספק הטוב מכולם כיום. USB-C: USB Type-C מגיע ליותר ויותר מכשירים, בזכות המהירות הגבוהה והאינטגרציה שלו עם ממשקים כמו DisplayPort ו- Thunderbolt 3 במהירות 40 ג'יגה-בתים לשנייה. USB זה כולל מצב חלופי DisplayPort, הוא DisplayPort 1.3, עם תמיכה להצגת תמונות ברזולוציית 4K במהירות 60 הרץ. באופן דומה Thunderbolt 3 מסוגל לשחק תוכן ב- UHD באותם תנאים. DVI: זהו מחבר לא סביר למצוא אותו במוניטורים נוכחיים, בהיותו האבולוציה של VGA לאות דיגיטלי בחדות גבוהה. אם אנו יכולים להימנע מכך, טוב יותר מאשר טוב יותר, כאשר הנפוצה ביותר היא DVI-DL.

כמה חזק כרטיס גרפי

כדי להתייחס לכוחו של כרטיס גרפי, יש צורך להכיר כמה מושגים המופיעים בדרך כלל במפרטים ובמידות המידה שלו. זו תהיה הדרך הטובה ביותר לדעת לעומק את הכרטיס הגרפי שאנחנו רוצים לקנות וגם לדעת להשוות אותו עם התחרות.

שיעור FPS

ה- FPS הוא Framerate או Frames per Second. הוא מודד את התדירות שבה המסך מציג תמונות של וידאו, משחק או מה שמוצג עליו. ל- FPS יש הרבה קשר לאופן בו אנו תופסים תנועה בתמונה. ככל ש- FPS יותר, תחושה נוזלת יותר שתיתן לנו תמונה. בקצב של 60 FPS ומעלה, העין האנושית בתנאים רגילים תעריך תמונה נוזלית לחלוטין, שתדמה את המציאות.

אך כמובן שהכל לא תלוי בכרטיס הגרפי, מכיוון שקצב הרענון של המסך יסמן את ה- FPS שנראה. FPS זהה ל- Hz, ואם מסך הוא 50 הרץ, המשחק יצפה במקסימום 60 FPS, גם אם ה- GPU מסוגל לשחק אותו ב 100 או 200 FPS. כדי לדעת מה יהיה שיעור ה- FPS המרבי ש- GPU יוכל לייצג, עלינו לבטל את הסנכרון האנכי באפשרויות המשחק.

אדריכלות ה- GPU שלך

לפני שראינו של- GPUs יש ספירה מסוימת של ליבות פיזיות שעלולות לגרום לנו לחשוב שככל שיותר, הביצועים הטובים יותר יביאו לנו. אבל זה לא בדיוק כך, מכיוון שכמו בארכיטקטורת ה- CPU, הביצועים ישתנו אפילו עם אותה מהירות ואותן ליבות. אנו קוראים IPC זה או הוראות לכל מחזור.

הארכיטקטורה של כרטיסים גרפיים התפתחה עם הזמן והופיעה במופעים פשוטים מרהיבים. הם מסוגלים לתמוך ברזולוציות 4K מעל 60Hz או אפילו ברזולוציות של 8K. אבל הכי חשוב, זו היכולת הגדולה שלה להנפיש ולהעניק טקסטורות עם אור בזמן אמת, ממש כמו שעינינו עושות בחיים האמיתיים.

נכון לעכשיו יש לנו את ה- Nvidia עם ארכיטקטורת טיורינג שלה, המשתמשת בטרנזיסטורים של Finnf 12nm לבניית ערכות השבבים של ה- RTX החדש. לארכיטקטורה זו שני אלמנטים דיפרנציאליים שעד כה לא היו קיימים בציוד צרכני, יכולת ה- Ray Tracing בזמן אמת ו- DLSS (Deep Learning Super Sampling). הפונקציה הראשונה מנסה לדמות את מה שקורה בעולם האמיתי, וחושבת כיצד האור משפיע על עצמים וירטואליים בזמן אמת. השנייה, מדובר בסדרה של אלגוריתמים של בינה מלאכותית איתם הקלף מעניק את המרקמים ברזולוציה נמוכה יותר כדי לייעל את ביצועי המשחק, זה כמו סוג של אנטי-אסייאציה. האידיאל הוא לשלב DLSS ו- Ray Tracing.

על ידי AMD, היא גם שיחררה ארכיטקטורה, אם כי נכון שהיא קיימת בד בבד עם הקודמים מייד כדי שיהיה להם מגוון רחב של כרטיסים שלמרות שהיא נכונה, הם לא ברמה של הטווח העליון של Nvidia. עם RDNA, AMD הגדילה את ה- IPC של ה- GPUs שלה ב- 25% בהשוואה לארכיטקטורת CNG, ובכך השיגה 50% יותר מהירות לכל וואט שנצרך.

תדר שעון ומצב טורבו

יחד עם הארכיטקטורה, שני פרמטרים חשובים מאוד בכדי לראות את הביצועים של ה- GPU, שהם אלה של תדר שעון הבסיס שלו והגידול במצב טורבו של המפעל או מצב של שעון יתר. בדומה למעבדים, גם GPUs מסוגלים לשנות את תדירות העיבוד הגרפי שלהם לפי הצורך בכל זמן נתון.

אם אתה מסתכל, התדרים של כרטיסים גרפיים נמוכים בהרבה מאלו של המעבדים, והם בסביבות 1600-2000 מגהרץ. הסיבה לכך היא שהמספר הגדול יותר של הליבות מספק את הצורך בתדר גבוה יותר, על מנת לשלוט על ה- TDP של הכרטיס.

בשלב זה יהיה חיוני לדעת שבשוק יש לנו דגמי ייחוס וכרטיסים מותאמים אישית. הראשונים הם הדגמים ששוחררו על ידי היצרנים עצמם, Nvidia ו- AMD. שנית, היצרנים בעצם לוקחים מכשירי GPU וזיכרונות כדי להרכיב את שלהם עם רכיבים בעלי קירור קירור גבוה יותר. המקרה הוא שגם תדירות השעון שלו משתנה, ודגמים אלה נוטים להיות מהירים יותר מזו המתייחסים.

TFLOPS

יחד עם תדר השעון יש לנו את ה- FLOPS (פעולות של נקודה צפה בשנייה). ערך זה מודד את פעולות הנקודה הצפה שמעבד מסוגל לבצע בשנייה אחת. זו נתון המודד את ההספק הגולמי של ה- GPU, וגם של המעבדים. נכון לעכשיו אנחנו לא יכולים פשוט לדבר על FLOSP, היו מ- TeraFLOPS או TFLOPS.

אל לנו להתבלבל ולחשוב שיותר TFLOPS פירושו שהכרטיס הגרפי שלנו טוב יותר. זה בדרך כלל המקרה, מכיוון שאתה אמור להיות מסוגל להזיז מרקמים בצורה חופשית יותר. אך אלמנטים אחרים כמו כמות הזיכרון, המהירות שלו והארכיטקטורה של ה- GPU והמטמון שלו יעשו את ההבדל.

TMUs ו- ROPs

אלה מונחים שיופיעו בכל כרטיסי הגרפיקה, והם אכן נותנים לנו מושג טוב לגבי מהירות העבודה של אותו הדבר.

TMU מהווה יחידת מיפוי טקסטורה. אלמנט זה אחראי על מימד, סיבוב ועיוות של תמונת מפת סיביות בכדי למקם אותו במודל תלת מימדי שישמש כמרקם. במילים אחרות, היא מיישמת מפה צבעונית על אובייקט תלת-ממדי, שאפורי קודם יהיה ריק. ככל ש- TMU יותר, כך ביצועי המרקם גבוהים יותר כך הפיקסלים יתמלאו מהר יותר ונקבל יותר FPS. יחידות TMU נוכחיות כוללות יחידות כיוון מרקם (TA) ויחידות סינון מרקם (TF).

כעת אנו פונים לראות את ה- ROPs או יחידות Raster. יחידות אלה מעבדות את מידע הטקסל מזיכרון ה- VRAM ומבצעות פעולות מטריצה ​​וקטורית כדי לתת ערך סופי לפיקסל, שיהיה העומק שלו. זה נקרא רסטוריזציה, וביסודו שליטה על אנטי-אסיזציה או מיזוג של ערכי הפיקסלים השונים שנמצאים בזיכרון. DLSS הוא בדיוק התפתחות של תהליך זה לייצר

כמות הזיכרון, רוחב הפס ורוחב האוטובוס

אנו יודעים שיש כמה סוגים של טכנולוגיות לזיכרון VRAM, כאשר כיום השימוש בהם הוא הנפוץ ביותר הוא GDDR5 ו- GDDR6, עם מהירויות של עד 14 ג'יגה-ביט לשנייה. כמו ב- RAM, ככל שזיכרון רב יותר, כך נוכל לאחסן יותר פיקסלים, טקסטים וטקסטים. זה משפיע מאוד על הרזולוציה בה אנו משחקים, על רמת הפירוט בעולם ועל מרחק הצפייה. כרגע כרטיס גרפי יצטרך לפחות 4 GB של VRAM כדי להיות מסוגל לעבוד עם משחקי הדור החדש ברזולוציית Full HD וברזולוציות גבוהות יותר.

רוחב אוטובוס הזיכרון מייצג את מספר הסיביות שניתן להעביר במילה או בהוראות. אלה ארוכים בהרבה מאלו שמשמשים מעבדי CPU, עם אורכים בין 192 ל 384 ביט, בואו ונזכור את מושג ההקבלה בעיבוד.

רוחב הפס של הזיכרון הוא כמות המידע הניתנת להעברה ליחידת זמן ונמדדת ב- GB / s. ככל שרוחב האוטובוס גדול יותר ותדירות הזיכרון גדולה יותר, כך יהיה לנו רוחב פס רב יותר, מכיוון שכמות המידע שיכולה לעבור דרכו גדולה יותר. זה ממש כמו האינטרנט.

תאימות API

ממשק API הוא בעצם מערכת ספריות המשמשות לפיתוח ועבודה עם יישומים שונים. פירושו תכנות יישומים, והוא האמצעי שבו יישומים שונים מתקשרים זה עם זה.

אם אנו עוברים לעולם המולטימדיה, יש לנו גם ממשקי API המאפשרים הפעלה ויצירה של משחקים ווידאו. המפורסם מכולם יהיה DirectX שנמצא בגרסה ה -12 מאז 2014, ובעדכונים האחרונים יישם את Ray Tracing, יכולות לתכנות של MSAA ומציאות מדומה. גרסת הקוד הפתוח היא OpenGL שהיא גרסה 4.5 ומשמשת גם על ידי משחקים רבים. סוף סוף יש לנו את Vulkan, ממשק API שפותח במיוחד עבור AMD (קוד המקור שלו היה מ- AMD והוא הועבר לחרונוס).

יכולת אוברקלוקינג

לפני שדיברנו על תדירות הטורבו של ה- GPUs, אך ניתן גם להגדיל אותו מעל גבולותיו על ידי השעון יתר עליו. תרגול זה מנסה בעצם למצוא יותר FPS במשחקים, יותר שטף לשיפור התגובה שלנו.

יכולת ה- overclocking של המעבדים היא סביב 100 או 150 מגה הרץ, אם כי חלקם מסוגלים לתמוך במשהו פחות או משהו פחות, תלוי בארכיטקטורה שלהם ובתדירות המרבית שלהם.

אבל אפשר גם לנעול את זיכרונות ה- GDDR וגם הרבה. זיכרון GDDR6 ממוצע שעובד במהירות 7000 מגה הרץ תומך בהעלאות של עד 900 ו -1000 מגה הרץ, ובכך מגיע ליעיל של עד 16 ג'יגה-סיביות לשנייה. למעשה, זהו האלמנט שמגדיל את קצב ה- FPS של המשחק ביותר, עם עליות של אפילו 15 FPS.

כמה מתוכניות האוברקלוקינג הטובות ביותר הן Evga Precision X1, MSI AfterBurner ו- AMD WattMan עבור Radeons. למרות שליצרנים רבים יש משלהם, כמו AORUS, צבעוני, אסוס וכו '.

מדדי הבדיקה לכרטיס הגרפי

מדדים הם בדיקות מתח וביצועים אשר תוספי חומרה מסוימים במחשב האישי שלנו עוברים על מנת להעריך ולהשוות את הביצועים שלהם מול מוצרים אחרים בשוק. כמובן שישנם אמות מידה להערכת הביצועים של כרטיסים גרפיים, ואפילו מערך ה- CPU-גרפי.

בדיקות אלה כמעט תמיד מציגות ציון חסר ממדים, כלומר ניתן לרכוש אותו רק עם אלו שנוצרו על ידי אותה תוכנית. בצד הנגדי יהיה ה- FPS ודוגמא TFLOPS. התוכנות הנפוצות ביותר עבור מדדי כרטיסי גרפי הם 3DMark, הכולל מספר רב של בדיקות שונות, PassMark, VRMark או GeekBench. לכולם יש טבלת נתונים סטטיסטיים משלהם כדי לקנות את ה- GPU שלנו עם התחרות.

הגודל משנה… וגם הקירור

כמובן שחשובים לחברים, אז לפני שקונים כרטיס גרפי, המעט שאנחנו יכולים לעשות זה ללכת למפרט שלו ולראות מה הוא מודד. אז נעבור לשלדה שלנו ונמדוד איזה מקום יש לנו עבורו.

כרטיסים גרפיים ייעודיים כוללים GPUs חזקים מאוד עם TDP של מעל 100 וואט בכולם. המשמעות היא שהם הולכים להתחמם, למען האמת, אפילו יותר חם ממעבדים. מסיבה זו, לכולם יש כיורי קירור גדולים התופסים כמעט את כל PCB האלקטרוניקה.

בשוק אנו יכולים למצוא בעיקרון שני סוגים של כיורי קירור.

• מפוח: סוג זה של גוף הקירור הוא למשל זה שיש לו את דגמי ההתייחסות AMD Radeon RX 5700 ו- 5700 XT או Nvidia GTX 1000 הקודם. מאוורר יחיד מוצץ אוויר אנכי וגורם לו לזרום דרך צינור הקיר הסיני. כיורי קירור אלה גרועים מאוד, מכיוון שזה דורש מעט אוויר ומהירות המעבר דרך צינור הקירור נמוכה. זרימה צירית: הם המאווררים של פעם בחיים, הממוקמים אנכית בצינור הקירור ודוחפים אוויר לעבר הסנפירים שיצאו אחר כך מהצדדים. הוא משמש בכל הדגמים המותאמים אישית להיות זה שנותן את הביצועים הטובים ביותר. אפילו קירור נוזלי: בחלק מדגמי הדגמים יש כיורי קירור שמטמיעים מערכת קירור נוזלית, למשל Asus Matrix RTX 2080 Ti.

כרטיסים בהתאמה אישית

אנו מכנים את הדגמים הגרפיים שהורכבו על ידי יצרני חומרה גנריים כמו Asus, MSI, Gigabyte וכו '. אלה קונים ישירות את שבבי הגרפיקה והזיכרונות מהיצרן הראשי, AMD או Nvidia, ואז מרכיבים אותם על גבי PCB שנעשה על ידם יחד עם גוף קירור שנוצר גם על ידם.

הדבר הטוב בכרטיס זה הוא שהם מגיעים לאחור מהמפעל, עם תדר גבוה יותר מדגמי הייחוס, כך שהם יבצעו קצת יותר. גם כיור הקירור שלה טוב יותר וה- VRM שלו, ואפילו לרבים יש RGB. הדבר הרע הוא שהם בדרך כלל יקרים יותר. פן חיובי נוסף הוא שהם מציעים סוגים רבים של גדלים, עבור מארז ATX, Micro ATX או אפילו ITX, עם כרטיסים קטנים וקומפקטיים מאוד.

איך GPU או כרטיס גרפי של מחשב נייד למשחקים

בוודאי בשלב זה אנו תוהים אם למחשב נייד יכול להיות גם כרטיס גרפי ייעודי, והאמת היא שכן. למעשה, בסקירה המקצועית אנו מנתחים מספר עצום של מחשבים ניידים למשחקים עם GPU ייעודי.

במקרה זה, הוא לא יותקן בלוח הרחבה, אך ערכת השבבים תותלח ישירות על גבי ה- PCB הראשי של המחשב הנייד וקרוב מאוד למעבד. עיצובים אלה נקראים בדרך כלל Max-Q מכיוון שאין להם כיור קירור סופי ויש להם אזור מסוים בצלחת הבסיס עבורם.

בתחום זה, המלך הבלתי מעורער הוא Nvidia, עם ה- RTX ו- GTX Max-Q. מדובר בשבבים המותאמים למחשבים ניידים וצורכים 1/3 בהשוואה לדגמי שולחן העבודה ומקריבים רק 30% מהביצועים שלהם. זה מושג על ידי הפחתת תדירות השעון שלו, לפעמים על ידי הסרת ליבות מסוימות והאטת ה- GRAM.

על איזה מעבד אני מחבר בהתאם לכרטיס הגרפי שלי

כדי לשחק, כמו גם לבצע כל מיני משימות במחשב שלנו, אנחנו תמיד צריכים למצוא איזון ברכיבים שלנו בכדי להימנע מצוואר בקבוק. בצמצום זה לעולם הגיימינג וכרטיסי הגרפיקה שלנו, עלינו להשיג איזון בין GPU למעבד, כך שאיש מהם לא ייפגע והשני לרעה יתר על המידה. הכסף שלנו עומד על כף המאזניים, ואנחנו לא יכולים לקנות RTX 2080 ולהתקין אותו עם Core i3-9300F.

למעבד המרכזי תפקיד חשוב בעבודה עם גרפיקה כפי שכבר ראינו בסעיפים הקודמים. לכן עלינו לוודא שיש לו מספיק מהירות, ליבות ועיבוד חוטים כדי לעבוד עם הפיזיקה והתנועה של המשחק או הווידיאו ולשלוח אותם לכרטיס הגרפי מהר ככל האפשר.

בכל מקרה, תמיד תהיה לנו אפשרות לשנות את הגדרות הגרפיקה של המשחק כדי להפחית את ההשפעה של מעבד איטי מדי לדרישות. במקרה של ה- GPU קל לפצות על חוסר הביצועים שלו, פשוט על ידי הורדת הרזולוציה נגיע לתוצאות נהדרות. עם המעבד זה שונה, מכיוון שלמרות שיש פחות פיקסלים, הפיזיקה והתנועה יישארו כמעט זהים, והורדת איכות האפשרויות הללו יכולה להשפיע מאוד על חוויית המשחק הנכונה. להלן כמה אפשרויות המשפיעות על ה- CPU ואחרות ב- GPU:

הם משפיעים על ה- GPU	הם משפיעים על ה- CPU
באופן כללי אפשרויות טיוח	באופן כללי, האפשרויות הפיזיות
נגד כינוי	תנועת אופי
ריי מעקב	פריטים המוצגים על המסך
מרקמים	חלקיקים
טסלציה
מעובד לאחר
החלטה
חסימה סביבתית

בהתחשב בכך, אנו יכולים ליצור איזון כללי פחות או יותר לסיווג הציוד לפי המטרה שלשמה הם בנויים. זה יקל על השגת מפרטים מאוזנים פחות או יותר.

ציוד מולטימדיה ומשרדים זול

אנו מתחילים עם הבסיסי ביותר, או לפחות מה שנחשב לבסיסי יותר מלבד מחשבי המיני מחשבים עם סלרון. לכאורה, אם היינו מחפשים משהו זול, הדבר הטוב ביותר היה ללכת למעבדי Athlon של AMD או לפנטיום זהב של אינטל. בשני המקרים יש לנו גרפיקה משולבת ברמה טובה, כמו Radeon Vega במקרה הראשון, או גרפיקה של UHD במקרה של אינטל, התומכים ברזולוציות גבוהות וביצועים הגונים במשימות לא תובעניות.

בתחום זה אין טעם לחלוטין לקנות כרטיס גרפי ייעודי. מדובר במעבדים עם שתי ליבות שלא מתכוונות להניב מספיק בכדי להפחית את עלות הכרטיס. מה שכן, הגרפיקה המשולבת עתידה לתת לנו ביצועים הדומים למה ש- GPU ייעודי של 80-100 יורו יציע.

ציוד למטרות כלליות ומשחקים מתקדמים

אנו יכולים לשקול ציוד למטרות כלליות ככלי שיגיב היטב בנסיבות רבות ושונות. לדוגמא, גלישה, עבודה במשרד, עשיית דברים קטנים בעיצוב ואפילו עריכת סרטונים ברמה חובבנית וניגון מדי פעם ב- Full HD (אנחנו לא יכולים לבוא לכאן ולבקש הרבה יותר).

בתחום זה בולטת ה- Core Core i3 בעלת 4 ליבות והתדרים הגבוהים ובעיקר AMD Ryzen 3 3200G ו- 5 3400G עם גרפיקה משולבת של Radeon RX Vega 11 ומחיר מותאם מאוד. Ryzen אלה מסוגלים להעביר משחק דור אחרון בכבוד באיכות נמוכה ו- Full HD. אם אנחנו רוצים משהו קצת יותר טוב, בוא נעבור לזה הבא.

מחשב עם כרטיס גרפי למשחקי טווח בינוני וגבוה

בהיותנו משחקי טווח בינוני, כבר יכולנו להרשות לעצמנו Ryzen 5 2600 או Core i5-9400F בפחות מ- 150 יורו ולהוסיף GPU ייעודי כמו Nvidia 1650, 1660 ו- 1660 Ti, או AMD Radeon RX 570, 580 או 590. הם לא אופציות גרועות אם אנחנו לא רוצים לבזבז יותר מ- 250 יורו על כרטיס גרפי.

אך כמובן שאם אנו רוצים עוד עלינו להקריב קורבנות, וזה מה שזה אם אנו רוצים להשיג חווית משחק אופטימלית ב- Full HD או 2K באיכות גבוהה. במקרה זה, המעבדים המאושרים הם עדיין אפשרות נהדרת להיות 6 ליבות, אך נוכל לעלות ל- Ryzen 5 3600 ו- 3600X ול- Intel Core i5-9600K. עם אלה, יהיה כדאי לשדרג ל- RTX 2060/2070 Super של Nvidia ול- RX 5700/5700 XT של AMD.

צוות משחקי ועיצוב נלהב

כאן יהיו הרבה משימות עיבוד ומשחקים שרצים עם המסננים לכל היותר, לכן נצטרך מעבד של לפחות 8 ליבות וכרטיס גרפי חזק. AMD Ryzen 2700X או 3700X יהיו אופציה נהדרת, או Intel Core i7 8700K או 9700F. יחד איתם, מגיע לנו Nvidia RTX 2070 Super או AMD Radeon RX 5700 XT.

ואם אנחנו רוצים להיות קנאתם של החברים שלנו, בואו ונעלה על RTX 2080 Super, בוא נחכה קצת ל- Radeon 5800, ובואו נקבל AMD Ryzen 3900X או Intel Core i9-9900K. חוטפי הברגה אינם כרגע אפשרות ריאלית, אם כי אינטל X ו- XE של פלטפורמת LGA 2066 והעלות הגבוהה שלהם היא.

מסקנה לגבי הכרטיס הגרפי והדגמים המומלצים שלנו

עד כה מגיע פוסט זה בו אנו מסבירים בפירוט מספיק את המצב הנוכחי של כרטיסים גרפיים, כמו גם מעט מההיסטוריה שלהם מתחילתם. זהו אחד המוצרים הפופולאריים ביותר בעולם המחשוב, מכיוון שמחשב גיימינג בוודאי יבצע הרבה יותר מאשר קונסולה.

גיימרים אמיתיים משתמשים במחשבים כדי לשחק, במיוחד בספורט אלקטרוני או במשחקים תחרותיים ברחבי העולם. בתוכם, נסו תמיד להשיג את הביצועים המרביים האפשריים, להגדיל את ה- FPS, להפחית את זמני התגובה ולהשתמש ברכיבים המיועדים למשחקים. אבל שום דבר לא יתאפשר בלי כרטיסי מסך.

• איזה כרטיס גרפי אני קונה? הטובים בשוק הכרטיסים הגרפיים הטובים ביותר בשוק