Hình ảnh bạn nhìn thấy trên màn hình máy tính được tạo ra từ các chấm nhỏ gọi là pixel (điểm ảnh). Ở hầu hết các cài đặt độ phân giải phổ biến, màn hình hiển thị hơn 2 triệu điểm ảnh và máy tính phải quyết định xem phải làm gì với từng điểm ảnh để tạo hình ảnh.
Để làm được điều này, nó cần một trình dịch – thứ để lấy dữ liệu nhị phân từ CPU và biến nó thành một bức tranh mà bạn có thể nhìn thấy. Trình dịch này được gọi là bộ xử lý đồ họa hoặc GPU.
Hầu hết máy tính xách tay và máy tính để bàn tiêu dùng cấp thấp hiện nay đều có GPU phụ được tích hợp trong bộ xử lý chính của chúng, được gọi là đồ họa tích hợp. Tuy nhiên, các máy cấp độ chuyên nghiệp hoặc máy tùy chỉnh thường cũng sẽ có không gian cho một card đồ họa chuyên dụng. Ưu điểm của card đồ họa là nó thường có thể hiển thị hình ảnh phức tạp hơn nhanh hơn nhiều so với chip tích hợp.
Công việc của một card đồ họa rất phức tạp, nhưng các nguyên tắc và thành phần của nó rất dễ hiểu. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét các bộ phận cơ bản của card màn hình và chức năng của chúng. Chúng tôi cũng sẽ xem xét các yếu tố hoạt động cùng nhau để tạo ra một card đồ họa nhanh và hiệu quả.
Hãy coi máy tính như một công ty có bộ phận nghệ thuật riêng. Khi mọi người trong công ty muốn có một tác phẩm nghệ thuật, họ sẽ gửi yêu cầu đến bộ phận nghệ thuật. Bộ phận nghệ thuật quyết định cách tạo ra hình ảnh và sau đó đưa nó lên giấy. Kết quả cuối cùng là ý tưởng của ai đó trở thành một bức tranh thực tế, có thể xem được.
Card đồ họa hoạt động theo cùng một nguyên tắc. CPU, hoạt động cùng với các ứng dụng phần mềm, gửi thông tin về hình ảnh đến cạc đồ họa. Card đồ họa quyết định cách sử dụng các pixel trên màn hình để tạo hình ảnh. Sau đó, nó sẽ gửi thông tin đó đến màn hình thông qua một dây cáp.
Tạo một hình ảnh từ dữ liệu nhị phân là một quá trình đòi hỏi nhiều khó khăn. Để tạo hình ảnh 3-D, đầu tiên card đồ họa tạo một khung dây từ các đường thẳng. Sau đó, nó phân tán hình ảnh (điền vào các pixel còn lại). Nó cũng bổ sung ánh sáng, kết cấu và màu sắc. Đối với các trò chơi có nhịp độ nhanh, máy tính phải trải qua quá trình này khoảng 60 đến 120 lần mỗi giây. Nếu không có card đồ họa để thực hiện các phép tính cần thiết, khối lượng công việc sẽ là quá nhiều để máy tính có thể xử lý.
Card đồ họa hoàn thành nhiệm vụ này bằng cách sử dụng bốn thành phần chính:
- Kết nối bo mạch chủ cho dữ liệu và nguồn
- Bộ xử lý đồ họa (GPU) để quyết định phải làm gì với mỗi pixel trên màn hình
- Bộ nhớ video (VRAM) để lưu giữ thông tin về từng pixel và lưu trữ tạm thời các hình ảnh đã hoàn thành
- Kết nối màn hình để bạn có thể xem kết quả cuối cùng
Tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét bộ xử lý và bộ nhớ chi tiết hơn.
CPU là gì?
Giống như bo mạch chủ, card đồ họa là một bảng mạch in chứa bộ xử lý và VRAM. Nó cũng có một chip hệ thống đầu vào / đầu ra (BIOS) lưu trữ các cài đặt của thẻ và thực hiện chẩn đoán trên bộ nhớ, đầu vào và đầu ra khi khởi động.
Bộ xử lý của card đồ họa, được gọi là bộ xử lý đồ họa (GPU), tương tự như CPU của máy tính. Tuy nhiên, GPU được thiết kế đặc biệt để thực hiện các phép tính toán học và hình học phức tạp cần thiết cho việc kết xuất đồ họa. Một số GPU nhanh nhất có nhiều bóng bán dẫn hơn CPU trung bình.
GPU tạo ra rất nhiều nhiệt, vì vậy nó thường nằm dưới tản nhiệt hoặc quạt. Các chip tích hợp hơi khác một chút, ở chỗ chúng không có VRAM riêng và phải lấy từ cùng một kho dự trữ RAM như CPU. Sự khác biệt này có thể khiến hệ thống của bạn thiếu bộ nhớ khi chơi game với GPU tích hợp.
Ngoài sức mạnh xử lý của nó, GPU sử dụng chương trình đặc biệt để giúp nó phân tích và sử dụng dữ liệu. AMD và nVidia sản xuất phần lớn GPU trên thị trường và cả hai công ty đều đã phát triển các cải tiến riêng cho hiệu suất GPU. Bộ xử lý video ngày nay có thể cung cấp:
- Khử răng cưa toàn cảnh (FSAA), làm mịn các cạnh của vật thể 3-D
- Lọc dị hướng (AF), giúp hình ảnh trông sắc nét hơn
- Các hiệu ứng vật lý và hạt trong thời gian thực
- Màn hình đa màn hình
- Đầu ra video tốc độ khung hình cao
- Video độ nét cực cao với hàng triệu pixel
- Tính toán tăng tốc GPU
Mỗi công ty cũng đã phát triển các kỹ thuật cụ thể để giúp GPU áp dụng màu sắc, đổ bóng, kết cấu và hoa văn.
Khi GPU tạo ra hình ảnh, nó cần một nơi nào đó để chứa thông tin và hình ảnh đã hoàn thành. Nó sử dụng RAM của thẻ cho mục đích này, lưu trữ dữ liệu về từng pixel, màu sắc và vị trí của nó trên màn hình. Một phần của VRAM cũng có thể hoạt động như một bộ đệm khung, có nghĩa là nó chứa các hình ảnh đã hoàn thành cho đến khi hiển thị chúng. Thông thường, video RAM hoạt động ở tốc độ rất cao và được cổng kép, có nghĩa là hệ thống có thể đọc và ghi vào nó cùng một lúc.
Các card màn hình hiện đại cắm vào khe cắm mở rộng PCIe x16. Máy tính kiểu dáng nhỏ có đồ họa tích hợp, chẳng hạn như máy tính xách tay và máy tính để bàn mini, có thể không có khe cắm như vậy. Tuy nhiên, vẫn có thể kết nối cạc đồ họa bằng cách sử dụng một thiết bị thay thế đắt tiền được gọi là GPU bên ngoài.
Cách chọn một card đồ họa tốt
Dễ dàng nhận ra một card đồ họa hàng đầu. Nó có rất nhiều bộ nhớ và một bộ xử lý nhanh. Thông thường, nó cũng hấp dẫn về mặt trực quan hơn bất kỳ thứ gì khác được dùng để đi vào bên trong vỏ máy tính. Rất nhiều card màn hình hiệu suất cao được minh họa hoặc có quạt trang trí hoặc tản nhiệt.
Nhưng thẻ cao cấp cung cấp nhiều năng lượng hơn hầu hết mọi người thực sự cần. Những người sử dụng máy tính của họ chủ yếu cho email, xử lý văn bản hoặc mạng xã hội có thể tìm thấy tất cả các hỗ trợ đồ họa cần thiết trên một CPU có đồ họa tích hợp. Một thẻ tầm trung là đủ cho hầu hết các game thủ bình thường. Những người cần sức mạnh của một thẻ cao cấp bao gồm những người đam mê chơi game và những người làm nhiều công việc đồ họa 3-D.
Một phép đo tổng thể tốt về hiệu suất của thẻ là tốc độ khung hình của nó, được đo bằng khung hình trên giây (FPS). Tốc độ khung hình mô tả số lượng hình ảnh hoàn chỉnh mà thẻ có thể hiển thị mỗi giây. Mắt người có thể xử lý khoảng 25 khung hình mỗi giây, nhưng các trò chơi hành động nhanh yêu cầu tốc độ khung hình ít nhất 60 FPS để mang lại hình ảnh động và cuộn mượt mà.
Các thành phần của tốc độ khung hình là:
- Hình tam giác hoặc đỉnh trên giây: Hình ảnh 3-D được tạo từ các hình tam giác hoặc đa giác. Phép đo này mô tả GPU có thể tính toán toàn bộ đa giác hoặc các đỉnh xác định nó nhanh như thế nào. Nói chung, nó mô tả thẻ xây dựng hình ảnh khung dây nhanh như thế nào.
- Tỷ lệ lấp đầy pixel: Phép đo này mô tả số lượng pixel mà GPU có thể xử lý trong một giây, nghĩa là nó có thể làm hình ảnh nhanh như thế nào.
Phần cứng của card đồ họa ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ của nó. Đây là các thông số kỹ thuật phần cứng ảnh hưởng nhiều nhất đến tốc độ của thẻ và các đơn vị đo chúng:
- Tốc độ xung nhịp GPU (MHz)
- Kích thước của bus bộ nhớ (bit)
- Dung lượng bộ nhớ khả dụng (MB)
- Tốc độ xung bộ nhớ (MHz)
- Băng thông bộ nhớ (GB/s)
CPU và bo mạch chủ của máy tính cũng đóng một vai trò quan trọng, vì card đồ họa rất nhanh không thể bù đắp cho việc bo mạch chủ không có khả năng cung cấp dữ liệu nhanh chóng. Tương tự, kết nối của thẻ với bo mạch chủ và tốc độ mà thẻ có thể nhận được lệnh từ CPU sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của nó.
COMMENTS