1 / 25

Grafička kartica

Grafička kartica. Istorija 1. U po četku obrada je rađena u CPU Dodatni CPU koji radi obradu u pokretnom zarezu – FPU Blitter prebacuje sliku iz jednog dela memorije u drugi uz moguću dodatnu obradu

aysel
Télécharger la présentation

Grafička kartica

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Grafička kartica

  2. Istorija1 • U početku obrada je rađena u CPU • Dodatni CPU koji radi obradu u pokretnom zarezu – FPU • Blitter prebacuje sliku iz jednog dela memorije u drugi uz moguću dodatnu obradu • prvi grafički akcelerator – IBM Proffesional Graphic Controller – imao je 8088 procesor, ugrađene 2D/3D primitive • cena $4500 • nekompatibilan sa tadašnjim softverom

  3. Istorija2 • 1991. – S3 – prvi pravi grafički akcelerator “S3 86C911” • tokom 90-ih pojavljuje se mnoštvo akceleratora koji donose ubrzanje u 2D, 3D, Windows • krajem 90-ih pojavljuje se DirectX • početkom 2000-ih pojavljuje se OpenGL • danas: • povećanje brzine i potrošnje (grejanje) • programabilni tokovi obrade – eng. shader • visok paralelizam • GPGPU, OpenCL

  4. Istorija3

  5. Delovi kartice • video (grafički) procesor • memorija • RAMDAC • izlazni interfejs • veza prema matičnoj ploči • hlađenje • napajanje

  6. Oblici • posebne kartice – putem magistrale (PCI, AGP, PCIe) se priključuju na matičnu ploču • “posebne” znači da imaju svoju memoriju • integrisane – GPU se nalazi na matičnoj ploči • koriste radnu memoriju, ali je ta komunikacija sporija nego kod posebnih kartica • hibridno rešenje – kartica sa GPU, koristi se radna memorija • troši (ograničenu) radnu memoriju • hibridno je po ceni i performansama u sredini

  7. Arhitektura kartice izlaz

  8. Video procesor • prilagođen za operacije u pokretnom zarezu • u početku radio primitivna iscrtavanja • Windows akcelerator • 3D akceleracija (Voodoo na dodatnoj kartici, sada je sve ugrađeno u GPU) • DirectX/OpenGL – primitive za 3D iscrtavanja, senčenje i sl. • parametri: frekvencija rada i broj shader-a

  9. Procesor opšte namene • GPGPU • GPU koji može da pomaže u radu CPU • pojačana aritmetika u okviru velikog broja programabilnih jedinica • ranije su se pravili da rade samo konkretan posao • mogu da obavljaju obradu niza podataka (vektora) u paraleli, zahvaljujući velikom broju aritmetičkih jedinica u sebi • brojne primene – statistička fizika, obrada slike, obrada zvuka, renderovanje, neuronske mreže, medical imaging, computer vision, DSP, FFT, naučna izračunavanja

  10. Pipeline • 3D obrada slike • tipičan tok informacija: • CPU šalje podatke o geometriji u GPU • vertex shader vrši proračune teksture, položaja i sl. kontura objekta (ćoškovi, ivice,...)‏ • geometrijski shader kombinuje konture u geometriju scene (definiše zapreminu objekata) • rezultat se razbija na trouglove • pixel shader ubacuje efekte pojedinačnim pikselima i proverava skrivenost • paralelno izvršavanje • shader predstavlja tok kroz koji prolaze podaci i mogu da se kombinuju

  11. Dodatniefekti • Anti-aliasing (AA): tehnika da se napravi privid glatkih linija • High dynamic range rendering (HDR): tehnika za dobijanje realnijeg osvetljenja • Texture mapping: dodavanje detalja na površine • Motion blur: zamućenje objekata da se dobije iluzija kretanja • Depth of field: zamućenje udaljenih objekata za dubinu slike • Lens flare: imitacija izvora svetla • Fresnel effect: odblesci svetla na površini • Anisotropic filtering: poboljšanje prikaza teksture kako se menja ugao gledanja

  12. Video overlay • uobičajeno je da se pri generisanju slike proverava da li je slobodna memorija koja se koristi za prikaz slike • u situacijama kada je potrebna brzina, aplikaciji se dodeli deo memorije i ona direktno izbacuje sliku u taj deo memorije i sve ide na ekran: video, video visoke rezolucije, igre • današnji procesori imaju ugrađenu podršku za hardverski overlay

  13. RAMDAC • prebacuje podatke iz RAM memorije na kartici na ekran • određuje brzinu osvežavanja • preporučene vrednosti su preko 75Hz, a nikad ispod 60Hz • brzina kojom radi RAMDAC horizontalna rez x vertikalna x osvežavanje x 1.4 • moderne kartice: • većina radi na 400MHz (rekord 550MHz) • sve manje DAC zbog digitalnih izlaza prema monitorima • ugrađene palete za prikaz boja

  14. Magistrala • ISA, MCA, VESA Local Bus, EISA • PCI • AGP • PCI-Express • pogodan za proširenja grafičkog sistema na laptopima (obično PCIe x8 ili x16)

  15. Memorija1 • parametri kartice: rezolucija, broj boja i frekvencija osvežavanja • 24 bit -> 16777216 boja (2^24)‏ • 32 bit ->2^32 boja – maksimum koliko ljudsko oko razlikuje • potrebna memorija na kartici: • Potrebna memorija u MB = (broj piksela po horizontali*broj piksela po vertikali*dubina boje u bitima) / (8*1024*1024)

  16. Memorija2 • ranije: VRAM – dvokanalna memorija: pristup i iz GPU i iz RAMDAC • danas – GDDR, GDDR2, GDDR3 • manje se greje od odgovarajuće DDR memorije

  17. Izlazni interfejsi • VGA – razvijen za CRT monitore • analogan; osetljiv na šum i izobličenje signala • 15pin D priključak • DVI – razvijen za LCD, plazma i HDTV, kao i projektore • VIVO (S-Video, Composite video, Component video) – razvijen za vezu sa TV, DVD plejerima, video rekorderima i igračkim konzolama • 7 ili 9pin DIN priključak (4 pina se koriste) • HDMI – razvijen za konzole i DVD plejere • kompatibilan sa DVI • DisplayPort – namenjen da zameni VGA i da komplementira HDMI

  18. Savremene video karte‏ • napajanje kroz PCI-express je ograničeno na 150W, pa se novije kartice povezuju direktno na napajanje • velika količina toplote, pa mora dodatno da se hladi i spušta radni napon

  19. VESA • međunarodno standardizaciono telo za računarsku grafiku • vrši standardizaciju svih elemenata bitnih za računarsku grafiku • naplaćuju upotrebu nekih standarda

  20. VESA – standardi prikaza

  21. OpenGL1 • sakriva pojedinačne osobine različitih akceleratora i kompleksnosti pojedinačnih API-ja • konvertuje primitive (linije, tačke, poligone) u piksele • pipeline: proračunavanje, transformacija segmenata, pretvaranje segmenata u piksele, dodatne operacije na pikselima i smeštanje u memoriju za prikaz • značajno doprineo razvoju softvera i hardvera za 3D grafiku • programi: Adobe (Photoshop, Premiere), 3D Studio Max, Google Earth, Sketch Up • igre: Wolfenstein, World of Warcraft, Max Payne, Doom 3, Call of Duty, Deus Ex, Medal of Honour

  22. OpenGL2 • Kako radi graphics pipeline:

  23. Direct3D • samo za Windows • Deo DirectX-a, koji je skup nekoliko API-ja: • grafika: DirectDraw/Direct2D, Direct3D, DirectWrite • zvuk: DirectPlay, DirectSound, DirectMusic • tastatura, joystick, miš: DirectInput • animacija: DirectX Media • Direct2D i Direct3D – koriste se da povežu grafičku aplikaciju sa GDI (interfejs kojim se pristupa drajverima)

  24. Pipeline za Direct3D

  25. Podrška za Direct3D • Samo na Windows platformi i uglavnom za igre: • D3D 10: Battlefield, Lord of the Rings Online, Avatar, Crysis, S.T.A.L.K.E.R, Civilization • D3D 11: Alien vs Predator, Batman: Arkham City, F.E.A.R 3, F1 2011, Deus Ex

More Related