مغز متفکری به نام کارت گرافیک

کارت های گرافیکی به راحتی به سیستم متصل می شوند کارت های جدید از طریق پورت AGP و کارت های قدیمی از طریق اسلات های ISA و یا PCI بر سیستم متصل می شدند

اولین کارت گرافیک در سال ۱۹۸۱ توسط شرکت IBM به بازار عرضه شد. این نوع کارت به صورت تک رنگ و با نام اختصاری MDAS ارائه گردید. رنگ نوشته در این حالت سفید یا سبز و زمینه سیاه بود. صفحات نمایشگری که از این کارت‌ها استفاده می‌کردند، متنی بود. بعد از آن کارت‌های چهار رنگ HGC در بازار عرضه شد و مدتی بعد کارت‌های ۸ رنگ CGA و کارت‌های ۱۶ رنگ EGA تولید شدند. شرکت IBM در سال ۱۹۷۸ کارت VGA را تولید کرد. این نوع کارت‌ها ۲۵۶ رنگ را نشان می‌دادند. سپس کارت‌های SVGA عرضه شدند. گفتنی است هر چه تعداد رنگ و وضوح تصویر افزایش یابد کارت گرافیک بهتر خواهد بود. کارت‌های گرافیکی به راحتی به سیستم متصل می‌شوند. کارت‌های جدید از طریق پورت AGP و کارت‌های قدیمی از طریق اسلات‌های ISA و یا PCI بر سیستم متصل می‌شدند.

برای اینکه بتوان در صفحه نمایش رایانه، تصویرهای مربوط به داده‌ها و اطلاعات را مشاهده کرد باید ارتباطی بین مادربرد و نمایشگر برقرار شود، به همین دلیل کارت گرافیکی در یکی از شکاف‌های توسعه مادربرد قرار می‌گیرد یا یک کابل به مادربرد وصل می‌شود و نمایش اطلاعات روی صفحه را کنترل می‌کند. کارت گرافیکی در رایانه دارای جایگاه خاصی است. در بیشتر رایانه‌ها، کارت گرافیکی اطلاعات دیجیتال را برای نمایش توسط نمایشگر به اطلاعات آنالوگ تبدیل می‌کند. در واقع نقاط تشکیل‌دهنده تصویر روی نمایشگر پیکسل نام دارند. هر پیکسل یک رنگ را نمایش می‌دهد. در نمایشگرهای مکینتاش هر پیکسل دارای دو رنگ است (سفید و سیاه). در بعضی نمایشگر‌های امروزی هر پیکسل دارای ۲۵۶ رنگ است. در بیشتر صفحات نمایشگر، پیکسل‌ها به صورت تمام‌رنگ (True Color) و دارای ۱۶/۸ میلیون حالت مختلف هستند. کارت گرافیکی یک برد مدار چاپی به همراه حافظه و یک پردازنده اختصاصی دارد. پردازنده محاسبات مورد نیاز گرافیکی را انجام می‌دهد. کارت‌های گرافیکی با نام‌های زیر شناخته می‌شوند: کارت ویدیوئی، کنترل‌گر گرافیکی یا ویدئویی، آداپتور گرافیکی یا ویدئویی، شتاب دهنده گرافیکی یا ویدیوئی.

کارت گرافیکی از بخش‌های اساسی تشکیل شده است که از جمله آن می‌توان به موارد زیر اشاره داشت.

▪ حافظه:

یکی از مهم‌ترین اجزای کارت گرافیکی است. حافظه رنگ مربوط به هر پیکسل را نگهداری می‌کند. در ساده‌ترین حالت (دو پیکسل سیاه و سفید) به یک بیت برای ذخیره‌سازی رنگ هر پیکسل نیاز دارد با توجه به اینکه هر بایت شامل هشت بیت است، نیاز به ۸۰ بایت برای ذخیره‌سازی رنگ مربوط به پیکسل‌های موجود در یک سطر در روی صفحه نمایشگر و ۳۸۴۰۰ بایت حافظه به منظور نگهداری تمام پیکسل‌های قابل مشاهده روی نمایشگر خواهد بود.

▪ اینترفیس رایانه:

اینتر فیس با اتصال کارت گرافیکی به گذرگاه مربوطه روی برد اصلی، محتویات حافظه را تغییر می‌دهد. در این حالت رایانه سیگنال‌ها را از طریق گذرگاه برای تغییر محتویات حافظه ارسال می‌کند.

▪ اینترفیس ویدئو:

این قسمت سیگنال مورد نیاز برای مانیتور را می‌سازد. کارت گرافیکی سیگنال‌های رنگی را تولید می‌کند و باعث حرکت اشعه در CRT می‌شود. در واقع کارت گرافیکی تمام حافظه مربوطه را بیت به بیت اسکن می‌کند. سیگنال‌های مورد نظر جهت هر پیکسل موجود برای هر خط ارسال و در نهایت یک پالس افقی Sync ارسال می‌گردد، عملیات فوق برای ۴۸۰ خط تکرار و در پایان یک پالس عمودی Sync ارسال خواهد شد. کارت‌های گرافیکی ساده frame Buffer نامیده می‌شود. این نوع کارت یک Frame از اطلاعات را نگهداری می‌کند. ریزپردازنده رایانه مسوول بهنگام‌سازی هر بایت در حافظه کارت گرافیک است. در صورتی که عملیات گرافیکی پیچیده‌ای وجود داشته باشد، ریزپردازنده مدت زیادی را صرف بهنگام‌سازی حافظه کارت می‌کند. بنابراین برای سایر عملیات زمانی باقی نخواهد ماند.

به عنوان نمونه اگر یک تصویر سه بعدی دارای ۱۵ هزار ضلع باشد، ریزپردازنده باید هر ضلع را رسم و عملیات مربوط را در کارت انجام دهد بنابراین این عملیات نیاز به زمان زیادی دارد در صورتی که کارت‌های گرافیکی جدید حجم عملیات مربوط به پردازنده را به شدت کاهش می‌دهد. این نوع کارت‌های جدید دارای یک پردازنده قوی هستند که مختص این عملیات ساخته شده است که با توجه به نوع کارت گرافیک پردازنده می‌تواند یک کمک پردازنده گرافیکی یا یک شتاب‌دهنده گرافیکی باشد. پردازنده کمکی و پردازنده اصلی همزمان فعالیت کرده و زمانی که از شتاب‌دهنده گرافیک استفاده می‌شود دستورات لازم از طریق پردازنده اصلی برای شتاب‌دهنده ارسال و شتاب‌دهنده سایر کارها را انجام می‌دهد. در سیستم‌های کمک پردازنده درایو کارت گرافیک عملیات مربوط به کارهای گرافیکی را به‌طور مستقیم برای پردازنده کمکی گرافیکی ارسال می‌کند. در سیستم‌های شتاب‌دهنده گرافیکی درایو کارت گرافیک در ابتدا همه چیز را برای پردازنده اصلی ارسال می‌کند. سپس پردازنده اصلی شتاب‌دهنده گرافیک را هدایت می‌کند.