براي اينکه بتوان در صفحه نمايش رايانه ، تصويرهاي مربوط به داده ها و اطلاعات را مشاهده نمود بايد ارتباطي بين مادربرد و نمايشگر برقرار شود ، به همين دليل کارت گرافيکي در يکي از شکاف هاي توسعه مادربرد قرار مي گيرد و يا يک کابل به مانيتور وصل مي شود و نمايش اطلاعات بر روي صفحه را کنترل مي کند. کارت گرافيکي در رايانه داراي جايگاه خاصي است. در بيشتر رايانه ها ، کارت گرافيکي اطلاعات ديجيتال را براي نمايش توسط نمايشگر به اطلاعات آنالوگ تبديل مي نمايند. در واقع نقاط تشکيل دهنده تصوير بر روي نمايشگر پيکسل نام دارند. هر پيکسل يک رنگ را نمايش مي دهد. در نمايشگرهاي مکينتاش هر پيکسل داراي دو رنگ است (سفيد و سياه). در بعضي نمايشگر هاي امروزي هر پيکسل داراي 256 رنگ است. در بيشتر صفحات نمايشگر ، پيکسل ها به صورت تمام رنگ (True Color) هستند و داراي 16/8 ميليون حالت مختلفند.
کارت گرافيکي يک برد مدار چاپي به همراه حافظه و يک پردازنده اختصاصي است. پردازنده محاسبات مورد نياز گرافيکي را انجام مي دهد.
کارت هاي گرافيکي با نامهاي زير شناخته مي شوند: کارت ويديويي،کنترل گر گرافيکي يا ويديويي، آداپتور گرافيکي يا ويديويي، شتاب دهنده گرافيکي يا ويديويي.
کارت گرافيکي از سه بخش اساسي تشکيل مي شود:
حافظه : يکي از مهمترين اجزاي کارت گرافيکي است.حافظه رنگ مربوط به هر پيکسل را نگهداري مي کند.
در ساده ترين حالت (دو پيکسل سياه و سفيد) به يک بيت براي ذخيره سازي رنگ هر پيکسل نياز مي باشد. با توجه به اينکه هر بايت شامل هشت بيت است ، نياز به هشتاد بايت براي ذخيره سازي رنگ مربوط به پيکسل هاي موجود در يک سطر در روي صفحه نمايشگر و 38400 بايت حافظه به منظور نگهداري تمام پيکسل هاي قابل مشاهده بر روي نمايشگر خواهد بود.
اينترفيس رايانه : اينتر فيس با اتصال کارت گرافيکي به گذرگاه مربوطه بر روي برد اصلي ، محتويات حافظه را تغيير مي دهد. در اين حالت رايانه سيگنال ها را از طريق گذرگاه براي تغيير محتويات حافظه ارسال مي کند.
اينترفيس ويديو: اين قسمت سيگنال مورد نياز براي مانيتور را مي سازد. کارت گرافيکي سيگنال هاي رنگي را توليد مي کند و باعث حرکت اشعه در CRT مي شود. در واقع کارت گرافيکي تمام حافظه اي مربوطه را بيت به بيت اسکن مي کند. سيگنال هاي مورد نظر جهت هر پيکسل موجود براي هر خط ارسال و در نهايت يک پالس افقي Sync ارسال مي گردد ، عمليات فوق براي 480 خط تکرار و در پايان يک پالس عمودي Sync ارسال خواهد شد.
کارت هاي گرافيکي ساده frame Buffer ناميده مي شود. اين نوع کارت يک Frame از اطلاعات را نگاهداري مي کند. ريزپردازنده رايانه مسئول بهنگام سازي هر بايت در حافظه کارت گرافيک است. در صورتي که عمليات گرافيکي پيچيده اي وجود داشته باشد ، ريزپردازنده مدت زيادي را صرف بهنگام سازي حافظه کارت مي نمايد. بنابراين براي ساير عمليات زماني باقي نخواهد ماند. مثلاً اگر يک تصوير سه بعدي داراي 000/15 ضلع باشد ، ريزپردازنده بايد هر ضلع را رسم و عمليات مربوط را در کارت انجام دهد ، بدين صورت اين عمليات زمان زيادي لازم دارد.
در صورتي که کارت هاي گرافيکي جديد حجم عمليات مربوط به پردازنده را به شدت کاهش مي دهد.
اين نوع کارت هاي جديد داراي يک پردازنده قوي هستند که مختص اين عمليات مي باشند. با توجه به نوع کارت گرافيک پردازنده مي تواند يک کمک پردازنده گرافيکي و يا يک شتاب دهنده گرافيکي باشد.
پردازنده کمکي و پردازنده اصلي همزمان فعاليت نموده و زماني که از شتاب دهنده گرافيک استفاده مي شود دستورات لازم از طريق پردازنده اصلي براي شتاب دهنده ارسال و شتاب دهنده ساير کارها را انجام مي دهد. در سيستم هاي کمک پردازنده درايو کارت گرافيک عمليات مربوط به کارهاي گرافيکي را به طور مستقيم براي پردازنده کمکي گرافيکي ارسال مي کند. در سيستم هاي شتاب دهنده گرافيکي درايو کارت گرافيک در ابتدا همه چيز را براي پردازنده اصلي ارسال مي کند. سپس پردازنده اصلي شتاب دهنده گرافيک را هدايت مي نمايد.
عناصر کارت گرافيکي
- حافظه: در کارت گرافيکي از حافظه هاي مختلف استفاده مي شود. يکي از بهترين نوع آنها از پيکربندي dual-ported استفاده مي نمايد. در اين نوع کارت ها امکان نوشتن در يک بخش و خواندن از بخش ديگر به صورت همزمان امکان پذير است. بدين صورت مدت زمان کاهش خواهد يافت.
(Digital-to-Analog Converter DAC ) : يک نوع تبديل کننده مي باشد که داده ها را به ديجيتال تبديل مي کند. سرعت اين نوع تبديل کننده تأثير بسيار زيادي بر مشاهده تصوير بر روي صفحه نمايش خواهد داشت.
Display Connector: اغلب کارت هاي گرافيکي از کانکتور 15 پين استفاده مي کنند. اين نوع کانکتورها در زمان عرضه VGA مطرح شدند.
Graphic BIOS :کارت هاي گرافيکي داراي يک تراشه کوچک مي باشند. اين تراشه به قسمت هاي ديگر کارت نحوه انجام عمليات را اعمال خواهد کرد. اين قسمت مسئوليت تست کارت گرافيک يعني عمليات ورودي و خروجي را نيز بر عهده دارد .
Computer ( (bus Connector: اين نوع پورت امکان اتصال کارت بر حافظه را فراهم مي آورد و داراي سرعت بيشتري مي باشد. بيشتر اين گذرگاه ها از نوع AGP مي باشد.
پردازنده گرافيکي: همانطور که از نام آن پيداست مغز کارت گرافيک مي باشد و مي تواند در سه حالت پيکربندي کارت گرافيکي را انجام دهد.
استانداردهاي کارت گرافيک
اولين کارت گرافيک در سال 1981 توسط شرکت IBM به بازار عرضه گرديد. اين نوع کارت به صورت تک رنگ و با نام اختصاري MDAS ارائه گرديد. رنگ نوشته در اين حالت سفيد يا سبز و زمينه سياه بود. صفحات نمايشگري که از اين کارت ها استفاده مي کردند ، متني بودند. سپس کارت هاي چهار رنگ HGC در بازار عرضه گرديدند.
بعد از آن کارت هاي هشت رنگ CGA و کارت هاي شانزده رنگ EGA توليد شدند. شرکت IBM در سال 1978 کارت VGA را توليد کرد. اين نوع کارت ها 256 رنگ را نشان مي دادند و وضوح آنها 400* 720 بود. سپس کارت هاي SVGA عرضه شدند. اين نوع کارت 16/8 ميليون رنگ با وضوح 1024* 1280 بود. هر چه تعداد رنگ و وضوح تصوير افزايش يابد کارت گرافيک بهتر خواهد بود. کارت هاي گرافيکي به راحتي به سيستم متصل مي شوند. کارت هاي جديد از طريق پورت AGP و کارت هاي قديمي از طريق اسلات هاي ISA و يا PCI بر سيستم متصل مي شدند.
