На компьютере существует специальное устройство, с помощью которого монитор «общается» с компьютером. Это устройство называется видеоадаптер или видеокарта.

Видеокарта — устройство преобразования данных в растровые графические изображения для представления их на экране. Его так же еще и называют видеокарта, видюха, графический ускоритель, 3D-ускоритель. Главной функцией видеоадаптера является преобразование полученной от центрального процессора информации и команд в формат, воспринимаемый электроникой монитора.

Видеокарта может представлять собой как дополнительный модуль, подключаемый к системной плате, так и встроенный компонент системной платы.

Функционально видеокарта состоит из нескольких блоков:

  • Графический процессор
  • Видеоконтроллер
  • Видеопамять
  • Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП)
  • Видео–ПЗУ
  • Видеодрайвер

Графический процессор

Также как и центральный процессор, графический процессор является «мозгом» для видеоадаптера и является самой важной частью видеокарты.  Главной задачей графического процессора является обработка изображения, выводимого на экран монитора, освобождая от этой обязанности центральный процессор. Именно он является основой графической платы и от него зависит быстродействие устройства.

Центральный процессор компьютера, подготавливая трехмерную сцену, создает поток параметров вершин трехмерных объектов, присутствующих в кадре. Блок выборки геометрии графического процессора извлекает из оперативной памяти геометрические данные и направляет их в предварительный кэш вершин, размещенный в видеопамяти. Ускорители поколения DirectX 9 умеют работать с несколькими потоками данных, когда часть атрибутов вершины хранится в одном массиве данных, а другая часть — в другом. Обычно выборка из памяти происходит одновременно несколькими потоками. Далее каждая из вершин попадает в вершинный процессор.

Видеоконтроллер

Видеоконтроллер – часть видеокарты, которая отвечает за формирование изображения внутри видеопамяти.

Существуют контроллеры внешних (PCI или AGP), внутренних шин данных, а также контроллер видеопамяти. Ширина внутренней шины и шины видеопамяти обычно больше, чем внешней (64, 128 или 256 разрядов против 16 или 32), во многие видеоконтроллеры встраивается ещё и RAMDAC (Random Access Memory Digital to Analog Converter). Современные графические видеокарты обычно имеют несколько видеоконтроллеров, работающими независимо друг от друга. Основными производителями таких видеокарт являются компании ATI и nVidia.

Видеопамять

Видеопамять это промежуточная память, в котором храниться информация об изображении, генерируемая процессором, которая в последствии выводится на экран монитора.

Важную роль в повышении производительности видеоадаптера играют характеристики видеопамяти, определяемые ее типом, частотой работы, величиной задержек, шириной шины памяти. Центральный процессор компьютера направляет данные в видеопамять, а графический процессор видеокарты считывает оттуда информацию. Кроме того, в видеопамяти хранится кадровый буфер и промежуточные данные, потребные графическому процессору.

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП)

Графический процессор, получив информацию об изображении из видеопамяти, обрабатывает ее и передает либо в цифро-аналоговый преобразователь (RAMDAC) для вывода на аналоговый монитор, либо в микросхему формирования цифрового сигнала TMDS для вывода на цифровой монитор. Аппаратная структура RAMDAC практически описана в его названии, где RAM — это Random Access Memory (память с произвольной выборкой), а DAC — Digital to Analog Converter (цифро-аналоговый преобразователь). Память в модулях RAMDAC построена на статических элементах, поэтому по быстродействию примерно соответствует кэш-памяти процессоров.

Видео–ПЗУ

ПЗУ - Постоянно-запоминающее устройство, память в которую записывается видео-BIOS. Видеоконтроллер не использует ПЗУ напрямую, к нему обращается только центральный процессор. Хранящийся в ПЗУ видео-BIOS используется системой в качестве инициализации работы видеокарты до загрузки операционной системы, а также содержит системные данные, которые читаются и интерпретируются видеодрайвером в процессе работы.

Видеодрайвер

Видеодрайвер это своего рода язык, с помощью которого устройство общается с компьютером. Видеодрайвер выполняет функции интерфейса между системой с запущенными в ней приложениями и видеокартой. Так же как и видео-BIOS, видеодрайвер организует и программно контролирует работу всех частей видеоадаптера через специальные регистры управления, доступ к которым происходит через соответствующую шину.