Напомним три задачи, которые решает операционная среда относительно ресурсов: унификация , разделение и учет доступа. С унификацией все более или менее понятно: на свете существует множество графических устройств, управление которыми на низком уровне – задача совсем не для пользователя, тем более что каждый вид устройства управляется по -своему. Низкоуровневые команды система должна взять на себя, а пользователю предоставить графические примитивы (вроде функции рисования линии), которые будут работать всегда одинаково.
Выходит, что пользователю этого ресурса недостаточно представлять графический адаптер как большую страницу видеопамяти, частично отображаемую на устройстве вывода – мониторе: ведь пользователю диска мало представлять его в виде массива секторов! Разница в том, что этого было бы недостаточно и самой системе, так что в UNIX введено понятие файловой системы , объекты которой значительно сложнее, чем "сектор" или " диск ". А что касается графики – у UNIX нет ни предпочтений, ни особых видов на эти способности машины. Значит, со стороны системы разумно организовать именно доступ к устройству , а требуемую объектную модель пусть реализует пользовательская задача.
Такая задача будет, конечно, отличаться от пользовательских утилит и программных продуктов. По своим правам она скорее будет сродни демонам. Она получит единоличный доступ к устройству, а по отношению к пользователю сама окажется операционной средой, организуя на свой лад унификацию, разделение и учет доступа к графическим ресурсам в объектной модели. Поэтому весь комплекс программ для работы с графическими устройствами принято называть графической подсистемой .
Неизбежно удвоение функций: система занимается аутентификацией и авторизацией – и графическая подсистема вынуждена делать то же самое, раз уж ей вменяется в обязанность "разделять". Более того, в отличие от той же файловой системы, само понятие разделения ресурса графического ввода или вывода представляется, мягко говоря, неочевидным. Как разделить между пользователями мышь ? экран монитора? Видимо, придется признать, что с этой стороны графической подсистемы находится один человек, а вот каким субъектам принадлежат программы , которые ею пользуются, графической подсистеме неизвестно. Об учете графических ресурсов говорить вообще странно, однако, как мы увидим в дальнейшем, некоторое рациональное зерно в этом есть, и подход UNIX позволяет его использовать.
Одним из важнейших устройств компьютера, применяющихся для вывода ин- формации, является дисплей или монитор (от monitor - устройство для слеже- ния, контроля). На экран дисплея выводятся данные, вводимые с клавиатуры, результаты их обработки, а также всевозможная служебная информация.
Дисплеи бывают монохромные (то есть одноцветные - черно-белые, с желтым или зеленоватым оттенком) и цветные. Кроме того, различают алфавитно-циф- ровые и графические дисплеи. У алфавитно-цифровых дисплеев группа пиксе- лов, занимающая небольшую прямоугольную область экрана и используемая для размещения изображения одного символа, образует знакоместо. Например, для растра размером 600 х 480 область, занимаемая знакоместом, образуется груп- пой 8x8 пикселов. Изображение символа формируется примерно так же, как из группы точек на почтовом конверте получается изображение какой-либо цифры почтового индекса адресата. Подчеркнем, что у алфавитно-цифровых дисплеев не существует возможности работать с отдельным пикселом. Информация вы- водится на экран сразу целым знакоместом, символом. Поэтому такие дисплеи могут использоваться только для вывода различного рода текстов. Рисунки, графики, чертежи, картинки не могут быть выведены на алфавитно-цифровые дисплеи. В настоящее время алфавитно-цифровые дисплеи используются для управления различного рода серверами, то есть там, где отображение графики не является обязательным.
Графические дисплеи отличаются тем, что из программы можно управлять со- стоянием отдельного пиксела, и, следовательно, для них доступны все возмож- ности формирования изображений.
Основными техническими характеристиками дисплеев являются:
Принцип действия;
Размер экрана по диагонали;
Разрешающая способность;
Размер «зерна» экрана;
Частота регенерации;
Форма экрана;
Класс защиты.
По принципу действия выделяют дисплеи на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ, или CRT - от Cathode Ray Terminal, т. е. терминал на катодно-лучевой труб- ке), жидкокристаллические (ЖК, или LCD - от Liquid-Crystal Display, то есть жидкокристаллический дисплей) и плазменные дисплеи.
Принцип действия мониторов с электронно-лучевой трубкой в точности такой же, как у бытовых телевизоров. Электронная пушка, аналог катода в электронных лампах накаливания, вырабатывает луч - узконаправленный поток электронов, который с помощью системы отклоняющих пластин сканирует поверхность эк- рана дисплея. Точка пересечения луча с экраном представляет собой пиксел - элементарную единицу изображения. С помощью декодирующей схемы, на вход которой поступает закодированное изображение, пиксел переводится в одно из двух состояний - черное или белое: это позволяет формировать монохромные изображения. Для создания цветного изображения в мониторе устанавливаются три электронных пушки - красного, зеленого и голубого цвета. ЭЛТ-мониторы отличаются довольно большими габаритами, прекрасной цветопередачей и не- высокой стоимостью.
Принцип действия жидкокристаллических дисплеев основан на свойствах жид- ких кристаллов, открытых еще в 1888 г. Они представляют собой вязкие органи- ческие молекулы, которые, с одной стороны, имеют структуру, аналогичную структуре кристалла, а с другой - ведут себя как молекулы жидкости. Оказалось, что оптические свойства жидких кристаллов зависят от ориентации молекул, а на ориентацию молекул жидкого кристалла можно воздействовать электриче- ским полем, что создает возможность для программно-управляемого построения изображения.
Экран LCD-дисплея состоит из двух стеклянных параллельных пластин, про- странство между которыми заполнено жидкокристаллическим веществом. У жид- кокристаллических дисплеев с пассивной матрицей на стеклянные пластины на- носится сетка прозрачных электродов. Например, для обеспечения разрешающей способности экрана 800 х 600 сетка на задней пластине содержит 800 вертикаль- ных проводов, а сетка на передней пластине - 600 горизонтальных. Источник света за задней пластиной освещает экран изнутри монитора. На провода сетки подается напряжение, которое различным образом ориентирует молекулы в раз- ных точках экрана, определяя нужным образом цвет, яркость или контрастность в каждой его точке, в каждом пикселе. У жидкокристаллических дисплеев с ак- тивной матрицей вместо двух наборов сеток около каждого пиксела экрана на- ходится крошечный элемент переключения напряжения электрического поля. Меняя соответствующим образом напряжение элемента в каждой точке, можно управлять изображением на экране.
Жидкокристаллические дисплеи отличаются малой толщиной и плоским экра- ном. Их стоимость пока выше, чем стоимость мониторов с электронно-лучевой трубкой. Причем мониторы с активной матрицей более качественные и более до- рогие, а мониторы с пассивной матрицей имеют более бледное изображение, на них заметнее следы от смены кадров, но они и дешевле.
Самыми дорогими в настоящее время являются плазменные мониторы, которые обладают высоким качеством формируемого изображения и могут иметь значи- тельные размеры - до 1 м и более по диагонали при толщине всего 10 см.
Перспективным направлением в развитии устройств отображения данных яв- ляются дисплеи, построенные по технологии ОLЕD (от Organic Light Emitting Diodes - органические светодиоды).
Во-первых, эти дисплеи не требуют допол- нительной подсветки, так как вещество само испускает свет, а во-вторых, воз- можно размещение очень тонких экранов на гибкой основе.
Размер экрана дисплея по диагонали определяется в сантиметрах или дюймах. В настоящее время выпускаются мониторы с экранами от 9 до 42 дюймов или от 23 до 107 см. Наиболее распространенными являются экраны размером 15, 17, 19 и 21 дюйм. Для стандартных целей достаточно 17-дюймового экрана. При большом объеме работы с графикой желательно выбирать 19- или 21-дюймовые мониторы.
Важной характеристикой дисплеев является разрешающая способность экрана, определяющая степень четкости изображения. Разрешающая способность зави- сит от количества строк на весь экран и количества пикселов в строке. В настоя- щее время существует несколько стандартных разрешений, в частности: 800 х 600, 1024 X 768,1152 х 864,1280 х 1024,1600 х 1200,1600 х 1280,1920 х 1200,1920 х 1600, 2048 X 1536. Здесь первая цифра определяет количество пикселов в строке, а вто- рая - количество строк на экране. Возможное разрешение существенно зависит от фактического размера экрана. Например, для 17-дюймового монитора стан- дартным считается разрешение 1024 х 768, а максимальным может быть разре- шение 1600 X 1200.
Отметим, что у ЭЛТ-мониторов разрешающая способность лучше, она может достигать 2048 х 1536, в то время как у лучших ЖК-мониторов она пока значи- тельно ниже - до 1280 х 1024. Попутно заметим, что у телевизионных приемни- ков наилучшим на сегодняшний день считается разрешение 1024 х 768.
Качество изображения определяется не только разрешающей способностью, но и так называемой зернистостью экрана. Зернистость разными производителями определяется либо как фактический линейный размер пиксела, либо как рас- стояние между двумя соседними пикселами. В настоящее время этот параметр у большинства мониторов равен 0,18-0,28 мм. Чем меньше размер зерна, тем лучше, но и дороже монитор.
Частота регенерации (обновления) - это параметр, который показывает, сколь- ко раз в секунду обновляется изображение на экране дисплея. Без такого обнов- ления невозможно формирование нормального зрительного восприятия телеви- зионного изображения, а также невозможна передача движений. Если частота регенерации меньше 60 Гц, то есть если обновление происходит менее чем 60 раз в секунду, то появляется мерцание изображения, что отрицательно сказывается на зрении. В настоящее время частота регенерации большинства мониторов со- ставляет 60-100 Гц, а стандартной считается частота 85 Гц.
Экраны мониторов бывают выпуклые и плоские. В настоящее время большин- ство экранов, в том числе и у бытовых телевизоров, выпуклые. Вместе с тем более перспективными моделями считаются мониторы с плоским экраном, напри- мер модель Trinitron, у которой экран абсолютно плоский по вертикали и лишь слегка искривлен по горизонтали.
С точки зрения техники безопасности работы с мониторами, необходимо учи- тывать класс защиты монитора, который определяется международными стан- дартами. В настоящее время действует стандарт под названием ТСО-2ОО4, выдвигающий самые жесткие требования к безопасному для человека уровню электромагнитных излучений, эргономическим и экологическим параметрам, а также к параметрам, определяющим качество изображения - яркости, кон- трастности, мерцанию, антибликовым и антистатическим свойствам покрытия экрана монитора.
Для создания изображения на экране дисплея необходим еще один компонент компьютера, который называют видеоплатой, видеокартой или видеоадапте- ром. Если быть точным, то это устройство следует называть графическим кон- троллером. Именно видеоадаптер определяет разрешающую способность монито- ра и количество передаваемых цветовых оттенков. Видеоадаптер вместе с дис- плеем образуют видеоподсистему компьютера. В настоящее время в основном используются адаптеры типа SVGA (от Super Video Graphics Array - супервидео- графический массив), способные передавать 16,7 млн. цветовых оттенков.
Для обеспечения такого количества цветов, а также хорошего разрешения ви- деоадаптеры содержат собственную видеопамять довольно большого объема - 64 Мбайт и выше. Построение высококачественных изображений и, тем более, какие-либо их преобразования, как правило, требуют выполнения большого ко- личества математических операций. Чтобы освободить процессор компьютера от действий с изображениями и тем самым существенно ускорить их построение, а также повысить общую эффективность работы компьютера, современные ви- деоадаптеры берут на себя значительную часть этих операций. При этом часть работы по формированию изображения возлагается на аппаратные средства адаптера - микросхемы видеоускорителя, которые могут входить в состав ви- деоадаптера или размещаться на отдельной плате, подсоединяемой к адаптеру. Различают два типа видеоускорителей: плоские, или 2D (от 2-dimension - двухмер- ный), и трехмерные, или 3D (от 3-dimension - трехмерный). Требования совре- менных видеоадаптеров, особенно с аппаратным ускорением, уже не удовлетво- ряются стандартными шинами компьютера. Поэтому для них были разработаны уже упоминавшиеся специализированные шины AGP.
План
Введение
Введение
Графическая система персонального компьютера включает средства для работы с видеоизображениями.
Обязательными компонентами графической системы являются — видеокарта и монитор, а также обслуживающие их интерфейсы.
Дополнительными компонентами часто выступают TV-тюнер, карта видеозахвата, проектор и другие устройства.
Видеокарта – это устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора. Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в специальный разъём для видеокарт на материнской плате, но бывает и интегрированной. Видеокарты имеют встроенный графический процессор (GP), который производит обработку информации, не нагружая центральный процессор компьютера.
Рисунок 1. Видеокарты
1. История развития видеокарт
Одним из первых графических адаптеров для IBM PC стал MDA (Monochrome Display Adapter) в 1981 году. Он работал только в текстовом режиме с разрешением 80×25 символов (физически 720×350 точек) и поддерживал пять атрибутов текста: обычный, яркий, инверсный, подчёркнутый и мигающий. Никакой цветовой или графической информации он передавать не мог, и то, какого цвета будут буквы, определялось моделью использовавшегося монитора. Обычно они были чёрно-белыми, янтарными или изумрудными.
Рисунок 2. Адаптер MDA (Monochrome Display Adapter)
Рисунок 3. Система с адаптером MDA (Monochrome Display Adapter)
Фирма Hercules в 1982 году выпустила дальнейшее развитие адаптера MDA, видеоадаптер HGC (Hercules Graphics Controller — графический адаптер Геркулес), который имел графическое разрешение 720×348 точек и поддерживал две графические страницы. Однако, он всё ещё не позволял работать с цветом.
Рисунок 3. Видеоадаптер HGC
Рисунок 4. Видеоадаптер Hercules Thriller 3D TH2318SGA
Первой цветной видеокартой стала CGA (Color Graphics Adapter), выпущенная IBM и ставшая основой для последующих стандартов видеокарт. Она могла работать либо в текстовом режиме с разрешениями 40×25 и 80×25 (матрица символа - 8×8), либо в графическом с разрешениями 320×200 или 640×200. В текстовых режимах доступно 256 атрибутов символа - 16 цветов символа и 16 цветов фона (либо 8 цветов фона и атрибут мигания), в графическом режиме 320×200 было доступно четыре палитры по четыре цвета каждая, режим высокого разрешения 640×200 был монохромным.
Рисунок 5. Адаптер CGA (Color Graphics Adapter)
Рисунок 6. Кабель подключения адаптера CGA и устройства вывода(монитор и др.)
Рисунок 7. Штекер подключения адаптера CGA
Рисунок 8. Отображение текстовой и графической информации CGA адаптера
Рисунок 9. Игра Warcraft I на CGA адаптер
В развитие этой карты появился EGA (Enhanced Graphics Adapter) - улучшенный графический адаптер, с расширенной до 64 цветов палитрой, и промежуточным буфером. Было улучшено разрешение до 640×350, в результате добавился текстовый режим 80×43 при матрице символа 8×8. Для режима 80×25 использовалась большая матрица - 8×14, одновременно можно было использовать 16 цветов, цветовая палитра была расширена до 64 цветов. Графический режим так же позволял использовать при разрешении 640×350 16 цветов из палитры в 64 цвета. Был совместим с CGA и MDA.
Рисунок 10. Цветовая гамма EGA адаптера
Стоит заметить, что интерфейсы с монитором всех этих типов видеоадаптеров были цифровые, MDA и HGC передавали только светится или не светится точка и дополнительный сигнал яркости для атрибута текста «яркий», аналогично CGA по трём каналам (красный, зелёный, синий) передавал основной видеосигнал, и мог дополнительно передавать сигнал яркости (всего получалось 16 цветов), EGA имел по две линии передачи на каждый из основных цветов, то есть каждый основной цвет мог отображаться с полной яркостью, 2/3, или 1/3 от полной яркости, что и давало в сумме максимум 64 цвета.
Рисунок 11. Кабель подключения адаптера EGA и устройства вывода(монитор и др.)
Рисунок 12. Адаптер EGA (Enhanced Graphics Adapter)
В ранних моделях компьютеров от IBM PS/2, появляется новый графический адаптер MCGA (Multicolor Graphics Adapter - многоцветный графический адаптер). Текстовое разрешение было поднято до 640×400, что позволило использовать режим 80×50 при матрице 8×8, а для режима 80×25 использовать матрицу 8×16. Количество цветов увеличено до 262144 (64 уровня яркости по каждому цвету), для совместимости с EGA в текстовых режимах была введена таблица цветов, через которую выполнялось преобразование 64-цветного пространства EGA в цветовое пространство MCGA. Появился режим 320x200x256, где каждый пиксель на экране кодировался соответствующим байтом в видеопамяти, никаких битовых плоскостей не было, соответственно с EGA осталась совместимость только по текстовым режимам, совместимость с CGA была полная. Из-за огромного количества яркостей основных цветов возникла необходимость использования уже аналогового цветового сигнала, частота строчной развертки составляла уже 31,5 KГц.
Рисунок 13. Адаптер MCGA (Multicolor Graphics Adapter)
Рисунок 14. Переходник VGA to MCGA
Потом IBM пошла ещё дальше и сделала VGA (Video Graphics Array - графический видео массив), это расширение MCGA совместимое с EGA и введённое в средних моделях PS/2. Это фактический стандарт видеоадаптера с конца 80-х годов. Добавлены текстовое разрешение 720×400 для эмуляции MDA и графический режим 640×480, с доступом через битовые плоскости. Режим 640×480 замечателен тем, что в нём используется квадратный пиксел, то есть соотношение числа пикселов по горизонтали и вертикали совпадает со стандартным соотношением сторон экрана - 4:3. Дальше появился IBM 8514, a с разрешениями 640x480x256 и 1024x768x256, и IBM XGA с текстовым режимом 132×25 (1056×400) и увеличенной глубиной цвета (640x480x65K).
Рисунок 15. Цветовая гамма VGA адаптера
Рисунок 16. Кабель подключения к адаптеру VGA и разъем для подключения VGA-кабеля
С 1991 года появилось понятие SVGA (Super VGA - «сверх» VGA) - расширение VGA с добавлением более высоких режимов и дополнительного сервиса, например возможности поставить произвольную частоту кадров. Число одновременно отображаемых цветов увеличивается до 65536 (High Color, 16 бит) и 16777216 (True Color, 24 бита), появляются дополнительные текстовые режимы. Из сервисных функций появляется поддержка VBE (VESA BIOS Extention - расширение BIOS стандарта VESA). SVGA воспринимается как фактический стандарт видеоадаптера где-то с середины 1992 года, после принятия ассоциацией VESA (Video Electronics Standart Association - ассоциация стандартизации видео-электроники) стандарта VBE версии 1.0. До того момента практически все видеоадаптеры SVGA были несовместимы между собой.
Графический пользовательский интерфейс, появившийся во многих операционных системах, стимулировал новый этап развития видеоадаптеров. Появляется понятие «графический ускоритель» (graphics accelerator). Это видеоадаптеры, которые производят выполнение некоторых графических функций на аппаратном уровне. К числу этих функций относятся, перемещение больших блоков изображения из одного участка экрана в другой (например при перемещении окна), заливка участков изображения, рисование линий, дуг, шрифтов, поддержка аппаратного курсора и т. п. Прямым толчком к развитию столь специализированного устройства явилось то, что графический пользовательский интерфейс несомненно удобен, но его использование требует от центрального процессора немалых вычислительных ресурсов, и современный графический ускоритель как раз и призван снять с него львиную долю вычислений по окончательному выводу изображения на экран.
2. Устройство видеокарт (основные блоки)
Современная видеокарта состоит из следующих частей:
графический процессор (Graphics processing unit — графическое процессорное устройство) - занимается расчётами выводимого изображения, освобождая от этой обязанности центральный процессор, производит расчёты для обработки команд трёхмерной графики. Является основой графической платы, именно от него зависят быстродействие и возможности всего устройства. Современные графические процессоры по сложности мало чем уступают центральному процессору компьютера, и зачастую превосходят его как по числу транзисторов, так и по вычислительной мощности, благодаря большому числу универсальных вычислительных блоков. Однако, архитектура GPU прошлого поколения обычно предполагает наличие нескольких блоков обработки информации, а именно: блок обработки 2D-графики, блок обработки 3D-графики, в свою очередь, обычно разделяющийся на геометрическое ядро (плюс кэш вершин) и блок растеризации (плюс кэш текстур) и др.
видеоконтроллер - отвечает за формирование изображения в видеопамяти, даёт команды RAMDAC на формирование сигналов развёртки для монитора и осуществляет обработку запросов центрального процессора. Кроме этого, обычно присутствуют контроллер внешней шины данных (например, PCI или AGP), контроллер внутренней шины данных и 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. Современные графические адаптеры (ATI, nVidia) обычно имеют не менее двух видеоконтроллеров, работающих независимо друг от друга и управляющих одновременно одним или несколькими дисплеями каждый.
видеопамять - выполняет роль кадрового буфера, в котором хранится изображение, генерируемое и постоянно изменяемое графическим процессором и выводимое на экран монитора (или нескольких мониторов). В видеопамяти хранятся также промежуточные невидимые на экране элементы изображения и другие данные. Видеопамять бывает нескольких типов, различающихся по скорости доступа и рабочей частоте. Современные видеокарты комплектуются памятью типа DDR, DDR2, GDDR3, GDDR4 и GDDR5. Следует также иметь в виду, что помимо видеопамяти, находящейся на видеокарте, современные графические процессоры обычно используют в своей работе часть общей системной памяти компьютера, прямой доступ к которой организуется драйвером видеоадаптера через шину AGP или PCIE.
цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП, RAMDAC — Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) - служит для преобразования изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор. Возможный диапазон цветности изображения определяется только параметрами RAMDAC. Чаще всего RAMDAC имеет четыре основных блока - три цифроаналоговых преобразователя, по одному на каждый цветовой канал (красный, зелёный, синий, RGB), и SRAM для хранения данных о гамма-коррекции. Большинство ЦАП имеют разрядность 8 бит на канал - получается по 256 уровней яркости на каждый основной цвет, что в сумме дает 16,7 млн. цветов (а за счёт гамма-коррекции есть возможность отображать исходные 16,7 млн. цветов в гораздо большее цветовое пространство). Некоторые RAMDAC имеют разрядность по каждому каналу 10 бит (1024 уровня яркости), что позволяет сразу отображать более 1 млрд. цветов, но эта возможность практически не используется. Для поддержки второго монитора часто устанавливают второй ЦАП. Стоит отметить, что мониторы и видеопроекторы, подключаемые к цифровому DVI выходу видеокарты, для преобразования потока цифровых данных используют собственные цифроаналоговые преобразователи и от характеристик ЦАП видеокарты не зависят.
видео-ПЗУ (Video ROM) - постоянное запоминающее устройство, в которое записаны видео-BIOS, экранные шрифты, служебные таблицы и т. п. ПЗУ не используется видеоконтроллером напрямую - к нему обращается только центральный процессор. Хранящийся в ПЗУ видео-BIOS обеспечивает инициализацию и работу видеокарты до загрузки основной операционной системы, а также содержит системные данные, которые могут читаться и интерпретироваться видеодрайвером в процессе работы (в зависимости от применяемого метода разделения ответственности между драйвером и BIOS). На многих современных картах устанавливаются электрически перепрограммируемые ПЗУ (EEPROM, Flash ROM), допускающие перезапись видео-BIOS самим пользователем при помощи специальной программы.
система охлаждения - предназначена для сохранения температурного режима видеопроцессора и видеопамяти в допустимых пределах.
Правильная и полнофункциональная работа современного графического адаптера обеспечивается с помощью видеодрайвера - специального программного обеспечения, поставляемого производителем видеокарты и загружаемого в процессе запуска операционной системы. Видеодрайвер выполняет функции интерфейса между системой с запущенными в ней приложениями и видеоадаптером. 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.
3. Классификация и основные характеристики видеокарт
Классификация видеокарт
- Бюджетные карты (low-end)– недорогие, но и не очень мощные. Предназначены в основном для офисных приложений.
- Видеокарты бизнес-класса(meddle end) – могут обрабатывать все современные игры. Имеют некоторые ограничения, связанные с разрешением, частотой кадров и др.
- Топовые модели(hi-end) – имеют самые высокие технические характеристики.
Основные характеристики видеокарт:
- Интерфейс
- Графический процессор
- Рабочая частота графического ядра:
- Программная поддержка
- Тип памяти и объем
- Рабочая частота памяти
- Разрядность интерфейса памяти
- Число потоковых процессоров
- Технологии
- Охлаждение
- Выходы
Память видеокарты:
Типы памяти
- GDDR — память, построенная на технологии Double Data-Rate. Используется в бюджетных моделях.
- GDDR2 работает на более высокой частоте, чем предыдущий тип памяти. Недостаток сильный перегрев.
- GDDR3 схожа GDDR2, работает на несколько большей частоте и меньше греется.
- GDDR4 более производительна по сравнению с GDDR3. Работает с временем доступа до 0.6 нс, что соответствует частоте 3330 МГц. Более экономична чем предыдущие поколения
- GDDR5 более высокая, скорость работы по сравнению с прежними поколениями.
Шина обмена с памятью
Число бит данных (разряды), которое может быть передано за один цикл. Производительность памяти — это объем данных, переданных за единицу времени. Она зависит от частоты памяти и от
разрядности шины
- дешевые модели — шина в 64 бит;
- бюджетные видеокарты — шина 128 бит;
- бизнес-класс видеокарты — шина 256 бит;
- топовые модели видеокарт — шина в 256 бит и выше.
Частота памяти:
- бюджетные модели — до 800 МГц;
- бизнес-класс — до 1500 МГц;
- топовые модели — от 1500 МГц и выше.
Объем памяти
В памяти видеокарты хранится образ изображения (экранный кадр), а также элементы, необходимые для построения трехмерной картинки. В современных моделях видеокарт память устанавливается в объеме от 128 Мб до 1 Гб.
- дешевые модели — 32-64 Мб;
- бюджетные видеокарты — 128 Мб;
- бизнес-класс видеокарты — 256-512 Мб;
- топовые модели видеокарт — 512 Мб и выше.
Частота работы GPU
4. Программно-аппаратные интерфейсы видеокарт
Программные средства
DirectX
DirectX - это набор API функций, разработанных для решения задач, связанных с игровым и видеопрограммированием под Microsoft Windows. Наиболее широко используется при написании компьютерных игр. Пакет средств разработки DirectX под Microsoft Windows бесплатно доступен на сайте Microsoft. На данный момент самой новой версией является DirectX 11. Зачастую, свежие версии DirectX поставляются вместе с игровыми приложениями, так как DirectX API обновляется достаточно часто, и версия, включённая в ОС Windows зачастую является далеко не самой новой. Практически все части DirectX API представляют собой наборы COM-совместимых объектов.
Пока в природе не существовало API DirectX, большинство графических программ для персональных компьютеров работали под управлением операционной системы MS-DOS или напрямую с видеокартой. Разработчики программного обеспечения были вынуждены создавать различные драйверы для каждой разновидности видеоадаптеров, джойстиков, звуковых карт.
В 1995 г. компания Microsoft представила первую версию библиотеки DirectX (тогда она называлась Game SDK). В 2004 г. вышла девятая версия DirectX (реально выпущено восемь версий, по каким-то причинам Microsoft пропустила четвертую версию). DirectX - это корпоративный стандарт, все права на который принадлежат компании Microsoft. И только Microsoft определяет, что включать в очередную версию API, а какие предложения игнорировать. Такой диктаторский подход позволил быстро привести к единому знаменателю игры и графические процессоры, избавил пользователей от большинства проблем с совместимостью программи железа. С недавних пор и программы, и видеоадаптеры принято даже разделять на поколения согласно поддерживаемым версиям DirectX.
API DirectX предназначен для:
- программирования двухмерной графики (модуль DirectDraw);
- создания трехмерной графики (модуль Direct3D);
- работы со звуками и музыкой (модули DirectSound и DirectMusic);
- поддержки устройств ввода (модуль Directlnput);
- разработки сетевых игр (модуль DirectPlay).
Таким образом, DirectX представляет собой набор из нескольких сравнительно независимых API, позволяющих разработчикам игр и других интерактивных приложений получать доступ к специфическим функциям аппаратного обеспечения, без необходимости написания аппаратнозависимого программного кода. DirectX основан на наборе интерфейсов Component Object Model (компонентная модель объектов), а объекты СОМ могут описываться практически любыми языками программирования, например C/C++, Delphi и даже Basic.
Популярность DirectX объясняется его способностью обеспечить все нужды разработчиков игр и железа: от создания трехмерной графики и пользовательского интерфейса ввода, до поддержки сетевых виртуальных миров.
В целом, DirectX подразделяется на:
- DirectX Graphics, набор интерфейсов, ранее (до версии 8.0) делившихся на:
- DirectDraw: интерфейс вывода растровой графики.
- Direct3D (D3D): интерфейс вывода трёхмерных примитивов.
- DirectInput: интерфейс, используемый для обработки данных, поступающих с клавиатуры, мыши, джойстика и пр. игровых контроллеров.
- DirectPlay: интерфейс сетевой коммуникации игр.
- DirectSound: интерфейс низкоуровневой работы со звуком (формата Wave)
- DirectMusic: интерфейс воспроизведения музыки в форматах Microsoft.
- DirectShow: интерфейс, используемый для ввода/вывода аудио и/или видео данных.
- DirectSetup: часть, ответственная за установку DirectX.
- DirectX Media Objects: реализует функциональную поддержку потоковых объектов (например, энкодеры/декодеры)
OpenGL
В 1982 г. фирма Silicon Graphics в рабочей станции Silicon IRIS реализовала конвейер рендеринга, опирающийся на систему команд графической библиотеки IRIS GL. На основе библиотеки IRIS GL в 1992 г. был разработан и утвержден графический стандарт OpenGL (Open Graphics Library - открытая графическая библиотека). Программы, написанные с помощью OpenGL, можно переносить практически на любые платформы, будь то персональный компьютер или графическая станция, получая при этом одинаковый результат.
Базовый набор OpenGL включает в себя около 150 различных команд, с помощью которых реализуют основные функции: определение объектов, указание их местоположения в трехмерном пространстве, установку других параметров (поворот, масштаб), изменение свойств объектов (цвет, текстура, материал), положение наблюдателя. Дополнительные библиотеки OpenGL (расширения) реализуют функции, отсутствующие в стандартной библиотеке. Например, библиотека GLAUX разработана фирмой Microsoft для применения OpenGL в операционной среде Windows. Разработчики видеодаптеров создают собственные расширения OpenGL, учитывающие возможности конкретного графического процессора.
Технология SLI
Аббревиатура SLI расшифровывается как Scalable Link Interface (масштабируемый соединительный интерфейс). Технология nVidia SLI требует наличия двух одинаковых видеокарт с поддержкой SLI, системнойплаты, также поддерживающей SLI, переходника MIO, связывающего видеокарты, драйвера ForceWare соответствующей версии. На момент написания книги технологию SLI поддерживали видеокарты семейств nVidia GeForce 6800 и 6600GT и системные платы с чипсетами nVidia nForce4 SLI (для процессоров AMD Athlon 64), Intel 7525 (для процессоров Xеоn) и nForce4 SLI Intel Edition (для процессоров Pentium 4).
Технология SLI поддерживает два режима работы пары видеокарт: Split Frame Rendering (SFR) и Alternate Frame Rendering (AFR). Для запуска устаревших игр предусмотрен режим совместимости, когда задействуется лишь одна графическая карта. В режиме Split Frame Rendering (SFR) происходит разделение кадра на две части, за рендеринг каждой из
которых отвечает отдельный видеоадаптер. При этом кадр разделяется динамически в зависимости от сложности сцены. Такой режим позволяет добиться максимальной производительности, так как нагрузка на каждую карту распределяется равномерно. Метод разделения называется Symmetric Multi-Rendering with Dynamic Load Balancing (SMR), то есть симметричный мультирендеринг с динамическим распределением нагрузки. В режиме Alternate Frame Rendering (AFR) происходит поочередный рендеринг кадров каждым видеоадаптером.
Учитывая высокую пропускную способность интерфейса PCI Express, можно было ограничиться передачей данных по этой шине, однако с целью минимизировать возможные задержки видеокарты SLI оснащаются интерфейсом MIO. Когда карты установлены в системную плату, оснащенную двумя слотами PCI Express xl6, их требуется соединить специальным переходником — небольшой текстолитовой платой, оснащенной двумя разъемами соответствующего типа. Для включения режима SLI и его корректной работы необходимо два условия: оба слота PCI Express xl6 должны поддерживать конфигурацию ≪16 линий + 8 линий≫, либо конфигурацию 8 линий + 8 линий; чипсет должен поддерживаться драйверами ForceWare. В случае успешного запуска конфигурация SLI демонстрирует повышение производительности в некоторых играх до 80%.
CrossFire
В ответ на разработку и продвижение старой-новой технологии SLI (МК №30(357) 2005) компанией NVIDIA, главный конкурент на рынке видеоускорителей, компания ATI, разработала и внедрила свое аналогичное решение - технологию CrossFire. Так же, как и SLI от NVIDIA, она позволяет объединять ресурсы двух видеокарт в одном компьютере между собой, повышая производительность видеоподсистемы. Технология CrossFire в корне отличается от SLI, соответственно, имеет мало общего с конкурентом. Отдавая предпочтение определенным преимуществам той или иной технологии, в недалеком будущем пользователи будут выбирать между NVIDIA и ATI не только исходя из годами сформировавшихся мнений о брэндах, но и базируясь на фактах о технологиях SLI или
Техническая база
По аналогии с NVIDIA, для размещения двух видеокарт ATI в одной «упряжке» потребуется материнская плата с чипсетом того же производителя (планируется, что поддерживать CrossFire также будет чипсет Intel i975X), с двумя слотами PCI Express. Как и SLI, CrossFire требовательна к системным ресурсам, что потребует качественного БП. Рассмотрим требования к системе более детально.
Материнская плата
— должна быть основана на чипсете ATI Radeon Xpress 200 CrossFire и выше. Данные платы выпускаются как для процессоров AMD Sempron/Athlon 64, так и для Intel Pentium 4/Celeron. Так что ATI теперь будет зарабатывать и на чипсетах, производство которых ранее не достигало больших масштабов.
Видеокарты.
Для работы технологии необходима ведущая карта CrossFire master (детальнее об этом - ниже) и любая другая видеокарта на базе чипа из того же семейства, что и ведущая карточка. Ведущую карточку от других отличает наличие разъема DMS–59 (соединяемого с DVI на ведомой карте), чипа CrossFire, ну и, конечно же, стоимость.
Блок питания . Для содержания такого серьезного комплекта понадобится БП с мощностью 400–450 Вт минимум, желательно более мощный.
Ну вот, собственно, и все что нужно для сборки видеосистемы CrossFire. Как вы заметили, ATI более гибко относится к своим покупателям, не привязывая их, как землю к колхозу, к обязательной покупке двух карточек с одинаковым чипом от одного производителя. Привязка осуществляется только к семейству видеочипа, на котором основан ускоритель. То есть, можно приобрести ведущий видеоускоритель Radeon X800 и ведомый Radeon X800 XL. Master Radeon X800 будет совместим с карточкой любого производителя на базе любой модификации чипа X800. Это безусловное преимущество над конкурентом - если брать один ускоритель, с перспективой дальнейшей модернизации путем доустановки еще одной видеокарты, то не придется рыскать в поисках карточки какого-то определенного производителя на базе конкретного чипа. На данный момент технологию CrossFire поддерживают видеокарты на базе X800 и X850, а также новинки на базе X1xxx.
Основные принципы
На ведущей видеокарте (master CrossFire) находится специальный чип, позволяющий совмещать усилия ускорителей. Он попиксельно (в реальном времени) обрабатывает изображения, сгенерированные каждой карточкой, и объединяет их в единую картинку. Вся информация с ведомой видеокарты ведущей передается по соединению через разъемы DMS-59 и DVI. Длина кабеля между двумя карточками в таком случае довольно мала, что позволяет избежать потерь при передаче данных (теоретически).
Особенности и режимы работы CrossFire
Всего для CrossFire доступно 3 режима рендеринга: SuperTiling, AFR, Scissor. В отличие от SLI-систем свободный выбор режимов недоступен и нужный режим выбирается драйвером автоматически.
Scissor
Достаточно известный метод обработки изображения. Его суть заключается в разделении кадра на две части, каждую из которых обрабатывает отдельная видеокарта. В теории кадр может делиться пропорционально мощности видеочипов установленных в ПК видеокарт. Для одинаковых карточек кадр делится в соотношении 50:50; если одна из них более мощная, то выбирается соотношение 30:70 или 40:60. Однако, как может показаться на первый взгляд, не для всех игровых приложений такой режим будет предпочтителен. К примеру, в 3D–шутерах нижняя часть кадра мало меняется на протяжении игры, чего не скажешь о верхней. Для этого предусмотрено увеличение обрабатываемой в кадре зоны для карточки, простаивающей в данный момент времени. Правда, для расчета геометрии сцены также потребуются дополнительные ресурсы.
SuperTiling
Стандартный режим CrossFire. Делит изображение на множество квадратиков, визуально напоминающих шахматную доску. Часть таких квадратиков обрабатывает одна видеокарта, часть - другая. Это позволяет грамотно распределить нагрузку между видеокартами в пиксельных приложениях. Однако обе карточки должны просчитывать всю геометрию сцены. Известно, что данный режим не поддерживают игры на основе API OpenGL.
Alternate Frame Rendering (AFR)
Один из самых быстрых режимов работы CrossFire. Его суть заключается в том, что одна карточка рассчитывает четные кадры, вторая - нечетные. Таким образом, между обеими ускорителями равномерно распределяется нагрузка на графические процессоры. В принципе, данный метод - не новинка, AFR был задействован и на старых двухчиповых картах ATI. Единственный недостаток режима - он не будет работать в компьютерных играх, использующих функции render-to-texture. Также стоит помнить, что производительность CrossFire в режиме AFR будет зависеть от особенностей обрабатываемой сцены. Наконец, учтите, что обрабатываемый и отображаемый в данное время - разные кадры. Так что AFR будет эффективен для отображения качественной картинки в приложениях, не требующих плавной смены кадров для комфортной работы с ними. Говоря простым человеческим языком, в шутерах и симуляторах AFR будет менее эффективен, чем, скажем, в стратегиях.
Super AA
Режим, позволяющий существенно улучшить качество изображения в ущерб дополнительным FPS. Суть работы SuperAA заключается в том, что обе карточки генерируют одну сцену с разными шаблонами FSAA. Затем чип CrossFire объединяет их в единое целое. Это позволяет добиться лучшего сглаживания «зернистости», известной под именем aliasing.
По количеству режимов работы ATI таки обошла NVIDA, однако не факт, что качество их реализации на должном уровне. Режимом AFR обладают технологии обеих компаний, а Scissor - просто несколько переработанный режим Split Frame Rendering от NVIDIA. Режим SuperAA повышает качество в ущерб производительности, а практичность SuperTiling вызывает сомнения. Так что пока не известно, кто победит в борьбе за дополнительные FPS.
Как уже было сказано выше, существуют версии чипсетов как для процессоров AMD, так и для Intel. Материнские платы на основе чипсета ATI не требуют установки режимов работы с одной или двумя видеокартами - связку CrossFire плата определяет автоматически, чем опять-таки выгодно отличается от NVIDIA nForce4 SLI. 130-нанометровый техпроцесс изготовления чипов обеспечит неплохие возможности для разгона без применения дорогих высококачественных систем охлаждения. Да и вообще, сама технология максимально нацелена на энтузиастов и оверклокеров.
Проведем параллели
Думаю, будет разумно взвесить все за и против, сравнив недостатки и преимущества технологий ATI CrossFire с NVIDIA SLI.
Преимущества CrossFire:
- для ATI CrossFire необязательна адаптация игры под данную технологию, она работает со всеми играми на основе API DirectX и API OpenGL;
- нет необходимости покупать карточки одного и того же производителя с одинаковыми чипами и версией BIOS - карты ATI CrossFire могут быть произведены разными компаниями;
- ATI CrossFire работает и с уже продававшимися моделями Radeon X800/X850;
- у ATI CrossFire больше режимов работы, чем у NVIDIA SLI, однако один из них делает акцент на качество, но вовсе не на производительность.
Недостатки CrossFire:
- стоимость ведущей (master) карточки CrossFire заметно выше, чем у ведомой, в то время как стоимость обеих карт NVIDIA одинакова;
- малая доступность технологии на рынке.
В общем, с уверенностью можно сказать, что у обеих технологий есть будущее.
Краткий справочник терминов, упоминающихся в статье
Шейдер (shader) - это программа для одной из ступеней графического конвейера, используемая в трёхмерной графике для определения окончательных параметров объекта или изображения. Она может включать в себя произвольной сложности описание поглощения и рассеяния света, наложения текстуры, отражение и преломление, затенение, смещение поверхности и эффекты пост-обработки.
Пиксельный шейдер (pixel shader) работает с фрагментами изображения, под которыми в данном случае подразумеваются пикселы, обладающие некоторым набором атрибутов, таких как цвет, глубина, текстурные координаты. Пиксельный шейдер используется на последней стадии графического конвейера для формирования фрагмента изображения.
Вершинный шейдер (vertex shader) оперирует данными, сопоставленными с вершинами многогранников. К таким данным, в частности, относятся координаты вершины в пространстве, текстурные координаты, тангенс-вектор, вектор бинормали, вектор нормали. Вершинный шейдер может быть использован для видового и перспективного преобразования вершин, генерации текстурных координат, расчета освещения и т. д.
Геометрический шейдер (geometry shader) , в отличие от вершинного, способен обработать не только одну вершину, но и целый примитив. Это может быть отрезок (две вершины) и треугольник (три вершины), а при наличии информации о смежных вершинах (adjacency) может быть обработано до шести вершин для треугольного примитива. Кроме того, геометрический шейдер способен генерировать примитивы «на лету», не задействуя при этом центральный процессор.
Шейдерный конвейер (процессор) - это устройство для обработки одного элемента данных одной командой (типичными элементами данных могут быть целые или числа с плавающей запятой).
Блок растеризации (ROP, Raster Operator) - устройство, выполняющее Z-буферизацию, сглаживание и запись обработанного изображения в буфер кадра видеокарты.
Блок текстурирования (TMU, Texture Mapping Unit) - устройство, отвечающее за наложение изображений (текстур) на поверхности геометрических объектов.
Рисунок 5. Адаптер CGA
Кабель подключения адаптера CGA и устройства вывода(монитор и др.)
Cтраница 1
Графическая подсистема: цветная графика - 8 бит; разрешение 1280x1024 точек; скорость сдвига экрана 25 млн точек / сек.
Черно-белые изображения в этой книге напечатаны с использованием графической подсистемы Postscript . Многие изображения созданы в программе Matlab, в которой особенно удобно строить кривые в трехмерном пространстве. Изображения, в которых требовалась заливка областей, ограниченных кривыми, получены с помощью пакета Mathematica. Изображения, для которых необходима точечная графика (для данного пиксела в данный момент времени определяется его цвет, черный или белый), были сгенерированы на Фортране с последующим преобразованием выходного файла в формат Postscript.
Используя графический пакет, можно легко создать свою собственную графическую подсистему, максимально адаптированную под набор конкретных задач, решаемых пользователем.
Видео ОЗУ или Видеопамять: быстродействующая оперативная память ЭВМ, являющаяся результатом развития динамических ОЗУ для графической подсистемы ЭВМ и ее мультимедийных приложений.
Если в интеллектуальной системе с БЗ, ориентированной, например, на некоторую область научных исследований и разработок, используется подсистема машинной графики, в которой ключевым моментом является общение пользователя с визуальными образами объектов исследуемой предметной области и отношений между ними, то такая графическая подсистема по сути представляет из себя подсистему когнитивной компьютерной графики.
Программное обеспечение средств машинной графики по отношению к вычислительной среде, в которой оно эксплуатируется, можно разделить на две группы: 1) пакеты прикладных программ (ППП), подсистемы САПР или системы иных назначений, эксплуатирующиеся в среде операционных систем (ОС) общего назначения; 2) графические подсистемы, эксплуатирующиеся в рамках специализированных систем, предназначенных для конкретного применения и работающих под управлением специализированной ОС.
В противоположность этому Win32 API имеет огромное количество вызовов для управления окнами, геометрическими фигурами, текстом, шрифтами, полосами прокрутки, диалоговыми окнами, пунктами меню и другими элементами графического интерфейса. В том случае, когда графическая подсистема запускается в режиме ядра (это верно для большинства версий Windows, но не для всех), вызовы являются системными; в противном случае вызовы являются только библиотечными. Должны ли мы обсуждать эти вызовы в книге или нет. Так как они на самом деле не связаны с функциями операционной системы, мы решили этого не делать, несмотря на то, что они выполняются ядром.
Целесообразность включения структурных компонентов дизайна в систему графической подготовки студентов втуза определяется двумя аспектами. Кроме того, основной метод дизайнера - художественное конструирование - представляет собой визуально-графический метод композиционного формообразования, который сходен по своей структуре с методом машинной разработки изделия, осуществляемой в графической подсистеме САПР. Ориентированный на дизайн, метод пространственно-графического моделирования оказывается органически связанным с проблемой автоматизации учебно-проектировочной деятельности студентов, а также с вопросами поискового конструирования.
При этом основным документом первичного описания графической информации является чертеж для программирования (см.гл. З), по которому разрабатывается подпрограмма формирования модели ГИ. При этом в памяти ЭВМ хранятся подпрограммы, которые обеспечивают формирование модели ГИ с заданными значениями параметров. На рис. 1.1 показана схема обработки графической информации при первом и втором способах формирования модели ГИ. Здесь под обработкой понимаются средства работы с моделью ГИ, предоставляемые пользователю графической подсистемой и зависящие от используемых методов автоматизации конструирования и выполнения конструкторской документации.
Хотя интерфейс Win32 API также присутствует в системе Windows 98 (и в операционной системе для компактных мобильных компьютеров Windows СЕ), не во всех версиях Windows реализован каждый вызов, кроме того, иногда встречаются несущественные различия. Например, в системе Windows 98 нет средств безопасности, поэтому вызовы API, относящиеся к ней, просто возвращают в этой системе код ошибки. Кроме того, у некоторых вызовов в различных версиях операционной системы Windows могут различаться входные и выходные параметры. Например, в системе Windows 2000 все экранные координаты, задаваемые в качестве параметров графическим функциям, представляют собой действительно 32-разрядные числа, тогда как в Windows 98 используются только младшие 16 разрядов, так как большая часть графической подсистемы все еще остается 16-разрядной. Существование интерфейса Win32 API на нескольких различных операционных систем облегчает перенос программ с одной системы на другую, но благодаря наличию этих небольших различий требуется определенная аккуратность, чтобы программа оставалась переносимой.
Производительность Release 14 начинается с быстродействия. Загрузка происходит гораздо быстрее, чем в любой из предыдущих версий. Операции с экраном, а также обычные функции редактирования, такие как выбор, копирование и перемещение, также выполняются быстрее. Оптимальная с точки зрения памяти и быстродействия архитектура, включая передовую графическую подсистему HEIDI и новые, эффективно использующие память средства, такие как облегченные полилинии и штриховки, использующие новый принцип построения. Зумирование и панорамирование в пространстве листа больше не требуют регенерации и происходят в 5 - 10 раз быстрее.
| Схема функционирования подсиспемы вывода графической информации. |
Фрагменты выделяются так, чтобы их комбинация создавала определенный чертеж. Например, расчетная схема получается в результате вычерчивания на одном и том же поле конечно-элементной схемы, номеров и опор. Фрагменты образуются по исходным данным и результатам расчета конкретной задачи. Они и составляют графическую информацию, которая хранится в архиве под своими именами. Чертеж выполняется с помощью управляющей таблицы, в которой указывается, какие фрагменты требуются для каждого конкретного чертежа. Графическая подсистема является открытой и легко расширяемой для выдачи новых чертежей. Для этого нужно составить список фрагментов по данному типу чертежа и записать его в управляющую таблицу. Если какой-либо из фрагментов этого списка не реализован в подсистеме, необходимо составить программы по его выделению и выдаче на графопостроитель.
Это ВС, выполненная на базе 32-разрядных микропроцессорных наборов или 32-разрядных ПЭВМ и обладающая следующими архитектурными и техническими характеристиками. Емкость ОЗУ должна составлять несколько Мбайт. АРМ должно иметь выход на ЛВС класса Эзернет. Виртуальная память должна позволять производить подкачку данных не только из винчестерского диска АРМ, но также из ресурсов памяти других устройств или вычислительных систем, доступных через ЛВС. АРМ должно иметь выход на внешний интерфейс типа VME или Multibus-2 и несколько гнезд в собственной шине для соединения с измерительными, управляющими или другими вычислительными системами. Ввод информации должен осуществляться как с клавиатуры, так и с флоппи-диска. Особое значение должно придаваться графической подсистеме. Быстродействие графической подсистемы (нижний предел) - смена 5000 векторов за 1 с в базовой системе или смена до 40 000 векторов за 1 с с графическим ускорителем. Обычно в АРМ помимо центрального процессора ставятся сопроцессоры, в том числе графической обработки.