Материал: Тестирование видеокарт

Тестирование видеокарт

Оглавление

Введение

. Общая часть

1.1 История видеокарт

.2 Устройство видеокарты

.3 Основные характеристики видеокарт

.4 Разъёмы для подключения устройств вывода

2. Практическая часть

2.1 Описание видеокарт

.2 Тест №1 3DMark

.3 Тест №2 Metro 2033 Benchmark

.4 Тест №3 Unigine Tropics Demo

.5 Тест №4 FurMark

.6 Тест №5 Photoshop Bench V3 в Photoshop CS4

3. Экономическая часть

3.1 Оценка конкурентоспособности исследуемых объектов

Заключение

Список используемой литературы

компьютер адаптер видеокарта вывод

Введение

Видеокарта - электронное устройство, преобразующее графический образ, хранящийся, как содержимое памяти компьютера в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора. На сегодняшний день видеокарты в настольных ПК используются для решения множества задач. Для нужд обработки графики в игровых приложениях, просмотра видео высокого качества, работы в в приложениях для проектирования и моделирования изображений.

На рынке компьютерных комплектующих представлено множество видеокарт самого разного ценового диапазона и производительности. В связи с этим нередко у пользователя встает вопрос о выборе оптимальной по стоимости и мощности видеокарты для решения собственных задач.

Исходная ситуация

Требуется выбрать из ряда представленных видеокарт оптимальную для домашнего мультимедийного ПК. Для использования в игровых приложениях, создания трехмерных графических элементов, работы с фото и видео.

Постановка задачи

Протестировать и сравнить по ряду характеристик несколько видеокарт одного уровня для выявления самой производительной и эффективной.

1. Общая часть

.1 История видеокарт

Начало истории PC-совместимых персональных компьютеров положил адаптер MDA (Monochrome Display Adapter), появившийся во всем известном IBM в 1981 году и ставший родоначальником графических карт. Этот адаптер был первым не интегрированным в материнскую плату. Он был собран на отдельной плате, и для него был создан специальной слот в универсальной шине XT-bus.

Рис. 1. MDA - дальний предок современных видеокарт - IBM Monochrome Display Adapter

В принципе, он был видеоконтроллером, функция которого заключалась в выводе содержимого видеопамяти на монитор. Сигнал, который генерировал MDA, был цифровым, что явилось причиной отсутствия обязательного для последующих адаптеров RAMDAC. Плата MDA включала в себя не только чип видеоконтроллера, но и 4 кб видеопамяти, тактовый генератор и микросхему ПЗУ, в которой содержался шрифт.

Адаптер MDA не работал в графическом режиме - он был просто текстовым. Однако, несмотря на отсутствие графики, MDA умел достаточно. Он выводил на монитор 25 строк, содержащих 80 символов каждая, и отдельный символ располагался на матрице 9*14 пикселей. Таким образом, разрешение, выдаваемое MDA, было 720*350 пикселей, что придавало тексту большую четкость, которую конкуренты не предлагали. Помимо этого, у символов было 5 атрибутов на выбор: обычный, яркий, подчеркнутый, инверсный и даже мигающий. Очевидно, что работал MDA только с черно-белыми мониторами. А также у MDA был порт для принтера, что означало, что покупатели не надо было покупать дополнительный контроллер, который стоил в то время около $100.

И все же не будь у IBM PC графики - он не был бы таким популярным. Ради "несерьезных" пользователей для IBM PC в тот же год был изготовлен еще один адаптер, который назывался CGA (Color Graphics Adapter). Он был выпущен тоже в 1981 году. Он выдавал меньшее разрешение, чем у MDA, зато у него было гораздо больше режимов. Благодаря 16 кб видеопамяти, CGA мог работать и в текстовом режиме и в режиме графики.

Рис. 2. Видеокарта IBM CGA

отображал столько же строк и символов, сколько и MDA (25 по 80 или 40 символов). Однако, у символов было 16 цветов, хоть и располагались они на матрице 8*8 пикселей.

В графическом режиме CGA выводил изображение на экран в трех вариантах: 640*200 с цветом в 1 бит (монохром); 320*200 пикселей с 2 битами (4 цвета); 160*100 пикселей уже с цветом в 4 бита (16 различных цветов). Третий вариант технически был эмуляцией графики в текстовом режиме (происходила имитация пикселей при помощи наполовину закрашенной матрицы 8*8 пикселей).

Порт, передающий видеосигнал в цифре, у CGA был девятиконтактным, также как и порт у MDA, и у него был выход для работы с цветным телевизором. CGA работал с одноцветным дисплеем для MDA. И так было до 1984 года. До появления EGA адаптера.

Увеличение качества

Развитие видеокарт пошло по принципу роста количества цветов и пикселей в разрешении. Появившийся в 1984 году Enhanced Graphics Adapter (EGA) выводил на экран 16 цветов (4 бита) при разрешении в 640*350 пикселей. Видеопамять стала сперва 64 кб, а потом доросла до 256 кб, благодаря чему EGA справлялся с несколькими страницами памяти. По этой причине процессор формировал несколько кадров изображения сразу, т.е. получилось некое ускорение графики.

Рис. 3. EGA - 16 цветов, 640х350 точек

Такие графические адаптеры не имели аналогов несколько лет, что в наши дни себе трудно вообразить. Это происходило до 1987 года, когда на ПК пользователи ставили наилучший для них адаптер - EGA. Но все же, в этом году появился другой, названный VGA (Video Graphics Array).

Этот адаптер был создан для новых ПК IBM PS/2. Проектируемое семейство должно было не использовать открытую архитектуру, и, к сожалению, оно было совершенно не успешным на рынке. Хотя и многие идеи этого семейства были приняты пользователями. Например, MCGA (Multi-ColorGraphicsArray), графический адаптер, который подключался к PS/2 компьютерам через системную плату, был изменен на плату для шины ISA. Это и есть VGA.

Разрешение у VGA было 640*480 пикселей и 16 цветами, либо 320*240 с 8-битным цветом (256 цветов). До фотореализма далековато, но все же шаг сделан. VGA получил новый интерфейс - 15-контактный D-Sub, который стал стандартом и сохранился даже до наших дней в некоторых ПК. Одной из особенностей была совместимость с приложениями для EGA, CGA и MDA, благодаря чему они работали на VGA.

Благодаря присутствию на борту адаптера 256 кб видеопамяти, VGA хранил по нескольку кадров, да еще и со шрифтом. Говорят, что когда использовался весь объем памяти, на экран можно было вывести кадр с разрешением 800*600 пикселей! Хотя это не подтверждено.

Рис. 4. IBM VGA с новым интерфейсом

Как и в случае с предыдущими адаптерами для PS/2 IBM выпустила 2 адаптера: MCGA (VGA), который был встроенным, а также продаваемый в качестве апгрейда 8514/А. Последний выводил изображение с разрешением 1024*768 точек и имел 8 бит цвета. К тому же создатели этого адаптера дополнили его еще некоторыми возможностями по ускорению графики, благодаря чему он выполнял часть функций по подготовке кадра.

/A рисовал линии, выполнял заливку части кадра, а также накладывал битовую маску и все это в своей видеопамяти. Это было существенным плюсом для приложений инженерной графике, ну а особенно это было заметно при создании диаграмм. Конечно же, нужна была помощь и от программ, которую они скоро и оказали.

Нельзя не отметить, что тогда графические станции профессионалов имели дополнительные сопроцессоры для графики, которые размещались на отдельных платах. Такие сопроцессоры были очень дорогостоящими и имели множество возможностей. Несмотря на ограниченную функциональность, 8514/A был намного дешевле, а это очень важный фактор для сферы ПК.

Наступил 1990 год и появился XGA (Extended Graphics Array). Он сменил 8514/А и имел больше возможностей. Единственным изменением стал режим с разрешением 800*600 точек и 16 битами цвета (65 536 цветов, High Color). XGA положил начало доминированию различных адаптеров SuperVGA, а объемы видеопамяти и величина разрешения увеличивались год от года. Результатом этого стало то, что удивить качеством картинки покупателя становилось все сложнее. Соответственно, чтобы продавать новые дорогостоящие адаптеры, нужно было внедрять в них новые функции.

Старт 3D

Компанией-первооткрывателем 3D для компьютеров стала S3. Ее видеокарта S3 Virge поддерживала 4 Мб памяти VRAM или DRAM и стала наследником успеха Trio 64V+. Ядро и память обладали совсем смехотворной для наших дней частотой 80 МГц.

У этого адаптера появилась функция ускорения трехмерной графики. Благодаря этому создатели игр смогли пользоваться динамическим освещением и билинейной фильтрацией текстур, хоть и прибавку в скорости игр Virge не давала.

Рис. 5. S3 Virge во всей красе

Компания быстро осознала, что ей, как первооткрывателю 3D, стоит внедрить свои платы в потребительский рынок. S3 стала заключать контракты с разработчиками Tomb Raider, Descent II, Mechwarrior 2, которые получили стандарт S3D. В S3 поняли, что необходимо распространять свой стандарт, получая тем самым, большее предпочтение покупателей, нежели другие производители. К функциям Virge можно, конечно, отнести поддержку OpenGL, однако производительность в использовании их была очень плохой. В функциях была заявлена даже поддержка Direct3D, несмотря на то, что почти все игры были для MS-DOS, и игры с Direct3D не были еще даже в планах.

Господство S3 на рынке видеоадаптеров длилось до 1996 года, когда появился ускоритель Voodoo Graphics от компании 3Dfx. И, несмотря на последующие обновления и улучшения, Virge так и остался всего лишь недорогой 2D-картой.

Монстры 3D

Сама 3Dfx появилась от понимания того, что для ПК необходима производительность в 3D, которая была хорошей в приставках того времени. Это поняли представители Silicon Graphics Гарри Таролли, Скотт Сеттерс и Росс Смит. Они и основали компанию.

Взяв кредиты, специалисты начали работу. Первые деньги и шаги в индустрии 3Dfx сделала на выпуске графических чипов для приставок того времени. А через год компания выпустила Voodoo Graphics. Новый адаптер был представлен на выставке Computex и вызвал огромный восторг. Такого плавного и красивого рендеринга 3D никто и не представлял. Качество графики было гораздо выше, нежели у Nintendo 64 и Playstation, которые только готовились выйти в свет. У Voodoo Graphics была заявлена поддержка и DirectX и OpenGL, хотя скорость была совсем небольшой. Но во время работы со своим интерфейсом, названным Glide, работало все очень хорошо. Разработчики игр тут же начали оптимизацию под Voodoo Graphics, не задумываясь о ее конкурентах. Выдаваемый адаптером режим разрешением в 640*480 точек и 16 бит цвета сейчас не удивляет совершенно, но в то время это для потребителей было даже впечатляюще.

Рис. 6. Возможности Glide

Сам адаптер устанавливался в специальный слот PCI, однако не имел функций 2D. Принцип работы состоял в перехвате управления в режиме 3D у обычного адаптера, через который он и подключался к монитору. Совмещение качественных 2D и 3D адаптеров сначала выглядело очень интересным и пользовалось популярностью пользователей. В том же году вышел 3D-ускоритель Rendition Verite V1000, у которого были функции 2D-видеокарты, однако при высоком разрешении он затуманивал изображение. Из-за этого также не пользовался популярностью Voodoo Rush, который вышел годом позже и был полноценной видеокартой с 3D-ядром Voodoo Graphics.

Рис. 7. Видеокарта Voodoo Graphics

У Voodoo Graphics было 3 Мб EDO DRAM, которая работала на частоте 50 МГц, аналогичной процессору. На исходе 1996 года произошло падение цен на EDO DRAM и 3Dfx начало продавать адаптеры относительно дешево, вызывая тем самым всплески своей популярности у потребителей. Однако собственных адаптеров 3Dfx не реализовывала. Она была поставщиком их для партнеров. Самым популярным был Diamond Monster 3D, благодаря которому товары 3Dfx стали называться "монстрами".

Рис. 8. Видеокарта Diamond Monster - на вид не такой уж и монстр

Опытные конкуренты

Рис. 9. Легендарный Quake на Riva128

Но 3Dfx не была единоличным владельцем рынка. Появившаяся еще в 1985 году компания ATI, начав с "клонирования" IBM 8514/A, имела опыт и достаточную известность к появлению первого адаптера от 3Dfx. К 1995 году у нее был уже Rage адаптер, который выдавал отличную 2D картинку, имел возможности 3D и мог обрабатывать сжатый видеопоток MPEG-1. Выпуск 3D Rage II произошел в середине 1996 года. Этот ускоритель был в 2 раза быстрее предшественника и обрабатывал уже формат MPEG-2 (DVD). У ускорителя была поддержка Direct3D и OpenGL (частично). На борту он нес 8 Мб SDRAM, а процессор и память имели частоту 60 и 83 МГц соответственно. Несмотря на заметный недостаток в производительности в 3D-рендеринге, карта имела отличное 2D-изображение и могла аппаратно ускорять видео на начальном уровне.

Появившаяся на пару лет раньше 3Dfx, компания NVIDIA в 1995 году выпустила свой первый, хоть и провальный, продукт NV1. Он совмещал 3D-ускоритель, 2D-адаптер, а также адаптер звука и порт для геймпада Sega Saturn. Он был дорогим, и архитектура была у него странная: 3D появлялось из кривых третьего порядка, а не из полигонов. Для создателей игр этот подход был слишком оригинален и сулил немало трудностей в создании движка для игры. Ну а когда появился Direct3D, NV1 окончательно канул в лету.

Несмотря на это и на потери в сотрудниках и деньгах, NVIDIA смогла выпустить совсем другой продукт, названный NVIDIA Riva 128, базировавшийся на чипе NV3 и имевший 4 Мб (а в версии 128ZX - 8мб) SDRAM, шину в 128 бит и рабочую частоту в 100 МГц. Производительность в 3D у него была на уровне Voodoo Graphics, и выпускался он в 2 вариантах: PCI и AGP, который не поддерживали продукты 3Dfx. Riva 128 помог NVIDIA не стать банкротом. Однако, ничья у 3Dfx и NVIDIA была всего лишь в непопулярном в то время Direct3D.

Эволюционный отбор

То, что на рынке появлялись все более новые и совершенные 3D-игры и видеоплаты, послужило поводом создания более совершенных и быстрых видеокарт. Вехой истории видеокарт был 1998 год, который стал годом рождения адаптера Voodoo2, обладавшего 8 или 12 Мб памяти EDO DRAM на борту и работавший на частоте в 100 МГц.

Рис. 10. Voodoo2 с первым в мире SLI

Архитектура Voodoo2 была практически такая же, как и в Voodoo за исключением нескольких особенностей. Первой особенностью являлся дополнительный текстурный блок, с помощью которого за 1 проход рендеринга можно было накладывать до двух текстур за проход, что гораздо увеличило производительность. Вторая особенность - картинка, выводимая адаптером. Разрешение картинки достигало 1024*768 пикселей при 12 Мб памяти и 800*600 в случае с 8 Мб памяти при режиме цвета в 16 бит. Но главное инновацией был режим SLI, который позволял совместно работать сразу двум Voodoo2. Эта система была очень и очень дорогостоящей, однако аналогов у фирм-конкурентов не было и в помине, а производительность была невероятной.

Рис. 11. Мощнейшая конструкция: две Voodoo2 в режиме SLI

В этом году NVIDIA не смогла нагнать 3Dfx, но появившаяся в том году Riva TNT (NV4) стала толчком к успеху компании. За 2 года специалисты NVIDIA создали новую архитектуру, которая дала RIVA TNT 2 конвейера для рендеринга, то есть она так же, как и Voodoo2 накладывала 2 текстуры за проход. RIVA TNT работала на частоте 90 МГц, а память у нее была SDRAM, объем которой был 16 Мб.

Рис. 12. RIVATNT от NVIDIA

Глубина цвета у продукта NVIDIA была 32 бита, однако производительность при этом режиме уменьшалась аж в 2 раза, что было негативно встречено покупателями. Несмотря на это RIVA TNT положила начало рендерингу в 32-битном цвете, и вскоре появились модели, которые давали приемлемую производительность в этом режиме. Еще у RIVA TNT была возможность работы с текстурами 1024*1024 пикселей, а для Voodoo2 максимумом были текстуры размером 256*256 точек.