От битов к пикселям: как устроена видеокарта

Дальше в дело вступают текстурные блоки, использующие проведенные ранее вычисления для создания текстур, а финальная картинка появляется благодаря блокам растеризации, вычисляющим цвета каждой точки двумерного изображения.

Конечно, это лишь сильно упрощенная структура графического процессора, описанная нами для понимания принципа его работы. А на деле помимо этого в современных GPU имеются тензорные ядра, отвечающие за ускорение матричных вычислений, RT-ядра, имитирующие физику света и тени, и более крупные блоки, объединяющие некоторые компоненты GPU для их более эффективной работы.

Видеопамять используется видеокартой для хранения промежуточных результатов вычислений, сгенерированных текстур и других данных для их последующего вывода на экран. Она во многом напоминает оперативную память компьютера, однако видеопамять намного быстрее оперативной, и последняя никак не сможет стать ее полноценной заменой.

Чем больше ее объем– тем лучше. Ведь, в том числе, и от этого зависит качество и разрешение выводимого на экран изображения. Мы же советуем покупать видеокарты с не менее чем 8 Гбайт видеопамяти.

Конечно, графический процессор, память и другие компоненты видеокарты не могут работать без электропитания. Поэтому в любой видеокарте имеется сложная система питания, выступающая своеобразным посредником между блоком питания ПК и остальными элементами видеокарты.

Задача, кстати, не такая уж и простая. Ведь видеокарта потребляет огромное количество энергии, целиком проходящей через подсистему питания. А последняя преобразует ее, выдавая всем компонентам графического ускорителя именно то напряжение, которое им нужно.

Современные видеокарты подключаются к компьютеру через шину PCI-E. Она имеет немало разных версий и использует разное число линий, но, в целом, такая шина выглядит одинаково у всех моделей ускорителей.

Для подключения к монитору или другому устройству для вывода изображения в видеокарте может быть предусмотрено несколько разных выходов. Чаще всего это HDMI и DisplayPort, а в старых ускорителях обычно встречаются DVI или VGA. И здесь нужно быть особенно аккуратным. Ведь интерфейс видеокарты должен поддерживаться и интерфейсом монитора. В противном случае вы просто не сможете их «подружить» или будете вынуждены использовать не отличающиеся стабильностью переходники.

Для питания бюджетной видеокарты обычно достаточно возможностей стандартного слота PCI-E материнской платы, способного выдавать напряжение до 75 Вт. Но более-менее производительным графическим ускорителям этого мало. И, к примеру, далеко не самый быстрый графический процессор GeForce RTX 5050 имеет энергопотребление 130 Вт, а у GPU флагманской GeForce RTX 5090 эта цифра и вовсе достигает 575 Вт.

Разумеется, получить такое напряжение из шины PCI-E просто невозможно. Поэтому современные видеокарты обычно оснащаются еще и разъемами дополнительного питания. Они подключаются напрямую к блоку питания, и в зависимости от типа разъема могут выдавать напряжение до 600 Вт каждый.

Чем быстрее видеокарта, тем сильнее она греется. Поэтому ни один современный ускоритель не обходится без системы охлаждения. Чаще всего такая система состоит из массивного радиатора, прикрывающего ключевые элементы платы, тепловых трубок для более эффективного рассеивания тепла, вентиляторов и декоративного кожуха.