Bir görüntüleme ekranındaki görüntü, piksel adı verilen küçük noktalardan oluşmaktadır. En yaygın Full HD çözünürlükte 2 milyondan fazla piksele sahip monitörler üretilmektedir. PC ise, her biriyle ne yapacağına ekran kartı aracılığı ile karar vermektedir.
Bu işlemleri yapmak, ikili verileri görünür bir görüntüye dönüştürebilen bir araç gerektirmektedir. Bilgisayar anakart donanımı ile bu görevi yerine getiremezse, gücünü grafik kartından devralmaktadır.
Bir bilgisayar, kendi sanat departmanına sahip, resim çizme talebinin gönderildiği bir organizasyon olarak düşünülebilmektedir. Departman ise, çizimin ne olacağına karar vermekte ve ardından ekrana yansıtmaktadır. Bunun sonucunda, birinin fikri görünür bir görüntüde gerçekleşmektedir.
Video kartının çalışma prensibi bununla aynıdır. İşlemci ve yazılım, bilgileri istenen görüntüyü elde etmek için ekranda hangi piksellerin olacağına karar veren grafik kartına sahiptir. Bu veriler daha sonra bir kablo aracılığıyla monitöre gönderilmektedir.
Bir bilgisayar video kartının çalışması aşağıdaki ana bileşenlere bağlıdır;
- Güç ve verilerin alındığı ana karta bağlantılar;
- Her ekran pikselini işleyen bir işlemci;
- Her piksel ve tamamlanmış görüntüler hakkında veri depolayan grafik belleği;
- Nihai sonucu görüntülemek için sistemler.
GPU
Video kart çalışma prensibi, GPU’dan veri alıp görüntüye dönüştürmeye dayanmaktadır.
Bir anakarta benzer şekilde, grafik kartı, işlemci ve RAM içeren bir baskılı devre kartıdır. Ayrıca, ayarları saklayan ve başlangıçta bellek, giriş ve çıkış sistemlerinin çalışmasını teşhis eden bir giriş-çıkış sistemi (BIOS) mikro devresi ile donatılmıştır.
Grafik işleme birimi, bir bilgisayarın CPU’suna benzemektedir. Ancak GPU, bir görüntü oluşturmak için gereken karmaşık geometrik ve matematiksel hesaplamaları işlemek için özel olarak tasarlanmıştır. En hızlı işlemcilerden bazıları, ortalama CPU’dan daha fazla transistöre sahiptir. Ayrıca GPU çok fazla ısı üretmekte, bu nedenle genellikle bir soğutucu veya fanlı bir soğutucu ile soğutulmaktadır.
Muazzam işlem gücüne ek olarak, GPU’lar verileri analiz etmek ve kullanmak için özel yazılımlarla etkileşime girmektedir. Nvidia ve ATI, ekran kartı üretiminin büyük çoğunluğunu oluşturmaktadır. Kendi üretkenlik araçlarını geliştirirler. Daha yüksek görüntü kalitesi elde etmek için GPU’lar şunları kullanmaktadır;
- 3B nesnelerin kenarlarının tam ekran kenar yumuşatılması;
- Video netliğini artıran anizotropik filtreleme.
- Video kartlarının genel çalışma prensibini korurken, her üretici kendi boyama tekniklerini, üst üste binen gölgeleri, dokuları ve desenleri geliştirmektedir.
GPU, görüntüleri oluşturduğu için onları bir yerde saklaması gerekmektedir. Bunun için rastgele erişimli bir bellek kullanmaktadır. Tüm pikseller, renkleri ve konumları hakkında bilgi depolamaktadır. RAM’in bir kısmı, aynı zamanda, onları gösterme zamanı gelene kadar tamamlanmış görüntülerle bir çerçeve arabelleği olarak da hareket edebilmektedir. Tipik olarak, bellek çok yüksek bir hızda çalışmakta ve çift yönlü olmaktadır. Ayrıca bu, sistemin aynı anda veri okuyup yazabileceği anlamına gelmektedir.
Grafik RAM’i, görüntüyü ekran tarafından kullanılmak üzere bir sinyale dönüştüren DAC’ye doğrudan bağlıdır. Bazı video kartlarında bu modüllerden birden fazla bulunmaktadır. Bu da performansı artırmakta ve birden fazla monitörü desteklemenize olanak tanımaktadır.
DAC, son görüntüyü kablo aracılığıyla yönlendirir.
PCI yuvası
Ekran kartı bilgisayara anakart üzerindeki bir konektör aracılığıyla bağlanmaktadır. İşlemci ile güç sağlamakta ve veri alışverişi yapmaktadır. Güçlü grafik kartları genellikle ana kartın kaldırabileceğinden daha fazla güç kullanmaktadır. Bu nedenle güç kaynağına doğrudan bağlantı için bir konektörle birlikte gelirler.
Bağlantı genellikle PCI, AGP ve PCI Express (PCIe) arabirimleri aracılığıyla yapılmaktadır. İkincisi ise, en modern olanıdır. Kart ile anakart arasında en hızlı aktarım hızını sağlamaktadır. PCIe, aynı anda birden çok grafik hızlandırıcının kullanımını desteklemektedir.
Verimlilik
Video kartının hızı doğrudan donanıma bağlıdır. Performansı en çok aşağıdaki teknik özelliklerden etkilenmektedir;
- Saat frekansı;
- Bellek veriyolu genişliği;
- RAM bant genişliği;
- RAM miktarı ve sıklığı;
- DAC frekansı.
Bir PC’nin CPU ve anakartı da çok hızlı bir grafik kartı bile zayıf sistem performansını telafi edemediğinden bu rolü oynamaktadır.
Ekran kartının çalışma prensibi
Bir görüntüleme ekranındaki görüntü, piksel adı verilen küçük noktalardan oluşmaktadır. En yaygın Full HD çözünürlükte 2 milyondan fazla pixel bulunmaktadır. PC her bir piksel ile ne yapacağına karar vermelidir.
Bu, ikili veriler görünmekte ve bir görüntüye dönüştürebilen bir aracı gerektirmektedir. Bilgisayar anakart donanımı ile bu görevi yerine getiremezse, grafik kartı görüntülemeyi devralmaktadır.
Ekran kartı nasıl çalışır?
Bir bilgisayar, kendi sanat departmanına sahip, resim çizme talebinin gönderildiği bir organizasyon olarak düşünülebilir. Departmanın çizimin ne olacağına karar vermesi ve ardından kağıda yazdırması gibi fonksiyonunu video kartı yerine getirmektedir. Sonunda, birinin fikri görünmekte ve bir görüntüleme gerçekleşmektedir.
Video kartının çalışma prensibi aynıdır. İşlemci ve yazılım, bilgileri istenen görüntüyü elde etmek için ekranda hangi piksellerin olacağına karar veren grafik kartını beslemektedir. Bu veriler daha sonra bir kablo aracılığıyla monitöre gönderilmektedir.
İkili sayılardan bir görüntü oluşturmak zordur. Bir 3D görüntüyü görüntülemek için, grafik kartının önce düz çizgilerden bir tel kafes hesaplaması gerekmektedir. Sonra onu piksellerle doldurmaktadır.
Bundan sonra ise, renk, aydınlatma ve doku eklenmektedir. Yüksek hızlı bilgisayar oyunlarında GPU, tüm bu hesaplamaları saniyede en az 60 kez yapmak zorundadır.
Bir bilgisayar video kartının çalışması prensip olarak aşağıdaki 4 ana bileşene bağlıdır;
- Güç ve verilerin alındığı ana karta bağlantılar;
- Her ekran pikselini işleyen bir işlemci;
- Her piksel ve tamamlanmış görüntüler hakkında veri depolayan grafik belleği;
- Nihai sonucu görüntülemek için sistemler.
- GPU
Ekran kartı çalışma prensibi, GPU’dan veri alıp görüntüye dönüştürmeye dayanmaktadır.
Bir anakarta benzer şekilde, grafik kartı, işlemci ve RAM içeren bir baskılı devre kartıdır. Ayrıca, ayarları saklayan ve başlangıçta bellek, giriş ve çıkış sistemlerinin çalışmasını teşhis eden bir giriş-çıkış sistemi (BIOS), yani mikro devresi ile donatılmıştır.
Grafik işleme birimi, bir bilgisayarın CPU’suna benzemektedir. Ancak GPU, bir görüntü oluşturmak için gereken karmaşık geometrik ve matematiksel hesaplamaları işlemek için özel olarak tasarlanmıştır. En hızlı işlemcilerden bazıları, ortalama CPU’dan daha fazla transistöre sahiptir. Aynı şekilde GPU çok fazla ısı üretmektedir. Bu nedenle genellikle bir soğutucu veya fanlı bir soğutucu ile soğutulmaktadır.
Muazzam işlem gücüne ek olarak, GPU’lar verileri analiz etmek ve kullanmak için özel yazılımlarla etkileşime girmektedir. Nvidia ve ATI, ekran kartı markalarının büyük çoğunluğunu oluşturmaktadır. Ayrıca bu markalar kendi üretkenlik araçlarını sürekli geliştirmektedirler. Daha yüksek görüntü kalitesi elde etmek için GPU’lar şunları kullanmaktadır;
- Video kartlarının genel çalışma prensibini korurken, her üretici kendi boyama tekniklerini, üst üste binen gölgeleri, dokuları ve desenleri geliştirmektedir.
- GPU, görüntüleri oluşturduğu için onları bir yerde saklaması gerekmektedir. Bunun için rastgele erişimli bir bellek kullanılmaktadır. Tüm pikseller, renkleri ve konumları hakkında bilgi depolamaktadır.
RAM’in bir kısmı, aynı zamanda, onları gösterme zamanı gelene kadar tamamlanmış görüntülerle bir çerçeve arabelleği olarak da hareket edebilmektedir. Tipik olarak, bellek çok yüksek bir hızda çalışmakta ve çift yönlü olmaktadır. Sistem aynı anda veri okuyabilmekte ve yazabilmektedir.
Ekran kartı RAM’i, görüntüyü ekran tarafından kullanılmak üzere bir sinyale dönüştüren DAC’ye doğrudan bağlıdır. Bazı video kartlarında bu modüllerden birden fazla bulunmaktadır. Bu da performansı artırmakta ve birden fazla monitörü desteklemenize olanak tanımaktadır.
DAC, son görüntüyü kablo aracılığıyla yönlendirmektedir. Arayüzlü bir video kartının çalışma prensibi aşağıda ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.
PCI yuvası
Ekran kartı bilgisayara anakart üzerindeki bir konektör aracılığıyla bağlanmaktadır. İşlemci ile güç sağlamakta ve veri alışverişi yapmaktadır. Güçlü grafik kartları genellikle ana kartın kaldırabileceğinden daha fazla güç kullanmaktadır. Bu nedenle güç kaynağına doğrudan bağlantı için bir konektörle birlikte gelmektedir.
Bağlantı genellikle PCI, AGP ve PCI Express (PCIe) arabirimleri aracılığıyla yapılmaktadır. Bunlardan ikincisi en modern olan şecenektir. Kart ile anakart arasında en hızlı aktarım hızını sağlamaktadır. Ayrıca PCIe, aynı anda birden çok grafik hızlandırıcının kullanımını desteklemektedir.
Ekran kartı’nı bir monitör bağlama
Çoğu ekran kartı, görüntüyü 2 ekranda görüntülemenize izin vermektedir. Bağlantı, LCD monitörleri destekleyen DVI, HDMI, DisplayPort ve CRT tipi ekranların bağlı olduğu VGA bağlantı noktaları üzerinden yapılabilmektedir. Hatta bazı kartlarda 2 DVI bağlantı noktası bulunabilmektedir. Bir adaptör aracılığıyla bağlanabildikleri için katot ışınlı tüpleri kullanma olasılığını dışlanamaz.
Apple daha önce, yerini bir DVI bağlantı noktası ve daha sonra HDMI ve DisplayPort ile geriye dönük uyumlu USB-C tabanlı Thunderbolt ile değiştirilen tescilli bir ADC konektörüne sahip monitörler yapmıştır.
Ancak bu cihazların çoğu yalnızca bir ekran kullanmaktadır. 2 monitöre ihtiyacı olanlar iki ekran görüntüleyebilen bir grafik kartı satın alabilmektedirler. Bu bilgisayarlar 4 veya daha fazla ekranı destekleyebilmektedir.
Diğer bağlantı noktaları
Anakart ve monitöre ek olarak, bazı grafik kartları şunlara bağlanmanıza izin vermektedir.
- TV ekranı (TV çıkışı veya S-video aracılığıyla);
- Analog video kameralar (ViVo ve video girişi aracılığıyla);
- Dijital kameralar (USB veya FireWire aracılığıyla).
Ayrı video kartları TV alıcılarıyla birlikte verilir.
Ekran kartı türleri
Video kartları 3 türe ayrılmaktadır;
- Entegre Grafik Kartları (yani Entegre Grafik veya IGP)
- Ayrık grafik kartları (yani harici grafik kartı)
- Hibrit çözümler
Entegre ekran kartı
Bunlar, işlemci çekirdeğine (CPU) entegre edilmiş tip ekran kartlarıdır. İşlemci kalıbında bulunmakta veya daha az sıklıkla anakarta gömülmektedirler. Ayrıca “kuzey köprüsü” adı verilen bir çip, entegre video kartları ve iyi grafik performansı isteyenler için zayıf ölçümler sağlamaktadır.
Bunun için entegre çözümler tasarlanmamıştır. Örneğin; video çipinde ağır yüklerin olmayacağının varsayıldığı ofis bilgisayarlarında (veya dizüstü bilgisayarlarda) kullanılmaktadır.
Entegre video kartlarıyla ilgili sorun, kendi rasgele erişim belleğine (RAM) sahip olmamalarına rağmen ve işlemciyle aynı bilgisayar RAM’ini kullanmaya olanak sağlamaktadır. Sinyal bir sistem ve veriyolu üzerinden iletilmektedir.
Entegre video kartı, ana karttaki diğer tüm bileşenlerle birlikte gelmektedir.
Ayrık ekran Kartı
Bu sadece iyi grafik performansına ihtiyaç duyanlar için bir seçenektir.
Ayrı video kartları, kendi belleğim olduğundan, entegre video adaptörlerine kıyasla bilgi işlem güçlerinde farklılık göstermektedir. Bu nedenle, ayrı bir video kartı bunu yapabilse de, işlemciyle birlikte bilgisayarın RAM’ini almaya gerek yoktur.
Ayrık ekran kartı, ana karta entegre değildir. Bağımsız olarak veya ayrı olarak bulunmaktadır.
Hibrit çözümler
Bu seçenek, entegre bir video kartı ile ayrı bir kartın kombinasyonunu ifade etmektedir.
Örneğin; bilgisayarınızı ağır bir şekilde yüklemeyi planlamıyorsanız ve sadece internette gezinmek için kullanacaksanız bu yöntem size uygun olabilmektedir. Hafif oyunlar çalıştırmanız, bazen programlamanız, editörleri ve hatta belki IDE, tabloları düzenlemeniz için gerekli olan performansı size sağlayacaktır. Entegre bir video kartı ayrık ekran kartlarından daha ucuzdur.
Örneğin yeni çıkan oyunları oynamak, videoları en iyi kalitede izlemek gibi bilgisayarınızdan daha fazla güç almak istiyorsanız, o zaman ayrı bir ekran kartı seçmelisiniz.
