ΑΠΛΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

(ΜΑΘΗΜΑ 8ο)

Κάρτες γραφικών: τι είναι και τι κάνουν

Οι κάρτες γραφικών δεν κατασκευάζονται με τον ίδιο τρόπο, ακόμη και όταν στη συσκευασία τους διαφημίζεται ο ίδιος επεξεργαστής.
Ο επεξεργαστής ........

εικόνας είναι το κλειδί γι αυτά που μπορεί να καταφέρει μια κάρτα γραφικών, όμως δεν είναι το παν. Οι σημερινές κάρτες γραφικών διαθέτουν δικό τους επεξεργαστή (CPU), μνήμη, ακόμη και διαύλους. Η μνήμη της κάρτας γραφικών λειτουργεί σε μεγάλες ταχύτητες και, σε ορισμένα κορυφαία μοντέλα, σε εξαιρετικά υψηλές συχνότητες ανανέωσης. Τα δεδομένα απεικόνισης κινούνται τόσο γρήγορα, που μπορούμε να πούμε ότι δε μεταφέρονται μέσα και έξω από τη μνήμη, αλλά μέσω της μνήμης. Τον πρωταγωνιστικό ρόλο εξακολουθεί, βέβαια, να τον έχει ο βασικός επεξεργαστής του υπολογιστή, όμως ο επεξεργαστής της κάρτας γραφικών διεκπεραιώνει ένα μεγάλο μέρος της δουλειάς.

Οι κάρτες γραφικών έχουν ενσωματωμένο έναν από δυο (η και τους δυο) διαφορετικούς τύπους επεξεργαστή (CPU). Ο πρώτος τύπος, που συνήθως ονομάζεται μονάδα επεξεργασίας γραφικών (graphics processor unit GPU) λειτουργεί σε συνεργασία με το βασικό επεξεργαστή (CPU) του υπολογιστή. Οι δυο επεξεργαστές διεκπεραιώνουν μαζί όλες τις λειτουργίες φωτοαποδοσης και διαχείρισης της μνήμης. Η μονάδα GPU είναι ανεξάρτητη σχεδιασμένη να εκτελεί ταχύτατα υπολογισμούς που χρησιμοποιούνται για τη φωτοαποδοση εικόνων υψηλής ποιότητας - ειδικότερα, τρισδιάστατων εικόνων. Δεν χρειάζεται να ελέγχεται από το βασικό επεξεργαστή του υπολογιστή. Αντίθετα, εκτελεί μόνη της αυτόματα όλες τις διεργασίες που σχετίζονται με εικόνα και στέλνει το αποτέλεσμα στη μνήμη της κάρτας γραφικών και στην οθόνη.

Ο δεύτερος τύπος επεξεργαστή καρτών γραφικών είναι ο επιταχυντής γραφικών. Αυτός ο τύπος επεξεργαστή περιμένει να δεχτεί ένα συγκεκριμένο σύνολο εντολών επεξεργασίας εικόνας από το βασικό επεξεργαστή, και στη συνέχεια αναλαμβάνει δράση. Ο επεξεργαστής του υπολογιστή δε χρειάζεται να εκτελέσει αυτός τους υπολογισμούς, πρέπει όμως να αποτελεί αναπόσπαστο τμήμα της όλης διαδικασίας εικόνας, μεταβιβάζοντας στον επιταχυντή γραφικών όλες τις απαραίτητες εντολές.
Ποιος τύπος είναι ο καλύτερος; Η απάντηση, φυσικά, εξαρτάται από τις αναγκες σας. Η ταχύτητα μιας GPU μπορεί να είναι εκπληκτική, όμως θα είναι αισθητή μόνον αν χρησιμοποιείτε λογισμικό που απαιτεί πολλές λειτουργίες φωτοαποδοσης τρισδιάστατων γραφικών και κινούμενων εικόνων. Αν δεν χρησιμοποιείτε τέτοιο λογισμικό, οι ξεχωριστές δυνατότητες του επεξεργαστή γραφικών - τις οποίες πληρώνετε ακριβά - θα μένουν σε αχρηστία και δεν θα έχετε ταχύτερη επεξεργασία εικόνας από ότι θα είχατε με ένα επιταχυντή γραφικών.

Γι αυτό, πριν αγοράσετε μια ισχυρή GPU βεβαιωθείτε ότι θα χρησιμοποιήσετε τις δυνατότητες της.
Το τελευταίο σημαντικό πράγμα που κάνουν οι κάρτες γραφικών εξαρτάται από το αν είναι ψηφιακές η αναλογικές. Αν η κάρτα είναι ψηφιακή όπως και η επίπεδη οθόνη σας, στέλνει απλώς τα ψηφιακά δεδομένα απευθείας από τη μνήμη της στην οθόνη. Ταχύτατα! Αν όμως η κάρτα γραφικών είναι αναλογική, πριν σταλεί οτιδήποτε στην οθόνη, τα ψηφιακά δεδομένα πρέπει πρώτα να περάσουν από ένα ψηφιοαναλογικο μετατροπέα ( digital-to-analog converter - DAC). Αυτό το ηλεκτρονικό κύκλωμα διαβάζει τις μονάδες και τα μηδενικά που είναι αποθηκευμένα στη μνήμη της κάρτας γραφικών και τα μετατρέπει στις μεταβλητές αναλογικές ηλεκτρικές τάσεις που μπορεί να καταλάβει μια αναλογική οθόνη. Και όσο πιο γρήγορα μετατρέπονται αυτές οι τιμές τόσο πιο υψηλή συχνότητα ανανέωσης μπορεί να προσφέρει η αναλογική κάρτα γραφικών.

Για την υποστήριξη υψηλότερου βάθους χρώματος, η υψηλότερων αναλύσεων, η υψηλοτέρων συχνοτήτων ανανέωσης, απαιτείται περισσότερη μνήμη και επεξεργαστική ισχύς. Αν σκοπεύετε να ασχοληθείτε με την επεξεργασία δισδιάστατων φωτογραφιών, πιθανότατα πρέπει να ξοδέψετε τα χρήματα σας σε μια κάρτα που θα έχει περισσότερη μνήμη (για να υποστηρίζει πιο ρεαλιστικό βάθος χρώματος) και θα αποδίδει χαμηλότερες αναλύσεις. Από την άλλη, αν ασχοληθείτε με τη φωτορεαλιστικη απόδοση τρισδιάστατων γραφικών, όπως αυτή που γίνεται για τεχνικούς η αρχιτεκτονικούς σκοπούς, μάλλον θα αγοράσετε την κορυφαία κάρτα γραφικών, η οποία θα διαθέτει πολλή μνήμη και θα προσφέρει εξαιρετικά υψηλές συχνότητες ανανέωσης.

Αποθήκευση των σημαντικών δεδομένων σας.

Δεν υπάρχει τίποτα πιο απογοητευτικό από το να χάσετε κάτι σημαντικό, ειδικά αν αυτό είναι αποτέλεσμα πολλών ωρών εργασίας. Ένα πολύ μεγάλο μέρος των εργασιών σας γίνεται με τη βοήθεια υπολογιστών, επομένως υπάρχουν και περισσότερα πράγματα για να χαθούν. Λόγω της παρουσίας της μνήμης, ίσως πιστέψετε ότι είναι δύσκολο να χαθεί κάτι από τον υπολογιστή σας. Εξάλλου και η μνήμη ένα μέσο αποθήκευσης δεν είναι;
Για να πούμε την αλήθεια, δεν είναι. Η μνήμη των υπολογιστών είναι πτητική: μόλις κλείσετε την παροχή ρεύματος, ότι υπάρχει στη μνήμη χάνεται. Για να προστατεύσετε την εργασία σας, πρέπει να την αποθηκεύσετε μόλις τελειώσετε. Η μνήμη δεν έχει τέτοια δυνατότητα αλλά, ακόμα και αν την είχε το κόστος της για αυτή τη χρήση θα ήταν μεγάλο. Η λύση είναι στα μέσα αποθήκευσης (storage). Αντίθετα με τη μνήμη, η οποία παρέχει ένα προσωρινό χωρο για προγράμματα και δεδομένα με τα οποία εργάζεστε, οι συσκευές αποθήκευσης παρέχουν μόνιμο χωρο για τα δεδομένα σας, τα προγράμματα σας και ότι άλλο χρειάζεται ο υπολογιστής για να λειτουργεί.

Γενικά, δυο είναι οι βασικοί τύποι αποθηκευτικών συσκευών που επικρατούν στις μέρες μας. Ο ένας από αυτούς που είναι και ο παλαιότερος, περιλαμβάνει μια ομάδα προϊόντων που χρησιμοποιούν μαγνητισμό για την αποθήκευση δεδομένων, προγραμμάτων κλπ. Στον τύπο αυτόν ανήκουν οι μονάδες δισκέτας (floppy drives),οι σκληροί δίσκοι (hard drives) καθώς και οι μονάδες μαγνητοταινίας (tape drives). Ο δεύτερος τύπος αποθηκευτικών συσκευών είναι ο οπτικός, για την αποθήκευση δεδομένων χρησιμοποιεί κατά κάποιο τρόπο φως.

Υπάρχουν αρκετά στοιχεία που διαφοροποιούν τους δυο αυτούς τύπους αποθήκευσης από τη μνήμη, όμως το στοιχείο - κλειδί είναι ότι οι συσκευές αποθήκευσης είναι όλες μη πτητικές, σε αντίθεση με τη μνήμη. Αν πληκτρολογήσετε ένα γράμμα στο πρόγραμμα επεξεργασίας κειμένου και αποθηκεύσετε τη δουλειά σας, αυτή αντιγράφεται από τη μνήμη σε κάποιο αρχείο στη συσκευή αποθήκευσης. Αρχείο είναι η ηλεκτρονική μορφή ενός εγγράφου, είτε αυτό είναι μια επιστολή, ένα μυθιστόρημα, η μια φωτογραφία. Κάθε καλογραμμένο πρόγραμμα και εφαρμογη που λειτουργεί στα Windows XP πρέπει πάντα να σας ρωτάει αν θέλετε να αποθηκεύσετε τη δουλειά σας πριν σας επιτρέψει να την κλείσετε (με συνέπεια να χαθεί).

Γιάννης Πετσέλης
Ηλεκτρονικός