Τι πρέπει να ξέρετε για τις κάρτες γραφικών

Μερικές σημαντικές πληροφορίες γι' αυτό το απίστευτα χρήσιμο κομμάτι hardware

Οι επεξεργαστές αποτελούν αδιαμφισβήτητα ένα από τα πιο σύνθετα εξαρτήματα που μπορούμε να συναντήσουμε στο εσωτερικό ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή. Το ίδιο, όμως, μπορεί να ειπωθεί και για τις κάρτες γραφικών, οι οποίες αποτελούν και το μεγαλύτερο παράγοντα για την απόδοση του υπολογιστή σας στα βιντεοπαιχνίδια. Ίσως να έχετε αναρωτηθεί, πόση μνήμη χρειάζεται μια κάρτα γραφικών ή ποιες είναι διαφορές μεταξύ των εκδόσεων των PCI Express. Για αυτό το λόγο, λοιπόν, παρακάτω θα προσπαθήσουμε να ξεκαθαρίσουμε λιγάκι το τοπίο.

Κατηγορία

Στον τομέα των καρτών γραφικών υπάρχουν δύο βασικές κατηγορίες. Η πρώτη κατηγορία απευθύνεται στους χρήστες επιτραπέζιων ηλεκτρονικών υπολογιστών (desktop), με τα πιο διαδεδομένα προϊόντα αυτής της κατηγορίας να είναι οι κάρτες γραφικών Intel HD, AMD Radeon και NVIDIA GeForce . Η άλλη κατηγορία προορίζεται για σταθμούς εργασίας ή servers. Τα περισσότερα προϊόντα αυτής της κατηγορίας συμπεριλαμβάνονται στις σειριές FirePro και Quadro, της AMD και Nvidia αντίστοιχα.

Οι κύριες διαφορές μεταξύ των δύο κατηγοριών εντοπίζονται στην ακρίβεια και την ταχύτητά τους. Στην καθημερινή χρήση, η απόλυτη ακρίβεια δεν είναι πραγματικά αναγκαία δεδομένου ότι ένα μικρό artifact που ίσως εμφανιστεί σε ένα καρέ δεν είναι καν αισθητό στο ανθρώπινο μάτι. Όταν, όμως, πρόκειται για τη δημιουργία ενός 3D μοντέλου ή για κάποια εξομοίωση, το παραμικρό artifact μπορεί να προκαλέσει μεγάλα προβλήματα. Σε ένα επαγγελματικό περιβάλλον, πρέπει να είστε 100% σίγουροι ότι τα πάντα είναι σωστά την πρώτη φορά και ότι δεν υπάρχουν λάθη στα αποτελέσματα. Έτσι, σε αυτή την περίπτωση είναι προτιμότερο να χρησιμοποιήσετε μια πιο ακριβής, αλλά ελαφρώς πιο αργή κάρτα εργασίας.

Η άλλη διαφορά μεταξύ των desktop και workstation καρτών είναι ότι πολλές κάρτες εργασίας συμπεριλαμβάνουν χαρακτηριστικά που επιτρέπουν την καλύτερη απόδοσή τους σε ορισμένες επαγγελματικές σουίτες λογισμικού από εταιρείες όπως η Adobe και η AutoDesk.

Διασύνδεση/ Διάυλος Επικοινωνίας

Η διασύνδεση (interface) μιας κάρτας γραφικών είναι απλά το είδος της θύρας της μητρικής πλακέτας για το οποίο η κάρτα γραφικών έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί. Οι περισσότερες κάρτες σήμερα χρησιμοποιούν, είτε το δίαυλο PCI Express 2.0, είτε το PCI Express 3.0. Γενικά προτιμάτε να ταιριάζει η έκδοση του PCI Express της κάρτας σας με την έκδοση της υποδοχή της μητρική σας πλακέτας. Μπορείτε όμως να χρησιμοποιήσετε μια PCI Express 2.0 κάρτα σε μια υποδοχή έκδοσης 3.0 ή αντίστοιχα μια PCI Express 3.0 κάρτα σε μια υποδοχή έκδοσης 2.0. Ενδέχεται να έχετε μια πολύ μικρή μείωση απόδοσης, αλλά πολλές αναφορές έχουν δείξει ότι ακόμη και οι πιο γρήγορες κάρτες γραφικών που διατίθενται σήμερα δεν είναι σε θέση να χρησιμοποιούν όλα το διαθέσιμο bandwidth του PCI Express 2.0, πόσο μάλλον το bandwidth του PCI Express 3.0.

Όσον αφορά το x16 που αναγράφεται πολλές φορές στο τέλος της έκδοσης (π.χ. PCI Express 3.0 x16) αναφέρεται στον αριθμό των λωρίδων PCI που η κάρτα απαιτεί. Μπορείτε να το σκέφτεστε για παράδειγμα σαν έναν αυτοκινητόδρομο. Όσες περισσότερες λουρίδες κυκλοφορίας έχει τόσο περισσότερα αυτοκίνητα -δεδομένα στην προκυμμένη περίπτωση- μπορούν να περάσουν ταυτόχρονα. Αυτό όμως προκαλεί πολλές φορές μια μικρή σύγχυση, καθώς υπάρχουν συχνά slots σε μια μητρική που είναι το ίδιο μέγεθος με x16 υποδοχές, αλλά στην πραγματικότητα λειτουργούν σε ταχύτητες x8. Εκτός από αυτό, σε ορισμένες μητρικές, αν χρησιμοποιείτε πολλαπλές υποδοχές (για SLI ή Crossfire για παράδειγμα), ακόμη και αν οι δύο σχισμές που χρησιμοποιείτε είναι για ταχύτητες x16, στην πραγματικότητα το σύστημα θα χρησιμοποιεί τις κάρτες μόνο σε ταχύτητες x8. Σε αντίθεση με τις εκδόσεις του PCI Express, εδώ θα δείτε πιθανόν μια μικρή απώλεια στην απόδοση κατά τη χρήση high-end καρτών γραφικών σε μια υποδοχή x8. Για αυτό είναι επιτακτική ανάγκη να ελέγχεται από τον κατασκευαστή ποια slots της μητρικής σας λειτουργούν στην πραγματικότητα σε ταχύτητες x16 και ποια σε x8.

Αρχιτεκτονική

Όπως και στους επεξεργαστές, η αρχιτεκτονική που αξιοποιεί το chip μια κάρτας γραφικών είναι ουσιαστικά η διάταξη των διάφορων στοιχείων, τα οποία το απαρτίζουν, στο εσωτερικό του. Αφορά, δηλαδή, στην τοποθέτηση των stream processors, των texture units κ.α. εντός του chip. Οι πιο πρόσφατες αρχιτεκτονικές φέρνουν συνήθως αυξημένες αποδόσεις, μειωμένη κατανάλωση ενέργειας και νέα χαρακτηριστικά. Διάφορες αρχιτεκτονικές της Nvidia και της AMD είναι, μεταξύ άλλων, οι Kepler, Fermi και GCN.

Ταχύτητα του πυρήνα

Η ταχύτητα του πυρήνα (που συνήθως αναφέρεται και ως η συχνότητα) μιας κάρτας γραφικών είναι η ταχύτητα με την οποία ο πυρήνας της λειτουργεί και τυπικά αναφέρεται σε MHz ή GHz. Λόγω των διακυμάνσεων στις αρχιτεκτονικές των GPUs, δύο κάρτες γραφικών με την ίδια ταχύτητα ρολογιού δε θα αποδίδουν κατ 'ανάγκη το ίδιο. Ο αριθμός των πυρήνων, το μέγεθος/ τύπος/ ταχύτητα της μνήμης καθώς και η συνολική αρχιτεκτονική παίζουν σημαντικό ρόλο. Ωστόσο, σε περίπτωση που τα πάντα είναι ίδια, μια κάρτα με μεγαλύτερη ταχύτητα ρολογιού θα είναι πάντα γρηγορότερη. Το μειονέκτημα, όμως, είναι πως όσο υψηλότερη ταχύτητα πυρήνα έχει μια GPU είναι τόσο περισσότερη ενέργεια (και επομένως θερμότητα) είναι απαραίτητη.

Boost Speed

Το Boost Speed είναι ένα αρκετά νέο χαρακτηριστικό που εντοπίζεται σε μερικές κάρτες και είναι παρόμοιο με το Turbo Boost της Intel για τους επεξεργαστές. Με απλά λόγια, το Boost είναι ένα προσωρινό overclock που αυξάνει τη συχνότητα του πυρήνα της κάρτας, όταν απαιτείται πρόσθετη ισχύς. Αυτό μπορεί να συμβεί μόνο εφόσον η GPU είναι κάτω από ένα ορισμένο όριο ισχύος, ρεύματος και θερμοκρασίας.

Stream Processors

Οι stream processors (ή CUDA cores, όπως, τους ονομάζει η Nvidia) είναι ο αριθμός των πυρήνων που διαθέτει το chip της κάρτας γραφικών. Κάθε πυρήνας συμβάλλει στη συνολική ισχύ της κάρτας γραφικών, έτσι με την προσθήκη περισσότερων πυρήνων η συνολική ισχύς της GPU αυξάνεται. Λόγω του τρόπου λειτουργίας τους, δεν υπάρχει σχεδόν κανένα μειονέκτημα στους περισσότερους πυρήνες.

Ένα πολύ σημαντικό πράγμα που πρέπει να σημειωθεί είναι ότι δεν μπορείτε να συγκρίνετε τον αριθμό των πυρήνων σε κάρτες με διαφορετική αρχιτεκτονική. Για παράδειγμα, μια AMD Radeon HD 7970 3GB έχει 2048 stream processors, ενώ η NVIDIA Geforce GTX 670 2GB έχει μόνο 1344 CUDA cores. Όμως, όσον αφορά τις επιδόσεις τους στο gaming, και οι δυο κάρτες είναι παρόμοιες.

Video Memory

H μνήμη βίντεο είναι κάτι σαν την RAM του κύριου συστήματος, δεδομένου ότι ενεργεί ως ένας χώρος προσωρινής αποθήκευσης δεδομένων. Συνήθως, οι κάρτες γραφικών χρησιμοποιούν το ποσό της μνήμης βίντεο που είναι κατάλληλη για την ισχύ της κάρτας, αλλά μερικές φορές υπάρχουν διαθέσιμες πολλαπλές εκδόσεις. Ενώ γενικά περισσότερη μνήμη RAM είναι καλύτερη, έχοντας περισσότερη μνήμη RAM δεν σημαίνει απαραίτητα και αύξηση της απόδοσης. Έτσι, ανάλογα με τα προγράμματα ή βιντεοπαιχνίδια που εκτελείται, οι κάρτες με περισσότερη μνήμη RAM μπορεί να μην έχουν πάντα πλεονέκτημα απόδοσης σε σύγκριση με κάρτες με λιγότερη μνήμη RAM. Αν και πρέπει να σημειωθεί ότι η απόδοση ενός συστήματος κατά τη χρήση πολλαπλών οθονών, μεγάλων αναλύσεων ή επαγγελματικού λογισμικού επωφελείται αρκετά από την επιπλέον μνήμη.

Τύπος μνήμης

Ο τύπος μνήμης μιας κάρτας γραφικών είναι το είδος της μνήμης RAM που χρησιμοποιείται στην κάρτα. Οι περισσότερες σύγχρονες κάρτες χρησιμοποιούν GDDR5 μνήμες η οποίες είναι ουσιαστικά DDR3 μνήμες που έχουν βελτιστοποιηθεί για την χρήση σε κάρτες γραφικών. Μερικές βασικές κάρτες γραφικών απλά χρησιμοποιούν GDDR3 RAM, θυσιάζοντας ένα αξιοπρεπές ποσό της απόδοσης τους. Μέχρι μια νέα έκδοση RAM να κυκλοφορήσει, οι GDDR5 και GDDR3 είναι οι μόνες δύο εκδόσεις που θα συναντήσετε στις σύγχρονες κάρτες γραφικών.

Ταχύτητα μνήμης

Η ταχύτητα της μνήμης RAM μιας κάρτας γραφικών αναφέρεται συνήθως σε MHz και αναφέρεται βασικά στην ταχύτητα που η κάρτα γραφικών μπορεί να έχει πρόσβαση στα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα στην μνήμη RAM. Προφανώς, όσο πιο γρήγορα η κάρτα μπορεί να έχει πρόσβαση στα δεδομένα, τόσο λιγότερο χρόνο θα πρέπει να περιμένει για να τα επεξεργαστεί. Έτσι, σε σχεδόν όλες τις περιπτώσεις όσο πιο μεγάλη η ταχύτητα της μνήμης, τόσο το καλύτερο.

Memory Bus Width

Ενώ η γρήγορη μνήμη είναι σημαντική, η κάρτα γραφικών πρέπει να είναι πράγματι σε θέση να επεξεργαστεί τα δεδομένα από τη μνήμη γρήγορα. Από τεχνικής απόψεως, το bus width είναι η ποσότητα των δεδομένων στα οποία μπορεί να έχει πρόσβαση η κάρτα γραφικών από τη μνήμη της, σε κάθε κύκλο του ρολογιού της. Έτσι, αν κάνετε κάτι που χρησιμοποιεί πολλή μνήμη, θέλετε να έχετε ένα μεγάλο Bus Width, προκειμένου τα δεδομένα να μεταφέρονται αποτελεσματικά προς και από τη μνήμη της κάρτας. Ακριβώς όπως και με μέγεθος της μνήμης RAM, περισσότερο είναι καλύτερο, αλλά από ένα σημείο και μετά τα οφέλη του ''περισσότερου'' ελαχιστοποιούνται.