"a" Dan "z " Ye Ekran Kartları

Ekran Kartı Nedir? Basit bir deyimle monitörde görebildiğimiz görüntüleri oluşturan birimdir. Neden Ekran Kartı? Aslında ekran kartlarında kullanılan grafik çipi de bir çeşit işlemcidir. Bir zamanlar görüntü işlemleri içinde merkezi işlemciler kullanılıyordu. Zamanla gelişmiş grafiklerin kullanılması ve 3 boyutlu görüntülerin ortaya çıkması ile görüntü işlemleri merkezi işlemciye büyük bir yük bindirmeye başladı. Böylece grafik işlemlerinin merkezi işlemciden ayrı bir yardımcı işlemciye yaptırılması gereği ortaya çıktı. Ekran Kartları Nasıl Çalışır? İşletim sistemi tarafından görüntüyle ilgili kodlar ilgili porta gönderilir. Port üzerindeki video belleğine alınan bilgiler grafik çipinde işlendikten sonra RAMDAC denilen digital analog sinyal çevirici vasıtasıyla analog sinyallere dönüştürüldükten sonra monitöre gönderilir. (TFT monitörler digital sinyallerle çalışır.Bunlar doğrudan çipten gelen sinyalleri görüntüler.) Monitörler çeşitli yöntemlerle ekran görüntüsünü oluşturur. Ekran Kartları Hakkında Bilinmesi Gerekenler; Bu gün ekran kartı denilince akla gelen başlıca iki üretici firma var; ATI ve nvidia. Harici görüntü kart pazarının %90'nından fazlasını elinde bulunduran bu iki firma aslında bu alandaki standartların da belirleyicisi. Ekran kartları aslında kartı üreten firmanın markası değilde görüntü yongasının modeliyle adlandırılırlar. Donanım dünyasında en sık değişen bileşenler ekran kartları dersek pek yanılmış sayılmayız. Başta adlarını saydığımız bu iki firmanın yaklaşık 6 ayda bir çıkardığı yeni görüntü işlemciler yeni ekran kartlarının da sürekli değişmesine neden oluyor. Bir yıl önce çıkan en hızlı görüntü çipi bugün vasat bir grafik yongasına dönüşebiliyor. Bu kadar hızlı değişen bir teknolojiyi yakında takip etmek de elbette güç. Forumlarımızda ekran kartlarıyla ilgili bilgi mesajlarının da bu kadar çok olması gayet doğal.Şimdi piyasada bulunan tüm ekran karltarını inceleyelim. Ekran Kartlarıyla İlgili Deyimler; Grafik Yongası : Görüntü yongası olarak da bilinir. Ekran kartı üzerindeki asıl işlemcidir. Ekran kartları da genelde bu işlemcinin modeliyle adlandırılırlar. Ati firması ürettiği yongaları VPU (video işlemci ünitesi) olarak isimlendirirken nvidia ise GPU (grafik işlemci ünitesi) adını vermiştir. Gerçekten de bu işlemciler bilgisayarımızda bulunan merkezi işlemcilerden daha karmaşık yapıda olabiliyorlar. Örnek olarak northwood çekirdekli bir pentium4 işlemcide 55 milyon transistör varken Radeon 9700 görüntü işlemcisinde 110 milyon transistör mevcuttur. Sgram: Vram olarak da bilinir. Grafik bilgilerinin tutulduğu belleklerdir. Yonga Frekansı (Core Speed): Çekirdek hızı. İşlemcinin çalışma frekansı, mhz cinsinden ifade edilir. Bu frekans ne kadar yüksekse kart o kadar performanslı olur. Gelende bellek frekansı ile bilrlikte ifade edilir. Bellek Frekansı (Mem. Speed): Belleğin çalışma frekansı. Video belleklerinin çalışma hızının mhz cinsinden ifadesidir. Performansı belirleyen unsurlardan ikincisidir. Bellek hızı genelde grafik işlemci hızıyla birlikte ifade edilir. VGA (Video Graphics Adapter): Bir monitörün yönetimi için ekran kartını sahip olduğu analog çıkış. DVI (Digital Video Interface): TFT ekranların (LCD monitör gibi) yönetimi gibi kullanılan bir dijital video arabirimi. Yeni ekran kartlarında VGA bağlantısının yanında standart olarak kullanılıyor. Eğer ekran kartınızın DVI çıkışı varsa bir dönüştürücü ile bunu CRT monitörünüzde kullanabilirsiniz. (İki monitörü aynı anda kullanmak için) Video in/Video out (ViVo olarak da adlandırılır): TV, kamera, VCR gibi harici görüntü aygıtlarının bilgisayara bağlanmasına olanak sağlayan arabirimi ifade eder. DirectX: Microsoft'un donanımdan bağımsız bir API'si (API uygulama arayüzü). Bir çok modülün (D3D, D.Draw, D.Show gibi) biraraya gelmesiyle oluşur. Her sürümü ayrı spesifikasyonlara sahip olabiliyor. Eger oynayacağınız oyun DirectX aAPI'sini kullanıyor ise bu API mutlaka sisteminizde olmalıdır. DirectX kullanan oyunlar her hangi bir sürüm destekliyor olabilir. Sisteminizde bu sürüm olsa bile kullandığınız ekran kartının da bu sürümü desteklemesi gerekir. Eğer ekran kartınız bu sürümü desteklemiyorsa oyundaki bir çok efekti göremeyebilirsiniz.DirectX'ten başka API'ler de vardır. (OenGL gibi) Renk derinliği: Bir resim noktasının (piksel) tanımladığı bellek miktarı. Her nokta için ne kadar çok piksel kullanıma sunulursa renk derinliği yani görülebilir renk sayısı da o kadar yüksek olur. Çoğu uygulamarada kullanılan 32 bit renk derinliği 16,8 milyon rengi görüntüleyebilir. Mip-Mapping: Diğer adıyla Level of detail (Detay düzeyi). İzleyiciye uzaklığa bağlı olarak bir obje ile ilişkilendirilmiş değişik büyüklükteki kaplamaları ifade eder. FSAA (Full Scene Anti-Alising): Bir görüntüleme filtresi. Bir görüntüde yüksek kontrastlı renkler arasında tırtıklanma olabilir. Dağların gökyüzüyle birleşme çizgisi gibi. Bu tırtıklanmalar FSAA filtresiyle giderilir. Bu filtrede temel olarak komşu pikseller birbiriyle karşılaştırılır ve araya uyumlu yeni pikseller çizilir. Görüntü kalitesini arttırmaya yönelik uygulamadır ancak ekran kartının performansını da düşürebilir. AF (Anisotrope filtreleme): Bir sahnede arka arkaya duran objeler düşünelim. Mesela bir tren yolu gibi. Objenin kullanıcıya yakın bölümleri normal görüntülenirken uzaktaki bölümler (kullanılan filtreleme tekniklerinden) karmaşık görülebilir.AF filtreleme uzaktaki nesnelerin de doğru bir şekilde görüntülenmesini sağlar. Bu filtrede görüntü kalitesini arttırırken ekran kartına ekstra bir yük getirir. Framerate: Saniyede gösterilen resim sayısı. Ekran kartlarını performansını ölçmede kullanılan temel faktör. Çoğunlukla fps (frames per second) olarak ifade edilir. Bu değer ne kadar yüksekse oyunlar o kadar akıcı olur. 30-35 fps üzerini gözümüz algılayamaz. Bu değer 25'in altına düştüğünde oyun akıcılığı düşer. 20'nin altına düştüğünde ise oynanamaz hale gelir. Bellek veriyolu: Görüntü yongasının video belleğiyle bilgi alışverişinde kullandığı yol genişliği. Bu değer standardı 128 bit'tir. Üst sınıf kartlarda bu değer 256 bit olabiliyorken giriş seviyesindeki kartlar 64 bitlik bellek veriyolunu kullanabiliyor. Ekran kartlarının performansını belirlemede önemli bir kriterdir. Örneğin aynı yongayı kullanan iki GeForceFX 5200 çipsetli ekran kartından bellek veriyolu 128 bit olanı Quake oyununda 62 fps değer verirken 64 bit kullanan diğeri 45 fps verebiliyor. İşlem Hattı: Ekran kartlarında performansı belirleyici önemli unsurlardan bir tansesi. Yonganın her saat vuruşunda işleyebileceği piksel miktarını belirler. Orta sınıf kartlar genelde 4 işlem hattına sahipken pahalı kartlarda bu sayı 12 hatta 16 olabiliyor. 300 mhz. çalışma frekansına sahip bir kartın 500 mhz. çalışma frekansına sahip başka bir karttan daha hızlı olması, işlem hattıyla açıklanabilir. Bir örnek vermek gerekirse ATI'nin 9500 pro modeli 300 mhz. çalışma hızına sahip 8 piksel işlem hattını kullanır. Bu bir saat vuruşunda 250 milyonx8=2.4 milyar piksel çizebilme yeteneği demektir. Grafik Portu: Ekran kartlarının kullandığı anakart üzerindeki port. AGP, AGP Pro, PCI-e portları kullanılır. Bir zamanlar PCI portlar da kuşllanılmaktaydı. Ancak bu portun artan veri akışına ihtiyaç verememesi AGP portununda gelişimiyle tarih olmuştur. AGP portu uzun zamandan beri grafik kartlarının kullanıldığı porttu. Artık yeni kartlar PCI Express veriyolanu kullanıyorlar. AGP 2X,4X, ve 8X hızlarında çalışır. Teorik olarak 8X AGP saniyede 3,2 GB bant genişliği sağlar. Ancak AGP mimarisi paralel mimariye dayanır, yani veri akışı tek yönlüdür. PCI Express iser seri mimariye dayanan yeni arabirimdir. PCI Express'de her lame 500 MB çift yönlü veri akışına olanak tanır. Grafik kartlarının kullanıldığı 16X PCI-e 16 adet lame içeren bağlantı yoludur ki teoride 8 GB'lık bant genişliğine denk gelir ki bu da şu an kullanılan en hızlı grafik kartının bant genişliği ihtiyacının 4 katından fazladır. Bu da pci-e'in geleceğin arabirimi olacağını söyleyebiliriz. RAMDAC: RAM Dijital-to-Analog Converter) görüntü belleğindeki verileri analog RGB (Red Green Blue, monitörde renklerin bu üç renkten türetildiğini yazmıştık) sinyallerine çevirerek monitör çıkışına verir. Monitörde kullanılan üç ana renk için de birer RAMDAC ünitesi vardır ve bunlar her saniye belirli bir sayıda görüntü belleğini tarayıp oradaki verileri analog sinyallere dönüştürürler. RAMDAC`in bu işlemi ne kadar hızlı yapabildiği ekran tazeleme hızını belirler. Bu hız Hz cinsinden belirtilir ve ekrandaki görüntünün saniyede kaç kere yenilendiğini gösterir. Örneğin monitörünüz 60 Hz`te çalışıyorsa gördüğünüz görüntü saniyede 60 kere yenilenir. Ekran tazeleme hızını mümkün olduğu kadar 85 Hz`in altına çekmemenizi öneririm, daha düşük tazeleme hızları göz sağlığınız için zararlı olabilir. Tabi bu gözünüzün ne kadar hassas olduğuna da bağlı, bazı gözler 75 ve 85 Hz arasındaki farkı hissedemezken bazıları ilk bakışta bunu anlayabilir. RAMDAC`in iç yapısı ve özellikleri hangi çözünürlükte ne kadar rengin gösterilebileceğini de belirler. Lighting (Işıklandırma):Karanlık bir odaya girdiğimizde ışığı açarız ve ışık kaynağından her yöne doğru yayılan ışık sayesinde odadaki bütün nesnelerin görüntüsü değişir. Bu ışığın odaya nasıl yayıldığını düşünmeyiz ama 3B grafiklerle uğraşanlar bunu düşünmek zorundalar. Tel örgüleri kaplayan kaplamalar (texturelar) bir yerden aydınlatılmalıdırlar. Ray tracing denilen bir yöntemle ışık ışınlarının alacağı yol çizilir ve bu ışınlar çarptıkları nesnelerden farklı yoğunluk ve açılarla yansır. Çoklu ışık kaynaklarını düşündüğünüzde bu hesaplamar oldukça karışık bir hal alabilir. Işıklandırma cisme ağırlık ve katılık etkisi veririken en çok kullanılan iki efektte önemli rol oynar: Shading ve gölgeler. Shading, bir nesne üzerindeki parlayan ışığın bir tarafında diğer tarafından daha güçlü olmasıdır. Ancak shading sayesinde bir top yuvarlak veya buruşmuş bir battaniye yumuşak görünebilir. Parlaklıktaki bu fark nesnelere derinlik, uzunluk ve genişlik kazandırır. Vertex shader: İngilizce matematik terimlerinden biri olan "vertex", bir üçgenin iki kenarının kesiştiği köşe noktasıdır. Yani, her üçgen, 3 adet "vertex"ten oluşur. "Vertex Shader" grafik işlem fonksiyonu yardımıyla, bir üç boyutlu objenin X (genişilk), Y (yükseklik) ve Z (derinlik) koordinatlarındaki karakteristik vertex doneleri değiştirilir. Bu değişiklikler, geometrik doneler olabileceği gibi, renk bilgileri, doku koordinatları, hatta sis gibi efektlerin değerleri (örneğin sis yoğunluğu) bile olabilir. Bu değiştirme hesaplarının sonucunda, * değişik ışık kaynakları atama, * gerçek zamanda [real-time] perspektif bakış (sualtı efektleri), * gelişmiş doku efektleri (uçuşan saçlar), * bağlantılı geometrik efektler (kıyafetlerin hareketi), * yüzey deformasyonu (havuz veya denizdeki dalgalanmalar) gibi efektler elde edilebiliyor. Vertex Shader operasyonları ile, tasarlanan sahnelerdeki gerçekçilik boyutu gülen yüzdeki gamzeler, dirsek ya da dizlerdeki ten gerilmeleri, kıyafetlerin hareketi gibi efektlerle büyük ölçüde arttırılabilir. Böylece, bilgisayar yardımıyla geliştirilen/tasarlanan objeler, canlılar ve sahneler, daha gerçekçi görüntülenir (ve hissedilir). Pixel Shader' nedir? İngilizce "Picture Element" teriminden türetilmiş bir kısaltma olan "Pixel", grafik teknolojisinde, en küçük resim noktasını temsil eder. Yukarıda etraflıca anlatılan ve 3D sahnelerin hesaplanma işlemleri sırasında, işin geometrik ağırlıklıklı hesaplarının yapıldığı Vertex Shader operasyon sonuçları, Pixel Shader ünitelere gönderilerek, her bir resim noktasının renk bilgileri belirlenir. Pixel Shader üniteleri, birkaç düzlemde paralel çalışabilecek ve bu sayede değişik doku (texture) bilgilerini, aynı anda (ve bir resim noktası için) hesaplama özelliğine sahiptirler. Microsoft'un DirectX 8 paketiyle birlikte, hem Vertex Shader hem de Pixel Shader operasyonları bir standart dahilinde programlanabiliyor. Bunun için sunulan HEM [Hardware Emulation Layer] modülü ile tüm operasyonlar ana işlemci (CPU) üzerinde yaptırılabiliyor, hem de HAL [Hardware Abstraction Layer] ile grafik kartı sürücüsü ile iletişim halinde gerçekleşebiliyor. HAL katmanı, sadece grafik çipinin kendinde donanım üzerinden yerleştirilmiş-desteklenen fonksiyonları kullanabiliyor. Pixel Shader komutlarının HAL üzerinden işlenebilmesi için ille de grafik hardware (grafik çipi) üzerinde bir Pixel Shader ünitesi bulunması gerekirken, donanımsal Vertex Shader ünitelerinin bulunmadığı grafik çiplerinde, Vertex Shader komutları HAL üzerinden işleme tabi tutturulabiliyor. Ama bunun için INTEL'in SSE ve AMD'nin 3DNow komut setlerinin sistem tarafından desteklenmesi gerekiyor.