کارت گرافیک چیست؟ و انواع کارت گرافیک

مدت زمان مطالعه مقاله : ۱۵ دقیقه

کارت گرافیک چیست؟ کارت گرافیک مانند نسخه کوچکتر یک مادربرد رایانه به نظر می رسد. کارت گرافیک، مدار چاپی است که دارای پردازنده، RAM و سایر قطعات می باشد. گاهی اوقات کارت گرافیک را به عنوان واحد پردازش گرافیک یا GPU می شناسند و از آن یاد می کنند، اما در واقع GPU فقط یک جز (البته آن هم اصلی، تعریف کننده) کارت گرافیک می باشد. در این مقاله بیشتر سعی داریم توضیح دهیم که کارت گرافیک چیست؟ و انواع کارت گرافیک را بشناسیم.

مقدمه

کارت گرافیک یک کارت توسعه است که وظیفه ارائه تصویر به مانیتور شما را دارد. این کار را با تبدیل داده ها به سیگنالی که مانیتور شما می تواند درک کند انجام می دهد. هر چه کارت گرافیک شما بهتر باشد، می توان تصویری صاف و روان تولید کرد. این مسئله طبیعتاً برای گیمرها و ویرایشگران فیلم بسیار مهم است. همینطور GPUهای پیشرفته برای بازی، ردیابی اشعه، تولید گرافیک و حتی استخراج ارز رمز پایه مورد استفاده قرار می گیرند. به طور کلی، card graphics قطعه ای از سخت افزار رایانه می باشد که تصویری را که روی مانیتور مشاهده می کنید تولید می کند. برای اینکه بیشتر بدانیم که کارت گرافیک چیست؟ و انواع کارت گرافیک را بشناسیم، باید به جزئیات بیشتری  بپردازیم تا مفهوم اصلی آن را متوجه شویم و کار اصلی آن را بدانیم.

در ابتدای به وجود آمدن عصر رایانه، IBM PC به دلیل معماری مدولارش و با اجزای قابل تعویض خود، تا حد زیادی به رایانه استاندارد تبدیل شد. مانند IBM اصلی، اکنون مادربردهای رایانه های شخصی شامل اسلات هایی هستند که در آن هر سازنده دیگری می تواند اجزای مورد نیاز برای اجرای رایانه را وارد کند. از جمله این مولفه ها: کارت گرافیک، که وظیفه نمایش تمام تصاویری را که بر روی صفحه مشاهده می کنید، دارد. 

کارت گرافیک چیست؟

کارت گرافیک چیست؟ کارتهای گرافیک مانند نسخه کوچکتر یک مادربرد رایانه به نظر می رسند. این صفحه، مدار چاپی است که دارای پردازنده، RAM و سایر قطعات می باشد. گاهی اوقات آن را به عنوان واحد پردازش گرافیک یا GPU می شناسند و از آن یاد می کنند، اما در واقع GPU فقط یک جز کارتهای گرافیک می باشد. در واقع، GPU ها به دو شکل عمده وجود دارند:

• پردازنده گرافیکی یکپارچه که در مادربرد به کار می رود و قابل ارتقا و جایگزینی نیست. این نوع پردازنده را شما می توانید در لپ تاپ ها و رایانه های رومیزی ارزان قیمت پیدا کنید. لذا این گرافیک ها معمولاً عملکرد متوسطی را دارند و همچنین برای کارهایی از قبیل بازی ها یا تولید گرافیک های حرفه ای عملکرد خوبی ندارند.
• یک GPU گسسته بر روی کارت گرافیکی نصب شده است که به شکاف انبساط رایانه مادربرد می رود. همچنین این نوع کارت گرافیک قابل تعویض می باشد. بنابراین با تولید کارتهای گرافیک جدیدتر و جلوگیری از منسوخ شدن رایانه، می توان آن را ارتقا داد.

کارت های گرافیک مدرن دستگاه های بسیار پیچیده ای می باشند که در خیلی از موارد مانند کامپیوترهای مستقل رفتار می کنند. آنها تعداد بالایی از محاسبات را انجام می دهند و معمولاً پیچیده ترین اجزای رایانه به شمار می روند، مخصوصاً کارت های گرافیک پیشرفته که برای بازی و پردازش گرافیکی پیشرفته بهینه شده اند. آنها نه تنها وظیفه ترسیم گرافیک های ۲ بعدی معمولی مانند ویندوز و اسناد را دارند، بلکه بهترین کارت های گرافیک مدرن نیز می توانند گرافیک های سه بعدی واقع گرایانه و با وضوح بالا را بدون نیاز به محتوای قبلی ارائه کنند. آنها برای تولید گرافیک، مانند عکاسی و تولید فیلم ضروری می باشند، زیرا قادر به کنترل و پردازش تعداد زیادی پیکسل در زمان واقعی هستند.

کارت های گرافیک به صورت خیلی پیشرفته ای قادر هستند روشی را اجرا کنند که به ردیابی اشعه معروف است. Ray tracing نوعی گرافیک سه بعدی است که در آن صحنه ها با ردیابی مسیر هر پرتو نور در یک صحنه و مدل سازی دقیق تأثیر آن بر روی مواد و بافت های تصویر، ارائه می شوند. گرافیک ردیابی شده بسیار جالب و باورنکردنی می باشد و قبلاً فقط با مقادیر فراوان قدرت پردازش ارائه می شد. با ادامه افت قیمت کارت های گرافیک با قابلیت ردیابی اشعه، بازی های ویدئویی برای ارائه تصاویری با کیفیت سینما که در زمان واقعی ارائه می شوند، به طور فزاینده ای به گرافیک ردیابی اشعه متکی می شوند.

انواع کارت گرافیک

حال که متوجه شدیم که کارت گرافیک چیست؟ بنابراین به بررسی انواع کارت گرافیک می پردازیم. تقریباً تمام کارتهای گرافیک توسط دو مارک رقیب تولید می شوند: Nvidia و AMD. خب اصلا مهم نیست که شما چه نوع کارت گرافیکی را در داخل رایانه شخصی خود به کار می برید، تقریباً به طور مستقیم توسط یکی از این شرکت ها یا توسط یک شرکت مجاز دیگر این فناوری به فروش می رسد. این امر، خرید کارتهای گرافیک را آسان تر می کند زیرا گرچه شرکت های زیادی کارت گرافیک می فروشند، شما همیشه می توانید آنها را مستقیماً مقایسه کنید زیرا همه آنها از همان معماری اساسی استفاده می کنند. به عبارت دیگر، پردازنده گرافیکی Nvidia GeForce 2070 بدون توجه به اینکه آن را از Asus ،MSI ،Gigabyte یا Nvidia بخرید، کم و بیش همان رفتار را خواهد داشت.

AMD نیز یک رقیب نزدیک به Nvidia می باشد و این دو شرکت گاهی اوقات در عملکرد برتر با یکدیگر رقابت می کنند. اما به عنوان یک قاعده کلی، بهترین کارت های AMD عملکردی مشابه بهترین کارت های Nvidia دارند. کارت های گرافیک به دو صورت می باشد:

• مجتمع : گرافیک داخلی که در آن هیچ کارت اضافی استفاده نشده است. این موارد را در بیشتر لپ تاپ ها و رایانه های “استاندارد” مشاهده می کنید، آنها یک مدل مقرون به صرفه هستند اما به راحتی قابل ارتقا نیستند.
• گسسته : گرافیک الحاقی که به عنوان یک جز اضافی روی مادربرد نصب شده است. ایده آل برای کسانی که می خواهند سیستم خود را با به روزرسانی کارت های گرافیک اصلاح کنند.

بیشتر افرادی که از رایانه مدرن برای کارهای استاندارد مانند گشت و گذار در اینترنت، ایجاد اسناد یا تماشای فیلم استفاده می کنند، با استفاده از گرافیک یکپارچه خوب خواهد بود. برای کاربرانی که به بازی یا ویرایش ویدئو منشعب می شوند، معمولاً یک card graphic گسسته برای سرعت بخشیدن به زمان پردازش تصویر مورد نیاز است. بدون این، کاربر ممکن است در مراحل مهم بازی خود را عقب مانده یا خسته کننده ببیند.

برنامه های کاربردی کارت های گرافیک

پیچیدگی و قدرت پردازش GPU های مدرن به این معنی می باشد که کارت های گرافیک غالباً پیچیده ترین و با عملکرد بالا در رایانه می باشند که با CPU رایانه (واحد پردازش مرکزی) رقابت می کنند یا از آن فراتر می روند. کارت های گرافیک پیشرفته تمام کارهای سنتی را که همیشه بر عهده آنها بوده انجام می دهند، از جمله ارائه گرافیک های معمولی که روزانه استفاده می کنید. آنها همچنین گرافیک های پیشرفته سه بعدی را در زمان واقعی برای بازی های رایانه ای ارائه می دهند.

متخصصان گرافیک نیز به کارت های گرافیک سطح بالا اعتماد می کنند. این روزها، برنامه های تولید عکس، فیلم و گرافیک برای انجام پردازش تصویر پیشرفته، از جمله عکاسی محاسباتی، با استفاده از هوش مصنوعی و پردازش رایانه ای برای دستیابی به نتایجی که قبلاً فقط می توانستند انجام شوند، به card graphic و نه CPU رایانه متکی هستند. ” در لنز “هنگام گرفتن عکس یا فیلم. از GPU های card graphic نیز بعضاً برای پردازش خام برای انجام کارهای غیرگرافیکی استفاده می شود. به عنوان مثال ماینرهای ارزهای رمزپایه، برای انجام مراحل پیچیده استخراج سکه، به رایانه های دارای card graphic پیشرفته اعتماد می کنند.

پردازنده گرافیکی در کارت گرافیک

GPU مخفف Graphics Processing Unit است. این پردازنده، مغز card graphic می باشد و همان چیزی است که تصاویری را که روی صفحه مشاهده می کنید ایجاد می کند. میزان قدرت GPU ها بسته به مدلی که انتخاب می کنید متفاوت خواهد بود. پردازنده گرافیکی به عنوان یک مترجم کار می کند، داده هایی را که از CPU می آید می گیرد و به تصاویر تبدیل می کند. تصاویر پیچیده تر، مانند آنچه در بازی های با کیفیت بالا می بینید، برای جابجایی جریان داده ها به پردازنده های گرافیکی پیچیده تر و سریعتر نیاز دارند.

اسلات های توسعه

با افزودن کارتهای اضافی می توانید رایانه شخصی خود را در داخل گسترش دهید. در طول سالها شکافهای توسعه گرافیکی ازPCI (Peripheral Component Interconnect) ،AGP (Accelerated Graphics Port) به جدیدترین PCI-E (Gen1 / 2/3) (PCI-Express) که بهترین پهنای باند را دارند، تغییر کرده است. برخی مادربردها دارای اسلات های توسعه دهنده ای هستند که به کاربران اجازه می دهد بیش از یک card graphic اضافه کنند، این SLI (NVIDIA) یا CrossfireX (AMD) نامیده می شود که به کاربران امکان می دهد عملکرد بهتری از سیستم خود دریافت کنند. کاربران برای استفاده از این فناوری ها به یک مادربرد آماده SLI یا Crossfire نیاز دارند. قصد این است که دو کارت گرافیک یکسان را به یکدیگر متصل کنید.

SLI همچنین با عنوان Scalable Link Interface شناخته شده است که توسط NVIDIA برای اتصال چندین کارت در یک سیستم واحد ساخته شده است. SLI با افزایش قدرت پردازش موجود برای استفاده از گرافیک کار می کند. CrossfireX که با نام Crossfire نیز شناخته می شود، توسط AMD توسعه داده شده است.

FPS

FPS ها بازی های مدرن اکشن سه بعدی و واقع گرایی فتوشاپ را ارائه می دهند، اما برای اینکه کاربر بتواند بهترین تجربه را کسب کند، card graphic آن باید کاملاً خراشیده شده باشد. برای اینکه بخواهید تصویر واضحی را داشته باشید، مسلماً رایانه شما باید بتواند این جزئیات را با نرخ فریم قابل قبول ارائه دهد (این تعداد دفعاتی می باشد که یک بازی می تواند تصویری را که شما مشاهده می کنید به روز کند). کاملا مشاهده می کنید که این شکل به صورت فریم در ثانیه یا FPS عنوان شده است. خب توجه داشته باشید که اگر میزان فریم Card graphic شما خیلی پایین باشد، حرکت خاصی که از بازی بسیار گران انتظار دارید به یک خزیدن تند و سریع تبدیل می شود.

بازی و ویرایش

جالب است بدانید که کارت های گرافیک فقط برای گیمرها مفید نیستند، کارت های گرافیک گسسته همچنین می توانند به طور چشمگیری به کاربرانی که کار و برنامه های آنها ویرایش عکس و فیلم می باشد کمک کنند زیرا سرعت ارائه تصاویر و همچنین کمک به کاربران صفحه های با وضوح بالا را بهبود می بخشد. AMD و Nvidia دو تولید کننده اصلی کارت گرافیک گسسته می باشند. برخی از کاربران با یک برند خاص وفاداری دارند اما هر یک کار مشابهی را انجام می دهند. AMD همچنین برخی از گزینه های گرافیکی یکپارچه و همچنین رهبر فعلی بازار، اینتل را تولید می کند.

تنظیمات RAM

انواع کارت گرافیک که الان در بازار وجود دارد دارای حافظه RAM می باشند. این بخش به صورت یک واحد کاملاً اختصاصی برای ویدئو کارت عمل می کند و به همین علت از RAM رایانه شما جدا می باشد. ظرفیت اکثر کارت های گرافیک مدرن از ۵۱۲ مگابایت تا ۸ گیگابایت خواهد بود که محبوب ترین فرمت ها DDR3 و GDDR5 SDRAM هستند. حافظه در کارت گرافیک بسیار مهم می باشد و قدرت زیادی به کارت گرافیک می دهد همچنین به کاربران اجازه می دهد بازی ها را با وضوح بالاتر انجام دهند. همچنین برای کسانی که از بازی هایی مانند Skyrim که شامل بسته های بافت بسیار بزرگی است استفاده می کنند بسیار ایده آل می باشد. حداقل حافظه ای که برای گیمرها توصیه می شود به اندازه ۱ گیگابایت می باشد، اما آن باید با سایر جنبه های کارت و رزولوشن آن در یک بازی متعادل باشد.

پشتیبانی از نمایشگر

به طور کلی کارت های گرافیک می توانند از چندین نمایشگر به طور همزمان پشتیبانی کنند، با این حال تعداد نمایشگرها توسط GPU و تعداد خروجی های موجود تعیین می شود. شما می توانید با استفاده از کارت گرافیک جداگانه، بررسی کنید که از چه تعداد نمایشگر می تواند پشتیبانی می کند.

پشتیبانی از خروجی

انواع کارت گرافیک توسط تعدادی پورت خروجی می توانند به یک مانیتور متصل شوند. شما باید کارت ویدیویی تهیه کنید که با پورت مانیتور شما مطابقت داشته باشد. بسیاری از کارت های ویدیویی حداقل دارای دو یا سه پورت هستند که برخی از آنها از چهار یا بیشتر پشتیبانی می کنند.

• VGA (Video Graphics Array) اتصال آنالوگ ۱۵ پین که به عنوان D-Sub نیز شناخته می شود. این اولین اتصال ویدیویی می باشد و از کمترین کارآیی برخوردار است. پورت های VGA به اندازه کافی خوب کار می کنند اما سایر پورت ها کیفیت فیلم بهتری را ارائه می دهند.
• DVI (رابط تصویری دیجیتال)، DVI-I (سیگنال های آنالوگ و دیجیتال را حمل می کند) و DVI-D (فقط سیگنال های دیجیتال را حمل می کند). DVI معمولاً در بیشتر نمایشگرهای صفحه تخت دیده می شود، بنابراین یک ارتباط مفید بین کارت و صفحه وجود دارد.
• HDMI – HDMI به دلیل سرعت و قابلیت انعطاف پذیری آن به عنوان یکی از محبوب ترین اتصالات به شمار می آید. HDMI سیگنال تصویری و صوتی را حمل می کند.
• DisplayPort – اتصالی که بسیار محبوب تر شده است و در نسل جدید مانیتورها مشاهده خواهد شد. این می تواند ویدئو، صدا و سایر اشکال داده را حمل کند.

فرم فاکتور (اندازه و شکل) کارت گرافیک

همانند بسیاری از مولفه ها، سبک و طراحی کارت گرافیک نیز می تواند مهم باشد. اگر فضای رایانه شخصی شما کم باشد، گزینه های باریک و همچنین اجزای اندازه کامل وجود دارد.

• ATX / Full height : این فریم فاکتور کاملاً بزرگی برای دسکتاپ استانداردی که از نظر فضا اصلاً مشکلی ندارند به کار می رود و مناسب آنها می باشد.
• Low profile : کارت گرافیک نیم قد نسبت به سبک ATX نازکتر است و یک براکت کوچکتر را که اغلب در HTPC استفاده می شود، می پذیرد. همچنین در فضای بسته تر نیز استفاده می شود.