Ekran Kartı veya Grafik Kartı, bilgileri mümkün olan en hızlı ve en verimli şekilde işlemek için destek işlemcilerini kullanır ve görüntüleri geçici olarak saklamak için bellek yongaları da kullanır.

Tarihi

Grafik kartlarının geçmişi, yazıcıları bir ekran öğesi olarak kullanmaktan monitörleri kullanmaya geçtiğinizde 1960’ların sonlarında başlar.

İlk kartlar sadece 40×25 veya 80×25’te metin gösterebiliyordu, ancak Motorola 6845 gibi ilk grafik yongalarının ortaya çıkması, grafik yeteneklerine sahip S-100 veya Eurocard veriyolu tabanlı ekipman sunmaya başlamasına izin verdi. Bir televizyon modülatörü eklenen kartlarla birlikte, ekran kartı terimi ilk kez kullanıldı.

Ev bilgisayarının ve ilk video oyun konsollarının başarısı, daha düşük maliyetler nedeniyle, bu yongaların anakarta entegre edildiği anlamına gelir.

Zaten bir grafik yongasıyla gelen bilgisayarlar bile, esas olarak yumuşak CP/M çalıştırmak için 80×24 veya 80×25 karakter metin modu ekleyen 80 sütunlu kartlar içeriyor.

Grafik kartların evrimi, Matrox, Creative, S3 ve ATI tarafından üretilen ilk 2D/3D kartların ortaya çıkmasıyla 1995 yılında büyük bir dönüş yaptı. Bu kartlar SVGA standardını karşıladı ancak 3B işlevlere sahipti. 1997’de 3dfx, yeni bilgi işlem gücünün yanı sıra yeni 3D efektlerle Voodoo grafik yongasını başlattı.

Bu noktadan sonra, 3dfx’ten Voodoo2, NVIDIA’dan TNT ve TNT2 gibi bir dizi ekran kartı birbirini takip ediyor. Bu kartların ulaştığı güç, bağlı oldukları PCI bağlantı noktasının bant genişliğinde kısa olmasıydı. Intel, işlemci ve kart arasında görünmeye başlayan darboğazları giderecek AGP’yi (Accelerated Graphics Port/Hızlandırılmış Grafik Bağlantı Noktası) geliştirdi.

1999’dan 2002’ye kadar NVIDIA, GeForce ürün serisiyle ekran kartı pazarına hakim oldu. Bu dönemde gelişmeler 3D algoritma alanına ve grafik işlemcilerin hızına yönelikti.

Bununla birlikte, belleklerin hızlarını artırmak için de ihtiyacı vardı, bu yüzden DDR hafızaları grafik kartlarına dahil edildi. O sırada video belleği kapasiteleri 32 MB GeForce’den 64 ve 128 MB GeForce 4’e geçti.

Ekran Kartı Türleri

MDA Kartı

Tek Renkli Ekran Bağdaştırıcısı veya Tek Renkli Bağdaştırıcı IBM tarafından 4KB bellek olarak yayınlanmıştır.

TTL monitörlere özel. Grafikleri yoktu ve tek çözünürlüğü herhangi bir yapılandırma olanağı olmadan 14×9 noktalarda metin modunda (80×25) sunulan çözünürlüktü.

Temel olarak bu kart, ROM’dan görüntülenecek nokta matrisini okumak için video sürücüsünü kullanır ve seri bilgi olarak monitöre gönderilir. Grafik işlemenin olmaması şaşırtıcı olmamalı, çünkü bu ilk PC’lerde iyi bir video sisteminden gerçekten yararlanabilecek hiçbir uygulama yoktu. Pratikte her şey metin modundaki bilgilerle sınırlıydı.

Bu tür kart, yazıcı için bir iletişim bağlantı noktası içerdiğinden hızlı bir şekilde tanımlanır.

CGA Kartı

Kullanılan metne bağlı olarak “Color Graphics Array/Renkli Grafik Dizisi” veya “Color Graphics Adapter/Renkli Grafik Bağdaştırıcı” IBM tarafından 1981’de de ortaya çıktı ve çok yaygındı. 25 satırlı, 80 sütunlu ekranlarda 8×8 noktalı karakter dizilerine izin verdi, ancak karakterleri temsil etmek için yalnızca 7×7 nokta kullandı.

Bu detay, alt çizgileri temsil etmesini imkansız hale getirdi, bu yüzden onları söz konusu karakterdeki farklı yoğunluklarla değiştirdi. Grafik modunda 640×200’e kadar çözünürlüklere izin verdi. Bellek 16 KB’dı ve yalnızca RGB ve Kompozit monitörlerle uyumluydu.

MDA’dan daha üstün olmasına rağmen, CGA monitörlerindeki potansiyel şebekenin noktaları arasındaki mesafe daha büyük olduğu için birçok kullanıcı ikincisini tercih etti.

Böylece, her biri iki yoğunlukta, tüm çözünürlüklerde tekrarlanamayan toplam 16 farklı tonda 8 renge ulaşmak mümkün olmuştur.

Bu kart oldukça yaygın bir başarısızlığa sahipti ve snow olarak biliniyordu. Bu sorun rastgele bir nitelikteydi ve ekranda görüntüyü bozan parlak ve aralıklı noktalar oluşuyordu. Öyle ki zamanın bazı BIOS’larına No Snow temizleme seçeneği dahil edildi.

HGC Kartı

Hercules Graphics Card veya daha popüler olarak Hercules olarak bilinir, 1982’de piyasadaydı ve IBM’in BIOS rutinlerini desteklememesine rağmen büyük bir başarı standardı haline geldi. Çözünürlüğü, 64 KB bellek ile tek renkli 720×348 noktaydı.

Renk olmadığından, bellekteki tek görev, grafik modu için 30.58 KB, metin modu ve diğer işlevler için geri kalanını kullanarak ekrandaki her noktaya başvurmaktır. Değerler, 6845 video denetleyicisi tarafından yönetilen 50 HZ frekansında yapılmıştır. Karakterler 14×9 noktalı matrislerde çizildi.

Bileşenleri

GPU

Grafik işlem birimi anlamına gelen GPU, grafik işlemeye adanmış bir işlemcidir. Amacı, merkezi işlemcinin iş yükünü hafifletmektir ve bu nedenle, 3B işlevlerde baskın olan kayan nokta hesaplaması için optimize edilmiştir. Bir grafik kartının teknik özelliklerinde sunulan bilgilerin çoğu, kartın en önemli bölümünü oluşturduğundan GPU’nun özelliklerini ifade eder.

Bu özelliklerin en önemlilerinden üçü, 2010 yılında düşük uçlu kartlarda 500 MHz’den yüksek uçlu kartlarda 850 MHz’e kadar değişen çekirdek saat frekansı, gölgelendirici işlemci sayısı ve boru hatlarının sayısıdır. Köşelerden ve çizgilerden oluşan 3B görüntü, piksellerden oluşan 2B bir görüntüye dönüşür.

Grafik RAM Belleği

Grafik kartının anakarta entegre edilip edilmemesine bağlı olarak, bilgisayarın kendi RAM belleğini kullanır veya özel bir bellek kartına sahiptir. Bu bellek video belleği veya VRAM’dir.

2010 yılında kullanılan bellek, GDDR2, GDDR3, GDDR4 ve GDDR5, özellikle GDDR2, GDDR3 ve GDDR5’i vurgulayan DDR teknolojisine dayanıyordu. Bellek saat frekansı 400 MHz ile 4.5 GHz arasındaydı.

RAMDAC

RAMDAC, bilgisayarda üretilen dijital sinyallerin monitör tarafından yorumlanabilen bir analog sinyale dönüştürülmesinden sorumludur.

Aynı anda işlediği bit sayısına ve hızına bağlı olarak, dönüştürücü farklı monitör yenileme hızlarını destekleyebilecektir. Dijital monitörlerin artan popülaritesi göz önüne alındığında, RAMDAC eski haline geliyor, çünkü analog dönüşüm gerekli değildir, ancak birçoklarının VGA bağlantılarını uyumluluk için koruduğu doğrudur.

Anakart Üzerindeki Bağlantı Noktaları

Kronolojik sırayla, ekran kartı ve anakart arasındaki bağlantı sistemleri temel olarak:

MSX Yuvası: MSX ekipmanında kullanılan 8 bit veri yolu.

ISA: 1980’lerde baskın olan 16 bit 8 MHz veri yolu mimarisi; 1981 yılında IBM PC’ler için oluşturuldu.

Fox II: Commodore Amiga 2000 ve Commodore Amiga 1500’de kullanılır.

Fox III: Commodore Amiga 3000 ve Commodore Amiga 4000’de kullanılır.

NuBus: Apple Macintosh’ta kullanılır.

İşlemci Doğrudan Yuvası: Apple Macintosh’ta kullanılır.

MCA: 1987 yılında IBM tarafından ISA’nın yerine konmaya çalışıldı. 32 bit ve 10 MHz hıza sahipti, ancak öncekilerle uyumlu değildi.

EISA: 1988 IBM rekabeti tepkisi; 32 bit, 8.33 MHz ve geriye dönük uyumlu.

VESA: 16 bitlik kısıtlamayı çözen, veriyolunun boyutunu iki katına çıkaran ve 33 MHz’lik bir hıza sahip bir ISA uzantısı.

PCI: 1993’ten öncekilerin yerini alan veriyolu; 32 bit boyut ve 33 MHz hız ile, jumper’ları manuel olarak ayarlamaya gerek kalmadan bağlı cihazların dinamik bir yapılandırmasına izin verdi. PCI-X, veriyolunun boyutunu 64 bite çıkaran ve hızını 133 MHz’e çıkaran bir versiyondu.

AGP: Özel veri yolu, PCI olarak 32 bit; 1997’de ilk versiyon hızı 66 MHz’e çıkardı.

PCIe: 2004’ten bu yana AGP ile rekabet etmeye başlayan ve 2006 yılında bant genişliğinin iki katına ulaşan seri bir arabirimdir. PCI-X, PCI sürümü ile karıştırılmamalıdır.

En yaygın bağlantı sistemleri şunlardır:

DA-15 RGB Konektörü: Çoğunlukla Apple Macintosh’ta kullanılır.

Dijital TTL DE-9: İlkel IBM kartları (MDA, CGA ve varyantları, EGA ve çok az VGA) tarafından kullanılır.

SVGA/Dsub-15: 1990’lardan itibaren analog standarttır. CRT cihazları için tasarlanmış olup, monitöre gönderilecek pikselleri değerlendirirken elektriksel gürültü ve dijitalden analog dönüşüme ve örnekleme hatasını giderir.

DVI: LCD veya projektör gibi dijital ekranlarda maksimum görüntü kalitesini elde etmek için tasarlanmıştır. Doğal çözünürlüğünde monitörlerden biriyle temsil edilecek bir pikseli doğrudan eşleştirerek bozulmayı ve gürültüyü önler.

S-Video: Destekleyici televizyonları, DVD oynatıcıları, videoları ve oyun konsollarını içerir.

Composite/Kompozit Video: Oldukça eskidir, ve scart ile karşılaştırılabilir, RCA konnektörü kullanan çok düşük çözünürlüklü bir analogtur.

Component/Komponent Video: Projektörler için de kullanılır ve SVGA ile karşılaştırılabilir kalitede üç pime (Y, Cb ve Cr) sahiptir.

HDMI: Aynı kabloda sıkıştırılmış şifreli dijital ses ve video teknolojisidir.

Ekran Bağlantı Noktası: VESA tarafından oluşturulan ve HDMI’ya rakip olan grafik kartı bağlantı noktası, yüksek çözünürlüklü video ve sesi aktarır. Avantajları, patentlerden arındırılmış olması ve bu nedenle onu cihazlara dahil etme telif haklarının bulunmaması, kablonun yanlışlıkla çıkarılmasını önleyen bazı tırnaklara da sahip olmasıdır.

Soğutma Cihazları

İş yükleri nedeniyle maruz kaldıkları için grafik kartları çok yüksek sıcaklıklara ulaşır. Dikkate alınmazsa, üretilen ısı cihazın arızalanmasına, engellenmesine ve hatta bozulmasına neden olabilir. Bunu önlemek için, karttan aşırı ısıyı almak için soğutma cihazları dahil edilmiştir.

Heatsink/Soğutucu: Isı iletken malzemeden yapılmış ve kart üzerine sabitlenen türdür. Verimlilik, yapının ve toplam yüzeyin bir fonksiyonudur, bu yüzden oldukça hantaldırlar.

Fan: Yakındaki havayı hareket ettirerek karttan çıkan ısıyı giderir. Soğutucudan daha az verimlidir ve hareketli parçalara sahip olarak gürültü üretir.

Güç Beslemesi

Şimdiye kadar grafik kartlarının güç kaynağı büyük bir sorun değildi, ancak yeni kartların mevcut eğilimi gittikçe daha fazla enerji tüketmektir. Güç kaynakları her geçen gün daha güçlü hale gelse de, darboğaz PCIe portunda bulunuyor ve bu sadece 150 W’lık bir güç sağlayabiliyor.

Bu nedenle, PCIe tarafından sağlanabilecek olandan daha yüksek tüketime sahip grafik kartlarında, anakarttan ve dolayısıyla PCIe bağlantı noktasından geçmek zorunda kalmadan güç kaynağı ve kart arasında doğrudan bağlantıya izin veren bir konektör bulunur.

Yine de, grafik kartlarının uzun süre kendi güç kaynaklarına ihtiyaç duymayabileceği ve bu seti harici cihazlara dönüştüreceği tahmin edilmektedir.

GPU ve Ekran Kartı Arasındaki Fark

GPU’yu grafik kartıyla karıştırmamak gerekir, çünkü tüm üretilen GPU’lar, yalnızca ekran kartlarına yerleşik olarak entegre edilmezler.

Ekran kartını PC’ye özel ve uyumlu olarak geliştirilen bir yapı olarak düşünebilirsiniz. Bilgisayarlarda kullanılan grafik kartlarının özel bir yapısı vardır, GPU’lar ise bilgisayarlardan harici olarak oyun konsollarında veya işlemcilerde gömülü bir şekilde kullanılır.

Ek olarak, GPU üreticisini kartı geliştiren ve piyasa süren markalar ile karıştırmayınız. Örneğin, şu anda piyasadaki en büyük grafik yongası üreticileri NVIDIA ve AMD‘dir. Bunun nedeni, yalnızca grafik yongalarını (GPU) yapmaktan sorumlu olmalarıdır.

ALINTI