Романюк О.Н., Піддубецька
М.П., Зінчук Р.С.
АНАЛІЗ РИНКУ ГРАФІЧНИХ АДАПТЕРІВ
Вінницький національний технічний університет, Вінниця, Хмельницьке шосе,
95, 21021
У даній статті розглядається сучасний стан ринку відеокарт, аналізується
історія створення та розвитку графічних адаптерів, здійснюється класифікація їх
залежно від цільового призначення.
Ключові слова: відеоадаптер, графічний процесор, відеокарта, GPU.
Комп’ютерна графіка з кожним
роком активно розвивається. Її засоби допомагають вирішувати широке коло
завдань проектування, навчання, контролю різноманітних процесів, теоретичних і
прикладних досліджень. З розвитком графіки невпинно розвивається і ринок
графічних адаптерів, пропонуючи нові рішення для досягнення усіх поставлених
завдань в області комп’ютерної графіки.
Сучасні відеокарти є свого роду спеціалізованими
комп'ютерами, що складаються з власного процесора, оперативної пам'яті, BIOS та інших компонентів, які за своєю структурою і організацією
взаємодії пристосовані для максимально ефективного вирішення одного завдання -
обробки і формування графічних даних.
До складу відеокарти входять наступні компоненти:
• Графічний
процесор (графічне ядро GPU (Graphics processing unit - графічний процесорний пристрій) - процесор, що
займається розрахунками та формуванням графічної інформації, що виводиться на
монітор, є основою відеокарти;
• Відеопам'ять
- виконує роль своєрідного буфера, в якому зберігаються зображення, що формуються.
У цей буфер поміщаються також елементи, необхідні для формування цих зображень;
• Відеоконтролер
- відповідає за правильне формування і передачу потрібної інформації з
відеопам'яті на RAMDAC.
• RAMDAC
(Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) або цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП) - пристрій, що здійснює
перетворення цифрових результатів роботи відеокарти в аналоговий сигнал, який
відображається на моніторі. Можливостями цього пристрою визначається кількість
відображуваних кольорів, насиченість картинки та ін. Цифрові монітори,
проектори та інші пристрої, які підключаються до цифрових роз'ємів відеокарти,
використовують власні цифро-аналогові перетворювачі і від RAMDAC відеокарти не
залежать;
• Відео-ПЗП
(Video ROM) - мікросхема, що містить в собі базову систему введення-виведення
відеокарти, а інакше кажучи її BIOS - сукупність правил і алгоритмів,
визначених виробником, за яким складові частини відеокарти працюють і
взаємодіють між собою.
• Система
охолодження - пристрій, що здійснює вилучення і розсіювання тепла від
відеопроцесора, відеопам'яті та інших компонентів графічної плати з метою
забезпечення нормального температурного режиму їхньої роботи [1].
Поняття «відеокарта» бере свій
початок зі створеного в 1981 році фахівцями компанії IBM монохромного
відеоадаптера (MDA), виконаного у вигляді окремої плати, який забезпечував
роздільну здатність 720 на 350 пікселів. Адаптер MDA не володів графічними
можливостями і призначався тільки для обробки текстової інформації (хоча мав
кілька режимів її відтворення). В 1981 році
був створений відеоадаптер
CGA, який був
здатний відображати різні кольори і став першим
графічним прискорювачем в історії комп'ютерної техніки.
Подальший
розвиток виробництва відеокарт
характеризувався зростанням основних
параметрів - збільшувалась
роздільна здатність картинки і можливості передачі кольору.
В 1987 році був створений відеоадаптер VGA, що став справжнім зразком для даних
електронних пристроїв свого часу. Незабаром з'явився
новий стандарт, який істотно
розширив графічні можливості попередника, нові SVGA-адаптери підтримували
65 536 кольорів, і їх розширення становило
800 на 600 пікселів.
З
1996 року розпочався період конкуренції між найсильнішими виробниками відеокарт. Це
були такі компанії,
як 3Dfx, ATI
і Nvidia. Компанія 3Dfx представила адаптер, який здійснював підтримку OpenGL, DirectX і
мав розширення в
640 на 480 пікселів і 16-бітовий колір -
Voodoo Graphics. До числа його недоліків відносили
низьку швидкість роботи в підтримуваних режимах. ATI
випустила 3D Rage II, відеокарту, яка підтримувала
DVD формат MPEG-2
і технологію Direct3D.
Компанія Nvidia (NVIDIA Corporation - один з найбільших виробників графічних,
медіа-та комунікаційних
процесорів, а також
бездротових медіа-процесорів,
заснована у 1993 році) представила кращий варіант адаптера, названий Riva 128. Згодом компанія випустила
адаптер Riva TNT2, який і вивів
компанію в лідери на ринку відеокарт.
У
1999 році – оголошено випуск
Nvidia Quadro - першого
в світі графічного процесора для
робочих станцій, у наступному році відбулось придбання більшої частини збанкрутілої компанії 3dfx Interactive. Усунувши свого прямого конкурента, компанія Nvidia далі розвивалась досить стрімко: Microsoft вибирає Nvidia постачальником
GPU для Xbox,
у 2002 році компанія випускає GeForce 4,
через чотири роки - випуск лінійки
відеокарт GeForce 8800 - перших
в світі графічних
прискорювачів з підтримкою DirectX 10. GEFORCE 600 Series
являла собою сімейство графічних
процесорів Nvidia, розроблених на
основі архітектури Kepler. Nvidia вперше
оголосила про нову архітектуру у вересні 2010 року. Перша графічна карта на
базі архітектури Kepler
GEFORCE GTX 680 була офіційно представлена 22 березня 2012 року.
Найбільшим
конкурентом компанії Nvidia на ринку графічних карт являється компанія Advanced Micro Devices, (AMD) - американський виробник інтегральної електроніки, другий за величиною
виробник x86 і x64-сумісних процесорів, а також найбільший постачальник графічних процесорів (після придбання ATI Technologies в 2006 році), чіпсетів для материнських
плат і флеш-пам'яті. Radeon — бренд графічних процесорів, що
розробляються компанією AMD (до 2006 року — єврейською компанією ATi), з'явився
в 2000 році, і використовувався корпорацією ATi замінивши серію Rage. R100 - перше
покоління графічних процесорів з повною підтримкою DirectX 7, випуск якого
почався в 2000 році. Перші моделі — Radeon SDR, DDR и 7000/VE. Остання модель —
HD7970 від AMD
побудована на ядрі
Tahiti XT з техпроцесом
28нм. Загальна кількість потокових процесорів даної моделі складає 2048 шт. Працюють
вони на частоті
925 МГц. Обсяг відеопам'яті
становить 3072 Мб, а ширина шини пам'яті була
збільшена до 384 біт [2].
Порівнюючи останні
досягнення в розробці продукції компаній Nvidia і AMD, слід звернути особливу увагу на наступні технології:
- Nvidia SLI - дана
технологія, дозволяє об'єднувати декілька відеокарт в одній системі (за рахунок
декількох слотів PCI-Exprees на материнській платі), що в свою чергу значно
збільшує продуктивність системи. Аналогом AMD є технологія AMD Cross Fire, яка не
поступається SLI і дозволяє об'єднувати в системі кілька відеоадаптерів, з
таким же ефектом для загальної продуктивності системи.
- Nvidia 3D Vision
Surround - ця технологія забезпечує підключення трьох FullHD-моніторів, для
занурення у світ 3D. Говорячи про аналог AMD -
технологію Eyefinity, то вона дозволяє підключати до 6 моніторів на одну
відеокарту, починаючи з шеститисячної серій AMD. Нещодавно з'явилися спеціальні
модифіковані системи, які дозволяють об'єднувати до 24 моніторів в 1 стенд, за
допомогою технології Eeyfinity.
- Nvidia CUDA - технологія
являє собою програмно-апаратну архітектуру, яка дозволяє робити обчислення з
використанням графічного процесора, що помітно підвищує продуктивність системи.
Аналогом компанії AMD, є технологія FireStream.
За цільовим призначенням і сфері застосування всі
відеокарти можна умовно розділити на три класи:
1) відеокарти для робочих станцій;
2) відеокарти для домашніх систем;
3) відеокарти для вбудованих систем [3].
З
початку 2000-х років і по сьогоднішній
день на світовому ринку відеокарт перших двох класів
лідирують фірми ATI (згодом AMD) (сімейства відеокарт Radeon)
і Nvidia (сімейства
GeForce). Чистий прибуток компанії Nvidia за 2012 рік
склав близько 581 млн. доларів, компанії AMD близько 510 млн.
доларів.
Досить важливим
аспектом на ринку відеокарт являється співвідношення проданих дискретних і
вбудованих відеокарт. Продажі дискретних відеокарт були досить високі в 2012
році, але аналітики прогнозують, що до 2014 року ринок відеокарт
скоротиться на 10
відсотків через попит на планшети і ноутбуки
з інтегрованими відеосистемами (за звітом аналітичної компанії iSuppli). Якщо в
2009 році було продано 73 млн. відеокарт, то до 2014
року, за оцінками iSuppli,
цей показник складе лише 62 мільйона штук. За прогнозом, до 2014 року поставки
ультрапортативних ноутбуків зростуть
удвічі. У 82,9 відсотка ноутбуків буде
використовуватися інтегрована в процесор графічна
підсистема. В даний час такі рішення застосовуються тільки в 39 відсотках ноутбуків
[4].
Оцінюючи
сьогоднішній стан на ринку відеокарт, варто розглянути найбільш популярні
відеокарти в різних цінових діапазонах та попит на графічні адаптери залежно
від їх цільового призначення. До відеокарт надвисокого рівня відносять передові
професіональні відеокарти, призначені для прискорення обчислень загального призначення,
чи роботи з графікою, ціни в цьому секторі становлять більше 900 євро. Графічні
адаптери такого високого рівня оснащені найкращою елементною базою та потужними
графічними процесорами, мають високий рівень енергоспоживання та
тепловиділення. Найбільш високопродуктивною, але й досить дорогою на даний
момент являється відеокарта NVIDIA
GeForce GTX 690 (ціна близько 850 євро).
Відеокарти
середнього рівня оснащені досить великим об’ємом пам’яті та складним графічним
процесором. Виробники зазвичай оцінюють графічні адаптери такого рівная в діапазоні
100-400 євро. До представників такого рівня відноситься відеокарта
GeForce GTX 680 (ціна близько 400 євро). Прямим
конкурентом GeForce GTX 680
є відеокарта AMD Radeon HD 7970. Ціновий діапазон даної відео карти від 365
євро в Європі. Досить популярну
відеокарту Radeon HD 7950 можна знайти за ціною
близько 290 євро в
Європі (у середині
липня 2012 року вона коштувала близько 345 євро).
Бортові
(інтегровані) відеокарти ідеально підходять для використання в офісах. Вони є
найменш продуктивними, оснащуються мінімалістичною елементною базою, проте
потребують небагато, порівняно з іншими групами, електроенергії, а також, в
основному, мають пасивну систему охолодження. Серед бюджетних варіантів на
ринку користуються популярністю карти Radeon HD
7870 і Radeon HD 7850 . Відеокарта NVIDA покоління "Kepler",
а саме GeForce GT
640 продається в Європі
за ціною близько 80 євро [5].
Список літератури
1. Bailey M. Graphics Shaders: Theory and Practice / M. Bailey, Cunningham
S. – AK Peters, 2009.
2. История развития
видеокарт. – [Електронний ресурс]; Режим доступу: http://www.comprice.ru/articles/detail.php?ID=42468
3. О.Н.Романюк, Р.Ю.Довгалюк, С.В.Олійник. Класифікація графічних
відеоадаптерів// Наукові праці Донецького національного технічного
університету, серія «Інформатика, кібернетика та обчислювальна техніка»,вып. 14
(188), Донецк, ДонНТУ, 2011. – С.211-215.
4. Перспективы развития
рынка видеокарт. – [Електронний ресурс]; Режим
доступу:
http://newsland.com/news/detail/id/545678/
5. Обзор рынка видеокарт. –
[Електронний ресурс]; Режим доступу:
www.hardwareluxx.ru/index.php/news/hardware/grafikkarten/23009-pricegraka.html