Ekran Kartı Terimleri ve Fiziksel Ekran Kartı Özellikleri...

[GReeNDaY]

EKRAN KARTLARI NEDİR?
Evet sevgili arkadaşlar;
Öncelikle ekran kartlarının ne işe yaradığından kısaca bahsedelim...
Ekran kartları; sistemin RAM(Random Access Memory)-Türkçesi ile Rastgele erişilebilir bellek- ’inde bulunan verinin işlemci tarafından alınarak değerlendirilip bu verinin ekran kartı yolu ile bilgisayarın monitörüne aktarılma olayıdır…

Ekran kartlarının geçmişinden bahsetmeyeceğim. Çünkü; nede olsa ekran kartlarının çalışma prensibinden bahsediyoruz geçmişe dönüp konuyu daha da karıştırmanın anlamı yok. Günümüze, bu güne bakalım değil mi?


EKRAN KARTLARININ FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
Ekran kartı her elektronik cihaz gibi bir PCB(Printed Circuit Board)’ye Türkçe değimiyle baskılı devrenin üzerine kuruludur… Aşağıda ki şekilde nvidia GTX 260 PCB sini görmektesiniz…
[URL="http://forum.pclabs.com.tr/index.php?act=attach&type=post&id=11561"][/URL[/url]] [URL="GTX_260.jpghttp://forum.pclabs.com.tr/index.php?act=attach&type=post&id=11561"]GTX_260.jpg[/URL[/url]] ( 95.8k ) İndirilme sayısı: 27


1)GPU(Graphic Processor Unit): Türkçesi ile birlikte Grafik İşleme Ünitesi’nin asıl görevi ekran kartının PCI ve ya AGP slotlarından aldığı veriyi video belleklerden alarak işler. CPU ile aynı çalışma prensibine sahiptir. Bahsedeceğimiz GPU saat hızları, undefied shader(birleşik tarayıcılar), Shader (tarayıcı) saat hızları, pipelines(iş hattı) gibi birimler GPU’nun alt bölümleridir. Bunlara ilerde daha detaylı bir şekilde değineceğiz…

2)Video Bellek: MB olarak gösterilir. PCB de GPU’nun etrafına dizilmişlerdir. Ekran da gösterilecek anlık grafik verisinin depo edildiği yerdir. Zamanımızın oyunlarında bu değer genellikle 450 MB’ı geçmemektedir. Yani şu an için 1 GB lık bellek ile 512 MB’lık bellek arasında fark yoktur. Şuan sadece GTA IV hariç…

3)PCI(Peripheral Component Interconnect): Türkçesi ile çevre bağlantı birimi olan PCI şu an en yaygın kullanılan ara birim olmak ile beraber INTEL’in geliştirdiği bir arabirimdir.. x1, x4, x8 ve x16 tipleri mevcuttur. Bunlarada kısaca değinecek olursak;

PCI-E x1 400 MB/sn lik bir veri trafiğini kontrol eder.
PCI-E x4 1.6 GB/sn; PCI-E x8 3.2 GB/sn ve son olarak PCI-E x16 6.4 GB/sn lik muazzam bir veri akışı trafiğini kontrol eder.
Gösterdiğimiz GTX 260 PCB’si PCI-E x16 ‘yı destekler. Bir de artık eskiyen AGP(Accelerated Graphics Port) hızlandırılmış grafik portu vardır ki bu PCI-E’e göre yarı yarıya bir veri aktarımı sağlar PCI-E’den daha basit bir veriyoludur.
Örnek vermek gerekirse;

PCI-E x4 slotu yaklaşık 1.6 GB/sn lik bir veri aktarımı yapabilirken, AGP x4 slotu yaklaşık olarak 800 MB/sn lik bir veri aktarımı sunar…

4)SLI(Scalable Link Interface): 2004 yılında Nvidia tarafından geliştirilen bu teknoloji. 2 nvidia ekran kartını bağlayarak performans artırımı sağlar. Fakat bunu 2 katı performans olarak kabul etmek kısmen yanlışdır. Nvidia teoride “2 kat performans” olarak geliştirmeye başlasada, bu hala pratikde gerçekleştirilememiştir. Bunun nedenleri olarak;

Sürücü problemleri, oyun geliştirici firmaların SLI desteğini her oyuna yerleştirmemeleri, SLI yapılırken ortaya çıkan veri kayıpları sıralanabilir…

EKRAN KARTLARI GRAFİK TERİMLERİ ve ANLAMLARI
Evet arkadaşlar geldik konunun özüne, bundan önceki konuda ekran kartlarının fiziksel özelliklerine kısaca değindim, inşallah aklınızda basit bir şekilde ekran kartının nasıl olduğu canlanmıştır…
Bu bölümde Everest programı yardımıyla ZOTAC Nvidia GeForce 9600 GT AMP! modelini baz alarak ekran kartı terimlerine değineceğim. Burada bulunan terimler genel olarak her ATI ve nvidia kartlarında bulunan özelliklerdir. Yani nvidia seçmemin sebebi kendi kartım olduğu için. Evet şimdi buyurun bakalım; ekran kartı terimlerini tek tek açıklayalım ve ekran kartı alırken kafa karışıklığına bir son verelim!!!

[URL="http://forum.pclabs.com.tr/index.php?act=attach&type=post&id=11560"][/URL[/url]] [URL="everest.jpghttp://forum.pclabs.com.tr/index.php?act=attach&type=post&id=11560"]everest.jpg[/URL[/url]] ( 155.56k ) İndirilme sayısı: 32


Görüldüğü gibi Everest programında ekran kartı terimlerini detaylarına kadar görebiliyoruz biz burada “GPU kod Adı” teriminden başlayarak sırayla aşağıya doğru açıklamalarımıza devam edeceğiz.

GPU Kod Adı: Kullandığım kart bir nvidia kartı. Grafik işlemci kodu G94GT. Ekran kartı üreticileri her yeni yonga da farklı GPU kodları kullanırları. Mesela nvidianın son kullandığı teknoloji GT200 yonga setidir. AMD ise RV770 kod adlı işlemciyi kullanıyor. Kod adları işlemcilerin isimleri olarak da tanımlanabilir.

Transistör: Bu önemli arkadaşlar… Transistörü vücudumuzun en küçük yapı taşı olan hücreye benzetebiliriz. transistör sayısı ne kadar fazla ise GPU’nun saat hızları o kadar artacaktır ve başarımı pozitif etkileyecektir ama sadece bu birime bakarak değerlendirme yanlış olur ama başarımda önemli etkiye sahiptir. Aynı zamanda transistör sayısının fazla olması GPU’nun büyümesine sebep olur. 9600 GT GPU’sunda 505 milyon transistör bulunur. Fakat bu sayı 8800 GT’de 754 milyon, ATI 4850 ‘de 965 milyon, nvidia ve ATI’nin son canavarları olan HD 4870x2 de 1.9 milyar GTX 295 de ise 2.8 milyar transistör bulunur. Görüldüğü gibi genellikle transistör sayısının artması performansın artması anlamına geliyor…

İşlem Teknolojisi: Bu birimde GPU’nun hangi üretim teknolojisi ile üretildiğini gösteriri ve “nanometre(nm)” ile ifade edilir. Büyüklük olarak mm’nin milyonda biridir.
Peki neden her zaman düşük nanometre ile GPU üretimi yapılır? Şöyle ki;
Düşük nm kullanıldığı zaman bellek birimi ile GPU arasında ki yol daha da kısalır. Bu daha yüksek saat hızlarına ulaşılmasına sebep olur. Aynı zamanda çok daha az güç çekeceği ve daha az voltaj alacağı için aşırı ısınmaların önüne geçilmiş olur. Bu da haliyle daha sağlıklı hızaşırtma ya zemin oluşturulmuş olur. Tüm bu unsurları birleştirdiğimizde düşük nm ile oluşturulmuş GPU’nun çok daha performanslı olduğunu görüyoruz.
Şuanda ATI ve nvidia son kartlarını 55nm teknoloji ile üretiyor. Nvidia ve ATI 2009 planlarında 40 nm teknolojide üretime geçecekleri belirtiliyor. 40 nm nin getirilerini bekleyip göreceğiz…

Yol Türü: Daha önce de* belirttiğimiz gibi. Yol türü önemli; ekran kartlarının sistemin diğer bileşenleri ile ilgili veri alışverişini sağlayan birimdir. Şöyle bahsedelim PCI (Pheripheral Component Interconnect) yıllardır ekran kartı ve diğer sistem birimleri arasında veri-alışverişini kontrol ederdi. Fakat son yıllarda yaklaşık 6-7 senedir. PCI-Express slotları kullanılmakta ve bunlar hem AGP, hem PCI slotlara göre çok daha fazla band genişliği sundukları için tercih edilirler.
Bellek Boyutu: Bu birim ekrana yazdırılacak grafiksel verinin anlık saklanma noktasıdır. Ekran kartlarının haddinden fazla abartılan bölümüdür. Genel olarak ekran kartıları olan kişilere ekran kartlarının özelliklerini sorduğunuzda ilk bellek boyutunu söylerler ve bellek boyutunun diğer birimlerden daha önemli olduğunu sanarlar. Fakat ekran kartlarının 3D uygulamalarda diğer birimlere göre başarım yüzdesi çok daha düşüktür.
Bellek boyutunun yüksek olması çok yüksek çözünürlüklere ve yoğun doku kaplamalarına ihtiyaç olunan yerlerde önemleri artar, mesela profesyonel 3D tasarımları, render çalışmaları gibi. Oyunlarda da bellek miktarı önemli olmakla beraber şuan 512 MB lık bir ekran kartı yüksek çözünürlük sınırları içinde fazlasıyla gereklidir.
Verinin ne kadar depolanmasından çok; GPU’nun veriyi alıp işleme hızı çok daha önemlidir.


GPU Saati: Bu birim işlemcinin hızını belirleyen birimdir. Bu birimi açıklarken kısaca grafik konusuna da değinmek istiyorum, konuyu fazla dağıtmadan. Öncelikle grafikler ve genel olarak görüntü; pixel(noktacık) ve vertex(tepe) lerden oluşur.

Pixel(Noktacık): Açıklamak gerekirse bildiğiniz gibi (eğer monitörünüze yakından dikkatli baktıysanız küçük noktacıklar görürsünüz) görüntü bu pixellerden oluşur. Kırmızı, mavi, yeşil renklerin tonlanması ile oluşur.
Vertex(Tepe):Tepe birimini açıklamak gerekirse mesela 3 boyutlu ortamda bir küp düşünün bu küpün her köşesine bir vertex(tepe) denilir.
Ee tabii bu tepe ve pixellerin işlenmesi gerekir. İşte bu noktacık ve tepeler işlemcide işlenir. Bu görevi yerine getiren birim GPU clockdur. Taranan noktacık ve tepeleri işler. Başarımda yüksek etkisi vardır.

Shader(Tarayıcı) Saati: Bellekden alınan grafiksel veride noktacık ve tepe tarayıcılarının hızını belirler. İşte bu grafiksel veride ki noktacık ve tepeleri tarıyan ve işlemeye hazır hale getiren ünite tarayıcılardır. Saniyede ne hızda tarama yapıldığını bu birim kontrol eder. Tarayıcı sayısı ile birlikte bir 3D grafik işlemede en önemli ünite bunlardır. Daha sonra tarayıcılardan biraz daha detaylı bir şekilde bahsedeceğim.

Vertex Shader(Köşe Tarayıcısı): Genel olarak bir 3D sahnede en çok bu tarayıcı görev yapar. Tepeleri deforme ederek ve değiştirerek farklı görüntülerin oluşmasını sağlarlar.

Pixel Shader(Noktacık Tarayıcısı): Bu üniteler ise göz alıcı grafiklerin oluşturulmasında(yansıma, suda ki ışıldama, ışık efektleri vb.) kullanılırlar. Noktacıklara hükmederek onların rengini ve parlaklığını değiştirmesini sağlar. Örnek vermek gerekirse;
Mesela bir kılıcın üzerinde ki yansımaların gerçekçiliği, çok fazla pixel shader kullanılarak oluşturulur. Başka bir örnek; ışığın cisimlerin üzerinde ki yansımasının kalitesi vb…
İşte bunların önüne geçmek için bu tarayıcılar tek bir kanalda birleştirildi.

RAMDAC(Random Access Memory Dıgıtal-Analog Converter) Saati: Bu birim ekran kartı ve monitörlerde ki teknolojik gelişme sayesinde ömrünün sonuna yaklaşmıştır. Bildiğimiz gibi bir bilgisayar da bütün işlemler 1 ve0 larla yapılır. Buna makine dili denir. Fakat monitörler bu 1 ve 0 ları görüntüye tek başlarına çeviremezler.
Bu birimin görevi; ekran kartına bellekden gelen 1 ve 0 lar(dıgıtal)ı monitörün anlayacağı dile yani analaoga çevirmesini sağlayıp ekran kartının monitör çıkışına gönderirler. “Saati” denilen ifadede RAMDAC’ın bu işi saniyede kaç kez yaptığı anlamına gelir.
Şöyle bir durum söz konusu DVI girişli monitörler dıgıtal veriyi anlayıp gösterebileceği için analoğa dönüştürme gibi bir durum söz konusu olmaz. Bunun için de RAMDAC birimine ihtiyaç duyulmaz. DVI çıkışların yaygınlaşması ile birlikte RAMDAC artık ortadan kalkacaktır…

Pixel Pipeline(Noktacık İşhattı): Bu birimi yeni ekran kartlarında açıklamak gerçekten zor. Genel olarak bu birim TMU(Texture Memory Unit) ile beraber çalışıyor. İşhatlarından daha detaylı bahsedersek; mesela gördüğünüz gibi 9600 GT de 16 tane noktacık işhattı bulunmakta. İşhatlarını verilerin geçtiği kanallar olarak tanımlayabiliriz. 16 işhattı demek; verinin 16 kanala bölünüp iletilmesi anlamına gelir. Bu da performans da büyük artış sağlar.

TMU/Pipelines: Biraz TMU lardan bahsedelim ne dersiniz? TMU(Texture Memory Unit) -Türkçesi ile Doku Hafıza Unitesi- dokular kaplanmadan önce adreslenmesi ve süzülmesi gerekir. İşte bu görevi yerine getiren birim TMU lardır. Noktacık ve Tepe tarayıcıları ile senkronize çalışır. Başka bir önemli görevi ise noktacıklara doku kaplama görevleridir. Burada bulunan TMU/Pipelines ifadesinin 12’e eşit olması, 16 tane TMU ünitesi olduğu anlamına gelir.

Unified Shader(Bütünleşik Tarayıcı): Directx 10 ile hayatımıza giren bütünleşik tarayıcılar ile birlikte köşe ve noktacık tarayıcılar zamanını doldurmuş ve tarih olmuş durumda.
Peki bütünleşik tarayıcının getirisi ne?
Bütünleşik Tarayıcının en göze çarpan yeniliği köşe ve noktacık tarayıcıların tek bir kanal içinde bulunmaları. Bunu şu şekilde açıklayalım;
Bu 2 tarayıcı ayrı kanaldaydı ve bunun birtakım dezavantajları olurdu. Mesela bir grafik veride noktacık tarayıcıların çok çalışırken, aynı veride köşe tarayıcılar çalışmayabiliyordu. Başka veride köşe tarayıcılarının çok çalıştığı bölümler olur; yine aynı bölümde bu sefer noktacık tarayıcılar çalışmayabiliyordu. Bu bazı stabilite sorunlarına ve performans kayıplarına yol açıyordu.
Perfrormansa çok önemli katkısı vardır. Ekran kartı alımında bakılacak en önemli özelliklerden biridir. Görüldüğü gibi 9600 GT de 64 adet, 9800 GT de 112, GTX 260 da 192, HD 4830 da 640, HD 4850 800 adet…

Pixel Fillrate(Noktacık Doldurma): Noktacık doldurma hızı anlamına gelir. Saniyede ne kadar noktacık doldurulduğudur. GPU hızı ile noktacık işhattının çarpımına eşittr.
9600 GT ; GPU(725) x pixelpipeline(16)= 11600 MPixel/sn
Texel Fillrate(Doku Doldurma): Burada da TMU sayısı ile GPU hızının çarpılıyor. Noktacık doldurma sayısının aynı hesabıdır.

Buraya kadar bahsettiğimiz bölüm GPU ile ilgiliydi. Şimdi basedeceğimiz bölüm video bellek bölümü ile ilgili.

Yol Türü: Bellek DDR(Double Data Rate)-Çift Veri İletimi- olarak ifade edilir. Video belleklerde ise GDDR(Graphic Double Data Rate) kullanılır.
DDR teknolojisinden önce SDR(Single Data Rate)-Tek Veri İletimi- teknoloji vardı ve bu DDR’a göre 2 kat daha yavaş veri iletimi yapıyor. GDDR lar saat hızının hem yükselen, hemde alçalan kısmında veri transferi yapabiliyor. GDDR bellekler bellekler 2 bitlik ön çağırma motoru kullanıyor ve bunların her biri ile 2 bitlik veri iletimi sağlıyorlar yani toplamda 2*2, 4 bitlik veri iletimi yapıyor.
GDDR2 bellekler de ise 4 bitlik önçağırma motoru var. Haliyle 4*2, 8 bitlik veri transferi yapıyor ve GDDR2 lere göre 2 kat daha hızlı çalışıyorlar. Şuan ise GDDR3 ve GDDR5 bellekler kullanılıyor. GDDR5 ler GDDR3 lere 4 kat daha hızlı oluyorlar. Tabii aynı frekans hızlarında.
Yol genişliği: Yol genişliğini basitçe şöyle ifade edebiliriz; bir yol düşünün 2 şeritli olsun, bir de 4 şerit düşünün… Haliyle 4 şeritli yolda daha fazla araç geçecektir değil mi?
Şimdi bu yolun GPU ile bellekleri birbirine bağladığını varsayalım. Yol genişliği bit kavramı ile ifade edilir. 128 bit lik yol genişliği, 16 byte lık verinin taşınmasına olanak sağlar. 256 bit lik 32 byte lık veri taşır. Şuan en sık kullanılan veri yolu genişliği 256 bittir. Nvidia ve ATI nin 512 bit lik veri yolu kullanan canavarları 4870X2 ve GTX 280 çok üst düzey performans sergilerler. Fakat bu alanda rekor şuan için GTX 295 de dir. Bu kart 896 bitlik muazzam bir veriyolu genişliği sunar…
Peki yol genişliğinin en büyük avantajı nedir?
Veri yolunuz ne kadar genişse; bellekden GPU’ya aktarılan veriniz o derece çok olur. Tabii ki sadece veriyolu genişliğine bakılarak performans değerlendirilmez. Fakat şöyle bir örnek verirsek:
1000 Mhz bellek hızına ve 128 bitlik bellek veriyolu genişliğine sahip bir kartı, 750 Mhz lik bellek hızına ve 256 bitlik veriyoluna sahip bir ekran kartından çok daha yavaştır…

Gerçek Saat Hızı ve Etkin Saat Hızı: Bellek saat hızları çoğu zaman belleğe ne kadar hızla ulaşıldığını gösterir.
Bellek Band genişliği: Bu birim genel olarak tüm bellek performansını ortaya koyar. Genel olarak bellek band genişliğine bakılarak bellek hakkında genel bir kanıya varılabilir. Bellek band genişliği ise şu şekilde ifade edilir;
Yol genişliği * etkin bellek saat hızı = bellek band genişliği

Sonuç olarak bir ekran kartı seçerken bakacağınız en önemli 3 özellik; bellek band genişliği, tarayıcı saat hızı ve GPU saat hızı…