그래픽 카드 작동 방식

모니터 에 표시되는 이미지 는 픽셀이라는 작은 점으로 구성됩니다. 가장 일반적인 해상도 설정에서 화면은 백만 픽셀 이상을 표시하고 컴퓨터는 이미지를 만들기 위해 모든 픽셀에 대해 무엇을 해야 할지 결정해야 합니다. 이렇게 하려면 CPU 에서 이진 데이터 를 가져와서 볼 수 있는 그림으로 변환하는 번역기가 필요합니다 . 컴퓨터의 마더보드에 그래픽 기능이 내장되어 있지 않으면 해당 변환은 그래픽 카드 에서 이루어집니다 .

그래픽 카드의 역할은 복잡하지만 원리와 구성 요소는 이해하기 쉽습니다. 이 기사에서는 비디오 카드의 기본 부분과 그 역할을 살펴보겠습니다. 또한 빠르고 효율적인 그래픽 카드를 만들기 위해 함께 작동하는 요소를 조사할 것입니다.

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컴퓨터를 자체 아트 부서가 있는 회사로 생각하십시오. 회사 사람들이 작품을 원하면 미술부에 요청을 보낸다. 이미지를 만드는 방법을 아트 부서에서 결정한 다음 종이에 넣습니다. 최종 결과는 누군가의 아이디어가 실제로 볼 수 있는 그림이 되는 것입니다.

그래픽 카드는 동일한 원칙에 따라 작동합니다. 소프트웨어 응용 프로그램과 함께 작동 하는 CPU 는 이미지에 대한 정보를 그래픽 카드로 보냅니다. 그래픽 카드는 화면의 픽셀을 사용하여 이미지를 만드는 방법을 결정합니다. 그런 다음 케이블을 통해 해당 정보를 모니터 로 보냅니다 .

이진 데이터 에서 이미지를 만드는 것은 까다로운 프로세스입니다. 3D 이미지 를 만들기 위해 그래픽 카드는 먼저 직선으로 와이어 프레임을 만듭니다. 그런 다음 이미지를 래스터화 합니다(나머지 픽셀 채우기). 또한 조명 , 질감 및 색상을 추가합니다 . 빠른 속도로 진행되는 게임의 경우 컴퓨터는 초당 약 60번의 이 과정을 거쳐야 합니다. 필요한 계산을 수행하는 그래픽 카드가 없으면 컴퓨터가 처리하기에는 작업량이 너무 많습니다.

그래픽 카드는 다음 네 가지 주요 구성 요소를 사용하여 이 작업을 수행합니다.

다음으로 프로세서와 메모리에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

내용물

1. GPU
2. PCI 연결
3. 좋은 그래픽 카드 선택하기

마더보드 와 마찬가지로 그래픽 카드는 프로세서 와 RAM 이 들어 있는 인쇄 회로 기판입니다 . 또한 카드의 설정을 저장하고 메모리 , 시작 시 입력 및 출력 에 대한 진단을 수행 하는 입력/출력 시스템 (BIOS) 칩이 있습니다 . GPU( 그래픽 처리 장치) 라고 하는 그래픽 카드의 프로세서 는 컴퓨터의 CPU와 유사합니다. 그러나 GPU는 그래픽 렌더링에 필요한 복잡한 수학적 및 기하학적 계산을 수행하기 위해 특별히 설계되었습니다. 가장 빠른 GPU 중 일부는 평균 CPU보다 더 많은 트랜지스터를 가지고 있습니다. GPU는 많은 열을 발생하므로 일반적으로 방열판이나 팬 아래에 위치합니다.

처리 능력 외에도 GPU는 데이터를 분석하고 사용하는 데 도움이 되는 특수 프로그래밍을 사용합니다. ATI 와 nVidia 는 시장에서 GPU의 대부분을 생산하며 두 회사 모두 GPU 성능을 위한 자체 개선 사항을 개발했습니다. 이미지 품질을 개선하기 위해 프로세서는 다음을 사용합니다.

각 회사는 GPU가 색상, 음영, 질감 및 패턴을 적용하는 데 도움이 되는 특정 기술도 개발했습니다.

GPU가 이미지를 생성할 때 정보와 완성된 사진을 저장할 곳이 필요합니다. 이를 위해 카드의 RAM 을 사용하여 각 픽셀, 색상 및 화면 위치에 대한 데이터를 저장합니다. RAM의 일부는 프레임 버퍼 역할도 할 수 있습니다 . 즉, 완성된 이미지를 표시할 때까지 보관합니다. 일반적으로 비디오 RAM은 매우 빠른 속도로 작동하며 이중 포트 로 되어 있어 시스템에서 동시에 읽고 쓸 수 있습니다.

RAM은 DAC라고 하는 디지털-아날로그 변환기에 직접 연결됩니다 . RAMDAC라고도 하는 이 변환기는 이미지를 모니터가 사용할 수 있는 아날로그 신호로 변환합니다. 일부 카드에는 성능을 향상시키고 둘 이상의 모니터를 지원할 수 있는 여러 개의 RAMDAC가 있습니다. 아날로그 및 디지털 녹음 작동 방식 에서 이 프로세스에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다 .

RAMDAC은 케이블을 통해 최종 사진을 모니터로 보냅니다. 다음 섹션에서 이 연결과 다른 인터페이스를 살펴보겠습니다.

그래픽 카드의 진화

그래픽 카드는 IBM이 1981년 처음 출시한 이래로 많은 발전을 이루었습니다. 흑백 디스플레이 어댑터 (MDA) 라고 하는 이 카드는 검은 화면에 녹색 또는 흰색 텍스트의 텍스트 전용 디스플레이를 제공했습니다. 이제 새 비디오 카드의 최소 표준 은 256색을 허용하는 VGA( Video Graphics Array )입니다. QXGA( Quantum Extended Graphics Array) 와 같은 고성능 표준을 통해 비디오 카드는 최대 2040 x 1536 픽셀의 해상도에서 수백만 가지 색상을 표시할 수 있습니다.

그래픽 카드는 마더보드를 통해 컴퓨터에 연결됩니다. 메인 보드는 카드에 전원을 공급하고는과 통신 할 수 있도록 CPU . 최신 그래픽 카드는 종종 마더보드가 제공할 수 있는 것보다 더 많은 전력을 필요로 하므로 컴퓨터의 전원 공급 장치에도 직접 연결됩니다.

마더보드에 대한 연결은 일반적으로 다음 세 가지 인터페이스 중 하나를 통해 이루어집니다.

PCI Express는 세 가지 중 가장 최신이며 그래픽 카드와 마더보드 간의 가장 빠른 전송 속도를 제공합니다. PCIe는 또한 동일한 컴퓨터에서 2개의 그래픽 카드 사용을 지원합니다.

대부분의 그래픽 카드에는 두 개의 모니터 연결이 있습니다. 종종 하나는 LCD 화면 을 지원하는 DVI 커넥터이고 다른 하나는 CRT 화면 을 지원하는 VGA 커넥터 입니다. 일부 그래픽 카드에는 대신 두 개의 DVI 커넥터가 있습니다. 그러나 그것이 CRT 화면을 사용하는 것을 배제하지는 않습니다. CRT 화면은 어댑터를 통해 DVI 포트에 연결할 수 있습니다. 한때 Apple은 독점 Apple Display Connector(ADC)를 사용하는 모니터를 만들었습니다. 이러한 모니터는 여전히 사용 중이지만 새로운 Apple 모니터는 DVI 연결을 사용합니다.

대부분의 사람들은 두 개의 모니터 연결 중 하나만 사용합니다. 두 대의 모니터를 사용해야 하는 사람들 은 두 화면 사이에서 디스플레이를 분할하는 듀얼 헤드 기능이 있는 그래픽 카드를 구입할 수 있습니다 . 2개의 듀얼 헤드 PCIe 지원 비디오 카드가 있는 컴퓨터는 이론적으로 4개의 모니터를 지원할 수 있습니다.

마더보드 및 모니터에 대한 연결 외에도 일부 그래픽 카드에는 다음을 위한 연결이 있습니다.

일부 카드에는 TV 튜너도 포함되어 있습니다. 다음으로 좋은 그래픽 카드를 선택하는 방법을 살펴보겠습니다.

DirectX 및 Open GL

DirectX 및 Open GL은 응용 프로그래밍 인터페이스 또는 API입니다. API는 3D 렌더링과 같은 복잡한 작업에 대한 지침을 제공하여 하드웨어와 소프트웨어가 보다 효율적으로 통신할 수 있도록 도와줍니다. 개발자는 특정 API에 대해 그래픽 집약적인 게임을 최적화합니다. 이것이 최신 게임이 제대로 작동하려면 업데이트된 버전의 DirectX 또는 Open GL이 필요한 이유입니다.

API는 하드웨어가 컴퓨터의 운영 체제 와 통신할 수 있도록 하는 프로그램인 드라이버와 다릅니다 . 그러나 업데이트된 API와 마찬가지로 업데이트된 장치 드라이버는 프로그램이 올바르게 실행되는 데 도움이 될 수 있습니다.

최고급 그래픽 카드를 쉽게 찾을 수 있습니다. 그것은 많은 메모리 와 빠른 프로세서를 가지고 있습니다. 종종 컴퓨터 케이스 안에 들어가는 다른 어떤 것보다 시각적으로 더 매력적입니다. 많은 고성능 비디오 카드가 그림으로 나타나거나 장식용 팬 또는 방열판을 가지고 있습니다.

그러나 고급형 카드는 대부분의 사람들이 실제로 필요로 하는 것보다 더 많은 전력을 제공합니다. 주로 이메일 , 워드 프로세싱 또는 웹 서핑을 위해 컴퓨터를 사용하는 사람들은 통합 그래픽이 있는 마더보드 에서 필요한 모든 그래픽 지원을 찾을 수 있습니다 . 중급 카드는 대부분의 캐주얼 게이머에게 충분합니다. 고급 카드의 성능이 필요한 사람들은 게임 매니아와 3D 그래픽 작업을 많이 하는 사람들입니다.

카드의 성능을 전반적으로 측정하는 좋은 방법은 FPS(초당 프레임 수 )로 측정되는 프레임 속도 입니다. 프레임 속도는 카드가 초당 표시할 수 있는 완전한 이미지 수를 나타냅니다. 인간의 눈은 1초에 약 25프레임을 처리할 수 있지만, 빠른 액션 게임은 부드러운 애니메이션과 스크롤링을 제공하기 위해 최소 60FPS의 프레임 속도가 필요합니다. 프레임 속도의 구성 요소는 다음과 같습니다.

그래픽 카드의 하드웨어는 속도에 직접적인 영향을 미칩니다. 다음은 카드의 속도와 측정 단위에 가장 큰 영향을 미치는 하드웨어 사양입니다.

컴퓨터의 CPU 와 마더보드 도 중요한 역할을 합니다. 매우 빠른 그래픽 카드는 마더보드가 데이터를 빠르게 전달할 수 없는 것을 보상할 수 없기 때문입니다. 마찬가지로 마더보드에 대한 카드의 연결과 CPU에서 명령을 받을 수 있는 속도가 성능에 영향을 줍니다.

그래픽 카드 및 관련 항목에 대한 자세한 내용은 다음 페이지의 링크를 확인하십시오.

통합 그래픽 및 오버로킹

많은 마더보드 에는 별도의 그래픽 카드 없이 통합 그래픽 기능과 기능이 있습니다. 이 마더보드는 2D 이미지를 쉽게 처리하므로 생산성 및 인터넷 응용 프로그램에 이상적입니다. 별도의 그래픽 카드를 이러한 마더보드 중 하나에 연결하면 온보드 그래픽 기능이 무시됩니다.

어떤 사람들은 수동으로 클럭 속도를 오버클럭킹 이라고 하는 더 높은 속도로 설정하여 그래픽 카드의 성능을 개선하기로 선택합니다 . GPU를 오버클럭하면 과열될 수 있기 때문에 사람들은 일반적으로 메모리 를 오버클럭합니다. 오버클럭은 더 나은 성능으로 이어질 수 있지만 제조업체의 보증도 무효화됩니다.

최초 발행일: 2001년 3월 16일

그래픽 카드는 무엇을 합니까?

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