Artan multimedya gereksinimleri ve 3 boyutlu grafiklerdeki kalite artışı, kullanıcıların grafik kartlarından daha fazla işlevsellik ve hız beklemesine yol açtı.
Birçok kullanıcı, hızlı ve kaliteli oyun grafiklerinin yanında donanımsal DVD hızlandırması, iyi bir TV çıkışı, oyun dışı 3D programlar ya da çeşitli 2D uygulamalarda da yüksek performans gibi hepsi tek bir kartta bulunması güç özellikler istiyorlar. Tüm bunlara Transform&Lighting ya da FSAA gibi yeni fakat önemli beceriler de eklenince, kullanıcının beklentilerini tam olarak karşılayabilen ve fiyat/performans oranı iyi bir kart bulmanın ne kadar zor olduğu daha iyi anlaşılabilir.
Genel olarak bir ekran kartı nedir, ne işe yarar?
Basit anlamda bir grafik kartı, bilgisayar ile iletişim kurmamızı sağlayan en önemli bileşenlerden biridir. Grafik kartı bunun için görüntü sinyallerini bazı işlemlerden geçirerek görebileceğimiz hale getirir ve monitöre yollar. Basit anlamda durum buysa da derinliğine inince grafik kartlarının (ya da işlemcilerinin) neredeyse CPU' lar kadar komplike bir yapı arz ettiğini söylemek yanlış olmaz. Zira kartın yapısı bir yana grafik işlemcileri, gerek içerdikleri transistör sayısı gerekse karmaşık mimarileriyle CPU' lar kadar zengin bir iç yapıya sahiptir. Grafik kartı denince 4 temel bileşenden bahsedebiliriz. Bunlar grafik işlemcisi, video belleği, RAMDAC ve sürücü yazılımıdır.
Grafik kartında işlemcinin görevi
Grafik işlemcisi, ekrana çizilen 2 boyutlu ya da 3 boyutlu şekillerin çizimi, boyanması, 3D sahnelerdeki dokuların sahneye doldurulması gibi işlemlerden sorumludur. Yeni grafik işlemcileri yakın zaman kadar CPU' ya yüklenene bazı grafik işlemlerini de önemli ölçüde üzerlerine alabiliyorlar.
İşlemcilerde kullanılan transistör sayısının artmasıyla ısınma sorunlarının ortaya çıkmasına rağmen, gittikçe küçülen transistör boyutları ve gelişen mimari modellerle grafik işlemcilerinin daha az güç çekmesi sağlanıyor.
Öyle ki çok ısınmayla ünlü nVidia işlemcileri ailesine bile mobil sistemler için tasarlanan ve T&L destekli yeni bir işlemci katıldı. GeForce2Go adındaki bu işlemci, şu an için ATI' ın lideri olduğu dizüstü bilgisayar pazarını nasıl etkileyecek beraber göreceğiz.
Grafik işlemcisinin çalışma hızına çekirdek hızı denir. Çekirdek hızının kullanıcı tarafından arttırılması Overclock olarak adlandırılır. Bazı durumlarda Ekran kartının Overclock edilmesi ciddi performans artışı sağlayabilirse de (GeForce 2 MX ), böyle bir işlem için özel soğutma önlemleri almak şarttır. Yoksa nadide ekran kartınız çöpe gidebilir.
Ekran kartlarında kullanılan bellek ne işe yarar?
Video belleği içinde sahnede kullanılan dokular (texture memory) ve monitörde görülen resim karesine ait bilgiler saklanır (frame buffer). Grafik işlemcisi, monitöre gönderilecek bilgiyi işledikten sonra video belleğine gönderir. Video belleği çeşitli tiplerde olabilir. SDRAM' li modeller yavaş yavaş terk ediliyor. Artık DDR (Double Data Rate) teknolojisinin kullanıldığı SGRAM revaçta. SGRAM, özellikle yüksek çözünürlüklerde gözle görülebilir performans artışı sağlıyor. Kısa bir süre sonra yaygın olarak sistem belleği olarak da kullanılacak olan DDR belleğin klasik SDRAM' e kıyasla farkı, aynı süre içinde daha fazla veri transferine olanak sağlaması. Bunun için normal bellek, veri aktarımı için sinyalin sadece tepe kısımlarını kullanırken DDR bellek, hem tepe hem de çukur kısımlarını kullanabiliyor. Grafik işlemcisiyle video belleği arasındaki hız da tıpkı çekirdek hızı gibi artırılarak overclock yapılabilir. Fakat birkaç istisnai işlemci hariç ekran kartlarında overclock, bazı darboğazlar yüzünden şu an için pek de performans farkı yaratmıyor.
1 ve 0' lara hayat veren bölüm: RAMDAC
Grafik işlemcisinde işlenen ve video belleğine aktarılan bilgiler bu şekilde monitöre gönderilemez çünkü bu sinyaller dijitaldir. Bu dijital görüntü sinyallerinin bir şekilde monitörlerin kabul edebileceği analog RGB sinyallere dönüştürülmesi gereklidir. Bu görevi grafik kartındaki RAMDAC ünitesi üstlenir. RAMDAC, frame buffer' dan aldığı bilgileri analog verilere dönüştürür ve klasik CRT (Cathode Ray Tube) monitörlerin anlayabileceği hale getirir.
DVI (Digital Visual Interface) destekli monitörler için bu dijital/analog çevrimine gerek yoktur. Çünkü bu cihazlar yapıları gereği zaten dijitaldirler. Bu yüzden çevrim sırasında ortaya çıkan bir miktar görüntü kalitesi kaybı bu monitörlerde görülmez. Aslında bu cihazlara monitörden ziyade panel demek daha doğru olur. Çünkü LCD yapıda olan bu görüntüleme birimleri, bildiğimiz monitörlerden oldukça farklıdır. RAMDAC hızı dijital/analog çevriminin hızını gösterir ve MHz ile ölçülür.
Ekran kartlarında sürücüler ve BIOS
İlgili yazılımın çalıştırılması sırasında grafik kartının mümkün olan tüm becerilerinin optimum şekilde kullanılabilmesi sürücünün görevidir. Yeni bir sürücüyle performansın artması bu sürücünün eskisine nazaran donanım imkanlarını daha iyi kullanabildiği anlamına gelir. Ekran kartının BIOS' unda ise bellek tipi ve miktarı ya da grafik işlemcisi ve grafik belleğinin çalışma frekansları gibi kart hakkında hayati önem taşıyan çeşitli donanımsal bilgiler bulunur.
AGP (Accelerated Graphics Port) nedir, ne işe yarar?
AGP, 3D bir sahnedeki doku dosyalarının saklanması için sistem belleğini kullanmayı sağlayan bir mimaridir. 66 MHz' de çalışan AGP, PCI spesifikasyonlarından oldukça farklı özelliklere sahiptir. Sideband denilen ve ek bant genişliği sağlayan veri aktarım kanallarına sahip olması dışında genel olarak AGP mimarisi, PCI' dan 4 kat ya da üzeri veri aktarımı sağlayacak şekilde dizayn edilmiştir. Farklı hızlardaki AGP mimarileri (AGP2x, AGP4x), pratikteki performans farkını çok fazla etkilemese de satın alacağınız ekran kartının AGP4x uyumlu olmasında fayda var.
Transform&Lighting (Dönüşüm&Işıklandırma)
Kısa süre öncesine kadar 3D bir sahnede poligonal değişimler ve aydınlatma işlemleri çoğunlukla CPU tarafından gerçekleştiriliyordu. Sadece çok pahalı profesyonel ekran kartları bu konuda istisna yaratıyordu. GeForce 256 işlemcisiyle beraber oyun için tasarlanan grafik işlemcileri, poligonal hesaplamaları ve ışıklandırmayı yazılım desteği şartıyla CPU' nun üzerinden önemli ölçüde aldılar. Geometry Setup Processor adlı bir ünite içinde hesaplanan T&L desteği ile 3D oyunlar nispeten yavaş bir CPU' yla bile oynanabilir hale geldi. Tabii oyunun gerekli T&L desteğini sağlaması koşuluyla.
Grafik işlemcilerinin yakın tarihine bir bakış
Grafik işlemcileri pazarı birkaç yıl öncesine kadar çok hareketli değildi. Üst uç ve ev kullanıcıları için tasarlanan grafik işlemcileri arasında çok büyük farklar vardı. Gerçi bu fark hala var ama durum eskisi gibi değil. S3 şirketinin hüküm sürdüğü o dönemlerde ev kullanıcıları genellikle 1 MB, az bir kısım da 2 MB bellekli ekran kartlarına sahipti.
Cardex şirketi 100 dolar civarındaki ilk 4 MB bellekli ekran kartını piyasaya sürünce yer yerinden oynamıştı. Kart, S3 Virge DX işlemcisini kullanıyordu ki o zaman bile birçok kullanıcı bu işlemciden memnun değildi. S3 şirketinin 3D özellikleri geliştirilmiş yeni oyun işlemcisi sloganıyla piyasaya sürdüğü Virge GX ise gerçekten de DX' e nazaran belli bir hızlanma sağlıyordu ama bu yüksek fiyatına değmiyordu. ATI ise Mach ve Rage serileriyle performans olarak daha iyi bir yerdeydi ama fiyatı el yakıyordu. Günümüzde ev kullanıcılarına da seslenen kartlar üreten ve grafik işlemcileri konusunda bir diğer önemli şirket olan Matrox, hızlı, kaliteli ve çok pahalı kartlarıyla genellikle profesyonel kullanıcıların seçimi oluyordu. Matrox' un 2D konusundaki başarısı o zamandan kalmadır.