MODÜLE 4: DONANIM KARTLARI

1. MODÜLE 4: DONANIM KARTLARI

2. EKRAN KARTLARI

3. Ekran kartı, M.İ.B. de işlenen bilgilerin monitörde görüntülenmesini sağlayan sinyallere dönüştüren bir donanım kartıdır. EKRAN KARTI

4. EKRAN KARTI Bilgisayarlarda görüntü kalitesi hem ekran kartına hem de monitöre bağlıdır.

5. 1. Anakart; ekran kartına veri için bağlantı ve enerji sağlar 2. Mikroişlemci; Her bir pikselle ne yapacağı kararını verir. 3. Bellek; Ekran kartına gönderilecek bilgileri geçici olarak tutar. 4. Monitör; Ekran kartında gelen bilgileri görüntüler EKRAN KARTI Ekran kartı bilgisayar sisteminin 4 bileşeni kullanır.

6. Geleneksel ekran kartları işlenen bilgileri ana bellekten kendi belleğine alıp monitöre göndermekteydi. • Günümüzdeki ekran kartları ise görüntülenecek bilgileri kendisi işleyebilecek grafik işlemcilere sahiptirler. Dünden bugüneEKRAN KARTI

7. YAPISI • Grafik İşlemcisi (GPU) • Görüntü Belleği (Video RAM) • Dijital Analog Çevirici (RAMDAC) • Video BIOS • Ekran Kartı Çıkış Bağlantıları(VGA-Out, DVI-Out, Video-İn/Out, Tv-Out • Soğutucu • Z-Buffer (Tampon Bellek) • V-Sync • Video Codec

8. GRAFİK İŞLEMCİSİ

9. GRAFİK İŞLEMCİSİ • Grafik işlemcisi ekran kartının beynidir. • Görüntü ile ilgili tüm işlemler burada yapılır.

10. GRAFİK İŞLEMCİSİ • GPU, grafik ile ilgili işlemleri kendisi hallederek bilgisayarın işlemcisinin üzerindeki yükü hafifletir.

11. GÖRÜNTÜ BELLEĞİVIDEO RAM • Görüntü ile ilgili bilgiler burada tutulur • Bilgisayar sistemindeki ana bellek gibi çalışır. • Bilgileri GPU gönderir ve bunları geçici olarak saklar. • Belleğinin büyüklüğü ekran kartının performansıyla doğru orantılıdır.

12. EKRAN KARTIVIDEO RAM • Günümüz ekran kartları 128, 256 veya 512 MB kapasitelidir • DDR2 veya GDDR3 bellek tiplerine sahiptirler. • Ne kadar fazla ekran kartı belleği olursa işlemci o kadar çok grafik bilgisini işleyebilir. • Ancak bellek kadar veri yolu genişliği de önemlidir.(64bit, 128 bit, 256bit)

13. Ekran kartının görüntü belleğindeki dijital (sayısal) verileri monitörde görüntülenecek analog sinyallere dönüştürerek ekran kartının monitör çıkışına gönderir. DIGITAL ANALOG ÇEVİRİCİRAMDAC

14. DIJITAL ANALOG ÇEVİRİCİ RAMDAC • Görüntü belleğini saniye belirli sayıda tarayıp verileri alıp analog sinyallere dönüştürüp monitöre aktarır. • Verileri dönüştürme ve aktarma hızı, ekran tazelenme hızını belirler. • Ekran tazeleme hızı 75 Hz olarak ayarlanmışsa görüntü saniyede 75 defa yenilenir.

15. Eğer LCD ekran kullanılıyorsa RAMDAC devre dışı kalır • Çünkü LCD ekran dijital sinyalleri görüntüler. • Bu sebeple bilgiler RAMDAC’ a gitmeden direkt ekran kartının DVI (Digital Visual Interface) çıkışına aktarılır. DIJITAL ANALOG ÇEVİRİCİ RAMDAC

16. VIDEO BIOS Ekran kartı içindeki bileşenler arasındaki koordinasyonu sağlar. Bu işlemleri yapabilmesi için için video bios içinde bir yazılım vardır.

17. ÇIKIŞ BAĞLANTILARI

18. ÇIKIŞ BAĞLANTILARI VGA-OUT: CRT monitörlerin ve projeksiyon aygıtlarının bağlandığı ve bu aygıtlara görüntü aktarıldığı çıkış portudur. DVI-OUT: Dijital cihazlara ve LCD ekranlara görüntü aktaran çıkış portudur. VIDEO IN-OUT : Bilgisayardaki görüntülerini Televizyonda görüntülemek için kullanılan porttur.

19. SOĞUTUCU • Bilgisayar işlemcisi üzerinde bulanan soğutma sistemi gibi ekran kartının görüntü işlemcisi üzerinde soğutma sistemi vardır. • Görüntü işlemcisinin ısınmasını engeller.

20. SOĞUTUCU Isı Emiciler (Heatsink) Isı emici terimi genellikle pasif soğutucular için kullanılır. Bir ısı emici (heatsink), hangi yüzeye yapışıksa oranın ısısını emerek ya da yüzey alanını genişleterek sıcaklığını düşürür.

21. SOĞUTUCU Isı Borusu (Heat Pipes) • Bazı aygıtlar o kadar küçüktür ki hantal bir ısı emiciden yeteri kadar dokunan yüzey alanı olmadığı için iyi verim alınamaz. • Bu durumda bir ısı borusu (heat pipe) yardımıyla sıcaklık rahatlıkla ortamdan atılabilir.

22. Z-BUFFERTAMPON BELLEK

23. Z-BUFFERTAMPON BELLEK • Üç boyutlu ortamdaki nesnelerin görüntülenmesi için kullanılır. • Üçüncü boyut (z) bilgisi bu bellekte saklanır. • Ekran kartı üç boyutlu görüntüler oluşturabilmek için bu tampon belleğini kullanır. • Günümüz ekran kartlarının tümünde 3D desteği bulunmaktadır.

24. Monitörün tazeleme hızını tespit edip, monitörün tazeleme hızına göre görüntüyü monitöre gönderir. VSYNCDİKEY EŞİTLEME

25. VSYNCDİKEY EŞİTLEME • Eğer ekran kartı monitöre belirli bir zamanda monitörün gösterebileceğinden daha fazla kare gönderirse ekranda kırılmalar olur ve bu kırılmalar da hassas bir gözü çoğu zaman rahatsız eder. Görüntüdeki bu kırılmalara "tearing" denir. • İşte bu kırılmaları engellemek için V-Sync kullanılır ve oyunlarda saniyede gösterilecek kare sayısının monitörün tazeleme hızını geçmemesi sağlanır.

26. VSYNCDİKEY EŞİTLEME

27. VIDEO CODEC • Sıkıştırma/çözme sözcüklerinin İngilizcesi “compression/decompression”dur; yani kısaca “codec”. • Video görüntüleri sıkıştırılmış formattadır. Bu görüntülerin monitörde görüntülenebilmesi için çözülür. • Sıkıştırılmış video verileri, sabit disk ve CD-ROM’dan okunup ekrana gönderilmeden hemen önce çözülür. Yalnız, çözme işlemi için CPU kullanılır ve gönderilen çözülmüş video verileri veri yolunu ve görüntü kartını sınırlarına kadar zorlar.

28. VIDEO CODEC Video Görüntüleri Neden Sıkıştırılır ? • Günümüz PC teknolojisi, henüz tam ekran video bilgilerini, sıkıştırılmamış halde oynatmayı sağlayacak kadar gelişmediğinden görüntüler sıkıştırılmaktadır.

29. VIDEO CODEC Video Görüntüleri Neden Sıkıştırılır ? • 640x480 çözünürlükte bir filmi saniyede 30 kare hızında (gerçek hızda) ve 16.7 milyon renkte seyredeceğiz. • Bunun için bilgisayarımızın içinde saniyede 640x480x30x3 = 26 MB veri pompalanıyor olacak. Bu veri gönderme hızıyla 640 MB’lık bir CD sadece 25 saniyelik video-klip içerebilir! • Üstelik CD-ROM ve sabit disk teknolojisi de bu kadar yüksek hızda veri transferine izin vermez. Bu yüzden, sayısal video verileri sıkıştırılıp depolanır.

30. DONANIM KARTLARI VIDEO CODEC • Sıkıştırma işlemleri yazılım ya da donanım ile yapılabilir.

31. VIDEO CODEC Yazılım ile sıkıştırma işleminde kullanılmak üzere çok sayıda program bulunmaktadır. Bu programlar saniyede geçen kare sayısı ve renk sayısını değiştirmektedir.

32. VIDEO CODEC • Donanım şeklindeki codec’ler ya ayrı bir kart olarak satılır, yada görüntü kartı ile bütünleşiktir. • Bunlar sıkıştırma\çözme ve ekrana yansıtma işlerini oldukça hızlı yapabilir ve CPU’nun üzerindeki yükü kaldırır. • Bu yüzden video-klipleri tam ekran boyutunda ve kare atlaması olmadan oynatmayı sağlarlar.

33. EKRAN KARTININ ÖZELLİKLERİ • Çözünürlük • Renk Derinliği • Ekran Kartı Tazelenme Hızı / Interlacing • Görüntü Arayüzü

34. ÇÖZÜNÜRLÜK • Görüntü üzerinde her rengi oluşturmak için kontrol edilebilecek noktaya piksel denir. • Her bir piksel farklı renk ve parlaklığa sahip olabilir. • Bir ekranda görüntülenebilen piksel sayısına çözünülürlük adı verilir.

35. ÇÖZÜNÜRLÜK • Çözünürlük 800x 600 ise yatayda 800,düşeyde 600 piksel olduğunu gösterir. • Çözünürlük artarsa görüntü kalitesi de artar. • Çözünürlük değeri ne olursa olsun nesnelerin piksel değeri değişmez. • Çözünürlük artırılırsa belleğe olan ihtiyaç artmaktadır.

36. ÇÖZÜNÜRLÜK

37. RENK DERİNLİĞİ • Renk derinliği bir pikselin alacağı renk miktarıdır. • Renk derinliği artarsa her pikselin alabileceği renk sayısı da artar. Piksellerin renk çeşitliliğinin artması görüntünün gerçeğe yakın olmasını sağlar. • Piksellerdeki renkler kırmızı, yeşil mavi (RGB) renklerinin karışımından oluşur. • Renk derinliği arttıkça piksellerdeki veri miktarı da artar. Bu artış ekran kartı görüntü işlemcisinin işleyeceği veri miktarını da artırır ve daha fazla görüntü belleğine ihtiyaç duyulur.

38. TAZELEME HIZI • Bir ekran kartında, ekran kartı belleğinin (video belleği) içeriğini okumaktan sorumlu aygıt RAMDAC'tir. • RAMDAC bir dijital analog çeviricidir. Bellekteki sayısal verileri (1 ve 0 lardan oluşan veriler) okuyup monitörün görüntüleyebileceği analog video sinyallerine dönüştürür. • RAMDAC’in veriyi dönüştürmesi ve aktarması tazeleme hızını belirlemektedir. • Bir ekran kartının tazelenme hızı, RAMDAC’in görüntü sinyallerini saniyede kaç kere monitöre göndereceğini belirlemektedir. • Bu aynı zamanda monitörün de tazelenme hızıdır. Tazeleme hızı düşük olursa görüntüde titreşime neden olur. Ekran kartı tazelenme hız birimi Hz (hertz)dir.

39. Yüksek çözünürlükte görüntü sağlamak için geliştirilmiş bir tekniktir. Her tazeleme sırasında ekranın sadece yarısı tazelenir. • Bu tekniği kullanan monitörlerde animasyonların görüntülemesi sırasında sorun çıkmaktadır. INTERLACING • Önce tek numaralı sonra çift numaralı satırlar tazelenerek yüksek çözünürlük hızı sağlanır.

40. GÖRÜNTÜ ARAYÜZÜ Görüntü arayüzü ekran kartının çözünürlük ve renk derinliğini belirler. Görüntü arayüzü ekran kartının görüntü kalitesi etkilemektedir.

41. EKRAN KARTININ ÇALIŞMASI • CPU (MİB) grafik ile ilgili bilgileri ekran kartının görüntü belleğine aktarılır. • Görüntü işlemcisi (GPU) görüntü belleğindeki verileri işler ve görüntü hesaplamalarını yaptıktan sonra görüntü belleğine geri gönderir. • RAMDAC V-Sync biriminden monitörün tazeleme hız bilgisini alır. Bu hız ile VRAM in içinden bilgileri alır. Görüntü belleğindeki bilgiler RAMDAC’e aktarıldıktan sonra bu bellek boşalır. • Boşalan belleğe görüntü işlemci tekrar veri iletir. • RAMDAC bu dijital verileri monitörde görüntülenecek analog sinyallere dönüştürüp ekran kartının çıkışına gönderir. • Bu işlemler sırasında Video BIOS’ da ekran kartının veri akışını kontrol eder ve düzenler. CPU VRAM RAMDAC V-SYNC MONİTÖR

42. EKRAN KARTININ ÇALIŞMASI

43. Anakart üzerinde entegre olan (onboard) ekran kartı • Anakartın genişleme yuvasına takılı olan ekran kartı EKRAN KARTI ÇEŞİTLERİ Fizik Yapısına Göre:

44. EKRAN KARTI ÇEŞİTLERİ Veriyolu Standardına Göre 1. ISA 2. PCI

45. EKRAN KARTI ÇEŞİTLERİ Veriyolu Standardına Göre 3. AGP 4. PCI Express

46. EKRAN KARTI SLOTLARIAGP • AGP, ekran kartları için tasarlanmış yüksek hızlı bir arayüzdür. • PCI ortak veri yolu kullanırken, AGP tek bir aygıta ayrılmış veriyoluna sahiptir. • Kart üzerindeki Ram yetersiz kaldığında sistem ana belleği kullanabilir. Buna DIME (DIrect Memory Execute) (Doğrudan Bellek Kullanımı) denir. • En düşük AGP hızı 66 Mhz dir. • AGP nin 2X, 4X ve 8X hız seçenekleri bulunmaktadır.

47. EKRAN KARTI SLOTLARIAGP

48. EKRAN KARTI SLOTLARIPCI-E • ISA, PCI ve AGP'nin tersine PCI Express seri arayüze sahip bir sistemdir. • PCI kartlar tek veriyolunu paylaşırlarken, PCI Express kartların ayrı ayrı yolları vardır. • PCI Express x16 ekran kartları için kullanılır • Daha düşük yuva seçenekleri (x8, x4, x1) ise diğer kartlar için kullanılır.

49. PCI-EXPRESS PCI EXPRESS PCI

50. PCI-EXPRESS