Lekce 9 - Stavíme si počítač - Grafická karta - Seznámení s výrobci

V minulé lekci, {PRESIOUS}, jsme si popsali grafickou kartu a představili její historii.

V dnešním tutoriálu se budeme věnovat grafickým kartám. Podíváme se, jaké produkty je možné pro stavbu našeho PC pořídit. A řekneme si také, jak grafickou kartu správně vybrat.

Výrobci GPU

Podobně, jako tomu bylo u procesorů, i grafické čipy mají na svědomí pouze dvě firmy: Nvidia a AMD (původně ATI). Dříve bylo společností vyrábějících GPU karty více, avšak byly skoupeny. Zatímco Nvidia figuruje stále jako samostatná společnost, ATI byla koupena výrobcem procesorů AMD. Své čipy ovšem společnosti prodávají dalším výrobcům grafických karet a proto si můžeme koupit např. grafickou kartu od Gigabyte, která má v sobě čip Nvidia GeForce.

Karty Nvidia

Pojďme si nejprve popsat grafické karty, které nabízí firma Nvidia:

U Nvidia se nejčastěji setkáme s řadou karet GeForce. Aktuálně se dělí do tří tříd podle označení:

• GeForce RTX - První řadu reprezentují high-end grafické karty pro náruživé hráče a náročné designery.
• GeForce GTX - Následuje střední řada grafických karet ideálních pro nenáročné hráče.
• GeForce GT, GTS a některé GTX - Poslední řada seskupuje low-end grafické karty většinou určené jen pro mediální obsah.

Karty Nvidia mají integrovaný fyzikální čip, který akceleruje i fyzikální výpočty ve hrách. Tento čip však zatím není příliš významný, jelikož ho podporuje jen malé množství her. Jeho konkurentem je rozšířenější technologie Havok, která však běží na CPU, nikoli na grafické kartě.

Kromě GeForce vyrábí Nvidia řadu karet Quadro, která již není určena na hry, ale pro průmysl. Jako příklad uveďme odvětví architektury, lékařství, či vědeckých výpočtů.

Že můžeme mít v počítači více grafických karet pro různé monitory je samozřejmé. Můžeme ovšem i spojit několik grafických karet tak, aby se sečetl jejich výkon. Tato Technologie nese název SLI. Podmínkou je, aby byly grafické karty stejné a musíme také počítat s vyšším odběrem a zakoupit tedy k PC silnější zdroj.

Další technologií je 3D Vision, která umožňuje pomocí 3D brýlí stereoskopické hraní her. Lze ji kombinovat s 3D surround, kdy hra běží na třech monitorech s brýlemi.

Karty AMD (dříve ATI)

Představme si i druhého výrobce grafických karet, společnost AMD:

AMD je na tom s grafickými kartami velmi podobně, jako Nvidia. Setkáme se u něj převážně s řadou Radeon.

Na trhu nalezneme čtyři základní řady produktů:

• Radeon RX - První řada opět reprezentuje high-end grafické karty pro náruživé hráče.
• Radeon R9 - Následují grafické karty určené pro nenáročné hráče.
• Radeon R7 - Dále u AMD nalezneme třídu slabších grafických karet pro občasné hraní nenáročných her.
• Radeon R5 - A nakonec řadu seskupující low-end karty používané pro mediální obsah.

Pro low-end grafické karty obou výrobců však platí, že v dnešní době již nemá příliš velký smysl je pořizovat samostatně kvůli integrovaným kartám v APU.

Podobně, jako má Nvidia řadu Quatro, má i AMD průmyslovou řadu grafických karet, která nese název FirePro. Má také rozhraní pro 3D brýle (HD3D) a technologii pro spojení několika grafických karet za účelem sloučení výkonu, která se nazývá CrossfireX. Stejně tak podporuje spojování monitorů pro dosažení vyššího rozlišení, a to pomocí technologie Eyefinity.

Instalace grafické karty

Současný slot používaný pro připojení grafické karty na základní desku je PCI Express. Slot je na rozdíl od svých paralelních předchůdců (ISA, PCI a APG) sériový. Aktuální verze (PCIe X16 5.0) dokáže přenášet přes 50 GB/s jednosměrně.

Jelikož je tento slot omezen jen asi na 75 W, je nutné ke kartě připojit dodatečné napájení ze zdroje. Konektor nalezneme na konci karty, je buď šesti-pinový, nebo osmi-pinový. U výkonných karet jsou někdy dokonce oba konektory, které je třeba zapojit.

Kvůli větší velikosti karet je slot PCIe opatřen zámečkem, který musíme před vložením či vyjmutím karty stisknout. Grafická karta v case běžně zabírá místo na dva až tři sloty. Pokud by nám z nějakého důvodu záleželo na místě, které zabírá, lze koupit varianty označené jako low profile.

Instalace hardwarových ovladačů

Kromě grafické karty musíme samozřejmě nainstalovat i její ovladač od výrobce. Ačkoli nám počítač bude fungovat ihned po instalaci Windows, a to v dobrém rozlišení a počtu barev, nebude využívat plné možnosti akcelerace, kterou karta nabízí. Drivery instalujeme vždy přímo od výrobce a v aktuální verzi, kterou stáhneme z internetu. Výrobci často vydávají také updaty a je v našem vlastním zájmu mít vždy ty nejaktuálnější ovladače, jelikož nám zajistí vždy maximální výkon.

Instalace API

Kromě samotných hardwarových ovladačů potřebujeme pro rozumné využití grafické karty ještě tzv. API. To je unifikované grafické rozhraní, pomocí kterého hra (nebo jiná aplikace) s grafickou kartou komunikuje.

Rozhraní DirectX

V současné době jsou dvěmi nejpoužívanějšími grafickými rozhraní OpenGL a Microsoft DirectX:

Rozhraní si můžeme představit jako vrstvu mezi hrou a grafickou kartou. Řídit přímo grafickou kartu by bylo velmi složité a u každé by byly zapotřebí jiné instrukce. Takto si výrobce grafické karty zajistí, aby podporoval DirectX nebo OpenGL a hra si zajistí, aby používala toto rozhraní. Podporovaná verze DirectX a OpenGL je vždy uvedena od výrobce dané grafické karty. V současné době je DirectX ve verzi 12.

Rozhraní OpenCL

Rozhraní OpenCL vzniklo jako unifikovaný způsob pro využívání paralelního programování na vícejádrových procesorech (GPU a CPU). Mluví se o tom, že bude v budoucnu čím dál důležitější, jelikož další vývoj jader procesorů je omezený hlavně kvůli chlazení. Prostoru, jak jádra zlepšovat, je tudíž stále méně a méně. Proto se pro vyšší výkon zvyšuje počet jader a aplikace budou čím dál více využívat paralelní výpočty. OpenCL zpřístupňuje výkonnou grafickou kartu pro výpočty i běžným aplikacím, a to nejen grafickým.

Výběr grafické karty

Jako vždy je velmi těžké posoudit dvě konkurenční platformy, jejichž produkty jsou velmi podobné. Nvidia by mohla mít lepší podporu driverů, zatímco AMD má lepší podporu OpenCL. Co se týče výkonu, za stejnou cenu je zde napřed Nvidia, proto je u hráčů často oblíbenější. Obě značky mají své technologie pro práci s více monitory a pro propojení více grafických karet, které umožňuje vyšší výkon. Jak jsme uvedli již výše, Nvidia má SLI a AMD má CrossfireX.

Při výběru grafické karty sledujeme zejména tyto parametry:

• frekvenci CPU,
• velikost, rychlost a verze RAM pamětí (DDR),
• podporovaná verze DirectX,
• konektory a
• počet monitorů, který karta podporuje.

Není obvykle nutné kupovat ty nejdražší grafické karty. Dnes existují již velmi výkonné GPU karty a na většinu her ve full detailech nám postačí střední třída.

Při koupi grafické karty myslíme na její odběr a ujistíme se, že máme dostatečně silný zdroj.

V příští lekci, Stavíme si počítač - Vývoj a druhy pevných disků (HDD a SSD), si představíme pevné disky, podíváme se na jejich historický vývoj a vysvětlíme si, jak pracují SSD a HDD.