Enhanced IDE (EIDE) – הרחבה לתקן ה־PATA המקורי שפותחה גם היא על ידי Western Digital – תמכה גם בדיסקים קשיחים בעלי נפח גבוה מ־504 מגהבייט (בניגוד לתקן המקורי) ועד לנפח של 8.4 גיגהבייט.
תחילה תמך תקן PATA רק בדיסקים קשיחים, אבל לבסוף הורחב התקן לתמיכה במגוון התקנים, לרוב התקנים המשתמשים במדיה נתיקה. התקנים אלו כללו כונני תקליטורים, כונני DVD, כונני קלטות וכונני דיסקטים בעלי נפח גדול, כמו כונני ZIP. ההרחבה נקראת ATA Packet Interface (ATAPI).
תקן ה־PATA המקורי השתמש בשיטת מיעון ברוחב 28 ביט. באופן זה ניתן היה למפות 228 (268,435,456) סקטורים (sectors) כאשר כל סקטור מכיל 512 בתים. לכן, הנפח המקסימלי שאפשר היה למפות היה 128 גיגהבייט.
תקן ATA-6 השתמש בשיטת מיעון ברוחב 48 ביט וכך העלה את מגבלת הנפח ל־128 פטה (formula_1) בתים. חלק ממערכות ההפעלה, כולל חלונות 2000 עד לחבילת שירות 3, לא איפשרו את שיטת המיעון החדשה כברירת מחדל, לכן המשתמש היה צריך לנקוט צעדים כדי ליהנות מהנפח המלא של דיסקים קשיחים בנפח 160 גיגהבייט ומעלה.
מבנה אפיק PATA.
עד לפיתוח תקן ה-SATA, חיבור דיסקים קשיחים נעשה בדרך כלל על ידי כבלי נתונים בעלי 40 גידים. לכבלים הייתה צורה שטוחה, כלומר הגידים בכבל היו מסודרים האחד במקביל לשני על אותו מישור.
לכל כבל היו שניים או שלושה מחברים: מחבר אחד התחבר לבקר כוננים ייעודי או לבקר כוננים מובנה בלוח האם, ושאר המחברים שימשו לחיבור דיסקים קשיחים והתקני אחסון אחרים.
כבלי PATA מעבירים נתונים בקבוצות של 16 ביטים בכל פעם. זו תפיסה מוטעית נפוצה שהכבלים מעבירים נתונים בקבוצות של 32 ביטים, בעיקר משום שנראה ש־40 הגידים מאפשרים זאת, אך למעשה רק 16 גידים משמשים את הנתונים עצמם.
מחבר PATA מוגדר כבעל 40 פינים, אך בפועל קיימים רק 39 על מנת למנוע אפשרות לחיבור הפוך (המחבר לא סימטרי) ובהתאמה נעשה שימוש בכבל בעל 40 גידים להעברת הנתונים. תקן Ultra DMA/66 (ובהמשך גם התקנים המתקדמים יותר) הכפיל את מספר הגידים ומשתמש בכבל בעל 80 גידים - גיד הארקה נפרד עבור כל פין על מנת להפחית את ההפרעות האלקטרומגנטיות ולאפשר תעבורת נתונים גבוהה יותר. אף על פי שמספר הגידים הוכפל, מספר הפינים נשאר כשהיה.
Serial ATA
Serial ATA (או בקיצור: SATA) הוא תקן לאפיק נתונים בין המחשב לאמצעי לאחסון נתונים כמו דיסקים קשיחים, כונני תקליטורים, כונני DVD וכוננים מגנטיים. תקן זה תוכנן כמחליף לתקן ה־ATA המקבילי הישן, שנקרא רטרואקטיבית בשם Parallel ATA (PATA), כדי להבדיל בינו לבין ה־SATA.
יתרונות.
יתרונותיו הבולטים של תקן ה־SATA הם:
תאימות לאחור.
ברמת ההתקן, התקני SATA ו־PATA אינם תואמים כלל, אי־אפשר לחברם יחד. ברמת היישום, התקני SATA מתוכננים להיראות ולפעול כמו התקני PATA. תקן SATA החדש הוא בעל תאימות לאחור, ולכן ניתן בעזרת מתאם לחבר התקני PATA לבקרי SATA ולהפך.
חיבור התקני SATA ללוחות אם ישנים מתאפשר גם על ידי שימוש בכרטיסי PCI ייעודיים עם מחבר SATA עליהם.
תקן זה סוגר את הפער שהיה קיים בעבר בין התקני IDE סטנדרטיים לבין התקני SCSI, ומאפשר לקבל ביצועי מהירות הקרובים ל־SCSI במחירים זולים בהרבה, ללא צורך בכרטיסי הרחבה מיוחדים. במספר מדדים הוא עדיין נותר מוגבל לעומת ה־SCSI: אורך הכבל המקסימלי הנתמך בו הוא 2 מטר בתקן המורחב, לעומת 16 מטר ב־SCSI, ומספר ההתקנים החיצוניים שאפשר לחבר בו הוא אחד לכל כבל, לעומת 16 ב־SCSI.
בקר IDE
בקר IDE הוא בקר לחיבור וניהול התקנים מסוג IDE (דיסקים קשיחים, כונני CD-ROM, צורבים ועוד). במחשב אישי מודרני מקובל שבקר כזה משולב בלוח האם.
IDE הוצג לראשונה על ידי IBM בשנת 1984 ומאז עבר שינויים רבים.
מחשבים ישנים השתמשו בבקר שהגיע בצורת כרטיס תוספת ואילו מחשבים מודרניים מכילים בקר משולב בלוח האם שלהם.
הממשק נקרא גם Advanced Technology Attachment ATA כאשר תקן ATA33 נותן קצב מקסימלי של 33 מגה סיביות לשנייה והתקן המהיר ביותר כיום ATA133 נותן קצב מקסימלי של 133 מגה סיביות לשנייה. המהירויות בפועל נמוכות בהרבה מאחר שהכוננים עצמם איטיים יותר. תקני SATA המשולבים בלוחות מחשבים חדשים הולכים ומחליפים את תקן ה-IDE המיושן.
רוב לוחות האם במחשבים ביתיים מכילים 2 יציאות IDE. הכבל שמתחבר לכל יציאה מאפשר חיבור של שני התקנים, אחד ראשי ואחד משני (Master, Slave). בכונן עצמו ניתן להגדיר מספר מצבים, ראשי או משני, או בחירה אוטומטית (CA - Cable Select) בהתאם למיקום הכבל. דבר זה נעשה באמצעות שימוש במגשר (Jumper) שמקצר שני מגעים בהתקן.
כרטיס גרפי
כרטיס גרפי, כרטיס מסך או כרטיס וידאו במחשב, הוא רכיב שתפקידו לייצר פלט חזותי מהמחשב שיוצג על גבי המסך. תוכניות מחשב שונות מייצרות פלטי חזותי, וכרטיס המסך הוא רכיב החומרה האחראי לקחת פלט זה ולהורות למסך אילו נקודות להאיר על הצג (ובאיזה צבע) כדי שנוכל לראות את הפלט. כרטיס המסך מקבל כקלט מהמעבד נתונים בינאריים והופך אותם לאות תצוגה (בעבר אנלוגי בלבד, כיום גם דיגיטלי).
כמו רוב חלקי המחשב האישי, לכרטיס המסך הייתה התחלה צנועה. בתחילה הוא היה אחראי רק להציג על המסך את מה שייצר המעבד המרכזי. בשלביו הראשונים, היה זה טקסט בלבד, ללא תמיכה בצבע.
בכרטיסי המסך יש מעבד גרפי נפרד, והם עושים הרבה מעבודת העיבוד שבעבר נעשתה על ידי המעבד המרכזי של המחשב. הצורך נובע מכמות המידע שאנו שולחים כיום למסך ומהחישובים המסובכים שצריכים להיעשות כדי לקבוע מה נראה על המסך. צורך זה התעצם עם כניסת הגרפיקה התלת ממדית.
נכון לשנת 2021, כרטיסים גרפיים משמשים גם לכריית מטבעות מבוזרים.
מצבי פעולה של המסך.
המסך יכול לעבוד במספר מצבי הפעלה. בכל מצב מוגדרים מספר שונה של צבעים ומספר שונה של פיקסלים לאורך ולרוחב המסך. לעומת זאת, קיים מצב טקסט, בו לא מוגדרים פיקסלים אלא מוגדר הטקסט שצריך להופיע על המסך, וכן השורה והעמודה של כל תו, והצבע שלו.
במערכת ההפעלה DOS, כל מצב היה טהור, ולא ניתן היה לשלוט על פיקסלים בתצוגת טקסט, וטקסט לא היה נראה כראוי בתצוגה גרפית. עם התקדמות מערכות ההפעלה, ניתן לשלב על המסך מספר מצבי פעולה.
כרטיס המסך והזיכרון הפנימי.
כאשר עובדים במצב טקסט, המידע שצריך להופיע על המסך נכתב בזיכרון הפנימי החל בתא B800:0000. כרטיס המסך קורא את התאים הללו עשרות פעמים בשנייה, ומציג את תוכנם על המסך.
כל אות על המסך תופסת שני בתים בזיכרון הפנימי. הבית הראשון מכיל את התו שצריך להופיע (אחד מ-256 תווים), והבית השני מחולק לשניים. חציו הראשון מכיל את הצבע של התו (0-15), וחציו השני מכיל את צבע הרקע של התו (0-15).
מעבד גרפי
מעבד גרפי (באנגלית: Graphics Processing Unit; בראשי תיבות: GPU) הוא מעבד המצוי בכרטיס גרפי או לצד ליבת המעבד במערכת על שבב ומאפשר חלוקת עומסים בינו לבין המעבד הראשי (CPU) בחישובים גרפיים שונים, בעיקר של סצנות תלת ממדיות.
המעבד הגרפי מתמחה בעיקר בחשבון מטריצות וחשבון וקטורים. בעיבודי תלת מימד מקבל הכרטיס הגרפי באופן ישיר את הקואורדינטות של רשת תלת ממדית עבור כל אובייקט, ואת התמונה שיש להלביש על כל מצולע ברשת זו. מכאן ואילך המעבד הגרפי מטפל לבדו בפונקציות של סיבוב, מרחק והסתרת אובייקטים ברקע על ידי אובייקטים בקדמת הסצנה.
יכולות של מעבד גרפי.
במעבדים גרפיים מתקדמים התווספו יכולות של שימוש ב ושימוש בחלקיקים נקודתיים (למשל לאפקטים של עשן וערפל). במעבדים חדישים עוד יותר הוספו יכולות של ניתוב קרניים (Ray tracing) ויכולות עיבוד טנזורים המאיצות פעולה זו. המעבד הגרפי מאפשר למפתחי משחקי המחשב להציג גרפיקה מציאותית הרבה יותר ומפורטת הרבה יותר הודות ליכולות עיבוד אלו.
כרטיס מסך חזק נמדד במספר קריטריונים:
מעבדים גרפיים מודרניים יכולים לתמוך בטרנספורמציית קוסינוס בדידה הפוכה (iDCT) ופיצוי תנועה (mocomp).
מעבדים גרפיים מתקדמים לשרתים תומכים ביכולות של וירטואליזציה. בהקשר זה תומכת אינטל בטכנולוגית Graphics Virtualization Technology שהוכרזה ב-2014, AMD תומכת בטכנולוגית MxGPU המבוססת על SR-IOV ו-Nvidia תומכת בטכנולוגיית vGPU וב-Multi-Instance GPU המבוסס על SR-IOV.
תצורות של מעבד גרפי.
מעבד גרפי יכול לבוא בתצורה של כרטיס גרפי דיסקרטי או בצורה של מעבד גרפי אינטגרלי (Integrated graphics processing unit; IGPU).
בתצורה של כרטיס גרפי דיסקרטי הוא מגיע ככרטיס הרחבה ל-PCI Express או ל-Accelerated Graphics Port. בתצורה של מעבד גרפי אינטגרלי מצורף המעבד הגרפי לסיליקון יחד עם המעבד - דוגמאות לכך הן Intel HD Graphics או AMD APU).
ניתן להשתמש ביותר ממעבד גרפי אחד במחשב באמצעות טכנולוגיות המאפשרות תקשורת של המעבד הגרפי כדוגמת Scalable Link Interface (SLI) או NVLink של Nvidia או CrossFire של AMD.
יצרנים ונתח שוק.
הרבה חברות מסביב העולם ייצרו מעבדים גרפיים תחת שמות מסחריים שונים. בשנת 2009 החברות אינטל, NVidia ו-AMD/ATI היו הראשונים בשוק עם 49.4%, 27.8%, 20.6% אחוזים של מכירה בהתאמה (כאשר Intel ייצרה רכיב של המעבד הגרפי עבור שתי החברות) עם זאת, מספרים אלה כוללים את פתרונות הגרפיקה המשולבים של אינטל כ- GPU. אם לא סופרים את אלה, Nvidia ו- AMD שולטות בכמעט 100% מהשוק נכון לשנת 2018. נתחי השוק שלהן הם 66% ו- 33% בהתאמה.
בנוסף לכך חברת S3 graphics (בבעלות חברת VIA Technologies) וחברתMatrox מייצרות מעבדים גרפיים.
סמארטפונים עכשוויים משתמשים בעיקר בטכנולוגית Adreno GPUs שמפותחת על ידי Qualcomm, PowerVR GPUs של Imagination Technologies ו-Mali GPUs מ-ARM.