Գրաֆիկական քարտ

Գրաֆիկական քարտ  (որը նաև կոչվում է ցուցադրման քարտ, վիդեոքարտ, դիսփլեյի ադապտեր կամ գրաֆիկական ադապտեր), ընդլայնման քարտ է, որն ապահովում է ինֆորմացիայում եղած պատկերների հոսքը ցուցադրման սարքին հասցնելը (օրինակ` համակարգչի մոնիտորին)։ Հաճախ գովազդվում են նաև դիսկրետ կամ հատուկ գրաֆիկական քարտերը, բայց շեշտը դրվում է դրանց և ինտեգրված գրաֆիկայի միջև եղած տարբերության վրա։ Իրական հաշվարկներով երկուսի հիմքում էլ դրված է գրաֆիկայի վերամշակման միավորը (GPU) (), որը իրականում հիմնական մաս է կազմում, բայց չպետք է շփոթել վիդեոքարտի հետ՝ որպես ամբողջություն, չնայած նրան, որ «GPU»-ն հաճախ օգտագործվում և համարվում է որպես վիդեոքարտ։ 
Վիդեոքարտերի մեծ մասը չի սահմանափակվում պարզ ցուցադրման ելքով։ Նրանց ինտեգրված գրաֆիկական պրոցեսորը կարող է կատարել լրացուցիչ վերամշակում՝ հեշտացնելով համակարգչի կենտրոնական պրոցեսորի աշխատանքը։ Օրինակ, Nvidia-ն և AMD-ն (Առաջադեմ միկրո սարքեր, կրճատ՝ ԱՄՍ, նախկինում ATI) արտադրված քարտերը ապարատային մակարդակի վրա տալիս են գրաֆիկական OpenGL և DirectX  գրաֆիկային խողովակաշարը։ Հետագայում՝ 2010 թվականին, նաև միտում առաջացավ գրաֆիկական պրոցեսորի հաշվարկային հնարավորությունները օգտագործել ոչ գրաֆիկական առաջադրանքներ լուծելու համար, ինչը կարելի է անել OpenCL-ի և CUDA վիդեոքարտերը կարող են օգտագործվել նաև AI դասընթացների համար։

Սովորաբար, գրաֆիկական քարտը պատրաստվում է տպագիր տպատախտակի (ընդարձակման տախտակի) ձևով և տեղադրվում է ընդարձակման խողովակում՝ համընդհանուր կամ մասնագիտացված (AGP, PCI Express): Ոմանք պատրաստվում են՝ օգտագործելով հատուկ պարիսպներ, որոնք համակարգչին միացված են հարակցման կայանի կամ մալուխի միջոցով։ Սրանք հայտնի են որպես eGPU-ներ։

Պատմություն
Ստանդարտները, ինչպիսիք են՝ MDA, CGA, HGC, Tandy, PGC, EGA, VGA, MCGA, 8514 կամ XGA, ներկայացվել են 1982 թվականից մինչև 1990 թվականը և օժանդակվել են տարբեր սարքավորումներ արտադրողների կողմից։
3Dfx Interactive-ը առաջին ընկերություններից էր, որը մշակեց GPU՝ 3D արագացումով (Voodoo շարքի հետ), և առաջինը՝ որը մշակեց 3D-ին նվիրված գրաֆիկական չիպսեթ, բայց առանց 2D օժանդակության (ինչը հետևաբար աշխատելու համար պահանջում էր 2D քարտի առկայություն)։ Ժամանակակից վիդեոքարտերի մեծամասնությունը կառուցված է կամ AMD-ի կամ Nvidia-ի աղբյուրներով պատրաստված գրաֆիկական չիպերով։ Մինչև 2000 թվականը, 3Dfx Interactive-ը համարվում էր կարևոր և հիմնարար արտադրող։ վիդեոքարտերի մեծամասնությունը առաջարկում է տարբեր գործառույթներ, ինչպիսիք են՝ 3D տեսարանների և 2D գրաֆիկայի արագացված մատուցումը, MPEG-2/MPEG-4 վերծանումը, հեռուստացույցի ելքը կամ մի քանի մոնիտորների միացման հնարավորությունը (բազմամոնիտոր)։ վիդեոքարտերը նաև ձայնային քարտի հնարավորություններ ունեն՝ ձայնը ձայնագրելու համար. տեսանյութի հետ միասին միացված հեռուստացույցների կամ մոնիտորների հետ ինտեգրված խոսնակներով։
Արդյունաբերության մեջ վիդեոքարտերը երբեմն կոչվում են գրաֆիկական հավելումներ, որոնք կրճատվում են որպես AIB՝ «գրաֆիկա» բառով, որը սովորաբար բացակայում է։

Նվիրված է ընդդեմ ինտեգրված գրաֆիկայի 

Որպես վիդեոքարտի օգտագործման այլընտրանք, վիդեո ապարատը կարող է ինտեգրվել մայր գրատախտակին (մայր սալիկ), պրոցեսորին կամ համակարգային չիպին։ Երկու մոտեցումները կարելի է անվանել ինտեգրված գրաֆիկա։ Մայր տախտակի վրա հիմնված իրականացումը երբեմն կոչվում է «տեսանյութ՝ ներսից»։ Ինտեգրված գրաֆիկներով աշխատասեղան ունեցող համակարգչային գրեթե բոլոր մայրական տախտակները թույլ են տալիս անջատել ինտեգրված գրաֆիկայի չիպը BIOS -ում և ունենալ PCI, կամ PCI Express (PCI-E) կայան՝ ինտեգրված գրաֆիկայի փոխարեն ավելի բարձր կատարողական գրաֆիկական քարտ ավելացնելու համար։ Ինտեգրված գրաֆիկան անջատելու ունակությունը երբեմն նաև թույլ է տալիս շարունակել օգտագործել մայր տախտակը, եթե նույնիսկ նրա վրա գտնվող տեսանյութը ձախողվել է։ Երբեմն ինչպես ինտեգրված գրաֆիկան, այնպես էլ հատուկ գրաֆիկական քարտը կարող են օգտագործվել միաժամանակ` առանձին ցուցադրիչներ սնուցելու համար։ Ինտեգրված գրաֆիկայի հիմնական առավելությունները ներառում են քիչ ծախսերը, հարմարավետությունը, պարզությունը և էներգիայի քիչ սպառումը։ Ինտեգրված գրաֆիկայի աշխատանքի անբարենպաստությունն առաջանում է այն պատճառով, որ գրաֆիկական պրոցեսորը կիսում է համակարգի ռեսուրսները պրոցեսորի հետ։ Հատուկ գրաֆիկական քարտն ունի իր պատահական մուտքի հիշողությունը (RAM), իր հովացման համակարգը և էներգիայի հատուկ կարգավորիչները, բոլոր բաղադրիչներով, որոնք հատուկ մշակված են վիդեո նկարների մշակման համար։ Հատուկ գրաֆիկական քարտի անջատումներից բեռնաթափումը կաշխատի պրոցեսորի և համակարգի RAM-ից, այնպես որ ոչ միայն գրաֆիկայի մշակումը կլինի ավելի արագ, այլև համակարգչի ընդհանուր կատարումը զգալիորեն կբարելավվի։ Սա հաճախ անհրաժեշտ է վիդեոխաղեր խաղալու, 3D անիմացիայի կամ տեսանյութերի խմբագրման հետ աշխատանքներ կատարելու համար։
Ինչպես AMD-ն, այնպես էլ Intel-ը, ներդրել են պրոցեսորներ և մայր տախտակների չիպսեթներ, որոնք նույնպես աջակցում են GPU-ի ինտեգրմանը։ MD-ն վաճառում է պրոցեսորներ ինտեգրված գրաֆիկներով ապրանքային նշանի տակ արագացված մշակման բաժնի (APU) տակ, մինչդեռ Intel-ը նմանատիպ տեխնոլոգիա է վաճառում «Intel HD Graphics and Iris» ապրանքանիշերի ներքո։ 8-րդ սերնդի պրոցեսորներով Intel-ը հայտարարել է Intel UHD շարքի ինտեգրված գրաֆիկան` 4K ցուցադրումներին ավելի լավ աջակցելու համար։ Չնայած դրանք դեռ համարժեք չեն դիսկրետ լուծումների կատարման համար, այնուամենայնիվ, Intel-ի HD Graphics պլատֆորմը ապահովում է դիսկրետ միջին միջակայքի գրաֆիկային ներկայացվող կատարումներ, և AMD APU տեխնոլոգիան ընդունվում է ինչպես PlayStation 4, այնպես էլ Xbox One տեսախաղերի վահանակների համար։

Էլեկտրաէներգիայի պահանջարկ 
Երբ վիդեոքարտերի վերամշակման հզորությունն աճեց, նրանց էլեկտրաէներգիայի պահանջարկը նույնպես ավելացավ։ Բարձրորակ վիդեոքարտերը ներկայումս մեծ քանակությամբ էներգիա են սպառում։ Օրինակ, GeForce Titan RTX- ի համար ջերմային դիզայնի հզորությունը (TDP) կազմում է 280 վտ։ Խաղի ժամանակ փորձարկվող GeForce RTX 2080 Ti Founder's Edition-ը, միջին հաշվով, օգտագործեց 300 վտ հզորություն։ Մինչ CPU և էլեկտրամատակարարում արտադրողները վերջերս շարժվել են դեպի ավելի բարձր արդյունավետություն, GPU- ների էներգիայի պահանջները շարունակվել էր բարձրանալ, այնպես որ վիդեոքարտերը կարող են սպառել համակարգչի ցանկացած առանձին մասի էնեգիայից ավելի շատ էներգիա։ Չնայած էլեկտրաէներգիայի մատակարարումը մեծացնում է նաև իրենց հզորությունը, բայց խոցելիությունը պայմանավորված է PCI-Express միացմամբ, որի մատակարարումը սահմանափակվում է մինչև 75 վտ։ Ժամանակակից վիդեոքարտերը, որոնք աշխատում են ավելի քան 75 վտ հզորությամբ, սովորաբար ներառում են վեց փինով (Pin) (75 W) կամ ութ փինով (150 W) վարդակների համադրություն, որոնք ուղղակիորեն միանում են էլեկտրամատակարարմանը։ Համապատասխան սառեցման ապահովումը խնդիր է դառնում նման համակարգիչներում։ Մի քանի վիդեոքարտերով համակարգիչները կարող են պահանջել էլեկտրաէներգիայի մատակարարում ավելի քան 750 վտ։ Երկու կամ ավելի բարձր մակարդակի վիդեոքարտեր ունեցող համակարգիչների համար ջերմային արդյունահանումը դառնում է շատ կարևոր։

Չափս 
Գրասեղանի համակարգիչների համար վիդեոքարտերը գալիս են երկու չափսի պրոֆիլներից մեկում, ինչը կարող է թույլ տալ, որ գրաֆիկական քարտը ավելացվի նույնիսկ փոքր չափի ԱՀ։ Որոշ վիդեոքարտեր սովորական չափի չեն և, այդպիսով, դասակարգվում են որպես ցածր պրոֆիլ։ վիդեոքարտերի պրոֆիլները հիմնված են միայն բարձրության վրա, իսկ ցածր պրոֆիլային քարտերը վերցնում են ավելի ցածր՝ քան PCIe բնիկի բարձրությունը, ոմանք կարող են լինել նույնքան ցածր, որքան «կես բարձրությունը»։ Երկարությունն ու հաստությունը կարող են մեծապես տարբեր լինել, բարձր մակարդակի քարտերը սովորաբար գրավում են երկու կամ երեք ընդլայնման անցքեր, իսկ երկակի GPU քարտերովը՝ ինչպես Nvidia GeForce GTX 690-ը, ընդհանուր առմամբ, գերազանցում է 250 մմ (10 in) երկարությունը։ Ընդհանրապես, օգտվողներից շատերը գերադասում են ավելի ցածր պրոֆիլային քարտ, եթե մտադրությունն կա տեղադրել բազմաթիվ քարտեր, կամ դրանք մաքսազերծման խնդիրներ են առաջացնում այլ մայր բաղադրատոմսերի հետ, ինչպիսիք են DIMM-ը կամ PCIE-ը։ Սա կարող է ամրագրվել ավելի մեծ պատյանով, որը չափերով է գալիս։ Որքան մեծ են բաղադրիչները, այնքան մեծ է մայրական տախտակը, այնքան ավելի մեծ է գրաֆիկական քարտը կամ բազմաթիվ այլ բաղադրիչներ։

3D գրաֆիկան API-ներ 
Գրաֆիկայի համար սովորաբար առաջարկվում է նույն վաճառողի մեկ կամ մի քանի քարտեր, որոնք պետք է հատուկ գրված լինեն գործող համակարգերի համար։ Գործառնական համակարգը կամ լրացուցիչ ծրագրային փաթեթը կարող է տրամադրել API-ներ` ծրագրավորման 3D-մատուցմամբ։

Օգտագործման հատուկ գրաֆիկայի վերամշակման միավոր՝ GPU 
Որոշ GPU-ներ նախատեսված են հատուկ օգտագործման համար` հաշվի առնելով.

 Խաղեր
 GeForce GTX
 GeForce RTX
 Nvidia Titan
 Radeon HD
 Radeon R5, R7, R9 and RX series
 Ամպային խաղեր
 Nvidia GRID
 Radeon Sky
 Աշխատատեղ
 Nvidia Quadro
 Titan X (2016)
 AMD FirePro
 Radeon Pro
 Ամպային աշխատատեղ
 Nvidia Tesla
 AMD FireStream
 Արհեստական ​​բանականության ամպ
 Nvidia Tesla
 Radeon Instinct
 Ավտոմատացված/հաշվիչ
 Nvidia Drive PX

Վիդեո հիշողություն 

Ժամանակակից վիդեոքարտերի հիշողությանը տատանվում է 2 GB-ից մինչև 24 GB: Սակայն վերջին 2010 թվականի դրությամբ, մինչև 32 ԳԲ-ով գրաֆիկայի օգտագործումը ավելի տարածված է, և մեծ պահանջարկ ունի։ Քանի որ վիդեո հիշողությունը պետք է մուտք ունենա GPU-ի և ցուցադրման սխեմաների հետ, այն հաճախ օգտագործում է հատուկ բարձր արագության բազմապորտային հիշողություն, ինչպիսիք են VRAM, WRAM, SGRAM և այլն, իսկ 2003 թվականից վիդեո հիշողության սարքերի արտադրությունը հիմնվեց DDR (double data rate - տվյալների կրկնակի փոխարժեք) տեխնոլոգիայի վրա։ Այդ տարվա ընթացքում և դրանից հետո արտադրողները շարժվեցին դեպի DDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5, GDDR5X և GDDR6: Հիշողության ժամացույցի արդյունավետ փոխարժեքը ժամանակակից քարտերում տատանվում է հիմնականում 2 ԳՀց-ից 15 ԳՀց-ի սահմաններում։

Վիդեո հիշողությունում կարող են կիրառվել նաև այնպիսի տվյալներ, ինչպիսիք են՝ էկրանի պատկերի պահպանումը, դրանցից է՝ Z-բուֆերը, որը ղեկավարում է 3D գրաֆիկայի կոորդինատները, կառուցվածքները, ուղղահայաց բուֆերների հետ կազմած ստվերային ծրագրերը։

Տես նաև 
 List of computer hardware 
 ATI Technologies|ATI – defunct GPU company (merged with AMD)
 Advanced Micro Devices|AMD, NVIDIA – duopoly of 3D chip GPU and graphics card designers
 Computer display standards – a detailed list of standards like SVGA, WXGA, WUXGA, etc.
 Diamond Multimedia – Alternative
 GeForce, Radeon – examples of video cards
 GPGPU (i.e.: CUDA, AMD FireStream)
 Free and open-source device drivers: graphics – about the available FOSS device drivers for graphic chips
 Framebuffer – the computer memory used to store a screen image
 Hercules Computer Technology|Hercules – monochrome
 List of computer hardware manufacturers#Video cards|List of video card manufacturers
 Video In Video Out|Video In Video Out (VIVO)
 TV tuner card#Video capture|Capture card – the inverse of a video card

Նշումներ

Արտաքին հղումներ 
 Large image of graphic card history tree
 Վիդեո RAM
 GDDR3
 Հերց
 Ինտել գրաֆիկական տեխնոլոգիաներ

Ծանոթագրություններ 

Համակարգչի բաղկացուցիչներ
Համակարգիչ
Համակարգչային գրաֆիկա
Տեխնոլոգիա