Встроенная видеокарта
Встроенная видеокарта (ее еще часто называют интегрированной или «onboard» видеокартой) является частью набора микросхем системной логики материнской платы компьютера (частью чипсета). Встроенная видеокарта, как правило, располагается внутри микросхемы его "северного моста".
Не волнуйтесь, если пока не совсем понимаете о чем идет речь (какие-то "мосты" и т.д.) Об устройстве материнской платы мы с Вами поговорим более подробно в следующих разделах. Пока нас интересует исключительно встроенная видеокарта. На фото представлен типичный пример интегрированного видео на материнской плате.
Цифрой «1» у нас здесь и обозначен этот таинственный "северный мост". Как видите - ничего особенного в нем нет: большая микросхема, под крышкой которой и расположена (кроме всего прочего) встроенная видеокарта. Маркировка чипсета (надписи на нем) может быть совершенно разная, в зависимости от производителя. В данном случае мы видим что эту микросхему выпустила фирма "SIS" цифры ниже - ее серийный номер и модель.
Примечание: в современных компьютерах микросхемы чипсета часто прикрывают радиаторами для рассеивания тепла. Так что посмотреть маркировку бывает не так-то просто.
Под цифрой «2» на фото выше у нас - процессорный сокет (весь в дырочках под процессорные "ножки"). Цифрой «3» обозначены два разъема под модули оперативной памяти.
Сейчас давайте посмотрим какие же есть особенности, которыми отличается встроенная видеокарта. Давайте разберем этот момент подробнее. Что есть и чего нету у двух различных типов видеокарт: интегрированной и внешней (дискретной)?
Вот эти отличия: внешнюю карту можно заменить на более новую. Все современные внешние видеокарты имеют мощное и производительное графическое ядро, прикрытое высокопроизводительной системой охлаждения. Имеют свою собственную (напаянную на самой видеоплате) память, причем память более быструю, чем оперативная. Также - высокоскоростную шину передачи данных, характеристики которой зависят от типа разъема для подключения видеокарты к материнской плате (PCI, AGP, PCI-Express и т.д). Дискретные решения также оснащены различными выходами для подключения мониторов и телевизоров.
Встроенная видеокарта - это неотъемлемая часть набора системной логики чипсета материнской платы, не подлежащая замене (разве с заменой самого чипа). Встроенное видео, по определению, намного менее производительное чем его дискретный аналог. Удел таких видеокарт - недорогие офисные компьютеры, не требующие мощного графического процессора.
Встроенная видеокарта не имеет своей оперативной памяти, а пользуется памятью, установленной на материнской плате. Отсюда - дополнительное снижение быстродействия (данные от видеокарты передаются сначала контроллеру оперативной памяти, затем - в саму память компьютера, а затем уже поступают на обработку в центральный процессор). Короче говоря, - долгая история! :) Да, и передаются они не по специализированной шине данных, а по общей системной шине на материнской плате, что дополнительно снижает скорость быстродействия таких систем.
Интегрированное решение имеет на задней стенке системного блока один стандартный разъем VGA для подключения монитора или телевизора (в современных моделях встречаются экземпляры, имеющие и цифровой DVI/HDMI разъем).
На фото выше под номером «1» мы видим видео выход, которым оснащена встроенная видеокарта. Под номером «2» - один из видео выходов видеокарты дискретной (выполненной в виде отдельной платы расширения).
Как мы уже упоминали, встроенная видеокарта - удел офисных компьютеров средней мощности. Вы не сможете запустить на такой карте компьютерную игру с реалистичной трехмерной графикой и сложными эффектами. Точнее так: запустить-то, при определенных обстоятельствах, сможете, но вот "тормозить" она будет - безбожно! А оно Вам надо? Лучше, если не можете без игр, - приобретите себе хороший графический ускоритель долларов за 150-200 и на несколько лет забудете об этой проблеме :)
К примеру, на хорошие материнские платы, которые, по мнению производителя, будут использоваться в мультимедийных игровых конфигурациях встроенные видеокарты даже не устанавливаются (и правильно, зачем они там нужны, если их все равно не будут использовать?).
Как определить встроенное у Вас видео или нет? А - на глаз :) Еще раз внимательно посмотрите на заднюю стенку системного блока (фото выше), примечаете, как расположен разъем под номером «1», а как - под номером «2»? Теперь мысленно представьте, что корпус прозрачный и "увидите" как в нем расположена материнская плата (параллельно боковой крышке), соответственно, и VGA выход интегрированного видео - так же.
Теперь смотрим на цифру «2» - разъем ориентирован перпендикулярно по отношению к материнской плате, - именно так, как устанавливается в слот графического ускорителя внешняя (дискретная) видеокарта.
Сейчас на рынке появились центральные процессоры с интегрированным в них графическим ядром. Идею с интегрированными непосредственно в центральный процессор дополнительными функциями (графический чип расположен на одном кристалле с процессором, контроллером оперативной памяти и кешем, а не вынесен отдельной микросхемой) еще в 2006-ом году высказала компания «AMD». Немного позже она же представила свою концепцию APU (Accelerated Processing Unit) и воплотила ее в жизнь.
Раньше все это дело четко разделялось:
- CPU - (Central Processing Unit - центральное обрабатывающее устройство)
- GPU - (Graphics Processing Unit - графическое обрабатывающее устройство или "устройство обработки графики")
- сейчас - APU (Accelerated Processing Unit - процессор с видеоускорителем или "ускоренный процессор", если дословно)
Чисто технически, любой процессор с интегрированным в него графическим ядром может быть отнесен к APU. Другое дело, что эта аббревиатура пока не очень широко применяется, хотя дело уже дошло до того, что доля графического компонента в видеоядре достигает чуть ли не 50-ти процентов от площади общего кристалла.
Позже фира «Intel» выпустила и свои решения с интегрированной графикой. Яркими представителями являются платформы на базе APU «Sandy Bridge» и их модификация - «Ivy Bridge» под сокет LGA 1155.
Как такое возможно: в один и тот же объем кристалла кремния интегрируется все больше компонентов и функций? Тут все просто - постоянное уменьшение технологического процесса! Например, при переходе на новый техпроцесс (22 нанометра) на ту же площадь можно поместить большее количество транзисторов (чем мельче детали, тем больше можно их засунуть в конечное изделие).
Примечание: нанометр (старое название "миллимикрон") - одна миллиардная часть метра! Одна из широко распространенных единиц измерения, встречающаяся в технологиях полупроводникового производства.
Дошло до того, что на некоторых современных ноутбуках система охлаждения имеет совсем не классический вид. Поясню свою мысль: вместо ранее привычной нам компоновки из трех радиаторов на тепловых трубках (процессор, северный и южный мост), мы имеем один чип и один радиатор! Трубка теплоотвода тянется через всю плату и заканчивается вентилятором, который "выбрасывает" тепло наружу корпуса компьютера.
На материнской плате, по сути, остаются только различные вспомогательные элементы: формирователи напряжения, системы его сглаживания и фильтрации (конденсаторы, дроссели), элементы, отвечающие за запуск платы и контроль ее температуры (мультиконтроллер). Все основные контроллеры и микросхемы собраны в одном APU чипе.
Вот этот же мага-чип со снятой системой охлаждения:
Очевидно, что подобная конструкция дает минимальные временные задержки в передаче потоков данных между всеми перечисленными выше узлами. А это, в свою очередь, обеспечивает весьма неплохую производительность этим встроенным видеокартам. Можно сказать так: встроенное графическое ядро в «Sandy Bridge» имеет ту же производительность, что и внешняя видеокарта начального уровня, а то и больше. И, конечно же, - аппаратная поддержка видеопотока в HD качестве! :)
Хочу добавить небольшую ремарку: при традиционном подходе считается, что встроенная видеокарта никоим образом не может работать совместно с внешней, ни расширять ни дополнять ее функционал. Либо та, либо - другая. При наличии внешней встроенная видеокарта просто отключается.
Но, как говорится, из любого правила есть исключения. В нашем случае это ноутбуки с двумя видеокартами. Первой и основной, как правило стоит какая-либо модификация "Intel HD". Второй видеокартой ставят более мощную видеокарту от «AMD» или «NVidia». Она включается в работу, когда первая (интегрированная) видеокарта "не тянет". В трехмерных играх, например.
Вы спросите, почему бы не поставить одну мощную видеокарту, которая справится со всеми задачами? А энергопотребление? Это же ноутбук, ему важно максимально долго работать от батареи, а мощная видеокарта и энергии потребляет много. Вот и пошли производители на такой компромисс. Пока вы работаете в Word'е или OpenOffice, изображение на экран выводит экономичная интеловская видеокарта. Запустили игрушку, - включился в работу мощный 3D-GPU от «AMD» или «NVidia», отстранив временно основную.
Но здесь, опять же, видеокарты работают по очереди, хоть и научились переключаться между собой автоматически и без перезагрузки. По настоящему совместная работа встроенной и дискретной видеокарт началась с появлением технологии NVidia Optimus. В ней встроенная интеловская видеокарта не отключается, а предоставляет свой кадровый буфер для дискретной соседки. Такое вот сотрудничество. Мощная карта от NVidia формирует изображение и "кладёт" его в кадровый буфер встроенной карты, а та берет на себя обязанности по выводу изображения на экран.
Так что если у вас на ноутбуке мощная дискретная видеокарта, а игры с 3D-графикой сильно тормозят, в первую очередь проверьте переключается ли ноутбук на нее. Может быть, слабенькая интеловская пытается 3D просчитывать, а у нее это получается, все таки, не очень.
