Näytönohjain: Kuinka GPU kommunikoi näytön kanssa

Näytönohjain: Kuinka GPU kommunikoi näytön kanssa

On selvää, että GPU on PC: n laitteisto, joka on .n lähettämien ohjeiden luettelosta prosessori tuottaa kuvia, joita näemme näytöllämme. Prosessi, jonka olemme jo selittäneet aiemmin, mutta emme ole selittäneet, mikä on prosessi, jolla kuvat lähetetään näytölle, jota aiomme kommentoida tässä artikkelissa, mikä on näytön ohjain?

Ennen kuin aloitamme, meidän on pidettävä mielessä, että yksi asia on videolähtö, joka on ulkoinen viestintärajapinta, joka kommunikoi tietokoneen tai minkä tahansa johdetun järjestelmän, kuten konsolin kanssa, ja toinen on näyttö tai video -ohjain. Mikä on laitteisto, joka vastaa GPU: n VRAM -muistin luoman kuvapuskurin lukemisesta. Vaikka molemmat käsitteet liittyvät toisiinsa, uskomme, että on tärkeää tietää ero näiden kahden käsitteen välillä. Koska näiden kahden välinen sekaannus aiheuttaa yleensä ongelmia käsitteen ymmärtämisessä. Yksinkertaistamiseksi GPU luo ensin kuvapuskurin, sitten näytönohjain lukee kuvapuskurin ja koodaa sen sitten vastaavaa videoliitäntää varten.

Aluksi oli vain televisio

Pääte TV Kirjoituskone

Ensimmäiset tekstiterminaalit minitietokoneille toivat mukanaan tavallisen televisioruudun, mutta ilman mahdollisuutta kaapata televisiosignaalia. Syy? Ne myytiin ilman videovastaanotinta. Oikean signaalin lähettämiseen vaadittiin kuitenkin erikoislaitteistoa. Syynä on se, että CRT -televisioiden ja muiden johdettujen järjestelmien videosignaali oli jatkuva signaali, joten oli käytettävä erikoislaitteistoa, joka kykeni laskemaan signaalin lähetysajan ja milloin ei niin, että kuva näyttää oikein näytöllä.

Ensimmäisiä malleja kutsuttiin TV -kirjoituskoneiksi Don Lancasterin keksinnön kunniaksi, perustuen laitteeseen, joka mahdollisti tekstin kirjoittamisen ruudulle. Keksintö ei ollut tietokone, mutta sen yhdistäminen varhaisiin kodin suorittimiin ja RAM -muistiin synnytti ensimmäisen sukupolven kotitietokoneita. Tällaiset järjestelmät käyttivät aluksi suurta määrää TTL -siruja, mutta LSI -sirun vallankumous yhdisti pian nämä monimutkaiset piirit yhdeksi siruksi.

Mutta he eivät olleet vain vastuussa aikojen laskemisesta, vaan myös sen, mitä he tekivät, oli luoda kuva lähettämään se näytölle. Tuolloin ilmestyi sarja omia videoliittymiä, jotka sitoivat näytöt tiettyihin tuotemerkkeihin ja arkkitehtuureihin. Tuolloin näyttöä pidettiin lisävarusteena, josta voit isoa, ja jokaisella alustalla oli oma standardinsa resoluutiota kohden linjojen, linjojen lukumäärän, virkistystaajuuden ja ennen kaikkea videokäyttöliittymän suhteen.

Elektronisäteen nopeudella

Ohjaus Pantalla CRT

RAM oli erittäin kallis varhaisille tietokoneille, joten kuvapuskurin käyttö oli kohtuutonta. Tätä varten käytettiin muita renderointimenetelmiä, jotka perustuivat erityisesti renderointiin nopeudella, jolla elektronisuihku kulki seulan läpi. Tämä tarkoitti sitä, että monet järjestelmät eivät voineet laskea mitään, kun CPU: n näyttöaika oli aktiivinen vuosia.

Kun muistin bittihinta laski, tuli mahdolliseksi käyttää kuvapuskuriin perustuvia järjestelmiä. Nämä perustuvat siihen, että toistettava kuva esitetään näytöllä väliaikaisesti videojärjestelmän käyttämään muistiin. Mutta tämä kuvapuskuri voidaan päivittää vain sen ajanjakson aikana, jolloin muistiin ei piirretty mitään. Tämä ajanjakso oli paljon lyhyempi skannauslinjojen lukumäärässä ja sen oli jaettava aikaa ohjelman suoritusajan kanssa, mikä vaikutti tietokoneen suorituskykyyn.

Ratkaisun mukana tuli kaksiporttinen RAM, joka tunnetaan nimellä VRAM, joka mahdollisti pääsyn kuvapuskuriin kahdesta eri lähteestä. Tämä mahdollisti graafisten tietojen muuttamisen lennossa. Mutta erityisesti se mahdollistaa kaksoiskuvapuskurien käytön, joissa näytönohjain lukee nykyistä kuvapuskuria, kun grafiikkapiiri vastaa seuraavan kehyksen renderoinnista.

LCD -paneeli ja näytön ohjain

LCD-paneelit

Nestekidenäytöillä on erityispiirre, ne eivät toimi elektronisuihkulla, mutta kuvien lähettämiseen käytetyt kuvansiirtomekanismit eivät ole muuttuneet, mikä on muuttunut, on väline, jolla ne lähetetään. Joten kuvat lähetetään peräkkäin datapaketteina, joita videosignaali dekoodaa näyttääkseen kuvan vanhanaikaisella tavalla, eli skannauslinjoilla.

Tämä tarkoittaa, että mekanismit ovat täsmälleen samat kuin ennen eivätkä ne ole muuttuneet. Ero on siinä, että termiä pikseli ei ollut CRT -näytöissä ja pikemminkin ne olivat skannauslinjoja, jotka vaihtelivat lähtöväriä perustuen vaihtelevaan signaalin lähtöjännitteeseen monimutkaisen vastusmekanismin perusteella. LCD -järjestelmissä lähetetään kunkin pikselin pakattu data eli sen RGB -väritiedot. Tämä on ainoa muutos CRT -näyttöjen suhteen, mutta se tarkoittaa, että videosignaalin tuottamiseen ei tarvitse käyttää mitään analogista piiriä, joten LCD -näyttöjen, kuten DisplayPortin ja HDMI: n videolähtöjä kutsutaan digitaalisiksi lähtöiksi. .

Missä näytönohjain sijaitsee?

GPU

Se löytyy itse GPU: sta, mukana muiden sen kiihdyttimien ja rinnakkaisprosessorien, kuten DMA -yksiköiden, videokoodekin ja monien muiden tärkeiden elementtien mukana. Tämä johtuu siitä, että se käyttää samaa muistia kuin GPU, koska sen on käytettävä kuvapuskuria voidakseen lähettää kuvan videoliittymään.

Nykypäivän näytönohjain on kehittynyt valtavasti, sillä se mahdollistaa useiden resoluutioiden lisäksi vuorovaikutuksen eri videoliitäntästandardien kanssa ja lähettää erilaisia ​​videosignaaleja eri näyttöihin synkronoituna.