Driver de afișare: modul în care GPU comunică cu monitorul dvs.

Driver de afișare: modul în care GPU comunică cu monitorul dvs.

Este clar că GPU este piesa de hardware a computerului nostru care dintr-o listă de instrucțiuni trimise de Procesor generează imaginile pe care le vedem pe monitorul nostru. Proces pe care l-am explicat deja anterior, dar nu am explicat care este procesul prin care imaginile sunt trimise pe ecran, pe care urmează să le comentăm în acest articol, ce este controlerul de ecran?

Înainte de a începe, trebuie să avem în vedere că un lucru este ieșirea video, care este interfața de comunicație externă care comunică computerul sau orice sistem derivat, cum ar fi o consolă, iar altul este ecranul sau controlerul video. Care este piesa hardware responsabilă de citirea bufferului de imagine generat în VRAM de GPU. Deși ambele concepte sunt legate, credem că este important să cunoașteți diferența dintre ambele concepte. Deoarece confuzia dintre cele două aduce de obicei probleme pentru a înțelege conceptul. Pentru ao simplifica, mai întâi GPU creează bufferul de imagine, apoi driverul de afișare citește bufferul de imagine și apoi îl codifică pentru interfața video corespunzătoare.

La început a existat doar televizorul

Terminal TV Mașină de scris

Primele terminale de text pentru minicomputere au adus cu ele un ecran de televiziune standard, dar fără posibilitatea de a capta semnalul de televiziune. Motivul? Au fost vândute fără receptorul video. Cu toate acestea, a fost necesar un hardware specializat pentru a trimite semnalul corect. Motivul este că semnalul video al televizoarelor CRT și al altor sisteme derivate a fost un semnal continuu, deci a fost necesar să se utilizeze hardware specializat care să poată număra timpul în care semnalul ar putea fi emis și când nu, astfel încât imaginea să apară corect pe ecran.

Primele modele s-au numit Mașini de scris TV în onoarea invenției lui Don Lancaster, bazate pe un dispozitiv care permitea scrierea textului pe ecran. Invenția nu a fost un computer, dar unirea sa cu procesoare și RAM-uri timpurii de origine a dat naștere primei generații de computere de casă. Astfel de sisteme au folosit inițial un număr mare de cipuri TTL, dar revoluția cipului LSI a unificat curând circuitele complexe pe un singur cip.

Dar nu numai că au fost însărcinați cu numărarea timpilor, ci și ceea ce au făcut a fost să genereze imaginea pentru ao trimite pe ecran. În acest moment a apărut o serie de interfețe video proprietare care leagă monitoarele de mărci și arhitecturi specifice. Monitorul de atunci era văzut ca un accesoriu din care să valorifice și fiecare platformă avea propriul standard în ceea ce privește rezoluția pe linie, numărul de linii, rata de reîmprospătare și mai presus de toate interfața video.

La viteza fasciculului de electroni

Controlador Pantalla CRT

RAM a fost extrem de scump pentru PC-urile timpurii, deci a avea un buffer de imagine a fost prohibitiv. Pentru aceasta, s-au folosit alte metode de redare care se bazau în special pe redarea la viteza cu care fasciculul de electroni urma să treacă prin ecran. Asta a însemnat că multe sisteme nu au putut calcula nimic cu CPU pe ecran activ timp de ani de zile.

Pe măsură ce prețul pe bit de memorie a devenit mai ieftin, a devenit posibil să se utilizeze sisteme bazate pe tamponul de imagine. Acestea se bazează pe stocarea unei reprezentări a imaginii care va fi redată temporar pe ecran în memoria utilizată de sistemul video. Dar acest buffer de imagine a putut fi actualizat numai în perioada în care nimic nu a fost desenat în memorie. Această perioadă a fost mult mai scurtă ca număr de linii de scanare și a trebuit să împartă timpul cu timpul de execuție al programului, ceea ce a afectat performanța computerului.

Soluția a venit odată cu apariția RAM cu două porturi, cunoscută sub numele de VRAM, care a permis accesul la bufferul de imagine din două surse diferite. Acest lucru a permis modificarea din timp a datelor grafice. Dar mai ales permite utilizarea tampoanelor de imagine duble, în care, în timp ce cipul grafic este responsabil de redarea următorului cadru, driverul afișajului citește bufferul de imagine curent.

Panou LCD și controler de afișare

Panouri LCD

Ecranele LCD au o particularitate, nu funcționează folosind un fascicul de electroni, dar mecanismele de transmitere a imaginilor utilizate pentru a trimite imagini nu s-au schimbat, ceea ce s-a schimbat este mediul în care sunt trimise. Deci imaginile sunt trimise în succesiunea lor de pachete de date pe care semnalul video le decodifică pentru a afișa imaginea în mod vechi, adică prin linii de scanare.

Ceea ce înseamnă că mecanismele sunt exact la fel ca înainte și nu s-au schimbat. Diferența este că termenul de pixel nu exista în ecranele CRT și mai degrabă erau linii de scanare care variau culoarea de ieșire pe baza variației tensiunii de ieșire a semnalului pe baza unui mecanism de rezistență complex. În sistemele LCD, ceea ce este trimis este datele ambalate ale fiecărui pixel, adică informațiile sale de culoare RGB. Aceasta fiind singura modificare în ceea ce privește ecranele CRT, dar aceasta implică faptul că nu trebuie să utilizați niciun circuit analog pentru a genera semnalul video, prin urmare ieșirile video pentru ecranele LCD precum DisplayPort și HDMI sunt numite ieșiri digitale. .

Unde se află driverul afișajului?

GPU

Se găsește în GPU-ul propriu-zis, însoțind restul acceleratoarelor și coprocesoarelor sale, cum ar fi unitățile DMA, codecul video și multe alte elemente importante. Acest lucru se datorează faptului că accesează aceeași memorie pe care o accesează GPU, deoarece trebuie să acceseze memoria tampon pentru a putea trimite imaginea către interfața video.

Controlerul de afișaj de astăzi a evoluat extraordinar, permițând nu numai rezoluții multiple, ci interacționând cu diferite standarde de interfață video și trimitând semnale video diferite pe diferite afișaje sincronizate.