ekran kartı ve ram

EKRAN KARTI NEDİR?
• Ekran kartları, diğer bir adıyla grafik
kartları, bilgisayar monitöründeki her
türlü yazı, grafik, resim, film gibi
şekillerin oluşturulmasında işlemci ile
monitör arasında görev yapan
adaptörlerdir.
HAFIZA
ÇIKIŞLAR
İŞLEMCİ VE
ÜZERİNDE
SOĞUTUCU
FAN
VERİ
YOLLARINNA
(BUS) UYGUN
PİN YERLEŞİMİ
EKRAN KARTI TARİHÇESİ
• Video kartlarının tarihçesi yazıcıların
yerini monitörlerin almaya başladığı
1960'lı yıllara dayanır. İlk IBM PC video
kartı ilk IBM bilgisayarının
geliştirilmesiyle 1981 yılında
üretilmiştir.
• Bu kart MDA (Monochrome Display
Adapter- tek renkli görüntü adaptörü)
cinsiydi ve sadece yazı
gösterebiliyordu. Adından da
anlaşılacağı üzere tek renk
gösterebildiğinden grafikler için uygun
değildi.
• MDA’ dan sonra CGA (1981),
HGC(1982),MCGA(1987),VGA(1987)
gibi birçok ekran kartı birbirini izleyen
yıllarda piyasaya çıkmış ve MDA'yı hem
renk hem de hafıza açısından
geliştirmiştir.
• Bildiğimiz anlamda en yeni ve
teknolojik kartların temelini ATI ve
CREATIVE firmaları atmıştır. Ekran
kartlarına bir de 3 boyutlu görünüm
özelliği eklemişlerdir.
• Bu temeller üzerine Nvidia tarafından
Tnt, Voodooo gibi gelişmiş özellikteki
kartlar piyasaya sürülmüştür.
• Ekran kartı ile işlemcinin iletişimini
sağlayan veri yolu PCI, bu kadar hızlı
veri alış-verişini destekleyemeyince,
Intel, AGP'yi (accelerated graphics
port) geliştirmiş ve darboğazı aşmıştır.
• 1999'dan 2002'ye kadar ekran kartı
piyasasını GeForce serisi ile Nvidia
elinde tutmuştur. GeForce ile 32 MB’lık
ekran kartı hafızası 128 Mb’e kadar
çıkmıştır.
• 2006'da yılından itibaren ekran
kartı devleri GeForce serisi ile
Nvidia ve Radeon serisi ile ATI
firmaları olmuştur.
• En son teknolojik ürün ise, yüksek
performansı ve büyük hafızası ile
Quantum Extended Graphics Array
(QXGA) ekran kartıdır.
• Bu kart 2040x1536 pikselde
milyonlarca rengi
gösterebilmektedir.
EKRAN KARTI ÇEŞİTLERİ
• FİZİKSEL YAPISINA GÖRE ;
- Anakart üzerinde entegre olan
(onboard) ekran kartı
- Anakartın genişleme yuvasına takılı
olan ekran kartı
• VERİ YOLU STANDARDINA GÖRE;
ISA:
ISA
• Bu en eski PC kartı arabirimini
sadece referans olması açısından
yazıya dahil ettik. Bu standardı
kullanan ekran kartları çok uzun
zaman önce piyasayı terk ettiler.
• Hatta günümüzde ISA yuvası olan
yeni bir anakart satın almanız bile
mümkün değildir.
•
EISA (Extended ISA - Uzatılmış
ISA) kartlar daha yüksek veriyolu
sunabilen (32 bit) anakartlar için
tasarlanmışlardır ve genellikle
veriyolu iyileştirmesi (bus
mastering) özelliğini desteklerler.
• PCI
• PCI'nın açılımı Pheripheral
Components Interconnect'dir
(Çevresel Bileşen Arabağlantısı). 32
bit genişliğe ve 33 MHz aktarım
hızına sahiptir ve teorik olarak
saniyede 133 MB veri aktarımı
yapabilir.
• PCI arayüzü daha fazla veriyolu hızı
sağlayarak, ISA ve türevlerinin (VL Vesa Local Bus) 1990'ların
ortalarında piyasadan kalkmasını
sağlamıştır.
• PCI şu anda pek çok bilgisayar
bileşeninin standart bağlantı ara
yüzüdür ancak gelişmiş ekran kartları
AGP'ye (ve oradan PCI Express'e)
geçerek PCI ara yüzünü çoktan bir
kenara itmişlerdir.
AGP:
• AGP, özellikle ekran kartları için
tasarlanmış yüksek hızlı bir ara yüz.
Temel olarak PCI rev. 2.1 ara yüzünü
kullanır. Ancak PCI'nın paylaşılan veri
yolunun tersine AGP tek bir aygıta
ayrılmış veri yoluna sahiptir.
• Bu özelliği sayesinde AGP, PCI'ya göre
pek çok artı sağlar; sistem belleğine
doğrudan yazma, verinin
hazırlanmasında ve aktarımında
basitleştirme ve yüksek saat hızları
gibi.
• AGP ara yüzü yeni ana kartlarda PCI
Express tarafından ortadan
kaldırılmıştır ancak AGP 8x (hatta AGP
4x de) gelişmiş ekran kartları için
yeterli hız sunmaya devam ediyorlar.
PCI Express:
• ISA, PCI ve AGP'nin tersine PCI Express
seri arayüze sahip bir sistemdir. Bu
sayede çok az bağlantı ile çalışabilir.
• Paralel veri yollarından farklı olarak
toplam veri yolu bütün aygıtlar için
geçerlidir, örneğin PCI kartlar veri
yolunu paylaşırlar.
• PCI Express, gerekli olan veri yolunu
sağlamak için ne kadar bağlantı (veya
hat - lane) gerekiyorsa uç uca ekleme
mantığıyla çalışır.
• PCI Express x1 yuvası kısa ve
küçüktür ve her iki yöne de 250
MB/s bağlantı hızı sunarlar.
• PCI Express x16 (16 bağlantı) toplamda
8 GB/s aktarım hızı sunar, 4 GB/s
yukarı ve 4 GB/s aşağı. Daha düşük
yuva seçenekleri (x8, x4, x1) ekran
kartları için kullanılmazlar.
EKRAN KARTI ÜNİTELERİ
• GPU(Graphics processing unit):
Bilgisayar işlemcisine benzer bir yapısı
vardır. Üzerinde matematiksel
işlemleri gerçekleştirmek için bir ALU
ve bunu dışında grafik işlemeye
yönelik özel bölümler bulunmaktadır.
• GPU yu CPU dan ayıran en temel
özellik ise grafik işlemeye yönelik
güçlendirilmiş bir işlemci olmasıdır.
Grafik konusunda çok güçlü bir etkiye
sahip olup bilgisayar işlemcisinden
genel itibariyle çok daha fazla
transistör sayısına sahiptir.
• Günümüzde ekran kartları için GPU
üreten iki büyük firma
bulunmaktadır. Nvidia ve Ati
aralarındaki sürekli rekabetten
dolayı her geçen gün GPU
mimarilerini güçlendirmekte ve
kapasitelerini arttırmaktadır.
Aşağıdaki resimde örnek Nvidia g92 ve
ATİ r600 çekirdekleri gözükmektedir.
• Mobile PCI Express Module - MXM :
Yeni nesil ekran kartlarının artık
bir çoğu pci express x16 port
teknolojisine göre üretilmektedir.
• 4000/8000MB/saniye veri transferine
olanak sağlayan bu iletişim teknolojisi
ile kartların daha uyumlu çalışması ise
chip üreticileri kart üstüne donanımsal
pci express uyumlandırıcı entegrelerini
koymaktadırlar.
• Bu yöntemle iletişim protokolü için
daha uyumlu ve daha hızlı kartlar
üretilebilmektedir.
• Aşağıdaki resimde Nvidia MXM entegre
modülü gözükmektedir.
• Video Memory - Bellek:
Yazının başlangıcında da açıkladığımız
gibi ekran kartı işlemcileri, grafik
işlemlerini çok daha hızlı yapmak ve
kablo sorunundan kurtulmak için
gerekli olan ram bellekleri kart üstüne
işlemcinin çevresine takmaktadırlar.
• Mesafe yakınlığı ve yer avantajlarından
dolayı fiziksel olarak ta bu işlem çok
büyük avantaj sağlamaktadır. Ayrıca
gpu ile bellekler arasındaki binlerce
bağlantı bu kısa mesafede gerçekleştiği
için hız konusunda da inanılmaz
avantajlar oluşmaktadır.
Aşağıdaki resimde GPU ve çevresinde
video bellekler gözükmektedir.
• Video Bios: Anakart bios yapısına
sahip bir biosta ekran kartı
üzerinde bulunmaktadır.
• Ekran kartı biosu ile bilgisayar
çalıştırıldıktan sonra ekran kartı
başlarken üzerinde uygulanması
gereken ayarlar (frekans, gerilim)
buradan okunarak düzenlenir.
• Ekran kartı bios ayarları ile kartın
performansı arttırılabilir yani
anakartta işlemci üzerinde yapılan
overclock çalışması burada ekran kartı
işlemcisi - gpu üzerinde
yapılabilmektedir.
RAMDAC:
• Grafik işlemcisinde işlenen ve video
belleğine aktarılan bilgiler bu
şekilde monitöre gönderilemez
çünkü bu sinyaller dijitaldir.
• Bu dijital görüntü sinyallerinin bir
şekilde monitörlerin kabul
edebileceği analog RGB sinyallere
dönüştürülmesi gereklidir.
• Bu görevi grafik kartındaki RAMDAC
ünitesi üstlenir. RAMDAC, frame buffer’
dan aldığı bilgileri analog verilere
dönüştürür ve klasik CRT (Cathode Ray
Tube) monitörlerin anlayabileceği hale
getirir.
• DVI (Digital Visual Interface) destekli
monitörler için bu dijital/analog
çevrimine gerek yoktur. Çünkü bu
cihazlar yapıları gereği zaten
dijitaldirler.
• Bu yüzden çevrim sırasında ortaya
çıkan bir miktar görüntü kalitesi
kaybı bu monitörlerde görülmez.
• Giriş Çıkış Üniteleri:
Ekran kartının verileri işledikten sonra
görüntü birimi olan monitörlere gerekli
bilgiyi göndermesi için kullanılan çıkış
birimleri (DVI, VGA, SVGA) portları
bulunmaktadır.
• Bunların dışında bilgisayarı normal
televizyona bağlamak için kullanılan
S-Video (tv out) çıkışıda
bulunmaktadır.
• DVI ÇIKIŞLAR:
• DVI çıkış, LCD ekranların standart
sayısal çıkış arabirimidir (ucuz
modellerin dışında). Eğer 2004 yılından
daha eski olmayan bir ekrana
sahipseniz DVI çıkışının olma ihtimali
çok yüksektir.
• Pek çok ekran kartı üreticisi
modellerinin yanına DVI ekranınız
olmaması durumunda kullanmanız için
DVI-VGA dönüştürücü eklemeyi
unutmuyor. Yüksek seviye ekran
kartlarının hepsi iki adet DVI çıkışı
sunuyor.
• VGA Çıkışlar (D-Sub)
Analog ekran çıkışı 15 adet iğnesi
ve mavi rengiyle tanınabilir.
• Eğer VGA'yı bir çeşit çözünürlük olarak
alırsanız açılımı "video grafik dizisi"
(video graphics array) olarak
düşünülebilir ancak ekran kartı
sektöründe VGA "video graphic
adaptörü" (video graphics adapter)
olarak karşımıza çıkıyor.
• Bu çıkışa uyan bağlantıya D-Sub 15
denir ve ürünün kalitesine göre
değişebilen analog ekran sinyalini
iletir.
• D-Sub VGA çıkışları neredeyse bütün
CRT ekranlara bağlanabilirler. Ayrıca
pek çok sayısal gösterim aleti ve hatta
bazı HDTV'ler bu arayüzü destekler
ancak biz resim kalitesinin sağlanması
açısından sayısal seçeneği varken bu
arayüzü kullanmanızı tavsiye
etmiyoruz.
EKRAN KARININ ÇALIŞMASI
• Bilgisayarın işlemcisi tarafından işlenen
veriler anakart ile ekran kartının
görüntü belleğine aktarılır. Görüntü
işlemcisi görüntü belleğindeki verileri
işler ve görüntü hesaplamalarını
yaptıktan sonra görüntü belleğine
gönderir.
• Bu veriler buradan RAMDAC
birimine gider. Görüntü
belleğindeki bilgiler RAMDAC'e
aktarıldıktan sonra bu bellek
boşalır. Boşalan belleğe görüntü
işlemci tekrar veri iletir.
• RAMDAC bu dijital verileri monitörde
görüntülenecek analog sinyallere
dönüştürüp ekran kartının çıkışına
gönderir. Bu işlemler sırasında Video
BIOS'da ekran kartının veri akışını
kontrol eder ve düzenler.
EKRAN KARTININ ÖZELLİKLERİ
• Çözünürlük:
Görüntü üzerinde her rengi
oluşturmak için kontrol edilebilecek
noktaya piksel denir. Çözünürlük ise
ekranda görünen piksel sayısıdır.
• Çözünürlük 800x 600 ise yatayda 800,
düşeyde 600 piksel olduğunu gösterir.
Çözünürlük artarsa görüntü kalitesi de
artar.
• Çözünürlük değeri ne olursa olsun
nesneleri piksel değeri değişmez.
Çözünürlük artırılırsa belleğe olan
ihtiyaç artmaktadır.
• Renk Derinliği:
Renk derinliği bir pikselin alacağı renk
miktarıdır. Renk derinliği artarsa her
pikselin alabileceği renk sayısı da artar.
Piksellerin renk çeşitliliğinin artması
görüntünün gerçeğe yakın olmasını
sağlar.
• Piksellerdeki renkler kırmızı, yeşil
mavi (RGB) renklerinin
karışımından oluşur. Renk derinliği
arttıkça piksellerdeki veri miktarı
da artar.
• Ekran Kartı Tazelenme Hızı :
Bir ekran kartında, ekran kartı
belleğinin (video belleği) içeriğini
okumaktan sorumlu aygıt RAMDAC'tir. R
RAMDAC bir dijital analog çeviricidir.
• Bellekteki sayısal verileri (1 ve 0‘ lar
dan oluşan veriler) okuyup monitörün
görüntüleyebileceği analog video
sinyallerine dönüştürür.
• RAMDAC'in veriyi dönüştürmesi ve
aktarması tazeleme hızını
belirlemektedir. Bir ekran kartının
tazelenme hızı, RAMDAC'in görüntü
sinyallerini saniyede kaç kere monitöre
göndereceğini belirlemektedir
• Bu aynı zamanda monitörün de
tazelenme hızıdır. Tazeleme hızı
düşük olursa görüntüde titreşime
neden olur. Ekran kartı tazelenme
hız birimi Hz (hertz)
• Interlacing:
Yüksek çözünürlükte görüntü
sağlamak için geliştirilmiş bir
tekniktir. Her tazeleme sırasında
ekranın sadece yarısı tazelenir.
• Önce tek numaralı sonra çift
numaralı satırlar tazelenerek
yüksek çözünürlük hızı sağlanır. Bu
tekniği kullanan monitörlerde
animasyonların görüntülemesi
sırasında sorun çıkmaktadır.
• Görüntü Arayüzü:
Görüntü arayüzü ekran kartının
çözünürlük ve renk derinliğini
belirler. Görüntü arayüzü ekran
kartının görüntü kalitesi
etkilemektedir.
RAM BELLEK
• (Random Acsess Memory):
Rastgele Erişimli Bellek....
• Veriyi geçici bir süre üzerinde
bulunduran elemandır.
Elektronikte kullanılan ve
üzerinde geçici olarak ver tutulan
flip-floplar kullanılır.
• Bir RAM modülü üzerinde
milyonlarca flip-flop bulunur.
Ram bellek üzerine veriler 0 ve
1’ler halinde yazılır. Bilgisayar
kapandığında Ram üzerindeki
veriler silinir. Yani Ram bilgilerin
kayıt edilmeden önceki halini
muhafaza eder.
•
Siz Word programını açıp bir
şeyler yazdığınızda bu veriler
harddiske kaydedilene kadar
bellekte tutulur. Ekranda görünen
her şey o anda bellekte de
bulunmaktadır.
• Windows işletim sistemi ilk
çalıştığında belleğin bir
bölümünü kendi için kullanır aynı
şey diğer tüm uygulamalar içinde
geçerlidir.
RAM Nasıl Çalışır?
• 1- DRAM üzerindeki her modül
üzerinde verileri kısa süreli olarak
tutan kapasitörler bulunmaktadır.
Bu veri RAM'in tutabileceği bir
bitlik 1 ve 0 değerleridir.
• Eğer kapasitörler yarımdan fazla
şekilde şarj edilmişse 1, yarım
veya daha az bir şekilde şarj
edilirse 0 değerini alır.
• Kapasitörler kuşkusuz üzerindeki
şarjı çok çabuk kaybederler.
Dolayısıyla bu şarj kaybından
sonra bilgi kaybı olur. Bundan
dolayı DRAM'ler de yenileyici
devre dediğimiz yapılardan
bulunur.
•
2- SRAM 'de ise her modülün
yapısında ise 2-4 transistör
bulunur ve bir bitlik 0 ve 1
değerlerini tutar.
• İşlemci bir bilgi işlediği zaman, bu
bilgiye daha sonra kolayca erişmek
için onu RAM'e saklar. Bu iş
yapılacağı zaman işlemci - Sistem
veriyolu - Ram modülüne giden
yolu izleyen "yazma" sinyalini
gönderir. RAM bu bilgiyi belli bir
adreste saklar. Bu adres ileride
gelecek olan bilgi istemleri için
gereklidir.
Fiziksel Olarak
Ram bellek türleri
üçe ayrılırlar...
• Bunlar 30, 72 ve 168 pinliktir.
• Bağlantı şekli açısından 3 tiptir...
• 1SIPP modül Ram’ler :
8086 ve 8088 işlemcilerde
kullanılır. Bu Ram’ler upgrade
edilemezler. Çünkü Anakart’a
monte şekildedirler. 286’ların ilk
modellerinde kullanılırlar.
• 2- SIMM modül Ram’ler : 30 ve
70 pinlik Ram modülleridir.
Günümüzde pek kullanılmazlar.
Kapasiteleri değiştirilebilir.
SRAM, DRAM VE EDO-RAM bu tür
Ram’lere birer örnektir
• 3-DIMM modül Ram’ler : 168
pinlik Ram çeşididir. Günümüzde
sıkça kullanılan SDRAM ‘ler bu
türdendir. Upgrade edilebilirler.
Anakartın izin verdiği ölçüde bol
bol takıp kullanabilirsiniz.
Günümüzde yaygın olarak
kullanılan Ram çeşitleri:
• * SDRAM : Günümüzde en çok
kullanılan ve bir o kadar da ucuz
bellek türüdür. 66, 100 ve 133
mhz sistem hızlarını desteklerler.
32-64-256-512 mb’lık modüller
halinde satılırlar.
• * RDRAM : Yeni kullanılmaya
başlayan bu Ram çeşidi sadece
Intel firmasının ürettiği Pentium
4 işlemcilerde kullanılır ve saat
hızı 800mhz'dir...
• Bu Ram’lerin saat hızları
800mhz’dir buna göre Pentium 4
işlemcisinin saat hızı da 800
mhz’dir. Ama bu Ram’leri kullanmak
ve bilgisayarınızı Pentium 4 yapmak
isterseniz. İşlemci, Ram ve Anakart
terfisi yapacaksınız demektir. Bunun
içi en az 800$ civarında bir parayı
gözden çıkarmanız gerekir...
Günümüzde iki farklı RAM
çeşidi bulunmaktadır.
• SRAM ( Static RAM )
• DRAM ( Dynamic RAM )
SRAM ( Static RAM )
• Statik RAM çok pahalı, çok hızlı bir
RAM çeşididir. Günümüzde
işlemcilerin Tampon Belleği Statik
Ram'dir. Örneğin Coppermine
işlemcilerde Statik RAM olan
256Kb Full-Speed L2 Cache
bulunur. SRAM, DRAM'e göre çok
daha pahalıdır ve işlemcilerde az
miktarda kullanılmasının sebebi
budur.
DRAM ( Dynamic RAM )
• Dinamik RAM çok daha alışık
olduğumuz bir kavram. DRAM
günümüzde sisteminizin ana
belleğini oluşturmak için
kullanılan çeşididir. DRAM,
SRAM'dan çok daha yavaştır ve
daha ucuzdur.
• RAM üzerindeki bilgiler, genel
bütünlüğü sağlaması açısından
sürekli yenilenmelidir. Akis
takdirde bilgiler kaybolur. DRAM
üzerindeki bilgiler uyarılma
süreci içderisinde 1 veya 0 olarak
okunur. Eğer DRAM sürekli
uyarılmazsa bu bilgiler kaybolur.
DRAM
• Bir bilgisayarın özelliklerinde, ne
kadar belleğe sahip olduğunu
görürsünüz. Şu anda günümüzde
yeni bir optimum bilgisayar için
önerilen DRAM miktarı 128
MB'dır ( MegaByte ). Daha düşük
bazlı sistemlerde ise bu miktar
64 ve 32MB gibi rakamlara
düşüyor.
• Eğer bir bilgisayar almayı
planlıyorsanız ve günümüzün
standart program ve oyunlarını
çalıştırmak istiyorsanız 128 MB
bellek tercihinizi olmalıdır.
• Daha fazla RAM, aynı anda
çalışmasına bir çok programın
daha hızlı çalışması demektir.
Günümüzde Multi-Tasking
özelliğine sahip işletim sistemleri
kullanılıyor. Yani; bir yandan
internette gezerken diğer yandan
yazı yazıp, müzik
dinleyebiliyorsunuz.
DRAM - Çeşitleri
Nelerdir?
• DRAM gayet basit bir şekilde
çalışır. Günümüzde değişik
standartlarda bulunmaktadırlar.
Bu farklı DRAM tiplerinin
özellikleri, yani ; hızı, erişim
süresi ve çalıştırma prosedürü
gibi özellikleri farklılık gösterir.
Günümüzün en popüler RAM
teknolojisi kuşkusuz SD-RAM'dir.
SDRAM ( Senkronize
DRAM )
• Günümüzün en çok kullanılan
DRAM tipidir. Adından da
anlaşılacağı üzere senkronize,
yani sistem veriyolu hızı ile aynı
hızda çalışan demektir.
DRDRAM ( Direct Rambus
DRAM )
• INTEL'in yardımı ile hayata
geçirilmiş olan bu bellek
teknolojisi piyasaya ilk çıktığında
( Çıkalı çok olmalı ) çok uçuk
fiyatlarla satılıyordu. Halen de
öyle. aynı miktardaki SDRAM den
kat kat daha pahalı.
• RDRAM'in yenilikçi bellek
teknolojisi taşımaktadır. 16 bit
geniş bir veri yolu hızı sunan
Direct Rambus Kanalı bellek
hızının 400 Mhz'e kadar
çıkmasına olanak tanıyor.