Как производятся видеокарты nvidia

Обновлено: 04.07.2024

Изображения, которые вы видите на мониторе своего компьютера, состоят из крошечных точек, называемых пикселями. При наиболее распространенных настройках разрешения на экране отображается более 2 миллионов пикселей, и компьютер должен решить, что делать с каждым из них, чтобы создать изображение. Для этого ему нужен транслятор — что-то, что берет двоичные данные из процессора и превращает их в изображение, которое вы можете видеть. Этот транслятор известен как графический процессор или GPU.

Большинство потребительских ноутбуков и настольных компьютеров начального уровня теперь оснащены дополнительным графическим процессором, встроенным в основной процессор, который называется интегрированной графикой. Однако машины профессионального уровня или нестандартные машины часто также имеют место для выделенной видеокарты. Преимущество графической карты заключается в том, что она обычно может отображать более сложные изображения намного быстрее, чем встроенный чип.

Работа видеокарты сложна, но ее принципы и компоненты легко понять. В этой статье мы рассмотрим основные части видеокарты и то, что они делают. Мы также рассмотрим факторы, которые вместе создают быструю и эффективную видеокарту.

Подумайте о компьютере как о компании с собственным художественным отделом. Когда люди в компании хотят произведение искусства, они отправляют запрос в художественный отдел. Художественный отдел решает, как создать изображение, а затем переносит его на бумагу. Конечным результатом является то, что чья-то идея становится реальным изображением, которое можно увидеть.

Графическая карта работает по тому же принципу. Центральный процессор, работая совместно с программными приложениями, отправляет информацию об изображении на графическую карту. Видеокарта решает, как использовать пиксели на экране для создания изображения. Затем он отправляет эту информацию на монитор по кабелю.

Создание изображения из двоичных данных — сложный процесс. Чтобы создать трехмерное изображение, графическая карта сначала создает каркас из прямых линий. Затем он растрирует изображение (заполняет оставшиеся пиксели). Он также добавляет освещение, текстуру и цвет. Для динамичных игр компьютер должен проходить этот процесс от 60 до 120 раз в секунду. Без видеокарты для выполнения необходимых вычислений нагрузка на компьютер была бы слишком велика.

Видеокарта выполняет эту задачу, используя четыре основных компонента:

• Подключение материнской платы для передачи данных и питания.
• Графический процессор (GPU), решающий, что делать с каждым пикселем на экране.
• Видеопамять (VRAM) для хранения информации о каждом пикселе и временного хранения завершенных изображений.
• Подключение к монитору, чтобы вы могли видеть конечный результат.

Далее мы более подробно рассмотрим процессор и память.

Графический процессор — это электронная схема, которую ваш компьютер использует для ускорения процесса создания и рендеринга компьютерной графики. ЧАЛЕРМПХОН СРИСАНГ/Shutterstock

Как и материнская плата, видеокарта представляет собой печатную плату, на которой размещены процессор и видеопамять. Он также имеет микросхему системы ввода/вывода (BIOS), которая сохраняет настройки карты и выполняет диагностику памяти, ввода и вывода при запуске.

Процессор видеокарты, называемый графическим процессором (GPU), аналогичен процессору компьютера. Однако GPU разработан специально для выполнения сложных математических и геометрических вычислений, необходимых для рендеринга графики. Некоторые из самых быстрых графических процессоров имеют больше транзисторов, чем средний ЦП.

Графический процессор выделяет много тепла, поэтому его обычно размещают под радиатором или вентилятором. Интегрированные чипы немного отличаются тем, что у них нет собственной видеопамяти, и они должны использовать тот же запас ОЗУ, что и ЦП. Это различие может привести к нехватке памяти в вашей системе во время игры со встроенным графическим процессором.

Помимо своей вычислительной мощности, графический процессор использует специальное программирование, помогающее анализировать и использовать данные. AMD и nVidia производят подавляющее большинство графических процессоров на рынке, и обе компании разработали собственные усовершенствования для повышения производительности графических процессоров. Современные видеопроцессоры могут обеспечить:

• Сглаживание всей сцены (FSAA), которое сглаживает края трехмерных объектов.
• Анизотропная фильтрация (AF), которая делает изображения более четкими.
• Физика в реальном времени и эффекты частиц
• Многоэкранные дисплеи
• Видео с высокой частотой кадров
• Видео сверхвысокой четкости с миллионами пикселей.
• Вычисления с ускорением GPU

Каждая компания также разработала специальные методы, помогающие графическому процессору применять цвета, тени, текстуры и узоры.

Поскольку графический процессор создает изображения, ему нужно где-то хранить информацию и готовые изображения. Для этого он использует оперативную память карты, сохраняя данные о каждом пикселе, его цвете и расположении на экране. Часть видеопамяти также может выступать в качестве буфера кадров, что означает, что она хранит завершенные изображения до тех пор, пока не придет время их отображать.Как правило, видеопамять работает на очень высоких скоростях и является двухпортовой, что означает, что система может считывать из нее и записывать в нее одновременно.

Современные видеокарты подключаются к слоту расширения PCIe x16. Компьютеры малого форм-фактора со встроенной графикой, такие как ноутбуки и мини-настольные компьютеры, могут не иметь такого слота. Однако видеокарты по-прежнему можно подключать с помощью дорогостоящего обходного устройства, называемого внешним графическим процессором.

Графические карты прошли долгий путь с тех пор, как IBM представила первую из них в 1981 году. Эта карта, получившая название адаптера монохромного дисплея (MDA), обеспечивала отображение только текста зеленого или белого текста на черном экране. Теперь и видеокарты, и встроенные чипы могут легко передавать сигнал HD (1920 x 1080 пикселей) через кабель HDMI или DisplayPort. Автономные карты часто воспроизводят видео в формате Ultra HD 4K (3840 x 2160), а на графических процессорах с более высокими характеристиками доступно еще более высокое разрешение.

Видеокарты очень, очень сложны. Графический процессор Titan X содержит 8,1 миллиарда транзисторов, каждый из которых имеет толщину буквально в два десятка атомов кремния. Два десятка атомов шириной! Просто позвольте этому погрузиться на мгновение. Неудивительно, что путь кремния от чертежной доски на фабрику и до вашего порога столь же сложен и столь же захватывающий.

Это одна из самых передовых и технически сложных отраслей в мире. И один из самых дорогих. Аналитики указывают, что AMD уже потратила более 150 миллионов долларов на разработку своей графической архитектуры следующего поколения. Мы собираемся дать вам быстрый взгляд на то, как работает отрасль. Так делаются видеокарты. Это может показаться немного техническим, но это круто, верно?

Такие компании, как Nvidia и AMD, называют «производителями без фабрик». Дело не в том, что они OMG FABULOUS (извините, не удержался). Это означает, что они занимаются аспектами дизайна графических процессоров — они определяют спецификацию и дизайн конкретного графического процессора, чрезвычайно сложный вариант. из «это идет сюда; что идет туда». AMD и Nvidia фактически занимаются созданием диаграмм, подобных приведенной ниже:

Фактическое производство их графических процессоров передано на аутсорсинг гигантским литейным заводам TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company). Это в целом похоже на отношения, которые Apple и Foxconn разделяют, когда речь идет о производстве iPhone (за исключением того, что TSMC сама производит SoC A8 для iPhone 6 и 6 Plus). Еще в Руководстве по предварительному разгону мы говорили о биннинге. Короче говоря, капризы производственного процесса графического процессора означают, что не все графические процессоры одинаковы.

Части с более высокими бинами часто могут работать на гораздо более высоких тактовых частотах, чем части с более низкими бинами. Эталонная спецификация настроена таким образом, чтобы гарантировать, что наименьший общий знаменатель (т. Третьи стороны часто имеют приоритет в отношении частей с более высокими бинами. Взяв лучшее из лучших произведенных графических процессоров, третьи стороны, такие как Asus, могут устанавливать высокий разгон на графических процессорах с более высоким бинарным интервалом для создания таких карт, как Strix 970, которые работают на десять процентов (или даже больше) быстрее, чем эталонные 970-е. Естественно, таких «наилучших» графических процессоров в каждой конкретной партии немного, поэтому сторонние поставщики часто взимают существенную надбавку к эталонной цене.

Для нас здесь важно то, что биннинг подразумевает, что многие графические процессоры в конечном итоге не проходят отбор. Из-за того, насколько сложен процесс производства графического процессора, вы, как правило, получаете очень большое количество бракованных изделий. В некоторых случаях, как в случае с картами Fermi первого поколения — серией GTX 400 — производительность была ниже 50 процентов. Если на каждый производимый вами GPU приходится еще один, который оказывается непригодным для использования, ваши затраты, очевидно, будут высокими.

Однако не все эти «неудачники» полностью непригодны для использования. Некоторые из них не так дефектны, как другие, и если вы отключите некоторые из ненужных битов, у вас на руках будет пригодная для использования карта, хотя она не будет работать так же, как «полностью включенная» часть. Вот как мы работаем с такими картами, как GTX 970. 970 начала свою жизнь как кусок кремния 980, который не был непригоден для использования, но не мог полностью соответствовать требованиям 980. В этих случаях AMD и Nvidia все еще могут использовать чипсет. кремния, и потребители выигрывают, потому что эти «урезанные» карты, как правило, предлагают действительно хорошую производительность по гораздо более низкой цене.

Со временем производительность графического процессора увеличивается.Как и в случае с любым другим производителем, чем больше TSMC работает над созданием конкретного графического процессора, тем больше они могут оптимизировать и усовершенствовать свой собственный процесс. Возьмем, к примеру, серию Radeon 2xx. Графические процессоры, основанные на графической архитектуре GCN (Graphics Compute Next), которая лежит в основе всех современных графических процессоров AMD, начиная с серии HD 7000, производятся с 2012 года. У TSMC было более 3 лет, чтобы сгладить недостатки в их процессе. .

Естественно, это означает, что производительность одного и того же графического процессора сегодня будет значительно выше, чем у этого графического процессора несколько лет назад. Это означает, что AMD должна тратить меньше на GPU, что в конечном итоге означает, что они могут предоставить вам точно такой же продукт по более низкой цене, не теряя при этом своей прибыли. Почти все серии карт 2xx и 3xx существуют, потому что более высокая доходность позволила AMD снизить цены и повторно представить свои бывшие флагманы в качестве продуктов среднего уровня.

После того, как производственный процесс завершен (и производство окупилось), AMD и Nvidia получают большие запасы ядер графических процессоров без системы охлаждения и т. д. Некоторые из них превращаются в эталонные карты и продаются напрямую — эталон 980 Tis. например. Тем не менее, большинство из них покупаются оптом третьими сторонами, такими как Asus, MSI и Galax, которые добавляют другие функциональные компоненты, такие как система охлаждения. Затем эти третьи лица настраивают карты, часто разгоняя определенные варианты, чтобы они работали лучше, чем эталонный дизайн. Наконец, они упаковываются и попадают на полку (или на флипкарту… в тележку) рядом с вами. Остальное уже история.

Вот как делаются видеокарты. Есть вопросы по процессу? Не стесняйтесь задавать вопросы в комментариях ниже.

Эта статья изначально была опубликована на IGN India.

Список видеокарт Nvidia в порядке производительности — это то, что я постоянно ищу сам.

Вот почему я собрал для вас эту страницу с самыми последними и некоторыми более старыми, но все еще широко используемыми графическими картами Nvidia в списке, который вы можете отсортировать по своему вкусу.

Список видеокарт Nvidia в порядке производительности

< td >567< td >1,05< td >333< td >112< td >0,61< td >140< th >Оценка визуализации

Приведенный выше сравнительный список графических процессоров Nvidia включает графические процессоры серий Nvidia GTX и RTX. Вы можете ранжировать их, отсортировав список по своему вкусу.

Вы можете использовать все видеокарты Nvidia для самых разных рабочих нагрузок, таких как игры, рендеринг и 3D-моделирование. Однако если вам нужны ядра RayTracing для работы или игр, вам придется купить графический процессор RTX.

Объем видеопамяти или видеопамяти во многом зависит от типа выполняемых вами рабочих нагрузок. Обязательно ознакомьтесь с нашим руководством по VRAM, чтобы узнать, сколько вам потребуется.

Лучшая видеокарта Nvidia за свои деньги

В настоящее время лучшим графическим процессором Nvidia по соотношению цены и качества является Nvidia RTX 3060. Он стоит менее 350 долл. США и занимает первое место в списке. Построенная на 8-нм техпроцессе, RTX 3060 оснащена колоссальными 12 ГБ видеопамяти GDDR6 с тактовой частотой 1875 МГц и пропускной способностью 360 ГБ/с.

При энергопотреблении 170 Вт TDP чип работает на частоте 1 320 МГц и может повышаться примерно до 1 777 МГц, в зависимости от варианта видеокарты, на которую вы смотрите.

Некоторые бренды, такие как Gigabyte, с его вариантом 3060 Gaming OC, немного разгоняют графический процессор, чтобы повысить производительность.

Убедитесь, что вы приобрели его по рекомендованной производителем розничной цене 329 долл. США или близкой к ней. Цены на многие графические процессоры сейчас завышены, и для вас может иметь смысл подождать, пока цены вернутся к норме.

Лучшая видеокарта Nvidia до 500$

Недавно выпущенная Nvidia RTX 3070 занимает промежуточное положение между RTX 2080 Super и RTX 2080 Ti. Однако производительность RTX 3070 говорит о другом, поскольку она намного ближе и во многих тестах на одном уровне с RTX 2080 Ti по значительно более низкой цене.

При цене менее 500 долларов США RTX 3070 оснащена 8 ГБ видеопамяти GDDR6 с тактовой частотой 1750 МГц и пропускной способностью 448 ГБ/с.

RTX 3070 производится по 8-нанометровому технологическому процессу, а его чип работает на базовой частоте 1 500 МГц и тактовой частоте 1 725 МГц. Существует множество доступных партнерских карт с различными разгонами и кулерами на ваш выбор.

RTX 3070 поставляется с 5888 шейдерными блоками (ядрами CUDA) и рассчитан на 220 Вт TDP.

Лучшая видеокарта Nvidia до 400$

Хотя Nvidia RTX 3060 превзошла своего старшего брата Nvidia RTX 3060 Ti с точки зрения производительности на доллар, RTX 3060 Ti по-прежнему является отличной покупкой для тех, кому нужна дополнительная производительность по сравнению с RTX 3060.

Nvidia RTX 3060 Ti входит в число двух лучших недорогих графических процессоров с серьезной производительностью в играх и рендеринге.

Он тоже построен на 8-нанометровом техпроцессе, но, как ни странно, имеет 8 ГБ видеопамяти — на 4 ГБ меньше, чем у более слабой RTX 3060.

Nvidia RTX 3060 Ti имеет 4864 ядра CUDA и чип с тактовой частотой 1410 МГц (базовая) и до 1 750 МГц (Boost). Большинство вариантов RTX 3060 Ti имеют номинальную TDP 200 Вт, а это означает, что вам следует убедиться, что ваш блок питания достаточно мощный, если вы переходите с графического процессора предыдущего поколения, который потреблял меньше энергии.

Лучшая видеокарта Nvidia до 200$

Отличная видеокарта Nvidia есть в любой ценовой категории, и цена менее 200 долл. США ничем не отличается. В этой ценовой категории явным победителем является Nvidia GTX 1650, обеспечивающая превосходную производительность как в играх, так и в рендеринге при ограниченном бюджете.

GTX 1650 оснащена 4 ГБ видеопамяти GDDR5 с тактовой частотой 2 ГГц, шиной 128 бит и пропускной способностью 128 ГБ/с. Мощность этой карты составляет всего 75 Вт, поэтому она работает очень тихо, остается приятной и прохладной.

896 ядер CUDA значительно повышают производительность игр и рендеринга, а чип с тактовой частотой 1 485 МГц (базовая) и 1 860 МГц (Boost) обеспечит бесперебойную работу при ограниченном бюджете.

Список контрольных показателей эффективности

Показатели эффективности, которые вы видите в списке, охватывают разные области:

Видеокарты Nvidia имеют множество технических функций, таких как шейдеры, ядра CUDA, объем и скорость памяти, скорость ядра, возможность разгона и многие другие.

Список можно продолжить, но я хочу дать вам краткий и простой обзор видеокарт Nvidia в порядке производительности в двух наиболее популярных вариантах использования на этом сайте.

Визуализация и игры.

Я взял среднее значение производительности популярных в настоящее время игровых тестов, таких как Futuremark, и присвоил баллы в зависимости от оценки теста.

Чтобы найти наиболее эффективные видеокарты Nvidia для рендеринга, я взял среднее значение трех самых популярных движков рендеринга на GPU: Redshift, Octane и Vray-RT и присвоил баллы в зависимости от производительности.

В конечном итоге из этого списка вы получите сравнение видеокарт Nvidia.

Вкратце: большинство потребителей не обращают внимания на колоссальные усилия, затрачиваемые на производство оборудования. Роботы и люди должны работать в полной гармонии, чтобы выполнять работу вовремя и свести к минимуму ошибки. Если вы никогда не видели производственную линию в действии, это очень увлекательно.

Легко пресытиться, когда хобби становится средством к существованию. Вы просто ожидаете, что следующая лучшая вещь появится, не задумываясь и не оценивая то, что входит в процесс исследований и разработок и производства.

Вот где я нахожусь с компьютерным оборудованием, и я подозреваю, что многие из вас могут быть в той же лодке.

< бр />

Один из потенциальных способов воспитать новое понимание аппаратного обеспечения – это отодвинуть занавес и посмотреть, как творится волшебство. К счастью для нас, журналисты Impress Watch и PCGamesN взяли с собой свои камеры во время недавнего тура по заводу PC Partner в Китае.

< бр />

PC Partner — крупный контрактный производитель оборудования для таких компаний, как Dell, AMD, Samsung, Acer, Sapphire, LG, Inno3D и Zotac. Экскурсия по публикациям посвящена видеокартам Zotac, демонстрируя огромное количество человеческого труда и помощи роботов, которые необходимы для создания графического ускорителя.

Компания PCGamesN подготовила подробный репортаж о своем туре с фотографиями, а Impress Watch выбрала почти девятиминутное видео с японскими субтитрами.

< бр />

Возможно, наиболее впечатляющим является тот факт, что операции PC Partner настолько оптимизированы, что они могут переключать производство с одной карты на другую всего за 5–15 минут. В производстве, где время — деньги, каждая секунда на счету.

Читайте также:

  
• Как разобрать блок питания ноутбука Acer
  
• Проблемы с диском ноутбука
  
• Для компакт-дисков можно использовать следующие файловые системы
  
• Как выглядит блок питания монитора?
  
• Процессор, нет оперативной памяти, нет данных, Windows 10

Графическая карта	Оценка рендеринга	Оценка игры	Общая производительность	Производительность в долларах	Цена (рекомендованная розничная цена)
Nvidia RTX 3090	574	260< /td>	834	0,56	1499
Nvidia RTX 3080 Ti	561< /td>	232	793	0,61	1199
Nvidia Quadro RTX A6000< /td>	540	207	747	0,16	4650
Nvidia RTX 3080	486	238	724	1,03	699
Nvidia Quadro RTX A5000	511	185	696	0,19	2599
Nvidia RTX 3070 Ti	432	165	597	0,99	599
Nvidia Titan V	396	171	0,19	3000
Nvidia RTX Titan	326	191	517	0,19	2 700
Nvidia RTX 2080 Ti	304	172	476	0,39	1199
Nvidia RTX 3070	301	158	459	0,91	499
Nvidia RTX 3060 Ti	281	132	413	1.04	399
Nvidia Titan Pascal	250< /td>	124	374	0,23	1650
Nvidia RTX 2080 SUPER< /td>	234	131	365	0,48	750
Nvidia GTX 1080 Ti	221	129	350	0,50	700
Nvidia RTX 2080	226	121	347	0,43	799
Nvidia RTX 3060	246	98	344	329
Nvidia Quadro RTX A4000	239	94	0,28	1149
Nvidia RTX 2070 SUPER	220	332	0,63	520
Nvidia RTX 2070	210	107	317	0,71	450
Nvidia RTX 2060 СУПЕР	203	99	302	0,71	420
Nvidia RTX 2060	170	85	255	0,72	350< /td>
Nvidia GTX 1080	148	104	252	0.50	500
Nvidia RTX 3050	179	72	251	1,01	249
Nvidia GTX 1070 Ti	153	94	247	0,61	400
Nvidia GTX 1070	132< /td>	78	210	0,60	350
Nvidia GTX 1660 SUPER< /td>	136	70	206	0,82	250
Nvidia GTX 1660 Ti	132	74	206	0,68	300
Nvidia GTX 1660	117	64	181	0,86	210
Nvidia GTX 1060	95	57	152	250
Nvidia GTX 1650 SUPER	82	58	0,82	170
Nvidia GTX 1650	78	41	119	0,74	160
Nvidia GTX 1050 Ti	54	32	86	0,57	150
Nvidia GTX 1050	46	28	74	0,67	110
Графическая карта	Оценка игры	Общая производительность	Производительность/доллар	Цена (рекомендованная производителем розничная цена)