Đề tài: Card đồ họa - nguyên lý hoạt động và kinh nghiệm chọn card đồ họa cho game!

Card đồ hoạ (tiếng Anh: graphics card), hay còn gọi là cạc màn hình (display adapter) hoặc bo mạch đồ họa (graphic adapter) là một loại thiết bị chịu trách nhiệm xử lý các tác vụ và thông tin về hình ảnh trong một chiếc máy vi tính. Thành phần quan trọng nhất, quyết định sức mạnh của một card đồ hoạ chính là bộ xử lý đồ họa (Graphic Processing Unit - GPU).
Dung lượng bộ nhớ đồ họa (video RAM) cũng là một thông số quan trọng đánh giá sức mạnh của một card đồ hoạ vì bộ xử lý đồ hoạ (GPU) mạnh mà bộ nhớ đồ hoạ lại bé thì sẽ lãng phí năng lực của GPU khi phải chờ đợi lệnh để xử lý. (wikipedia)



Nguyên lý hoạt động :


Mặc dù công việc của card đồ họa là khá phức tạp, nhưng nguyên lý hoạt động và cấu trúc của nó lại đơn giản và rất dễ hiểu.

BACHKIM01

Nguyên lý chung
Các hình ảnh mà chúng ta thấy được trên màn hình máy tính được tạo bởi rất nhiều điểm ảnh gọi là pixel. Trong hầu hết các thiết lập cho độ phân giải thì màn hình thường hiển thị khoảng hơn 1 triệu điểm ảnh. Máy tính sẽ quyết định cần phải làm gì theo thứ tự đối với từng điểm ảnh để tạo ra một hình ảnh. Để có thể làm được việc này, nó sử dụng một bộ chuyển đổi, lấy các dữ liệu nhị phân từ CPU và chuyển chúng thành hình ảnh hiển thị trên màn hình.

Khi CPU nhận được yêu cầu xem một hình ảnh từ phía người sử dụng, nó sẽ chuyển yêu cầu này tới card đồ họa để quyết định sẽ dùng những pixel nào hiển thị hình ảnh. Sau đó nó sẽ gửi những thông tin để màn hình hiển thị thông qua dây cáp.

Quá trình tạo ra những hình ảnh không phải là dữ liệu nhị phân thường đòi hỏi quá trình xử lý phức tạp hơn rất nhiều. Để có thể vẽ ra một hình ảnh 3D, card đồ họa phải tạo ra một khung điện từ, sau đó quét hình ảnh và thêm vào đó ánh sáng, màu. Đối với trò chơi có nhiều hình ảnh 3D, máy tính phải lặp lại quá trình này khoảng 60 lần mỗi giây. Nếu như không có card đồ hoạ hỗ trợ thực hiện những tính toán cần thiết, CPU sẽ không thể xử lý kịp, từ đó dẫn đến hình ảnh thể hiện sẽ bị giật, vỡ hình.

Card đồ họa phải cần đến sự hỗ trợ của mainboard, bộ xử lý, bộ nhớ và màn hình để có thể thực hiện việc xử lý các hình ảnh. Chúng cần được kết nối với mainboard để nhận dữ liệu và nguồn điện, sử dụng bộ xử lý để quyết định tất cả, dùng bộ nhớ như là một nơi lưu trữ tạm thời thông tin về các pixel trước khi chúng được hiển thị và cuối cùng màn hình là nơi chúng ta sẽ nhận được kết quả của quá trình xử lý trên.

Bộ xử lý và bộ nhớ RAM


Cũng giống như mainboard, card đồ họa cũng có một bản mạch điện tử, trên đó có chứa bộ xử lý và bộ nhớ RAM. Nó có cả chip BIOS nơi sẽ chứa các thông số cài đặt của card. Bộ xử lý đồ họa (GPU - Graphic Processor Unit) cũng giống như bộ xử lý của máy tính (CPU - Center Processor Unit), nhưng lại được thiết kế đặc biệt để thực hiện những tính toán hình học phức tạp dùng cho quá trình biểu diễn hình ảnh. Một vài GPU nhanh nhất có thể có nhiều transitor hơn cả 1 CPU cỡ trung bình và chúng thường phải gắn liền với quạt làm mát để toả bớt nhiệt sinh ra trong quá trình xử lý. Để hỗ trợ quá trình này, GPU sử dụng một chương trình đặc biệt giúp nó phân tích và xử lý dữ liệu. Hai hãng lớn chuyên sản xuất GPU là ATI và nVIDIA cũng đã có những phát triển mở rộng của riêng họ dành cho dòng sản phẩm GPU của mình.

Trong quá trình tạo ảnh, GPU cần lưu trữ thông tin và hình ảnh hoàn thiện trước khi gửi đến màn hình ở trong bộ nhớ RAM của nó. Đây là nơi lưu giữ những thông tin về từng pixel như màu, vị trí hiển thị trên màn hình,v.v…Một phần của RAM được sử dụng như là bộ nhớ đệm để lưu giữ hình ảnh trước khi nó được hiển thị.

Nó được kết nối trực tiếp tới bộ chuyển đổi từ tín hiệu số sang tín hiệu tương tự (DAC - Digital to Analog Converter). Bộ chuyển đổi này còn được gọi là RAMDAC, có nhiệm vụ biến đổi hình ảnh thành tín hiệu analog để màn hình có thể hiển thị. Một vài card đồ họa có nhiều hơn một bộ RAMDAC, do đó tăng tốc độ xử lý và hỗ trợ hiển thị nhiều màn hình.

Bởi vậy, các loại card “on bo” (on board, có nghĩa là tích hợp luôn vào mainboard) thường không thể hoạt động được như card rời. Các loại card rời đều kết nối với máy tính thông qua mainboard theo 3 chuẩn: PCI (Peripheral component interconnect), AGP ( Advance Graphics Port) và PCI Express.

PCI Express đang là chuẩn mới nhất, đạt tốc độ trao đổi dữ liệu với mainboard nhanh nhất. Chuẩn này còn hỗ trợ sử dụng 2 card đồ hoạ trên cùng một máy tính.

Hầu hết các card màn hình đều có 2 cổng kết nối màn hình. Một cổng DVI dùng cho màn hình LCD và cổng VGA còn lại dùng cho màn hình CRT. Một vài card thậm chí còn có 2 cổng DVI. Tuy vậy, màn hình CRT vẫn có thể kết nối tới cổng DVI thông qua 1 adapter.

Hầu hết các máy tính đều chỉ sử dụng một trong hai cổng kết nối trên. Nếu muốn sử dụng cả 2 cổng này, bạn có thể đặt mua loại card có khả năng chia tín hiệu hiển thị ra 2 màn hình khác nhau.


Các yếu tố tăng hiệu quả và tốc độ của card đồ hoạ

DirectX và OpenGL là hai giao diện lập trình ứng dụng, giúp cho phần cứng và phần mềm trao đổi với nhau hiệu quả hơn bằng cách cung cấp các chỉ dẫn cho các công việc phức tạp như vẽ và tạo ảnh 3-D. Chính vì vậy, các game có nhiều hình ảnh 3-D thường yêu cầu người dùng nâng cấp các phiên bản DirectX và OpenGL mới nhất để trò chơi có thể chạy tốt.

Các APIs hoàn toàn khác với trình điều khiển driver. Driver là các chương trình cho phép phần cứng giao tiếp với hệ điều hành. Tuy nhiên, nó cũng giống như các APIs ở chỗ cần phải được cập nhật driver mới nhất. Điều này sẽ khiến các thiết bị phần cứng làm việc chính xác hơn.

Thế nào là một card đồ họa tốt ? Điều đầu tiên là nó phải dễ cắm vào các khe PCI, AGP hoặc PCI Express. Ngoài ra nó cần phải có dung lượng nhớ lớn và tốc độ xử lý nhanh. Tuy nhiên, những card đồ họa mạnh lại đem lại nhiều ích lợi hơn cả những gì người dùng mong đợi. Đối với những người chỉ dùng máy tính của họ vào việc đọc e-mail, lướt Web,gõ văn bản thì card đồ họa được tích hợp trên mainboard đã đáp ứng đủ nhu cầu của họ.

Một yếu tố nữa quyết định chất lượng của card đồ họa là tốc độ khung hình hiển thị được trên một giây (FPS – Frame Per Second ). Mắt của chúng ta có thể xử lý 25 FPS trong khi những game hành động đòi hỏi tốc độ hiển thị phải đạt tới 60 FPS để có thể có được hình ảnh mịn và nét.


Chọn card nào cho game?



Chuẩn giao tiếp

Đây nên là lựa chọn đầu tiên khi muốn tậu card đồ họa. Bạn sẽ phải quyết định chuẩn giao tiếp: AGP hay PCI Express x16. PCI Express x16 đã thay thế hoàn toàn AGP và trở thành khe cắm đồ họa chuẩn trên các bo mạch chủ. PCI Express x16 đem tới băng thông rộng hơn rất nhiều so với AGP và hầu hết những card đồ họa mới đều sử dụng giao tiếp này. Dù các hãng sản xuất vẫn duy trì một vài dòng card AGP nhưng những thứ tuyệt nhất thì chỉ có trên PCI Express x16. Nếu sử dụng bo mạch chủ (BMC) cũ, bạn cần xác định BMC hỗ trợ chuẩn giao tiếp nào bằng cách tham khảo tài liệu đi kèm hoặc tại website nhà sản xuất.
Bộ xử lý đồ họa

GPU (Graphics Processing Unit) hoặc VPU (Visual Processing Unit). Bộ xử lý đồ họa là thành phần quan trọng nhất, quyết định khả năng xử lý của card.
Bạn cần quan tâm đến giao tiếp bộ nhớ của bộ xử lý (128 bit, 256 bit, 512 bit v.v..) vì cái này quyết định băng thông của card, tất nhiên càng cao càng tốt. Giao tiếp bộ nhớ lớn thì sẽ giảm được "ngánh nặng" cho GPU và nâng cao hiệu suất làm việc.
Hãy quan tâm đến các công nghệ tích hợp vào GPU của VGA mà bạn định mua như quá trình tích hợp đổ bóng hình học, đổ bóng điểm và đổ bóng đỉnh. Một card tốt sẽ được trang bị những công nghệ này!

Bộ nhớ

Khi chọn mua card đồ họa nhiều người vẫn quá quan tâm đến bộ nhớ và thường lấy dung lượng bộ nhớ để làm tiêu chuẩn chọn card đồ họa, tuy bộ nhớ cao là rất tốt nhưng luôn nên nhớ rằng bộ nhớ không phải là quan trọng nhất khi chọn VGA, GPU quan trọng hơn!
Vậy chọn bộ nhớ sao cho phù hợp? Nếu bạn muốn chơi 1 game "sát thủ phần cứng" và yêu cầu độ phân giải cao thì hãy chú trọng đặc biệt đến bộ nhớ. Khi màn hình hiển thị chi tiết ở độ phân giải rất cao sẽ đòi hỏi bộ nhớ đồ họa lớn. Những card đồ họa có sử dụng công nghệ HyperMemory (ATI), TurboCache (NVIDIA) sẽ lấy 1 phần bộ nhớ RAM sử dụng bổ xung cho bộ nhớ đồ họa, tốt hay không tốt? Thật ra với 1 game "sát thủ phần cứng" thì điều này là 1 tin không tốt lành bởi nó không đáp ứng được những yêu cầu khắt khe về chi tiết đồ họa.
Card đồ họa có bộ nhớ 521 MB ~ 1 GB đủ sức đáp ứng hầu hết các game phổ thông hiện nay.


Hệ điều hành và phiên bản DirectX

Direct là công cụ hỗ trợ đồ họa mạnh mẽ mà bất cứ game nào cũng cần đến nó. Card đồ họa hỗ trợ tốt các phiên bản mới nhất sẽ đem đến cho bạn những trải nghiệm đồ họa thú vị hơn hẳn. Hãy xem thông số kỹ thuật của card về phiên bản directX mà nó hỗ trợ. Hiện nay Windows 7 đang sử dụng DirectX 11 (Windows Vista là DirectX 10) đều là những phiên bản Direct rất tiên tiến so với tiền bối DirectX 9, DirectX 8 ....


Khả năng ép xung

Ép xung (overclock) nhằm “bắt” card làm việc nhanh hơn, tăng tốc độ xử lý để có thể chơi được những game yêu cầu phần cứng cao hơn 1 chút so với cấu hình đang sử dụng. Bạn có thể chọn giải pháp khi chưa có điều kiện nâng cấp, tuy nhiên cần lưu ý các nhà sản xuất (NSX) sẽ không hỗ trợ và không chịu trách nhiệm nếu việc ép xung gây ra hư hỏng nào đó cho card đồ họa. Do đó nếu quyết định thực hiện ép xung, bạn cần đọc kỹ các tài liệu hướng dẫn kèm theo và phải hết sức thận trọng trong từng bước tiến hành. Nếu thích “táy máy”, bạn có thể chọn những loại card được thiết kế dành riêng cho việc ép xung


“Mức” nào thì vừa?

Cho dù giá cả không phải là vấn đề cần quan tâm, bạn cũng không thể chọn card đồ họa mạnh nhất, “hot” nhất (và cũng đắt tiền nhất) để “càn quét” tất cả game nếu các phần cứng khác như BMC, BXL, RAM, ổ cứng... không tương xứng. Vì thế hãy biết cách chọn card đồ họa sao cho tối ưu với hệ thống và vừa với túi tiến của mình!

Bài viết rất hữu ích :Đ:

liokocode

Bài viết rất hữu ích :Đ:

Tks bác nhé, người đầu tiên comment đây

rất hay luu lại làm tài liệu thoi

copy ở đâu sao kg ghi nguồn ???

19mrthang92

cái avatar giống phuongvn thế

Ban đầu em cũng nhầm

Đã thx

giwim_trilogy

Bảo là PCIe X16 đã thay thế hoàn toàn cho AGP thế mà còn đề cập đến DirectX 9,8 làm j`. Bây giờ mua 5570 DX11 và GT240 DX10.1 !!! bảo con nào hơn ???

Quyết định chất lượng VGA thì tùy vào kinh nghiệm, cái chuyện FPS thì để GPU lo. Chất lượng GPU thì hầu như con nào cũng như con nào vì đều đc làm từ 2 hãng AMD hay nVIDIA cho mỗi dòng VGA của mỗi hàng. Họ làm ra GPU, sau đó bán cho các hãng OEM như GiGa, ASUS, MSi,... => chất lượng VGA có thể dựa vào thương hiệu để chọn lựa, chứ mua mấy con VGA In nổ 3D (Inno3D) bữa nay con nào cũng giả tụ rắn mà toàn tụ hóa, dùng đc mấy bữa nổ, ko hiểu sao chứ trước đây VGA inno3d rất ngon mà bây giờ lại làm cái trò mèo này.

TÓM LẠI CHỦ THỚT LÀ NGƯỜI HIỂU BIẾT KO NHIỀU VỀ VGA NHƯNG CÓ TINH THẦN CHIA SẺ THẾ LÀ TỐT. KHUYẾN KHÍCH NÊN SỬA CÁI TOPIC NÀY 1 TÝ KẺO NHIỀU BRO BÊN VOZ QUA ĐÂY CHO ĂN GẠCH

Tks bạn đã góp ý, mình sẽ xem lại~