CHIP Online - Arşiv: Ocak 2001 DOWNLOAD Donanım Kursu

OCAK 2 0 0 1 Donanım Kursu _ Birçok kullanıcı, hızlı ve kaliteli oyun grafiklerinin yanında donanımsal DVD hızlandırması, iyi bir TV çıkışı, oyun dışı 3D programlar ya da çeşitli 2D uygulamalarda da yüksek performans gibi hepsi tek bir kartta bulunması güç özellikler istiyorlar. Tüm bunlara Transform& Lighting ya da FSAA gibi yeni fakat önemli beceriler de eklenince, kullanıcının beklentilerini tam olarak karşılayabilen ve fiyat/performans oranı iyi bir kart bulmanın ne kadar zor olduğu daha iyi anlaşılabilir. Genel olarak bir ekran kartı nedir, ne iflfle yarar? Basit anlamda bir grafik kartı, bilgisayar ile iletişim kurmamızı sağlayan en önemli bileşenlerden biridir.Grafik kartı bunun için görüntü sinyallerini bazı işlemlerden geçirerek görebileceğimiz hale getirir ve monitöre yollar. Basit anlamda durum buysa da derinliğine inince grafik kartlarının (ya da işlemcilerinin) neredeyse CPU'lar kadar komplike bir yapı arz ettiğini söylemek yanlış olmaz. Zira kartın yapısı bir yana grafik işlemcileri, gerek içerdikleri transistor sayısı gerekse karmaşık mimarileriyle CPU'lar kadar zengin bir iç yapıya sahiptir. Grafik kartı denince 4 temel bileşenden bahsedebiliriz. Bunlar grafik işlemcisi, video belleği, RAMDAC ve sürücü yazılımıdır. Grafik kartlarında iflfllemcinin görevi Grafik işlemcisi, ekrana çizilen 2 boyutlu ya da 3 boyutlu şekillerin çizimi, boyanması, 3D sahnelerdeki dokuların sahneye doldurulması gibi işlemlerden sorumludur. Yeni grafik işlemcileri yakın zamana kadar CPU'ya yüklenen bazı grafik işlemlerini de önemli ölçüde üzerlerine alabiliyorlar. İşlemcilerde kullanılan transistor sayısının artmasıyla ısınma sorunlarının ortaya çıkmasına rağmen, gittikçe küçülen transistor boyutları ve gelişen mimari modellerle grafik işlemcilerinin daha az güç çekmesi sağlanıyor.Öyle ki çok ısınmasıyla ünlü nVidia işlemcileri ailesine bile mobil sistemler için tasarlanan ve T&L destekli yeni bir işlemci katıldı. GeForce2Go adındaki bu işlemci, şu an için ATI'ın lideri olduğu dizüstü bilgisayar pazarını Donanım Kursu Planı 9/00 Anakart 10/00 İfllemci 11/00 Sabitdisk ve RAM 12/00 Monitör 01/01 Ekran Kartları 02/01 CD Sürücü, CD-Yazıcı ve DVD 03/01 Ses Kartı ve Modem 04/01 Yazıcılar ve Tarayıcılar 05/01 Network Donanımı 06/01 Oyun Donanımları 07/01 Web Kameraları ve TV Kartları 08/01 Veri Depolama Donanımı 09/01 Diğer Bileflenler Tüm Yönleriyle Ekran Kartları Grafik Kartlarının Hikayesi Artan multimedya gereksinimleri ve 3 boyutlu grafiklerdeki kalite artıflflı, kullanıcıların grafik kartlarından daha fazla iflfllevsellik ve hız beklemesine yol açtı. OCAK 2 0 0 1 | 91 Donanım Kursu nasıl etkileyecek beraber göreceğiz. Grafik işlemcisinin çalışma hızına çekirdek hızı denir. Çekirdek hızının kullanıcı tarafından arttırılması Overclock olarak adlandırılır. Bazı durumlarda Ekran kartının Overclock edilmesi ciddi performans artışı sağlayabilirse de (Ge- Force 2 MX), böyle bir işlem için özel soğutma önlemleri almak şarttır. Yoksa nadide ekran kartınız çöpe gidebilir. Ekran kartlarında kullanılan bellek ne iflfle yarar? Video belleği içinde sahnede kullanılan dokular (texture memory) ve monitörde görülen resim karesine ait bilgiler saklanır (frame buffer).Grafik işlemcisi, monitöre gönderilecek bilgiyi işledikten sonra video belleğine gönderir. Video belleği çeşitli tiplerde olabilir. SDRAM'- li modeller yavaş yavaş terk ediliyor. Artık DDR (Double Data Rate) teknolojisinin kullanıldığı SGRAM revaçta. SGRAM, özellikle yüksek çözünürlüklerde gözle görülebilir performans artışı sağlıyor. Kısa bir süre sonra yaygın olarak sistem belleği olarak da kullanılacak olan DDR belleğin klasik SDRAM’e kıyasla farkı, aynı süre içinde daha fazla veri transferine olanak sağlaması. Bunun için normal bellek, veri aktarımı için sinyalin sadece tepe kısımlarını kullanırken DDR bellek, hem tepe hem de çukur kısımlarını kullanabiliyor. Grafik işlemcisiyle video belleği arasındaki hız da tıpkı çekirdek hızı gibi artırılarak overclock yapılabilir. Fakat birkaç istisnai işlemci hariç ekran kartlarında overclock, bazı darboğazlar yüzünden şu an için pek de performans farkı yaratmıyor. 1 ve 0’lara hayat veren bölüm: RAMDAC Grafik işlemcisinde işlenen ve video belleğine aktarılan bilgiler bu şekilde monitöre gönderilemez çünkü bu sinyaller dijitaldir. Bu dijital görüntü sinyallerinin bir lanmayı sağlayan bir mimaridir. 66 MHz’de çalışan AGP, PCI spesifikasyonlarından oldukça farklı özelliklere sahiptir. Sideband denilen ve ek bant genişliği sağlayan veri aktarım kanallarına sahip olması dışında genel olarak AGP mimarisi, PCI’dan 4 kat ya da üzeri veri aktarımı sağlayacak şekilde dizayn edilmiştir. Farklı hızlardaki AGP mimarileri (AGP2x, AGP4x), pratikteki performans farkını çok fazla etkilemese de satın alacağınız ekran kartının AGP4x uyumlu olmasında fayda var. Transform&Lighting (Dönüflflüm&Iflflıklandırma) Kısa süre öncesine kadar 3D bir sahnede poligonal değişimler ve aydınlatma işlemleri çoğunlukla CPU tarafından gerçekleştiriliyordu. Sadece çok pahalı profesyonel ekran kartları bu konuda istisna yaratıyordu. GeForce 256 işlemcisiyle beraber oyun için tasarlanan grafik işlemcileri, poligonal hesaplamaları ve ışıklandırmayı yazılım desteği şartıyla CPU'nun üzerinden önemli ölçüde aldılar. Geometry Setup Processor adlı bir ünite içinde hesaplanan T&L desteği ile 3D oyunlar nispeten yavaş bir CPU'yla bile oynanabilir hale geldi. Tabii oyunun gerekli T&L desteğini sağlaması koşuluyla. Görüntülerde FSAA’nın (Full Scene Antialiasing) önemi Herhangi bir vektörel çizim programında beyaz bir sayfaya siyah bir çizgi çizin. Bu çizgiye gerekiyorsa büyüteçle bakın. Düz bir çizgiden ziyade kenarları tırtık tırtık bir çizgi göreceksiniz. 3D sahnelerde bu tırtıklar grafik kalitesini düşü- ? 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. Aslında bu cihazlara monitörden ziyade panel demek daha doğru olur. Çünkü LCD yapıda olan bu görüntüleme birimleri, bildiğimiz monitörlerden oldukça farklıdır. RAMDAC hızı dijital/ analog çevriminin hızını gösterir ve MHz ile ölçülür. Ekran kartlarında sürücüler ve BIOS İlgili yazılımın çalıştırılması sırasında grafik kartının mümkün olan tüm becerilerinin optimum şekilde kullanılabilmesi sürücünün görevidir. Yeni bir sürücüyle performansın artması bu sürücünün eskisine nazaran donanım imkanlarını daha iyi kullanabildiği anlamına gelir. Ekran kartının Bios'unda ise bellek tipi ve miktarı ya da grafik işlemcisi ve grafik belleğinin çalışma frekansları gibi kart hakkında hayati önem taşıyan çeşitli donanımsal bilgiler bulunur. AGP (Accelerated Graphics Port) nedir, ne iflfle yarar? AGP, 3D bir sahnedeki doku dosyalarının saklanması için sistem belleğini kul- DDR bellek sadece ekran kartlarında değil, kısa bir süre sonra yaygın olarak sistem belleği olarak da kullanılacak. Mevcut grafik ifllemcileri fazlaca ısındığı için soğutucuları üzerine genellikle bir fan takılır. 92 | OCAK 2 0 0 1 Donanım Kursu Direct3D ise Microsoft'un DirectX arayüzü içinde yer alan ve grafik gösterim için kullanılan bir platform. DirectX içinde ayrıca; ?_DirectDraw (2D grafiklerde kullanılır) ?_DirectSound (Ses çalınması için kullanılır) ?_DirectPlay (İnternet ya da network ortamındaki multiplayer oyunlarda kullanılır) ?_DirectInput (Joystick ve benzeri cihazlar için kullanılır) gibi programlama arayüzleri de bulunur. Grafik iflfllemcilerinin yakın tarihine bir bakıflfl Grafik işlemcileri pazarı birkaç yıl öncesine kadar çok hareketli değildi. Üst uç ve ev kullanıcıları için tasarlanan grafik işlemcileri arasında çok büyük farklar vardı. Gerçi bu fark hala var ama durum eskisi gibi değil. S3 şirketinin hüküm sürdüğü o dönemlerde ev kullanıcıları genellikle 1 MB, az bir kısım da 2 MB bellekli ekran kartlarına sahipti. Cardex şirketi 100 dolar civarındaki ilk 4 MB bellekli ekran kartını piyasaya sürünce yer yerinden oynamıştı. Kart, S3 Virge DX işlemcisini kullanıyordu ki o zaman bile birçok kullanıcı bu işlemciden memnun değildi. S3 şirketinin 3D özellikleri geliştirilmiş yeni oyun işlemcisi sloganıyla piyasaya sürdüğü Virge rür. Antialiasing işlemiyle bu tırtıkların kenarları bulanıklaştırılır ve göze batmaması sağlanır. Fakat tüm sahnede böyle bir işlemi gerçekleştirmek oldukça zordur ve hızlı bir sistem gerektirir. Zira bu işlem sadece grafik kartına değil CPU'ya da bağlıdır. Aslına bakarsanız FSAA için ekran kartının yaptığı supersampling denilen 800x600 çözünürlüğünde bir sahneyi 1600x1200 çözünürlüğünde hesaplamak ve bu yüksek çözünürlüğü 800x600 çözünürlüğünde monitöre yollamaktır. Bunun sonucunda 14 inç monitörünüzde bile aslında 800x600 fakat 1600x1200 piksel kalitesinde oyun oynayabilirsiniz. Yaygın 3D API’lar: OpenGL ve Direct3D 3D bir sahnenin tüm öğeleriyle gösterilmesi işlemine render denir. Yani sahnedeki ışıkları, objeler üzerindeki dokuları ve tüm detayları görebilmemiz için sahnenin render edilmesi gerekir. Gerçek zamanlı render ise sahnenin tüm bu özellikleriyle görüntülenmesi, sahnedeki değişikliklerin anında izleyiciye yansıtılabilmesi anlamına gelir. Render işlemi için gösterim yapılan sistemin yazılımsal ve donanımsal olarak ilgili uygulamayla belli bir platformda uyuşması gerekir. İşte bu platforma API (Application Programming Interface) yani uygulama programlama arayüzü denir. OpenGL, Silicon Graphics tarafından 1992 yılında ortaya atılan bir API'dır. Örneğin bir oyun grafiğinin gösterimi için OpenGL, Direct3D ya da 3dfx'in API'si olan Glide'ı kullanabilir. Bu platformlar arasındaki seçimi kullanıcı oyunun video seçenekleri menüsünden yapar. OpenGL en baştan tamamen profesyonel amaçlar için yaratılmasından ötürü diğer arabirimlerden ayrılmakta. FSAA açıkken poligon kenarlarındaki tırtıklar yumuflatılır ve grafik kalitesi yükselir. Daha fazla poligon daha fazla obje detayı anlamına geldiği için yüksek bir grafik kalitesi için sahnedeki poligon sayısının da yüksek olması istenir. T&L motoru burada devreye girerek yüksek poligon sayısı ve ıflıklandırma hesaplamaları nı CPU’nun üzerinden önemli ölçüde alır. FSAA kapalıyken poligon kenarlarında yer alan tırtıklar oldukça belirgindir. OCAK 2 0 0 1 | 93 Donanım Kursu GX ise gerçekten de DX'e nazaran belli bir hızlanma sağlıyordu ama bu yüksek fiyatına değmiyordu. ATI ise Mach ve Rage serileriyle performans olarak daha iyi bir yerdeydi ama fiyatı el yakıyordu. Günümüzde ev kullanıcılarına da seslenen kartlar üreten ve grafik işlemcileri konusunda bir diğer önemli şirket olan Matrox, hızlı, kaliteli ve çok pahalı kartlarıyla genellikle profesyonel kullanıcıların seçimi oluyordu. Matrox'un 2D konusundaki başarısı o zamanlardan kalmadır. Oyun grafiklerinde hız isteyenlere kara büyü Bu dönemlerde oyun kullanıcılarının tek bir seçeneği vardı: Voodoo. 3dfx gerçekten de oyun denince grafik kartlarında akla gelen ilk şirketti. O zaman kullanılan Voodoo işlemcili kartlar, mevcut ekran kartına doku belleği ve ek 3D özellikler kazandıran "hızlandırıcı" sınıfı ürünlerdi. Yani çalışabilmek için bir ekran kartına ihtiyaç duyuyorlardı. Dönemin "sıkı" oyuncularında mutlaka bir Voodoo hızlandırıcısı vardı. Bu kartların en büyük dezavantajı, sadece oyunlarda işe yaramalarıydı.Yani mevcut sistemin 3D özelliklerini hızlandırıyorlardı fakat bu hızlandırma sadece oyun ortamında oluyordu. Bunun en büyük sebebi, Voodoo işlemcisinin üreticisi olan 3dfx şirketinin Glide denen bir grafik programlama arayüzünü (Application Programming Interface/ API) desteklemesiydi. Hatta bu yüzden bazı oyun üreticilerinin Direct3D ve OpenGL platformlarını atlayarak oyunlarını önce Glide uyumlu olarak piyasaya sürdükleri bile olmuştu. Voodoo işlemcisinin ardından piyasaya sürülen Voodoo2 işlemcisi de Voodoo kadar olmasa da epey popüler olmuştu. Yaflfllı büyücü öldü, yaflflasın genç kral! 3dfx'in add-on mantığıyla ürettiği kartlar yüzünden son kullanıcılar oyun ve oyun dışı olmak üzere 2 temel gruba ayrılmıştı. Oyun dışı kullanıcılar da kendi aralarında profesyonel CAD-3D ya da ofis kullanıcıları gibi çeşitli alt gruplara ayrılmıştı doğal olarak. Fakat oyun sever kullanıcılar için 3dfx kelimesi önemli bir ihtiyacın anahtarı gibiydi. O dönemlerde OpenGL platformu, oyunlar için nadiren kullanılıyordu. Quake için bile, gereken OpenGL yaması sonradan piyasaya sürülmüştü. OpenGL, oyunlardan ziyade çeşitli CAD ve 3D animasyon programlarında gerçek zamanlı Render işlemi için kullanılan bir grafik programlama arayüzüydü. Dolayısıyla ne 3dfx (oyun dışı uygulamalar için) ne de diğer grafik işlemcisi üreten şirketler, ev kullanıcıları için donanımsal OpenGL desteği yani ICD (Installable Client Driver) veren grafik işlemcileri üret(e)miyordu. Böyle bir dönemde ortaya çıkan nVidia, Riva128 işlemcisiyle herşeyi değiştirdi. nVidia'yla grafik iflfllemcilerinde yeni bir dönem Voodoo katili sloganıyla piyasaya sürülen Riva128 gerçekten de 3dfx şirketi için sonun başlangıcını hazırladı. Çünkü bu işlemciyi taşıyan kartlar performans olarak mevcut 3dfx işlemcili kartlardan daha iyi olduğu gibi tek bir kartla hem 2D hem de 3D fonksiyonlarını mükemmel bir şekilde çalıştırıyordu. 3D hızlandırıcı döneminin çöküş süreci böylece başlamış oldu. Riva128 işlemcisi, performans olarak bakınca diğer grafik işlemcileri arasında aslında üç aşağı beş yukarı pek fark olmadığını bize göstermişti. Üstüne üstlük işlemci, gerçek bir OpenGL desteği sunuyordu. Görüntü kalitesindeki bazı ufak tefek sorunların giderildiği ve 8 MB bellek desteğinin eklendiği yeni bir Riva128 versiyonu da (Riva128ZX) çıkınca nVidia, pazardaki yerini iyice sağlamlaştırdı. Her 6 ayda bir yeni grafik iflfllemcisi NVidia, Riva128'den beri çıkarttığı grafik işlemcileriyle bu alanda tarihe geçecek gelişmelere imza attı. Öyle ki araştırma geliştirme konusundaki iddiasını, her 6 ayda bir yeni bir grafik işlemcisi çıkartma sözünü verecek kadar ileri götürdü. Şu ana kadar da öyle ya da böyle sözünü tutmayı başardı. Ayrıca sürücü konusunda da yerleşik alışkanlıkları değiştiren nVidia'nın ne zaman yeni bir sürücü çıkaracağını tahmin etmek zor olduğu için internet'e girdiğinde ilk olarak yeni sürücü var mı diye kontrol eden kullanıcılara rastlamak mümkün hale geldi. Gerçekten de Silicon Graphics şirketinden ayrılan birçok değerli Ar-Ge uzmanının kurucuları arasında yer aldığı nVidia, Detonator adını verdiği referans sürücülerini sık sık güncelledi. Her ne kadar 3D Labs, Permedia2 işlemcisinde daha önce geometri setup ünitesi kullandıysa da ev kullanıcıları için üretilen bir grafik işlemcisine genel anlamda ilk defa Transform&Lighting desteğini nVidia yerleştirdi ve bu bağlamda oyun geliştiricilerini de yönlendirerek grafik pazarına pek çok yönden etki eden bir şirket oldu. Bu yazının yazıldığı günlerde 3dfx’i satın aldığı duyurulan nVidia yakında CPU geliştirme işine el atarsa şaşırmayın. fiahin Ekflioğlu (esahin@chip.com.tr) Voodoo ifllemcisiyle epey ilgi toplayan 3dfx daha sonra pazardaki gücünü yavafl yavafl kaybetti. nVidia’nın son bombası: Çekirdek ve bellek hızları artırılmıfl bir GeForce2GTS ifllemcisi olan GeForce2GTS ULTRA. Test ? Tarayıcılar 94 |

Arşiv Listesi