EKRAN KARTI VE RAM.

... konulu sunumlar: "EKRAN KARTI VE RAM."— Sunum transkripti:

1 EKRAN KARTI VE RAM

2 EKRAN KARTI

3 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.

4 EKRAN KARTININ ÖNEMLİ BİLEŞENLERİ

5 HAFIZA ÇIKIŞLAR İŞLEMCİ VE ÜZERİNDE SOĞUTUCU FAN
VERİ YOLLARINNA (BUS) UYGUN PİN YERLEŞİMİ

6 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.

7 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.

8 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.

9 Bildiğimiz anlamda en yeni ve teknolojik kartların temelini ATI ve CREATIVE firmaları atmıştır. Ekran kartlarına bir de 3 boyutlu görünüm özelliği eklemişlerdir.

10 Bu temeller üzerine Nvidia tarafından Tnt, Voodooo gibi gelişmiş özellikteki kartlar piyasaya sürülmüştür.

11 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.

12 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.

13 2006'da yılından itibaren ekran kartı devleri GeForce serisi ile Nvidia ve Radeon serisi ile ATI firmaları olmuştur.

14 En son teknolojik ürün ise, yüksek performansı ve büyük hafızası ile Quantum Extended Graphics Array (QXGA) ekran kartıdır.

15 Bu kart 2040x1536 pikselde milyonlarca rengi gösterebilmektedir.

16 - Anakart üzerinde entegre olan (onboard) ekran kartı
EKRAN KARTI ÇEŞİTLERİ FİZİKSEL YAPISINA GÖRE ; - Anakart üzerinde entegre olan (onboard) ekran kartı - Anakartın genişleme yuvasına takılı olan ekran kartı

17 VERİ YOLU STANDARDINA GÖRE;
ISA: ISA

18 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.

19 Hatta günümüzde ISA yuvası olan yeni bir anakart satın almanız bile mümkün değildir.

20 EISA (Extended ISA - Uzatılmış ISA) kartlar daha yüksek veriyolu sunabilen (32 bit) anakartlar için tasarlanmışlardır ve genellikle veriyolu iyileştirmesi (bus mastering) özelliğini desteklerler.

21 PCI

22 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.

23 PCI arayüzü daha fazla veriyolu hızı sağlayarak, ISA ve türevlerinin (VL - Vesa Local Bus) 1990'ların ortalarında piyasadan kalkmasını sağlamıştır.

24 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.

25 AGP:

26 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.

27 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.

28 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.

29 PCI Express:

30 ISA, PCI ve AGP'nin tersine PCI Express seri arayüze sahip bir sistemdir. Bu sayede çok az bağlantı ile çalışabilir.

31 Paralel veri yollarından farklı olarak toplam veri yolu bütün aygıtlar için geçerlidir, örneğin PCI kartlar veri yolunu paylaşırlar.

32 PCI Express, gerekli olan veri yolunu sağlamak için ne kadar bağlantı (veya hat - lane) gerekiyorsa uç uca ekleme mantığıyla çalışır.

33 PCI Express x1 yuvası kısa ve küçüktür ve her iki yöne de 250 MB/s bağlantı hızı sunarlar.

34 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.

35 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.

36 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.

37 Günümüzde ekran kartları için GPU üreten iki büyük firma bulunmaktadır
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.

38 Aşağıdaki resimde örnek Nvidia g92 ve ATİ r600 çekirdekleri gözükmektedir.

39 Mobile PCI Express Module - MXM :
Yeni nesil ekran kartlarının artık bir çoğu pci express x16 port teknolojisine göre üretilmektedir.

40 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.

41 Bu yöntemle iletişim protokolü için daha uyumlu ve daha hızlı kartlar üretilebilmektedir.

42 Aşağıdaki resimde Nvidia MXM entegre modülü gözükmektedir.

43 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.

44 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.

45 Aşağıdaki resimde GPU ve çevresinde video bellekler gözükmektedir.

46 Video Bios: Anakart bios yapısına sahip bir biosta ekran kartı üzerinde bulunmaktadır.

47 Ekran kartı biosu ile bilgisayar çalıştırıldıktan sonra ekran kartı başlarken üzerinde uygulanması gereken ayarlar (frekans, gerilim) buradan okunarak düzenlenir.

48 Ekran kartı bios ayarları ile kartın performansı arttırılabilir yani anakartta işlemci üzerinde yapılan overclock çalışması burada ekran kartı işlemcisi - gpu üzerinde yapılabilmektedir.

49 RAMDAC:

50 Grafik işlemcisinde işlenen ve video belleğine aktarılan bilgiler bu şekilde monitöre gönderilemez çünkü bu sinyaller dijitaldir.

51 Bu dijital görüntü sinyallerinin bir şekilde monitörlerin kabul edebileceği analog RGB sinyallere dönüştürülmesi gereklidir.

52 Bu görevi grafik kartındaki RAMDAC ünitesi üstlenir
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.

53 DVI (Digital Visual Interface) destekli monitörler için bu dijital/analog çevrimine gerek yoktur. Çünkü bu cihazlar yapıları gereği zaten dijitaldirler.

54 Bu yüzden çevrim sırasında ortaya çıkan bir miktar görüntü kalitesi kaybı bu monitörlerde görülmez.

55 Giriş Çıkış Üniteleri:
Ekran kartının verileri işledikten sonra görüntü birimi olan monitörlere gerekli bilgiyi göndermesi için kullanılan çıkış birimleri (DVI, VGA, SVGA) portları bulunmaktadır.

56 Bunların dışında bilgisayarı normal televizyona bağlamak için kullanılan S-Video (tv out) çıkışıda bulunmaktadır.

57 DVI ÇIKIŞLAR:

58 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.

59 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.

60 Analog ekran çıkışı 15 adet iğnesi ve mavi rengiyle tanınabilir.
VGA Çıkışlar (D-Sub) Analog ekran çıkışı 15 adet iğnesi ve mavi rengiyle tanınabilir.

61 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.

62 Bu çıkışa uyan bağlantıya D-Sub 15 denir ve ürünün kalitesine göre değişebilen analog ekran sinyalini iletir.

63 D-Sub VGA çıkışları neredeyse bütün CRT ekranlara bağlanabilirler
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.

64 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.

65 Bu veriler buradan RAMDAC birimine gider
Bu veriler buradan RAMDAC birimine gider. Görüntü belleğindeki bilgiler RAMDAC'e aktarıldıktan sonra bu bellek boşalır. Boşalan belleğe görüntü işlemci tekrar veri iletir.

66 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.

67 EKRAN KARTININ ÖZELLİKLERİ
Çözünürlük: Görüntü üzerinde her rengi oluşturmak için kontrol edilebilecek noktaya piksel denir. Çözünürlük ise ekranda görünen piksel sayısıdır.

68 Çözünürlük 800x 600 ise yatayda 800, düşeyde 600 piksel olduğunu gösterir. Çözünürlük artarsa görüntü kalitesi de artar.

69 Çözünürlük değeri ne olursa olsun nesneleri piksel değeri değişmez
Çözünürlük değeri ne olursa olsun nesneleri piksel değeri değişmez. Çözünürlük artırılırsa belleğe olan ihtiyaç artmaktadır.

70 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.

71 Piksellerdeki renkler kırmızı, yeşil mavi (RGB) renklerinin karışımından oluşur. Renk derinliği arttıkça piksellerdeki veri miktarı da artar.

72 Ekran Kartı Tazelenme Hızı :
Bir ekran kartında, ekran kartı belleğinin (video belleği) içeriğini okumaktan sorumlu aygıt RAMDAC'tir. R RAMDAC bir dijital analog çeviricidir.

73 Bellekteki sayısal verileri (1 ve 0‘ lar dan oluşan veriler) okuyup monitörün görüntüleyebileceği analog video sinyallerine dönüştürür.

74 RAMDAC'in veriyi dönüştürmesi ve aktarması tazeleme hızını belirlemektedir. Bir ekran kartının tazelenme hızı, RAMDAC'in görüntü sinyallerini saniyede kaç kere monitöre göndereceğini belirlemektedir

75 Bu aynı zamanda monitörün de tazelenme hızıdır
Bu aynı zamanda monitörün de tazelenme hızıdır. Tazeleme hızı düşük olursa görüntüde titreşime neden olur. Ekran kartı tazelenme hız birimi Hz (hertz)

76 Interlacing: Yüksek çözünürlükte görüntü sağlamak için geliştirilmiş bir tekniktir. Her tazeleme sırasında ekranın sadece yarısı tazelenir.

77 Önce tek numaralı sonra çift numaralı satırlar tazelenerek yüksek çözünürlük hızı sağlanır. Bu tekniği kullanan monitörlerde animasyonların görüntülemesi sırasında sorun çıkmaktadır.

78 Görüntü Arayüzü: Görüntü arayüzü ekran kartının çözünürlük ve renk derinliğini belirler. Görüntü arayüzü ekran kartının görüntü kalitesi etkilemektedir.

79 RAM

80 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.

81 Bir RAM modülü üzerinde milyonlarca flip-flop bulunur
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.

82 Siz Word programını açıp bir şeyler yazdığınızda bu veriler harddiske kaydedilene kadar bellekte tutulur. Ekranda görünen her şey o anda bellekte de bulunmaktadır.

83 Windows işletim sistemi ilk çalıştığında belleğin bir bölümünü kendi için kullanır aynı şey diğer tüm uygulamalar içinde geçerlidir.

84 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.

85 Eğer kapasitörler yarımdan fazla şekilde şarj edilmişse 1, yarım veya daha az bir şekilde şarj edilirse 0 değerini alır.

86 Kapasitörler kuşkusuz üzerindeki şarjı çok çabuk kaybederler
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.

87    2- SRAM 'de ise her modülün yapısında ise 2-4 transistör bulunur ve bir bitlik 0 ve 1 değerlerini tutar.

88 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.

89 Fiziksel Olarak Ram bellek türleri üçe ayrılırlar...
Bunlar 30, 72 ve 168 pinliktir. Bağlantı şekli açısından 3 tiptir...

90 1- SIPP modül Ram’ler : 8086 ve 8088 işlemcilerde kullanılır
1-        SIPP modül Ram’ler : 8086 ve 8088 işlemcilerde kullanılır. Bu Ram’ler upgrade edilemezler. Çünkü Anakart’a monte şekildedirler. 286’ların ilk modellerinde kullanılırlar.

91 2- SIMM modül Ram’ler : 30 ve 70 pinlik Ram modülleridir
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

92 3-DIMM modül Ram’ler : 168 pinlik Ram çeşididir
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.

93 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 mb’lık modüller halinde satılırlar.

94 * RDRAM : Yeni kullanılmaya başlayan bu Ram çeşidi sadece Intel firmasının ürettiği Pentium 4 işlemcilerde kullanılır ve saat hızı 800mhz'dir...

95 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...

96 Günümüzde iki farklı RAM çeşidi bulunmaktadır.
SRAM ( Static RAM ) DRAM ( Dynamic RAM )

97 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.

98 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.

99 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.

100 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.

101 Eğer bir bilgisayar almayı planlıyorsanız ve günümüzün standart program ve oyunlarını çalıştırmak istiyorsanız 128 MB bellek tercihinizi olmalıdır.

102 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.

103 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.

104 SDRAM ( Senkronize DRAM )
Günümüzün en çok kullanılan DRAM tipidir. Adından da anlaşılacağı üzere senkronize, yani sistem veriyolu hızı ile aynı hızda çalışan demektir.

105 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.

106 RDRAM'in yenilikçi bellek teknolojisi taşımaktadır
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.