Temel Bilgi Teknolojileri

1. Temel Bilgi Teknolojileri Bölüm – 7: Ekran Kartı

2. Ekran Kartı • Ekran kartı, M.İ.B. de işlenen bilgilerin monitörde görüntülenmesini sağlayan sinyallere dönüştüren bir donanım kartıdır • Bilgisayarlarda görüntü kalitesi hem ekran kartına hem de monitöre bağlıdır.

3. Ekran Kartı • Ekran kartı bilgisayar sisteminin 4 bileşeni kullanır. • Anakart; ekran kartına veri için bağlantı ve enerji sağlar • Mikroişlemci; Her bir pikselle ne yapacağı kararını verir. • Bellek; Ekran kartına gönderilecek bilgileri geçici olarak tutar. • Monitör; Ekran kartında gelen bilgileri görüntüler

4. Dünden Bugüne Ekran Kartı • Geleneksel ekran kartları işlenen bilgileri ana bellekten kendi belleğine alıp monitöre göndermekteydi. • Günümüzdeki ekran kartları ise görüntülenecek bilgileri kendisi işleyebilecek grafik işlemcilere sahiptirler.

5. Yapısı • Grafik İşlemcisi (GPU) • Görüntü Belleği (Video RAM) • Dijital Analog Çevirici (RAMDAC) • Video BIOS • Ekran Kartı Çıkış Bağlantıları(VGA-Out, DVI-Out, Video-İn/Out, Tv-Out • Soğutucu • Z-Buffer (Tampon Bellek) • V-Sync • Video Codec

6. Grafik İşlemcisi • Grafik işlemcisi ekran kartının beynidir. • Görüntü ile ilgili tüm işlemler burada yapılır. • GPU, grafik ile ilgili işlemleri kendisi hallederek bilgisayarın işlemcisinin üzerindeki yükü hafifletir.

7. Görüntü Belleği (Video RAM) • Görüntü ile ilgili bilgiler burada tutulur • Bilgisayar sistemindeki ana bellek gibi çalışır. • Bilgileri GPU gönderir ve bunları geçici olarak saklar. • Belleğinin büyüklüğü ekran kartının performansıyla doğru orantılıdır.

8. Görüntü Belleği (Video RAM) • Günümüz ekran kartları 128, 256 veya 512 MB kapasitelidir • DDR2 veya GDDR3 bellek tiplerine sahiptirler. • Ne kadar fazla ekran kartı belleği olursa işlemci o kadar çok grafik bilgisini işleyebilir. • Ancak bellek kadar veri yolu genişliği de önemlidir.(64bit, 128 bit, 256bit)

9. Çıkış Bağlantıları

10. Çıkış Bağlantıları • VGA-OUT: CRT monitörlerin ve projeksiyon aygıtlarının bağlandığı ve bu aygıtlara görüntü aktarıldığı çıkış portudur. • DVI-OUT: Dijital cihazlara ve LCD ekranlara görüntü aktaran çıkış portudur. • VIDEO IN-OUT : Bilgisayardaki görüntülerini Televizyonda görüntülemek için kullanılan porttur.

11. Soğutucu • Bilgisayar işlemcisi üzerinde bulanan soğutma sistemi gibi ekran kartının görüntü işlemcisi üzerinde soğutma sistemi vardır. • Görüntü işlemcisinin ısınmasını engeller.

12. Soğutucu • Isı Emiciler (Heatsink): Isı emici terimi genellikle pasif soğutucular için kullanılır. Bir ısı emici (heatsink), hangi yüzeye yapışıksa oranın ısısını emerek ya da yüzey alanını genişleterek sıcaklığını düşürür.

13. Soğutucu • Bazı aygıtlar o kadar küçüktür ki hantal bir ısı emiciden yeteri kadar dokunan yüzey alanı olmadığı için iyi verim alınamaz. • Bu durumda bir ısı borusu (heat pipe) yardımıyla sıcaklık rahatlıkla ortamdan atılabilir.

14. Ekran Kartının Özellikleri • Çözünürlük • Renk Derinliği • Ekran Kartı Tazelenme Hızı / Interlacing • Görüntü Arayüzü

15. Çözünürlük

16. 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. Bu artış ekran kartı görüntü işlemcisinin işleyeceği veri miktarını da artırır ve daha fazla görüntü belleğine ihtiyaç duyulur.

17. Tazeleme Hızı • Bir ekran kartında, ekran kartı belleğinin (video belleği) içeriğini okumaktan sorumlu aygıt RAMDAC'tir. • RAMDAC bir dijital analog çeviricidir. Bellekteki sayısal verileri (1 ve 0 lardan oluşan veriler) okuyup monitörün görüntüleyebileceği analog video sinyallerine dönüştürür. • RAMDAC: Ekran kartının görüntü belleğindeki dijital (sayısal) verileri monitörde görüntülenecek analog sinyallere dönüştürerek ekran kartının monitör çıkışına gönderir.

18. Tazeleme Hızı • 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)dir.

19. Tazeleme Hızı • 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. • VSYNC: Monitörün tazeleme hızını tespit edip, monitörün tazeleme hızına göre görüntüyü monitöre gönderir.

20. Görüntü Arayüzü • Görüntü arayüzü ekran kartının çözünürlük ve renk derinliğini belirler. Görüntü arayüzü ekran kartının görüntü kalitesi etkilemektedir.

21. Ekran Kartının Çalışması • CPU (MİB) grafik ile ilgili bilgileri ekran kartının görüntü belleğine aktarılır. • Görüntü işlemcisi (GPU) görüntü belleğindeki verileri işler ve görüntü hesaplamalarını yaptıktan sonra görüntü belleğine geri gönderir. • RAMDAC V-Sync biriminden monitörün tazeleme hız bilgisini alır. Bu hız ile VRAM in içinden bilgileri alır. 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. CPU VRAM RAMDAC V-SYNC MONİTÖR

22. Ekran Kartının Çalışması

23. Ekran Kartı Çeşitleri • Fizik Yapısına Göre: • Anakart üzerinde entegre olan (onboard) ekran kartı • Anakartın genişleme yuvasına takılı olan ekran kartı

24. Ekran Kartı Çeşitleri • Veriyolu Standardına Göre: • ISA • PCI • AGP • PCI-Exp

25. Ekran Kartı Slotları AGP: Ekran kartları için tasarlanmış yüksek hızlı bir arayüzdür. PCI ortak veri yolu kullanırken, AGP tek bir aygıta ayrılmış veriyoluna sahiptir. Kart üzerindeki Ram yetersiz kaldığında sistem ana belleği kullanabilir. Buna DIME (DIrect Memory Execute) (Doğrudan Bellek Kullanımı) denir. En düşük AGP hızı 66 Mhz dir. AGP nin 2X, 4X ve 8X hız seçenekleri bulunmaktadır.

26. Ekran Kartı Slotları

27. Ekran Kartı Slotları • PCI-Exp: ISA, PCI ve AGP'nin tersine PCI Express seri arayüze sahip bir sistemdir. • PCI kartlar tek veriyolunu paylaşırlarken, PCI Express kartların ayrı ayrı yolları vardır. • PCI Express x16 ekran kartları için kullanılır • Daha düşük yuva seçenekleri (x8, x4, x1) ise diğer kartlar için kullanılır.

28. Ekran Kartı Slotları

29. Ekran Kartı Slotları

30. Ekran Kartı Slotları

31. AGP Örnek • Ürün Grubu : AGP Nvidia • Marka : Palit • Model : Palit FX-5200 NVidia 128MB DDR TV/Out(128Bit) • Grafik İşlemci : Nvidia GF FX-5200 • Bellek : 128MB DDR • Memory Bandwith : 6.4GB/Sn • RAMDAC : 350MHz • Veri Yolu : AGP 8X • Azami Çözünürlük : 2048 x 1536 • Tv Çıkışı : Var (S-Video) • İşletim Sistemi : Windows XP/Me/2000 • Diğer Öz. 1 : DVI Çıkış

32. PCI-Exp Örnek • Ürün Grubu : PCI-Ex ATI • Marka : Sapphire • Model : Sapphire X1300 PCI-Ex 16x 512MB DDR2 DVI-TvOut • Grafik İşlemci : ATI Radeon X1300 • Bellek : 512 MB DDR2 - 128bit • RAMDAC : 2 x 400MHz • Veri Yolu : PCI Express x16 • Azami Çözünürlük : 2560 x 1600 • Tv Çıkışı : Var. • DVI Çıkışı : Var.

33. Video Codec • Sıkıştırma/çözme sözcüklerinin İngilizcesi “compression/decompression”dur; yani kısaca “codec”. • Video görüntüleri sıkıştırılmış formattadır. Bu görüntülerin monitörde görüntülenebilmesi için çözülür. • Sıkıştırılmış video verileri, sabit disk ve CD-ROM’dan okunup ekrana gönderilmeden hemen önce çözülür. Yalnız, çözme işlemi için CPU kullanılır ve gönderilen çözülmüş video verileri veri yolunu ve görüntü kartını sınırlarına kadar zorlar.

34. Video Codec • Video Görüntüleri Neden Sıkıştırılır? • Günümüz PC teknolojisi, henüz tam ekran video bilgilerini, sıkıştırılmamış halde oynatmayı sağlayacak kadar gelişmediğinden görüntüler sıkıştırılmaktadır.

35. Video Codec • Video Görüntüleri Neden Sıkıştırılır? • 640x480 çözünürlükte bir filmi saniyede 30 kare hızında (gerçek hızda) ve 16.7 milyon renkte seyredeceğiz. • Bunun için bilgisayarımızın içinde saniyede 640x480x30x3 = 26 MB veri pompalanıyor olacak. Bu veri gönderme hızıyla 640 MB’lık bir CD sadece 25 saniyelik video-klip içerebilir! • Üstelik CD-ROM ve sabit disk teknolojisi de bu kadar yüksek hızda veri transferine izin vermez. Bu yüzden, sayısal video verileri sıkıştırılıp depolanır.

36. Video Codec • Sıkıştırma işlemleri yazılım ya da donanım ile yapılabilir. • Yazılım ile sıkıştırma işleminde kullanılmak üzere çok sayıda program bulunmaktadır. Bu programlar saniyede geçen kare sayısı ve renk sayısını değiştirmektedir.

37. Video Codec • Donanım şeklindeki codec’ler ya ayrı bir kart olarak satılır, yada görüntü kartı ile bütünleşiktir. • Bunlar sıkıştırma\çözme ve ekrana yansıtma işlerini oldukça hızlı yapabilir ve CPU’nun üzerindeki yükü kaldırır. • Bu yüzden video-klipleri tam ekran boyutunda ve kare atlaması olmadan oynatmayı sağlarlar.