Ekran Kartları – Ders Notu

Ekran kartları konusuna girmeden önce aşağıdaki kavramların bilinmesi önemli.

Piksel

Tüm sayısal görüntülerin en küçük parçası olan üçlü nokta grubuna piksel denir. Pixel, picture (resim) sözcüğünün kısaltması olan pix ve element (parça) sözcüğünün ilk iki harfiden (el) oluşmaktadır. Her pikselin kendine ait renk ve yoğunluk bilgileri vardır. Renkli görüntü sistemlerinde, bir rengi oluşturmak için üç veya dört renk kullanılır. Bu renkler kırmızı, yeşil ve mavi veya ciyan, eflatun, sarı ve siyahtır.

Renk derinliği

Renk derinliği piksellerin alabileceği renklerin miktarını belirler. Renk derinliği arttıkça pikselin alabileceği renk miktarı da artmış olur ki bu da görüntünün gerçeğe daha fazla yakın olması demektir.

Renk derinliği bit cinsinden belirtilir. 8 bit kullanıldığında bu bitlerden 2⁸=256 kombinasyon üretilir. 8 bit renk derinliğinde her piksel için 256 renk kullanılabilir.

Çözünürlük

Ekrandaki görüntünün kaç piksel olacağını belirler ve bunu yatay dikey piksel cinsinden belirtir. Bir ekranın görüntü kalitesini belirleyen en önemli şeydir çözünürlük. Çözünürlük arttıkça görüntü kalitesi de artar haliyle… Görüntü kalitesi arttıkça kontrol edilemsi gereken piksel sayısı ve dolayısıyla da gerekli işlem gücü, ayrıca bu piksellerin bilgilerini tutmak için gerekli bellek miktarıyla, onların transferi için gereken bellek bant genişliği artar. Bu yüzden performans düşer. Bu nedenle kullanmak istediğimiz çözünürlüğü hem ekran kartımız desteklemeli hem de ekranımız fiziksel olarak gerekli sayıda pikseli ekranda oluşturabilecek kapasitede olmalı…

Çözünürlük sistemlerinin bazıları şöyledir (bunlara arayüz çeşidi de denilmekte)

VGA (Video Graphics Array)=640×480 (1987 ‘de IBM tarafından)
SVGA (Super Video Graphics Array) =800×600
XGA (Extended Graphics Array) =1024×768
HD (High Definition )= 1366×768
SXGA(Super Extended Graphics Array)= 1280×1024
sxga+ (Super Extended Graphics Array PLUS)= 1400×1050
Full HD (Full High Definition ) = 1920×1080

Tüm çözünürlük sistemlerinin şeması için tıkla…

Dithering

Ekran kartımız üretemediği renkler için mevcut renklerin değişik kombinasyonlarını kullanarak üretilemeyen renge yakın bir renk oluşturur ve bu renk üretilmesi gereken rengin yerine gösterilir. Buna dithering denir. Ve tabi ki bu yöntemle elde edilmiş rengin kalitesi aslına göre düşüktür.

EKRAN KARTLARI

Ekran kartı, mikroişlemcide (CPU) işlenen verileri sinyallere dönüştüren ve monitörde görüntülenmesini sağlayan bir genişleme kartıdır. Pc makinelerin çalışması için, kasanın içinde bir ekran kartı olmalıdır. Bu kart ekrandaki görüntülerin netliğini ve görüntü tazeleme hızını belirler. Ekran kartları bilgisayar sistemine ana kart üzerinde bulunan slotlar (genişleme yuvaları) ile bağlanırlar.

Bilgisayarlarda görüntü kalitesi ekran kartı ve monitör belirler. Ekran kartının kalitesini ise fiziksel yapısı, kullandığı slot (donanım kartlarının ana karta monte edildiği kısım) ve ara yüz çeşidi (CGA, VGA, SVGA) belirmektedir.

Standart Bir Ekran Kartı

Ekran kartı bilgisayar sisteminin 4 bileşenini 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.

Bir ekran kartı temel olarak 4 bileşenden oluşur.

Grafik işlemcisi (GPU)
Görüntü Belleği (Video RAM)
Digital Analog Çevirici (RAMDAC)
Video BIOS

1.Grafik İşlemci Birimi (Graphics Processing Unit -GPU)

Grafik işlemcisi görüntü hesaplamalarını ve görüntü işlemlerini ekran kartında gerçekleştiren bir yongadır. Günümüz ekran kartlarındaki grafik işlemciler, görüntülenecek bilgileri işleyebilecek hızlandırıcılar içerdiğinden işlemciye yük bindirmeden görüntü işlemlerini çok başarılı bir şekilde gerçekleştirmektedir.

GPU ekran kartının hemen üstünde olabileceği gibi anakarta entegrede halde de olablir.

Grafik işlemcisini ekran kartının kalbi olarak tanımlayabiliriz, aynı CPU’nun bilgisayarın beyni olarak tanımladığımız gibi. Çoğu durumda bir grafik işlemcisi kartın üzerinde görülmez, çünkü genellikle soğutucunun arkasına gizlenmiş durumdadır. Grafik işlemcileri genellikle ekran kartlarının en sıcak bileşenleridir.

2.Görüntü Belleği (Video RAM)

Görüntü ile ilgili hesaplamaların tutulduğu bellektir. Bilgisayar sistemindeki ana bellek gibi çalışır. Görüntü belleği bilgileri grafik işlemcisinden alır ve bunları saklar. Görüntü belleğinin büyüklüğü ekran kartının performansıyla doğru orantılıdır. Yüksek çözünürlükle kaliteli görüntü alabilmek için görüntü belleği kapasitesinin büyük olması gerekir.

Ekran kartı belleği genellikle işlemcinin yakınına koyulur böylece bellekle işlemci arasındaki yol mümkün olduğunca kısa tutulur. Mükemmel bir grafik işlemcisi kötü ya da yetersiz bellek yüzünden yavaşlamak zorunda kalabilir ya da tam tersine hızlı bir bellekle uçuşa geçebilir.

Çoğu zaman bellek birimlerinin üzerinde ısı emici bulunmaz bu yüzden kartın üzerinde rahatça görülebilirler. Ancak bazen de üzerlerinde ısı emiciler bulunur hatta tamamen tek parçalı bir ısı emici tarafından kaplanmış olabilirler.

3.Dijital Analog Çevirici (RAMDAC)

Ekran kartının görüntü belleğindeki dijital (sayısal) verileri monitörde görüntülenecek analog sinyallere (RGB=red-green-blue)dönüştürerek ekran kartının monitör çıkışına gönderir. RAMDAC ekran kartı görüntü belleğini saniyede belirli sayıda tarayıp verileri alıp analog sinyallere dönüştürüp monitöre aktarır. RAMDAC’in verileri dönüştürme ve aktarma hızı, ekran tazelenme hızını belirler. Bu hız Hz cinsinden ölçülür. Örneğin monitörün ekran tazeleme hızı 75 Hz olarak ayarlanmışsa görüntü saniyede 75 defa yenilenir. LCD ekranlar dijital sinyalleri görüntülediklerinden, ekran kartının görüntü belleğindeki görüntülenecek veriler RAMDAC’e gitmeden direkt ekran kartının DVI (Digital Visual Interface) çıkışına aktarılır.

4. Video BIOS

Ekran kartlarının da birer BIOS ları vardır. Video BIOS, ekran kartı içindeki tüm veri akışını düzenler ve ekran kartı bileşenleri arasındaki koordinasyonu sağlar. Bu işlemleri yapabilmesi için için video bios içinde bir yazılım vardır.

Çözünürlüklere göre renk adedi ve bellek miktarı

Ekran Kartı Çıkış Bağlantıları

Neredeyse bütün genişleme kartlarının bir tarafı mutlaka kasanın arkasından erişilebilir şekilde tasarlanır, bu bölgede üzerinde farklı çıkışlar bulunan metal bir bağlantı ara yüzü bulunur. Ekran çıkışlarının hem sayısal (digital) hem de analog olarak birkaç çeşidi vardır ancak son zamanlarda sayısal çıkışlar artık yaygın hale gelmiş durumdadır.

**VGA (video graphics adapter ) Çıkışlar (D-Sub)

15 adet iğnesi ve mavi rengiyle meşhurdur. D-Sub VGA çıkışları neredeyse bütün CRT ekranlara bağlanabilirler.

Analog Ekran Çıkışı

Video konnektörü

VGA’nın yerini bugün çoğunlukla DVI ve HDMI bağlantıları almış bulunuyor.

**DVI (Digital Video/Visual Interface – Sayısal Görüntü Arayüzü)Çıkışlar

Analog, Digital ve Dual (digital ve analog) çeşitleri olan, görüntü kalitesini artırmaya yönelik geliştirilen bir standarttır, ses taşımaz. Farklı amaçlara yönelik geliştirilen çok çeşitli DVI kablolar olduğundan, örneğin bilgisayarın ekrana bağlanacağı durumlarda uyumluluğa dikkat etmek gerekir.