کارت گرافیک چیست؟ | اجزای کارت گرافیک را بهتر بشناسیم

اهمیت کارت گرافیک آن‌قدر بالاست که همه ساله گیمرها وقت و هزینه زیادی برای انتخاب و خرید آن می‌گذارند. ما نام کارت گرافیک را شنیده‌ایم و ماهیت کلی کار آن ها را می‌دانیم. کارت گرافیک یکی از اجزای بسیار مهم در اجرای بازی‌هاست و از این رو گیمرها حتما باید دانش کافی در مورد آن را داشته باشند. اما اطلاعات شما در مورد اجزای تشکیل دهنده کارت گرافیک چه‌قدر است؟ در این مقاله قصد داریم شما را با اجزای مهم کارت گرافیک  و نحوه کار آنها آشنا کنیم؛ در ادامه با دنیای بازی همراه باشید.

کارت گرافیک چیست؟

کارت گرافیک (Graphics Card/video card) یک بُرد است که قطعاتی بر آن قرار می‌گیرند. این قطعات شامل مقاومت ها، خازن ها، آی‌سی ها، حافظه و دیگر ریز قطعات می‌شود. به طور خلاصه، کارت گرافیک مسئول انجام امور بصری سیستم است. داده‌ها در رایانه به صورت دیجیتال یعنی صفر و یک، بین حافظه و پردازنده و سایر اجزای رایانه منتقل می‌شوند؛ اما از آنجا که نمایش صفر و یک ها در برخی فعالیت ها قابل درک نیست، کاربران دوست دارند که آنها را پرادازش شده و در قالب یک تصویر ببینند. این پردازش توسط کارت گرافیک انجام می‌شود. در واقع یکی از سنگین‌ترین کارها در یک رایانه بر عهده این کارت می‌باشد. فعالیت کارت گرافیک گاهی سبک و گاهی سنگین است.  پردازش فایل های تصویری، سبک و انجام روند در فرآیند ساخت یک بازی یا انیمیشن، سنگین به حساب می‌رود. کارت‌های گرافیک در انواع مختلفی در بازار موجود هستند که بسته به نوع کاربری آن‌ها در قیمت‌های مختلفی به فروش می‌رسند.

اجزای تشکیل‌دهنده

کارت گرافیک‌ها از گذشته تا به امروز، دچار تغییرات بسیار زیادی شده‌اند. امروزه کارت‌های گرافیکی میلیون‌ها برابر قدرت مندتر از قبل هستند. یکی از دلایل قوی‌تر شدن این کارت‌ها، همین بازی‌های رایانه‌ای است که هر سال در حال پیشرفت کردن هستند و سیستم مورد نیاز آن ها به طور افزاینده در حال رشد است. در نتیجه ممکن است همه کارت گرافیک‌ها دقیقا اجزای تشکیل‌دهنده یکسانی نداشته باشند اما همه آنها قطعاتی کلیدی دارند، که در این موارد با یک‌دیگر برابر می‌باشند. در تصویر زیر می‌توانید با این قطعات آشنا شوید:

Video Memory (حافظه ویدیوئی): به محلی که داده‌ها تصویری برای پردازش شدن ذخیره می‌شوند، بخش حافظه کارت گرافیک می‌گویند. این بخش بسته به نوع استفاده کاربران در ظرفیت های مختلفی ارائه می‌شوند.

GPU (واحد پرادزش گرافیکی): مانند CPUها، GPU نیز در واقع مغز یک کارت گرافیک می‌باشد. تمام پردازش‌های گرافیکی که در آخر در مانیتور مشاهده می‌کنید، در این بخش انجام می‌شود. برخلاف تصور بسیاری که حافظه را عامل قوی بودن کارت گرافیک می‌دانند، این بخش ملاک قدرت‌مند بودن کارت‌های گرافیک است.

PCB (برد مدار چاپی): قطعات کارت گرافیک بر روی این بخش قرار می‌گیرند و ممکن است از لایه های مختلفی تشکیل شوند. جنس این بردها در کیفیت کار کارت گرافیک موثر است.

Display Connectors (محل اتصال نمایشگر): پس از پردازش داده‌ها در کارت گرافیک، تصاویر برای رسیدن به نمایشگر نیاز به یک کابل رابط دارند. بدین منظور قسمتی برای اتصال این کابل در کارت گرافیک در نظر گرفته شده است. این کابل‌ها در انواع مختلفی وجود دارند که بسته به نوع کاربری محصول از پورت‌های مختلفی استفاده می‌شود. برای مثال اگر کاربر وضوح ۴K و نرخ فریم بسیار بالا بخواهد، از پورت‌های HDMI و DVI  که پین‌های بیشتری دارد استفاده می‌شود. در نقطه مقابل برای تصویررسانی معمولی پورت VGA به‌کار می‌رود. هرچند که امروزه بیشتر کارت‌ها، حداقل از یک پورت HDMI بهره‌مند هستد.

Bridge (پل): برخی از کارت‌ها گرافیکی رده بالا دارای این امکان هستند که در کنار هم به‌کار بروند. تکنولوژی مذکور در کارت‌های گرافیکی شرکت Nvidia  به SLI و در کارت‌های گرافیکی AMD به Crossfire معروف است. پل کردن چند کارت گرافیکی می‌تواند به انجام سنگین ترین بازی‌ها و برنامه‌های گرافیکی، کمک شایانی کند. لازم به ذکر است که پل کردن کارت‌های گرافیک‌های Nvidia و AMD هر کدام شرایط منحصربه‌فرد خود را دارند و این شرایط با یک‌دیگر متفاوت‌اند.

VRM (مدار تنظیم‌کننده ولتاژ): این قسمت از  کارت گرافیک وظیفه برق‌رسانی بهینه به قسمت‌های کلیدی کارت گرافیک را برعهده دارد. همچنین این بخش باید برق را از نظر کیفی مورد آزمایش قرار دهد. اگر این بخش در کارت گرافیک شما قوی باشد، عمر کارت گرافیک‌تان در شرایط سخت بیشتر خواهد شد. همچنین در صورت هوشمند بودن VRM، عمل اورکلاک بدون نویز و خطر انجام خواهد شد.

Interface (پایه نگه‌دارنده): این بخش در کارت‌های گرافیکی نقش نگه‌دارنده، برق‌رسانی به برد و انتقال اطلاعات دارد. امروزه کارت‌های گرافیکی برخلاف سال های گذشته از یک نوع اینترفیس اسفاده می‌کنند که تنها در نسل‌ها با هم تفاوت دارند. این استاندارد PCI-Express نام دارد. تاکنون سه نسل از این نوع رابط‌ها عرضه شده که شامل نسل اول، دوم و سوم (PCI-Express 1-2-3) میشود. باز هم بسته به نوع کاربری، سازندگان از نسل‌های مختلف این نوع کارت‌ها استفاده میکنند.

عناصر دیگر بر روی کارت گرافیک

Graphic Co-Processor: کارت‌هایی از این نوع قادر به انجام هر نوع عملیات گرافیکی بدون کمک گرفتن از پردازنده اصلی کامپیوتر می باشند. اگر کارت شما این بخش را دارا باشد، سرعت تازه‌سازی تصاویر بیشتر می‌شود و در نتیجه چون نیاز به کمک CPU ندارد، کیفیت کلی کار نیز بالا می‌رود.

Graphic BIOS: کارت‌های گرافیک دارای یک تراشه کوچک BIOS می‌باشند. دیتاهای موجود در تراشه فوق به سایر عناصر کارت نحوه انجام عملیات (مرتبط به یکدیگر) را تبین خواهد کرد.

Frame Buffer: تراشه فوق، حافظه موجود بر روی کارت را کنترل و اطلاعاتی را برای «مبدل دیجیتال به آنالوگ» (DAC) ارسال خواهد کرد. در واقع پردازشی توسط این تراشه انجام نمی‌شود.

Graphics Accelerator: کارت‌هایی از این نوع قادر به انجام هر نوع عملیات گرافیکی بدون کمک گرفتن از پردازنده اصلی کامپیوتر می باشند. در این نوع کارت‌ها سرعت انتقال دادها قدری پایین‌تر است.

خنک‌کننده

خنک‌سازی قطعات کامپیوتری، یکی از معضلات همیشگی کاربران بوده و به همین جهت همیشه در تلاش بوده تا به نحوی بتوانند سیستم خود را خنک نگه داشته تا راندمان و کارایی آن را در طولانی مدت حفظ نمایند. شرکت‌های مختلفی در دنیا وجود دارد که در این زمینه به فعالیت می‌پردازند و نهایت سعی‌شان بر این است تا با ارائه یک محصول قدرتمند، بتوانند نیازهای کاربران خود را در حد مطلوبی فراهم آورند. کارت‌های گرافیک هم، جزو آن دسته از قطعاتی هستند که روند خنک‌سازی آنها می تواند در میزان بازدهی و طول عمر آنها تاثیر به‌سزایی داشته باشد. به همین جهت، شرکت‌های سازنده کارت گرافیک، کارت‌های خود را مجهز به خنک‌کننده اختصاصی می‌کنند تا هم دمای کاری محصول را کاهش دهند و هم طول عمر قطعات به کار رفته در آن افزایش دهند.

هیت سینک (Heat sink):  یک قطعه فلزی از جنس فلزهایی با رسانای گرمایی بالا مثل مس و آلومینیوم است که روی پردازنده‌ها یا چیپ‌ها یا هر چیپ دیگری که در اثر پردازش اطلاعات گرما تولید می‌کند قرار داده می‌شود تا سطح تماس پردازنده و چیپ‌ست را با محیط اطراف بیشتر کند و به پردازنده امکان دفع گرمای بیشتری را بدهد تا پردازنده بیشتر از حد استاندارد گرم نشود. معمولا بدنه هیت سینک ها پره‌پره بوده مثل رادیاتور، تا سطح تماس آن با محیط بیشتر شود و در بعضی جاها مثل CPU روی آن یک فن قرار داده می‌شود تا هوای گرم میان پره‌ها را خارج کند. در کل وظیفه هیت سینک تبادل حرارت (دفع گرما) است.

فن (Fan): به پروانه‌هایی ثابت که حول یک محور دوار برای تهویه هوا می‌چرخند، فن گفته می‌شود. فن‌ها شامل انواع گوناگونی هستند و یکی از رایج‌ترین خنک کننده‌های کارت‌های گرافیکی به شمار می‌روند. برای مثال، فن‌های فلزی و پلاستیکی در بیشتر کارت‌ها دیده می‌شود. همچنین نوع طراحی این فن‌ها به شرکت سازنده برمی‌گیرد. فن‌های پره باز، پره بسته، شلاقی (کج)، طونلی و… از انواع این طراحی‌ها می‌باشند. میزان صدا و لغزش فن‌ها در قیمت نهایی آنها موثر است.

سیستم‌های خنک‌کننده مایع حلقه بسته (Closed Loop Liquid Cooling / CLC / AIO): روش کار این سیستم خنک‌سازی شبیه به رادیاتور خودرو است. در این سیستم یک پمپ کوچک در قسمت بالای CPU نصب می‌شود که یک مایع مخصوص (معمولا این مایع ترکیبی از آب مقطر و یک مایع هادی حرارت است) را در لوله‌های کوچک و انعطاف‌پذیری که در یک حلقه بسته قرار دارند، به گردش در می آورد و حرارت پردازنده از طریق یک تکه فلز مس که در زیر پمپ قرار دارد، به مایع انتقال داده می‌شود. سپس مایع گرم شده از طریق چندین لوله کوچک به یک رادیاتور کوچک که می‌تواند در قسمت جلو، عقب یا بالای کیس کامپیوتر قرار داده شود، انتقال داده می‌شود و در رادیاتور به کمک چند فن که برای عملکرد بهتر در قسمت های مختلفی از آن تعبیه شده‌اند، خنک می‌شود و دوباره به CPU انتقال داده می‌شود و پس از گرم شدن دوباره همین روند تکرار می شود. این سیستم خنک‌سازی کارآمد، همراه با رادیاتورهایی با اندازه‌های مختلف عرضه می‌شوند. این سیستم‌ها معمولا برای کاهش دمای CPU مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ اما می‌توانند برای خنک کردن کارت‌های گرافیک نیز به کار گرفته شوند.

چه دمائی برای کارت گرافیک مناسب است؟

این مورد به معماری و مدل کارت گرافیک بستگی دارد. اما در کارت‌های امروزی  و در حالت کار، درجه حرارت ۶۵ الی ۷۰، عالی در نظر گرفته می‌شود.

• ۶۵ الی ۷۰ درجه عالی
• ۷۰ الی ۷۵ درجه خوب
• ۷۵ تا ۸۰ درجه مناسب
• ۸۰ به بالا در وضعیت نامناسب
• ۸۵ به بالا در وضعیت بحرانی قرار دارد.

راهنمای انتخاب کارت گرافیک

کسانی که با کامپیوتر خود بازی می‌کنند و قصد دارند بهترین کارت گرافیک ممکن را خریداری کنند باید هزینه بیشتری را پرداخت کنند. مشاهده فیلم و کاربردهای عادی، طراحی گرافیکی دوبعدی مانند برنامه فتوشاپ یا سه‌بعدی مانند برنامه مایا، بازی‌های کامپیوتری ساده یا پیشرفته هر کدام به سطح خاصی از کارایی کارت گرافیک نیاز دارند. تمام پردازنده‌های کارت‌های گرافیکی موجود در بازار ساخت شرکت های Nvidia و AMD هستند اما شرکت‌های زیادی هستند که این کارت‌ها را سفارشی‌سازی کرده و در اختیار علاقه‌مندان قرار می‌دهند. معروف‌ترین این شرکت‌ها عبارتند از :

– کارت گرافیک گیگابایت (GigaByte)

– کارت گرافیک ایسوس (ASUS)

– کارت گرافیک ایکس اف ایکس (XFX)

– کارت گرافیک ام اس آی (MSI)

– کارت گرافیک زوتاک (Zotac)

– کارت گرافیک لید تک (Leadtek)

– کارت گرافیک پیکسل ویو (Pixelview)

– کارت گرافیک گین وارد (Gainwrd)

– کارت گرافیک سویو (Soyo)

– کارت گرافیک السا (ELSA)

– کارت گرافیک فونیکس (Phoenix)

– کارت گرافیک اسپارکل (SPARKLE)

– کارت گرافیک تونب (TONB)

– کارت گرافیک مازراتی (Maserati)

– کارت گرافیک بایوستار (Biostar)

– کارت گرافیک ای وی جی ای (EVGA)

– کارت گرافیک گیگاترون (Gigatron)

– کارت گرافیک فاکسکان (Foxconn)

– کارت گرافیک آلباترون (Albatron)

– کارت گرافیک اکستروم (axtrom)

– کارت گرافیک اکسپرت ویژن (Expert Vision)

– کارت گرافیک (Point Of View)

– کارت گرافیک چین تک (Chaintech)

– کارت گرافیک پاسکال (PASCAL)

– کارت گرافیک ایلایت (Elite)

– کارت گرافیک کلاب (CLUB)

همان‌طور که مشاهده می‌کنید مارک‌های زیادی از کارت گرافیک در بازار موجود است. ولی همان‌طور که گفته شد چیپ اصلی همه آنها یا Nvidia است و یا AMD. بنابراین در هنگام خرید کارت گرافیک به این موضوع دقت داشته باشید که کارت‌های گرافیکی سفارشی‌سازی شده قیمت بیشتری دارند اما بازده آنها بهتر است. همچنین در هنگام خرید مواردی مانند سرعت و نوع حافظه RAM، مقدار حافظه RAM یا Memory Bus، خنک‌کننده کارت گرافیک و تعداد و فرکانس Shider و سرعت هسته از اهمیت بالایی برخوردارند.

نتیجه گیری

کسانی که در رشته سخت‌افزار یا الکترونیک تحصیل می‌کنند، به خوبی می‌دانند که بحث اجزای تشکیل‌دهنده کارت گرافیک به اینجا ختم نمی‌شود. به جرات می‌توان گفت که هر کدام از قسمت‌های کارت گرافیک‌ها را می‌شود در قالب یک مقاله به شکل درس تدریس کرد. کارت گرافیک‌های امروزی حاصل تجربه و تلاش در ۴۰ سال گذشته هستند و به این راحتی نمی‌شود همه اجزای آن را به طور کامل معرفی کرد. در این مطلب شما با مهم‌ترین قسمت های کارت گرافیک آشنا شدید و اینک حداقل دانش مورد نیاز از آنها را دارید. این مفاهیم به شما کمک می‌کند که ذهنی باز، از اجزای  کارت گرافیک داشته باشید و در خرید و انتخاب یک کارت گرافیک مصمم باشید.