شاید بتوان کارت گرافیک را از مهمترین و گرانترین قطعات سیستم های حرفه ای نام برد که در بیشترین مدل ها و رده های قیمتی تولید و عرضه می شوند.
مهمترین قسمت یک کارت گرافیک چیپ گرافیکی آن یا به اصطلاح GPU کارت گرافیک است که فقط توسط دو شرکت AMD و Nvidia تولید می شوند. GPU یا پردازنده گرافیکی نوعی از پردازنده ها هستند که بر اساس پردازش موازی کار می کنند برخلاف CPU براساس پردازش تعداد نخ های (Thread) بیشتر عمل می کنند. پس دارای تعداد هسته های موازی بیشتر هستند.
تعداد هسته های پردازنده های گرافیک گاه تا چندهزار عدد نیز می رسد.
GPU های امروز بسیار پیشرفته هستند و دستورات بسیاری را بصورت موازی پردازش می کنند، در کامپیوترهای خانگی GPU می تواند در کارت گرافیک باشد و یا برروی مادربرد قرار گیرد و یا درون CPU طراحی شده باشد.
پس پردازشگر گرافیکی سیستم می تواند سه نوع داشته باشد:
تعبیه شده در یک کارت گرافیک مجزا
به صورت یکپارچه با مادربرد
به صورت مجتمع در پردازنده اصلی سیستم
رایج ترین عملگرها برای گرافیک دو بعدی کامپیوترها شامل عملگر BitBLT است که معمولا در سخت افزارهای مخصوص یک Biltter نامیده می شود. این عملگرها برای کشیدن مستطیل، مثلث، دایره و قوس بکار می روند.
پردازنده های گرافیکی جدید، پردازش گرافیک سه بعدی را نیز در رایانه ها انجام می دهند.
پردازنده های گرافیکی جدید از بسیاری از ترانزیستورهایشان برای محاسبه ی مربوط به گرافیک سه بعدی استفاده می کنند. مدل سازی سه بعدی، پخش فیلم های با رزلوشن بالا و سه بعدی، اجرای بازی های سه بعدی و نیز کارهای سخت تر از جمله شتاب دادن به محاسبات هندسی مانند تبدیل رئوس از یک دستگاه مختصات به یک دستگاه مختصات دیگر و نیز حال انتگرال های سه بعدی را می توان به وسیله آنها انجام داد.
اخیرا با توسعه GPU ها، سایه زنی های قابل برنامه ریزی ساخت بافت های برنامه ریزی شده را در بازی ها و نرم افزارهای ساخت جلوه های ویژه فیلم اداره می کنند و محاسبه مقادیر واسط بین دو نقطه، با تکنیک های نرم افزاری با دقت بسیار بالا انجام می دهند.
مشخصات سخت افزاری GPU ها بسیار بالاتر از CPU ها بوده و قیمت آنها نیز به همین دلیل بالاتر است. به عنوان مثال چیپ گرافیکی Hawaii که ساخت AMD هست و در کارت گرافیک های حرفه ای از آن استفاده می گردد بیش از 12 میلیارد عدد ترانزیستور در ساخت آن استفاده شده است و به همین علت نیز نسبتت به CPU ها گرمای بسیار زیادی نیز تولید می کنند.
کارت های گرافیکی برای انجام محاسبات اختصاصی گرافیکی خود بر روی برد خود دارای مقداری حافظه اختصاصی می باشند و فروشندگان در بازار چه در لبتاپ ها و چه در کامپیوترهای رومیزی حجم این حافظه اختصاصی را به عنوان عامل تعیین قدرت کارت گرافیک به کار می برند که در واقع اینطور نمی باشد.
یکی از مهمترین عوامل در افزایش قدرت پردازش های گرافیکی، پهنای باند حافظه اختصاصی کارت گرافیک است. این خصوصیت سرعتی است که GPU می تواند با حافظه اختصاصی کارت ارتباط برقرار کند. یکی از محدودیت ها در کارهای سه بعدی سرعتی است که سیستم می تواند اطلاعات را به GPU انتقال دهد.
حافظه سریعتر به مفهوم برطرف کردن این محدودیت است که باعث افزایش سرعت Rendering و پیکسل سازی خواهد شد.
کارت گرافیکی های قدیمی از رم های نوع DDR2 استفاده می کردند ولی در حال حاظر کارت های گرافیکی فقط از رم های DDR3 و نوع پرسرعت DDR5 استفاده می کنند.
سرعت انتقال اطلاعات رم های DDR3 همانند رم های بکار رفته در سیستم می باشد اما رم های DDR5 تا فرکانس GHz7 نیز در روی کارت های حرفه ای به چشم می خورد.
اخیرا نسل توسعه یافته رم های GDDR5 در کارت گرافیک های حرفه ای استفاده می شود که تا 50 درصد سرعت بیشتری نسبت به نسل قبل از خود دارند.
یکی دیگر از عوامل تاثیر گذار در سرعت پردازش گرافیکی پهنای باند حافظه اختصاصی آن است. یک رم با پهنای باند 128 بیت سرعتی دو برابر نسبت به رم با پهنای باند 64 بیت دارد. در واقع پهنای باند بالاتر از مزایای یک کارت گرافیکی می تواند باشد. به عنوان مثال یک کارت گرافیک با فرکانس رم 800 مگاهرتز و پهنای باند 64 بیت را در نظر بگیرید که نرخ انتقال اطلاعات در آن 6400 مگابایت در ثانیه می باشد.
حال اگر همین کارت گرافیک با همان فرکانس 800 مگاهرتز و پهنای باند 128 بیت ساخته می شد نرخ انتقال اطلاعات ان 12800 مگابایت در ثانیه می شد.
این یعنی رندرینگ سریعتر در نرم افزارهای گرافیکی و بخصوص در اجرای بازی ها که فرآیند پیکسل سازی به سرعت زیادی نیاز دارد.
محاسبات مربوط به نورپردازی و افکت های دیگری از این قبیل توسط واحد سایه زنی در GPU انجام می شود و برای اجرای روان و سریع بازی ها و نیز ساخت افکت های نرم افزاری در میکس و مونتاژ فیلم، به تعداد بیشتر این واحدها در کارت گرافیک نیاز است.
در یک کارت گرافیک ارزان 80 واحد سایه زنی به کار رفته است در حالی که در کارت گرافیک های حرفه ای بیش از 2500 عدد واحد سایه زنی بکار رفته است.
یکی دیگر از عواملی که در انتخاب کارت گرافیکی مهم است سرعت پردازش یک پیکسل است.
در واقع تعداد پیکسل هایی که در واحد زمان پردازش می شوند می تواند قدرت یک کارت گرافیک را مشخص کند. به تعداد پیکسل هایی که در واحد زمان رندر و پردازش می شوند. Pixel Rate می گویند.
در کارت گرافیک های ارزان این عدد حدود 2 گیگاپیکسل در ثانیه است و در کارت گرافیک های حرفه ای بیش از 100 گیگاپیکسل در ثانیه رندر می شود.
یکی دیگر از نکاتی که باید در خرید کارت گرافیک به آن توجه کنیم مصرف انرژی آن است که به طبع آن باید منبع تغذیه مناسب این کار را نیز انتخاب کنیم.
بسیاری از کارت گرافیک های پرقدرت و پرمصرف برق مصرفی خود را از کانکتورهای 6 پین و 8 پین تعبیه شده روی برد کارت گرافیک تامین می کنند که باید به این نکته نیز توجه کنیم که منبع تغذیه انتخابی ما مجهز به این کانکتورها باشد.
با توجه به مواردی که در بالا گفته شد و البته میزان بودجه می توان در صورت نیاز یک کار گرافیک مناسب برای سیستم تهیه کرد.
در بسیاری از مواد کارت گرافیک مجتمع همراه پردازنده جوابگوی تمامی نیازهای کاربران خانگی، اداری و آموزشی بوده و فقط در صورتی که کارمپیوتر برای کاربرهای طراحی سه بعدی و مهندسی، میکس و مونتاژ فیلم، کار با نرم افزارهای گرافیکی مانند فتوشاپ و کامپیوتر مخصوص بازی در نظر گرفته شود نیاز به کارت گرافیکی است اما هنوز هم مهمترین عامل انتخاب کارت گرافیک بودجه و قیمت می باشد.
برای نصب کارت گرافیک بر روی مادربرد باید آن را در اسلات PCI-E 16x قرار دهیم. ابتدا کارت گرافیک را روی اسلات قرار داده تا محافظ مربوط به آن بر روی کیس مشخص شود.
با استفاده از دم باریک محافظ را به آرامی و با دقت از جای خود خارج کنید. دقت کنید که محافظ معمولا دارای لبه های تیز بوده و به راحتی به دست آسیب می زند. بعد از جدا کردن محافظ کارت گرافیک را در جهت مناسب روی اسلات PCI-E 16x قرار داده طوری که پورت های خروجی آن از کیس بیرون زده باشند.
سپس به آرامی به سمت پایین فشار داده تا در داخل اسلات قرار بگیرد. معمولا یک گیره کوچک در انتهای اسلات قرار دارد که در هنگامی که کارت گرافیک کاملا داخل اسلات نصب شده باشد گیره نیز بسته می شود.
بر روی لبه نگهدارنده کارت گرافیکی شکافت و یا حفره ای برای پیچیدن پیچ و محکم کردن آن بر روی کیس وجود دارد. شکاف یا حفره را با جای پیچ بر روی کیس هماهنگ کرده سپس پیچ مربوطه را با پیچ گوشتی درون آن پیچانده و محکم می کنیم.
اگر کارت گرافیکی دارای کانکتور برق 6 و یا 8 پین بود آن را نیز در جای خود نصب می کنیم. دقت کنید که ادامه سیم مربوط به کانکتور برق گرافیک به پره های فن های سیستم گیر نکند.
نصب سایر کارت های توسعه PCI نیز دقیقا مانند کارت گرافیکی انجام می شود. اگر برای سیستم کارت توسعه مانند کارت وای فای و یا کارت TV تهیه کرده ایم آن ها را نیز دقیقا مانند کارت گرافیکی بر روی اسلات PCI نصب کرده و پیچ های نگهدارنده آن ها را نیز به کیس محکم می کنیم.
بعد از نصب تمامی قطعات نوبت به روشن کردن سیستم است. تمامی کابل ها را چک کرده که داخل پره های فن ها گیر نکرده باشند. در صورت امکان با استفاده از بست های زیپی پلاستیکی تمامی سیم های اضافه را بسته تا هم محیط کیس برای تهویه بهتر خلوت شود و هم ظاهر زیبایی به کار داده شود. قطعات را برای بار آخر از نظر محکم بسته شدن به کیس چک کرده و لقی ها احتمالی را می گیریم.
سپس کانکتورهای متصل شده به قطعات و مخصوصا مادربرد را مجددا چک کرده که خوب بر روی سوکت خود نصب ده باشند. در نهایت بعد از تمامی چک ها درهای کیس را بسته و کیس را آماده روشن کردن می کنیم.
کیس دیتای مانیتور را به کانکتور خروجی کارت گرافیک و یا مادربرد متصل می کنیم.
موس و کیبرد را نیز به سیستم وصل می کنیم.
در نهایت کابل برق را به کانکتور برق شهر منبع تغذیه متصل کرده و به پریز برق شهر متصل می کنیم.
کلید منبع تغذیه را در حالت روشن قرار داده و دکمه پاور روی کیس را می زنیم.
کیس باید روشن شده و منتظر شویم تا بر روی صفحه نمایش فرایند بالا آمدن سیستم را ببینیم.
در این مرحله باید وارد بایاس سیستم شده و تنظیمات اولیه را انجام داد. معمولا با زدن دکمه Delete می توان وارد بایاس شد.
