Bilgisayar Bileşenleri - EKRAN KARTI

Ekran Kartları hiç kuşkusuz oyuncular için bilgisayarın en önemli parçasıdır. Özellikle oyunların 2D’den 3D’ye geçmesiyle birlikte ekran kartları piyasasında büyük ve hızlı bir gelişme gözlendi ve bununla birlikte piyasada bulunan ekran kartları arsından ihtiyacı karşılayacak olanı bulmak ustalık isteyen bir iş halini aldı.

Yıllar önce kullanılan ilk kişisel bilgisayarlarda ekran kartı diye bir şey yoktu. Dolayısıyla bütün yük işlemci üzerindeydi. Ancak zaman içinde işletim sistemlerinin ve programların gelişmesiyle birlikte bu yükü işlemci üzerinden atmak şart oldu. Böylece ekran kartları kullanılmaya başlandı.

Ekran kartlarının o zamanlardaki tek görevi, işlemci ve programların ürettiği görüntüleri monitör tarafından kullanılabilir hale getirmekti. Tabi teknoloji yine durmadı ve ekran kartlarına ek hızlandırıcı çipler takılarak, hem işlemci üzerindeki yükü azaltıldı, hem de daha başarılı görüntüler elde edildi. Bununla birlikte işlemci ile ekran kartı arasındaki koordinasyonu sağlamak için sürücü (Driver) adı verilen programlar geliştirildi ve bu programlar, artık işletim sistemlerinin vazgeçilmez parçası olan DirectX, Talisman gibi yazılımlarla birlikte çalışmaya başladı.

Ekran kartları eskiden verileri bilgisayarın RAM’ inden alır kendi RAM’ine aktarır ve monitöre gönderirdi. Fakat günümüz ekran kartları bundan çok daha fazlasını yapabilmektedir. İşlemcinin hafızasından veri alıp göndermek, gerektiğinde sistem hafızasını kullanmak ya da işlemcinin çalışmasını düzenlemek günümüz ekran kartlarının yapabildiklerinden sadece birkaçıdır.

Çalışma Prensibi

Bilgisayarın o anda çalışmakta olan programın meydana getirdiği görüntü bilgileri, işlemci ve RAM üzerinde bulunan Ekran kartının kullandığı adres ve portlara yazılır. Buradaki bilgiler veriyolu aracılığı ile ekran kartı üzerindeki işlemciye gelir, işlemci verileri kart üzerindeki hafızaya yazdıktan sonra gerekli işlemleri yapıp hafızadan verileri tekrar okur ve RAMDAC adlı bileşene gönderir. RAMDAC’in görevi ise dijital haldeki verileri, monitörün görüntüleyebileceği televizyon sinyali benzeri elektrik sinyallerine çevirmektir. Tabi bütün bunlar çok kısa sürede olmaktadır. Veriyolu hızı hafıza miktarı gibi faktörler bu süreyi ve elde edilen görüntü kalitesini büyük ölçüde etkilemektedir.

Her ne kadar görsel tasarım programlarında etkidi olsa da, 3D görüntü teknolojisindeki bahsettiğim bu büyük gelişmenin en önemli sebebi oyun tasarımcılarının daha gerçekçi ve üç boyutlu oyun tasarlama hayalleridir. Bunun ilk örneği Wolfenstein oldu. Daha sonra gelen Doom ve diğerleri ise 3D grafikleri günümüze kadar taşıdı.

Ekran kartlarında API (Application Programming Interface-Uygulama Programlama Arayüzü) denilen yazılım türleri vardır. Bunların görevi en basit şekliyle verileri donanıma ulaştırmaktır. APIler sayesinde veriler işletim sisteminin katmanlarında yavaşlamaya uğramaz ve en kestirme yoldan donanıma ulaşır.

ICD (Installable Client Driver-Yüklenebilir Yardımcı Sürücü) adı verilen yazılımlar ise grafik kartı üreticileri tarafından hazırlanan ve o kartın özelliklerini daha etkili kullanılmasını sağlayan sürücülerdir. Örneğin Creative firmasının bir zamanlar TNT2 için yazdığı OpenGL ICD’ si başka bir marka kartta çalışmıyor ve sadece bu ICD’yi destekleyen kartlar tarafından kullanılabiliyordu. Şimdi bu ICD lere bir göz atalım.

OpenGL: Silicon Graphics firması tarafından her tür donanım düşünülerek yazılan OpenGL bu sebeple hem oldukça yaygınlaşmış hem de ortak bir grafik dili oluşturulmasını sağlamıştır. OpenGL son derece gelişmiş özellikler ve sayısız fonksiyon imkanı sunarak grafik kalitesini oldukça yüksek tutar. Bazı üreticiler sadece OpenGL uygulamalarını destekleyen kartlar geliştiriyorlar. Bu kartlar PC’ lerimizde kullandığımız ekran kartlarından çok daha yüksek performans verebilmektedirler. Bir ekran kartının OpenGL’i desteklemesi o karta özel ICD ve API’ lerin yazılmış olmasına bağlıdır. Bu sebepten dolayı OpenGL aynı zamanda bir API’dir.

Glide: 3dfx firması tarafından yazılan Glide OpenGL kadar yaygın değildir ve sadece bu firmanın ürettiği VooDoo model ekran kartlarında kullanılmaktadır. Glide API’sini destekleyen oyunlar ve ekran kartları ile birlikte kullanıldığında oldukça yüksek performans ve kaliteli grafikler sağlamak konusunda hiç zorlanmaz.

MiniGL: Diamond firması tarafından hazırlanan MiniGL bir bakıma OpenGL’nin daraltılmış versiyonudur. Tabi daraltılmış kelimesinden kastedilen performans değildir. MiniGL API’ side kendini destekleyen kartlarda kullanılırsa çok yüksek bir performans artışı gözlemleyebiliriz.

Direct3D: API’lerin en yaygını budur. Buna sebep ise API’nin Microsoft tarafından hazırlanmış ve Windows işletim sistemlerinde standart olarak bulunuyor oluşudur. Aşağı yukarı her ekran kartı üreticisi tarafından desteklenen Direct3D sürekli geliştirilmekte ve yeni özelliklerle donatılmaktadır.

Ekran Kartı Ram’leri Nelerdir?

Ekran Kartlarında günümüzde 3 tip RAM kullanılmaktadır. Birincisi Ekran kartları içi özel üretilmiş olan SGRAM’ LER- ki bunlar SDRAM’lerden daha hızlıdır-, ikincisi SDRAM’ler üçüncüsü ise DDRRAM’lerdir.

DDR (Double Data Rate) bellek SDRAM’ lere göre bazı avantajlarla geliyor. Teoride DDR RAM’lerin SDRAM’ lere göre veriyi iki kat daha hızlı iletmesi gerekir. Çünkü SDRAM veriyi tek döngüde iletirken. DDR RAM iki defa iletebiliyor. Aradaki fark gerçekte bu kadar fazla değil ama DDR RAM’lerin üstünlükleri yüksek çözünürlükte daha fazla belli oluyor. SDRAM zorlanırken DDR RAM üstün performans sağlıyor.

Ekran kartlarını verileri işlenebilir hale getirebilmesi için özel işlemcileri gereksinimleri vardır.Bunlara GPU (Graphics Processing Unit-Grafik İşleme Birimi) denir. Kullandığımız işlemcilerden daha fazla transistor içermeleri ve 3 boyutlu uygulamalarda sağladıkları müthiş hızlar göz önüne alındığında bu ismi gerçekten hak etmektedirler. Bunlar işlemleri sistem işlemcisine bırakmadan bütün işlemleri kendileri yapabilmektedir.

Ekran üzerindeki görüntünün en küçük birim noktasına verilen ada ise “piksel” denilir. Görüntü ise piksellerin yan yana oluşturdukları kombinasyondur. Ekran üzerindeki görüntünün yatay ve dikey olarak piksel sayısı değerlerine ise çözünürlük denir. Örneğin 800*600 çözünürlüğündeki bir değer belirtilmişse bu yataydaki tek bir satırda 800, dikeydeki tek bir satırda ise 600 ve ekranda toplamda 480000 adet piksel olduğunu belirtmektedir. Yüksek tazeleme oranlarında ve çözünürlükte çalışabilmeyi öngören teknolojiye “Interlancing” adı verilir. Ekran çözünürlüğünün veya boyutunun artması ile düşen tazeleme oranları göz önüne alındığında iyi bir çözüm olarak görülebilir. Temelde her tazeleme (Refresh) sırasında tek ve çift numaralı satırların ayrı olarak taranması ilkesine dayanır. Örneğin ilk taramada 1,3,5... ikinci taramada ise 2,4,6... numaralı satırların taranması…

Ekran kartları çalıştıklarında CPU gibi ciddi birer ısı kaynakları olduklarından günümüz ekran kartları üzerlerinde soğutucular veya fanlar bulunur. Ekran kartının işlemcisi ne kadar ısınırsa o kadar çok soğutulmaya ihtiyaç duyulur. Gerekli soğutma işlemleri yapılamadığı takdirde sistem (özellikle oyun oynarken) kilitlenmeye başlar. Bu yüzden ihtiyaç duyulan en yeterli soğutucu kullanılmalıdır. Örneğin yukarıdaki ekran kartı (VooDoo 5 5500) oldukça yüksek bir hızda çalıştığı için, bu kartta çift fana gereksinim duyulmuştur.

Ekran Kartlarını anakarta takabilmek için özel slotlara ihtiyaç vardır. Günümüzde bütün 3D hızlandırıcılı ekran kartları AGP slotuna takılmaktadır. 3D hızlandırıcıya sahip olmayan (eski) ekran kartları ise normal PCI yuvalarına takılır. Fakat günümüzde 3D hızlandırıcıya sahip olmayana hiç bir ekran kartı yoktur. Dolayısıyla anakart seçimi yapılırken, üstünde AGP slotu taşıyan anakartlar seçilmelidir. AGP slotları daha önceden de belirttiğim gibi 64 bit veriyoluna sahiptirler ve AGP 2x (2 hızlı), 4x (4 hızlı) ve 8x (8 hızlı) olmak üzere üçe ayrılırlar.