La scheda video, o scheda grafica, è quel componente hardware che ci permette di vedere le immagini sul monitor di un PC, e senza la quale non vedremmo niente.
Si tratta, pertanto, di un elemento essenziale di ogni PC, come il processore o il disco fisso, o la memoria RAM, sempre più complesso, con funzioni sempre più ampie e sofisticate, e, pertanto, sempre più costoso, tanto che oggi, dicembre 2001, vi sono sul mercato diverse schede video con un costo anche superiore al milione di lire, somma con la quale è possibile acquistare un processore Pentium IV a 1.700 MHz con 128 MB di RDRAM compresi!
La "colpa", per così dire, di questa continua crescita in prestazioni, ed in costi, delle schede grafiche, è prevalentemente delle case produttrici di software, e, specialmente, di videogiochi, che sfornano giornalmente prodotti sempre più avidi di risorse, che costringono le case produttrici di schede video a migliorare sempre di più i propri modelli, in una rincorsa che non avrà mai fine. E questo lo sanno bene gli appassionati di videogiochi, che, se vogliono avere il massimo dall'ultimo videogioco uscito sul mercato, sono costretti a cambiare scheda video ogni 6 mesi!
Per questo motivo, le schede video oggi alimentano un fiorente mercato, molto dinamico, parallelo a quello dei PC e dei videogiochi.
Vediamo un po' più da vicino come è fatta una scheda video nelle sue linee generali.
Questione di processore
Il componente più importante (e più costoso) è il processore grafico, detto anche GPU (Graphics Processor Unit), o acceleratore grafico, o più semplicemente, chip grafico.
A lui, infatti, spetta il compito di gestire la grafica bidimensionale (indicata più semplicemente come "Grafica 2D". Un tipico esempio di programmi 2D sono quelli per il fotoritocco), e, soprattutto, quella tridimensionale (indicata più semplicemente come "Grafica 3D". Un tipico esempio di programmi 3D sono "Auto CAD", o 3D Studio, oltre ai videogiochi), liberando così il processore del computer (CPU) dalle complesse operazioni di calcolo che sono alla base delle immagini, specie di quelle in 3 dimensioni.
Oggi, i migliori chip grafici non hanno niente da invidiare, quanto a tecnologia, ai migliori processori per PC; basti pensare che il processore grafico attualmente più potente, e cioè il GeForce3 di NVIDIA, ha una frequenza di ben 200 MHz, è in grado di compiere 800 miliardi (si, avete letto bene: Miliardi) di operazioni al secondo, ed è formato da ben 57 milioni di transistor, ciascuno dal diametro di 0.15 micron, laddove gli ultimi Pentium IV possiedono "solo" 42 milioni di transistor, ciascuno dal diametro di 0.18 micron, e quanto prima faranno la loro comparsa chip grafici costruiti con transistor di 0.13 micron.
Quella della sempre maggiore miniaturizzazione dei transistor è una sfida che vede accomunate le case produttrici di chip grafici, e quelle produttrici di CPU, poiché la riduzione delle dimensioni permette di aumentare, ovviamente, il numero dei transistor stessi, e, quindi, di conseguenza, il numero di operazioni che il processore può compiere nell'unità di tempo, senza aumentare troppo la produzione di calore (sempre pericolosa), ed il consumo di corrente.
Tutta questa potenza di calcolo, naturalmente, sviluppa calore, ed infatti le schede video più potenti sono provviste di ventole per il raffreddamento, e richiede anche una grande quantità di corrente elettrica, più di quella che può fornire la scheda madre, per cui alcune schede video sono provviste di un collegamento diretto all'alimentatore del PC.
Le case produttrici di chip grafici in tutto il mondo non sono molte, poiché la progettazione e la realizzazione di questi processori richiedono grandi investimenti; le più note sono " NVIDIA" (la più importante), che produce i chip "GeForce3"; e ST Microelectronics (società mista italo-francese, con stabilimenti produttivi anche in Italia), che produce i chip "Kyro", che si stanno affermando sul mercato di fascia media per l'ottimo rapporto prezzo/prestazioni. Vi sono, poi, ATI (che produce il chip Radeon), 3dfx (ora fallita e proprietà di NVIDIA), e Matrox che producono chip solo per le proprie schede grafiche.
V-RAM
A fare il prezzo di una scheda video, però, non è solo il tipo di chip utilizzato, ma anche il tipo e la quantità di memoria RAM della scheda stessa, nonché il numero ed il tipo di funzionalità particolari.
Tutte le schede video odierne, infatti, possiedono una propria memoria RAM, detta VRAM, nella quale vengono memorizzati tutti i dati provenienti dal processore grafico (in pratica, tutte le informazioni necessarie a costruire le immagini), in attesa di essere inviati al monitor, e, esattamente come per RAM centrale del PC, più memoria RAM video c'è, e migliori saranno le prestazioni globali della scheda, sia in termini di nitidezza, sia in termini di fluidità delle immagini; infatti, possedendo una propria memoria RAM, la scheda non ha bisogno di attingere RAM centrale, se non quando, da sola, non è sufficiente ad elaborare le immagini più complesse, provocando, però, così, un rallentamento delle visualizzazioni grafiche, data la maggiore lentezza RAM centrale rispetto a quella Video.
Per quanto riguarda la quantità di RAM video, oggi è normale trovare schede video con memoria RAM di 16, 32, e, recentemente, anche di 64 MB, tenendo presente che 16 MB di RAM video sono più che sufficienti per utilizzare i programmi in 2 dimensioni, ed anche quelli in 3 dimensioni meno recenti; i programmi in 3 dimensioni più recenti, e, soprattutto, i videogiochi più recenti, invece, potrebbero trovarsi in difficoltà, se RAM video non è di 32 - 64 MB. Infatti, oggi i programmi per la grafica professionale (tipo Auto CAD, o 3D Studio), ed i videogiochi, sono sempre più complessi, e richiedono sempre più RAM video.
Ma non è solo una questione di quantità di RAM video; è importante anche il tipo di RAM video: È possibile, infatti, fondamentalmente, distinguere due tipi di RAM Video: SDRAM, che ritroviamo sulle schede meno costose, e SDRAM DDR, RAM video più veloce (e più costosa) che ci sia, che ha una frequenza interna variabile dai 360 MHz dei chip Radeon ai 400 MHz del chip NVIDIA GeForce2 GTs, ai 460 MHz del chip GeForce3, sempre di NVIDIA. Naturalmente, più veloce è RAM video, e maggiore fluidità avranno le immagini, specie quelle in 3D.
AGP
Prescindendo da alcuni casi particolari, che vedremo meglio in seguito, la scheda video è inserita in un alloggiamento (slot) adatto della scheda madre.
Oggi lo slot di tipo AGP è lo standard, ed ha sostituito lo slot PCI, nel senso che tutti i PC nuovi montano lo slot AGP; ciò non toglie che si trovano in commercio ancora delle ottime schede PCI (per chi ama il "fai da te", lo slot AGP è più lungo di quello PCI, ed è di colore marrone, mentre quello PCI è di colore bianco. In linea di massima, tutti i PC prodotti fino al 1998 sono privi di slot AGP. Sapere se la propria scheda madre è provvista di slot AGP o PCI è utile nel caso in cui si decidesse di cambiare scheda video.).
AGP è l'acronimo di Accelerated Graphic Port (Porta Grafica Accelerata), e può essere considerata come una scorciatoia ad alta velocità (233 MHz nelle porte AGP 2x; 266 MHz nelle porte AGP 4x) attraverso la quale la scheda grafica può accedere direttamente CPU, qualora il suo chip non fosse sufficiente, per esempio, durante la elaborazione di scene tridimensionali particolarmente complesse.
In assenza della porta AGP, invece, i dati dovrebbero essere veicolati, per raggiungere CPU, attraverso il bus di sistema, di solito più lento (si parla, infatti, anche di "bus AGP"). La velocità della scheda video AGP, però, è strettamente legata a quella del bus di sistema. L'AGP 4x infatti, al momento il tipo di AGP più veloce, e che si trova come standard nelle schede video più recenti, funziona solo se il bus è a 133 MHz; quindi, anche se abbiamo un processore potentissimo, ma con il bus a 100 MHz, la scheda video funzionerà, al massimo, in modalità AGP 2x.
Potremo, in ogni caso, montare una scheda video AGP 4x, solo che funzionerà in modalità AGP 2x. La prima versione dell'AGP, AGP1x, trasferiva al massimo 256 MB di dati al secondo. Poi venne l'AGP 2x, che, funzionando al doppio della velocità, trasferiva 512 MB di dati al secondo; la versione odierna più potente, appunto AGP4x, è invece in grado di trasferire 1024 MB di dati al secondo. Per paragone, le vecchie porte PCI hanno una capacità massima di trasferimento di 133 MB al secondo, con una frequenza di 33 MHz. Recentemente è stato annunciato l'AGP 8x, che dovrebbe fare la propria comparsa, su schede video e schede madri, nella primavera del 2002.
Abbiamo detto che la scheda video di solito è inserita in un alloggiamento particolare della scheda madre. Ma non è sempre così; in alcuni PC desktop di fascia economica, in quelli destinati prevalentemente agli uffici, o in quelli particolarmente compatti (per esempio, quelli che hanno lo schermo a cristalli liquidi incorporato), e nei portatili, la scheda video è " integrata " nella scheda madre, di solito con la scheda audio, il modem e la scheda di rete. Anche queste schede integrate possono essere AGP, ma di solito, hanno poca memoria video, per cui, nella elaborazione di immagini complesse, la scheda deve utilizzare RAM centrale, provocando un rallentamento generale del sistema; tuttavia, in questi casi, se la scheda madre possiede uno slot AGP libero, è sempre possibile montare una scheda a parte. Queste schede video integrate, comunque, di solito, sono sufficienti per la grafica 2D e per una grafica 3D poco sofisticata (in pratica, possono andare bene per un uso "ufficio" del PC)
Funzioni aggiuntive
Per quanto riguarda, infine, le "funzionalità particolari", indichiamo così tutte quelle funzioni che la scheda video dovesse avere in più rispetto a quella base di visualizzare le immagini del monitor, e che possono essere più o meno numerose. Tra le più importanti, ricordiamo:
- La doppia uscita video analogica, detta Dual Head o Dual Display, e cioè, la possibilità di usare contemporaneamente due monitor, per raddoppiare l'area di visualizzazione a nostra disposizione (ciò può essere interessante, per esempio, per chi si occupa di fotoritocco) o per usare due applicazioni diverse (un documento word su un monitor, per esempio, ed un foglio di calcolo sull'altro), grazie alla presenza sulla scheda di due porte SVGA, o un monitor ed il televisore, sempre contemporaneamente (sono poche, però, le schede video che permettono di usare contemporaneamente monitor e televisore, questo perché monitor e televisori hanno una diversa frequenza di aggiornamento, inferiore nel televisore rispetto al monitor, e, appunto, la maggior parte delle schede video non sono in grado di gestire contemporaneamente due frequenze diverse.). Ricordiamo che la possibilità di usare due monitor contemporaneamente è legata ad una funzionalità di W 98, detta " Multiple Display Support ", che, addirittura, permette di supportare fino a 9 monitor contemporaneamente. Ogni monitor, però, deve avere una propria porta SVGA;
- L'Uscita S-Video (SVideo out), che permette di inviare il segnale video, e quello audio stereofonico, verso lo schermo televisivo;
- L'ingresso S-Video (SVideo in), che permette di acquisire filmati tramite videocamere, telecamere, videoregistratori;
- Il sintonizzatore TV, per ricevere sul monitor i programmi televisivi ed il televideo;
- Alcune delle schede video più potenti (e più costose) hanno anche la possibilità di collegare degli occhiali speciali, per la visione delle immagini in 3 dimensioni;
- L'uscita DVI (Digital Video Interface), per ottenere i massimi risultati nel collegamento del PC ai monitor a cristalli liquidi.
L'uscita DVI è un tipo di porta che si trova solo su alcune delle schede video più recenti., e che è destinata a sostituire progressivamente la tradizionale porta SVGA, oltre che sulle schede video, anche sui monitor, sia quelli tradizionali, sia quelli a cristalli liquidi.
Praticamente, grazie a questa porta, la scheda video trasmette al monitor segnali video direttamente in formato digitale, evitando, così, la " doppia conversione " digitale - analogico - digitale, e la conseguente perdita di qualità del segnale video.
Spieghiamo meglio questo concetto: il segnale in uscita dalla scheda video subisce, di norma, una codifica in formato analogico per essere trasmesso, attraverso la porta VGA, che è analogica, direttamente al monitor, sia LCD che CRT, il quale monitor provvede, a sua volta, alla ridecodifica del segnale in digitale per potere elaborare le immagini da visualizzare. Con questa porta, invece, che deve essere presente sulla scheda video, e, contemporaneamente sul monitor, il segnale video in uscita resta digitale, e come tale arriva al monitor.
È facile immaginare come grazie al DVI, le immagini sono molto più nitide e definite, e sono eliminate tutte quelle interferenze che possono causare distorsioni. Esistono già monitor LCD e CRT con ingresso digitale (porta DVI), e, anche se costano il 25% circa in più dei classici monitor, offrono una resa grafica nettamente superiore.
Fasce di utenza
Infine, a corredo della scheda grafica vi è, di solito, un pacchetto di software, più o meno ricco di programmi, di solito orientati all'utenza specifica della scheda.
Possiamo dire, infatti, che ci sono schede video diverse, a seconda dell'utilizzo prevalente del PC, e cioè, schede video che sono indicate per chi ama i videogiochi, schede video adatte a chi usa il PC prevalentemente per applicazioni "da ufficio", e schede video indicate per chi vuole fare del PC una vera e propria stazione multimediale, con la possibilità di sfruttare altri mezzi mediatici (televisore, videocamere, ecc.).
Per concludere, la scelta di una scheda video, nella grande quantità di marche e modelli che esistono sul mercato, non è facile, e deve essere orientata prevalentemente dal costo che siamo disposti a sostenere, e, poi, dal tipo di utilizzo del PC che intendiamo fare, ma, quale che sia la nostra scelta, per ottenere il massimo dalla ns scheda video, è necessario anche avere sempre i driver più aggiornati (anche i driver, infatti sono un software, e, quindi, come tale, suscettibili di migliorie.), che è possibile scaricare direttamente dal sito del produttore della scheda; in questo modo, infatti, i produttori, rilasciando sempre nuovi driver, possono porre rimedio ad alcuni eventuali bug della scheda, o, semplicemente, aggiornarla, per renderla più adatta agli applicativi grafici o ai videogiochi nel frattempo immessi sul mercato.
L'aggiornamento dei driver, però, che deve essere continuo da parte della casa produttrice della scheda video, è sempre una operazione costosa, e solo le più importanti case produttrici possono permetterselo. Ecco un altro elemento che, nella scelta di una scheda grafica, andrebbe preso in considerazione.
Ricorrendo al sito del produttore della scheda video, potremo anche risolvere eventuali problemi di incompatibilità che dovessero sorgere tra il chipset della scheda madre e quello della scheda video, e che di solito si risolvono aggiornando il BIOS della scheda video, più raramente della scheda madre, operazione, comunque, sempre delicata, che va fatta in tutta calma.
Oltre all'aggiornamento dei driver, bisogna anche aggiornare le DirectX; questo è già più facile, in quanto si trovano spesso nei CD allegati alle riviste di informatica, o, in alternativa, si possono ricercare sul sito Microsoft.
Tante sono le case produttrici di schede video presenti sul mercato, ma quelle più famose sono (in ordine alfabetico): Asus, ATI, Creative, Diamond, Elsa, Hercules, Matrox, 3dfx. Una scheda video di una qualsiasi di queste case è sempre garanzia di un prodotto valido.
Come valutare
Vediamo, adesso, quali sono le caratteristiche che devono essere prese in considerazione in vista di un acquisto di una scheda video:
CARATTERISTICHE TECNICHE:
1. Tipo di GPU
2. Frequenza GPU (in MHz)
3. Memoria Video: Quantità di (in MB)
4. Memoria Video: Tipo
5. Memoria Video: Frequenza di funzionamento della (in MHz)
6. RamDac: in MHz
7. Risoluzione Massima in 2D
8. Risoluzione Massima in 3D
9. Frequenza di refresh alla massima risoluzione (in Hz)
10.AGP
CARATTERISTICHE PARTICOLARI:
1. Supporto multimonitor
2. Porta S-Video out
3. Porta S-Video in
4. Sintonizzatore TV
5. Uscita DVI
ALTRI ELEMENTI:
1. Durata della garanzia
2. Tipo di assistenza: On center / on site
3. Estensione della garanzia
4. Assistenza telefonica
5. Software in dotazione.
PER CONOSCERE MEGLIO LA GRAFICA TRIDIMENSIONALE
Ogni singola immagine in 3D, è formata da uno "scheletro" incolore (wireframe), formato da tanti piccoli poligoni (triangoli, rettangoli, quadrati, pentagoni, ecc.), ciascuno dei quali formato, a sua volta, da triangoli più piccoli (poligoni base). Più piccoli e più numerosi sono i poligoni che un chip grafico è in grado di elaborare nell'unità di tempo, e maggiori saranno definizione, fluidità e realismo delle immagini, in pratica, più elevata sarà la qualità delle immagini. Questo scheletro viene poi ricoperto da più o meno numerosi strati di immagini bidimensionali colorate (texture), a mo' di vestiti, che la scheda mantiene nella propria memoria, e, più numerosi sono questi strati e più realistica sarà l'immagine. La già ricordata GeForce3 di NVIDIA è in grado di applicare ben 36 texture contemporaneamente.
L'operazione successiva è quella della illuminazione della immagine, con la creazione, in tempo reale, di superfici luminose, ombre, riflessi, ed alla cui base vi sono complessi calcoli matematici. L'ultima operazione, infine, è l'applicazione di filtri per ottenere effetti particolari. Se teniamo presente che ad ogni movimento della immagine, i poligoni dovranno essere ridisegnati, le texture dovranno essere riapplicate, gli effetti luminosi dovranno essere ricalcolati, ed i filtri riapplicati e modificati, e tutto questo deve essere fatto con la massima velocità, per non avere fastidiosi rallentamenti delle immagini, possiamo ben capire la grandissima capacità di calcolo che deve avere il processore grafico, che, come detto, nel chip grafico attualmente più veloce, è, addirittura, di 800 miliardi di operazioni al secondo!
I dati che esprimono la potenza di un chip grafico, sono:
- FILL RATE: Capacità di ricoprire con texture (v sopra) il wireframe. Più alto è il fill rate, maggiore sarà il numero di poligoni colorati che vedremo sullo schermo. Il fill rate è il valore più importante per i videogiochi. Se il fill rate è basso, saremo costretti ad utilizzare una bassa risoluzione. È espresso in numero di pixel per secondo. Il chip grafico attualmente più potente (GeForce3) ha un fill rate di 1.600 milioni pixel per secondo.
- TRIANGOLI PER SECONDO: È il parametro più importante per valutare la potenza di calcolo di un chip grafico, e rappresenta il numero di poligoni che il chip riesce a disegnare in un secondo. Il chip grafico attualmente più potente (GeForce3 di NVIDIA) riesce a disegnare 31.000.000 di poligoni al secondo.
- FRAME RATE: Numero di fotogrammi per secondo che possono essere visualizzati Più elevato è, e meglio è, nel senso che il movimento appare più fluido.
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