با پيشرفت چشمگيري که در سالهاي اخير در صنعت ساخت بازيهاي کامپيوتري و پردازش تصاوير سهبعدي صورت گرفته، طراحان و سازندگان پردازندههاي گرافيکي (GPU) به شدت در تلاشند تا از قافله عقب نمانند. به همين دليل همواره در سالهاي اخير شاهديم که مدلهاي جديد کارتهاي گرافيک به سرعت وارد بازار شده و خيلي زود مدلهاي جديدتر جاي آنها را ميگيرند.
همانطور که ميدانيد، نوع پردازش در پردازندههاي گرافيکي بر اساس پردازش موازي يا همان Parallel Processing است و به همين دليل طراحان پردازندههاي گرافيکي در معماريهاي جديد، با افزايش تعداد پردازندههاي جرياني (Stream Processor) و بهرهگيري هر چه بيشتر از پردازش موازي، سعي در افزايش عملکرد کارت گرافيک دارند. گسترش هر چه بيشتر پردازش موازي توسط سختافزار، بايد توسط نرمافزار نيز پشتيباني شود. در واقع برنامهنويسان نرمافزارهايي نظير موتور گرافيکي بازي کامپيوتري، بايد با بهينهسازيهای لازم، بستر مناسبي را براي بهرهگيری از تمامي کارآيي پردازنده گرافيکي مدرن فراهم کنند. فراهم کردن چنين بستري، معمولا فرآيندي بسيار پيچيده و زمانبر است. درايور کارت گرافيک يکي از عواملي است که به صورت غير مستقيم به شکلگيري چنين فرآيندي کمک ميکند.
از طرفي با افزايش هر چه بيشتر جلوههاي واقعگرايانه در پردازش تصاوير سهبعدي، حجم بافتهايي(Textures) که صرف پديد آمدن و شکلدهي اشياي موجود در صحنه سهبعدي ميشوند نيز افزايش مييابد. بنابراين حافظه گرافيکي که در واقع انباره اين بافتهاست، بايد با ظرفيتهاي بالاتر ساخته شود. از طرفي افزايش حجم حافظه گرافيکي روي کارتهاي گرافيک (Local Video Memory) به شدت باعث افزايش قيمت تمام شده کارت گرافيک ميشود؛ به همين دليل سازندگان کارتهاي گرافيکي با همکاري کمپانيهاي نرمافزاري نظير مايکروسافت و ديگر سازندگان موتورهاي گرافيکي بازي و نرمافزارهاي ويرايش تصاوير سهبعدي، تصميم گرفتند با ايجاد ارتباط مستقيم بين GPU و RAM (حافظه اصلي سيستم) تا حدودي بر اين مشکل غلبه کنند.
اين ارتباط در سيستمهاي برخوردار از کارت گرافيک مجزاي PCI Express ، مطابق شکل 1 است.
شکل1
همانطور که در شکل 1 مشاهده ميکنيد، اين ارتباط به واسطه چيپست پل شمالي و از طريق اسلات PCI Express صورت ميگيرد و توسط سامانه مديريت حافظه به نام GART (Graphics Address Remapping Table) کنترل ميشود.
در حقيقت در سيستم عاملهاي جديد مايکروسافت، نظير ويستا و ويندوز 7 دو نوع حافظه به Video Memory تخصيص داده ميشود:
يکي حافظه موجود در کارتهاي گرافيک که اصطلاحا Local Video Memory يا Dedicated Video Memory ناميده ميشود و ديگري حافظه Shared System Memory که به صورت موقتي از حافظه اصلي سيستم به اشتراک گذاشته ميشود.
توجه داشته باشيد که اين حافظه اشتراکي فقط در صورت تشخيص سيستم عامل و در صورت نياز، به حافظه کلي گرافيکي سيستم Video Memory) (Total Available اضافه ميشود. اين حافظه به طور کلي با حافظه اشتراک گذارده شده توسط سيستمهاي مبتني بر پردازندههاي گرافيکي يکپارچه که به صورت دايمي مقداري از حافظه اصلي سيستم را به حافظه گرافيکي اختصاص ميدهد، متفاوت است.
همانطور که اشاره شد، وظيفه کنترل دسترسي پردازنده گرافيکي به حافظه اصلي سيستم بر عهده GART است. اين سامانه کنترل حافظه به صورت مستقيم توسط سيستمعامل به واسطه درايورهاي کارتهاي گرافيک هدايت ميشود. در واقع به دليل کمتر بودن پهناي باند حافظه سيستم نسبت به حافظه گرافيکي موجود در بورد کارتهاي گرافيک، اگر ارتباط مورد نظر بدون بهرهگيري از بهينهسازيهاي لازم انجام گيرد، نه تنها باعث افزايش کارآيي نهايي گرافيکي نميشود، بلکه کاهش کارآيي را نيز در پي دارد. نقش مهم درايور کارت گرافيک در تنظيم و بهينهسازي اين ارتباط بسيار مهم است.
شکل 2 : در اين تصوير، مقدار حافظه اختصاصي کارت گرافيک و همچنين مقدار حافظه به اشتراک گذاشته شده، کاملا مشخص است
در واقع هدف از تشريح موارد بالا فراهم ساختن بستر اين موضوع بود که درايور کارت گرافيک فقط براي شناساندن قطعه به سيستم عامل به کار نميرود، بلکه نقش محوري در تنظيم و بهينهسازي کارت گرافيک و ارتباطات حافظههاي گرافيکي در يک سيستم امروزي را بر عهده دارد.
از اين گذشته اگر بحث افزايش کارآيي را کنار بگذاريم، در درايور کارت گرافيک، قسمتهايي براي تنظيم رنگ، کيفيت پخش فايلهاي ويديويي، تنظيمات تلويزيون، تنظيمات حرفهاي قابليتهاي سهبعدي و تنظيمات حرفهاي مربوط به اورکلاک و مديريت مصرف انرژي وجود دارد که با عرضه نسخه جديد، معمولا به قابليتهاي آنها اضافه شده يا ايرادهاي نسخههاي قبلي رفع ميشود.
همچنين با پيشرفتهاي اخير فناوری (General-Purpose computing on Graphics Processing Units) GPGPU که به معناي «پردازش همه منظوره توسط واحد پردازش گرافيکي» است، بسياري از نرمافزارهايي که قابليت پردازش موازي دارند را ميتوان به جاي CPU ،توسط GPU و با سرعتهاي بسيار بيشتر از قبل اجرا کرد. براي مثال يک کارت گرافيک رده متوسط 250 هزار توماني، در بعضي از نرمافزارهاي تبديل فرمتهاي ويديويي قادر است حتي بيشتر از 150% سريعتر نسبت به پردازنده يک ميليون توماني، در تبديل فرمت فايلهاي ويديويي عمل کند.
فناوري GPGPU در کارتهاي گرافيک کمپاني ATI با نام تجاري ATI Stream و در کارتهاي گرافيک کمپاني nVIDIA با نام تجاري CUDA شناخته ميشود
فناوری GPGPU فقط توسط درايورهاي جديد کارتهاي گرافيکي قابل استفاده است و با گذشت زمان و عرضه درايورهاي جديد کاملتر شده و به قابليتهاي آن اضافه ميشود. براي مثال از قابليتهاي جديدي که توسط اين فناوری پشتيباني ميشود و مورد استفاده عموم کاربران است، پشتيباني نرمافزار Adobe Photoshop CS4 از پردازش موازي توسط GPUهاي کمپاني nVIDIA را ميتوان نام برد.
معرفي ، تست و بررسي
معرفي
در حال حاضر دو کمپاني nVIDIA و AMD/ATI بزرگترين توليدکنندگان کارتهاي گرافيک در جهان هستند.
نام تجاري درايور کارت گرافيک کمپاني nVIDIA در گذشته Forceware نام داشت که اخيرا بهGeforce تغيير نام داده است. نرمافزار تنظيم قابليتهاي اين درايور نيز nVIDIA Control panel نام دارد.
نام تجاري درايور کارت گرافيک کمپاني ATI/AMD نيز ATI Catalyst است و نرمافزار تنظيم قابليتهاي اين درايور نيز Catalyst Control Centre نام دارد.
چندين سال است که اين درايورها به صورت يکپارچه عرضه ميشوند. در واقع يک نسخه از اين درايورها خيل عظيمي از مدلهاي مختلف کارت گرافيک کمپاني مورد نظر را پشتيباني ميکنند. براي مثال آخرين نسخه درايور Geforce تمامي مدلهاي سري 6، 7، 8، 9 و GT را پشتيباني ميکند. همچنين آخرين نسخه Catalyst تمامي مدلهاي سري HD 2000، HD 3000 و HD 4000 را پشتيباني ميکند.
تست و بررسي
در بررسي عملي تاثير درايور در عملکرد کارت گرافيک، از دو کارت گرافيک متفاوت استفاده کرديم.
Geforce GTX260 ( 216core) 896MB GDDR3 - 448Bit
Radeon HD 4870- 1GB GDDR5 - 256Bit
علت انتخاب اين دو مدل، تشابه نتايج عملکردشان در تستهاي مختلف بود.
شکل 3 : مشخصات کارت گرافيک Geforce GTX260
شکل 4 : مشخصات کارت گرافيک Radeon HD 4870
همچنين در تستها از سه نسخه درايور مختلف که تاريخ عرضه هر يک بين 4 تا 6 ماه با قبلي اختلاف داشت، استفاده شد. لازم به ذکر است که تمامي درايورها به اصطلاح WHQL و داراي تاييديه مايکروسافت بودند و به هيچ وجه از درايورهاي Beta در تستها استفاده نشده است.
ضمنا تمامي تستها روي سيستم AMD لابراتوار انجام شده است. فهرست سختافزار و درايورهاي استفاده شده در اين تست مطابق جدول 1 و 2 است.
جدول 1
جدول 2
تست( 3DMARK Vantage ، 3DMARK 06 (DX 9.0
تست 3DMARK Vantage
اين تست بدون شک يکي از سنگينترين و در عين حال معتبرترين تستهاي DirectX 10.0 محسوب ميشود. اين تست از زواياي مختلف نظير استفاده از آخرين فناوریهاي سايهزني (Shader model 4.0) و نور پردازي، GPU را مورد آزمايش قرار ميدهد. همچنين اگر حين تست، کمي موشکافانه CPU Usage را مشاهده کنيد، متوجه ميشويد که تستهاي GPU اين نرمافزار به شدت نسبت به پردازنده ايزوله هستند. به بيان ديگر، پردازنده در تست 3DMARK Vantage دخالتي ندارد يا تاثير آن بسيار ناچيز است و فقط کارت گرافيک است که مورد ارزيابي قرار ميگيرد. اين خصيصه، نرمافزار ياد شده را در زمره نرمافزارهاي کاملا تخصصي تست کارتهاي گرافيک قرار ميدهد.
شکل 5
آنچه از نگاه اول متوجه ميشويم اين است که برخلاف مدل Radeon که افزايش کارآيي محسوسي در اين تست از خود نشان نداد، مدل Geforce با افزايش کارآيي بسيار محسوس 12% درصدي همراه بود. لازم به ذکر است اختلاف 1000 امتيازي اين نرمافزار حاکي از افزايش کارآيي بسيار محسوس است.
تست(3DMARK 06 (DX 9.0
اين تست نيز همواره يکي از بهترين تستها براي محک کارتهاي گرفيکي بوده است. اين نرمافزار طي تستهاي مجزاي تکنيکهاي سايهزني رنگ Shader Model 2.0 و Shader Model 3.0، کارتهاي گرافيک را با تستهاي نسبتا سنگين محک ميزند.
[External Link Removed for Guests]
شکل 6
در اين تست برخلاف تست 3DMARK Vantage، مدل Geforce افزايش کارآيي محسوسي از خود نشان نداده اما مدل Radeon با افزايش کارايي 4% درصدي همراه است.
تست( Call of Juarez (DX 10.0) ، Crysis (DX 10.0
(Call of Juarez (DX 10.0
اين بازي يکي از بازيهاي پرفروش مدرن است که در بسياري از منابع معتبر تست و بررسي سخت افزار، مرجع معتبري براي تست کارتهاي گرافيکي به شمار ميرود. اين تست در کيفيت گرافيکي Maximum اجرا شده است.
شکل 7
دراين تست هر دو مدل با اختلاف 5 تا 8 درصد همراه بودند.
تست(Crysis (DX 10.0
بدون شک شاهکار کمپاني Crytek با بهرهگيري از موتور گرافيکي قدرتمند Cry Engine، تا به امروز بهترين بازي از لحاظ گرافيکي بوده است. در اين بازي از آخرين فناوريهاي سايهپردازي، سايهزني رنگها و همينطور جلوههاي واقعگرايانه تصوير براي داشتن طبيعيترين صحنهها، استفاده شده است.
اين تست در کيفيت جزييات گرافيکي High اجرا شده است.
شکل 8
در اين تست نيز برخلاف مدل Geforce که اختلاف کارآيی محسوسی نداشت، در مدل Radeon افزايش کارآيی 11 درصدی محسوسي مشاهده شد.
نتيجهگيري و سخن پاياني
همانطور که مشاهده کرديد، نتايج کلي حاکي از افزايش کارآيي 5 تا 12 درصدي در تستهاي مختلف است. اين افزايش کارآيي گاهي برابر با ميزان افزايش کارآيي است که مدلهاي جديدتر از مدلهاي ياد شده با قيمتهاي بيشتر ارايه ميدهند. در واقع اگر جزو کساني باشيد که مدتهاي طولاني فقط از درايورهاي موجود همراه کارت گرافيک استفاده ميکنند، در اين مورد ضرر خواهيد کرد. چون علاوه بر از دست دادن بسياري از امکاناتي که در ابتداي مقاله به آنها اشاره شد، بهينهسازيهايي که اجراي بهتر بازيها را در پي دارد نيز از دست خواهيد داد.
براي دانلود آخرين نسخه درايور کارت گرافيک خود ميتوانيد به اين سايتها مراجعه کنيد:
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
در پايان يادآور ميشويم که در حال حاضر درايور کارت گرافيک فقط براي شناساندن قطعه مورد نظر به ويندوز کاربرد ندارد، بلکه وظيفه بهينهسازي تنظيمات گرافيکي، کنترل توان مصرفي و ... را نيز بر عهده دارد. بنابراين مجددا پيشنهاد ميکنيم حداقل هر چند ماه يک بار نسبت به بهروزسازي درايور کارت گرافيک خود اقدام کنيد.
منبع:سی ان ریویو