IL COMPUTER - La scheda grafica

La scheda grafica è il dispositivo che indirizza i segnali video provenienti dal computer verso il monitor, permettendoci così di vedere le immagini o i messaggi che il computer ci invia. Negli ultimi tempi questi componenti hanno subito una notevole evoluzione, specialmente nel campo del 3D, sia grazie alla maggiore quantità e velocità delle memorie video, che alla disponibilità di processori grafici sempre più potenti e veloci.
Dobbiamo sapere che un'immagine digitale è composta da tantissimi punti chiamati pixel, disposti ordinatamente in righe e colonne ed infatti le risoluzioni delle immagini si indicano in pixel orizzontali per pixel verticali (es. 640x480, 800x600, 1024x768, ecc.); ogni pixel è caratterizzato dalla sua posizione e dal suo colore. A proposito di quest'ultimo, sia i monitor che le schede video, assegnano il colore ad ogni pixel con il sistema RGB (Red, Green, Blue) e cioè determinandolo dalla combinazione dei 3 colori fondamentali (rosso, verde, blu) assegnando a ciascun pixel un valore che va da 0 a 255 per ognuno dei 3 colori. (esempio: 255,0,0 = rosso 0,255,0 = verde 0,0,0 = nero ecc.). Affinché una scheda video sia in grado di mettere il monitor in condizione di visualizzare un immagine, essa deve calcolare per singolo pixel la sua posizione , il suo codice di colore RGB, e la sua intensità luminosa; questo per renderci conto di quanti calcoli deve svolgere la scheda in una frazione di secondo; se poi quella da visualizzare è una immagine tridimensionale (quelle dei giochi), allora questi calcoli aumentano in maniera esponenziale, in quanto in questo caso bisogna tenere conto di altri fattori quali la prospettiva, la posizione degli oggetti lungo l'asse Z, le ombre, i primi piani, ecc,.
Riassunto in poche parole, il funzionamento della scheda video, consiste nel raccolgliere le informazioni provenienti dal processore del computer che sono in formato digitale, calcolare le caratteristiche di ogni pixel dell'immagine e trasformare il segnale in analogico (variabile per ogni singolo istante) in modo che possano essere comprese dal monitor, essendo quest'ultimo un dispositivo analogico. Solo recentemente stanno comparendo sul mercato schede con uscita digitale (detta DVI) e monitor in grado di elaborare segnali digitali; comunque allo stato attuale la stragrande maggioranza dei monitor (compresi quelli a cristalli liquidi), funziona ancora in analogico.
Il monitor non è in grado di mantenere a lungo l'immagine visualizzata a video, ma solo per piccole frazioni di secondo, per cui quest'immagine deve continuamente essere ricostruita e rivisualizzata, in gergo rinfrescata, prima dalla scheda video e poi dal monitor. La velocità con cui viene rinfrescato lo schermo viene detta velocità di refresh e questa è una caratteristica molto importante per una scheda video: più essa è alta, più l'immagine risulterà stabile; valori buoni per un monitor CRT (a tubo catodico) vanno da 75 MHz in su, mentre per monitor TFT (cristalli liquidi) questi valori possono essere più bassi.
Di seguito viene riportata in figura una scheda video generica per mostrare come in realtà appaiono i suoi componenti. Naturalmente non tutte le schede sono equipaggiate come quella in figura, ma sicuramente i compnenti principali sono comuni a tutte le schede.
La scheda video è installata direttamente sulla mainboard (scheda madre) attraverso uno speciale alloggiamento presente su quest'ultima e che viene chiamato AGP (Accelarated Graphic Port); questo slot consente un trasferimento di dati veloce direttamente tra la scheda video ed il processore del PC ed in base a questa velocità le schede AGP vengono identificate con indici numerici crescenti, ad esempio le prime schede in commercio erano semplicemente AGP, poi AGP 2x (velocità doppia), poi ancora AGP 4x (velocità quadrupla) ed ultimamente AGP 8x (8 volte più veloce rispetto all'originale). Sulla scheda video troviamo un connettore AGP (3).
Il componente principale della scheda grafica è senz'altro il processore grafico detto anche GPU (Graphic Process Unit) (1) che è il responsabile dell'esecuzione dei calcoli e delle perocedure per la visualizzazione delle immagini sul monitor. Sulle schede attuali, difficilmente riusciremo a vedere il processore grafico, in quanto questo è sempre sovrastato da vistosi dissipatori o ventole che servono a smaltire il calore prodotto. Anche il processore grafico è caratterizzato da una frequenza di funzionamento che attualmente si aggira mediamente intorno ai 300 MHz come valore indicativo, ma dipende dal modello.
Un altro componente importantissimo per le schede grafiche è la memoria video(2), che serve per immagazzinare e successivamente riprelevare le informazioni che il processore grafico elabora. Il tipo di memoria più diffuso per queste schede, viene detto SGRAM e ultimamente vengono utilizzate anche le DDR.
Tutte le schede sono poi dotate di uscite ed ingressi vari che variano a seconda dei modelli, ma comunque tutte hanno in dotazione il classico connettore VGA (9) che serve per il collegamento al monitor.
Molte schede che permettono di acqusire video dall'esterno (ad esempio da una videocamera), olre alla porta di ingresso video (5) sono anche dotate di un sintonizzatore TV (4) che consente di vedere i programmi TV sullo schermo del PC come se fosse un normale televisore; naturalmente ci sarà anche una presa esterna per l'antenna TV (6).
Moltissime schede di ultima generazione hanno poi un uscita video (7) per poter collegare la scheda direttamente ad un televisore, magari per vedere un film su DVD.
Alcune schede possono inoltre anche avere una presa per gli occhialini 3D (8), che permettono, specialmente con alcuni giochi di vedere sullo schermo suggestivi e realistici effetti tridimensionali.
Infine sempre più frequentemente troviamo una uscita digitale o DVI, che permette di passare a monitor adefguati le immagini direttamente in formato digitale e quindi di ottenere immagini più nitide e stabili.

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