[#4] Corso di Informatica HW - La scheda Video

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Guida: Nr 4

Piattaforma: Pc Desktop

Guide Correlate:

1) Il Processore

2) La Memoria Ram

3) La scheda madre

4) La scheda video

5) L’alimentatore

6) Il Case

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Guida utile per capire cos’è una scheda video, com’è fatta e a che cosa serve.

 

• Che cos’è una scheda video?
  

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È un componente indispensabile per PC (se non si possiede un processore con gpu integrata vedi Il Processore) che ospita il cervello grafico (GPU) che permette di visualizzare ciò che noi stiamo facendo all’interno del sistema operativo ed è quindi fornita di connettori video appunto per poter trasmettere il segnale video digitale/analogico dalla macchina al monitor.[spoiler=foto]

Tutto ciò ce noi vediamo a monitor è reso possibile dalla GPU della scheda video.

 

• Come funziona la scheda video?
  

Lavora strettamente con la CPU (Processore). La scheda video è inserita in un apposito slot della scheda madre (PCIe 16x) e tramite esso comunica col Processore. La scheda madre fornisce bus di comunicazione ad altissime frequenze in modo che i tempi di latenza siano ridotti al minimo.

Per descrivere la funzionalità di una Scheda video in modo elementare vediamo in primis che il processore fornisce istruzioni di disegno, coordinate sulla quale costruire degli elementi 2D o 3D mentre la scheda video riceve queste istruzioni e ne applica i colori, le ombre, gli effetti generati da molteplici sfumature di milioni di colori, texture presenti in librerie in continuo aggiornamento e attraverso il connettore video porta il segnale al nostro monitor così che noi possiamo vedere l'interfaccia grafica di sistema, il nostro film, il nostro videogioco, il nostro disegno, il nostro tema per gli scrutini.

Quindi la CPU fornisce le istruzioni alla GPU e questa renderizza le istruzioni a video (processo di rendering, renderizzazione).

Le ultime schede video sono dotate di GPU avanzatissime ad alte capacità di calcolo che prendono buona parte del carico durante un rendering, questo solleva la CPU da buona parte del lavoro.

 

• Quanti tipi di scheda video esistono?
  

Col passare degli anni, le schede video vengono evolute proprio come i salti generazionali dei processor e delle memorie ram.

Come abbiamo già detto, per funzionare, le schede video devono essere inserite in un apposito slot della scheda madre, il famoso slot PCI-e (un tempo era lo slot AGP).[spoiler=foto]

Con i salti generazionali, anche le schede video migliorano in termini di performance. Dalle schede video PCI-e si è passati alle 2.0 e ora alle 3.0 (sono in arrivo le 4.0). in termini teorici, una scheda video con connessione 3.0 comunica al doppio della velocità di una scheda 2.0, quindi maggiori prestazioni in ambito di renderizzazione istantanea (videogiochi, film, animazioni) grazie appunto alla velocità di trasferimento dati fra GPU e CPU.

Se acquistiamo una scheda video 3.0 e la nostra scheda madre ha però solo degli slot PCI-e 2.0 otterremo una riduzione delle prestazioni dallo standard 3.0 al 2.0. Viceversa, se inseriremo una scheda video 2.0 in uno slot PCI-e 3.0 non otterremo un incremento di prestazioni.

Oltre al fattore connettività, c’è poi il fattore utilizzo. Nel mondo le esigenze sono veramente infinite, le schede video vengono prodotte per determinate fasce operative come l’Office che solitamente non prevede operazioni di rendering al di fuori del testo (Word, Excel, Power point, Internet) poi vediamo l’Home e intrattenimento dove inizia ad esser necessaria una GPU più performante per la navigazione web, streaming, visualizzazione di film, foto, giochi online ecc ecc, poi vediamo il mondo del Design del Rendering 3D e del Video/Photo editing in cui le esigenze sulle prestazioni grafiche sono importantissime poiché colori e animazioni richiedono una GPU pronta e performante, vediamo anche il mondo del Gaming dove il pixel deve essere riempito all’istante e su rapide variazioni di migliaia istruzioni al secondo, qui le prestazioni di una scheda video vengono spinte al massimo e per gestire questo tipo di operazioni intensive vengono prodotte appunto una diversa tipologia di GPU.

Spesso le GPU portano delle sigle per essere individuate e classificate per una determinata fascia operativa, come per AMD ci sono le Radeon HD per la casa e lo svago e le R9 per il Gaming, ci sono poi le FirePro per lo sviluppo e il lavoro.

Invece come per Nvidia troviamo le GT per la casa e lo svago e le GTX per il Gaming, ci sono poi le Quadro per il lavoro e sviluppo.

Ovviamente poi una persona valuta da se le prestazioni della propria scheda e ne fa l’uso che preferisce, non è detto che GTX debba per forza essere destinata al Gaming e FirePro destinata esclusivamente al lavoro.

 

• Specifiche di una scheda video
  

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Ci sono tantissime cose da saper riconoscere e valutare prima di suggerire una scheda video da acquistare.

Prima di tutto bisogna conoscere una Scheda video:[spoiler=foto]

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La scheda video comprende una scheda elettronica sulla quale sono disposti:

• Uno o Due Processori grafici (GPU – Graphic processing unit)
  
• Memorie allo stato solido (vRAM)
  
• Fasi di alimentazione (Power phase)
  
• Una marea di semiconduttori asd
  
• Dissipatori in lamine per il raffrescamento del processore grafico
  
• Una o più ventole
  

 

• Che cos’è una GPU
  

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La GPU è un vero e proprio processore dedicato alla grafica, le sue prestazioni determinano la capacità di renderizzare semplici o complessi modelli virtuali nel minor tempo possibile. Utile nel disegno 3D e utile nel gaming di questa generazione che spinge verso grafiche sempre più complesse e realistiche.

Una Gpu completa comprende:

• Unità di shanding – nuclei programmati per riprodurre il comportamento fisico del materiale
  
• Unità di mappatura texture – unità con lo scopo di applicare determinati modelli sulla superficie dei poligoni.
  
• Processori di render – motori che uniscono la tassellatura al pixel, il render su vasta scala
  
• Velocità di clock – come per la CPU, la velocità di trasferimento dati fra i vari settori del processore
  
• Clock della memoria – velocità operativa della vRAM
  
• Bus della memoria – canale di comunicazione espresso in dimensioni di bit
  

Viene da se che più il valore di ogni componente appena citato è alto, più la nostra GPU sarà performante.

 

• Cos’è uno SLI? Cos’è il Crossfire?
  

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Crossfrie e Sli sono 2 configurazioni certificate dalle case produttrici AMD e NVIDIA che vedono 2 schede video installate in parallelo nel computer. Esatto una doppia configurazione di schede video resa possibile da un doppio slot PCI-e sulla scheda madre e un ponticello che mette in parallelo le 2 schede dagli appositi pin:[spoiler=foto]

Perché fare ciò? Per raddoppiare le prestazioni (se la configurazione rispetta determinati requisiti). Spesso non arriva a raddoppiare letteralmente le prestazioni il fatto di avere 2 schede video in parallelo, ma di certo un buon 160/170% di prestazioni si riescono ad ottenere rispetto la singola configurazione.

Per Poter mettere 2 schede video in parallelo, servono prima di tutto 2 schede compatibili, ad esempio la tecnologia nvidia vuole che le 2 schede siano identiche quindi (stessa GPU, stesse frequenze di clock, stessa memoria ecc ecc), in secondo luogo serve che la Scheda madre abbia 2 slot PCI-e 16x liberi per le 2 schede.

E in terzo luogo ma non meno importante anzi, importantissimo, verificare che l’alimentatore possa supportare l’energia necessaria per entrambe.

Le possibilità poi sono svariatissime, sempre in base alla scheda madre che disponiamo (o la si compra appositamente) si possono fare differenti configurazioni, a 3 schede, a 4 schede, a 2 schede dual gpu quindi quad gpu e così via, il tutto sempre verificando che:

• Le schede video siano compatibili a tale parallelismo
  
• la scheda madre deve essere certificata SLI o Crossfire, se non è certificata non riconosce la configurazione
  
• L’alimentatore deve poter fornire l’energia sufficiente, scrutando le specifiche delle 2 schede è possibile capire quanta alimentazione servirà.
  
• Il processore deve poter gestire entrambe le GPU quindi serve un buon processore
  

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• Cos’è il collo di bottiglia?
  

È una circostanza che avviene quando installiamo una scheda video performante in un sistema non propriamente adatto. A gestire le principali istruzioni della GPU ricordiamoci che sarà sempre la CPU, ma se la CPU non è sufficientemente performante da soddisfare i requisiti di domanda della GPU otterremo un calo di prestazioni e non potremo sfruttare a pieno le potenzialità della scheda video performante. Un Ottimo processore multicore non arriverà mai al collo di bottiglia. Spesso le Schede video sono accompagnate da requisiti di sistema, è buona cosa quindi seguire questi requisiti.

 

• Come scegliere una scheda video?
  

• Capire che uso bisogna farci (casa, navigazione web, film, Giochi, rendering 3D, sviluppo della fisica…)
  
• in base all’utilizzo finale bisogna individuare le caratteristiche che possono essere:
  
• GPU singola o doppia GPU? Una scheda video dual GPU ha il doppio delle prestazioni e il doppio del costo.
  
• quante unità di shading? Più nuclei shader ha e meglio viene gestita la fisica della materia
  
• quante unità di mappatura? Più unità ci sono e più sarà la velocità di mappatura.
  
• quante unità di render? Più unità ci sono e più veloce sarà il pixel rate (riempimento del pixel per grandezza del monitor, più grande è la risoluzione del pannello/monitor e più in difficoltà si mettono le unità di render.)
  
• quanti floating point? Valore che indica la capacità di calcolo al secondo (operazioni eseguite al secondo)
  
• Quanto ampio il Bus di memoria? Più ampio è il bus e più dati possono essere convogliati
  
• Quanto veloce è la memoria? Espressa in Mhz più la frequenza è alta più veloce comunicherà con la GPU attraverso il bus di memoria.
  
• Quanta memoria? Più memoria indica una capacità maggiore di gestire render complessi che richiedono grandi librerie di texture sia nel gaming che nel lavoro grafico.
  
• Quanto consuma? Più la scheda diventa performante e (non in tutti i casi) più aumenta il consumo energetico. Dato importante che serve per identificare un valido alimentatore.
  
• Fine.
  

Come installare una scheda video. // in arrivo*

 

[WARNING]ATTENZIONE!

La procedura appena descritta deve intendersi al solo scopo didattico e dimostrativo. Prima di applicare/installare componenti, sentitevi liberi di chiedere informazioni, il video guida è a scopo dimostrativo e non è universale, non deve quindi essere inteso come unico metodo per eseguire tale operazione. Seguendo questa guida vi assumete interamente ogni responsabilità nel caso potessero incorrere malfunzionamenti o guasti di qualsiasi tipo al dispositivo impiegato per seguire quanto scritto.

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Modificato 19 Marzo 2020 da Lucarelli