Birkaç yıl önce ekran kartlarıyla ilgili merak ettiğimiz şey sadece RAM'inin kaç MB olduğuydu. Şimdi artık karşımızda yepyeni terimler var: PCI Express, GDDR, Memory Bus, Unified Shaders ünitesi gibi... Birçok bilgisayar kullanıcısı bu terimlerin ne anlama geldiğini bilmiyor ve "Ekran kartının iyisi hangisi" anlamak için saatlerce donanım sitelerinde dolaşıyor. Ama siz bu yazıyı okuyarak alışık olmadığınız bu terimlerin ne anlama geldiğini öğrenebilir; ekran kartı alacağınız zaman da hamlelerinizi tereddütsüz yapabilirsiniz.
Grafik kartlarının özellikle geçtiğimiz on sene içerisinde gösterdiği gelişme, oyun grafiklerinin önünü açtığı kadar, yarattığı ürün çeşitliliğiyle son kullanıcılar olarak kafamızı karıştırmakta da etkili oldu. Bu karmaşının içinde yeni bir ekran kartı alırken inceleme yapan dergi ve sitelerin merhametine kalmak istemiyorsak, ekran kartlarının temel bazı özelliklerini anlayabilmek artık neredeyse bir zorunluluk.
Genel Yapı
Grafik kartlarının genel yapısını incelerken dikkatinizi çekmesi gereken en önemli noktalar, sahip olduğu bağlantı noktaları ve soğutma sistemidir. DVI üreticilerin en çok tercih ettiği çözüm olsa da, giderek azalmasına rağmen VGA, giderek yaygınlaşan HDMI ve yeni yeni piyasada kendisine yer bulmaya başlayan DisplayPort bağlantı birimleri grafik kartları üzerinde bulabileceğiniz bağlantı çözümleri. Şu anda piyasada bulunan ekran kartlarının neredeyse tamamı bu seçeneklerden en az iki tanesi destekliyor ve DVI-VGA, DVI-HDMI gibi çevrim olanakları yeni bağlantı seçeneklerine daha yumuşak bir geçiş sağlıyor.
Yukarıdan aşağıya; VGA, HDMI ve DVI
DVI, HDMI ve DisplayPort ekran bilgisini dijital olarak aktarırken, 1987 yılından beri kullanılan ve artık piyasadan yavaş yavaş çekilen VGA analog bir bağlantı çeşidi. Pratik olarak bir son kullanıcının gözüne analog ve dijital bir çözüm arasında büyük bir fark gözükmese de, dijital bağlantıların daha iyi bir görüntü kalitesi sağladığı tartışılmaz. Bütün bağlantı çeşitlerinin aktif olarak kullanıldığı bu geçiş döneminde graifk kartı tercihinde hem geriye hem geleceğe dağir uyumluluk çok önemli. Bu yüzden ekran kartı üreticilerinin neredeyse tamamı geriye yönelik uyumluluk sağlamak için paket içeriklerine DVI-VGA dönüştürücüler de ekliyorlar.
Soğutma Sistemleri
Genel yapıda diğer dikkat çeken özellik ise soğutma sistemleri. Piyasada bulunan ekran kartlarının çoğunluğu metal bir heatsink (ısı yutucu) üzerine fan eklenerek oluşturulmuş, hava bazlı aktif soğutma sistemleri ile geliyor. Bilgisayarının sessiz çalışmasını isteyen kullanıcılar için daha büyük heatsink'ler ve pasif soğutma sistemleri kullanan grafik kartları da piyasada bulunabilir. Ancak pasif soğutmanın performansı aktif soğutmaya göre daha düşük olduğundan bazı üreticiler ısınma problemini hafifletmek amacıyla kartların saat hızlarını düşürme yoluna gidebiliyorlar.
Soğutmayla ilgili dikkat edimesi gereken en önemli etken ise soğutma çözümünün sadece GPU'yu değil hafıza modüllerini de kapsaması.
Solda aktif soğutma sistemi, sağda ise pasif bir soğutma sistemi görebilirsiniz.
PCI Express, GDDR ve Memory Bus
PCI Express
2004'te grafik kartları için özel olarak geliştirilen ilk arabirim olan AGP'nin yerini alması için Intel tarafından tasarlanmış olan PCI Express günümüzde 2.0 versionu ile grafik kartı arabirimleri arasında en çok tercih edilen çözüm. Teknik olarak saniyede 500 MB/sn data aktarım hızına ve 5 Ghz saat hızına sahip olan PCI Express 2.0 bugün piyasada bulunan sistem canavarı oyunlar için yeterli data aktarım oranını rahatlıkla sağlıyor. PCI Express versiyonları arasında tam bir geriye dönük uyumluluk söz konusu. Yani anakartınız ve grafik kartınız PCI Express destekliyorsa versiyon farkı gözetmeksizin birbirleriyle uyumlu çalışacaklardır.
GDDR
Grafik kartlarının yüksek miktarda bant genişliği ihtiyacını normal hafıza modülleri karşılayamaz. Örnek olarak 3.0Ghz hızındaki Core 2 Duo işlemcinin ulaşabileceği en yüksek bant genişliği saniyede 21GB iken, ATI HD5870 154GB'a kadar çıkabilmekte. Bu yüksek ihtiyacı karşılamak için hafıza üreticileri ekran kartları için GDDR adı altında özel hafıza modülleri geliştirdiler. Hynix tarafından geliştirilen GDDR teknolojisinn son ürünü GDDR5 32 bit veri yolunda saniyede 20GB bant genişliğine ulaşabilmekte, bu sayede sadece 8 hafıza modülü ile 256-bit veri yolu kullanılarak saniyede 160GB bant genişliğine sahip 1GB hafızaya ulaşabilmekte. Şu anda piyasadaki ekran kartların GDDR'ın 2, 3, 4 ve 5 versiyonları bulunmakta. Bazı grafik kartı üreticileri fiyatları düşük tutmak amacıyla GPU'nun ihtiyacı olandan daha düşük bant genişliği sağlayan hafıza modülleri kullanabiliyorlar. Bu durum bir darboğaz yaratacağından GPU asla sahip olduğu gerçek performansı sergileyemeyecektir.
Soldan sağa; GDDR4 ve GDDR5
Memory Bus (Veri Yolu)
Veri yolu bir grafik kartının performansını belirleyen en büyük etkenlerden biridir. Basitçe açıklamak gerekirse grafik kartınızın hafızası ve GPU arasındaki bir yol olarak tanımlanabilir. Yol ne kadar büyükse her geçişte o kadar fazla bilgi aktarılabileceğinden dolayı, sadece yüksek seviye kartlarda veri yolu klasik 128-bit barajının üstünde olacaktır. GPU üreticileri genellikle veri yolunu orta ve düşük seviye modellerinin performansını belli bir noktada tutmak için kullanırlar. Bir iki sene öncesine kadar yüksek seviye kartlarda 256-bit orta ve giriş seviyesinde ise 128-bit veri yolu neredeyse endüstri standartıydı. Bugün ise yeni grafik işlemciler giderek artan ihtiyaçlar doğrultusunda (Nvidia GTX275 448-bit, ATI HD5970 ve Nvidia GTX285 512-bit, Nvidia GTX295 896-bit) daha yüksek hafıza arabirimine sahip olarak piyasaya çıkıyorlar.
GPU
Günümüz grafik kartlarının kalbinde GPU adını verdiğimiz özel bir işlemci bulunmakta. İlk olarak Nvidia'nın 1999 senesinde ürettiği donanımsal olarak Dönüşüm ve Işıklandırma (Transform & Lighting ya da T&L) desteği veren Geforce 256 işlemcileri için kullandığı terim, o zamana kadar sadece 3 boyutlu nesneler için yapılan matemetiksel hesapları özel komutlar yardımıyla hızlandıran 3 boyutlu grafik kartları için yeni bir dönemin başlangıcı niteliğindeydi. Günümüzde GPU'lar hem grafik kartlarında hem de anakartlarla tümleşik çözümler olarak karşımıza çıkabiliyorlar. Şirketlerin karmaşık sınıfıklandırmaları ise bu modellerin tam olarak performanslarını anlamamıza engel olabiliyor. GPU'ların görevini basitçe anlatmamız gerekirse, 3 boyutlu modellerin üçgenler olarak çizilmesi, oluşturulan bu yapıya sahnedeki ışıkların uygulanması, dokuların nesnelere kaplanması ve shader efektlerinin hesaplanıp uygulanması ve son olarak hazırlanan sahnenin ekrana yansıtılması olarak özetlenebilir.
Düşman kardeşler yan yana; ATI HD5870 ve Nvidia GTX295
GPU'ların teorik performanslarını anlayabilmek klasik masaüstü işlemcilerde olduğu gibi sadece transistör sayısı ve saat hızı gibi etkenlere bakmak artık yeterli değil. Oyun piyasasının ihtiyaç duyduğu inanılmaz işlem gücünü karşılamak için GPU'lar aynı anda birden fazla işlem yapabilecek şekilde geliştiler. Bu yapıyı bugün kullandığımız çok çekirdekli işlemcilere benzetebilirsiniz. Bu konuya unified shaders başlığında daha çok değineceğiz.
Modern GPU'lar 1,4 milyar (Nvidia GT200 serisi) ile 2,1 milyar (Ati HD5800 serisi) arasında transistöre sahip. Karşılaştıma olarak bir Intel Core i7 işlemciye baktığımızda ise sadece 731 milyon transistöre sahip olduğunu görüyoruz. Ancak tabii ki GPU'ların yetenekleri son senelerde çok gelişmiş olsa da, hala normal bir işlemcinin bütün görevlerini yerine getirmekten uzaklar.
Unified Shaders
Nvidia Geforce 3 serisi ile birlikte GPU'larda programlanabilir shader (gölgelendirici) ünitelerini piyasaya tanıttı. Bu özel üniteler sahneye eklenecek piksel ya da vertex (nokta) bazlı efektlerin oyun programcıları tarafından yazılmasını sağlıyor. Verebileceğimiz en iyi örnek bump-mapping (bir dokunun çıkıntılı gözükmesi, mesela aşağıda gördüğünüz taş duvar) olacaktır. Başlangıçta iki çeşit olan (Vertex ve Piksel) shader üniteleri, Geforce 8000 ve ATI 2000 serileriyle birlikte yerlerini gerektiğinde üç (DX 10'la birlikte Geometry Shader'ları da bu ikiliye dâhil oldu) işlemide yapabilen tekbir yapıya, Unified Shader'a bıraktı. Oyun programcılarının poligon sayısını arttırmak yerine bu tip efektleri uygulamayı daha çok tercih etmesi, GPU üreticilerinin de bu ünitelerin sayısını arttırmasına sebep oldu. Geforce FX sadece 2 Vertex Shader ve 4 Pixel Shader'a sahipken, Geforce GTX295 240, Ati HD5870 ise 1600 adet (bu kart DX 11 desteklediğinden Hull Shader ve Domain Shader desteği de içermekte) Unified Shader ünitesine sahip.
Bump Mapping iş başında...
Bu yazıda kısaca grafik kartlarının bazı temel özellikleri hakkında derinlemesine bilgi veremesek de bir kulak aşinalığı yaratmaya çalıştık. Yazıda değindiğimiz bazı terimleri önümüzdeki günlerde daha detaylı inceleyeceğiz.