De videokaart

Tomas 30 december 2011 0 Bron:
In dit artikel lees je alles over videokaarten. Heb ik nog wel een videokaart nodig, nu er een videochip in mijn processor zit? Welke videokaart moet ik dan kopen? Wat betekenen al die specificaties en getalletjes?

Videokaarten is een productgroep waar de afgelopen tijd veel in is veranderd. Intel en AMD hebben nu allebei processors met een geïntegreerde videochip. En in de tussentijd gaat het, zoals altijd in videokaartenland, op en af met AMD en NVIDIA.

Heb ik een videokaart nodig?
In de meeste gevallen is het antwoord nee. Als je niet gamet en geen speciale software gebruikt die gebruikmaakt van de videokaart, heb je geen losse videokaart nodig. Software met ondersteuning voor NVIDIA CUDA of OpenCL, zoals Adobe Premiere Pro en andere videobewerkings- en rendersoftware, kan wel baat hebben bij een losse videokaart. Ook games kun je het best spelen met een losse videokaart, zeker recentere games als Battlefield 3, Crysis 2, Modern Warfare 3 en Skyrim.

Hoe werkt een videokaart?
Eerst genereert software de informatie over het weer te geven plaatje. Die berekeningen vinden plaats op de processor. De processor stuurt de data naar de videokaart. De data worden verwerkt in de GPU, die een afbeelding opbouwt aan de hand van de doorgestuurde data. Het beeld wordt vervolgens opgeslagen in het geheugen van de videokaart, wanneer het via de RAMDAC naar de monitor wordt verstuurd via HDMI, DisplayPort, DVI of VGA.

De GPU is de grafische tegenhanger van de CPU en is veel sneller met het uitvoeren van parallelle berekeningen. Waar een processor veelzijdig is en een hoop ingewikkelde instructies kan uitvoeren, kan een GPU veel sneller dezelfde instructies uitvoeren op verschillende data. Een GPU zal bijvoorbeeld veel sneller klaar zijn met het berekenen van kleuren van pixels.

Een recenter voorbeeld waarbij de GPU wordt ingezet, is het kraken van sleutels. Je hebt, afhankelijk van de hoeveelheid tekens, altijd een maximaal aantal mogelijkheden. Bij brute-force-aanvallen worden simpelweg al die mogelijkheden uitgeprobeerd, tot het raak is. Een GPU is daar vele malen sneller mee dan een CPU, aangezien het constant dezelfde berekeningen zijn. En die kunnen in een videokaart parallel worden uitgevoerd.

Op een beeld in een game moet de videokaart talloze berekeningen uitvoeren. De videokaart bouwt een draadmodel en maakt het aantal hokjes in dat model steeds kleiner. Op die manier wordt het detail steeds hoger. Vervolgens worden dingen als schaduwen en andere lichteffecten berekend.

Wat betekenen al die specificaties?
Hieronder zie je een specificatielijstje van een videokaart uit de Tweakers Pricewatch. We leggen uit wat al die specificaties betekenen.

AMD en NVIDIA brengen natuurlijk om de zoveel tijd een nieuwe reeks GPU’s uit. In principe zullen alle videokaarten met dezelfde videochip (GPU), dezelfde klokfrequenties en hetzelfde soort geheugen gelijk presteren. Zoek eerst uit welke GPU je wilt gaan gebruiken.

Dit doe je door benchmarks op te zoeken. Goede sites hiervoor zijn bijvoorbeeld Hardware.info (selecteer GPU’s die je wilt vergelijken en druk op Teken grafieken) en Tomshardware.com. Ook wijzelf reviewen af en toe een videokaart, check hiervoor de reviewsectie van onze site. Gebruik altijd benchmarks van de game of het programma dat jij gebruikt, want in elk programma kunnen de verhoudingen anders liggen.

Als je een GPU hebt uitgezocht, kun je een model uitkiezen van één van de vele partners. NVIDIA en AMD produceren alleen de GPU’s, alle partners doen er een eigen jasje omheen.

Klokfrequenties kun je alleen bij videokaarten met dezelfde GPU vergelijken. Klokfrequenties van een GTX 560 Ti met die van een GTX 580 vergelijken heeft geen enkel nut.

Dat is eveneens zo met het geheugen. Toch kan het vergelijken van specificaties in een bijzonder geval wél nut hebben. Als je bijvoorbeeld een set-up van drie monitoren gebruikt, moeten er veel meer pixels worden berekend. Totdat het beeld compleet is, moeten al die pixels worden opgeslagen in het geheugen van een videokaart. Daardoor zul je zien dat een Eyefinity-configuratie met drie of meer monitoren flinke winst kan opleveren.

Hoe leuk alle specificaties ook zijn, zoals de klokfrequenties, geheugenbus en geheugenhoeveelheden, blijven benchmarks de enige goede manier om te vergelijken.

Goed, we waren hier eigenlijk om de specificaties te bespreken. De interface van een videokaart is tegenwoordig altijd PCI-Express 2.0 of 3.0. Op dit moment zijn er nog geen videokaarten die zoveel bandbreedte vereisen dat PCI-Express 2.0 onvoldoende is. Een PCI-Express 3.0-videokaart is momenteel dus alleen maar marketing.

Uiteraard moet je even bekijken welke aansluitingen je monitor(en) hebben. Wil je twee monitoren via DVI aansluiten, dan moet je een videokaart met twee DVI-aansluitingen of met een (bijgeleverde) HDMI-naar-DVI-adapter kiezen.

Voor dingen als energieverbruik, warmteproductie en geluidsproductie kun je het best zoeken naar reviews. veel websites testen ook deze factoren van videokaarten.

CrossFire en SLI
Zowel AMD als NVIDIA hebben technologieën om meerdere videokaarten te laten samenwerken. Bij beide fabrikanten kun je maximaal vier videokaarten laten samenwerken, alhoewel de schaling per extra videokaart afneemt. Bij extreem gamen, bijvoorbeeld op drie of meer monitoren, wordt er vaak gekozen voor een opstelling van twee videokaarten. Meer is eigenlijk niet nodig; er zijn geen toepassingen die zoveel rekenkracht vereisen.

NVIDIA’s manier heet Scalable Link Interface (SLI) en werkt met een SLI-bridge. Eén master-videokaart stuurt de helft van het rekenwerk door naar de slave-videokaart. Als die klaar is, gaat het beeld terug naar de master-videokaart en wordt het beeld samengevoegd. Een andere manier om SLI te gebruiken is simpelweg dat de éne videokaart alle even beelden berekent, terwijl de andere videokaart alle oneven beelden berekent.

AMD’s CrossFire werkt op eenzelfde manier. Toch zijn er een aantal voordelen die NVIDIA niet heeft. Zo kan CrossFire worden gebruikt met verschillende versies van dezelfde GPU. Zo kan een HD 7970 (Tahiti XT-GPU) in CrossFire werken met een HD 7950 (Tahiti Pro-GPU). Hij kan echter niet worden gecombineerd met een videokaart die een andere GPU gebruikt, zoals de HD 7870 (Pitcairn XT). NVIDIA’s SLI kan alleen worden gebruikt met twee exact dezelfde videokaarten.

CrossFire werkt op alle moederborden met Intel- en AMD-chipsets. NVIDIA vraagt geld voor een zogenaamde SLI-licentie, die per moederbord moet worden betaald door de fabrikant. Daarom vind je op veel budgetmoederborden geen SLI.

CrossFire biedt bovendien de mogelijkheid om meerdere monitoren met verschillende groottes en resoluties te laten samenwerken. Dan gaat de software trucjes uithalen om de randen ‘onzichtbaar’ te maken. NVIDIA’s SLI kan altijd maar twee monitoren gebruiken, behalve als NVIDIA Surround wordt gebruikt. Dan moeten de monitoren wel allemaal dezelfde resolutie hebben.

AA en AF
Anti-aliasing, vaak afgekort tot AA, mengt de pixels aan de randen van objecten met de pixels ernaast. Daardoor wordt de overgang tussen beide objecten vloeiender. Hiernaast zie je een aantal voorbeelden. Het onderste plaatje is een vergroting van het eerste plaatje met de lijn.

Er zijn verschillende soorten anti-aliasing. De meestvoorkomende vormen van AA zijn Supersampling (SSAA), Multisampling (MSAA) en Morphologic (MLAA).

Supersampling rastert het beeld in een hogere resolutie. Bij 4xSSAA wordt een beeld van 1280×1024 pixels dus als 5120×4096 pixels gerenderd. Daarna wordt de gemiddelde kleur van de pixel, die dan dus uit vier pixels bestaat, genomen en daarmee biedt SSAA ongetwijfeld het beste resultaat. Omdat het vier keer zo zwaar is voor zowel het geheugen als de bandbreedte, wordt het nauwelijks toegepast.

Multisampling is een snellere variant van supersampling. Door te berekenen of het middelpunt van pixels binnen of buiten de veelhoek die gerasterd moet worden valt, kan worden bepaald of de kleur moet worden uitgebreid of helemaal niet moet worden weergegeven.

Morphologic is nieuwer en werd geïntroduceerd door AMD bij haar Radeon HD 6000-reeks. Het maakt gebruik van DirectCompute, de Microsoft-tegenhanger van NVIDIA’s CUDA. De afbeelding wordt gewoon gerasterd en pas daarna worden de gekartelde randen opgespoord en aangepast.

Anisotropic Filtering (AF) is het vergroten van het aantal textures dat wordt gebruikt per pixel. Hoe hoger je deze instelling zet, hoe mooier het beeld wordt. In de meeste games is met de snelle GPU’s van tegenwoordig 16x prima haalbaar.

DirectX
DirectX is Microsofts programmeerinterface voor games. Vrijwel alle nieuwe games zijn gemaakt op basis van DirectX 11. De grote verbeteringen in DirectX 11, dat werd gelanceerd in oktober 2009, waren tessellation, multithreaded rendering en compute shaders.

Tessellation vergroot het aantal textures dat op elke veelhoek wordt gebruikt, waardoor elk object een stuk meer detail krijgt. Multithreaded rendering laat processorcores samenwerken tijdens het renderen van een object. Met compute shaders kunnen niet-grafische taken worden uitgevoerd, net als met bijvoorbeeld OpenCL, NVIDIA CUDA en ATI Stream.

Bij de lancering van Windows 8, vermoedelijk in augustus 2012, kunnen we DirectX 11.1 verwachten. Die nieuwe DirectX-versie voegt een aantal dingen toe, maar brengt geen grote veranderingen. DirectX 11.1 is vooral een updateversie met onder andere ondersteuning voor versie 1.2 van Microsofts WDDM-graphicsdriver en een betere integratie van Direct2D, Direct3D en DirectCompute. Ook komt er een standaard voor 3D-software, die incompatible is met zowel AMD’s HD3D als NVIDIA’s 3D Vision. Daar zullen beide fabrikanten zich naar moeten voegen.

Monitoraansluitingen
Je hebt meerdere manier om je monitoren aan te sluiten. We spreken ze kort door.

De eerste aansluiting is VGA. VGA is een oude, analoge manier om beeld te verzenden naar je monitor. Aangezien het analoog is, en dus gevoelig voor storingen, wordt de standaard in 2013 uitgefaseerd door alle grote fabrikanten. VGA zal dus snel marktaandeel gaan verliezen.

DVI is de digitale opvolger van VGA. Het kan maximaal 1920 bij 1200 pixels doorvoeren via een Single-Link-kabel en 2560 bij 1600 pixels via een Dual-Link-kabel. HDMI, een standaard voor TV’s die ook DVI-signalen kon doorsturen, werd opeens de vervanger van DVI. Dat was eigenlijk niet de bedoeling, maar omdat DVI zo’n grote connector was, werd het meer en meer gebruikt.

Per product met HDMI moeten fabrikanten licentiegeld betalen. Daarom kwam het royaltyvrije DisplayPort er. Dit kan eigenlijk hetzelfde als HDMI, maar heeft nog wat extra features. De nieuwste versie van DisplayPort, versie 1.2, heeft een bandbreedte van 17,28Gbit/s en ondersteunt Daisy-chaining. Daarmee kun je kabels doorlussen van monitor naar monitor. Handig voor configuraties met veel monitoren; geen zes kabels vanaf je videokaart, maar één vanaf je videokaart en dan telkens van monitor naar monitor.

CUDA
CUDA kwam al een paar keer eerder aan bod, maar wat is het eigenlijk? CUDA is een manier om niet-grafische berekeningen uit te voeren. We gaven al het voorbeeld van het kraken van sleutels, maar ook op andere gebieden kan de GPU worden ingezet. Videobewerkingssoftware als Premiere Pro ondersteunt CUDA, waardoor het veel sneller kan renderen. Dat werkt alleen op geselecteerde modellen, maar via een trucje kunnen alle NVIDIA-videokaarten met 768MB of meer geheugen worden gebruikt.

CUDA werkt alleen op NVIDIA-videokaarten. DirectCompute is onderdeel van Microsofts DirectX en werkt op alle videokaarten van alle merken, evenals OpenCL. Veel software heeft geen ondersteuning voor die twee CUDA-alternatieven. Daarbij moet worden gezegd dat het nut van CUDA voor gewone gebruikers én gamers zeer beperkt is.

Dit was het einde van het artikel over videokaarten. Vragen, reacties en suggesties kun je achterlaten in de reacties. Kom je er toch nog niet uit welke videokaart je wilt kopen? Kijk wat wij adviseren in onze sectie ‘Beste Koop’. We helpen je graag verder op het forum.

Geef een reactie