Videokaart: funktsioonid, tüübid ja kuidas valida

Arvutitehnoloogias on videokaart (ka graafikakaart või graafikakiirendi) spetsiaalne trükkplaat, mis kontrollib arvutimonitoril kuvatavat infot ning arvutab 3D-pilte ja graafikat.

Videokaarti võib kasutada kahemõõtmelise (2D) pildi, näiteks töölaua, või kolmemõõtmelise (3D) pildi, näiteks arvutimängu kuvamiseks. Arvutipõhise projekteerimise (CAD) programme kasutavad sageli arhitektid, insenerid ja disainerid, et luua arvutis 3D-mudeleid. Kui arvutil on väga kiire videokaart, saab kasutaja luua väga üksikasjalikke 3D-mudeleid.

Enamikus arvutites on põhilised video- ja graafikavõimalused sisseehitatud arvuti emaplaadile. Need "integreeritud" videokiibid ei ole nii kiired kui eraldi või "diskreetsed" graafikakaardid. Need on piisavalt kiired põhilise arvutikasutuse ja põhiliste arvutimängude jaoks. Kui arvutikasutaja soovib kiiremat ja üksikasjalikumat graafikat, võib paigaldada videokaardi.

Videokaardi peamised funktsioonid

Pildi renderdamine: GPU (graafikaprotsessor) arvutab piksleid, varjutust, tekstuure ja valgust, et luua ekraanil nähtav pilt.
Videoväljund: videokaart suunab väljundid monitoritele läbi HDMI, DisplayPort, DVI või vanematel süsteemidel VGA.
Riistvarakiirendused: näiteks video dekodeerimine/enkodeerimine, 3D-renderdus, joonistustöötlus ja viimastel kaartidel ka riistvaraline särituse (ray tracing) tugi.
Mälu (VRAM): salvestab tekstuure, frame-bufferi ja muid graafilisi andmeid – oluline suure lahutusvõime ja kõrgresolutsiooniliste tekstuuride puhul.

Videokaartide tüübid

Integreeritud graafika: sisseehitatud emaplaadil või protsessoris (CPU). Energiatõhus ja sobib kontorikasutuseks, videotöötluseks ja lihtsateks mängudeks.
Diskreetsed (eraldiseisvad) graafikakaardid: eraldi PCIe-kaardina, parema jõudluse ja suurema VRAM-iga. Sobivad mängimiseks, 3D-modelleerimiseks ja professionaalseks tööks.
Professionaalsed GPU-d: spetsiaalselt CAD-, renderdus- ja teaduslike rakenduste jaoks optimeeritud (nt NVIDIA Quadro/RTX A-seeria, AMD Radeon Pro).
Välimäluseadmed (eGPU): sülearvutite jõudluse tõstmiseks saab kasutada väliseid karpe, mis ühendatakse näiteks Thunderbolt kaudu.

Olulised tehnilised parameetrid

GPU tuuma tüüp ja kellakiirus: määravad puhase arvutusvõimsuse ja jõudluse.
VRAM maht ja tüüp: määrab, kui suuri tekstuure ja kui kõrgeid resolutsioone kaardiga mugavalt töödelda saab (nt 4 GB, 8 GB, 12 GB või rohkem; GDDR6, GDDR6X jne).
Mälu buss ja läbilaskevõime: kitsas buss või madal läbilaskevõime piirab jõudlust kõrge resolutsiooni ja detailidega.
TDP (soojusdisipatsioon) ja võimsustarve: näitab kui palju energiat kaart vajab ja kui tõhus peab olema toiteplokk (PSU).
Portide lai valik: HDMI ja DisplayPort on tänapäeval kõige levinumad; vanemate monitoride jaoks võib olla DVI või VGA.
Riistvaralised funktsioonid: ray tracing, tensor-/AI-üksused (nt NVIDIA), riistvaraline video dekodeerimine (hevc/h.264) jms.

Pordid ja ühendused

HDMI – tavaliselt heli ja video ühe kaabliga, sobib telerite ja monitoridega.
DisplayPort – eelistatud kõrge värskendussageduse ja mitme monitori konfiguratsioonide jaoks.
DVI/VGA – vanemad lahendused, tänapäeval vähem levinud.
Toitepistikud – 6-pin, 8-pin (PCIe) või uued 12VHPWR/16-pin standardid võimsamate kaartide puhul. Kontrolli, et PSU-l oleks vajalikud kaablid ja piisav võimsus.

Toide ja jahutus

Videokaardid toodavad palju soojust; korpuse õhuringlus ja sobiv jahutus on olulised. Jahutustüübid: blower, open-air, vedelikjahutus ja hübriidlahendused.
Kontrolli, kas kaart on 1-, 2- või 3-kohaline (slot) ja kas see mahub sinu korpusesse (pikkus ja kõrgus).
PSU võimsus – lisa videokaardi TDP ja ülejäänud süsteemi vajadus, tavaliselt soovitatakse mõningane varu (nt 50–150 W lisaks enneolevale).

Kuidas valida videokaarti

Valiku tegemisel mõtle esmalt oma kasutusotstarbele ja eelarvele. Allpool on praktiline kontrollnimekiri:

Kasutusotstarve: kontor ja meedia, videomontaaž, 1080p mängimine, 1440p/4K mängimine, CAD/3D-renderdus või AI-tööd.
Lahutus ja värskendussagedus: kõrgem resolutsioon ja kõrgem FPS nõuavad võimsamat GPU-d ja rohkem VRAM-i.
VRAM: 4–6 GB piisab lihtsaks kasutuseks; 8–12+ GB soovitatav 1440p/4K mängimiseks ja professionaalseks tööks.
Ühilduvus: sobiv PCIe-pesa (tänapäeval PCIe x16), piisav PS-ühendus ja füüsiline ruum korpuses.
Draiverid ja tugi: kontrolli, et GPU tootja pakub Windows/Linux/macOS toega draivereid ja et sinu lemmikrakendused on optimeeritud (nt CUDA või OpenCL tugi).
Eelarve ja hinna/jõudluse suhe: vaata sõltumatuid teste (benchmarks), et võrrelda reaalseid tulemusi.

Soovitused erinevate kasutusjuhtude jaoks

Igapäevane kontorikasutus ja internet: integreeritud graafika piisab.
Videote vaatamine ja kerge montaaž: madalama klassi diskreetne kaart või integreeritud GPU koos riistvaralise dekodeerimisega.
1080p mängimine 60–144 Hz: keskmise klassi diskreetne kaart ja 4–8 GB VRAM.
1440p/4K mängimine või intensiivne sisuloome: võimsam kaart, 8–12+ GB VRAM ja tugev PSU.
CAD, 3D-renderdus, professionaalne montaaž: professionaalsed GPU-d või tipptasemel mängukaart koos suure VRAM-iga; mõnede tarkvarade puhul oluline on sertifitseeritud draiveritugi.

Paigaldus ja hooldus

Enne paigaldamist lülita arvuti välja ja tõmba toitekaabel välja. Kasuta anti-staatilist randmerihma või puuduta maandatud metallpinda.
Paigalda kaart PCIe x16 pesasse ja kinnita korpuse põõna kruviga. Ühenda vajalikud toitekaablid.
Installi ametlikud draiverid tootja (NVIDIA või AMD) saitidelt, mitte vanade ketaste kaudu.
Hooldus: puhasta tolmust ventilaatorid ja soojusallikad regulaarselt, jälgi temperatuure ning vajadusel uuenda termopastat (kogenumatele kasutajatele).

Draiverid ja ühilduvus

Draiverid mõjutavad jõudlust, stabiilsust ja turvalisust. Paigalda tootja kodulehelt viimased WHQL-sertifitseeritud draiverid ning uuenda vajalikke süsteemikomponente (BIOS/UEFI ja emaplaadi draiverid) ühilduvusprobleemide vältimiseks.

Sageli esitatud küsimused

Kas integreeritud graafika sobib mängimiseks? Jah, lihtsamate mängude ja madalamate seadetega — raskemate AAA-mängude jaoks on soovitatav diskreetne kaart.
Kas mitme GPU seadistus on vajalik? Multi-GPU (SLI/CrossFire) on tänapäeval harvem ja paljud mängud ei kasuta seda efektiivselt; enamasti on parem osta üks võimsam kaart.
Kuidas teada, kas kaart mahub korpusesse? Mõõda kaardi pikkus ja korpuse vaba ruum ning kontrolli, mitu laiust (slot) kaart hõivab.
Kas vajab eraldi PSU-d? Suuremad kaardid nõuavad tugevat PSU-d ja sageli eraldi PCIe toitekaableid; kontrolli kaardi spetsifikatsiooni.

Õige videokaardi valik sõltub peamiselt sellest, milleks sa arvutit kasutad, milline on sinu eelarve ja millised tehnilised piirangud (ruum, PSU, monitor) sul on. Enne ostu vaata sõltumatuid teste, kontrolli füüsilist ühilduvust ja veendu, et toiteallikas ning korpuse jahutus vastavad uue kaardi nõudmistele.

Nvidia GeForce GTX 780 koos eemaldatud jahutusplaadiga.

Riistvara

Videokaartidel on oma protsessor (mida nimetatakse graafikaprotsessoriks ehk GPU). GPU erineb arvuti põhiprotsessorist (mida nimetatakse keskprotsessoriks ehk CPU). CPU ülesanne on töödelda arvutite toimimiseks vajalikke arvutusi. GPU ülesanne on graafiliste arvutuste tegemine. 3D-graafika arvutused võtavad palju protsessori võimsust, seega võimaldab videokaart graafiliste arvutustega tegelemiseks protsessoril tegeleda muude asjadega, näiteks arvutiprogrammide käivitamisega.

Ka videokaartidel on oma mälu, mis on eraldatud arvuti põhimälust. See on tavaliselt ka palju kiirem kui arvuti põhimälu. See aitab graafikaprotsessoril teha graafilisi arvutusi veelgi kiiremini. Enamik videokaarte võimaldab ka seda, et üks arvuti kasutaks korraga rohkem kui ühte arvutimonitori. Graafikatootjatel Nvidia ja AMD (Advanced Micro Devices) on spetsiaalsed tehnoloogiad, mis võimaldavad kaks identset kaarti ühes arvutis ühendada, et saavutada palju kiirem jõudlus. Nvidia nimetab oma tehnoloogiat SLI ja AMD oma tehnoloogiat CrossFire. Mõned moodsad graafikakaardid suudavad isegi füüsikalisi arvutusi töödelda, et luua veelgi realistlikuma väljanägemisega 3D-maailmad.

Videokaardid ühendatakse emaplaadiga tavaliselt PCI (Peripheral Component Interconnect), AGP (Advanced Graphics Port) või PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express või PCI-E) abil. PCI-E on kõige uuem ja kiirem ühendus, mis on olemas peaaegu kõigil kaasaegsetel videokaartidel ja emaplaatidel. Enne PCI-E kasutamist oli videokaartide standardühendus AGP. Enne AGP-d olid videokaardid mõeldud PCI-le (mida mõnikord nimetatakse "tavaliseks" PCI-ks).

Ajalugu

Algusaastatel oli graafikatöötlus väga lihtne ja seda võis teha protsessor koos kogu muu töötlemisega. Kuid kui arvutimängud arenesid ja hakkasid kasutama 3D-graafikat, oli protsessoril liiga palju tööd ja protsessoritootjad ei suutnud nende kiiremaks muutmisega sammu pidada. Lõpuks leiutati selle probleemi lahendamiseks videokaardid koos oma GPUga. See võimaldab protsessoril teha rohkem oma tööd, kuna ta ei pea kulutama aega täiustatud graafikaarvutustele; ta saab need arvutused lihtsalt GPU-le edasi anda.

Esimesed videokaardid ühendati emaplaadiga ISA-liidese kaudu. Esimesed populaarsed mitte-IBMi videokaardid valmistas ettevõte Hercules Computer Technology, Inc. Aastate jooksul on videokaartide tähtsus kasvanud. Nende arengu käigus töötati välja uus ühendusstandard nimega Advanced Graphics Port (AGP). See oli esimene emaplaadiühendus, mis oli mõeldud ainult videokaartide jaoks. See võimaldas palju kiiremini edastada teavet videokaardi ja ülejäänud arvuti vahel. Lõpuks muutus AGP-ühendus aegunuks ja videokaartide standardiks sai uus ühendus nimega PCI Express (PCI-E). Enamik tänapäeval toodetud videokaarte kasutab PCI-E ühendust emaplaadiga.

Küsimused ja vastused

K: Mis on videokaart?

V: Videokaart on spetsiaalne trükkplaat, mis kontrollib seda, mida arvutimonitoril kuvatakse, ning arvutab 3D-pilte ja -graafikat.

K: Milleks saab videokaarti kasutada?

V: Videokaarti saab kasutada nii 2D- kui ka 3D-piltide kuvamiseks, näiteks töölaual või arvutimängus.

K: Kes kasutab arvutipõhise projekteerimise (CAD) programme ja miks?

V: Arhitektid, insenerid ja disainerid kasutavad sageli CAD-programme, et luua arvutis 3D-mudeleid.

K: Kuidas võib väga kiire videokaart mõjutada 3D-mudelite loomist?

V: Kui arvutil on kiire videokaart, saab kasutaja luua väga üksikasjalikke 3D-mudeleid.

K: Mis vahe on integreeritud videokiipidel ja eraldi videokaartidel?

V: Integreeritud videokiibid on sisseehitatud arvuti emaplaadile ja need ei ole nii kiired kui eraldi videokaardid.

K: Kas integreeritud videokiipidest piisab arvuti põhikasutuseks?

V: Jah, integreeritud videokiibid on piisavalt kiired arvuti põhikasutuseks ja vanade või lihtsate arvutimängude mängimiseks madalamatel graafika seadistustel.

K: Kas kiirema ja üksikasjalikuma graafika jaoks saab paigaldada videokaardi?

V: Jah, kui arvutikasutaja soovib kiiremat ja/või üksikasjalikumat graafikat, võib paigaldada videokaardi.