• Grafická karta - základ moderního výkonného PC

Podoba klasické grafické karty se už nějakou dobu nemění. Co se samozřejmě mění, jsou nové generace čipů, pamětí, výstupů a technologií, které grafické karty nabízejí.

• GPU čip - základ karty

Stejně jako je procesor základem počítače, ale nemůže běžet samostatně, je i GPU základem grafické karty a také nemůže běžet samostatně. V současné době působí na trhu několik výrobců čipů, i když pro většinu z nich by se hodil spíše označení "návrhář, designér, tvůrce technologií", jelikož čipy ve skutečnosti nevyrábí, ale výrobu zadávají třetím firmám.

Největším výrobcem GPU na světě je společnost Intel, která má aktuálně kolem 60% podílu na grafickém trhu, a Intel si na rozdíl od jiných ty čipy skutečně vyrábí. Na druhou stranu, většina jeho GPU jsou dnes ty integrované v procesorech, což je součást jednoho čipu, a Intel vlastně samostatná GPU jako taková nedělá. Druhým největším výrobcem GPU na světě je AMD (před lety odkoupilo dnes už neexistující ATI), které má dnes kolem 22% grafického trhu. AMD už ale kromě grafik integrovaných v CPU, má i samostatné čipy pro samostatné grafiky. Ty už si ale nechává vyrábět u společnosti TSMC. Třetím největším výrobcem GPU na trhu je NVIDIA (před lety odkoupila 3DFX) a dnes má kolem 16% tržního podílu na grafickém trhu. Tato společnost je v současné době vytlačována z velké části grafického trhu, protože nemá procesory, do kterých by na rozdíl od Intelu a AMD mohla integrovat své GPU a klasické neintegrované karty, kde největší část tvoří právě levné modely, jsou také vytlačovány těmi v procesorech, což se na celkovém tržním podílu výrazně odráží. Nadále ale zůstávají ve výrobě samostatná GPU, které si stejně jako AMD nechává NV vyrábět u společnosti TSMC, takže je jen tvůrcem návrhu, nikoliv výrobcem jako takovým.

Stejně jako u procesorů, je jednotkou rychlosti u GPU takt čipu a jeho jednotek, přičemž výkon je závislý nejen na tom taktu, ale také počtu výpočetních jednotek a jejich architektuře, které obsahuje. V současné době máme na trhu starší 40nm a novější aktuální grafické modely s 28nm čipy a to z těchto sérií:

• Paměťová sběrnice a paměť

GPU je ale pouze jednou z částí celku. Na grafickou kartu se můžeme z hlediska stavby dívat v podstatě jako na samostatný počítač, který se skládá z procesoru, základní desky, paměti a pak teprve funguje. U samostatné grafické karty je to podobné. Je tu čip (GPU), který je umístěn na základní desce a na té jsou i paměti. Pak teprve může grafická karta vůbec fungovat (zjednodušeně řečeno). Důležitou součástí toho celku je právě základní deska, konkrétně paměťová sběrnice a paměti.

GPU pracuje s daty, které samozřejmě musí někam ukládat a pracovat s nimi. K tomu slouží právě paměť. Nicméně bez rychlého přístupu k nim, je vám velká paměť k ničemu. Klíčová je tedy i sběrnice a její šířka (udávaná v bit) a rychlost pamětí (udávaná v MHz nebo GHz). Hodnota, na které nám pak hlavně záleží, je udávána kombinací těchto dvou částí karty a jmenuje se paměťová propustnost (většinou v GB za sekundu). Čím větší, tím samozřejmě lepší. Aktuální grafické modely jsou na tom v tomto ohledu tak, jak vidíte ve výše uvedené tabulce.

(pozn. u duálních grafik se množství paměti, ani sběrnice a ani paměťová propustnost nesčítá)

• Ostatní části karty - Výstupy a technologie

K dalším důležitým částím grafické karty patří samozřejmě výstupy na monitor a další zařízení a s tím související technologie. Současná generace 28nm grafik i některé starší 40nm modely (AMD) už ale v tomto ohledu nemají problém ani s připojením tří a více monitorů najednou. K dispozici pro to mají v základu více konektorů a to mimo klasického DVI, třeba i HDMI a nejmodernější DisplayPorty. Grafické karty mají i podporu integrovaného zvuku a další multimediální technologie. V neposlední řadě je podporované dnes i 3D zobrazení u všech skutečně technologicky aktuálních modelů.

 K technologické výbavě samozřejmě patří základní podpora nejnovějších DirectX API od Microsoftu, což jsou dnes konkrétně DirectX11/11.1, podpora s tím související DirectCompute a také otevřených standardů OpenCL (GPGPU) a OpenGL (API). To mají všechny běžné karty společné a technologie tohoto typu jsou zcela klíčové a používá je 99,9% běžných aplikací, díky čemuž se nemusíte ohlížet na to, jakou značku čipu, či grafiky vlastně jako normální uživatel PC s Windows/Linux kupujete.

• Ostatní části karty - Chlazení, napájení a připojení

Samozřejmě aby grafická karta fungovala, musí být k něčemu připojena. To něco je samozřejmě základní deska počítače a grafické karty se dnes připojují nejčastěji  dnes prostřednictvím tzv. PCI express x16 sběrnice/slotu. Ten je aktuálně ve verzi 3.0, samozřejmě i PCIe 3.0 grafické karty jsou zpětně kompatibilní se staršími verzemi tohoto rozhraní (2.1/2.0) na starších základních deskách. Skrze tento port nejen probíhá veškerá obousměrná komunikace karty s počítačem, ale také karta dostává základní energii ke svému provozu.

PCIE slot však samozřejmě z bezpečnostních důvodů má jasně omezeno, kolik energie může dodat. V současnosti je to kolem 75W, což samozřejmě stačí jen pro slabší grafické karty. Silnější grafiky s větší spotřebou musí mít přídavné napájení. To je dnes realizováno prostřednictvím 6pinových nebo 8 pinových konektorů. Pokud máte tyto konektory na kartě, musí být ke správnému fungování zapojené bezpodmínečně všechny. Pokud nemáte dostatek PCIe napájecích konektorů na vašem zdroji, jsou u grafických karet vždy v příslušenství další redukce.

V neposlední řadě je klíčovou částí každé karty chlazení. To musí chladit nejenom čip samotný, ale u výkonnějších karet také napájecí soustavu. 99% energie, kterou kartě dodáme, musíme zase ve formě tepla odvést pryč a teplo je nepřítelem čipů obecně. Referenční chlazení, které navrhují výrobci čipů jako součást referenčního návrhu grafik, je dnes na slušné úrovni u všech modelů, ale je pouze dobré. Není stavěno ani na maximálně tichý provoz, ani na rezervu pro taktování apod. Je samozřejmě navrženo s ohledem na bezproblémovou funkčnost karty v daných základních specifikacích, ale i s ohledem na co nejnižší cenu. Výrobci grafik proto ve velké míře používají vlastních chladičů, které bývají výrazně účinnější, tišší, ale také mohutnější a u těch nejlepších samozřejmě i dražší. Na trhu jsou pak i vodní bloky, pro chlazení skrze vodní okruh. Dnes lze jakoukoliv grafickou kartu na trhu, včetně těch úplně nejvýkonnějších, chladit tiše i přes vysokou spotřebu, kterou ta karta bude v každém případě v zátěži mít.

A tím se dostáváme k několika věcem, na které je dobré se při výběru grafiky zaměřit.