Інтерфейси відеокарти

Перша перешкода до підвищення швидкодії відеосистеми – це інтерфейс передачі даних, до якого підключений відеоадаптер. Незалежно від швидкодії процесора відеоадаптера, більша частина його можливостей залишиться незадіяною, якщо не будуть забезпечені відповідні канали обміну інформацією між ним, центральним процесором, оперативною пам'яттю комп'ютера і додатковими відеопристроями. Основним каналом передачі даних є інтерфейсна шина материнської плати, через яку забезпечується обмін даними з центральним процесором і оперативною пам'яттю. Найпершою шиною, що використовувалась в IBM PC була XT-Bus, вона мала розрядність 8 біт даних і 20 біт адреси (8/20) і працювала на частоті 4,77 МГц. Потім з'явилася шина ISA (Industry Standart Architecture – архітектура промислового стандарту), відповідно вона мала розрядність 16/24 біт і працювала на частоті 8 Мгц. Пікова пропускна здатність становила трохи більше 5,5 Мбіт/с. Цього більш ніж вистачало для відображення текстової інформації та ігор з шістнадцятикольоровою графікою. Подальшим ривком стало поява шини MCA (Micro Channel Architecture) в новій серії комп'ютерів PS/2 фірми IBM. Вона вже мала розрядність 32/32 біт і пікову пропускну здатність 40 Мбіт/с. Але та обставина, що архітектура MCI була закритою (є власністю IBM), спонукало інших виробників шукати інші шляхи збільшення пропускної здатності основного каналу доступу до відеоадаптера. І ось, з появою процесорів серії 486, було запропоновано використовувати для підключення периферійних пристроїв локальну шину самого процесора, в результаті народилася VLB (VESA Local Bus – локальна шина стандарту VESA). Працюючи на зовнішній тактовій частоті процесора, яка складала від 25 МГц до 50 МГц, і маючи розрядність 32 біт, шина VLB забезпечувала пікову пропускну здатність близько 130 Мбіт/с. Цього вже було більш ніж достатньо для всіх існуючих програм, крім цього можливість використання її не тільки для відеоадаптерів, наявність трьох слотів підключення і забезпечення зворотньої сумісності з ISA (VLB являє собою просто ще один 116 контактний роз'єм за слотом ISA) гарантували їй досить довге життя і підтримку багатьма виробниками чіпсетів для материнських плат і периферійних пристроїв, навіть незважаючи на те, що при частотах 40 МГц і 50 МГц забезпечити роботу навіть двох пристроїв, підключених до неї, було проблематично через надмірно високе навантаження на каскади центрального процесора (адже більшість керуючих ланцюгів йшло з VLB на процесор безпосередньо, без будь-якої буферизації). І все-таки, з урахуванням того, що не тільки відеоадаптер став вимагати високу швидкість обміну інформацією, і явною неможливостю підключення до VLB всіх пристроїв, була розроблена шина PCI (Periferal Component Interconnect – об'єднання зовнішніх компонентів), що з'явилася, в першу чергу, на материнських платах для процесорів Pentium. З точки зору продуктивності, на платформі PC все залишилося як і раніше – при тактовій частоті шини 33 Мгц і розрядності 32/32 біт вона забезпечувала пікову пропускну здатність 133 Мбіт/с – стільки ж, скільки і VLB. Проте вона була зручніше і в кінці-кінців витіснила шину VLB і на материнських платах для процесорів типу 486.

З появою процесорів Intel Pentium II і серйозною заявкою PC на приналежність до ринку високопродуктивних робочих станцій, а так само з появою 3D-ігор зі складною графікою, стало ясно, що пропускної здатності PCI в тому вигляді, в якому вона існувала на платформі PC (зазвичай частота 33 Мгц і розрядність 32 біт), скоро не вистачить для задоволення запитів системи. Тому фірма Intel вирішила зробити окрему шину для графічної підсистеми, модернізувавши шину PCI, забезпечила новій шині окремий доступ до пам'яті з підтримкою деяких специфічних запитів відеоадаптерів, і назвала її AGP (Accelerated Graphics Port – прискорений графічний порт). Розрядність шини AGP складає 32 біт, робоча частота 66 Мгц. Перша версія раз’єма підтримувала режими передачі даних 1x та 2x, друга – 4x, третя – 8x. У цих режимах за один такт передаються відповідно одне, два, чотири або вісім 32-розрядних слів. Версії AGP не завжди були сумісні між собою у зв'язку з використанням різних напруг живлення в різних версіях. Для запобігання пошкодження обладнання використовувався ключ в раз’ємі. Пікова пропускна здатність в режимі 1x – 266 Мбіт/с. Випуск відеоадаптерів на базі шинах PCI і AGP на сьогодні дуже малий, так як шина AGP перестала задовольняти сучасним вимогам, і, крім того, не може забезпечити необхідну потужність живлення. Для вирішення цих проблем створено розширення шини PCI – PCI Express версій 1.0 і 2.0, це послідовний, на відміну від AGP, інтерфейс, його пропускна здатність може досягати декількох десятків Гбіт/с. На даний момент відбулася практично повна відмова від шини AGP на користь PCI Express. Проте варто відзначити, що деякі виробники до сих пропонують достатньо сучасні за своєю конструкцією відеоплати з інтерфейсами PCI і AGP – у багатьох випадках це досить простий шлях різко підвищити продуктивність морально застарілого ПК в деяких графічних завданнях.