Door Tomas Hochstenbach

Redacteur

Zo werkt een videokaart

Diepe duik in de moderne graphicspipeline

Inleiding

Videokaarten zijn met afstand de meest besproken computercomponenten. Voor gamers is de videokaart dan ook het onderdeel dat de meeste invloed heeft op de prestaties, maar hoe werkt een videokaart eigenlijk? Vandaag nemen we een diepe duik in de moderne graphicspipeline, oftewel hoe jouw videokaart van 3d-modellen en textures razendsnel een compleet beeld maakt voor op je monitor.

Een korte geschiedenis van de videokaart

Als we het vandaag hebben over de prestaties van een videokaart, doelen we op de snelheid bij het renderen van 3d-beelden. Toch was dat oorspronkelijk helemaal niet de functie van een videokaart. De eerste videokaarten dienden om het 2d-beeld van de desktop te converteren van digitaal naar analoog; beeldschermen werden destijds immers met analoge interfaces als VGA aangesloten. Het belangrijkste onderdeel van een videokaart was dan ook de ramdac.

De eerste echte videokaart was de IBM Monochrome Display Adapter, zoals in 1981 gebruikt in de eerste IBM-pc's. Deze kaart kon nog geen losse pixels aansturen, maar alleen tekst weergeven in een vak van 80 kolommen en 25 rijen. Aangezien elk karakter bestond uit 9x14 pixels, was de resolutie van het complete scherm in theorie 720x350 pixels. In de jaren tachtig en negentig evolueerden zowel het aantal kleuren dat kon worden weergegeven, als de resolutie, totdat rond 2000 een combinatie van een 1600x1200-resolutie en het sRGB-kleurenpalet (16,7 miljoen kleuren) de standaard werd.

De eerste 3d-accelerators

In de jaren negentig begon de 3d-game aan zijn opmars. De uiterst populaire shooter Doom maakte in 1993 nog volledig gebruik van de processor voor het berekenen van alle beelden, wat de mogelijkheden op het gebied van graphics enorm beperkte. Traditionele cpu's waren weliswaar inzetbaar voor allerlei verschillende taken, maar niet geoptimaliseerd om continu dezelfde taak uit te voeren. Een chip speciaal ontworpen voor dit specifieke, uiterst parallelle rekenwerk zou dat veel efficiënter en sneller kunnen doen.

Dankzij de dalende prijzen van dram slaagde het Amerikaanse 3dfx er in 1996 in om een 3d-acceleratiekaart op de markt te brengen die voor normale consumenten bereikbaar was: de Voodoo. Zo'n kaart kon zelf geen 2d-beelden genereren en moest dus worden gecombineerd met een traditionele 2d-videokaart. In 1997 wisten concurrenten als ATI en Nvidia beide functies op één kaart te combineren. 3dfx kwam pas in 1999 met een competitieve 2d/3d-kaart, maar zowel technische nadelen als marktomstandigheden luidden het einde van dit bedrijf in, waarna het voornamelijk voor zijn patentenportfolio werd ingelijfd door Nvidia.

3dfx Voodoo Diamond Monster3D door Konstantin Lanzet onder GNU-FDL

AMD en Nvidia

Vanaf 2000 tot nu wordt de markt voor gpu's in pc's dus al gedomineerd door twee partijen: AMD (dat ATI in 2006 overnam) en Nvidia. Het basisprincipe van hoe een videokaart werkt, bestond toen al, maar in de afgelopen twee decennia heeft de videokaart er de nodige taken bijgekregen, taken die eerst bij de processor lagen, of geheel nieuwe functies, zoals tessellation en realtime raytracing.

In dit artikel zetten we uiteen hoe een gpu werkt, met de stappen van de graphicspipeline als leidraad. Kortom, zorg voor een verse kop koffie of thee en duik met ons mee in de wereld van de moderne videokaart.

Dit artikel kun je gratis lezen zonder adblocker

Alle content op Tweakers is gratis voor iedereen toegankelijk. Het enige dat we van je vragen is dat je de advertenties niet blokkeert, zodat we de inkomsten hebben om in Tweakers te blijven investeren. Je hoeft hierbij niet bang te zijn dat je privacy of veiligheid in het geding komt, want ons advertentiesysteem werkt volledig zonder thirdpartytracking.

Bekijk onze uitleg hoe je voor Tweakers een uitzondering kunt maken in je adblocker.

Ben je abonnee? Log dan in.

Tweakers maakt gebruik van cookies

Tweakers plaatst functionele en analytische cookies voor het functioneren van de website en het verbeteren van de website-ervaring. Deze cookies zijn noodzakelijk. Om op Tweakers relevantere advertenties te tonen en om ingesloten content van derden te tonen (bijvoorbeeld video's), vragen we je toestemming. Via ingesloten content kunnen derde partijen diensten leveren en verbeteren, bezoekersstatistieken bijhouden, gepersonaliseerde content tonen, gerichte advertenties tonen en gebruikersprofielen opbouwen. Hiervoor worden apparaatgegevens, IP-adres, geolocatie en surfgedrag vastgelegd.

Meer informatie vind je in ons cookiebeleid.

Sluiten

Toestemming beheren

Hieronder kun je per doeleinde of partij toestemming geven of intrekken. Meer informatie vind je in ons cookiebeleid.

Functioneel en analytisch

Deze cookies zijn noodzakelijk voor het functioneren van de website en het verbeteren van de website-ervaring. Klik op het informatie-icoon voor meer informatie. Meer details

janee

    Relevantere advertenties

    Dit beperkt het aantal keer dat dezelfde advertentie getoond wordt (frequency capping) en maakt het mogelijk om binnen Tweakers contextuele advertenties te tonen op basis van pagina's die je hebt bezocht. Meer details

    Tweakers genereert een willekeurige unieke code als identifier. Deze data wordt niet gedeeld met adverteerders of andere derde partijen en je kunt niet buiten Tweakers gevolgd worden. Indien je bent ingelogd, wordt deze identifier gekoppeld aan je account. Indien je niet bent ingelogd, wordt deze identifier gekoppeld aan je sessie die maximaal 4 maanden actief blijft. Je kunt deze toestemming te allen tijde intrekken.

    Ingesloten content van derden

    Deze cookies kunnen door derde partijen geplaatst worden via ingesloten content. Klik op het informatie-icoon voor meer informatie over de verwerkingsdoeleinden. Meer details

    janee