История технологии SLI и CrossFire. Технологии SLI продвигаются компанией NVIDIA, а главный конкурент на рынке видеоускорителей, компания ATI, разработала и внедрила свое аналогичное решение - технологию CrossFire. Так же, как и SLI от NVIDIA, она позволяет объединять ресурсы двух (и более) видеокарт в одном компьютере между собой, повышая производительность видеоподсистемы.
Графика процессоров Skylake. С ростом популярности новых форматов видео графическое ядро Skylake расширило возможности по его аппаратному кодированию и декодированию. Теперь средствами движка Quick Sync стало можно кодировать и декодировать контент в формате H.265/HEVC с 8-битной глубиной цвета, а с привлечением исполнительных устройств GPU – декодировать H.265/HEVC-видео и с 10-битным представлением цвета. К этому добавилась и полностью аппаратная поддержка кодирования в форматах JPEG и MJPEG. Графика Skylake относится к новому, девятому поколению, в ней сделаны существенные изменения в части поддерживаемых графических API. На данный момент в GPU новых процессоров есть совместимость с DirectX 12, OpenGL 4.4 и OpenCL 2.0, а позднее, по мере совершенствования графического драйвера, к этому списку добавили версии OpenCL 2.x и OpenGL 5.x, а также поддержку низкоуровневого фреймворка Vulkan. В новом GPU реализована полноценная когерентность памяти с процессором, что делает Skylake самым настоящим APU – его графическое и вычислительные ядра могут одновременно работать над одной и той же задачей, используя общие данные.
Варианты построения блоков питания LCD мониторов. В LCD мониторах могут применяться внутренние и внешние источники питания. Внутренний источник питания, расположен в корпусе монитора и, как правило, представляет собой импульсный преобразователь, преобразовывающий переменное напряжение сети в несколько выходных шин питания постоянного тока (см. рис. 1). Отличительной особенностью LCD-дисплеев с внутренним источником является наличие внешнего разъем 220В для подключения силового сетевого кабеля. Основным недостатком такой компоновки монитора является наличие внутри его высоковольтного мощного импульсного преобразователя, который может самым негативным образом влиять на работу самого монитора. В случае внешнего источника питания в комплекте вместе с монитором поставляется внешний сетевой адаптер, который представляет собой отдельный модуль преобразования переменного напряжение сети в необходимое постоянное напряжение номиналом порядка 12-24В (см. рис. 2). Схемотехнически он представляет собой точно такой же импульсный преобразователь, как и во внутреннем блоке питания. Такое решение компоновки позволяет исключить из состава LCD монитора силовой каскад, что в конечном итоге повышает надежность изделия, а также качество отображаемой информации.
Принцип работы TFT LCD-мониторов (ликбез). Работа жидко-кристаллических элементов LCD-мониторов основана на явлении поляризации светового потока. Известно, что так называемые кристаллы-поляроиды способны пропускать только ту составляющую света, вектор электромагнитной индукции которой лежит в плоскости, параллельной оптической плоскости поляроида. Для оставшейся части светового потока поляроид будет непрозрачным. Таким образом поляроид как бы «просеивает» свет. Этот эффект называется поляризацией света. Когда были изучены жидкие вещества, длинные молекулы которых чувствительны к электростатическому и электромагнитному полю и способны поляризовать свет, появилась возможность управлять поляризацией. Эти аморфные вещества за их схожесть с кристаллическими веществами по электрооптическим свойствам, а также за способность принимать форму сосуда, назвали жидкими кристаллами. Общая блок-схема LCD-монитора показана на рис. 1. Панель любого LCD монитора представляет собой массив маленьких сегментов называемых пикселями, их количество соответствует произведению разрешения монитора по горизонтали и вертикали, и каждый пиксел в цветной панели состоит из трех субпикелов — красного, зеленого и синего. Управляя всеми пикселами панели, можно формировать изображение. В тонкопленочных полупроводниковых жидкокристаллических мониторах TFT LCD (Thin Film Transistor Liquid Crystal Display) жидкокристаллическое вещество расположено между двумя слоями стекла (рис. 2).
Характеристики TFT LCD дисплеев. Качество монитора (экрана) очень важно для сохранения зрения пользователей персональных компьютеров. Интенсивная работа в течении многих часов за монитором является очень сильной нагрузкой для зрения. Четкость изображения в большой степени зависит от размера точек люминофора экрана. Среднее расстояние между точками называется зерном. У различных мониторов этот параметр имеет значение от 0,21 до 0,31. Важными параметрами являются частота кадровой (вертикальной) развертки и строчной (горизонтальной) развертки и полоса пропускания видеосигнала. Чем выше частота кадров, тем устойчивее изображение и меньше утомление зрения (у качественных мониторов частота кадров 70-80 Гц). Частота строк в килогерцах определяется путем умножения количества строк, выводимых в одном кадре, на частоту кадровой развертки. Полоса частот пропускания видеосигнала (измеряемая в Мгц) определяется как произведение количества точек в строке и частоты строчной развертки. Ниже рассмотрены основные характеристики TFT LCD дисплеев:
Прогрели, пропаяли, заработало! А что дальше? Часто, в разговорах со специалистами по ремонту, можно услышать: «пропаял контакты микросхем, разъемов неисправной платы и она заработала, неисправность исчезла». Обычно такое «волшебство» пропайки (или прогрева) объясняют плохим качеством паяного соединения, но есть и более реальное объяснение. Широко применяемые ранее оловянно-свинцовые припои, состоящие из свинца и олова в приблизительной пропорции 40% свинца и 60% олова, обладают хорошей эвтектикой, но несмотря на это мы уже сталкиваемся с необходимостью паять безсвинцовыми сплавами. Евросоюз принял директиву 2002/95/ЕС RoHS (Restriction of Hazardous Substances – запрет вредных веществ). Согласно этому документу, уже с 2006 года начали действовать ограничения на использование в промышленной электронной продукции и в новой электронной технике некоторых химических материалов, опасных для здоровья и окружающей среды. Среди прочих, действие директивы распространяется и на соединения свинца. Таким образом, запрещается использование свинцовосодержащих припоев. Но олово без укрощающего его свинца ведет себя непредсказуемо. Оловянное покрытие без добавок, как и кадмий и цинк, спонтанно образует кристаллы металла диаметром около 1-5 мкм и менее одной десятой толщины человеческого волоса, которые проталкиваются от основания вверх. Если они растут достаточно близко для того, чтобы прикоснуться к другому токопроводящему объекту, то вызовут короткое замыкание, которое может повредить аппаратуру. Таким образом, при работе с безсвинцовыми припоями возникает целый ряд проблем, которые связаны с физическими их свойствами.
Базовые понятия по трехмерной графике (ликбез). Графический конвейер. Графический конвейер (Graphic Pipeline) — это некоторое программно-аппаратное средство, которое преобразует описание объектов в «мире» приложения в матрицу ячеек видеопамяти растрового дисплея. Его задача — создать иллюзию трехмерного изображения. В глобальных координатах приложение создает объекты, состоящие из трехмерных примитивов. В этом же пространстве располагаются источники освещения, а также определяется точка зрения и направление взгляда наблюдателя. Естественно, что наблюдателю видна только часть объектов: любое тело имеет как видимую (обращенную к наблюдателю), так и невидимую (обратную) сторону. Кроме того, тела могут перекрывать друг друга, полностью или частично. 1. Первая стадия графического конвейера - трансформация (Transformation). Взаимное расположение объектов относительно друг друга и их видимость зафиксированным наблюдателем обрабатывается на первой стадии графического конвейера, называемой трансформацией (Transformation). На этой стадии выполняются вращения, перемещения и масштабирование объектов, а затем и преобразование из глобального пространства в пространство наблюдения (world-to-viewspace transform), а из него и преобразование в «окно» наблюдения (viewspace-to-window transform), включая и проецирование с учетом перспективы. Попутно с преобразованием из глобального пространства в пространство наблюдения (до него или после) выполняется удаление невидимых поверхностей, что значительно сокращает объем информации, участвующей в дальнейшей обработке. 2. Вторая стадия графического конвейера - освещенность (Lighting). На следующей стадии конвейера (Lighting) определяется освещенность (и цвет) каждой точки проекции объектов, обусловленной установленными источниками освещения и свойствами поверхностей объектов. (T&L от англ. Transformation and Lighting - Трансформация и Освещение). 3. Третья стадия графического конвейера - растеризации (Rasterization). На стадии растеризации (Rasterization) формируется растровый образ в видеопамяти. На этой стадии на изображения поверхностей наносятся текстуры и выполняется интерполяция интенсивности цвета точек, улучшающая восприятие сформированного изображения. Весь процесс создания растрового изображения трехмерных объектов называется рендерингом (rendering). Движение.
Варианты OLED - Organic Light Emitting Diode (органический светодиод). Существует несколько различных по возможностям и сферах применения типов OLED: - Passive-matrix OLED (OLED с пассивной матрицей); - Active-matrix OLED (OLED с активной матрицей); - Transparent OLED (прозрачный OLED); - Top-emitting OLED (OLED с непрозрачным субстратом); - Foldable OLED (гибкий OLED); - White OLED (белый OLED). Passive-matrix OLED (PMOLED). OLED с пассивной матрицей состоит из многочисленных полосок-катодов, органических слоев и полосок-анодов. Место пересечения катодов и анодов - испускающие свет пиксели. В зависимости от того, какой пиксель нужно "включить", на ту или иную пару катод/анод подается напряжение. PMOLED несложен в производстве, однако он потребляет больше энергии, чем другие типы OLED. Лучше всего такой вариант подходит для дисплеев небольшого размера (2-3``) - в мобильных телефонах, КПК и MP3-плеерах. Впрочем, даже PMOLED потребляют меньше энергии, чем LCD сопоставимого размера. Active-matrix OLED (AMOLED). OLED с активной матрицей использует лишь одну пару катод/анод (в этом случае применяются не полоски, а настоящие панели). Кроме того, анод имеет подложку из тонкопленочных TFT-транзисторов, которая и «указывает», к какой области слоя подается электрический ток. AMOLED потребляет меньше энергии и, поэтому, может использоваться в дисплеях большего размера. В случае с видео - дисплеи с активной матрицей имеют лучшее время отклика. AMOLED можно применять в мониторах, телевизорах и рекламных биллбордах. Transparent OLED. Прозрачный OLED, в полном соответствии с названием, состоит только из прозрачных компонентов. Когда ток к нему не подается, дисплей практически прозрачен. Включенный дисплей испускает свет в обоих направлениях. Используя такую технологию можно создавать прозрачные "стекла", "окна", данные в которых выводятся непосредственно на поверхность. Как пример - в военной и гражданской авиации, сверхсовременных автомобилях и т. п. Для прозрачных OLED подходит как активная, так и пассивная матрицы. Top-emitting OLED. Дисплеи такого типа имеют непрозрачный или даже зеркальный субстрат-основу. Оптимальный для них вариант - активная матрица. Производители могут использовать дисплеи, например, в некоторых современных смарт-картах. Foldable OLED – это дисплеи нового поколения. В качестве субстрата используются полоски очень гибкой фольги или пластика. Благодаря этому, дисплеи очень легкие и легко меняют форму. Использование в мобильных телефонах и КПК может исключить поломки дисплея (например, при падении), теоретически гибкие дисплеи можно интегрировать с тканью, создавая «умную» одежду с OLED-элементами. White OLED. Белые OLED-панели испускают свет более яркий, комфортный для глаз, чем флуоресцентные лампы. При этом, такие элементы не имеют матриц - ни активной, ни пассивной, т. к. необходимости в создании пикселей нет. С добавлением светофильтров можно создать лампу любого цвета. При этом, OLED-лампы очень экономичны. Поскольку OLED-элементы можно делать больших размеров, в перспективе они способны заменить в домах и офисах лампы других типов. Основные преимущества и недостатки технологии OLED.
Дисплеи планшетов (ликбез). С чем мы сталкиваемся в первую очередь в описании планшета или когда планшет попадает к нам в руки - это его экран или дисплей. В описании экрана планшетов присутствуют следующие параметры: - размер экрана; - разрешение; - тип матрицы: AMOLED, IPS, и пр.; - углы обзора; - защитное покрытие.
AMOLED. Управление OLED c активной матрицей. Одним из важных элементов схемы управления матрицей AMOLED являются ключевые элементы, коммутирующие ток через OLED-светодиод. Они должны обеспечивать достаточное быстродействие, пропускать большие токи (несколько мА), иметь малые токи уточки, а технология их формирования должна обеспечивать высокую однородность параметров по всей площади экрана (см. рис. 1). Технология их формирования должна быть простой, недорогой и обеспечивать стабильную воспроизводимость параметров транзисторов. В настоящее время используются транзисторные ключи на аморфном кремнии a-Si и на поликремнии p-Si. Поликремниевый слой получают методом лазерного отжига пленки аморфного кремния. Пока этот процесс довольно сложен, трудоемок и недешев. Технология формирования матрицы транзисторов на аморфном кремнии в настоящее время хорошо отлажена и обеспечивает стабильные и однородные по площади параметры транзисторов. Поликремний обеспечивает лучшие токовые передаточные характеристики, чем аморфный кремний, однако в процессе производства очень трудно обеспечить высокую однородность характеристик, что приводит к заметной разнояркостности элементов и зон экрана. Для решения этой проблемы были опробованы различные альтернативные решения.
Cтандарт eDP 1.4b, упрощает подключение экранов в составе мобильных устройств (с разрешением 8K). Интерфейс eDP — Embedded DisplayPort (версии 1.4b) - это очередное обновление спецификаций стандарта активно используется, но межотраслевая организация VESA уже формирует пакет обновлений для разработки следующей по номеру версии интерфейса с номером 1.5. Продукция с использованием спецификаций интерфейса eDP 1.4b - это ноутбуки, планшеты, моноблоки (системы всё в одном) и, подчёркивают в VESA, даже смартфоны. Интерфейс eDP в целом ориентирован на простое подключение экранов в составе мобильных устройств. Число соединительных линий должно быть как можно меньше, а скорость по ним как можно больше, ведь разрешение панелей растёт впечатляющими темпами. Собственно, до версии 1.4 основной акцент был сделан на подъём скорости передачи данных, что позволило с помощью стандарта eDP 1.4a подключать панели с внушительным разрешением вплоть до 8K. Но в версии интерфейса eDP 1.4a были внесены два существенных изменения, которые дали возможность снизить потребление как интерфейса, так и дисплеев. Скорость передачи данных по каждой из четырёх линий eDP 1.4a была увеличена до 8,1 Гбит/с, но каждая линия могла обслуживать отдельный сегмент дисплея. Допускается три варианта подключения: одна большая панель с разрешением 8K и суммарной скоростью интерфейса 25,92 Гбит/с, а также разбивка панели на два или четыре сегмента с меньшим разрешением и, соответственно, с пропорционально меньшей скоростью подключения. Каждый сегмент может обновляться индивидуально, что не требует обновления всего экрана. Также в спецификациях eDP 1.4a было введено частичное обновление экрана в любой части сегмента — протокол Selective Update (технология Panel Self Refresh), что ещё больше экономит на потреблении дисплея в составе устройств. Версия интерфейса — eDP 1.4b,— вносит изменения только в протокол Selective Update, тогда как максимальная скорость каждой из четырёх линий интерфейса сохранена на уровне 8,1 Гбит/с. Внесённые изменения позволят упростить схемотехнику интерфейса, включая драйверы и буферы для временного хранения кадров. Всё это снизит стоимость элементной базы, необходимой для изготовления дисплеев с поддержкой встроенного стандарта DisplayPort.
Общие требования к организации режима труда и отдыха при работе с видеомониторами и персональными компьютерами. Режимы труда и отдыха специалистов должны организовываться в зависимости от вида и категории трудовой деятельности. Виды трудовой деятельности разделяются на 3 группы: - группа А - работа по считыванию информации с экрана видеомонитора компьютера с предварительным запросом; - группа Б - работа по вводу информации; - группа В - творческая работа в режиме диалога с компьютером. При выполнении в течение рабочей смены работ, относящихся к разным видам трудовой деятельности, за основную работу с ПК и видеомонитором следует принимать такую, которая занимает не менее 50% времени в течение рабочей смены или рабочего дня. Для видов трудовой деятельности устанавливается 3 категории тяжести и напряженности работы с видеомониторами и ПК, которые определяются: - для группы А - по суммарному числу считываемых знаков за рабочую смену, но не более 60 000 знаков за смену; - для группы Б - по суммарному числу считываемых или вводимых знаков за рабочую смену, но не более 40 000 знаков за смену; - для группы В - по суммарному времени непосредственной работы с видеомонитором и ПК за рабочую смену, но не более 6 часов за смену. Для преподавателей высших и средних специальных учебных заведений, учителей общеобразовательных школ устанавливается длительность работы в дисплейных классах и кабинетах информатики и вычислительной техники не более 4 часов в день. Для инженеров, обслуживающих учебный процесс в кабинетах (аудиториях) с видеомонитором и ПК, продолжительность работы не должна превышать 6 часов в день. Продолжительность обеденного перерыва определяется действующим законодательством о труде и Правилами внутреннего трудового распорядка предприятия (организации, учреждения). Для обеспечения оптимальной работоспособности и сохранения здоровья профессиональных пользователей, на протяжении рабочей смены должны устанавливаться регламентированные перерывы.
Версия сайта для слабовидящих