Статья добавлена: 16.08.2019
Категория: Статьи по мониторам
Ядра Tensor.
Компания Nvidia внедрила в свой вычислительный процессор Volta новый тип ядер — тензорные ядра (Tensor Core). Эти ядра — самая важная особенность архитектуры Volta, которая и поможет получить многократный рост производительности в задачах обучения и инференса больших нейросетей, чтобы рост производительности соответствовал потребностям рынка. Возможностей Pascal исследователям уже не хватало. Они уже используют нейросети из тысяч слоев и миллионов нейронов, что требует гораздо большей скорости вычислений.
Операции матричного перемножения (BLAS GEMM) лежат в основе обучения и инференса (процесс, обратный обучению — выводы на основе уже «умной» нейросети) нейронных сетей, они используются для умножения больших матриц входных данных и весов в связанных слоях сети. Тензорные ядра специализируются на выполнении этих перемножений и способны значительно увеличить производительность таких вычислений с плавающей запятой при сохранении сравнительно небольшой сложности в транзисторах и площади, занимаемой этими ядрами на GPU. Заодно значительно вырастает энергоэффективность.
Статья добавлена: 09.08.2019
Категория: Статьи по мониторам
Инфракрасные сенсорные экраны.
В ряде случаев к качеству изображения, воспроизводимого отображающим устройством, предъявляются строгие требования. Это касается дисплеев, предназначенных главным образом для просмотра телевизионных передач, видеофильмов или для отображения иллюстративного материала (слайдов и фотографий), например, в художественном кружке или фотостудии. При необходимости оснащения такого устройства сенсорным экраном лучшим решением будет применение инфракрасной технологии. Для определения точки касания используются две линейки светодиодов, расположенные по вертикали и горизонтали, и две линейки фотодиодов, расположенные на противоположных сторонах экрана.
Каждому светодиоду соответствует свой фотодиод. Работает такая оптическая пара следующим образом. При подаче напряжения на светодиод он излучает невидимый для человека инфракрасный свет в пределах очень небольшого телесного угла, чтобы попасть на "свой" фотодиод и "не задеть" соседние. Любое препятствие (например, касающийся экрана палец руки), частично или полностью перекрывающее световой луч, приводит к уменьшению или прекращению электрического тока через соответствующий фотодиод. Это изменение фиксируется микроконтроллером, позволяя вычислить координаты касания с высокой точностью.
Статья добавлена: 07.08.2019
Категория: Статьи по мониторам
Видеокарты ПК. Типы графических карт. Встроенная графика. Видеопамять.
Видеокарта (также видеоадаптер, графический адаптер, графическая плата, графическая карта, графический ускоритель) - это устройство, преобразующее графический образ, хранящийся как содержимое памяти компьютера (или самого адаптера), в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора. Первые мониторы, построенные на электронно-лучевых трубках, работали по телевизионному принципу сканирования экрана электронным лучом, и для отображения требовался видеосигнал, генерируемый видеокартой.
Однако эта базовая функция, оставаясь нужной и востребованной, ушла в тень, перестав определять уровень возможностей формирования изображения — качество видеосигнала (чёткость изображения) очень мало связано с ценой и техническим уровнем современной видеокарты.
В первую очередь, сейчас под графическим адаптером понимают устройство с графическим процессором - графический ускоритель, который и занимается формированием самого графического образа. Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический процессор, который может производить дополнительную обработку, снимая эту задачу с центрального процессора компьютера. Например, все современные видеокарты Nvidia и AMD (ATi) осуществляют рендеринг графического конвейера OpenGL и DirectX на аппаратном уровне. В последнее время также имеет место тенденция использовать вычислительные возможности графического процессора для решения неграфических задач.
Обычно видеокарта выполнена в виде печатной платы (плата расширения) и вставляется в разъём расширения, универсальный либо специализированный (AGP, PCI Express). Также широко распространены и встроенные (интегрированные) в системную плату видеокарты - как в виде отдельного чипа, так и в качестве составляющей части северного моста чипсета или ЦПУ (но в этом случае устройство, строго говоря, не может быть названо видеокартой).
Дискретные видеокарты - наиболее высокопроизводительный класс графических адаптеров. Как правило, подключается к высокоскоростной шине данных PCI Express.
Встроенные графические процессоры (интегрированные графические адаптеры) не имеют собственной памяти и используют оперативную память компьютера, что сказывается на производительности в худшую сторону. Хотя графические процессоры Intel Iris Graphics, начиная с поколения процессоров Haswell имели в своём распоряжении 128 мегабайт кэша четвёртого уровня (eDRAM), остальную память они могут брать из оперативной памяти компьютера. Современные встроенные графические решения находят применение в портативных устройствах, ввиду низкого энергопотребления. Их производительность уже на достаточно высоком уровне и позволяет играть в несложные трёхмерные игры. Кэш подобного объема был у Haswell, но лишь в топовых моделях E7. eDRAM Crystalwell объемом 128 МБ играла роль кэш-памяти четвертого уровня, при этом eDRAM могла использоваться и графическим ядром, и вычислительными ядрами процессора при обработке больших объемов данных - например, текстур. По заявлению производителя, Crystalwell обеспечивает пиковую пропускную способность на уровне 51,2 Гбайт/с в каждую сторону (102,4 Гбайт/с суммарно). Crystalwell позволяет процессору преодолеть относительные ограничения низкой пропускной способности системной памяти и показать лучшее быстродействие в задачах по обработке HD-видео и в математических операциях.
В архитектуре Skylake реализована новая, полностью когерентная структура встроенной DRAM (eDRAM, или Memory Side Cache), способная кэшировать любые данные, включая варианты "некэшируемой памяти", без необходимости очистки для поддержания когерентности, и доступной для использования устройствами ввода-вывода и формирования выходного видеосигнала.
Гибридные решения находят применение там где требуется и энергоэффективность, и высокая графическая производительность, позволяя использовать встроенный графический адаптер в повседневных задачах, и задействовать дискретный графический адаптер только там, где он нужен.
Внешняя видеокарта (eGPU) - под термином eGPU понимают дискретную графическую карту, расположенную вне компьютера. Может использоваться, например, для увеличения производительности в 3D приложениях на ноутбуках. Как правило PCI Express является единственной пригодной шиной для этих целей.
Современные видеокарты комплектуются памятью типа GDDR3, GDDR4, GDDR5, GDDR5X, GDDR6 и HBM, Wide I/O, HMC. Основам ныне применяемых стандартов DRAM уже не один десяток лет, и их улучшение позволило повысить пропускную способность, но далеко не настолько, насколько выросла производительность CPU и GPU за это время. Особенно это касается графических процессоров, и индустрии требуются новые типы памяти, которые дадут совершенно иные возможности, вроде Wide I/O, HMC и HBM.
Все эти стандарты основываются на так называемой stacked DRAM - размещении чипов памяти слоями, с одновременным доступом к разным микросхемам, что расширяет шину памяти, значительно повышая пропускную способность и немного снижая задержки (Stacked DRAM - размещение чипов памяти слоями, с одновременным доступом к разным микросхемам, что расширяет шину памяти, значительно повышая пропускную способность и немного снижая задержки).
Статья добавлена: 05.08.2019
Категория: Статьи по мониторам
Три основных схемы реализации цветных OLED экранов.
OLED представляет собой новую технологию для тонких, эффективных и ярких экранов или дисплеев. OLED является новой технологией, с помощью которой можно производить тонкие, гибкие и яркие дисплеи. OLED-дисплеи изготовляются из органических светоизлучающих материалов и поэтому OLED-дисплеи не требуют подсветки и поляризационных фильтрующих систем, которые используются в LCD-дисплеях. OLED-дисплеи в устройствах можно сделать гибкими и прозрачными. Существуют два вида OLED-дисплеев - PMOLED и AMOLED. Разница заключается в способе управления матрицей - это может быть либо пассивная матрица (PM) или активная матрица (AM).
OLED (Organic Light-Emitting Diode – органический светоизлучающий диод) – это диод, изготовленный из органических соединений, который излучает свет при пропускании через него тока. В настоящий момент применяются три основных схемы реализации цветных OLED (рис. 1):
- схема с раздельными цветными эмиттерами;
- схема WOLED + CF (белые эмиттеры + цветные фильтры);
- схема с конверсией коротковолнового излучения.
Статья добавлена: 02.08.2019
Категория: Статьи по мониторам
Звук. Обработка звука на компьютере.
Диапазон звуковых частот, который способен слышать человек в очень большой степени зависит от индивидуальных особенностей конкретного человека, его возраста, накопленного опыта распознавания звуков, постоянного общения со звуком. В среднем человек воспринимает звук в диапазоне 20 – 20000 Гц.
Колебания очень низкой частоты (инфразвук) воздействуют на человека, хотя он их не слышит, а многие животные слышат инфразвук (особенно собаки). Органы слуха у человека стереофонические, т. е. правое и левое ухо воспринимают звук независимо, поэтому человек способен выделять нужный звуковой сигнал и определять направление на источник сигнала. Человек воспринимает без болевых ощущений звук громкостью до 120 дБ, а при 150 дБ происходит повреждение органов слуха. На частоте звука 10 Гц порог слышимости равен 40дБ, а на частоте 10 кГц – 20 дБ. Наукой установлено, что человек определяет направление на источник звука примерно по одиннадцати параметрам, а современные звуковые технологии объемного звука имитируют только три из них. В реальной звуковой обстановке присутствуют эффекты искажающие звук: эхо, реверберация, поглощение и др.
Современные технологии трехмерного звука лишь в небольшой степени способны моделировать эти процессы. Вся музыкальная культура построена на использовании гармонических колебаний (в основном реальный звук состоит из гармоник). В музыке интервал изменения основного тона нотного ряда в два раза обозначили термином «октава» (например, нота «до» второй октавы звучит на удвоенной частоте ноты «до» первой октавы). Средний человек воспринимает диапазон в 10 октав. За счет гармонических колебаний формируется полный частотный диапазон практически всех музыкальных инструментов.
При обработке звука (даже цифровыми методами) неизбежно вносятся гармонические искажения в исходный сигнал. На компьютере обработка звука ведется цифровыми методами, так как обеспечить практически стопроцентную повторяемость звука от любой копии записи, можно только на цифровых устройствах, но, в конечном счете, самая сложная цифровая обработка звука заканчивается формированием аналогового сигнала, который превращают в звук.
Статья добавлена: 01.08.2019
Категория: Статьи по мониторам
Видеопамять GDDR5X.
Видеопамять GDDR5X следует рассматривать как ускоренную по скорости производную от GDDR5, а не радикальный новый стандарт DRAM. Этот подход был выбран, чтобы позволить пользователям использовать свои предыдущие инвестиции в экосистему памяти GDDR5 и обеспечить быстрый и низкий риск перехода от GDDR5. Фирма Micron предлагает устройства GDDR5X SGRAM со скоростью передачи данных от 10 Гбит/с до 12 Гбит/с, и устройства с 14 Гбит/с.
Когда разработали GDDR5X, то удвоили предварительную выборку массива (16n вместо 8n ). Этот подход прост и успешно реализован в разработке основ потокового стандарта DDR DRAM. Это позволило производителям DRAM сбалансировать конструктивные ограничения, установленные на время цикла массива, с постоянно растущим спросом на более высокие скорости передачи данных.
GDDR5X использует внутреннюю 16n предварительную выборку, как показано на рис. 1. Внутренняя шина данных в 16 раз шире, чем интерфейс ввода-вывода устройства. Каждая память для записи или чтения имеет доступ - 512 бит или 64 байта. Преобразователь с параллельным соединением преобразует каждый 512-разрядный пакет данных в шестнадцать 32-битных слов данных, которые последовательно передаются по 32-битной шине данных. При этой предварительной выборке 16n одно и то же время цикла внутреннего массива 1ns равно скорости передачи данных 16 Гбит/с на входе/выходе. Длительность одного слова данных со скоростью 16 Гбит/с составляет 62,5ps, или 1/16 из времени цикла массива.
Статья добавлена: 29.07.2019
Категория: Статьи по мониторам
Варианты реализации светодиодной подсветки.
Схемы светодиодной подсветки LCD-дисплеев уже давно являются одним из самых распространенных применений светодиодов. Драйверы для устройств с автономным питанием имеют, как правило, высокий КПД (более 90%). Они являются регулируемыми импульсными повышающими или повышающе-понижающими DC/DC-преобразователями.
В DC/DC-преобразователях обычно применяется стабилизация выходного тока (то есть тока светодиодов), что обеспечивает стабильную яркость свечения светодиодов (гораздо реже для этих целей используется стабилизация напряжения на светодиодах).
В качестве повышающе-понижающих DC/DC-преобразователей в драйверах также применяют также индуктивные преобразователи SEPIC-архитектуры (Single-ended primary-inductor converter — одновыводной первичный преобразователь на индуктивности), которые обеспечивают несколько больший выходной ток и КПД. Повышающие преобразователи нашли свое основное применение в устройствах с низковольтными источниками питания (они имеют высокий КПД и большой выходной ток при остальных средних показателях).
Микросхема МР1529 - это один из мощных драйверов на DC-DC преобразователях от фирмы MPS. Микросхема МР1529 может управлять тремя цепями последовательно включенных белых сверхъярких светодиодов (напряжение питания микросхемы МР1529 составляет 2,7...5,5В, а выходное напряжение - 25В). Она имеет защиту от превышения выходного напряжения с порогом срабатывания 28 В, а также защиту от понижения входного напряжения с порогом срабатывания 2...2,6В и гистерезисом 210мВ. МР1529 имеет также температурную защиту (160°С) и изготавливается в корпусе QFN16 размером 4x4 мм. Назначение выводов МР1529 приведено в таблице 1, а типовая схема включения - на рис. 1.
Статья добавлена: 22.07.2019
Категория: Статьи по мониторам
Принципы построения звуковых карт персональных компьютеров (ликбез).
Диапазон звуковых частот, который способен слышать человек в очень большой степени зависит от индивидуальных особенностей конкретного человека, его возраста, накопленного опыта распознавания звуков, постоянного общения со звуком. В среднем человек воспринимает звук в диапазоне 20 – 20000 Гц.
Колебания очень низкой частоты (инфразвук) воздействуют на человека, хотя он их не слышит, а многие животные слышат инфразвук (особенно собаки). Органы слуха у человека стереофонические, т. е. правое и левое ухо воспринимают звук независимо, поэтому человек способен выделять нужный звуковой сигнал и определять направление на источник сигнала. Человек воспринимает без болевых ощущений звук громкостью до 120 дБ, а при 150 дБ происходит повреждение органов слуха. На частоте звука 10 Гц порог слышимости равен 40дБ, а на частоте 10 кГц – 20 дБ. Наукой установлено, что человек определяет направление на источник звука примерно по одиннадцати параметрам, а современные звуковые технологии объемного звука имитируют только три из них. В реальной звуковой обстановке присутствуют эффекты искажающие звук: эхо, реверберация, поглощение и др.
Современные технологии трехмерного звука лишь в небольшой степени способны моделировать эти процессы. Вся музыкальная культура построена на использовании гармонических колебаний (в основном реальный звук состоит из гармоник). В музыке интервал изменения основного тона нотного ряда в два раза обозначили термином «октава» (например, нота «до» второй октавы звучит на удвоенной частоте ноты «до» первой октавы). Средний человек воспринимает диапазон в 10 октав. За счет гармонических колебаний формируется полный частотный диапазон практически всех музыкальных инструментов. При обработке звука (даже цифровыми методами) неизбежно вносятся гармонические искажения в исходный сигнал. На компьютере обработка звука ведется цифровыми методами, так как обеспечить практически стопроцентную повторяемость звука от любой копии записи, можно только на цифровых устройствах, но, в конечном счете, самая сложная цифровая обработка звука заканчивается формированием аналогового сигнала, который превращают в звук. Исходный звук оцифровывают методом импульсно-кодовой модуляции (PCM - Pulse Code Modulation), при котором, например, с частотой дискретизации (принятой для CD-ROM) 44100 Гц в цифровом виде (16 двоичных разрядов обеспечивают охват диапазона 0 - 96 дБ) регистрируется текущая амплитуда звуковой волны.
Уровень шумов дискретизации SNR (Signal/Noise Ratio) обычно равен 65-77 дБ и очень сильно зависит от формы и спектра оцифровываемого сигнала. Алгоритм обработки звуковых сигналов в мозге человека очень сложен, существующий метод сжатия, используемый в формате записи звука MPEG Audio Layer 3, упрощенно иммитирует итоговый результат работы мозга при обработке звука.
Первоначально звуковые карты устанавливали на шину ISA, а затем на интерфейс PCI и др.. На рис. 1 показана блок-схема типичной компьютерной карты для обработки звука с интерфейсом РСI.
Статья добавлена: 11.07.2019
Категория: Статьи по мониторам
Версии интерфейса eDP (Embedded DisplayPort).
Интерфейс eDP является усовершенствованным продолжением стандарта VESA DisplayPort. Интерфейс eDP- Embedded DisplayPort - универсальный встраиваемый дисплейный интерфейс для мобильных устройств. Стандарт Embedded DisplayPort (eDP) 1.0 был принят в декабре 2008 года. Он предназначался для определения стандартизованного интерфейса панели дисплея для внутренних соединений, например, видеокарты на панели дисплея ноутбука (рис. 1). Он обладает расширенными функциями энергосбережения, включая плавное переключение частоты обновления.
Версия 1.4b была опубликована в октябре 2015 года. Ее уточнения и уточнения в протоколе предназначены для того, чтобы обеспечить внедрение eDP 1.4 в производство к середине 2016 года.
Версия eDP 1.4b представляет собой новейший стандарт VESA Embedded DisplayPort. 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 направлено на снижение стоимости элементной базы, необходимой для изготовления дисплеев с поддержкой встроенного стандарта DisplayPort.
Статья добавлена: 08.07.2019
Категория: Статьи по мониторам
Варианты светодиодной подсветки.
В дисплеях впервые стала использоваться светодиодная подсветка белого свечения. При использовании такой традиционной схемы подсветки на цветных фильтрах теряется до 70-80% энергии светового потока (кроме того, апертура цветного пиксела, состоящего из трех ячеек-модуляторов света, не способна обеспечивать хорошее разрешение). Традиционная схема формирования изображения с использованием цветных фильтров показана на рис. 1.
Существует и метод формировали цветного изображения, в котором цветные фильтры вообще не используются. Вместо них поочередно включаются три источника синего, красного и зеленого цвета и проводится пространственная модуляция яркости каждой из цветовых фаз. Новый метод FSC (Field Sequential Color) позволил значительно (на 500%) улучшить экономичность подсветки и улучшить качество изображения за счет увеличения апертуры. Число пикселов (точек) в матрице этого типа в три раза меньше по сравнению с традиционной матрицей на основе цветных фильтров.
Статья добавлена: 28.06.2019
Категория: Статьи по мониторам
Что такое Z-буфер?(ликбез).
Трехмерное изображение отображаемое на экране монитора представляет собой набор отдельных групп элементов:
- группы трехмерных объектов,
- группы источников освещения,
- группы применяемых текстурных карт,
- группы (или одной) камер.
Трехмерный объект задается:
- координатами его вершин в пространстве сцены,
- локальными координатами в пространстве текстурной карты,
- алгоритмом поведения,
- масштабированием,
- углом поворота,
- смещением и прочими изменениями в течение времени в соответствии с замыслом разработчиков.
Производным от первых двух свойств является грань - плоскость объекта, имеющая три вершины, с наложенными на нее текстурами.
Вершины. Задают местоположение объекта в трехмерном пространстве; само их положение задается координатами X, Y и Z.
Примитивы. Это простые геометрические объекты, с помощью которых конструируются более сложные объекты. Их положение задается расположением определяющих точек (обычно вершин). Для конструирования изображений трехмерных объектов при построении примитивов учитывается также эффект перспективы.
Текстуры. Это двухмерные изображения, или поверхности, налагаемые на примитивы. Точки текстуры называются текселами.
Источник освещения может обладать координатами в пространстве сцены, ориентацией (направленностью), типом (фоновым, точечным и т. п.), цветом и алгоритмом изменения светового излучения.
Текстурой (или текстурной картой) называют двух- или трехмерное изображение, имитирующее зрительное восприятие человеком свойств различных поверхностей. Специализированные текстуры (например, карты окружающей среды) сами не отображаются, а используются для генерации комбинированных текстур, накладываемых на полигон.
Камера представляет собой точку, откуда наблюдатель смотрит на трехмерную сцену. Плоскость, в которой расположена камера, называется плоскостью проецирования, или картинной плоскостью. Камера обладает свойствами координат в пространстве сцены, целевой точкой, углом зрения, углом поворота. Линия, соединяющая камеру и целевую точку, называется линией визирования. Угол поворота рассчитывается относительно оси линии визирования.
Z-буферизация - эта технология изначально применялась в системах САПР (системах автоматизированного проектирования). В двумерном мире объекты не могут располагаться впереди или позади друг друга, поэтому не было проблем с перекрытием. Но в трехмерном мире один объект может находиться впереди другого. Обычно световые лучи не проникают через непрозрачные объекты, поэтому мы видим все, что находится впереди, и не видим того, что позади.
Когда два объекта перекрываются, нужно выяснить, какой из них находится впереди, чтобы знать, какие пиксели объекта нужно показать на дисплее. Область, в которой пересекаются две фигуры, можно описать, указав для каждого пиксела фигур величину расстояния от него до условного заднего плана. Если дополнить обычную видеопамять картой этих расстояний для каждого пикселя, то будет всегда известно, нужно ли закрашивать конкретный пиксель: если значение расстояния (или значение Z) у пикселя меньше, значит, он позади и его не нужно закрашивать.
Статья добавлена: 28.06.2019
Категория: Статьи по мониторам
Открытые стандарты AMD.
AMD продолжает продвигать открытые стандарты и представила Radeon Raus 2/0 для API Vulkan от Khronos Group (Vulkan - это графический и вычислительный API нового поколения, который обеспечивает высокопроизводительный кросс-платформенный доступ к современным графическим процессорам, используемым в самых разных устройствах от ПК и консолей до мобильных телефонов и встроенных платформ).
Radeon Rays (ранее носившее название AMD FireRays) представляет собой высокоэффективное, высокопроизводительное, работающее на основе метода трассировки лучей программное обеспечение, ускоренное за счет использования ресурсов графического процессора. Прослеживая траектории световых лучей, проходящих через сцену фильма или игры, технология Radeon Rays имитирует эффект отражения и преломления лучей света в среде и их взаимодействия с виртуальными объектами, создавая потрясающе фотореалистичные 3D-изображения.
Версия сайта для слабовидящих
