Grafikkortsegenskaper

Grafikkortsegenskaper

Det finns en uppsjö av olika grafikkort. Nvidia har sina Geforce-kort och AMD har sina Radeon-kort. När det gäller inbyggda grafikkretsar har även processortillverkaren Intel stora marknadsandelar. De olika grafikkorten och -kretsarna skiljer sig mer eller mindre från varandra. Det är oftast svårt att jämföra två modeller då det är många faktorer som spelar in för hur väl de presterar. Detta kapitel kan ge en liten hjälp på vägen.

En specifikation för ett grafikkort kan se ut på följande sätt.

Interna anslutningar

PCI

PCI-sockeln (Peripheral Component Interconnect) används för bland annat nätverkskort, ljudkort och TV-kort. En gång i tiden användes PCI för grafikkort, men dagens datorer kräver kraftfullare grafikkort än PCI kan hantera. På sikt kommer PCI även sluta användas för de nämnda tilläggskorten.

PCI-express

Den nu gällande anslutningstypen för grafikkort är PCI-express (PCIe). Den finns i olika varianter där de vanligaste är PCI-express x1 och PCI-express x16. Det är lätt att se skillnad på dem eftersom de är olika långa. PCI-express x16-versionen är den enda varianten som används för grafikkort. PCI-express x1 är istället tänkt som ersättare till PCI-anslutningen. Observera att PCI-express inte är samma anslutning som PCI-X. Den sistnämnda anslutningen används i serversammanhang och har olyckligtvis ett liknande namn.

De interna anslutningarna på PCI-express-korten är snillrikt utformade. Exempelvis kan ett kort med PCI-express x1-anslutning (t.ex. en USB 2.0-kontroller) eller PCI-express x4-anslutning (t.ex. en USB 3.0-kontroller) sättas i en PCI-express x16-port. Det kommer att se lite konstigt ut eftersom stora delar av sockeln inte används, men trots detta fungerar det. Av förklarlig anledning fungerar det inte åt motsatt håll. Det finns dock PCI-express-socklar som har öppet avslut och då kan det gå att sätta i ett större kort också.

PCI-express 2.0 och PCI-express 3.0

Ursprungliga PCI-express-versionen används relativt sällan idag utan i skrivande stund är det PCI-express 2.0 och PCI-express 3.0 som gäller. PCI-express 2.0 är dubbelt så snabb gamla PCI-express och dess­utom både framåt- och bakåt­kompatibel. Anslutningarna är likadana, så att PCI-express-kort och socklar av olika generationer fungerar med varandra (undantag finns men de är ovanliga).

PCI-express 3.0 ökar hastig­heten ytter­ligare. PCI-express 2.0 klarar ungefär 500 MB/s per kanal och PCI-express 3.0 klarar ungefär 1 GB/s per kanal. Det innebär att x16-porten som används för grafikkort kan överföra data i upp till 32 GB/s med PCI-express 3.0 (samman­lagt för båda riktningarna)17.

Den nya PCI-express 3.0-tekniken är både framåt- och bakåtkompatibel. Det innebär att ett gammalt kort kan sättas i en modern sockel och då kommer kortet att kommunicera med sin maximala hastighet. Sätts ett modernt kort i en gammal sockel kommer sockeln att strypa kortets hastighet till den som sockeln är gjord för.

Grafikprocessorn

Grafikprocessorn, även kallad GPU:n, är den viktigaste komponenten på grafikkortet. Den kan ha olika antal kärnor och vara olika snabb (antal MHz), men precis som med vanliga processorer spelar arkitekturen också en stor roll. En gammal grafikprocessor med högre klockfrekvens och fler kärnor är ofta sämre än en modern grafikprocessor med lägre klockfrekvens och färre kärnor.

Nvidia uppkallar sina processorarkitekturer efter kända fysiker. Sommaren 2015 ­baserades merparten av Nvidias grafikkort på arkitekturen Maxwell. Maxwells föregångare hette Kepler och Keplers föregångare hette Fermi. Nvidia namnger i sin tur grafikprocessorerna efter vilken arkitektur de bygger på. Grafik­processorn i Geforce GTX 760 heter GK104, där bokstaven K indikerar att det är en Kepler-processor. Grafik­processorn i Geforce GTX 960 heter GM206, där bokstaven M på samma sätt indikerar att det är en Maxwell-processor. Det gör det hyfsat lätt att ta reda på vilken generation en grafikprocessor tillhör.

Gårdagens, dagens och morgondagens GPU-arkitekturer från Nvidia.

Grafikprocessorns namn (t.ex. GM206) brukar sällan användas i marknads­föring för grafikkort. Då används istället marknadsnamnen på grafikkorten (precis som ­Intels ­senaste processorer kallas sjätte generationens Core-processorer istället för Skylake-processorer). Nvidia använder idag ett tresiffrigt namngivningssystem. Den första ­siffran (t.ex. siffran 9 i Geforce GTX 960) berättar vilken generation grafikkortet tillhör. De två efterföljande siffrorna (t.ex. 60 i Geforce GTX 960) indikerar grafikkortets relativa prestandanivå i den aktuella grafikkortsgenerationen. Geforce GTX 970 har alltså högre prestanda än Geforce GTX 960. Geforce GTX 970 blir i sin tur omsprunget av Geforce GTX 980. Denna sifferjämförelse kan endast göras inom samma grafikkorts­generation (t.ex. inom 700-serien eller inom 900-serien).

En ny grafikkortsgeneration innebär inte per automatik att en ny processorarkitektur börjar användas. Nvidia har en lång historia av att fortsätta med gamla processor­arkitekturer trots att de byter grafikkortsgeneration. Nvidia smyglanserade också ­några enklare Maxwell-baserade grafikkort i 700-serien (trots att prestandagrafikkorten i 700-serien är Kepler-baserade). Trots detta ger den inledande siffran i grafikkorts­namnet en hyffsad indikation på vilken generation som grafikkortet tillhör.

Grafikkortsnamnets inledande bokstäver indikerar också vilken prestandanivå grafikkortet tillhör. Ett instegskort saknar inledande bokstäver i sitt namn eller inleder sitt namn med enbart bokstaven G. Mellanstegsgrafikkort har namn som börjar på GT eller GTS. Riktiga värstinggrafikkort har namn som börjar på GTX.

AMD har ett lite annorlunda namngivningssystem än Nvidia. Deras grafikkort heter exempelvis Radeon R7 370. Den första siffran efter bokstaven R indikerar vilket prestandasegment grafikkortet tillhör. Ju högre siffran är, desto högre prestandasegment tillhör kortet (t.ex. är Radeon R7 bättre än Radeon R5). Den första siffran i det tresiffriga namnslutet syftar på generationen.  De två sista siffrorna i det tresiffriga namnslutet syftar på den inbördes prestandaordningen.

Varianter av samma grafikkort

Till skillnad från de vanliga datorprocessorerna som säljs direkt till konsument under tillverkarnas egna varumärken (Intel och AMD), så tillverkar Nvidia och AMD sällan egna grafikkort. De tillverkar processorerna och visar referenskort som grafikkorts­tillverkarna sedan får utgå ifrån. Korten finns därför i många olika utföranden där bland annat valet av minne, kylare och utgångar skiljer sig. Vissa tillverkare väljer exempelvis att ha en extra HDMI-port och prioriterar bort Displayport-anslutningen. Andra byter ut en liten kylfläns med fläkt mot en stor kylfläns utan fläkt.

Grafikminnet

Minnet på grafikkortet är en annan sak som skiljer mellan olika grafikkortsmodeller. Grafikprocessorns jobb är att avlasta den vanliga processorn med det grafiska arbetet. Istället för att låna lagringsutrymme av det vanliga RAM-minnet har den sin egen motsvarighet. Det minnet kan variera i både storlek och hastighet.

Grafikkortstillverkarna brukar framhäva storleken på minnet. De lyfter däremot inte fram hastigheten eller bandbredden på samma sätt. Det är ganska viktigt att också leta upp denna information för att veta hur bra minnet egentligen är. Ett stort minne är givetvis en fördel eftersom det kan lagra mer information, men grafikprocessorn måste också kunna komma åt det snabbt.

Storleken

Vilken storlek på grafikminne som används varierar mycket, men standardgrafikkort brukar idag ha runt 2 GB medan prestandamodellerna har 4 GB eller mer. Informa­tionen som lagras i minnet är exempelvis texturerna som används i spelet. Precis som med fotografier är högupplösta texturer mer detaljerade men tar också mer plats. Ju större minne grafikkortet har, desto mer högupplösta kan texturerna vara.

Hastigheten

Precis som med RAM-minnen går det att få olika hastigheter på grafikkortets minnen. Vissa grafikkort säljs i två versioner med olika minnestekniker. Den ena versionen använder exempelvis GDDR3, medan den andra versionen använder GDDR5. Den sistnämnda typen betydligt snabbare, men det är inte lätt att veta då tillverkarna inte alltid redovisar detta tydligt på sina enklare modeller.

Observera att GDDR3 inte har något samband med DDR3-tekniken som används i de senaste RAM-minnesmodulerna. GDDR3 är snarare en förbättrad version av den äldre DDR2-tekniken.

Idag är det GDDR5-minnen som används till prestanda­grafikkorten. GDDR4-tekniken slog aldrig riktigt igenom och många tillverkare valde att helt ­enkelt hoppa över den och gå direkt från GDDR3-minnen till GDDR5-minnen på sina prestanda­kort.

Minnets hastighet skrivs sällan ut, utan istället brukar minnets så kallade data rate specificeras. Det motsvarar den dubbla klockfrekvensen eftersom moderna minnes­kretsar använder DDR-tekniken och därför kan behandla information två gånger på samma klockcykel. Mer om detta finns att läsa i Dator 5.2.

Bussbredden

Bussbredden som anges i antalet bit kan också skilja. Tänk på grafikprocessorn och grafikminnet som två städer, vilka är förbundna med en motorväg. Antalet bilar som hinner köra däremellan under en bestämd tid beror på två saker: dels vilken hastighet som gäller och dels hur många filer vägen har. Två motorvägar med samma hastighets­gräns kan hantera olika många bilar om den ena har fler filer än den andra.

Två filer & hastighet 110 km/h. Upp till 18 bilar.
Fyra filer & hastighet 110 km/h. Upp till 36 bilar.

Bussbredden kan exempelvis vara 256-bit (i liknelsen 256 filer) men här brukar de allra enklaste korten spara in. Även om två modeller har lika snabbt minne kan det ena (teoretiskt) hantera dubbla mängden information på samma tid. Detta eftersom ”motorvägen” är dubbelt så bred.

GPGPU

GPGPU står för General Purpose computing on Graphics Processing Units. Som det hörs på namnet har det att göra med att utföra traditionella processoruppgifter med grafikprocessorn. Nvidias CUDA (Compute Unified Device Architecture) är en sådan teknik. Den ser till att grafikkortet kan behandla både vanlig programkod och grafik­kod (istället för bara grafik). Detta gör det möjligt för program som stöder CUDA att arbeta snabbare, eftersom de kan använda både den vanliga processorn och grafik­processorn för sina beräkningar. De två processortyperna är bra på olika saker, och genom att dra nytta av båda får programmen det bästa ur två världar. Till exempel kan Adobe Creative Cloud (där bland annat Photoshop ingår) dra nytta av CUDA-funktionerna för att ge högre prestanda. OpenCL (ej att förväxla med OpenGL) är ett annat exempel som används av bland annat Apple i Mac OS X. Microsoft har även sin egen motsvarig­het som heter DirectCompute.

Ett annat exempel där GPGPU-teknik kommit till stor nytta är vid utvinning av den populära kryptovalutan Bitcoin. Processen för att utvinna Bitcoins passar perfekt för ett grafikkort att utföra med hjälp av exempelvis OpenCL.

SLI och Crossfire

För ännu högre spelprestanda kan vissa moderkort ha flera grafikkort installerade. Denna teknik kallas SLI eller Crossfire beroende på om det är Nvidia eller AMD som ligger bakom. SLI-tekniken går ut på att låta två eller fler likadana grafikprocessorer jobba tillsammans för att åstadkomma en ännu mer detaljerad eller mer frekvent uppdaterad bild. Detta kan göras genom att låta korten uppdatera bilden om vartannat eller låta dem ta hand om halva bilden var. Det ger en prestandaökning, men den är inte lika stor som om de två grafikkortens individuella prestanda hade adderats rakt av.

Strömförbrukning

Ett kraftfullt grafikkort är alltid en fördel i gamingsammanhang. Tänk dock på att kraftfulla grafikkort drar mycket ström. I takt med att strömförbrukningen ökar gör värmeutvecklingen det också. Det leder till att kortet måste ha en effektiv kylare. Fundera därför först över vad datorn ska användas till och välj därefter ett passande grafikkort.

Dagens prestandagrafikkort behöver separat strömmatning. Den vanligaste kontakten för detta har sex eller åtta poler fördelat på två rader. Om nätaggregatet saknar anslutningen går det att använda en adapter. Däremot måste alltid effekterna jämföras före inkoppling. Om grafikkortet kräver mer ström än vad nätaggregatet kan leverera kommer det inte att fungera. Många grafikkortstillverkare skriver ut ett ungefärligt värde för hur kraftigt nätaggregat en standarddator med det aktuella grafikkortet behöver.

Adapter mellan vanliga 4-pin-kontakten och grafikkortsströmförsörjningen

Adapterns två 4-pin Molex-kontakter bör kopplas till två uttag som sitter på varsin ledning från nätaggregatet, istället för två kontakter som sitter på samma ledning.

Om två grafikkort ska strömförsörjas (SLI eller Crossfire) bör nätaggregatet också ha stöd för det. Då finns det flera PCI-express-power-kontakter och nätaggregaten är ofta märkta med exempelvis Nvidia SLI Ready; annars behövs adaptern ovan.

Att jämföra olika grafikkortslösningar

Utvecklingen på grafikkortsmarknaden går i en rasande fart. Denna bok ger inga modell­specifika rekommendationer när det gäller val av grafikkort eftersom sådana råd hade blivit föråldrade väldigt snabbt. För att hitta grafikkortet som är det mest ändamålsenliga i aktuellt dagsläge rekommenderar vi istället nättidningar som löpande testar grafikkort och aviserar nyheter (se nedan).

Jämförelsetest

Det maximala antalet bildrutor per sekund som olika grafikkort kan generera, är ett vanligt sätt att mäta hur bra grafikkorten är. Det görs oftast genom att pressa korten till deras yttersta i de senaste spelen. De ställs mot varandra på olika upplösningar och med olika bildbehandlingstekniker för att se vilket kort som klarar sig bäst överlag.

I många fall används också diverse testmjukvaror som sätter poäng på datorsystemet utifrån hur bra det presterar i olika sammanhang.

Det finns många bra webbplatser som skriver om de senaste grafikkorten och hur de presterar i förhållande till varandra. Här följer ett urval:

Sweclockers har både ett väluppdaterat nyhetsflöde över vad som händer på hårdvaru­fronten och ett stort forum med medlemmar som gärna delar med sig av sina erfaren­heter. Sist men inte minst sänder de ett webb-TV-program varannan fredag där de samman­fattar vad som har hänt i datorvärlden. Genom att kolla på det går det att lätt att hänga med i vad som händer på bland annat grafikkortsfronten.

Jonas Thörnqvist och Emil Åkered på Sweclockers håller Sveriges tekniknördar uppdaterade genom webb-TV-programmet Fredagspanelen.

Referenser

17. PCI-SIG (2011). PCI Express 3.0 Frequently Asked Questions. FAQ-artikel hämtad 2011-07-18. www.pcisig.com/news_room/faqs/pcie3.0_faq/PCI_Express_3_0_FAQ_06092011.pdf

Senast ändrad: 2015-11-17

Meddelande från Kjell & Company

"Din webbläsare är gammal, och vi kan inte lova att innehåll visas korrekt, eller full funktionalitet. uppdaterar din webbläsare nu!

Hej, vi använder cookies för att kjell.com skall fungera bättre för dig. Genom att fortsätta använda vår webbplats samtycker du till detta. Läs mer » Ok

Meddelande från Kjell & Company

Cookies är avslaget i din webbläsare. För att kunna använda internetbutiken måste din browser stödja cookies (mer information).