Ekran kartı, belirli bir bellek ve işlemci kapasitesi kullanarak grafiksel hesaplamayı yapan araçtır, başka bir tabirle oyunlarımızı ve grafik programlarımızda temel işlemleri yapan donanım. İlk ekran kartı Apple’ın 1981 yılında ürettiği bilgisayarlarına kadar dayanır ama tek renk sunabilen bir kart söz konusuydu.
Ekran Kartı Nedir
- Tarihçe
- Nvidia ve AMD (GeForce ve Radeon)
- GPU’nun lojik tasarımı
- Telefonlarda GPU
- Çözünürlüğe göre ideal güncel ekran kartı
- Ekran kartı özel: Quadro ve FirePRO
Tarihçe
İlk 3 boyutlu modelleme yapabilen kartların üretimi en fazla 20 sene öncesine dayanır. 3DFX Interactive firması 3DFX Voodoo Graphics ile bu işlemleri yapabilmekteydi. 1999’da nVidia ilk GeForce ekran kartını (GeForce 256) sunmuştur ve rekabetler başlamıştır. Kartın 128 bit olması ve GTX 960M’in de 128 bit olması, bitin önemini hemen hemen açıklamaktadır. (Ancak katsayı görevi görebilir) ATI ise ilk atılımını kısmen daha önce yapmıştır. (ATI artık AMD oldu)
Nvidia ve AMD (GeForce ve Radeon)
Mevcut en güçlü GeForce ekran kartı GTX 1080 iken, AMD tarafında her ne kadar Radeon RX 480 çıkmış da olsa, halen Radeon Fury X idir. (Yazıyı yazdığım tarih Haziran 2016, bu yüzden bu güncellik bu tarihe göredir) nVidia’nın kartı daha güçlü de olsa, AMD özellikle yeni RX 480 kartında çok iyi bir fiyat performansa sahip olacaktır.
nVidia, pek çok geçerli benchmark testinde rakibinden genel olarak daha fazla performans vermektedir ama fiyatı da buna oranla daha fazladır. nVidia genel olarak güç tüketiminde de oldukça başarıldır. Son GTX 1060, tahminlere göre sadece PCI üzerinden beslenecek ve buna rağmen oldukça iyi performans verecektir. Anlayacağınız üzere ekran kartları, iyi ekran kartları genel olarak ekstra güç bağlantısı gerektirir. Pin sayısı değişse de, Power dediğimiz donanım birimi genel olarak hepsinden barındırır.
nVidia tarafında çift GPU kullanan ekran kartları olduğu gibi, AMD tarafında da bu böyledir. En meşhur çift GPU kart GTX 590’dır (Bana kalırsa) ve AMD’nin HD 6990 kartı da oldukça meşhurdur. Şu anda Titan Z gibi kartlar, halen çift GPU furyasında yerini korumaktadır. Bir GTX 1090 gelirse şayet, oldukça güçlü olacaktır veya yeni bir çift GPU Titan. Kartlar birden fazla olacak şekilde takılabilir. GTX 590’dan 2 tane kullanılması durumunda sınırlara ulaşılacağı gibi, GTX Titan X’den 4 taneye kadar takılabilir. Server bilgisayarlarda bu sayının artabileceğini düşünüyorum ama verim düşecektir. (Evet, 4 tane Titan X, tek Titan X’den en fazla 3.6 kat performanslı olabiliyor) Bu hususta söyleyeceğim son şey, 2 adet GTX 590, yani 2011 yılının en kuvvetli ekran kartı sistemi, şu anda GTX 980M olarak bilinen tek bir ekran kartı yongasına eş değer performans veriyor. Teknoloji halen ilerlemede hızını kaybetmedi ve teknoloji durmayacak, ta ki insanlığın sonuna kadar.
GPU’nun lojik tasarımı
Öncelikle belirtmek istediğim şey, ideal GPU, ideal bir CPU’dan daha fazla transistöre (Bir kaç kat kadar) sahiptir. Bellek donanımları, güç düzeni için kondansatörler, GPU’nun kendisi ve gömülü direnç gibi pek çok eleman içerir. (Ve daha başka pek çok mikrodenetleyici) Şunu bilmek gerekir ki, GPU’nun lojik tasarımı, CPU’dan oldukça farklıdır. Bu bağlamda aşağıya koyacağım iki resim, GPU’nun iç yapısını ve lojik tasarımını özetleyecektir.
Üstteki fotoğrafta 2560 Cuda Core içeren bir GPU görülmektedir. Aslında mimari değişimleri ve transistör küçülmeleri dışında ekran kartı firmaları ne yapacağını bildikleri için çok büyük eforlar harcamamaktadır, inancıma göre en büyük eforlar ilk tasarımlarda harcanmıştır. Tek bir çekirdeğin dahi en az 1 milyon transistör içermesi sebebiyle (Her ne kadar bloklar halinde de olsa) tasarımını incelemek burada mümkün olmayacaktır. Koyduğum alttaki fotoğrafta ise temel blok mantığı anlaşılabilir. Bu fotoğraf için, 3 temel rengin olduğunu ve her bir piksele hangi rengin verileceği lojik kapı seçim mantığıyla yaklaşılacağı unutulmamalıdır. Bu fotoğrafta bir BCD sayıcı görülmektedir. Burada bilinmesi gereken, en fazla 8 sayısı için tüm ledlerin çalışacağı ve 0-9 arasında sayma yapacağıdır. Tam 7 LED ile 0-9 arası sayma yapabilen bu sayıcı, ekran kartlarının her bir pikselin rengi için en az 3 ayrı seçici olduğunu ve bu kapasitenin ekran kartının anahtarlama hızıyla doğru orantılı olduğunu göstermektedir. Ekranda detay arttıkça (Çözünürlük değil) her bir piksel daha detaylı ve daha hızlı değişeceğinden ekran kartının kuvvetli olması aşikar olacaktır. MSAA ve FXAA gibi bileşenler pikseller için adeta fit giysi olduğundan, bu özellikler ekran kartlarını zorlamaktadır. Çözünürlük de piksel sayısını arttıracağından aynı detay seviyesinde hemen hemen orantılı olarak daha fazla ekran kartı gücü gerektirecektir. Denilecekler bunlar.
Telefonlarda GPU
Bugünlerde en hızlı gelişen teknolojilerden biri de telefonlarda ekran kartlarıdır. Adreno, Apple ve Mali başlıkları adı altında telefon ekran kartları bulmak mümkün. En iyi mobil ekran kartı (Apple A9X işlemcide bulunan Imagination PowerVR serisinden bir kart) bilindik bir kart olan GeForce GT 540M’e denk performans sunmaktadır. Güncel kartlar rahatlıkla San Andreas’ı 1080p çözünürlükte oynatabilmektedir ve 2 sene sonrasının en güçlü mobil ekran kartı mobil GTA IV oynatabilecektir. (Tahminlerim bu yönde)
Çözünürlüğe göre ideal güncel ekran kartı
Bugünlerde 1080p oynamak için çok güçlü ekran kartları gerekmiyor, ben de size çözünürlüğe göre ekran kartı listesi hazırladım. Bu ekran kartları sırasıyla notebook ve masa üstü kartları olacak olup, gereken en zorlu oyunlar için düşünülmüştür, ideal durum için değil.
- 1366*768: GTX 950M/GTX 960M – GTX 750 Ti
- 1920*1080: GTX 970M – GTX 960
- 2560*1440: GTX 980 (Masa üstü ile aynı donanımdaki notebook kartı) – GTX 1060
- Ultra HD: GTX 980 SLI (Notebook) – GTX 1080
- 8K: Herhangi bir notebook sistemi yeterli cevabı veremezken, masa üstünde GTX Titan X 4X SLI ancak yetmektedir.
Surround 8K (24K): Mümkün olan son teknoloji ile yeterli cevabı alabilmek zor. 4 adet Quadro M6000 veya Tesla kartları ile yeterli hafızayı sağlasak bile, ki mesela GTA V’de hafıza 90 GB’lara yaklaşacaktır ve hafızamız 96 GB (Son ayarlarda, MSAA 8X, FXAA: ON); bu tarz ayarlarda alacağımız FPS en fazla 3 olacaktır. Bunu 1366*768’e vurursak, 100 kata kadar FPS kazanırız ama GTA V’in FPS limiti 188 olduğundan, buna gerek kalmayacaktır. Yani, güncel donanımlar birbirine yetmiyor sevgili Mühendis Beyinler. Tabii olası sınırlarda bu durum geçerli.
Önemli NOT: Dediğim şey uçuk kaçık gelebilir ama YouTube üzerinde çeşitli tabiri caizse fetiş videolar dolanmakta. Örneğin; önemli bir YouTube kanalında 4x Titan X ile çekilmiş bir videoda, sadece 5K çözünürlükte ve MSAA: 2X iken video kullanımının 26 GB civarında olduğu görülmekte. Siz bir de bunu Surround 8K ve MSAA: 8X iken düşünün. Yazdıklarımın hiçbiri uydurma değil ama Surround 8K’nın mevcut donanım teknolojisi ile düzgün kullanılabileceğinde bir miktar şüphem var, yine de 8K tek başına ve Surround 4K da bütünüyle kullanılabilmekte. Unutmadan, her ne kadar kaynaklar GTA V’in oldukça fazla bellek kullandığını da gösterse, 4 kartın hafızayı 4’e katlama olasılığı da mevcut, bu teknoloji (SLI veya CrossfireX bellek) halen yeterli gelişimi kat edebilmiş değil.
Edindiğim son bilgiye göre ise tek bir kart ile GTA V Surround 4K çözünürlükte tam 14 GB VRAM kullanmakta, bu da Quadro M6000 veya yüksek bellekli tek bir Tesla kartının hafıza olarak yeteceğini de gösterse, FPS maalesef 1 olacaktır. Tesla kartları tek başına çok kuvvetli de olsa, 24 GB’a yakın bir bellek kullanımı ile Surround 8K – Maxed Out (En yüksek ayarlar) seviyesinde Tesla kartları bile 1 fps verecektir. Bunu tek bir Titan X’in normal 4K – Maxed Out seviyesinde aldığı 11 – 13 fps ile teyit etmek mümkün. Zira son teknoloji ile en yüksek çözünürlük Surround 8K, yani 4K’nın 12 katı olacaktır.
Ekran kartı özel: Quadro ve FirePRO
Belirtmek istediğim son şeylere değinelim ve bu konuyu da bitirerek yazımızı noktalayalım. Öncelikle SLI veya CrossFireX durumunda bellekler artık toplanıyor. Her ne kadar bellek önemsizdir deseler de, siz onlara aldırmayın. GTA V, iddia ediyorum, 90 GB’a kadar bellek kullanabilir, bu da tek bir ekran kartı bellek sisteminin yeterli geleceği anlamına gelir, her ne kadar çözünürlük, 1366*768’in 100 katı da olsa. RAM ise en fazla 16 GB yetecektir, ne kadar ironik ama görüntü inanılmaz lezzetli olacaktır. Full HD için en az 4 GB ekran kartı belleğiniz olsun artık, 1366*768 için ise 2 GB.
Quadro ve FirePRO’lar benzer iş görmektedir, profesyonel kullanıcılar için tasarlanmıştır. Quadro ekran kartlarından bahsedecek olursak, tek kart 24 GB’a kadar belleğe sahip olabilir. 4 kart ile 96 GB eder. Bu kartın temel farkı VideoBios yazılımından ileri gelir. Önceleri sadece yazılım atarak normal bir kartı Quadro’ya çevirmek mümkün idi ama artık donanımsal değişiklikler de mevcut ve bu da sıradan bir kartı tam bir Quadro haline getiremiyor.
Şunu belirtmek isterim ki, artık çoğu profesyonel uygulama sadece grafik bazlı gücü kullanmaktadır ama yazılım gücü gereken uygulamalarda ise en vasat “güncel” Quadro bile, GTX 1080’i bir hayli geçecektir. Bu yazım da burada son buluyor, okuyanlara teşekkür ederim. Diğer yazımda görüşmek üzere.