[มะพร้าวห้าวขายสวน]คุยเพื่องเรื่อง Graphic card (การ์ดจอ)

ห่ะบัตยูววว.....

อัพเดทเอนทรีสาระคอมพิวเตอร์ที่พอจะหามาได้ มาฝากให้อ่านพอได้ความรู้ไปเต็มๆ เจาะลึกกับเรื่องส่วนประกอบที่สำคัญๆ และในที่นี้ก็ได้ยกเอาส่วนหนึ่งของชิ้นส่วนคอมพิวเตอร์นำมาเสนอ นั่นคือ อุปกรณ์เร่งการแสดงผล หรือที่เรียกติดปากว่า "การ์ดจอ" และตัวอย่างการ์ดจอที่ใช้กับช่องเสียบแบบต่างๆ ครับ

----------------

การ์ดจอคืออะไร...?

การ์ดจอ จัดเป็นอุปกรณ์เสริม และ/หรือ ถูกติดตั้งมาแล้ว เพื่อช่วยในการแสดงผลทางภาพในด้านแสง สี หรือช่วยเร่งประสิทธิภาพในการแสดงผลทั้งด้าน 2D และ 3D การ์ดจอในปัจจุบันมี 2 รูปแบบ คือ

- แบบติดมากับอุปกรณ์อื่นอยู่แล้ว (on-board, on-chip, integrated) รูปแบบของการ์ดจอชนิดนี้จะฝังมาพร้อมกับ mainboard ในรูปแบบ chipset เฉพาะ หรือติดมาพร้อมกับ CPU จากผู้ผลิตโดยตรง การทำงานนั้นจะอาศัยหน่วยความจำระบบร่วมกัน ซึ่งจะทำให้ระบบต้องกันพื้นที่เพื่อให้ชิปประมวลผลได้ใช้งาน (หลักๆ ที่เรียกปัญหานี้ว่า "แรมหาย") ทำให้ผู้ใช้ไม่ต้องเพิ่มเงินเพื่อซื้ออุปกรณ์มาติดตั้งเพิ่ม หรือเผื่อเก็บเอาไว้อัพเกรดในอนาคต

- แบบแยกเป็นสัดส่วน (discrete card) รูปแบบของการ์ดจอชนิดนี้จะเป็นอุปกรณ์ติดตั้งเสริม (expansion-slot) ต่างหาก แถมนิยมเรียกกันสั้นๆ ว่า "การ์ดจอแยก" เพราะว่าการ์ดจอชนิดนี้ต่างจากแบบข้างต้น คือ แยกเป็นสัดส่วนเฉพาะ มีชิปหลัก ชิปหน่วยความจำ ช่องเชื่อมต่อ มีวงจรระบบเป็นของตนเอง และมี interface (รูปแบบการเชื่อมต่อกับ mainboard) 3 แบบคือ PCI, AGP และ PCI-Express มีให้เลือกติดตั้งตามกำลังทรัพย์ หรือตามประสิทธิภาพอีกด้วย

----------------

ชนิดของสล๊อท หรือ Interface การ์ดจอที่มีใช้อยู่ปัจจุบัน

สำหรับรูปแบบการ์ดจอแบบแยกเป็นสัดส่วน จะมีวิวัฒนาการการรับส่งข้อมูลที่สูงขึ้นเรื่อยๆ ตั้งแต่อดีต ปัจจุบัน และที่กำลังจะเกิดในยุคต่อๆ ไป โดยการ์ดจอนั้นจะมี interface ที่จัดเฉพาะ และเน้นกำหนดการทำงานให้เป็นอุปกรณ์ความเร็วสูง ควบคุมโดย Northbridge เพื่อให้ติดต่อกับ CPU กับ RAM ได้โดยตรงในการรับ/ส่งผ่านข้อมูลกราฟฟิคในแต่ละโปรแกรม ที่กำลังถูกเรียกใช้งาน และสามารถตอบสนองได้ทันทีทันใด มาถึงตรงนี้ "การ์ดจอ" จะมี Interface ที่นิยมใช้กัน 2 มาตรฐานใหญ่ๆ ก็คือ AGP และ PCI-Express ส่วน PCI นั้นจะไม่พูดถึง เพราะถือว่าไม่ใช่การเชื่อมต่อที่ต้องใช้ความเร็วในการเข้าถึงอุปกรณ์สูงมาก

- AGP (accelerated graphics port) เปิดตัวตั้งแต่ปี 1997-2004 เป็น Slot ที่ถูกพัฒนาขึ้นมาทดแทนสลอท PCI ที่ทำงานได้ช้า และต้องผ่านการเชื่อมต่อกับ southbridge chipset เสมอ เพื่อตอบสนองความต้องการทางด้าน Graphics ดังนั้นจึงต้องเปลี่ยนมาเชื่อมต่อเข้ากับ northbridge chipset เลย แต่ยังใช้ลักษณะการส่งต่อข้อมูลแบบ parallel โดยเริ่มพัฒนาตั้งแต่ AGP 2X มาจนถึง AGP 8X ที่มีความเร็วสูงสุด 2.1 GB/s. เมื่อเทียบกับ PCI ที่มีความเร็วเพียง 66-133 MB/s. (เร็วกว่ากันประมาณ 3 เท่า) AGP แยกส่วนประกอบเป็น 2 ส่วนคือ AGP Slot และ AGP Card

AGP Slot คือส่วนที่เป็น Slot ติดตั้งอยู่บน Mainboard มี 5 แบบตามรูป มีทั้งแบบธรรมดา และแบบใช้กับการ์ดจอที่เน้นประสิทธิภาพสูง

AGP card คือการ์ดจอที่ใช้ Interface AGP และการติดตั้งจะบังคับให้ตรงช่องบน Mainboard พอดี ถึงจะสามารถทำงานได้เต็มที่ เมื่อเปิดเครื่องใช้งาน

ด้านล่างนี้คือตัวอย่างการ์ดจอแบบ AGP

ทำไมการ์ดจอ AGP บางรุ่นถึงใส่เข้า Slot บางชนิดไม่ได้? : เนื่องจากกว่า มาตรฐานความเร็วในการรับส่งข้อมูล คือส่งที่จะบ่งชี้ว่า การ์ดจอของคุณ สามารถรันได้กี่ X ด้วยเหตุที่ว่า ถ้าไม่มีร่องบากบนการ์ดจอ จะทำให้ไม่สามารถแยกแยะออกได้ว่า การ์ดจอตัวนี้จะสามารถใส่ได้กับช่องเสียบการ์ดจอชนิด มาตรฐานความเร็วนั้นๆ ได้หรือไม่

ถ้าหากช่องเสียบการ์ดจอเป็นแบบ Universal แต่รันได้ 4X หากนำการ์ดจอที่มีความเร็วสูงกว่า(8X)หรือต่ำกว่า(2X )มาเสียบใช้งาน ประสิทธิภาพจะเป็นอย่างไร? : ถ้าหากนำการ์ดจอที่มีความเร็วในการรับส่งที่สูงกว่า มาใส่กับช่องเสียบการ์ดจอที่มีความเร็วต่ำกว่า(แต่สามารถรองรับได้ทุกแบบ)ประสิทธิภาพจะเท่ากับช่องเสียบการ์ด หรือเร็วขึ้นพียงเล็กน้อย แต่...ถ้าหากเอาการ์ดจอที่ความเร็วในการรับส่งต่ำว่า มาเสียบใช้งาน แน่นอนว่าประสิทธิภาพจะลดลงโดยทันทีเมื่อใช้งาน...

- PCI-Express สลอทที่พัฒนามาเพื่อแทนที่มาตรฐาน AGP เปิดตัวและผลิตใช้งานตั้งแต่ปี 2003-ปัจจุบัน ส่วนมากพัฒนามาจากสล๊อท PCI เดิมที่ถือว่าเป็น "แม่แบบ" ของระบบการรับ-ส่งผ่านข้อมูลที่คิดค้นขึ้นโดย Intel เดิมนั้นมีความเร็วสูงถึง 133 MHz ซึ่งมักจะเชื่อมต่อเข้ากับ SouthBridge chipset แต่ PCI-Express จะเปลี่ยนระบบรับ-ส่งผ่านข้อมูลจากที่เคยติดต่อกันสองทางแบบขนาน (Parallel) มาเป็นแบบอนุกรม (Serial) ใช้การ Switch เพื่อจัดสรรการรับ-ส่งผ่านข้อมูลแบบจุดต่อจุด (Point-to-Point) และเลือกที่จะติดต่อเข้า NouthBridge chipset บน Mainboard โดยตรงเหมือนกับสล๊อท AGP นอกจากนี้ สิ่งหนึ่งที่ควรรู้คือ ช่องเสียบการ์ดจอ PCI-Express สามารถรองรับอุปกรณ์ PCI-Express อื่นๆ ที่ไม่ใช่การ์ดจอได้อีกด้วย

สล๊อท PCI-Express มีให้ใช้งานได้ตั้งแต่ 1X 4X 8X ไล่ไปจนถึง 16X ซึ่งถือว่าสูงสุดแล้ว มาตรฐานความเร็วในการรับ-สูงข้อมูลจะต่างกันไปตามเวอร์ชั่นที่ผลิตออกมารองรับ โดยเริ่มตั้งแต่ 1.0, 2.0, 3.0 และปัจจุบัน 4.0 รวมถึงที่กำลังจะออกมาตรฐานใหม่ในอนาคต รูปร่างหน้าตาของมันจะเป็นดังรูป

ด้านล่างนี้คือหน้าตาของการ์ดจอ PCI-X

(บน) ASUS ENGTX550TI 1Gb (ล่าง) PowerColor HD6790 1Gb

ถ้านำการ์ดจอ AGP มาใส่กับ PCI-X จะสามารถรองรับได้หรือไม่? : ไม่ได้ เพราะรูปแบบการเชื่อมต่อเป็นคนละมาตรฐานกัน ดังนั้น หากนำการ์ดจอ AGP มาใส่สงในช่อง PCI-Express หน้า interface กับ slot จะไม่ตรงกันเลย ยกเว้นว่า interface กับ slot จะต้องตรงกันเท่านั้น ซึ่งจะเป็นไปตามรูป

การติดตั้งที่ถูกต้อง Slot PCI-Express จะตรงกับ interface ตัวการ์ดจอพอดี

การติดตั้งที่ผิด Slot PCI-Express จะไม่ตรงกับ interface AGP บน mainboard เนื่องจากตัวการ์ดจอเป็น PCI-Express ซึ่งเป็นกันคนละมาตรฐาน ดังนั้นจึงไม่สามารถนำมาใส่ร่วมกันได้

สมมุติว่าถ้านำการ์ดจอ PCI-X ที่เป็นมาตรฐาน 1.0 ไปใส่กับมาตรฐาน 3.0 หรือ นำการ์ดจอ PCI-X ที่เป็นมาตรฐาน 3.0 ไปใส่กับมาตรฐาน 2.0,1.0 จะสามารถรองรับได้หรือไม่? : ได้ เพราะตรงช่องอยู่แล้ว แต่จะมีผลต่อประสิทธิภาพการทำงาน ด้านการรับส่งข้อมูลมากกว่า เหมือนกับกรณีของการ์ดจอชนิด AGP

ประมาณว่าการ์ดจอที่รองรับมาตรฐาน 3.0 เมื่อเอามาวิ่งบน mainboard ที่รองรับได้สูงสุดแค่มาตรฐาน 2.0 มันก็จะโดนบังคับให้วิ่งได้แค่ 2.0 เท่านั้น กลับกัน เมื่อนำการ์ดจอที่รองรับมาตรฐาน 2.0 ไปวิ่งบน 3.0 การ์ดจอก็ทำงานเต็มประสิทธิภาพได้สุดที่มาตรฐาน 2.0 โดยที่ประสิทธิภาพจะหายไปเพียงเล็กน้อย

----------------

มีเทคโนโลยีอะไรบ้างที่ทำให้การ์ดจอมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น

- Multi graphic cards การ์ดจอ PCI-X สามารถต่อพ่วงเข้ากับการ์ดจออีกตัวหนึ่งเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพได้โดยมี Bridge ต่อร่วม หรือจากการควบคุมของ chipset ที่รองรับอยู่นั่นเอง เมื่อต่อการ์ดจอมากกว่า 1 ตัวขึ้นไป ในยุคแรกเริ่มเดิมทีนั้น 3DFX คือผู้บุกเบิกนวัตกรรมดังกล่าว แต่ในท้องตลาดปัจจุบันนั้นจะมีอยู่ ทั้ง SLi ของ Nvidia และ Crossfire ของ AMD/ATi โดยการ์ดจอทั้งหมดที่ถูกพ่วงเข้าด้วยกันนั้นจะผลัดกันประมวลผลไปเรื่อยๆ และช่วยให้สามารถแสดงผล 2D 3D กับจอภาพหลายๆ จออีกด้วย

(บน) Gigabyte GV-N950WF2OC-2GD (ล่าง) ASUS STRIX R7 370 DC2OC2-GD5 GAMING

และสำหรับอุปกรณ์พ่วงการ์ดจอนั้นจะไม่สามารถใช้ร่วมกันได้ เพราะในฝั่ง Crossfire ของ AMD/ATi จะมีหน้าสัมผัสสำหรับเชื่อมต่อ bridge ถึง 40 (20) จุด ส่วน SLi ของ Nvidia จะมีหน้าสัมผัสสำหรับเชื่อมต่อ bridge ถึง 26 (13) จุด ตามรูป

การ์ดจอในเวอร์ชันใหม่ๆ อาจไม่จำเป็นต้องใช้ bridge เพื่อเชื่อมต่อการ์ดจอหลายตัวเข้าด้วยกัน เนื่องด้วย chipset ยุคหลังๆ สามารถจัดสรรช่องทางติดต่ออุปกรณ์ระหว่างกันได้ ไม่ต้องเสียเวลาไปหาอุปกรณ์มาใส่เพิ่มอีกชิ้นเปิดการทำงานฟีเจอร์นี้

หากติดตั้งการ์ดจอคนละยี่ห้อ คนละมาตรฐานการเชื่อมต่อเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ซึ่งเมื่อก่อนจะมีผลทำให้ระบบทำงานไม่สมดุล หรือมีข้อขัดแย้งหลายๆ อย่าง ซึ่งแนวคิดของการนำเอาการ์ดจอคนละยี่ห้อ คนละมาตรฐานมาเชื่อมต่อเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพนี้ ได้มีเทคโนโลยีหนึ่งที่ออกมารองรับแล้วในมาตรฐาน DirectX 12 ซึ่งอาจไม่จำเป็นต้องพ่วงการ์ดจอคนละมาตรฐานเข้าด้วยกันอีกต่อไป


- Virtual Memory graphic card การ์ดจอ PCI-X ที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพ โดยอาศัยหน่วยความจำระบบร่วมกัน เป็นการ์ดจอที่ใช้คุณลักษณะเดียวกันกับแบบ on-board เพียงแต่เป็นการยืมพื้นที่หน่วยความจำระบบเพียงชั่วคราว ต่อการเรียกใช้โปรแกรมในแต่ละครั้ง และจะคืนกลับเหมือนเดิมไปเมื่อเลิกใช้ การ์ดจอชนิดนี้มีราคาถูก แต่ในปัจจุบันนั้นไม่ได้เป็นที่นิยมแล้ว โดยเทคโนโลยีนี้จะมีอยู่ในการ์ดจอระดับราคาถูก คือ TurboCache จาก Nvidia และ HyperMemory จาก AMD/ATi

 Axtrom GF7200GS-TC (TurboCache)

Gigabyte GV-R455HM-512 (HyperMemory)

----------------

ปัญหาและการแก้ไข

- เปิดเครื่องติด แต่หน้าจอไม่ขึ้น POST เกิดจากการ์ดจอหลวม ให้เปิดฝาเคสแล้วลองขยับการ์ดจอให้แน่น ขันสักรูให้เรียบร้อย บางทีตัวเคสที่ออกแบบมาไม่ดีก็มีผลไปทำให้อุปกรณ์บางตัวติดขัด หรือหลวมได้ หากเป็นไปได้ให้ทำการแก้ไขเคสคอมพิวเตอร์ให้มีความมั่นคง แข็งแรง แล้วประกอบเข้าคืนก่อนเปิดทดสอบดู

- มีเส้นสีเพี้ยนๆ ขึ้นตามแนวตั้ง เกิดจากชิปการ์ดจอใกล้จะเสียหายเนื่องจากใช้งานมานาน ให้หยุดใช้งานทันที หรือหากเกิดจากการที่ระบบระบายความร้อนแยกออกจากตัวชิปประมวลผลหลัก ให้นำออกมาทำการปรับปรุง เช่น แก้จุดยึด เปลี่ยนซิลิโคนระบายความร้อนเมื่อเห็นสมควรแล้วว่าหมดสภาพการใช้งาน 

- เปิดเครื่องติด บูตได้ปกติ แต่มีอาการค้างไปดื้อๆ เกิดจากการ์ดจอหยุดทำงานเมื่อพบว่ามีความร้อน หรือสิ่งผิดปกติสะสมจนเกือบถึงจุดอันตราย ให้นำการ์ดจออกมาตรวจสอบ เช่น ตรวจหาภาควงจรจ่ายไฟ ชิปหน่วยความจำ ชิปประมวลผลหลัก ชุดระบายความร้อน ว่ามีร่องรอยชำรุดไหม สมควรจะปรับปรุงด้านไหนบ้าง หากในกรณีที่การ์ดจออยู่ในระยะเวลาประกัน (ซื้อมือหนึ่ง) ให้นำส่งตัวแทนจำหน่ายเพื่อตรวจหาสิ่งผิดปกติ ซึ่งไม่เสียค่าใช้จ่ายใดๆ

- ภาพสีเพี้ยน หรือออกเป็นสีที่ไม่ครบองค์ประกอบ RGB ให้ตรวจสอบการเสียบเชื่อมต่อกับอุปกรณ์แสดงผลทั้งหมด เพราะอาจจะไม่เกิดกับการ์ดจอ แต่เป็นกับสายเชื่อมต่อ


รูปภาพประกอบ - hardwaresecrets.com, Google Images, pcstats.com