하드웨어 7 : Graphic Card

VGA의 정의 VGA (Video Graphic Array). 모니터의 화면을 여러 개의 점으로 배열하여 표시하는 것 컴퓨터에서 처리한 이미지를 모니터에 표시하는 장치 DOS 시절 : CPU에 의해서 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환 Windows 이후 : 2D 영상 처리, 3D 영상 처리, 동영상 재생까지 담당하고 여러 개의 모니터, TV, VCR 과 연결하여 사용 가능하게 함

VGA카드의 구성요소 Chipset RAMDAC Memory CPU가 보낸 명령을 Data로 변환 메모리에 저장하고 RAMDAC에게 신호를 보내 화상 RAMDAC Analog신호를 Digital 신호로 변환 Memory 화면에 표시해야 할 정보를 기억 칼라 수 1600X1200, 16Color = 1600X1200X16=3.66MB 필요 따라서 4MB의 메모리가 필요함

VGA카드의 구조 전원부 그래픽 프로세서 (냉각팬 아래) 비디오 램 DVI 커넥터 AGP버스 부가기능 칩 TV Out 커넥터 모니터 아날로그 커넥터 DVI 커넥터 TV Out 커넥터 전원부

D-SUB방식 : 일반적인 모니터에 사용되는 방식 DVI 방식 Analog – VGA의 신호를 변환 모니터 Digital – 변환이 필요 없음 DVI Port는 3가지 종류 DVI-A : Analog 신호용 DVI-D : Digital 신호용 DVD-I : Analog/Digital 겸용

VGA의 구조 비디오 램 : 영상을 만들어 낼 때 필요한 데이터를 잠시 보관하는 장소(주메모리와 유사한 기능). 해상도를 좌우 부가 기능 칩(옵션) : 기본 기능 이외에 추가 기능을 위한 칩(비디오 입출력, DVI 인터페이스 등) 모니터 아날로그 커넥터 : 모니터와 그래픽 카드를 연결하는 커넥터 TV Out 커넥터 : TV와 연결하는 커넥터 DVI(Digital Video Interface) 커넥터 : 디지털 입출력을 지원하는 모니터에 디지털 신호를 보내기 위한 커넥터 전원부 : 비디오 카드에 전원을 공급하는 부분

그래픽 프로세서 다른 말로 GPU(Graphic Processing Unit) 또는 VPU(Visual Processing Unit) 이라 부름 비디오 램과 그래픽 카드, 메인보드 사이의 데이터 전송을 제어하고, 모니터로 보내는 신호를 만드는 기능을 수행 RAMDAC(Random Access Memory Digital-to Analog Converter)이 내장 – 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환 2D 엔진, 3D 엔진, 비디오 프로세싱 엔진 포함

그래픽 프로세서 3가지 제품군으로 출시 고성능 제품(High Performance) : 그래픽 작업이나 동영상 작업 등 특정 용도에서 최고 성능을 필요로 하는 사용자를 위한 제품 중, 고급형(Main Stream) : 어떤 사용 용도에도 무난한 성능을 발휘하는 제품 보급형 제품(Value) : 일반 사용자를 위해 불필요한 기능을 뺀 제품. 가격 대비 성능이 뛰어남

기능 디지털 -> 아날로그 변환, 2D 영상 처리, 3D 영상 처리, 동영상 재생 처리 멀티미디어 가속 기능 : 동영상을 빠르게 처리하기 위한 가속 기능 3D 그래픽 가속 기능 : 입체 처리를 하는 함수를 사용(다이렉트 X, OpenGL) 향상된 3D 엔진 : CPU의 역할을 대신 (예) 지오메트리 엔진)

인터페이스 AGP 1/2/4/8x 규격 AGP Pro 규격 : AGP의 확장 판. 워크스테이션 용으로 개발. 추가 전원공급이 필요 PCI Express : 차세대 인터페이스. AGP와 호환 안됨 특징 : 클럭의 상향과 하향 시 사용되는 전용 데이터 통로가 존재 -> 데이터의 쌍방향 전송 가능 -> 넓은 대역폭 제공 PCI Express x16 : 현재 가장 많이 언급되는 버스 형태. AGP 8x의 두 배의 대역폭 제공.

성능 그래픽 프로세서의 성능에 의해 좌우된다. 비디오 램의 용량은 그래픽 프로세서의 성능에 맞는 적당한 크기가 좋다. 비디오 램의 버스 폭이 넓을 수록 좋다. 비디오 램의 속도가 빨라야 한다. 설치된 그래픽 드라이버가 안정성이 높아야 한다.

Direct X 그래픽과 사운드에 대한 API 제공 Direct3D : 3D 그래픽 가속 기능을 제어하는 API DirectDraw : 그래픽카드의 기능을 직접 수행하는 API DirectInput : 다양한 게임용 장치를 사용할 수 있는 API DirectPlay : 네트워크에서 여러 사용자가 동시에 게임을 할 수 있도록 만들어진 API DirectSound : 사운드 채널을 직접 제어하고, 버퍼와 직접 데이터를 주고 받을 수 있게 해주는 API DirectVideo : 동영상 재생을 위한 규격 현재 가장 최신버전은 9.0c

통합 그래픽 드라이버 제조회사에 관계없이 사용가능 하도록 만들어진 드라이버 기본 기능 외에 그래픽 카드의 성능을 강화시키고 가속시켜 주는 프로그램들을 제공 가급적 베타 드라이버는 사용하지 않는 것이 좋다. 드라이버 설치만 원할 경우에는 유틸리티는 설치를 하지 않는 것이 좋은 경우도 있음.

하드웨어 8 : 사운드 카드

정의 아날로그 파형의 소리를 디지털 데이터로 저장하거나, 디지털 데이터로 저장된 소리 파일을 아날로그 신호로 변환시켜 재생하는 장치 사운드 칩셋의 기능 DAC(Digital to Analog Converter) : 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환 ADC : 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환 음을 생성할 수 있는 신디사이저 기능 컴퓨터와 MIDI 장비들간의 데이터를 서로 주고 받을 수 있게 해주는 MIDI 인터페이스 기능

구조 DSP

작동원리 입력 출력 아날로그 신호가 마이크 등을 통해 사운드 카드로 전달 신호는 사운드 칩셋으로 전달되고 ADC을 통해 디지털 신호로 변환(Sampling)되어 파일로 저장 출력 파일의 디지털 신호를 DAC가 아날로그 신호로 변환 사운드 파형은 카드의 외부출력 단자를 통해 스피커에 전달 사운드 파형이 전달된 스피커 자석의 진동이 공기를 진동시켜 소리를 재생

샘플링 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꿀 때, 소리를 여러 개로 잘라 표본을 추출해 디지털 데이터로 만드는 작업 1초 동안 측정한 횟수가 많을수록, 소리의 변화를 더 세분화할수록 좀더 좋은 소리를 얻을 수 있다. 샘플링 주파수 1분 동안의 측정 횟수 세분화 측정 횟수 많게 샘플 비트 (진폭의 변화 단계)

3D 사운드 입체 음향 : 사운드를 통해 공간감각을 느끼는 것 각각의 채널 출력을 별도로 관리하여 각 스피커 별로 음량이나 등장하는 악기, 소리 등이 다르게 출력 사용 소프트웨어 : 다이렉트 3D 사운드, EAX(Environmental Audio eXtension)

멀티미디어 압축기술 AVI : Windows 동영상 재생 포맷 JPEG MPEG Audio, Video정보를 Digital Audio방식으로 압축 속도가 빠름 JPEG 컬러 정지영상의 데이터를 압축 MPEG PC환경에서 동영상을 편리하게 취급 CD, Digital 기록매체를 효율적으로 사용 동영상 압축 표준안

음성압축 포맷 RA, RAM, RM MP3 MP4 VQF 네트워크에서 실시간으로 멀티미디어 데이터 전송 Real Audio 포멧으로 음질이 떨어짐 MP3 44.1Khz CD 음질을 지닌 오디오 사운드 데이터 최대 1/12까지 압축 가능 MP4 MP3보다 30%정도 압축률이 높고 음질도 뛰어남 VQF MP3수준의 음질을 인터넷에서 즐기기 위해 개발

스피커 선택 컴퓨터용 스피커를 선택 : 효과음을 비롯해서 다양한 음향을 재생한 목적으로 설계 정격출력이 높은 것 선택 : 일반적으로 20~50W 서브 우퍼를 사용하려면 나무로 만든 것 선택 스피커 유닛이 큰 제품 선택 음악 감상용으로 2웨이 방식 스피커 선택 3D 입체 사운드를 즐기려면 5.1 채널 지원 스피커 선택