그래픽 카드 부품

그래픽 카드는 부품이 놓인 인쇄 회로 기판으로 이루어져 있습니다.

인쇄 회로 기판

전자공학에서 인쇄 회로 기판 혹은 Printed Circuit Board(PCB)는 저항기, 콘덴서, 집적 회로 등 전자 부품을 인쇄 배선판의 표면에 고정하고 부품 사이 구리 배선으로 연결해 전자 회로를 구성한 판입니다.

기계적 지원에 사용되고 동 기판에서 비전도 "기판"으로 습식 식각한 전도선이나 신호 선을 사용하여 전기적으로 전자 부품을 연결합니다. 대체 명칭으로 인쇄 와이어 본딩(PWB)과 식각 와이어 본딩으로도 불립니다. 전자 부품이 "부착된" 보드는 인쇄 회로 조립(PCA)이라고도 불리며, 인쇄 회로 기판 조립(PCBA)이라고도 알려져 있습니다.

인쇄회로기판은 튼튼하고 저렴하며 높은 신뢰성 있습니다. 많은 배치 노력이 필요하고 전선 연결이나 접점간 구성보다 초기 비용이 비싸지만, 훨씬 저렴하고 빠르며 높은 생산선을 유지합니다.

그래픽 처리 장치

그래픽 처리 장치 또는 GPU(Graphics Processing Unit)는 메모리를 빠르게 처리하고 바꾸어 화면으로 출력할 프레임 버퍼 안의 영상 생성을 가속하도록 설계된, 전문화된 전자 회로입니다. VPU(Visual Processing Unit)라고도 합니다.

GPU는 3차원 그래픽 렌더링에 필수적인 부동소수점 계산에 최적화된 전용 그래픽 마이크로프로세서입니다. GPU의 기본 특성은 현대의 카드 기준으로 보통 250MHz에서 1200 MHz 속도를 내는 코어 클럭 속도와 3D 이미지를 픽셀로 변환하는 파이프라인의 수(버텍스 셰이더, 프레그먼트 셰이더)입니다.

GPU는 임베디드 시스템, 휴대 전화, 개인용 컴퓨터, 워크스테이션, 비디오 게임 콘솔, 인공지능, 무인 자동차, 클라우드 컴퓨팅 등에 사용됩니다. 현대의 GPU는 컴퓨터 그래픽과 영상 처리를 매우 효과적으로 처리하며, 고도의 병행 구조는 큰 덩어리의 영상 데이터가 병행 처리되는 알고리즘에 다용도 CPU보다 능률적입니다. 개인 컴퓨터에서는 GPU는 그래픽 카드에 부착되고, 메인보드나 CPU에 따라서는 다이에 포함되기도 합니다.

'GPU'라는 용어는 1999년 엔비디아에서 지포스 256을 '세계 최초의 GPU'로 판매하면서 널리 알려졌습니다. 지포스 256은 단일 칩 프로세서와 통합된 TCL(Transform, Clipping and Lighting), 초당 1천만 개 이상의 폴리곤(다각형)을 처리할 수 있는 렌더링 엔진을 갖추고 있었습니다. 라이벌인 ATI 테크놀로지스는 2002년 라데온 9700을 발매하면서 'VPU'(영상 처리 장치)라는 용어를 사용하였습니다.

GPU는 그래픽과 관련된 연산을 할 때에 CPU의 부담을 크게 줄일 수 있습니다. MAC OS는 10.6부터 최초로 운영 체제 수준에서 GPU를 사용하기 시작하였습니다.

비디오 메모리

비디오 카드가 메인보드 통합형인 경우 컴퓨터 램 메모리의 일부를 직접 사용하는 것이 보통입니다. 통합형이 아닌 경우, 그래픽 카드가 자체적으로 비디오 램(VRAM)을 장착하고 있습니다. 현대의 그래픽 카드 메모리 용량은 128MB부터 32GB까지 다양합니다. 2003년 이전에는 DDR SDRAM 기술 기반이었지만, 그 뒤에는 더 뛰어난 DDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5 등의 기술을 사용합니다. 현대의 비디오 카드들의 메모리 클럭 속도는 보통 400 MHz에서 1.6 Ghz 사이입니다. 비디오 메모리에서 아주 중요한 요소는 3D 그래픽의 심도를 관리하는 Z 버퍼입니다. 추가로, GDDR4 또는 GDDR5의 뜻은 메모리의 클럭을 GDDR 원하는 수만큼 배로 늘리는 것입니다. 예시로, 1000 MHZ의 메모리를 GDDR5 하면 5000 MHZ가 됩니다.

비디오 바이오스

비디오 바이오스(Video BIOS 또는 vBIOS)는 컴퓨터 안의 그래픽 카드에 장착된 바이오스를 말합니다. 특정 비디오 드라이버가 로드되기 전에 기초적인 텍스트와 비디오 모드를 위한 Int 10h 인터럽트도 구현합니다.

비디오 바이오스 또는 펌웨어는 그래픽 카드의 운영을 관리하고 컴퓨터와 소프트웨어가 카드와 소통할 수 있게 도와주는 명령어를 제공하는 기본 프로그램을 담고 있는 칩입니다. 이 칩은 메모리 타이밍, 동작 속도, RAM과 프로세서의 전압 등에 대한 정보를 담고 있습니다. 그래픽 카드 오버클럭을 위해 바이오스를 수정하여 해당 바이오스 칩에 다시 플래시 적용을 할 수 있습니다. 그러나 이는 제조회사가 권장하는 방식이 아니며, 그래픽 카드에 잠재적인 위험이 노출될 수 있으니 주의해야 합니다.

시스템 바이오스가 시스템 하드웨어에 접근하기 위해 소프트웨어 프로그램들이 사용하는 기능들의 집합을 제공하듯이 비디오 바이오스는 비디오 하드웨어에 접근하기 위해 프로그램들이 사용하는 비디오 관련 기능들이 집합을 제공합니다. 시스템 바이오스가 시스템 칩셋과 상호 작용하듯이 비디오 바이오스 또한 소프트웨어가 비디오 칩셋과 상호 작용할 수 있게 도와줍니다.