| Наименование параметра | Значение |
| Тема статьи: | Тактовая частота. |
| Рубрика (тематическая категория) | Компьютеры |
Память, к которой может адресовываться CPU.
Степень интеграции микросхемы (чипа) показывает, сколько транзисторов может в нем уместиться. Для процессора Pentium (80586) Intel - это приблизительно 3 млн. транзисторов на 3,5 см 2 .
Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт). Современные процессоры семейства Intel Pentium являются 32-разрядными
Рабочая тактовая частота определяет скорость, с которой осуществляются операции в процессоре. Сегодня рабочие частоты процессоров доходят до более, чем 1 млрд. тактов в секунду (1 ГГц).
CPU находится в прямом контакте с оперативной памятью PC. Данные, которые обрабатывает CPU, должны временно располагаться в RAM и для дальнейшей обработки снова бывают востребованы из памяти. Для CPU86/88 эта область адресации располагается максимум до 1 МБ, процессор 80486 может обеспечить доступ уже к 4 ГБ памяти.
Real Address Mode - режим реальной адресации (или просто реальный режим - Real Mode), полностью совместим с 8086. В этом режиме возможна адресация до 1 Мб физической памяти (на самом деле, как и у 80286, почти на 64 Кбайт больше).
Protected Virtual Address Mode - защищенный режим виртуальной адресации (или просто защищенный режим - Protected Mode). В этом режиме процессор позволяет адресовать до 4 Гбайт физической памяти, через которые при использовании механизма страничной адресации могут отображаться до 64 Тбайт виртуальной памяти каждой задачи.
Существенным дополнением является Virtual 8086 Mode - режим виртуального процессора 8086. Этот режим является особым состоянием задачи защищенного режима, в котором процессор функционирует как 8086. На одном процессоре в таком режиме могут параллельно исполняться несколько задач с изолированными друг от друга ресурсами.
Важным отличием элементов оперативной памяти от прочих запоминающих устройств является время доступа, характеризующееся интервал времени, в течение которого информация записывается в память или извлекается из нее. Время доступа для внешнего носителя данных, такого как жесткий диск, выражается в миллисекундах, а для элемента памяти оно измеряется наносекундами.
Дисководы (Floppy Disk Drive, FDD) являются старейшими периферийными устройствами PC. В качестве носителя информации в них применяются дискеты {Floppy) диаметрами 3,5" и размерами 5,25".
Для записи и чтения информации крайне важно разбиение дискеты на определенные участки - создать логическую структуру. Это выполняется путем форматирования с помощью специальной команды, к примеру, для DOS - команда Format.
Дискета разбивается на дорожки (Tracks)
и сектора (Sectors)
, на рис. показано это разбиение.
Основным критерием для оценки винчестера является его ёмкость, то есть максимальный объём данных который должна быть записан на носитель
При обращении к большим массивам данных магнитные головки должны позиционироваться на диске гораздо чаще, чем при обращении к небольшим массивам и данным, которые последовательно расположены на диске. Так что скорость чтения и записи определяется средним временем доступа (Average Seek Time) к различным объектам на диске. Для лучших IDE и SCSI HDD это время меньше 10 мс.
Скорость передачи данных предлагается в качестве второго параметра для оценки производительности винчестера. Важно заметить, что для современных моделей она составляет 10 МБ/с.
Монитор является устройством для визуального отображения информации. Сигналы, которые получает монитор (числа, символы, графическую информацию и сигналы синхронизации), формируются видеокартой. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, монитор и видеокарта представляют из себясвоеобразный тандем, который для оптимальной работы должен быть настроен соответствующим образом.
Видеокарта.
Для большинства применений разрешение стандарта VGA вполне достаточно. При этом программы, ориентированные на графику, работают значительно лучше и быстрее (бывают случаи, когда они даже не инсталлируются, еслг установленное разрешение или видеокарта не соответствуют их возможностям), в случае если информационная плотность экрана выше. Для этого крайне важно повышать разрешение. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, стандартVGA развился в так называемый стандарт Super VGA (SVGA). Стандартное разрешение этого режиме составляет 800х600 пикселов.
Отметим закономерность: при объёме видеопамяти 256 Кб и SVGA-разрешении можно обеспечить только 16 цветов; 512 Кб видеопамяти дают возможность отобразить уже 256 цветовых оттенков при том же разрешении. Карты, имеющие 1 Мб памяти, а это сейчас уже стало обычным явлением, позволяют при этом же разрешении достичь отображения 32768, 65536 (HiColor) или даже 16,7 млн. (TrueColor) цветовых оттенков.
По современным медико-психологическим оценкам глаз человека не воспринимает мерцания экрана, связанные с обновлением изображения, только при частоте вертикальной развертки не менее 70 Гц. При увеличенном разрешении изображение на экране монитора начинает мерцать, что сильно повышает утомляемость и отрицательно сказывается на зрении.
Основными потребительскими параметрами мониторов являются размер экрана, шаг маски экрана, максимальная частота регенерации изображения и класс защиты.
Наиболее удобны и универсальны мониторы с размером экрана по диагонали 15 и 17 дюймов. Для работы с графикой используются, мониторы и с большими размерами экрана (19-21 дюйм).
Шаг маски экрана определяет четкость изображения (разрешающую способность). Сегодня используется шаг 0,25-0,27 мм. Все мониторы с зерном более 0,28 мм относятся к категории "дешевых" и "грубых". Лучшие мониторы имеют зерно 0,26 мм, а у самого качественного известного нам монитора (и, естественно, самого дорогого) эта величина равна 0,21 мм.
Частота регенерации изображения также определяет четкость и устойчивость изображения и должна быть не ниже 75 Гц.
Класс защиты определяет соответствие монитора требованиям техники безопасности. Выполнение наиболее жестких требований к безопасности работы обеспечивает стандарт ТСО-99.
Свойства изображения зависят не только от монитора, но и err свойств и настроек платы, размещенной в системном блоке (видеоадаптера). Монитор и видеоадаптер должны соответствовать друг другу (к примеру, современный видеоадаптер должен иметь память не менее 4 Мбайт).
Скажем несколько слов о торговых обозначениях. В каталогах и объявлениях на продажу компьютеров получили распространение особые обозначения его характеристик. Метод обозначения типа компьютера, принятый в большинстве объявлений, рассмотрим на конкретном примере:
PIII-600-Intel BX/64/6,4Gb/SVGA 8Mb/CD/SB16/ATX
Здесь PHI - тип процессора - Pentium III;
600 - тактовая частота процессора в МГц;
ВХ - тип материнской платы;
64 - объём оперативной памяти в Мбайт;
6,4Gb - объём жесткого диска - 6,4 Гбайт;
SVGA - тип видеокарты;
8Mb - объём видеопамяти в Мбайт;
CD - обозначает наличие дисковода компакт-дисков;
SB16 - тип звуковой карты (Sound Blaster);
Тактовая частота. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Тактовая частота." 2017, 2018.
Согласно данным социологических исследований, значительная часть жителей цивилизованных стран ежедневно проводит перед монитором до 10 часов. Причем делают это люди и на работе, и дома. Это значит, что качество мониторов должно быть на высоте, что позволит избежать проблем со зрением и предотвратит быструю утомляемость пользователя ПК.
Компьютерный монитор — устройство, предназначенное для визуального отображения графической и текстовой информации. В течение многих десятилетий производились преимущественно варианты с кинескопом (электронно-лучевым прибором, ЭЛТ). Те, у кого сохранился такой старый монитор, знают, что в них используется люминофор. Его зерна светятся под воздействием электронных лучей. Применяются 3 вида люминофора, разделяемые по цветовым признакам на синий, красный и зеленый. Сегодня ЭЛТ-мониторы, отличающиеся большим объемом корпуса, используются редко, а в продаже их давно нельзя встретить.
Для создания монитора по данной технологии используют люминесцентные лампы. У устройств отображения информации меньший объем корпуса. При этом затраты на питание монитора намного ниже, чем в случае моделей других типов. Кроме того, по сравнению с вариантами на основе ЭЛТ, они обладают способностью воспроизводить картинку более качественно и не допускают искажений.
Действие плазменных или PDP-мониторов основано на явлении свечения зерен люминофора, когда на них падают ультрафиолетовые лучи, возникающие при электрическом разряде в плазме. На таких устройствах «картинка» получается яркая и насыщенная, а сами они имеют долгий срок службы, достигающий 30 лет и более. Последнее обстоятельство является несомненным преимуществом PDF-моделей перед большинством конкурентов, которые теряют свои свойства уже через 10 лет.
Яркость подсветки является одним из наиболее важных факторов, влияющих на усталость глаз. Чтобы уменьшить их утомляемость, требуется понизить ее до минимального комфортного значения. С этой точки зрения наиболее предпочтительными являются устройства, использующие светодиоды, проявляющие высокую эффективность. К преимуществам LED-мониторов относятся высокое качество (четкость) изображения, а также компактность и долговечность. Правда, представленные на рынке бюджетные варианты могут разочаровать, так как ради экономии производители используют в них недорогие широтно-импульсные модуляторы, из-за которых появляется эффект мигания, сводящий на нет все преимущества применения светодиодной подсветки.
Это довольно редкий вид устройств отображения информации, в основе которых лежит технология органических светоизлучающих диодов. Основным преимуществом таких мониторов является возможность создать гибкий Кроме того, в силу особенностей использованных технологий при взгляде на такие дисплеи под любым углом качество картинки не изменяется.
Такие устройства пока являются новинками. Они отличаются высокой контрастностью и яркостью, а также имеют очень малое время отклика и низкий уровень энергопотребления.
Выбирая устройство для отображения информации, нужно предварительно изучить его технические параметры. К основным характеристикам мониторов относятся:
Как уже было сказано, обычно рекомендуется выбирать модели с высоким разрешением. Однако людям с проблемами зрения, следует воспользоваться следующими рекомендациями: для FullHD (1920х1080) оптимальная диагональ должна быть 23—24 дюйма, при разрешении 1920 на 1200 пикселов — 24 дюйма, для 1680 на 1050 пикс. — 22 дюйма, а для 2560 на 1440 — 27 дюймов. При соблюдении этих пропорций у пользователя не будут уставать глаза и не возникнет проблем с чтением, а также с просмотром мелких иконок и элементов управления интерфейсом.
Что касается соотношения сторон монитора, то самые востребованные и распространенные на данный момент: 4 на 3, 16 на 10 и 16 на 9. Однако квадрат (4:3) активно вытесняется с рынка, так как не позволяет в хорошем качестве просматривать фильмы, которые, как правило, имеют широкий формат, максимально близкий к 16:9. Кроме того, на мониторах такой формы плохой обзор, мешающий получать максимальное удовольствие от видеоигр.
Тем, кому монитор нужен не для развлечений, следует выбирать широкоформатные модели с пропорциями 16:10. Они прекрасно подходят для работы с 3D/2D графикой и кодом сразу в нескольких окнах. При этом такие мониторы более привычны для углов обзора человеческого зрения и являются компромиссом между вариантами с пропорциями 4:3 и 16:9.
Многим знакома ситуация, когда в светлое время дня «картинка» на мониторе выглядит блекло. Чтобы не испытывать неудобства и не портить себе зрение, следует выбирать модели с высокой контрастностью. Они лучше отображают черный цвет, полутона и оттенки. Считается, что хороший показатель — это статическая контрастность 1000 к 1 и выше. Она вычисляется отношением максимальной яркости (белого цвета) к минимальной.
Кроме того, некоторые производители указывают в технических характеристиках монитора его динамическую контрастность. Это показатель, от которого зависит способность ламп монитора автоматически подстраиваться под определенные параметры, выводимые в данный момент на экран.
Например, если в фильме или в игре появилась темная сцена, лампы начинают ярче гореть, что увеличивает различимость и контрастность. Однако такая система редко работает корректно, а светлые участки обычно сильно засвечиваются.
На данный момент в магазинах все еще встречаются мониторы с аналоговым входом D-Sub при разрешении экрана более 1680 на 1050 пикселов. Проблема в том, что этот интерфейс уже устарел. Он не всегда способен обеспечить требуемую скорость передачи информации для разрешений, превышающих 1680 на 1050 пикселов. В результате на дисплее появляются нечеткости и мутные участки.
Чтобы исключить подобную ситуацию, нужно, чтобы на борту монитора был DVI-порт или DisplayPort. Их наличие — это стандарт для современных мониторов. Неплохо также, если есть порт HDMI, который подходит для просмотра HD-видео с приставки либо с внешнего проигрывателя. Если он есть, то его можно совместить с DVI, используя соответствующий переходник для монитора.
Их несколько:
- TN , которая подходит любителям видеоигр, позволяет осуществлять интернет-серфинг и пользоваться любыми программами. При этом она является не лучшим выбором для просмотра фильмов, так как у нее плохие углы обзора и «слабый» черный.
- IPS-матрица, которая подходит для просмотра фильмов, работы с цветом и фото, игр, интернет-серфинга, использования офисных программ. Иными словами, она является универсальной, поэтому мониторы на ее основе сегодня являются наиболее востребованными. Судя по отзывам, такие устройства больше других нравятся покупателям, у них большие углы обзора и лучшая в мире цветопередача среди остальных моделей.
Среди недостатков следует отметить крупный вес и габариты, значительное энергопотребление, малую скорость отклика пикселей и пр. Кроме того, они стоят достаточно дорого, и у них высокий input-lag.
Среди разнообразия предложений на рынке покупателям трудно сделать правильный выбор. Помочь определиться могут отзывы, которые оставляют на специализированых форумах те, кто использует тот или иной монитор.
Основные характеристики конкретных моделей ставятся пользователями во главу угла, наряду с дизайном и ценой. Если исходить из этих параметров, то лучшим выбором можно считать:
Если вы хотите поменять свой старый монитор, советы, представленные выше, помогут вам определиться с тем, какая модель подойдет вам больше всего.
Помимо того факта, что ЖК-мониторы для отображения картинки требуют цифровые данные, они отличаются от классических ЭЛТ-дисплеев ещё несколькими особенностями. К примеру, в зависимости от возможностей монитора, на ЭЛТ можно вывести практически любое разрешение, поскольку трубка не имеет чётко заданного числа пикселей.
А ЖК-мониторы из-за принципа своей работы всегда имеют фиксированное ("родное") разрешение, при котором монитор обеспечит оптимальное качество картинки. С DVI это ограничение не имеет ничего общего, так как его основная причина заключается в архитектуре ЖК-монитора.
ЖК-монитор использует массив крохотных пикселей, каждый из которых состоит из трёх диодов, по одному на основной цвет (RGB: красный, зелёный, синий). ЖК-экран, имеющий "родное" разрешение 1600x1200 (UXGA), состоит из 1,92 миллиона пикселей!
Конечно же, ЖК-мониторы способны выводить другие разрешения. Но в таких случаях картинку придётся масштабировать или интерполировать. Если, к примеру, ЖК-монитор имеет "родное" разрешение 1280x1024, то меньшее разрешение 800x600 будет растянуто до 1280x1024. Качество интерполяции зависит от модели монитора. Альтернативой является вывод уменьшенного изображения в "родном" разрешении 800x600, но при этом придётся довольствоваться чёрной рамкой.
На обоих кадрах показана картинка с экрана ЖК-монитора. Слева выведено изображение в "родном разрешении" 1280x1024 (Eizo L885). Справа находится интерполированное изображение в разрешении 800x600. В результате увеличения пикселей картинка выглядит блочной. Таких проблем на ЭЛТ-мониторах не существует.
Для отображения разрешения 1600x1200 (UXGA) с 1,92 миллиона пикселей и частотой вертикальной развёртки 60 Гц монитору требуется высокая пропускная способность. Если посчитать, то необходима частота 115 МГц. Но на частоту влияют и другие факторы, например прохождение области гашения, поэтому требуемая пропускная способность возрастает ещё больше.
Около 25% всей передаваемой информации относится ко времени гашения. Оно нужно для смены позиции электронной пушки на следующую строчку в ЭЛТ-мониторе. В то же время, ЖК-мониторам время гашения практически не требуется.
Для каждого кадра передаётся не только информация об изображении, но и учитываются границы, а также область гашения. ЭЛТ-мониторам необходимо время гашения, чтобы выключить электронную пушку по завершению вывода строчки на экране и перевести её на следующую строчку для продолжения вывода. То же самое происходит в конце картинки, то есть в нижнем правом углу - электронный луч выключается и меняет позицию на верхний левый угол экрана.
Около 25% всех пиксельных данных относятся ко времени гашения. Поскольку ЖК-мониторы электронную пушку не используют, здесь время гашения совершенно ни к чему. Но его пришлось учитывать в стандарте DVI 1.0, поскольку он позволяет подключать не только цифровые ЖК, но и цифровые ЭЛТ-мониторы (где ЦАП встроен в монитор).
Время гашения оказывается очень важным фактором при подключении ЖК-дисплея по DVI-интерфейсу, поскольку каждое разрешение требует определённой пропускной способности от передатчика (видеокарта). Чем выше требуемое разрешение, тем больше должна быть пиксельная частота TMDS-передатчика. Стандарт DVI оговаривает максимальную пиксельную частоту 165 МГц (один канал). Благодаря десятикратному умножению частоты, описанному выше, мы получаем пиковую пропускную способность данных в 1,65 Гбайт/с, которой будет достаточно для разрешения 1600x1200 на 60 Гц. Если требуется большее разрешение, то дисплей следует подключать по двухканальному DVI (Dual Link DVI), тогда два DVI-передатчика будут работать совместно, что даст удвоение пропускной способности. Подробнее этот вариант описан в следующем разделе.
Впрочем, более простым и дешёвым решением будет уменьшение данных гашения. В результате, видеокартам будет предоставлено больше пропускной способности, и даже DVI-передатчик на 165 МГц сможет справиться с более высокими разрешениями. Ещё одним вариантом можно считать уменьшение частоты горизонтального обновления экрана.
В верхней части таблицы показаны разрешения, которые поддерживает один DVI-передатчик на 165 МГц. Уменьшение данных гашения (в середине) или частоты обновления (Гц) позволяет достичь больших разрешений.
На этой иллюстрации показано, какая пиксельная частота требуется для определённого разрешения. Верхняя строчка показывает работу ЖК-монитора с уменьшенными данными гашения. Второй ряд (60Hz CRT GTF Blanking) показывает требуемую пропускную способность ЖК-монитора, если данные гашения нельзя уменьшить.
Ограничение TMDS-передатчика пиксельной частотой 165 МГц сказывается также и на максимально возможном разрешении ЖК-дисплея. Даже при уменьшении данных гашения мы всё равно упираемся в определённый предел. Да и снижение частоты горизонтального обновления может дать не очень хороший результат в некоторых приложениях.
Чтобы решить эту проблему, спецификация DVI оговаривает дополнительный режим работы, названный Dual Link. В данном случае используется сочетание двух TMDS-передатчиков, которые передают данные на один монитор через один разъём. Доступная пропускная способность удваивается до 330 МГц, чего вполне достаточно для вывода практически любого существующего разрешения. Важное замечание: видеокарта с двумя выходами DVI не является картой Dual Link, у которой два TMDS-передатчика работают через один порт DVI!
На иллюстрации показан двухканальный режим работы DVI, когда используется два TMDS-передатчика.
Впрочем, видеокарты с хорошей поддержкой DVI и уменьшенной информацией гашения будет вполне достаточно для вывода информации на один из новых 20" и 23" дисплеев Apple Cinema в "родном" разрешении 1680x1050 или 1920x1200, соответственно. В то же время, для поддержки 30" дисплея с разрешением 2560x1600 от интерфейса Dual Link уже никуда не деться.
Из-за высокого "родного" разрешения 30" дисплей Apple Cinema требует подключения по Dual Link DVI!
Хотя два разъёма DVI уже стали стандартом на high-end 3D-картах для рабочих станций, не все видеокарты потребительского уровня могут этим похвастаться. Благодаря двум разъёмам DVI мы всё же можем использовать интересную альтернативу.
На этом примере два одноканальных порта используются для подключения дисплея на девять мегапикселей (3840x2400). Картинка просто разделена на две части. Но этот режим должны поддерживать и монитор, и видеокарта.
На данный момент можно найти шесть различных разъёмов DVI. Среди них: DVI-D для полностью цифрового подключения в одноканальной и двухканальной версиях; DVI-I для аналогового и цифрового подключения в двух версиях; DVI-A для аналогового подключения и новый разъём VESA DMS-59. Чаще всего производители графических карт оснащают свои продукты двухканальным разъёмом DVI-I, даже если карта имеет один порт. С помощью адаптера порт DVI-I можно превратить в аналоговый выход VGA.
Обзор различных разъёмов DVI.
Раскладка разъёма DVI.
Спецификация DVI 1.0 не оговаривает новый двухканальный разъём DMS-59. Он был представлен рабочей группой VESA в 2003 году и позволяет вывести два выхода DVI на картах малого форм-фактора. Он также призван упростить расположение разъёмов на картах с поддержкой четырёх дисплеев.
Наконец, мы переходим к сути нашей статьи: качество TMDS-передатчиков разных графических карт. Хотя спецификация DVI 1.0 и оговаривает максимальную пиксельную частоту 165 МГц, не все видеокарты дают на ней приемлемый сигнал. Многие позволяют достичь 1600x1200 только на уменьшенных пиксельных частотах и со сниженным временем гашения. Если вы попытаетесь подключить к такой карте устройство HDTV с разрешением 1920x1080 (даже с уменьшенным временем гашения), ваш ждёт неприятный сюрприз.
Все графические процессоры, поставляемые сегодня ATi и nVidia, уже имеют встроенный на чип TMDS-передатчик для DVI. Производители карт на графических процессорах ATi чаще всего используют встроенный передатчик для стандартной комбинации 1xVGA и 1xDVI. Для сравнения, многие карты на графических процессорах nVidia используют внешний TMDS-модуль (к примеру, от Silicon Image), даже несмотря на наличие TMDS-передатчика на самом чипе. Чтобы обеспечить два DVI-выхода, производитель карты всегда устанавливает второй TMDS-чип независимо от того, на каком графическом процессоре базируется карта.
На следующих иллюстрациях показаны обычные дизайны.
Типичная конфигурация: один выход VGA и один DVI. TMDS-передатчик может быть как интегрирован в графический чип, так и вынесен на отдельный чип.
Возможные конфигурации DVI: 1x VGA и 1x Single Link DVI (A), 2x Single Link DVI (B), 1x Single Link и 1x Dual Link DVI, 2x Dual Link DVI (D). Примечание: если на карте установлены два выхода DVI, то это не означает, что они двухканальные! На иллюстрациях E и F показана конфигурация новых портов VESA DMS-59 с высокой плотностью, где обеспечивается четыре или два одноканальных выхода DVI.
Как покажет дальнейшее тестирование в нашей статье, качество выхода DVI на картах ATi или nVidia бывает весьма разным. Даже если отдельный TMDS-чип на карте известен своим качеством, это вовсе не означает, что каждая карта с этим чипом обеспечит высокое качество сигнала DVI. Даже его расположение на графической карте немало влияет на конечный результат.
Чтобы протестировать качество DVI современных графических карт на процессорах ATi и nVidia, мы выслали шесть образцов карт в тестовые лаборатории Silicon Image для проверки совместимости со стандартом DVI.
Что интересно, для получения лицензии DVI совсем не обязательно проводить тесты совместимости со стандартом. В результате, на рынок выходят продукты с заявленной поддержкой DVI, которые не соответствуют спецификациям. Одной из причин такого положения дел является сложная и, следовательно, дорогая процедура тестирования.
Отреагировав на эту проблему, компания Silicon Image в декабре 2003 года основала тестовый центр DVI Compliance Test Center (CTC) . Производители устройств с поддержкой DVI могут выслать свои продукты для тестирования на совместимость со стандартом DVI. Собственно, это мы и сделали с нашими шестью графическими картами.
Тесты разделены на три категории: передатчик (обычно видеокарта), кабель и приёмник (монитор). Для оценки совместимости DVI создаются так называемые глазковые диаграммы, представляющие сигнал DVI. Если сигнал не выходит за определённые границы, то тест считается пройденным. В противном случае устройство не совместимо со стандартом DVI.
На иллюстрации показана глазковая диаграмма TMDS-передатчика на частоте 162 МГц (UXGA) с передачей миллиардов битов данных.
Проверка глазковой диаграммы является самым важным тестом для оценки качества сигнала. На диаграмме заметны флуктуации сигнала (дрожь фазы, jitter), искажения амплитуды и эффект "звона". Эти тесты также позволяют наглядно увидеть качество DVI.
Тесты совместимости со стандартом DVI включают в себя следующие проверки.
Самые большие проблемы при последовательной высокоскоростной передаче связаны с дрожью фазы сигнала. Если такого эффекта нет, то вы всегда можете чётко выделить сигнал на графике. Большинство флуктуаций сигнала создаются тактовым сигналом графического чипа, что приводит к появлению низкочастотной флуктуации частоты в диапазонах от 100 кГц до 10 МГц. На глазковой диаграмме флуктуация сигнала заметна по изменению частоты, данных, данных по отношению к частоте, амплитуды, слишком избыточному или слишком малому подъёму. Кроме того, измерения DVI различаются для разных частот, что необходимо учитывать при проверке глазковой диаграммы. Но благодаря глазковой диаграмме, можно наглядно оценить качество сигнала DVI.
Для измерений анализируется один миллион перекрывающихся участков с помощью осциллографа. Этого достаточно для оценки общей производительности соединения DVI, поскольку сигнал на протяжении длительного периода времени не будет существенно изменяться. Графическое представление данных производится с помощью специального программного обеспечения, которое Silicon Image создала в сотрудничестве с Tektronix. Сигнал, соответствующий спецификации DVI, не должен заступать на границы (синие области), которые автоматически прорисовываются программным обеспечением. Если сигнал попадёт на синюю область, то тест считается не пройденным, а устройство - не соответствующим спецификации DVI. Программа сразу же показывает результат.
Видеокарта не прошла тест совместимости с DVI.
Программное обеспечение сразу же показывает, прошла карта тест, или нет.
Для кабеля, передатчика и приёмника используются разные границы (глазки). Сигнал не должен заступать на эти области.
Чтобы понять, как определяется совместимость с DVI и что необходимо при этом учитывать, нам следует погрузиться в дополнительные детали.
Так как передача DVI полностью цифровая, то возникает вопрос, откуда появляется дрожание фазы сигнала. Здесь можно выдвинуть две причины. Первая - дрожание вызывается самим данными, то есть 24 параллельными битами данных, которые выдаёт графический чип. Однако данные автоматически корректируются в чипе TMDS при необходимости, что гарантирует отсутствие дрожания фазы в данных. Поэтому оставшейся причиной появления дрожания является тактовый сигнал.
На первый взгляд, сигнал данных свободен от помех. Это гарантируется благодаря регистру-защёлке (latch), встроенному в TMDS. Но главной проблемой всё же остаётся тактовый сигнал, который портит поток данных через 10-кратное умножение ФАПЧ.
Так как частота умножается в 10 раз с помощью ФАПЧ, влияние даже небольшого искажения увеличивается. В итоге данные попадают на приёмник уже не в своём первоначальном состоянии.
Сверху показан идеальный тактовый сигнал, ниже - сигнал, где один из фронтов начал передаваться слишком рано. Благодаря ФАПЧ, это напрямую влияет на сигнал данных. В общем, каждое возмущение тактового сигнала приводит к ошибкам при передаче данных.
Когда приёмник семплирует повреждённый сигнал данных с помощью "идеального" тактового сигнала гипотетического ФАПЧ, он получает ошибочные данные (жёлтая полоса).
Как это работает на самом деле: если приёмник будет использовать повреждённый тактовый сигнал передатчика, он всё ещё сможет считать повреждённые данные (красная полоса). Именно поэтому тактовый сигнал тоже передаётся по кабелю DVI! Приёмнику требуется тот же самый (повреждённый) тактовый сигнал.
Стандарт DVI включает в себя устранение дрожания фазы (jitter management). Если оба компонента будут использовать один и тот же повреждённый тактовый сигнал, то информация может считываться из повреждённого сигнала данных без ошибок. Таким образом, совместимые с DVI устройства могут работать даже в условиях наличия низкочастотного дрожания фазы. Ошибку в тактовом сигнале тогда можно обойти.
Как мы уже объясняли выше, DVI работает оптимально, если передатчик и приёмник используют один и тот же тактовый сигнал и их архитектура одинакова. Но так бывает не всегда. Именно поэтому использование DVI может привести к появлению проблем, несмотря на сложные меры предотвращения дрожания фазы.
На иллюстрации показан оптимальный сценарий для передачи DVI. Умножение тактового сигнала в ФАПЧ (PLL) приводит к задержке. И поток данных уже не будет целостным. Но всё выправляется с помощью учёта той же самой задержки в ФАПЧ приёмника, поэтому данные принимаются корректно.
Стандарт DVI 1.0 чётко определяет задержку ФАПЧ. Такая архитектура называется несвязанной (non-coherent). Если ФАПЧ не соответствует данным спецификациям по времени задержки, то могут появиться проблемы. В индустрии сегодня ведутся горячие дискуссии по поводу того, следует ли использовать подобную несвязанную архитектуру. Причём, ряд компаний выступает за полный пересмотр стандарта.
В этом примере используется тактовый сигнал ФАПЧ вместо сигнала графического чипа. Следовательно, сигналы данных и тактовые сигналы согласованы. Однако из-за задержки в ФАПЧ приёмника данные обрабатываются некорректно, и устранение дрожания фазы уже не работает!
Теперь вам должно быть понятно, почему использование длинных кабелей может стать проблемным, даже если не учитывать внешние помехи. Длинный кабель может вносить задержку в тактовый сигнал (напомним, что сигналы данных и тактовые сигналы имеют разные частотные диапазоны), дополнительная задержка может влиять на качество приёма сигнала.
При исследованиях ЖК матриц практически на всех образцах нами были найдены сигналы в низкочастотной области, реагирующие на тест, запущенный на дисплее. Первые гармоники были найдены на частотах порядка десятков кГц. Сигналы были различимы на фоне помех, как правило, до 1-2 МГц. Была четко различима «информативная» составляющая, например, при запущенном на мониторе тесте с полосами (чередование черных полос и полос с заполнением «точка-через-точку»). Проанализировав документацию и получив осциллограммы с шины RSDS, мы пришли к выводу, что это сигналы от всего «строчного пакета), т.е. от всех пикселей строки, выводимых одновременно. Что и подтверждается приведенными выше осциллограммами. На осциллограмме рис. 19 можно наблюдать сигналы от одной строки. Время сигналов от строки 2.5 х 10 -6 х 6 делений = 1.5 х 10 -5 с → частота F= (1.5 х 10 -5)-1 = 67 кГц.
Как уже указывалось ранее, так же, как для интерфейса LVDS, тактовые частоты сигналов ПЭМИН следует ожидать в районе 45, 65 или 85 МГц. Обнаруживается, почти исключительно, только «Е» компонента. Размещение антенны 0 напротив нижней части экрана монитора (или под ним). Ориентация диполей - параллельно фронтальной поверхности монитора, вертикально (перпендикулярно размещению линий проводников интерфейса на плате). Тем не менее, горизонтальную ориентацию диполей проверять неукоснительно!
Если бы тактовые частоты внутреннего интерфейса монитора были постоянны, то и спектр ПЭМИ этих составляющих был бы «линейчатым» и они фиксировались бы на вполне определённых частотах. Значения их (по напряжённости поля) были бы весьма высоки. Производители ЖК матриц и схем их управления вынуждены «укладываться» в довольно жёсткие международные нормы по ПЭМИ с точки зрения электромагнитной совместимости и вреда для здоровья людей.
Приборы (индикаторы), которыми измеряют напряжённости поля ПЭМИ для контроля стандартов ISO, DIN и др. имеют фиксированную полосу пропускания 120 кГц.
Используя особенность методики оценки (применение довольно узкой полосы в средствах измерения) в соответствии со стандартами ISO, производители TFT матриц, в целях «заметания мусора под ковер»? модулируют тактовую частоту интерфейса.
Такой технический прием, как модуляция тактового сигнала SSM был внедрен в электронику для достижения нескольких целей, основные – это снижения пиковых значений спектра электромагнитного излучения и снижение интерференции высокочастотных сигналов от других устройств (помехоустойчивость). SSM расшифровывается как Spread Spectrum Modulation - спектральная модуляция тактовых импульсов, или по-другому SSC - Spread Spectrum Clock - тактовые сигналы с «размытым» спектром. SSM в ЖК мониторах применяется как в RSDS так и в LVDS интерфейсах.
Если основная рабочая частота модулируется, расширяя полосу, спектр электромагнитного излучения (собственно ПЭМИН) принципиально изменяется. Вместо острых, сосредоточенных по частое, пиков (обычная форма проявления электромагнитного излучения EMI и ПЭМИ в частности) появляются, так называемые "гауссовы колокола" (форма сигнала, сверху ограниченная кривой, описываемой гауссовым распределением), в результате чего результирующая амплитуда сигнала становится значительно меньше (1/3-1/4 от размера оригинального пика EMI на «нулевой» гармонике и пропорционально номеру гармоники на последующих).
Однако, несмотря на это, энергетика ПЭМИН, по сути, остается постоянной. Поскольку ширина спектра становится больше, а закон сохранения энергии должен выполняться, то амплитуда этого сигнала будет меньше. По сути дела SSM является угловой модуляцией тактовой частоты (как правило, по закону некой функции), что соответственно ведет к «размытию» спектров всех сигналов шины данных, привязанных к данной тактовой частоте.Некоторые производители вместо аналоговой модуляции использует методику цифровой модуляции, иногда в большей мере снижающую EMI. Например, фирма Fujitsu предлагает дискретные генераторы тактового сигнала с «размытым» спектром (spread - spectrum clock generators - SSC G), благодаря которым возможно уменьшить уровень электромагнитного излучения примерно на 20 ДБ, при коэффициенте модуляции основной частоты 3%.
Внутренние интерфейсы ЖК-мониторов меняют тактовую частоту обработки информации по закону, показанному на рисунке 24. Эта функция носит название «Hersey kiss» (дословно «поцелуй Херши», не путать с наименованием известной марки шоколада и шоколадных конфет, возникших в 1907 году!). В результате такой модуляции, получается псевдосплошной спектр (рисунки 26-31), неоднородный по краям (с «гауссовыми колокольчиками», что хорошо видно при более узкой полосе пропускания приемника.
Далее приведены формы спектра широкополосных сигналов интерфейса RSDS, снятых системой «Сигурд» на базе приёмника ESPI3 с антенной АИ5-0. Размещение антенны приведено на рисунке 25. Остальные настройки системы свободно читаются на скринах графического интерфейса пользователя системы «Сигурд-Интерфейс».
Примечание: Тактовая частота (и, естественно, частота «нулевой» гармоники) 22,93 МГц (а не около 45 МГц) обусловлена исследованием на образце TFT монитора ранней модели, ещё с не стандартизованными тактовыми частотами внутренних интерфейсов.
При рассмотрении спектров необходимо обратить внимание не только на расширение спектра, но и на пропорционально (примерно, естественно!) падение амплитуды. Всё в точном соответствии с теорией! Именно эти признаки спектров сигналов и являются самыми основными и характерными при поиске именно этих сигналов ПЭМИН.
Учитывая, что в сегодняшних моделях, чаще всего, применяется именно дискретная, цифровая частотная модуляция тактовой частоты интерфейса, была предпринята попытка выявить её на спектре ПЭМИН. Для этого предпринята была попытка построения спектра при значительно большем времени анализа и с весьма узкой полосой. Результат приведён на рисунке 31. Три последовательных скрина с экрана ««Сигурд»-Интерфейс» показывают, что при разрешении порядка 1 кГц чётко выявляется огромное количество компонент ПЭМИН, составляющих общий, псевдосплошной (при анализе с худшим частотным разрешением) спектр. Компоненты отстоят друг от друга на, приблизительно, 40 кГц (40354 Гц по прибору), что соответствует частоте формирования строк изображения. Таким образом (подтверждается анализом документации на монитор и статей в сети интернет по теме) в пределах времени формирования (передачи данных драйверам столбцов) одной строки тактовая частота постоянна, а для следующей строки она меняется скачкообразно.
Присмотревшись к скринам, можно заметить «гауссовскую» огибающую амплитуд частотных составляющих. Практика результатов исследований строго соответствует теории.Предположим, сигналы выявлены и стоит вопрос их измерения для дальнейшего расчёта параметров защищённости технического средства. Вообще, приходится констатировать что в автоматическом режиме отыскать эти сигналы и корректно их измерить может только «Сигурд» версии не ниже 5.0, причём уже с отдельным блоком цифровой обработки.
Но вручную это сделать тоже несложно. Суть, смысл измерения состоит в том, чтобы «размазанную» изготовителями «железа» энергию ПЭМИН собрать. Собрать так же, как это сделает широкополосный приёмник при перехвате. Выполнить это можно так:
Сразу отметим, что установленные методикой фиксированные полосы пропускания приёмника (для простоты будем так именовать любое селективное средства измерения) для измерений таких сигналов неприменимы вообще. Да, произношу и буду произносить «ересь» - это «требование» есть несусветная глупость!
Предположим, что ширина спектра некого сигнала ПЭМИН значительно шире, чем полоса приёмника, установленная НМД. Можно поступить двумя способами:
Игнорировать предписание методики, памятуя, что основной задачей является корректное измерение, а не буквальное следование документу, и установить полосу пропускания приёмника равную или больше, чем ширина спектра сигнала;
Выполнить измерения установленной полосой, но с учётом реальной ширины спектра сигнала.
В первом варианте всё достаточно просто, однако у этого способа есть и несколько «минусов». Не так уж редок случай, когда в пределах достаточно широкополосного спектра присутствует более мощная, но узкополосная помеха (рисунок 31«Б»). В этом случае измерение сигнала будет выполнено с ошибкой, что недопустимо. При отсутствии сосредоточенных по спектру помеха возможна ошибка только при весьма малых уровнях сигналов (низких отношений сигнал/шум) и, одновременно, заметным превышением ширины полосы пропускания приёмника и полосы, занимаемой сигналом.
При этом энергия помех, «прихватываемых» приёмником в полосах частот, обозначенный на рисунке «серой заливкой», суммируется с энергией сигнала, вызывая появление ошибки измерения. Ошибка тем больше, чем хуже отношение сигнал/шум.
Измерения полосою приемника более узкой, чем ширина спектра сигнала (а для сигналов RSDS/LVDS это происходит в большей части диапазона!) может быть лишено погрешностей, показанных ранее. Но оно может быть выполнено только «вручную», под управлением оператора и при его непосредственном участии в процессе измерения или ввода корректирующего коэффициента в результат измерения. Рассмотрим такой вариант, проиллюстрированный рисунком 35.
В приведённом варианте может иметь место два подварианта (рисунок 35 «А» и «Б»). Как правило, значительно чаще встречаются сигналы с «плоской» амплитудно-частотной характеристикой (см. спектрограммы, приведённые ранее). Измерения таких сигналов выполнять проще, достаточно измерить амплитуду сигнала в любой части его спектра и, далее, рассчитать полное значение энергии сигнала по нижеприведённой формуле.
Учитывая, что сигналы в каждом из индивидуальных измерений (от «1» до «n») не коррелируют между собой, то их суммирование должно производиться как энергий:
Если АЧХ «плоская, то есть все значение Еi равны друг другу, то формула упрощается:
Фактически величина «n» - это число, показывающее сколько раз полоса пропускания приёмника «укладывается» в полосу сигнала. Разумеется, значения сигнала в вышеприведённых формулах должны иметь размерность мкВ.
Если же АЧХ неравномерна (рисуноки 34 «б» и 35), то придётся выполнить несколько измерений, чтобы иметь возможность рассчитать истинное значение сигнала. Если в пределах ширины спектра сигнала присутствует относительно узкополосная помеха (рисунок 34 «б»), то этот участок спектра не измеряется, а его значение (с учётом полосы, занимаемой помехой) принимается равным соседним участкам спектра. Особенно просто это в случае «плоской» АЧХ.
Надо отметить, что функциональные возможности, заложенные в систему «Сигурд», оказались крайне полезны для исследовании структуры спектров внутренних интерфейсов мониторов и не только для них. В свою очередь, выполненные исследовательские работы принесли заметную пользу в деле модификации и совершенствовании системы «Сигурд».
Ну, а, в конце концов, измеренная и суммированная в полосе 1/τ энергия сигнала в виде одного единственного значения (одного, как бы узкополосного сигнала) подставляется в «Сигурд-Дельта» (или вручную) со значениями Fтак, τ, значением помех (шумов) и всё считается тривиально.
Кроме этого, всё чаще и чаще специалистам приходится встречаться с внешним интерфейсом DVI, то есть цифровым интерфейсом подключения монитора. У этого интерфейса есть ряд особенностей, которые необходимо учитывать.
В протоколе TMDS, на котором основан DVI, на каждый цветовой канал отводится по восемь битов, что позволяет получить 256 уровней яркости каждого базового цвета. Если перемножить 256 уровней у трёх цветов, то мы получим 16,7 миллиона оттенков.
Графический чип создаёт информацию о цвете для каждого пикселя в 24-битном потоке (8 битов на цвет). Поток параллельных данных поступает на передатчик протокола TMDS, который преобразует его в три последовательных потока, передающихся по трём физическим симметричным парам одновременно. Когда сигнал поступает на приёмник (в мониторе), то его последовательный код вновь преобразуется в параллельный. Преобразование в последовательный сигнал для передачи по кабелю необходимо, поскольку последовательная передача менее подвержена помехам, чем параллельная, особенно на больших расстояниях. Таким образом, данный цифровой поток, являясь «трёхразрядным», в силу полной синхронности фронтов в каждом цветовом канале (формируется в одном кристалле, от одного тактового генератора), рассматривается как последовательный одноразрядный.
TMDS-передатчик (Transition Minimized Differential Signaling) отсылает последовательный сигнал по четырём разным каналам кабеля: один для тактового сигнала, а три - для цветовой информации. Восемь битов информации для каждого цвета передаются в последовательном 10-битном сигнале: восемь битов для цветовых данных, а также два служебных. Данные передаются в 10 раз быстрее тактового генератора из-за использования ФАПЧ-чипа (ФАПЧ – фазовая автоподстройка частоты), работающего как умножитель частоты. Таким образом, скорость 1,65 Гбайт/с достигается при номинальной частоте 165 МГц.
Протокол TMDS построен на минимизации числа переходов от «0» к «1» (и наоборот), что позволяет надёжнее передавать информацию по медному кабелю. Минимизация числа переходов делает тракт менее чувствительным к внешним помехам и снижает уровень ПЭМИН.
Такое построение (кодирование) информации в линии передачи (кабеле к монитору) усложняет задачу создания тест-режима с постоянной тактовой частотой переходов от «0» к «1» в кабеле. Для теста, априори, исходя из структуры интерфейса, необходимо либо кодировать цвет в каждом пикселе последовательностью «10101010», либо применять иные методы. В противном случае нельзя будет применять установленный метод расчёта результатов.
При использовании типовой программы «Сигурд-Тест» возможен один такой вариант, не требующий изменения этой тест-программы. Учитывая, что в стандартном тесте чередуются белые и чёрные пиксели, а белый пиксель это код 255;255;255 (FF;FF;FF), то в цифровом потоке передаётся три байта единиц без переходов тока. У TDMS интерфейса такой случай рассматривается особо.
Если к проводу долгое время подводится ток (относительно долго, поскольку скорости передачи очень высоки), то перед его спадом должно пройти определённое время. В таких случаях могут возникнуть проблемы передачи, к примеру, если длительное время будут передаваться одни единицы (состояние "1" = есть ток), а затем поток данных прервётся одним нулём (состояние "0" = нет тока). В зависимости от качества медного кабеля, этот нуль можно потерять. В результате один из пикселей будет отображён неверно. Специально вводимый для такого случая бит DC-Balancing указывает на обычную инверсию значений восьми битов, чтобы предотвратить длительную передачу одинаковых данных по кабелю.
Таким образом, мы получаем для такой информации (сплошные единицы) передачу «пакетов» нулей и единиц с одним переходом от «0» к «1» или наоборот на границе пакета (то есть инверсию каждого второго пакета). Следовательно, получается постоянная тактовая частота сигнала в кабеле интерфейса, близкая к значению 130÷165 МГц (то есть к максимальной частоте передачи пикселей-пакетов). Следует отметить, что за счёт некоторых особенностей протокола частоты режима «пиксель через пиксель» и просто «белый экран» отличаются приблизительно на 4-6%, оставаясь постоянными.
Расчёт результатов СИ от DVI интерфейса при таком тест-режиме уже не вызывает никаких трудностей (подробное рассмотрение расчёта и значений всех параметров расчётного соотношения выходит за рамки данного издания). Уровень ПЭМИН от образца к образцу довольно сильно разнится, что связано, по всей видимости, с качеством и симметрией пар в интерфейсном кабеле.
Разрешение монитора во время проведения СИ рекомендуется устанавливать не выше 1600*1280 (при 60Гц кадровой частоты), чтобы не включался второй канал интерфейса. Процедура СИ в режиме параллельной работы двух каналов дополнительно усложняет интерпретацию результатов СИ.
Выбор любого компьютера или какого-либо комплектующего начинается с определения критериев, коими в данном случае
являются технические характеристики. Согласитесь, при покупке, например, монитора определения «чтобы хорошо показывал» мало, надо знать, какого размера нужен дисплей, с каким разрешением, как он будет подключаться, для каких целей использоваться (для игр, офисной работы). Чтобы ответить на эти и целый ряд других вопросов надо знать, какие характеристики мониторов есть, какие важны, какие не очень, а о чем обычно в официальных спецификациях умалчивается.
Давайте кратко перечислим те характеристики, которыми обладает каждый монитор без исключения. Сделаем небольшой гайд с кратким описанием, что это такое, насколько важен параметр, на что влияет и к каким значениям желательно стремиться.
К сожалению, отнюдь не все характеристики можно встретить в описаниях на монитор, будь то экран ноутбука или дисплей для стационарного ПК. В то же время среди тех параметров, которые обычно скрываются, есть весьма интересные, которые могут повлиять на качество изображения.
Это размер экрана по вертикали и горизонтали в точках (пикселях). Наиболее популярные и часто встречающиеся в ноутбуках экраны имеют разрешение FullHD (1920×1080). Помимо этого, есть еще большое количество других разрешений, некоторые из которых встречаются чаще, некоторые реже.
Физически эта характеристика означает количество пикселей на экране, из которых состоит изображение. Чем больше пикселей на единицу площади экрана, тем, в теории, более качественная картинка, т. к. пиксели становятся меньше и все менее и менее заметными. Пропадает «зернистость» изображения.
В то же время не следует забывать и про стоимость. Чем больше разрешение, тем выше цена (в данном случае я оперирую неким усредненным дисплеем, и не сравниваю высококачественный экран с меньшим разрешением с бюджетным, но с более высоким разрешением).
Если речь идет об игровом ноутбуке или мониторе, то следует учитывать и другой момент. При использовании видеокарт класса GTX 1070/1080 практически в любой игре вы сможете выставить настройки графики на максимум или близко к нему.
Если же экран имеет разрешение 4K (3840 х 2160), то для того, чтобы получить удовольствие в играх от картинки на максимальных настройках графики, видеокарт GTX 1070/1080 уже может и не хватить. Может понадобиться установка пары таких видеокарт, а то и больше.
Указывается в спецификациях на любой монитор. Это величина, измеряемая в кд/м 2 , (канделах на квадратный метр). Собственно, что это за характеристика, понятно из названия. Строго говоря, чем выше значение этого параметра — тем лучше. Отрегулировать экран, снизив его яркость, не составляет труда.
Что касается экранов ноутбуков, то этот параметр важен еще по той причине, что сама конструкция этого вида компьютера допускает использование его не только в условиях офиса или дома, но и в поездках, на улице, где яркое солнце или иной источник освещения будет засвечивать изображение на экране.
При небольших значениях яркости пользоваться таким экраном при ярком свете будет сложно. Если максимальное значение соответствует 300 кд/м 2 или даже выше, то это означает, что яркий солнечный свет не станет помехой. В конце концов, лучше иметь запас по яркости, т. к. ее всегда можно уменьшить, а вот добавить того, чего нет – увы.
Этот параметр отражает отношение уровня яркости белого цвета к черному. Обычно его указывают в качестве отношения, например, 1000:1. Как и с яркостью, чем выше это значение – тем лучше. Изображение будет более естественным.
Контрастность зависит от технологии изготовления матрицы. Так, IPS экраны уступают по этому параметру экранам, выполненным по технологии VA, не говоря уже об OLED, квантовых точках и т. п.
Условно можно принять, что экраны с контрастностью 500:1 и менее можно отнести к посредственным. Лучше ориентироваться на значения 1000:1 и выше. Особенно если в своей работе вам приходится иметь дело с редактированием изображений, колоризацией и т. п.
Этот параметр указывается почти всегда, по крайней мере для обычных, не ноутбучных, мониторов. Согласитесь, что не привести в спецификации, например, значение 100000000:1 –упущение. Большие цифры привлекают внимание и нравятся потенциальным покупателям (при условии, что это не цена).
Что означает эта характеристика? Это результат работы электроники монитора по подстройке изображения в каждый момент времени с целью улучшения «картинки». Происходит управление яркостью ламп с целью добиться высокой контрастности изображения.
Я бы не стал обращать особого внимания на этот параметр, т. к. это скорее маркетинг, чем реальная характеристика, говорящая о достоинствах того или иного монитора. Тем более, что какой дисплей не выбери, количество нулей в значении динамической контрастности сосчитать трудно, да и не надо.
А вот этот параметр редко указывается в технических характеристиках, хотя на качество изображения влияет. При использовании монитора в обычных условиях, при дневном свете или искусственном освещении, оценить этот параметр может оказаться сложно.
Другое дело, если вывести на экран картинку черного цвета, то при низком уровне внешнего освещения, или в полной темноте станет заметно, что черный цвет какой-то не совсем черный, а может даже больше походить на серый. Некоторые области экрана могут оказаться ярче соседних.
Это все связано с тем, что для получения изображения на экране ЖК мониторов используется подсветка, и для отображения черного цвета она не выключается, а блокируется поворотом кристаллов таким образом, что они не пропускают свет.
К сожалению, свет они ПОЧТИ не пропускают, часть света все же преодолевает этот барьер. На приведенной выше картинке можно заметить, что черный цвет имеет все же какой-то серый оттенок.
Опять-таки, многое зависит от технологии изготовления матрицы. Черный цвет на экранах VA более похож на черный, чем, например, на IPS. Конечно, многое зависит от качества используемой матрицы, настроек, регулировок, но в целом это так. Лучше всех с черным цветом справляются экраны OLED, на квантовых точках и прочих новых технологиях.
С определенной долей погрешности уровень черного можно вычислить, если поделить яркость на контрастность. Например, при яркости экрана 300 кд/м 2 и контрастности 1000:1 получаем значение 0.3. Это означает, что пиксели черного цвета будут светиться (в теории, они вообще не должны светиться, и только в этом случае можно говорить про действительно черный цвет) с яркостью 0.3 кд/м 2 .
Надеюсь, понятно, что чем ниже это значение – тем лучше, тем «чернее» будет черный цвет, уж простите за тавтологию.
Рассматривая сами мониторы, можно заметить, что некоторые из них глянцевые, поверхность блестит, имеет зеркальный эффект. Другие же экраны наоборот, практически ничего не отражают и хорошо справляются с бликами. Различают два типа поверхности — глянцевую и матовую. Можно встретить и полуглянцевые модели, но это попытки скомбинировать достоинства обоих типов, уменьшив недостатки, присущие каждому из них.
Так, к несомненным достоинствам глянца можно отнести лучшую яркость и контрастность, лучшую цветопередачу, изображение воспринимается более четким. Тем, кто работает с изображениями, лучше предпочесть именно этот тип.
Есть и недостатки у глянцевых экранов. Это, конечно же, блики и отражения ярких предметов – светильников, светлых окон и т. п. Это может утомлять глаза. Такие экраны плохо подходят для ноутбуков, которыми часто пользуются на улице, при ярком солнце. Еще одна неприятная черта – несанкционированный сбор отпечатков пальцев экранами с такой поверхностью, как и других загрязнений. Лучше не тыкать в экран пальцами, дабы постоянно не оттирать остающиеся следы.
Матовые экраны «по определению» не бликуют, лучше ведут себя при ярком свете, но дается это за счет ухудшения контрастности, цветопередачи. Есть и еще один недостаток, характерный для матовых экранов, это «кристаллический эффект». Проявляется он в том, что отображаемая точка не имеет четких границ, а может иметь некие неровные края с различными оттенками.
Насколько он заметен – зависит от особенностей зрения. Кому-то такие «кристаллы» буквально бросаются в глаза, а кто-то их и не замечает. Тем не менее четкость изображения от этого страдает.
Параметр, который почти всегда указывается. Для тех, кто любит игры, это один из основных параметров экрана. От времени отклика зависит то, насколько четкой будет картинка в динамичных сценах. Проявляется он, например, в виде шлейфов, которые тянутся за быстро перемещающимся по экрану элементами изображения. Чем меньше время отклика – тем лучше.
Этот параметр зависит от технологии изготовления применяемой в том или ином дисплее матрицы. Так, наиболее «скоростные» — TN экраны, и это едва ли не единственная (если не брать стоимость) причина того, что этот тип дисплеев еще не «умер». IPS – более медленные, а VA находятся между этими типами матриц по скорости отклика.
Если экран выбирается для офисной работы, для серфинга в интернете, просмотра видеороликов, работы с изображениями, то этот параметр не сильно важен. Вот если вы истинный любитель виртуальных баталий, то экран с минимальным временем отклика – обязательное требование. И тут даже можно смириться с худшей цветопередачей, неважными углами обзора у TN матриц. Время отклика у них самое маленькое.
Как можно понять из названия, это означает, под каким углом можно смотреть на экран, при котором изображение не теряет цветности, яркости, не ухудшается качество картинки. Тут явный аутсайдер – это TN матрицы. Особенности технологии таковы, что приблизиться к максимальным значениям не удается.
Зато с этим хорошо у IPS панелей. Углы обзора в 178° как по вертикали, так и по горизонтали – обычное явление. Откровенно говоря, при столь большом угле изображение все же ухудшается, но столь катастрофических последствий, как у TN, тут нет. VA матрицы ближе к IPS, хотя немного и уступают им.
Насколько важен этот параметр – зависит от того, как используется монитор. Если вы не собираетесь большой компанией просматривать ролики из ютуба или снятые на последней вечеринке, а используете монитор в гордом одиночестве, то углы обзора не столь важны.
Характеристика, которая практически никогда не указывается. (англ. — PWM)? Это Широтно-Импульсная Модуляция, которая используется для регулировки яркости экрана. В чем суть возникающей проблемы?
Как я уже упоминал при разговоре про глубину черного, в ЖК мониторах используется подсветка. Далеко не всегда нужна максимальная яркость свечения экрана, и ее требуется уменьшить. Как это можно сделать? Как минимум двумя способами:
Второй вариант и является ШИМ управлением яркостью. Чем он плох? Вот этим самым мерцанием ламп. Хорошо, если частота мерцания высока и составляет десятки кГц. Неплохо, если амплитуда импульсов невелика. Хуже, когда частота мерцания низкая, и это может стать заметным «на глаз».
Принцип действия состоит в следующем. Для снижения яркости экрана импульсы на лампы подсветки подаются таким образом, что они часть времени включены, а часть – выключены. Например, при 50% яркости ламы половину времени горят, а половину времени нет.
Результирующим значением отношения времени, когда подсветка включена, ко времени, когда выключена, будет тот или иной уровень яркости экрана. При дальнейшем снижении яркости время свечения ламп уменьшается, а время, когда они находятся в выключенном состоянии, увеличивается. Мерцание становится более заметным.
Естественно, многое зависит от индивидуальных особенностей зрения. Кто-то мало реагирует на такое мерцание, а у кого-то через пару часов, фигурально выражаясь, глаза начинают «вытекать».
Как бы то ни было, наличие ШИМ – это минус монитора. К сожалению, узнать о наличии или отсутствии этого неприятного эффекта можно либо из обзоров или отзывов на тот или иной дисплей, либо проверить это самостоятельно. Можно провести простую проверку, которая получила название «карандашный тест».
Суть в том, что надо взять обычный карандаш и в плоскости экрана помахать им как веером. Естественно, дисплей должен быть включен. Если при быстром перемещении контуры карандаша видны, то, к сожалению, мерцание есть. Если же контуры не видны, то мерцания нет. Следует повторить тест на меньших значениях яркости.
Если в выбранном мониторе ШИМ присутствует, то при наличии подробных обзоров, лучше узнать, как он действует. Если частота импульсов большая, или ШИМ задействован только при небольших значениях яркости, например, от 0 до 25-30%, а дальше используется непосредственное управление яркостью свечения ламп подсветки, то это не так плохо.
Сейчас, если посмотреть на предлагаемые модели мониторов, у некоторых из них можно встретить обозначение «Flicker free», т. е. отсутствие мерцания. У ноутбуков я такое обозначение не встречал, но вот у обычных мониторов встречается. Такая маркировка означает, что мерцания нет, и это дополнительный плюсик к модели дисплея.
Еще одна характеристика, которая далеко не всегда указывается в спецификациях на монитор, но значение которой может оказаться одним из решающих аргументов в пользу той или иной модели. Чаще всего она указывается, когда производитель хочет подчеркнуть высокое качество установленной в ноутбук или монитор матрицы.
Думаю, этому вопросу есть смысл посвятить отдельный материал, но сейчас расскажу кратко. Наверняка в обзорах на ноутбуки или мониторы вы видели подобную картинку. Это диаграмма цветового охвата экрана ноутбука Dell XPS 15.
Эта разноцветная область – то, что видит человеческий глаз, те цвета и оттенки, которые мы можем различить. Треугольники внутри – диапазон отображаемых цветов конкретным монитором, а также границы, соответствующие принятым стандартам цветового пространства для компьютерного оборудования: мониторов, принтеров и т. п.
Чаще всего используются два цветовых пространства:
Обычно цветовой охват выражается в процентах от того или иного стандарта. Так, экран, покрывающий порядка 60% sRGB можно назвать посредственным, т. к. достоверную передачу цветов на нем получить сложно. Для офисной работы годится, серфить в интернете тоже, а для редактирования изображений такой монитор не подходит. Тут нужны дисплеи с цветовым охватом порядка 100% sRGB и выше.
Как вывод, если хотите хорошую картинку с натуральным цветами, то цветовой охват нужен как можно шире, значение – чем больше, тем лучше.
Еще один параметр, который сложно найти в спецификациях на тот или иной монитор, но такая информация есть в характеристиках используемой матрицы. Если выражаться проще, то это – количество отображаемых цветов. Часто можно встретить, что монитор отображает 16.7 млн цветов. Это наиболее часто встречающееся значение данного параметра. Проблема в том, что достигаться это может разными способами.
Напомню, что любой цвет формируется из трех основных – красный, синий, зеленый. Соответственно, матрица монитора имеет определенную разрядность на каждый такой цвет, измеряемую в битах. Если на каждый цвет имеется 8 бит, то получаем 256 оттенков каждого цвета, что в комбинации дает 16.7 млн цветов. Все хорошо, монитор показывает отлично, можно брать.
А если каждый цвет кодируется не 8-ю битами? В дешевых дисплеях часто применяют 6-битовые матрицы, но в дополнение еще указывается аббревиатура «+FRC». Что означают эти буквы?
Для начала надо учесть, что при 6-битном кодировании цвета можно получить 262 тыс. цветов. Как же получаются итоговые 16 миллионов? Вот именно за счет технологии FRC (Frame rate control).
Суть состоит в том, чтобы получить «недостающие» полутона за счет показа промежуточного кадра с двумя другими цветами, которые в итоге дают те оттенки, которые недоступны для 6-битной матрицы. Фактически, имеем еще одно мерцание.
Наличие FRC это плохо? Опять-таки, многое зависит от тех задач, которые выполняются на мониторе, и от особенностей зрения. Кто-то не замечает FRC, кого-то наоборот, это раздражает. Да и чисто субъективно, если приходится работать с цветом, то лучше бы иметь монитор с «честной» 8-битовой матрицей.
Для профессионалов выпускаются мониторы с 10-битовой матрицей, позволяющей выводить более миллиарда оттенков. Думаю, не надо говорить, что стоимость таких мониторов не самая маленькая, и для офисного/домашнего/игрового применения вполне сгодится 8-битовый монитор или даже 6 бит+FRC, если мерцание не заметно и к экрану не предъявляются высокие требования.
В отличие от старых ЭЛТ мониторов, этот параметр не столь важен для дисплеев, выполненных по технологии ЖК, особенно, если все ограничивается офисной работой, серфингом в сети, просмотром видео. Если матрица выдает 60-75 Гц, этого более чем достаточно.
На этот параметр следует обратить внимание тем, кто играет в игры, особенно с быстрым перемещением объектов на экране. Важно еще и то, какая видеокарта используется в данном случае. Если она способна выдавать большое количество FPS, то было бы лучше, чтобы и частота обновления экрана была выше.
Если посмотреть на модели дисплеев, в том числе в игровых ноутбуках, то можно заметить, что предлагаются экраны с частотой обновления 120, 144 Гц или даже выше. В этом случае быстрое движение на экране будет более плавным и с меньшим размером шлейфов, тянущихся за перемещаемыми объектами.
Строго говоря, в данном случае не только частота обновления, но и скорость матрицы важна. Пиксели, из которых состоит изображение, должны успевать изменять параметры свечения в зависимости от смены отображаемого изображения. Кстати, малое время отклика в сочетании с высокой скоростью обновления – реальные аргументы в пользу того, что технология TN по-прежнему актуальна для игровых мониторов.
Надо упомянуть и то, что высокая скорость обновления экрана это неплохо, она позволяет снизить остроту проблемы рассинхронизации частоты кадров, которую выдает видеокарта, и скорости обновления картинки на мониторе. Это актуально для игр, и решать эту проблему помогает следующий параметр.
Для начала кратко опишем проблему. Идеальная ситуация – это когда видеокарта формирует и выдает монитору каждый кадр с частотой, равной частоте обновления экрана. К сожалению, в каждый момент времени видеочипу приходится обсчитывать совершенно разные сцены, одни из которых более «легкие», и на них уходит меньше времени», другие же требуют заметно большего времени на рендеринг.
В результате, кадры подаются на монитор с частотой выше или ниже скорости обновления экрана. При этом если видеокарта успевает обсчитать, выдать кадр, да еще и немного отдохнуть перед рендерингом следующего в ожидании очередного цикла обновления экрана, то особых проблем нет.
Другое дело, если в игре выставлены высокие настройки графики и для расчетов сцены видеопроцессору приходится напрягать все свои кремниевые силы. Если же на расчет уходит много времени и кадр не готов к началу цикла обновления, тут возможны два сценария:
В первом случае необходимо задействовать режим вертикальной синхронизации V-Sync. Если к началу обновления экрана новый кадр не подготовлен, то продолжает отображаться предыдущий. Результат – появляющиеся микрозадержки изображения, подергивания. Зато картинка полноценная.
Если режим V-Sync отключить, то движение станет более плавным, но может появиться другая проблема – если кадр подготовлен где-то внутри цикла обновления экрана, то кадр будет состоять из двух частей, старого и нового, который начнет отрисовываться с момента его подачи на монитор. Визуально это выражается в горизонтальных разрывах изображения, ступеньках.
Более высокая частота обновления снижает остроту проблемы. Но полностью ее не решает. Помочь избавиться от этих неприятных проблем с изображением позволяют технологии NVidia G-Sync и AMD FreeSync.
Как следует из названия, они предложены производителями видеокарт. Поэтому, при выборе монитора, в котором есть одна из этих технологий, следует учитывать, какая видеокарта стоит в вашем компьютере, или какую собираетесь поставить. Неразумно к видеокарте AMD покупать монитор с G-Sync и наоборот. Пустая трата денег на то, что использоваться не будет.
Теперь о самих этих технологиях. Принцип действия их схож, но методы решения различаются. NVidia использует собственный программно-аппаратный способ, т. е. в мониторе есть специальный блок, отвечающий за работу G-Sync, а AMD обходится средствами протокола DisplayPort Adaptive-Sync, т. е. без установки дополнительных аппаратных блоков в монитор.
В данном случае не важно, какими средствами решается проблема, важно то, что можно получить в итоге. Если кратко, то принцип действия G-Sync и аналога от AMD таков.
Частота обновления экрана не фиксирована, а привязана к скорости рендеринга видеокарты. Изображение на мониторе появляется в тот момент, как кадр готов к показу. В результате, мы получаем не фиксированные, например, 60 Гц обновления экрана, а плавающее значение. Один кадр обсчитан быстро – и он сразу появляется на экране. Второй рендерится дольше – матрица дисплея ждет и не обновляет изображение, пока кадр не будет готов.
В итоге имеем плавное изображение без разрывов и прочих артефактов. Таким образом, в случае с монитором, выбираемом для игр, идеальным вариантом является модель с наличием одной из этих двух технологий (с учетом совпадения производителя видеокарты в компьютере) и, желательно, с частотой обновления 120 Гц и выше. Правда, дешевым такой дисплей точно не будет.
Тут я подробно останавливаться не буду, т. к., думаю, и так понятно. Это установленные в мониторе разъемы для подключения к видеокарте. Для ноутбуков параметр вообще неактуальный, т. к. дисплей идет «в комплекте» и подключен изначально.
Думаю, такие характеристик, как вес, размер, тип блока питания (встроенный или выносной), потребляемая мощность при работе и в простое, наличие встроенных динамиков, возможность крепления на стену и т. п. не является чем-то сложным и непонятным. Потому и описывать их я не буду.
Надеюсь, я ничего важного не упустил, и если вдруг про что-то забыл написать – укажите это в комментариях, дополню, расширю, углублю. По результатам же сказанного становится ясно, что выбор монитора – это не только решение вопросов, связанных с требуемой диагональю, типом матрицы и разрешением.
Для офиса этого, может, и хватит, но если дисплей выбирается для домашнего пользования, для игр, обработки изображений или других специфических задач, то для того, чтобы не разочароваться в покупке, приходится глубже влезать в характеристики монитора.
Осложняется дело и тем, что свои корректировки вносит собственное зрение, которому не нравится, например, наличие мерцания, недостатки матового покрытия или заметна на глаз работа FRC. И не учитывать это нельзя, ибо глаза у нас одни и новых не будет.
Есть и еще один «тонкий» момент – изначальная настройка монитора производителем. То, что он показывает «как-то не так» не означает, что он не может показывать лучше. Впрочем, калибровка монитора – дело кропотливое, и, порой, требующее специального оборудования. Как минимум, можно попробовать настроить параметры «на глаз», попытаться получить то изображение, которое будет нравиться визуально.
Я сам недавно купил себе монитор, правда выбирал что-то недорогое на IPS или VA, и игровые «примочки» мне были не важны. Тем не менее, отсутствие мерцания было одним из основных критериев.
Хороших вам покупок и пусть глаза кажут «спасибо» за правильно выбранный монитор.
