ประวัติการ์ดจอ

ประวัติเริ่มแรก

          คอมพิวเตอร์มีบทบาทที่สำคัญในการประยุกต์ใช้งานด้านต่าง ๆ สิ่งที่มีบทบาทสำคัญอย่างหนึ่งในรูปแบบการประยุกต์ใช้งานคือ การแสดงผล หากย้อนรอยในอดีตคงจำได้ว่าการแสดงผลในยุคแรกที่ใช้กับเครื่องรุ่น 8 บิต และรุ่น 16 บิต ยุคต้นที่ใช้โอเอสดอส ยังเป็นการแสดงผลด้วยเท็กซ์โหมด

          การแสดงผลในรูปแบบตัวอักษรใช้กันมานานพอควร จอภาพแสดงตัวอักษรได้เพียง 25 บรรทัด บรรทัดละ 80 ตัวอักษร ครั้นจะแสดงกราฟิกส์ก็ได้ความละเอียดของการแสดงผลจำกัด การแสดงสีก็มีจำนวนสีได้จำกัด ครั้นถึงยุคสมัยการใช้ระบบปฏิบัติการวินโดว์ ซึ่งอยู่ในช่วงระยะเวลาประมาณสิบปีที่ผ่านมานี้เอง (วินโดว์ 95 ใช้กันราวปี 1995) การแสดงผลได้เปลี่ยนยุคมาเป็นการแสดงผลแบบกราฟิกส์ ความต้องการเรื่องการแสดงผลจึงเปลี่ยนแปลงโดยใช้เทคโนโลยีพิเศษสำหรับการแสดงผล มีการพัฒนาระบบการแสดงผลให้ดีขึ้นเรื่อย ๆ โดยเฉพาะการตอบสนองการแสดงผลที่ต้องแสดงรูปภาพเคลื่อนไหวรูปภาพสามมิติ (3D) รวมทั้งการจัดการประมวลผลภาพแบบต่าง ๆ อีกมากมาย ทั้งนี้เพราะการประยุกต์ทางกราฟิกส์เป็นความต้องการของผู้ใช้คอมพิวเตอร์ ตั้งแต่การใช้เล่นเกม การแสดงผลงานทางธุรกิจ การออกแบบทางวิศวกรรม การเชื่อมต่อเพื่อแสดงผลภาพ วิดีโอ การแสดงผลภาพเคลื่อนไหวต่าง ๆ เหล่านี้ล้วนแล้วแต่ต้องการความรวดเร็วของการประมวลผล และต้องการเทคนิคพิเศษต่าง ๆ เพิ่มเติม ความเป็นมา จุดเริ่มต้นของการแสดงผลเริ่มจากการส่งตัวอักษร ซึ่งเป็นสายอักขระมาที่อุปกรณ์เอาท์พุต อุปกรณ์เริ่มแรกจึงมีลักษณะการพิมพ์แสดงผลที่เรียกว่า เทเลไทป์ (teletype) ลักษณะของเทเลไทป์ จึงมีแป้นพิมพ์ และตัวพิมพ์ในลักษณะเครื่องพิมพ์แบบดอตแมทริกซ์รวมกัน ต่อมามีการพัฒนาให้เป็นการแสดงผลบนจอหรือที่เรียกว่า วิดีโอดาต้าเทอร์มินอล มีลักษณะการแสดงผลบนจอภาพ และมีแป้นพิมพ์ (คีย์บอร์ด) ที่ป้อนตัวอักษรได้ด้วย อุปกรณ์นี้จึงมีชื่ออีกอย่างว่า ดัมบ์เทอร์มินอล (dump terminal) เพราะใช้แสดงผลตามข้อมูลสายอักขระที่ส่งมาเท่านั้น และแสดงผลเป็นบรรทัดเรียงกันไป   

          ครั้นถึงยุคสมัยพีซี จึงต้องทำพีซีให้กระทัดรัด ใช้งานง่าย ราคาถูก อุปกรณ์แสดงผลด้วยจอภาพและแป้นพิมพ์จึงเป็นอุปกรณ์สำคัญของพีซีด้วย เมื่อไอบีเอ็มพัฒนาพีซีขึ้นในปี ค.ศ. 1981 ไอบีเอ็มได้พัฒนาวงจรเชื่อมต่อกับจอมอนิเตอร์เป็นแบบการแสดงผลตัวอักษร และแสดงผลได้สีเดียว และให้ชื่อวงจรเชื่อมต่อนี้ว่า MDA-Monochrome Display Adapter ถัดจากนั้นอีกหนึ่งปีก็พัฒนาการแสดงผลแบบสี ซึ่งแสดงผลทั้งแบบตัวอักษรและโหมดกราฟิกส์ วงจรเชื่อมต่อแบบใหม่มีชื่อว่า CGA-Color Graphic Adapter ด้วยความต้องการแสดงผลเชิงรูปภาพแบบกราฟิกส์ และการแสดงผลแบบสีเป็นความต้องการ ประจวบกับเทคโนโลยีการแสดงผลได้พัฒนามาเป็นลำดับ ในปี 1984 ไอบีเอ็มได้พัฒนาระบบการแสดงผลที่ขยายขีดความสามารถเดิมของ CGA ออกไป และให้ชื่อว่า EGA-Enhance Graphic Adapter หลังจากนั้นอีกไม่กี่ปี ก็พัฒนาระบบการแสดงผลกราฟิกส์ที่เป็นรากฐานสำหรับเทคโนโลยีการแสดงผล โดยใช้ชื่อเทคโนโลยีว่า VGA-Video Graphic Array

          ในปี 1990 การแสดงผลเข้าสู่ความละเอียดและการแสดงสีสูงขึ้น โดยสามารถแสดงผลที่ความละเอียด 1024x768 จุดสี และเรียกเทคโนโลยีนี้ว่า XGA-Entended Graphic Array อย่างไรก็ดีในยุคต้นนี้ การแสดงผลส่วนใหญ่ก็ยังอยู่ที่ 800x600 จุดสี เพื่อที่จะใช้ได้กับจอภาพที่มีความละเอียดได้ขนาดนี้ หลักการพื้นฐานของการแสดงผลบนจอภาพจำเป็นต้องมีหน่วยความจำที่ใช้สำหรับแสดง ผลที่เรียกว่า วิดีโอแรม หน่วยความจำนี้เป็นที่เก็บข้อมูลแสดงผลบนจอ ดังนั้นจึงต้องมีขนาดพอเพียงกับการนำมาแสดงผล และจะต้องเป็นหน่วยความจำที่เข้าถึง และเรียกข้อมูลออกมาแสดงผลได้เร็ว การจัดการหน่วยความจำส่วนนี้จะประกอบด้วยอุปกรณ์ควบคุมพิเศษแยกจากซีพียู ซึ่งในระยะหลังได้พัฒนาตัวควบคุมการแสดงผลให้มีขีดความสามารถพิเศษ และเป็นเสมือนซีพียูจัดการกราฟิกส์ที่เรียกว่า Graphic co-processor มีบริษัทชั้นนำหลายแห่งพัฒนาและออกแบบชิพจัดการภาคแสดงนี้

          บล็อกไดอะแกรมของการเชื่อมต่อเพื่อแสดงผล

          การแสดงผลด้วยหลักการเดิม ชิพกราฟิกส์หรือตัวประมวลผลกราฟิกส์จะจัดการกับวิดีโอแรม ซึ่งหน่วยความจำนี้เริ่มจากการอยู่ร่วมกับหน่วยความจำหลัก หน่วยการแสดงผลบางรุ่นเชื่อมต่อเข้าสู่บัสทางสล็อตของ ISA หรือ PCI แต่ถึงแม้ว่า PCI จะมีความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงแล้ว แต่ก็ยังไม่พอเพียงต่อการใช้งานในยุคใหม่ ดังนั้นจึงต้องออกแบบพอร์ตพิเศษสำหรับการส่งรับข้อมูลระหว่างหน่วยความจำเป็นกรณีพิเศษ และให้ชื่อพอร์ตสำหรับการเชื่อมต่อกับการ์ดแสดงผลนี้ว่า AGP-Advanced Graphic Port ชนิดของการ์ดแสดงผล การ์ดแสดงผลเป็นตัวแปรหนึ่งสำหรับการเลือกซื้อพีซี การ์ดแสดงผลทำให้ขีดความสามารถบางอย่างของเครื่องคอมพิวเตอร์แตกต่างกันออกไป โดยเฉพาะหากต้องการเล่นเกม และเป็นเกมที่เน้นการแสดงผลแบบ 3D การ์ดแสดงผลจะมีผลอย่างมาก ชนิดของการ์ดแสดงผลมีหลายแบบตามเทคโนโลยีที่พัฒนา และเมื่อมีเทคโนโลยีที่ดีขึ้น ของเก่าก็ล้าสมัย และในที่สุดก็ไม่มีผู้ผลิต ชนิดของการ์ดมีดังนี้

          การ์ดวีจีเอ (VGA) เป็นการ์ดรุ่นแรกที่ทำตามมาตรฐาน VGA มีการเชื่อมต่อเข้าสู่ระบบทาง ISA การแสดงผลจึงเป็นการแสดงผลที่มีข้อจำกัดในเรื่องการส่งรับข้อมูลจำนวนมาก ปัจจุบันไม่มีจำหน่ายแล้ว แต่จะมีใช้ในพีซีรุ่นเก่า

          การ์ดซูเปอร์วีจีเอ (Super VGA) เป็นการ์ดที่ผลิตตามมาตรฐานของ VESA-Video Electronic Standard Association ซึ่งเป็นสมาคมที่จัดตั้งขึ้นมาวางมาตรฐานกลางการแสดงผลเพื่อให้มีความเข้ากันได้ โดยเฉพาะเมื่อผลิตและพัฒนามาจากหลากหลายบริษัท การ์ดวิดีโอที่ใช้กันในรุ่นแรกก็เป็นไปตาม VESA นี้ การ์ดที่ใช้ตัวเร่งกราฟิกส์ (Graphic Accelerator) เป็นการ์ดที่พัฒนามาจากบริษัทชั้นนำทางด้านการผลิตการ์ดวิดีโอนี้ มีการพัฒนาซีพียูแบบ co-processor ใช้บนบอร์ด เพื่อเพิ่มความเร็วการแสดงผลกราฟิกส์ การ์ดตัวเร่งกราฟิกส์นี้ ทำงานได้ดีกับคำสั่งพิเศษที่เขียนภาพแบบ 2D และเป็นภาพที่แสดงผลด้วยความละเอียดสูง การ์ดตัวเร่ง 3D บริษัทชั้นนำหลายบริษัทได้พัฒนาเทคโนโลยีขึ้นใช้โดยเน้นการแสดงภาพสามมิติ ซึ่งมีคำสั่งสนับสนุนการทำงานแบบภาพสามมิติ การ์ดแสดงผลแบบนี้จึงต้องทำงานด้วยความเร็วสูง และก็มีราคาแพงขึ้น เช่น การ์ด GeForce, Voodoo เป็นต้น