Máy tính có thể hiển thị đầu ra mà không có thẻ tương thích Vesa / VGA

Cách đây không lâu, tôi đã tranh cãi với ai đó về việc liệu một máy tính không có giải pháp đồ họa rời hay tích hợp (Ryzen trong tình huống này) có thể hiển thị đầu ra từ kết nối HDMI được tích hợp sẵn của bo mạch chủ.

Tôi đã chọn vị trí 'có' với suy nghĩ rằng kết xuất phần mềm là có thể. Chắc chắn người ta có thể sử dụng CPU để gửi tín hiệu chính xác đến đầu nối HDMI mà không cần thẻ VGA.

Tôi đã cố gắng giải quyết vấn đề này, nhưng thật không may, hầu hết các câu hỏi được đặt ra là bởi những người dành cho những người mới sử dụng máy tính nên câu trả lời không chính xác là những gì tôi đang tìm kiếm.

Chắc chắn người ta có thể sử dụng CPU để gửi tín hiệu chính xác đến đầu nối HDMI mà không cần thẻ VGA.

Điều này được gọi là "bit-banging" - về cơ bản CPU liên tục thay đổi thanh ghi I / O để tạo tín hiệu.

Điều đó là có thể và đã được thực hiện với các giao diện tốc độ rất thấp, như các cổng nối tiếp. Chiếc Commodore 64 cũ đã làm được điều này với việc triển khai RS-232 và bus được sử dụng để nói chuyện với máy in và ổ đĩa. RS-232 không thể đi nhanh hơn 2400 bit mỗi giây (2,4Kbit / giây).

Nhưng HDMI là một giao diện rất, rất nhanh. Ví dụ: HDMI 2.0 có tốc độ 18Gbps. Điều đó có nghĩa là 18 tỷ lần một giây, CPU sẽ phải làm gì đó để điều chỉnh tín hiệu.

Cho rằng ngay cả các CPU nhanh nhất của bạn là khoảng 3GHz, và trong khi đó có nghĩa là thời gian chu kỳ cho các hướng dẫn là 1 / 3.000.000.000 -

• hầu như tất cả các hướng dẫn CPU mất nhiều hơn một chu kỳ

• Các hướng dẫn I / O là "tuần tự hóa" (vì chúng phải được thực hiện theo thứ tự) nên các tính năng CPU tiên tiến như đầu cơ không giúp ích được gì.

• Bởi vì mọi thứ phải được thực hiện theo thứ tự xuống 1 ống, nhiều CPU không giúp được gì.

• Các hướng dẫn I / O không tương tác với bộ nhớ hoặc các thanh ghi, do đó, bộ nhớ đệm / MMX / SSE / AVX / EVEX sẽ không làm gì cả ngoại trừ giúp xác định những gì bạn muốn gửi xuống đường ống.

Vì vậy, tôi thực sự không nghĩ rằng có một cách bạn có thể "bit-bang" ở tốc độ 18 GHz với CPU x86 hiện đại và bạn thậm chí không thể làm được 3Ghz. Có thể tốc độ làm mới thực sự rất thấp nếu giao diện HDMI không có tốc độ tối thiểu.

Nhưng bạn có thể thấy tại sao phần cứng chuyên dụng điều khiển giao diện.

Trong mọi trường hợp, bạn vẫn cần một số loại phần cứng tối thiểu để kết nối vì CPU của bạn được kết nối với xe buýt và phần cứng đó phải nói cùng một "ngôn ngữ" hoặc giao thức như bus đó để tương tác với CPU. Đối với các hệ thống cũ như Commodore 64 và ilk ở trên, nó có các thiết bị như "Bộ điều hợp giao diện đa năng" hoặc "Bộ điều hợp giao diện phức tạp" - CPU sẽ đọc / ghi vào chip này để có trạng thái "cổng" (được kết nối đến và xuất hiện trên CPU CPU) và chip sẽ có kết nối vật lý với các chân ra khỏi các cổng vật lý ở phía sau hoặc các khe cắm trong bo mạch chủ.

Đối với CPU x86 hiện đại, gần nhất bạn có bây giờ là PCI-E và bộ điều khiển PCI-E được tích hợp vào CPU, nhưng là một phần của chipset. Vì vậy, bạn vẫn sẽ cần một cái gì đó có tín hiệu PCI-E và chuyển đổi chúng thành tín hiệu HDMI ít nhất.

VGA là một vấn đề khác .

Không, nó không thể. Không có một đơn vị đồ họa sẵn có, không có kết nối vật lý với các cổng đó. Bạn cần một số loại phần cứng được kết nối với cổng đó để cổng thực sự có thể sử dụng được.

Tôi nghĩ rằng bạn của bạn thắng cược.

Cần có hai điều để xuất video thực tế qua HDMI hoặc giao diện vật lý khác:

1. Tạo các khung hình video liên tiếp
2. Truyền các khung thông qua đầu nối video.

Đó là nhiệm vụ giao tiếp với cổng phần cứng thực tế mà CPU có thể tự làm một cách hợp lý.

Do bạn mong đợi đầu ra thực tế qua cổng HDMI, đây là hai lý do điều này không được thực hiện chỉ với CPU:

1. Kết xuất từng khung hình của đầu ra video được tính toán chuyên sâu theo cách lặp đi lặp lại. Một CPU có thể thực hiện công việc, nhưng điều này sẽ cản trở đáng kể khả năng thực hiện "công việc ban ngày" của nó, tạo ra một hệ thống chậm. GPU là mục đích được xây dựng cho loại công việc này.
2. Chuyển đổi biểu diễn kỹ thuật số của khung hình video thành các tín hiệu cần thiết để truyền nó ra một cổng vật lý đòi hỏi phải tùy chỉnh phần cứng cho cổng đó. CPU có nghĩa là hoạt động trong nhiều hệ thống khác nhau và không có quyền kiểm soát các cổng video vật lý mà chúng có thể được mong đợi hoạt động. Điều này khiến CPU thuần không thể xử lý các nhiệm vụ đầu cuối để tạo các khung hình video và xuất nó thông qua một cổng vật lý. Ngay cả các CPU hiện đại bao gồm GPU tích hợp cũng phụ thuộc vào các thành phần bổ sung được cung cấp trên bo mạch chủ để xuất video và về mặt kỹ thuật, hai phần này kết hợp với nhau tạo thành một card đồ họa.

Rõ ràng CPU có thể thực hiện nhiệm vụ 1, nhưng đó là nhiệm vụ 2 đòi hỏi phải có phần cứng bổ sung để hoàn thành. Trong các máy tính hiện đại, đó là bộ điều hợp đồ họa.