Grafik Kartları Nasıl Çalışır?

Giriş
Modern grafik kartları, 3D oyunlar ve pencere tabanlı işletim ortamları gibi uygulamalarda önemli bir rol oynuyor. Eskiden sadece CPU tarafından yapılan 3D modelleme/kaplama ve pencere işlemleri, artık grafik çipiyle paylaşılıyor. Grafik çipi, sadece CPU'nun ağır yükünü paylaşmakla kalmıyor, uygulamaya özel güçlü donanımı sayesinde görüntü kalitesi ve işleme hızında önemli artış sunuyor.
Bugünlerde grafik çipleri genellikle 2D hızlandırma, 3D hızlandırma ve video hızlandırmayı destekliyor. 2D hızlandırma, aşağıdaki temel fonksiyonları içermektedir:[list=1]- Sabit bitBLT (bit blitting)
- Gerilmiş bitBLT
- Donanımsal kursör
- GDI ve DirectDraw hızlandırma.
Üstteki işlemler, özellikle pencere tabanlı işletim ortamlarında önemlidir. Pencere tabanlı işletim ortamı, kullanıcı dostu doğasından dolayı piyasada kolaylıkla bulunan grafiksel kullanıcı arabirimidir (GUI). Windows 98 ve X-Window, pencere tabanlı işletim ortamına en ünlü iki örnektir. Sabit bitBLT, bir veri bloğunun, belli bir hafıza bölgesinden bir diğerine taşınmasında kullanılır. Pencere taşı-ve-bırak işlemi, sabit bitBLT kullanan sistem örneğidir. Gerilmiş bitBLT donanımı, bir pencereyi gererken yardımcı olmaktadır.
Bazı uygulamalar için, bir pencereyi, köşesinden tutup sürükleyerek büyütüp küçültmek, pencere içeriğinde de küçülme-büyüme işlemlerine neden olur. Bu durumda, gerilmiş bitBLT, işlemi donanımsal hesaplarla hızlandırır. Donanımsal kursör ise, CPU'nun tampon belleğe kursör şeklini çizmesiyle harcadığı gücü azaltmak için kullanılır. Bu özellik sayesinde grafik çipi, RAMDAC'a gönderilen görüntüde kursör pozisyonuna kursör şeklini çizer. GDI ve DirectDraw ise, Microsoft tarafından geliştirilen iki API'dir (uygulama programlama arabirimi). Grafik çipleri, GDI ve DirectDraw performansını arttırmak için de özel tanımlı donanıma sahiptirler; çünkü bu arabirimler 2D uygulama program ve 2D oyunlarda hala kullanılmaktadır.
Sistem, 3D uygulama çalıştırırken, birçok kayar nokta ve matris hesapları yapılmaktadır. Bu işlemler, CPU gücünde önemli ölçüde azalmaya neden olur; çünkü genel amaçlı CPU, bu tür hesap gerektiren işlemlere özel tasarlanmamıştır. Bundan dolayı, 3D hızlandırma yetenekli bir grafik çipi, 3D uygulamalarda CPU'nun yükü önemli ölçüde azalacak ve diğer işlemlere daha hızlı cevap verebilecektir. 3D bilgisayar grafikleri hakkında daha fazla bilgi için, 3D Bilgisayar Grafiklerinin İçinde dökümanına bakabilirsiniz.

Kaplama, renk alan çevrimi ve ölçekleme, grafik çipleri için yaygın video hızlandırma özelliklerinden bazılarıdır. Video oynatımı, bu özellikler ile, CPU gücünü fazla harcamadan, çok güzel olabilir. Bilgisayar video sisteminde video, monitörde, YUV veya YCbCr renk alanında görüntülenir; halbuki, diğer grafikler RGB renk alanındadır. Üstelik video, tampon bellekte durmaz. Bunun yerine, özel renkle boyanmış bir dikdörtgen, videonun oynatılacağı alana yerleştirilir. Videoyu YUV (veya YCbCr) biçiminden RGB biçimine çevirme ve çevirilmiş görüntüyü özel renkli dikdörtgene yapıştırma mekanizması, renk alan çevrimi ve kaplama mekanizması olarak adlandırılır. Tahmin edilebileceği üzere, videonun oynatımı için ayrılan alan aynı boyutta olmayabilir. Videoyu, video penceresine sığacak şekilde büyütmek veya küçültmek için yapılan ölçekleme de, video hızlandırmada yaygın bir özelliktir.
TV setlerinin büyük ekran boyutunun ve popülerliğinin avantajlarından yararlanabilmek için, TV çıkış işlem çiplerine, grafik kartlarında sıkça rastlıyoruz. Genellikle, grafik kartının TV çıkış fonksiyonu, oyunları veya videoları televizyonlarında seyretmek isteyen kullanıcılar için tercih sebebi oluyor. TV giriş işlemcisi ise, video heveslileri için diğer bir özelliktir. TV giriş portu aracılığıyla analog video, dijital biçime çevrilebilir ve bu sayede bilgisayarda düzenlenebilir. TV çıkış işlemcili grafik kartları, piyasada oldukça yaygındır.


Grafik Kart Öğelerine Genel Bakış
Şekil 1, grafik kartının blok şemasını göstermektedir. Dört gerekli öğe bulunmaktadır: grafik kontrol aygıtı, RAMDAC, yerel hafıza ve VGA BIOS'u. Bu dört öğeyi oluşturduğunuzda, temel grafik fonksiyonlarına ulaşılmış demektir. Bugünlerde, grafik kartları, yeteneklerini daha fazla öğe ekleyerek geliştirmektedir. TV girişi, TV çıkışı ve MPEG video hızlandırma, en popülerlerindendir. Şekil 1'deki gölgeli bloklar, opsiyonel parçaları göstermektedir.


Şekil 1. Bir grafik kartının blok şeması.

Şekil 1'deki bloklar, standart bir grafik kartının öğeleri olarak düşünülebilir. Şekil 2 ise, ASUS AGP-V3000ZXTV kartının bir örneğidir. Öğeler şu şekildedir:

A: grafik çipi (ısı tablalı nVidia RIVA128ZX, grafik kontrol aygıtı ve RAMDAC)
B: yerel hafıza (SEC SGRAM)
C: BIOS (ATMEL flaş hafıza)
D: TV giriş işlemcisi (Philips SAA7111A)
E: TV çıkış işlemcisi (Chrontel CH7002)


Şekil 2. ASUS AGP-V3000ZXTV grafik kartı.

Grafik Kontrol Aygıtı
Grafik kontrol aygıtı, grafik kartının kalbidir. Bu öğe, bir 2D hızlandırıcı, bir 3D motoru ve bir video hızlandırıcıyı barındırır. Harici bağlantılar için, AGP (veya PCI), yerel hafıza arabirimi ve video arabirimini barındırır (VMI, VIP, AMC, vs.).

Önceden de belirtildiği gibi, 2D hızlandırıcı, bazı BitBLT motorlarından ve donanımsal kursör mekanizmasından meydana gelmektedir. BitBLT terimi, piksel bloklarını bir hafıza bölgesinden bir diğerine taşınması anlamına gelir. BitBLT işlemi, saydam ya da saydamsız olabilir. Saydamsız aktarımlar için, belirtilen veri, hedefe direk taşınır. Saydam aktarımlar içinse, kaynak renk, hedef renk ile karşılaştırılır ve seçili saydamlık moduna göre hedefe yazılır. Birçok grafik çipi, aktarmadaki kaynak ve hedefin üst üste gelmesine izin verir. Yani, kaynak ve hedef hafıza bölgeleri arasında çakışan bir alan olabilir.

Sabit BitBLT, dikdörtgensel bir bloğun değişime uğramadan hafıza bölgeleri arasında taşınması anlamına gelir. Gerilmiş BitBLT ise, kaynak verideki yatay ve direk boyutları, kopyalama ve iç değerleme yöntemleriyle, kaynaktan küçük veya büyük bir hedefe oturtabilir. Donanımsal kursör, yazılımsal kursör ile karşılaştırıldığında tamamen farklı bir yolla çalışır. Yazılımsal kursör kullanıldığında CPU, kursör şeklini tampon belleğe belli bir periyotta çizmek zorundadır. Bu gereksiz işlem, grafik çipi donanımsal kursör desteklediğinde yapılmayabilir. Grafik çipinin içinde, sadece kursör şekli çizimine atanmış bir mekanizma bulunmaktadır. Kursör çizme işlemi, görüntü tampon bellekten RAMDAC'e aktarılırken yapılır. Kursör şekli, kursör pozisyonunda orijinal pikselleri örter. Dikkat edilmesi gereken, donanımsal kursör kullanıldığında, kursör görüntüsünü tampon bellekte bulamazsınız, çünkü o aşamada kursör çizilmemiştir.

3D bilgisayar grafik veri hattı, hesaplarla dolu birçok aşama içerir. Genellikle veri hattı, koordinat dönüşümü, kırpma, ışıklandırma, gölgelendirme ve doku kaplama aşamalarını barındırır. Koordinat dönüşümü, 3D nesnelerin konumlanması, görünüm alanı tanımlanması ve perspektif efekt yaratılması için kullanılır. Kırpma ise, sanal 3D dünya içinde bir küp tanımlamak içindir. Sadece kübün içinde kalan nesneler kaplanacak ve modellenecektir. Geri kalanlar için kaplama ve modelleme gereksizdir, çünkü onlar ekranda görünmeyecektir. Işıklandırma, kırpma aşamasında belirlenen görünüm alanındaki poligonlarda bulunan noktaların renklendirilmesi için kullanılır. Gölgelendirme, poligonları belli kurallara göre doldurma işlemidir. Doku kaplama ise, 3D nesneyi oluşturan poligonlara, doku adı verilen özel bir resim yapıştırmak için kullanılır.

Genellikle, 3D motoru dahilinde olan bir grafik kontrol aygıtı, en azından gölgelendirme ve doku kaplama motorlarını içerir. Yeni jenerasyon grafik hızlandırıcıları, 3D grafik veri hattında birçok işlemi daha üzerine almaktadır. Örneğin, nVidia'nın GeForce256 işlemcisi, dönüşüm ve ışıklandırma aşamalarını da üstlenen bir grafik motoruna sahiptir. GeForce256 gibi güçlü bir grafik çipiyle rahatlayan CPU, daha sofistike yapay zeka, daha iyi çarpışma tespiti ve detaylı 3D nesneler için kullanılabilir.

Renk alan çevrimi, kaplama ve ölçekleme, video hızlandırma özellikleri listesinde çoğunlukla yer almaktadır. Video oynatım sistemlerinde genellikle, kodu çözülmüş video içindeki pikseller, hala YUV (veya YCbCr) renk alanında gösterilmektedir. Fakat, bilgisayar monitörleri sadece RGB görüntülenmesine izin verir. Bu nedenle, YUV (veya YCbCr) biçimden RGB biçimine renk alan çevrimi, bilgisayarlı video oynatım sistemi için gerekli bir aşamadır. Dikkat edilmesi gereken nokta, kodu çözülmüş YUV video, görüntü hafızasının tampon belleklerinde bulundurulmaz. Onun yerine, tampon belleklerin dışında bir yerde tutulur. Kodu çözülmüş YUV videoyu ekrandaki belli bir pozisyonda görüntüleme mekanizmasına "kaplama" adı verilir. Özel renkle boyanmış bir dikdörtgen, tampon bellekte bulunur. Kaplama donanımı, YUV videoyu alır, RGB videoya çevirir, renkli dikdörtgenin üzerine yapıştırır ve son görüntüyü RAMDAC'e gönderir.

RAMDAC
İsminden de anlaşılacağı üzere RAMDAC, RAM (rasgele erişim hafızası) ve DAC'den (dijitalden analoga çevirici) oluşur. Genellikle RAMDAC, renk tasarlama için bir tablo ve bir dijitalden analoga çevirici sunar; çünkü bilgisayar monitörleri genellikle analog sinyal alırlar. Renkli bir bilgisayar monitörü için, her piksel üç fosfor noktasından oluşur: bir kırmızı, bir yeşil ve bir mavi. Bu birincil renklerin ağırlığını değiştirmek, insan gözü tarafından algılanabilen bütün renklerin ekranda görüntülenebilmesini sağlar. Bir pikselin kırmızı olması gerekiyorsa, kırmızı fosfor aktif hale gelir, ama yeşil ve maviler pasif durumdadır. Aktifliğin miktarı, RAMDAC tarafından oluşturulan analog voltaj sinyallerinin belirlediği parlaklığı oluşturur. Bugünlerde RAMDAC'in fonksiyonu, tamamen grafik kontrol aygıtına dahil edilmiştir.

Şekil 3'te, ekranda gösterilecek olanlar, yerel hafızadan RAMDAC'e alınmaktadır. Gelen dijital bilgiyi yorumlamak için iki yol bulunmaktadır: indeksli renk veya direk renk. İndeksli renkle, örneğin 8-bit (256 renk) indeksinde, üç RAM'den birisi, 8-bitlik verinin bir kopyasını alır ve onu spesifik kırmızı, yeşil ve mavi değerleriyle tasarlar. Burada, bu üç RAM üç tablo gibi davranır: birisi kırmızı için, birisi yeşil için, birisi de mavi için. Renk indeksi, RAM çipindeki belirli bir alanı adreslemek için kullanılır. Direnk renk modunda, piksel verisi, tablolara uğramamak ya da DAC'i direk beslemek için kullanılır. Veya direk olmadığında, tablo aracılığıyla gama düzeltme uygulanabilir. Tablo RAM'lerinin direk renk modundaki asıl amacı, görüntü monitörleri için gama düzeltme sunmaktır.


Şekil 3. RAMDAC'in Blok Şeması.

Bir Cathod Ray Tube (CRT) monitör için, aktif fosforun yoğunluğu güçsel olarak (gama, genellikle 2.5 civarında) sinyal voltajına orantılıdır. Sonuç olarak, yüksek yoğunluklu alanlar geniş, düşük yoğunluklu alanlar sıkışık durumda olur. Şekil 4'te, fosfor parlaklığı olan kesik çizgi şeklindeki eğri, gelen birincil renk yoğunluğuna doğrusal orantıyla bağlıdır. Doğrusallığın sebebi, yoğunluk değişikliklerine yaklaşık olarak eşit orantıdadır. Önceden de belirtildiği gibi, gama düzeltme, RAMDAC'teki tabloda bulunan önceden düzeltilmiş eğrinin tanımlanmasıyla elde edilir. Video sinyalleri gama düzeltmeye uğratılarak, CRT'nin yoğunluk çıkışı, belirlenen karakteristikte sinyal voltajlarıyla doğrusal orantıda olacaktır. Gama değerleri, ortamsal ışık kaynaklarından etkilenir. Parlak bir ofisteki bir monitörün gaması, loş ışıklı bir odadan farklı olur.


Şekil 4. Gama düzeltmenin aktarım fonksiyonu.

Şekil 4'te de göründüğü üzere, monitör karakteristiği, alttaki eğriden anlaşılır. Fakat, belirlenen eğri, kesik düz çizgidir. RAMDAC'teki tablonun içeriği, üstteki eğride de görüldüğü gibi, monitör karakteristiğinin ters fonksiyonu gibi davranacak şekilde oluşturulmuştur. Kanalın sonuç efekti, önceden düzeltilmiş eğri ile monitör karakteristik eğrisinin çarpımından oluşacak ve bu sayede belirlenen düz çizgiyi oluşturacaktır.

RAMDAC'in hızı, zorlayarak oluşturulmuş bir değerdir. Bugünlerde grafik çipleri, genellikle 200MHz'den daha hızlı RAMDAC'e sahip oluyorlar. Yani RAMDAC, monitöre saniyede 200 milyondan fazla piksel yeteneğine sahiptir.

Grafik kartının belli görüntü modlarında belli çözünürlükleri ve tazeleme oranlarını desteklemesini etkileyen birçok faktör vardır. Aşağıda bunlardan dördünü görebilirsiniz:[list=1]- Veri yolu genişliği ve yerel hafıza ile RAMDAC arası hız.
- Ekran tazeleme için ayrılan yerel veri yolu bant genişliğinin yüzdesi.
- RAM erişim hızı ve DAC çevrim hızı.
- Sürücü tanımlaması.
Bu dört faktör göz önünde bulundurularak grafik kartı çözünürlük tablosu oluşturulabilir.

Yerel Hafıza
Grafik kartlarında Synchronous Dynamic RAM (SDRAM) ve Synchronous Graphics RAM (SGRAM) adlı iki tip yerel hafıza yaygın olarak kullanılmaktadır. Yerel hafızanın asıl görevi, monitörde gösterilecek görüntünün saklandığı tampon bellek olarak çalışmaktır. Ekranda gösterilen görüntünün arkasında, bir veya iki ek görüntü alanı, animasyon ve video oynatım programlarının modelleme gibi işlemleri için kullanılır. Bunlar, çift veya üçlü tampon olarak adlandırılır. Monitörde görüntülenen içeriğin bulunduğu hafıza alanı, ön tampon olarak adlandırılırken, diğerleri arka tampon olarak adlandırılır. Bu mekanizma sayesinde, modelleme arka tamponda yapılabilir. Modelleme gibi işlemler tamamlandığında, arka tamponlardan ilgili olanla ön tampon yer değiştirir. Yani, çift veya üçlü tampon kullanıldığında, modelleme işlemi yapılırken kullanıcı bunun farkına varmaz.

Yerel hafıza, ayrıca 3D ve 2D modellemeyi hızlandırmak için cache bellek olarak da kullanılabilir. Dokular, aygıt bitmapleri, kalemler, fırçalar ve yazı tipleri, cache belleğe atılabilecek tipte öğelere örneklerdir.

SDRAM ve SGRAM arasındaki temel farklar aşağıda listelenmiştir:[list=1]- Veri yolu genişliği: Genellikle, SDRAM için çip başına veri yolu genişliği 16-bit iken, SGRAM için bu 32-bit genişliğindedir.
- SGRAM, blok yazma modu sunar: Sadece bir komutla, bir veriyi, birden çok ardışık sütun alanına yazma. Bu çok karlı bir işlemdir, çünkü sürekli hafızaya yazma işlemleri sırasında çokça komut döngüsüne gerek kalmaz.
- SGRAM, örtülü yazma modu (bit başına yazma, WPB) sunar: WPB, "mask register"ı kullanıldığında aktif hale geçen bir yazma modudur. Yani, WPB komutu kullanılarak bazı bitler örtülür (hedefe yazılmaz). Şekil 5, WPB mantığına bir örnek göstermektedir.


TV Codec'leri
Monitör üretim teknolojisi geliştikçe, monitörün köşegen boyutu daha çok büyümektedir ve nokta aralığı daha iyiye gitmektedir. Fakat, bir bilgisayar monitörünün ekran boyutu, genellikle bir TV setinden küçük olur; çünkü bilgisayar monitörleri, hem dikey hem de yatay yönlerde daha küçük nokta aralığına sahip olmak zorundadır. Ayrıca, multimedya uygulamaları (VCD, DVD ve oyunlar) son günlerde epeyce büyüme gösteriyor. İnsanlar da haklı olarak bu tür eğlenceleri daha büyük ekranlarda yaşamak istiyorlar. TV seti, en iyi çözümdür. Bu nedenlerden dolayı, TV codec çipleri, eğlence efektini arttırmak için grafik kartlarına entegre edilmektedir.

TV codec, TV giriş ve TV çıkış işlemcileri anlamına gelir. TV giriş işlemcisi, standart analog TV sinyalini (NTSC, PAL veya SECAM) alır ve onu dijital TV biçimine (CCIR601 veya CCIR656) çevirir. İki tip de TV çıkış işlemcisi bulunmaktadır, birisi TV giriş işlemcisinde anlatılanın tam tersini yapar. Birisi de analog RGB sinyallerini alır ve onu standart TV sinyaline çevirir. Genel olarak, birinci sistem (Dijital TV'den analog TV sinyaline çeviren) daha iyi sonuç verir.

Analog TV sinyalleri için kullanılan ana bağlantılar RCA, S-Video ve SCART'tır. RCA bağlantıları için iki metal bağlantı vardır (Şekil 2'deki F kutusuna bakınız ); birisi bileşik TV sinyali için, birisi de toprak. Bileşik sinyal, renkli video ve zamanlama bilgisinin aynı sinyal üzerinde beraber gelmesi anlamına gelir. Videoyu düzgün alan bir video sistemi için, sinyal birçok parçayı barındırmak zorundadır. Ekranda gösterilecek videoyu ve bu videonun renklerini doğru içermelidir. Bu parça, aktif video olarak adlandırılır. Video sistemi ayrıca her pikselin nereye konacağı bilgisine de ihtiyaç duyar. Buna da sync adı verilir. Görüntü, elektron tabancasını ne zaman kapatacağını da bilmelidir ki, ışığın geri gidişi ekranda gözükmesin. Bu video parçasına da blanking denir. Aslında, her parça üç ayrı bağlantı üzerinden paralel olarak gönderilebilir ve yine video oluşur ve yine ekranda güzel gözükür. Fakat bu zarar etmek demektir, çünkü bu parçalar tek bir bağlantı gerekecek şekilde birleştirilebilmektedir. Bileşik video, tek bağlantı gerektirecek şekilde, bir görüntü için gerekli olan bütün parçaları tek sinyalde birleştiren video akışıdır.

S-Video bağlantıları (bkz. Şekil 2'deki G kutusu) dört pine sahiptir; bir parlaklık, bir renklilik, ve iki toprak. "S", ayrı (seperate) anlamına gelir, yani renklilik ve parlaklık sinyalleri ayrıdır. Bileşik video sinyalinin Y/C ayrımı işleminde hiçbir zaman mükemmel olamama problemi vardır. Çok dolu kenarlarda karışan noktalar ve hareket eden renkler gibi bazı problemler oluşur. Sonuç olarak, S-Video, görüntü kalitesini arttırmak için Y ile C'yi ayırır.

Avrupa'daki birçok ses/video aygıtları, Peritel olarak da bilinen tek/çift 21-pin SCART bağlantılarını destekler. Bu bağlantı, mono/stereo ses, bileşik video, S-Video ve RGB-Video'nun tek kablo kullanılarak aygıtlar arasında aktarılmasını sağlar. Spesifik fonksiyonlara bağlı olarak birçok SCART tipi bulunmaktadır.

Macrovision, VHS video teypleri ve dijital video sistemleri için kopyalamayı önleyen bir sistem geliştirmiş ve geliştirmeye devam etmektedir. Macrovision, VCR ve TV setlerindeki farkları göz önünde bulundurarak çalışmaktadır. Kopya koruma sinyali, iki öğeden oluşur: Automatic Gain Control (AGC) ve Colorstripe. Bir TV setindeki AGC devresi, değişime yavaş cevap verecek şekilde tasarlanmıştır; fakat bir VCR'daki değişime çabuk cevap verir. Bunun avantajını kullanarak, Macrovision video sinyalini değiştirir (arada kalan blanking sürelerine bozuk görüntü koyarak); bu da TV'nin görüntüyü normal vermesini sağlarken, VCR'nin görüntülenebilir bir kayıt yapmasını engeller. Korsan kopyalar bu nedenden dolayı, bozuk görüntüler, renk kayıpları, video kayıpları ve görüntü kopmaları gibi sorunlar barındırır. Colorstripe işlemi ise, orijinal program izlemede saydam, fakat yasadışı kopya oynatımında sorunlu çizgilere neden olacak şekilde, Colorburst bilgisini değiştirir.

Aynı yetenekteki TV çıkış kodlama çipleri, iki sürüme sahiptir: Macrovision'lu ve Macrovision'suz. Donanım üreticileri bu kopya koruma özelliklerini kullanabilmek için Macrovision Corporation'a belli bir miktar ödemek zorundadırlar.

BIOS
Pencere tabanlı olmayan çalışma ortamları zamanında (DOS gibi), VGA BIOS'u, grafik kartları için bütün görüntü fonksiyonlarını oluşturan bir kod sunma zorunluluğu içindeydiler. O zamanlarda, VGA BIOS INT10H için kesme servis rutinleri (ISR) sunmak için kullanılırdı. Programlar, grafiksel fonksiyonlar için ya INT10H içindeki fonksiyonları kullanırlardı ya da grafik kartındaki tampon belleklere direk yazarlardı.
Şimdilerde, pencere tabanlı çalışma ortamlarının gün geçtikçe popüler olmasıyla, grafik kartı, API'ler ile grafik kartı arasında bir köprü görevi görecek sürücülere ihtiyaç duymaktadır. Grafik kart sürücüsü, BIOS kodunun yerini alır ve komutları grafik donanımına direk yollar.
Sistemin açılması esnasında VGA BIOS, Power On Self Test (POST) fonksiyonlarını gerçekleştirmek için bazı kodlar sunar. POST ayrıca kart üzerindeki TV codec'lerini de ayarlar. Bir TV setinin varlığı da ancak bu aşamadaki kontrollerle anlaşılır.
Daha çok grafik fonksiyonlarına gerek duyuldukça, VGA BIOS fonksiyonları, DOS kullanıcılarının ihtiyaçlarını karşılamak için genişletildi. Buna da VESA BIOS genişlemesi (VBE) denilmektedir.

Video Giriş Arabirimi
Video giriş arabirimi, bir video modülü (örneğin bir MPEG dekoderi) ile videoya hazır bir aygıt (örneğin grafik kartı) arasındaki bağlantıdır. Bu video giriş arabiriminin amacı, yaygın bir bağlantı sunmaktır; bu sayede, dijital video akış ve kontrolleri, video çipi ile grafik çipi arasında değişilebilir. Fakat, her çip üreticisi, kendi çipini diğerlerinden ayırmak için arabirimi farklı tanımlar. Sonuç olarak, masaüstü kişisel bilgisayar sistemlerinde çok fazla bağlantı tipi bulunur. VMI (Video Module Interface), VIP (Video Input Port), LPB (S3's Local Peripheral Bus) ve AMC (ATi Multimedia Channel) bunlardan en çok bilinenlerdir. Dizüstü kişisal bilgisayar için, ZV (Zoomed Video) standart olandır.

MPEG Hızlandırıcı
Dijital video uygulamalarının hızlanmasıyla, MPEG dekod işlemi, kişisel bilgisayar sistemlerinde önemli bir yetenek haline gelmiştir. MPEG dekoderi, yazılımsal veya donanımsal olabilir. Yazılımsal yaklaşım kullanıldığında, video oynatım kalitesi üzerinde CPU performansı etkili olacaktır. Fakat, MPEG dekod işlemindeki bazı hesaba dayalı bölümler, başka bir donanım tarafından yapılsa, CPU'nun bu ağır yükü oldukça azalacaktır. Bu da doğal olarak, daha çok kaliteye yol açar. MPEG dekod donanımı, kısımsal ya da tümden grafik çipine dahil edilmiş olabilir. Motion Compensation, grafik çiplerinde tanımlanan en yaygın işlemlerden biridir. Bunun haricinde, Discrete Cosine Transform ve Inverse Zigzag Scan, MPEG dekod performansını arttıran diğer bazı tanımlamalardır.