第7節(jié)、認(rèn)識顯卡

1、,,顯卡的認(rèn)識及選購,主講內(nèi)容,認(rèn)識顯卡,顯卡組成,顯卡功能,顯卡接口,顯卡主要性能,顯卡主流技術(shù),顯卡選購技巧,顯存容量,顯存位寬,顯存類型,統(tǒng)一渲染,多顯卡,選擇適合的顯卡,品牌、芯片、散熱、做工,一、認(rèn)識顯卡1.1、顯卡的功能,隨著圖形化操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，CPU需要處理的圖形圖像越來越多，為了輔助CPU完成大量的圖形圖像處理工作，并提高顯示效果，顯卡應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)在的顯卡擁有獨立的顯示芯片（GPU）和顯存。在處理圖形圖像信息時

2、，CPU將數(shù)據(jù)傳送到顯示芯片上，顯示芯片對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果存放在顯存中，接著將顯存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字信號與模擬信號的轉(zhuǎn)換，然后通過輸出接口輸送到顯示器，用戶就可以在顯示器上看到處理結(jié)果了。 隨著硬件和軟件技術(shù)的發(fā)展，顯卡的功能越來越重要，其處理性能遠(yuǎn)超過了CPU，已經(jīng)不再是輔助CPU的設(shè)備，而成為電腦中缺一不可的硬件設(shè)備。,1.2、顯卡的組成,顯卡可以分為集成顯卡和獨立顯卡，集成顯卡是集成在主板上顯示芯片，而

3、獨立顯卡則是獨立的板卡，它主要由PCB板、顯示芯（GPU）、顯存、顯卡BIOS、散熱器、數(shù)據(jù)總線接口和數(shù)據(jù)輸出接口等組成。,散熱器和GPU,顯卡BIOS,顯存,數(shù)據(jù)輸出接口,數(shù)據(jù)總線接口,PC基板,供電電路,1.2.1、PCB基本和GPU,PCB板 PCB板即電路板或線路板。顯卡采用的PCB板的作用與主板的PCB板相同，都是用于布線并安裝其他電子原件的。通常情況下，越高端的顯卡，其采用的PCB板層數(shù)越多。顯示芯片（GPU）

4、 顯示芯片（GPU）是顯卡處理圖形圖像的核心芯片，它負(fù)責(zé)絕大部分圖形的計算工作，其處理能力的高低直接決定了顯卡的檔次。 目前市場上的顯卡大多采用nVIDIA和AMD（ATI）兩家公司的顯示芯片。,顯存 顯存是顯卡上的一種存儲芯片，其作用與內(nèi)存相似，用于臨時存放顯示數(shù)據(jù)。它對顯卡的性能影響很大，顯存容量越大，所能顯示的分辨率和顏色數(shù)就越高，顯示效果也就越好。 目前常見的顯存容量一般為256MB、512MB和1

5、GB等多種顯卡BIOS 顯卡BIOS主要用于存放顯示芯片與驅(qū)動程序之間的控制程序，以及顯卡的型號、規(guī)格、廠家和出廠時間等信息。 早期的顯卡BIOS被固化在ROM芯片中，不可修改?，F(xiàn)在的顯卡BIOS都采用一種可擦寫的Flash ROM芯片，可以通過專用的程序進(jìn)行改寫和升級,,1.2.2、顯存和顯卡BIOS,1.2.3、散熱器和數(shù)據(jù)總線接口,散熱器 在顯卡工作時，GPU和顯存顆粒的發(fā)熱量很大，通常顯卡制造商都會為

6、其安裝單獨的散熱器，例如散熱或者散熱風(fēng)扇等，以保證顯卡能夠正常工作。 數(shù)據(jù)總線接口 數(shù)據(jù)總線接口也就是顯卡的金手指，它是顯卡用于接收各種圖像處理信息的通道。常見的總線接口包括AGP和PCI-Express接口兩種，AGP接口是早期顯卡采用的接口，目前已被淘汰。 目前主流的是PCI-Express接口，它采用串行傳輸方式，每個傳輸通道能夠獨享帶寬，并支持雙向傳輸模式和數(shù)據(jù)分路傳輸模式（×1、×

7、;2、×4、×8和×16等）。按照×1單向傳輸帶寬為250MB/s計算，PCI-Express ×16接口的數(shù)據(jù)傳輸速度高達(dá)8GB/s，是AGP接口的4倍。,1.2.4、數(shù)據(jù)輸出接口與供電,數(shù)據(jù)輸出接口 數(shù)據(jù)輸出接口是顯卡向顯示器提供顯示信號的通道，常見的顯示接口包括VGA（D-Sub）接口、DVI接口、S（VIVO）端子和HDMI接口等。 供電電路 顯卡的供

8、電電路是專門為GPU芯片和顯存等電子原件供電的電路。隨著顯卡能耗的提高，其采用的供電電路越來越復(fù)雜，現(xiàn)在很多高端顯卡已經(jīng)開始采用4+2相供電電路。,1.3.1、顯卡輸出接口-VGA和DVI,VGA接口 VGA接口是早期AGP顯卡上常見的輸出接口，其輸出的信號為模擬信號，在數(shù)據(jù)傳輸時需要經(jīng)過數(shù)/模轉(zhuǎn)換、模/數(shù)轉(zhuǎn)換兩次信號轉(zhuǎn)換。隨著DVI和HDMI接口的興起，VGA接口已經(jīng)逐漸被淘汰。DVI接口 DVI接口是一種目前主流

9、顯卡上最常見的一種輸出接口，它只能輸出圖像信號。這種接口又分為DVI-Integrated(DVI-I)和DVI-Digital(DVI-D)兩種，前者具有24只數(shù)字信號針腳和5只模擬信號針腳（4個針孔和1個十字花），支持?jǐn)?shù)字和模擬兩種顯示方式。后者沒有模擬信號針腳，只支持?jǐn)?shù)字顯示方式。,S端子 S端子也叫TV-OUT接口，是一種很常見的顯卡輸出接口，主要用于將視頻信號中的亮度信號和色度信號分開輸出，可以克服復(fù)合視頻輸出時的亮

10、度和色度的互相干擾。 此外，還有一種增強(qiáng)型S端子，它比普通S端子多了3只針腳，能夠多輸出幾路信號 ，在某些顯卡上用來輸出復(fù)合視頻信號，一般作為普通S端子使用。HDMI接口 HDMI接口，即高清晰度多媒體接口。它提供高達(dá)5GB/s的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，能夠傳送高分辨率的視頻信號和無壓縮的音頻信號，最大傳輸距離可達(dá)15米。主要應(yīng)用在中高端顯卡中。,1.3.2、顯卡輸出接口-S端子和HDMI接口,顯卡的性能指標(biāo)直接反映了顯卡的性能

11、。在選購顯卡之前，應(yīng)該先了解它的一些主要性能指標(biāo)，包括顯存容量、顯存位寬、顯存類型、核心頻率、顯存頻率、RAMDAC頻率以及流處理器的數(shù)量等。,2、顯卡的性能指標(biāo),顯存容量 顯存容量是指顯卡采用的顯存的最大容量，其大小決定著顯存臨時轉(zhuǎn)存數(shù)據(jù)的能力，在很大程度上影響顯卡的性能。隨著應(yīng)用需求的發(fā)展，顯存的容量越來越大，早期顯卡一般采用32MB、64MB、128MB和256MB等容量，目前主流顯卡的顯存容量一般為512MB和1GB。

12、 顯存位寬 顯存位寬是指在一個時鐘周期內(nèi)所能傳送數(shù)據(jù)的位數(shù)它對顯卡的性能影響非常大，位數(shù)越大，瞬間所能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越大，其單位為bit(位)。目前常見的顯存位寬包括128bit、256bit和512bit等3種，以256bit居多。,2.1.1、顯卡性能——顯存、顯存位寬,GDDR3GDDR3顯存是目前顯卡中最常見的顯存類型，采用144Pin球形針腳的FBGA封裝方式，每個引腳的數(shù)據(jù)傳輸率為1.6Gb/s，單顯存顆粒（32bi

13、t）能提供6.4GB/s的帶寬。GDDR3顯存采用的標(biāo)準(zhǔn)電壓與采用的制造工藝相關(guān)，最新GDDR3顯存大多數(shù)采用70nm（納米）制造工藝。GDDR4顯存采用8倍數(shù)據(jù)預(yù)讀取的技術(shù)（8bit-prefetch）,其最大的優(yōu)勢是可以在和GDDR3相同的核心工作頻率上將數(shù)據(jù)傳輸率倍增，有效地解決了顯存的速度瓶頸。要顯存位寬為256bit時，其帶寬可達(dá)102.4GB/s。GDDR4顯存采用與GDDR3顯存相同的FBGA封裝方式，其工作電壓在1.

14、8～2.0V之間。理論上運(yùn)行效率比GDDR3顯存提升了56%。 GDDR5顯存GDDR5顯存是新一代顯存，其每個引腳的數(shù)據(jù)傳輸率最高可達(dá)到6GB/s,單顯存顆粒（32bit）可提供20GB/s的帶寬。在顯存容量相同、顯存位寬相同的情況下，GDDR5顯存的總帶寬是GDDR3的3倍以上。目前主要應(yīng)用在高端顯卡中。,2.1.2、顯存類型,顯卡的核心頻率是指顯示芯片的工作頻率，它在一定程度上反映了顯卡的性能。通常在相同級別的顯示芯

15、片中，核心頻率越高，顯卡的性能就越強(qiáng)。 不過，顯卡的性能是由核心頻率、顯存頻率、顯存位寬、顯存容量和渲染管線等多個因素所決定的，因此在顯示芯片不同的情況下，核心頻率高并不代表顯卡的性能就好。例如藍(lán)寶石HD3870 Toxic顯卡的核心頻率達(dá)到800MHz，而藍(lán)寶石HD4850白金版ll代顯卡的核心頻率為650MHz，雖然前者比后者在核心頻率上高出150MHz，但在性能上前者無法與后者相比。,2.1.3、顯卡核心頻率,顯存頻率

16、 顯存頻率是指顯存芯片的默認(rèn)工作頻率，單位為MHz（兆赫茲），它在一定程度上反映了該顯存芯片的速度。目前主流顯存的顯存頻率都在1500～2000MHz之間，高端產(chǎn)品的顯存頻率可達(dá)到4000MHz，甚至更高。RAMDAC頻率 RAMDAC（Random Access Memory Digital/Analog Convertor,隨機(jī)存取內(nèi)存數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器）是顯卡中將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的設(shè)備，用于將顯存中數(shù)字信號

17、轉(zhuǎn)換為顯示器能夠識別的模擬信號。 RAMDAC的傳輸速率就是RAMDAC頻率，單位為MHz（兆赫茲），它決定了顯卡支持的最高顯示分辨率和刷新頻率的高低。其工作頻率越高，頻帶越寬，在采用高分辨率時，顯卡的畫面質(zhì)量越好。,2.1.4、顯存頻率和RAMDAC頻率,流處理器數(shù)量流處理器是在統(tǒng)一渲染架構(gòu)下產(chǎn)生的，它將頂點著色器和像素著色器合二為一，避免了負(fù)載不均衡的情況。隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的流處理器集成了頂點著色、像素著色和幾何著色

18、等多種功能。流處理器的數(shù)量多少在一定程度上體現(xiàn)了顯卡的檔次，特別是對于nVIDIA顯卡采用的流處理器的數(shù)量一般都超過了300個，其中目前最新的AMD Radeon HD4000系列顯示芯片包含的流處理器已經(jīng)超過600個。  顯卡的主流技術(shù)隨著顯卡技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新技術(shù)被應(yīng)用到新的產(chǎn)品中，這些技術(shù)讓顯卡的性能越來越強(qiáng)，用戶在進(jìn)行多媒體處理和游戲時更是如虎添翼。,2.1.5、流處理器與顯卡的主流技術(shù),統(tǒng)一渲染架構(gòu)

19、 統(tǒng)一渲染架構(gòu)是相對于分離式渲染架構(gòu)而言的。早期的顯卡都采用分離式渲染架構(gòu)，這種架構(gòu)由頂點渲染管線和像素渲染管線組成，其生成圖像的過程是：先由頂點渲染管線中的Vertex Shader（頂點著色器）生成基礎(chǔ)和幾何圖形骨架，然后再由像素渲染管線中的Pixel Shader(像素著色器)進(jìn)行填色，最后通過像素渲染管線中的紋理單元進(jìn)行貼圖。 在新的統(tǒng)一渲染架構(gòu)中，將頂點著色器、像素著色器和Geometry Shader(幾何著色器

20、)合并組成流處理器，讓流處理器具有頂點著色、像素著色和幾何著色三種功能，而每條渲染管線均由流處理器和紋理貼圖單元組成，這意味著可以用更小的顯示核心來實現(xiàn)比以前更強(qiáng)的功能。多顯卡技術(shù) 多顯卡技術(shù)就是讓兩塊或者多塊顯卡協(xié)同工作。目前，主流的多顯卡技術(shù)有nVIDIA公司的SLI技術(shù)和AMD（ATI）公司的CrossFire技術(shù),2.1.6、統(tǒng)一渲染架構(gòu)與多顯卡技術(shù),選擇適合的顯卡 辦公用戶只需使用電腦處理簡單的圖文信息、聽聽歌或

21、者看看電影，只要選擇主流的集成顯卡即可。普通的家庭用戶使用電腦主要是上網(wǎng)、看電影和玩休閑游戲等，對顯卡的要求也不高，不必花費(fèi)太多的資金，只需選擇中低端的顯卡就能滿足要求。游戲玩家對顯卡的要求較高，特別需要顯卡具有強(qiáng)勁的3D處理能力和大容量的顯存。需要根據(jù)實際情況而定，有些游戲需要非常高端的顯卡才能運(yùn)行，例如孤島危機(jī)、使命召喚等系列單機(jī)游戲。而對于網(wǎng)絡(luò)游戲，則只需要購買市場上主流的顯卡即可。圖形或動畫設(shè)計者對于顯卡的要求相當(dāng)高，特別

22、是3D動畫制作人員，只有高端的專業(yè)顯卡才能夠滿足其需求。  隨著Intel X4500HD、AMD Radeon HD3300和nVIDIA Geforce 8300等集成顯示芯片的面世，整合主板已不再是“雞肋”。這些集成顯示芯片能夠支持高清硬件解碼，默認(rèn)核心頻率一般在400～500MHz之間，完全可以滿足普通辦公用戶和家庭用戶的應(yīng)用需求,3.1.1、顯卡選購的技巧,AMD公司收購Ati公司后推出了很多高性

23、能的顯示芯片，如目前主流的Radeon HD3000和Radeon HD 4000兩大系列，下面分別進(jìn)行介紹。 Radeon HD 3000系列 Radeon HD 3000系列是AMD公司在2007年底發(fā)布的顯示芯片，包括面向中低端市場的HD 3400和HD3600系列以及面向高端市場的HD 3800系列，包括HD 3450、HD 3650、HD3670、HD 3830、HD 3850和HD 3870等多個型號。

24、 Radeon HD3000系列顯示芯片采用55nm(納米)制造工藝，全面支持DirectX10、Shader Model 4.1和CrossFire技術(shù)，并支持最新的PCI-Express 2.0標(biāo)準(zhǔn)。 Radeon HD 4000系列 Radeon HD 4000系列是AMD公司繼HD 3000系列后推出的一個顯示芯片系列，包括面向中低端市場的HD 4600系列和面向高端市場的HD 4800系列，包括HD

25、 4650、HD 4670、HD 4850、HD 4870和HD4890等多個型號。 Radeon HD 4000系列芯片采用55nm的制造工藝，支持DirectX10.1、Shader Model 4.1和CrossFire技術(shù)，也支持PCI-Express 2.0標(biāo)準(zhǔn)，性能有大幅度提升,3.2.1、選擇合適的芯片——AMD芯片,nVIDIA公司的顯示芯片一直占據(jù)著市場的半壁江山，目前其主流的產(chǎn)品為Geforce 9和Ge

26、force 200兩大系列，下面分別進(jìn)行介紹。 Geforce 9系列是nVIDIA公司在2008年2月發(fā)布的顯示芯片，該系列芯片采用65nm(納米)制造工藝，支持DirectX 10.1技術(shù)、Shader Model 4.1技術(shù)、PureVideo HD技術(shù)、HybridPower 技術(shù)、SLI技術(shù)和PCI-Express 2.0標(biāo)準(zhǔn)，整體性能比Geforce 9系列芯片要高很多。,3.2.2、選擇合適的芯片——nVID

27、IA芯片,Intel公司很早就涉足顯示芯片領(lǐng)域，其產(chǎn)品主要為集成顯示芯片。目前主流產(chǎn)品為GMA X3100和GMA X4500 HD。GMA X3100顯示芯片 GMA X3100顯示芯片采用了與nVIDIA 9系列類似的“統(tǒng)一渲染架構(gòu)”，最高可支持128個渲染單元，核心頻率為500MHz，與Intel公司的上一代顯示芯片GMA 950相比有了質(zhì)的飛躍。 GMA X3100最高可共享384MB系統(tǒng)內(nèi)存，支持Dir

28、ectX 9、Sharder Model 3.0和OpenGL 1.5等技術(shù)，但無法支持高清硬件解碼。GMA X4500 HD顯示芯片 GMA X4500 HD是Intel公司推出新一代集成顯示芯片，它采用90nm的制造工藝。與GMA X3100相比，它的流處理器提升至10個，核心頻率為475MHz，采用64MB DDR2獨立顯存，像素填充率為4.8GPixel/s。并且支持DirectX10和Sharder Model 4

29、.0技術(shù)。,3.2.3、選擇合適的芯片——INTEL芯片,被動式散熱方式是在GPU上安裝一個散熱片，這種方式的優(yōu)點是無噪聲，但由于散熱效果不佳，只適用于工作頻率較低的顯卡。,3.3.1、顯卡散熱方式——被動式,軸流式散熱方式是最常見的散熱方式，通過在GPU上安裝導(dǎo)熱性能高的散熱片和散熱風(fēng)扇，來達(dá)到快速散熱的目的。不過這種散熱方式散發(fā)的熱量被排放到機(jī)箱內(nèi)，如果機(jī)箱內(nèi)的散熱條件不佳，對其散熱效果會不很大的影響。,3.3.2、顯卡散熱方式——

30、軸流式散熱方式,導(dǎo)流式散熱方式也采用散熱片和散熱風(fēng)扇，它與軸流式散熱的區(qū)別在于：散熱片收集的熱量可以通過顯卡自身的專用導(dǎo)流風(fēng)道直接排到機(jī)箱外部，既提高了散熱效果，又不會額外增加機(jī)箱內(nèi)的熱負(fù)荷，常用于中高端顯卡中。,3.3.3、顯卡散熱方式——導(dǎo)流式散熱方式,熱管式散熱方式采用熱管作為傳熱元件，通過熱管內(nèi)部的液體的蒸發(fā)與凝結(jié)過程來散發(fā)熱量。散熱效率很高，且不會額外增加機(jī)箱內(nèi)的熱負(fù)荷。不過，由于其制造成本較高，目前主要使用在較高端的顯卡中。

31、,3.3.4、顯卡散熱方式——熱管式散熱方式,顯卡的品質(zhì)的好壞直接影響到電腦的顯示功能。在選購顯卡時，應(yīng)仔細(xì)辨別顯卡的用料和做工。主要從顯卡的PCB板、顯卡接口的電子元件等方面來進(jìn)行辨別。查看PCB板的品質(zhì) 主流顯卡采用的PCB板主要有4層板和6層板兩種，其中4層板主要應(yīng)用于低端顯卡或小品牌的產(chǎn)品中。 在辨別是4層板還是6層板時，可以從顯卡表面的布線來進(jìn)行辨別。因為4層板只有兩個信號層，顯卡正面和反面的布線比較密集

32、，在顯卡背面的顯存位置上都有電路連接到顯示芯片。而6層板比4層板要多2個信號層，顯卡正反兩面的布線比較稀散，尤其是顯卡背面的布線不像4層板那樣密集。查看數(shù)據(jù)輸出接口 優(yōu)質(zhì)顯卡的各種接口相對齊全，一般都帶有VGA接口、DVI接口和S端子等常見接口，有些高端產(chǎn)品還帶有用于傳輸高清視頻的HDMI接口等。,3.4.1、注重產(chǎn)品的用料和做工,顯卡的品質(zhì)的好壞直接影響到電腦的顯示功能。在選購顯卡時，應(yīng)仔細(xì)辨別顯卡的用料和做工。主要從顯卡

33、的PCB板、顯卡接口的電子元件等方面來進(jìn)行辨別。1、查看PCB板的品質(zhì) 主流顯卡采用的PCB板主要有4層板和6層板兩種，其中4層板主要應(yīng)用于低端顯卡或小品牌的產(chǎn)品中。 在辨別是4層板還是6層板時，可以從顯卡表面的布線來進(jìn)行辨別。因為4層板只有兩個信號層，顯卡正面和反面的布線比較密集，在顯卡背面的顯存位置上都有電路連接到顯示芯片。而6層板比4層板要多2個信號層，顯卡正反兩面的布線比較稀散，尤其是顯卡背面的布線不像4層

34、板那樣密集。2、查看數(shù)據(jù)輸出接口 優(yōu)質(zhì)顯卡的各種接口相對齊全，一般都帶有VGA接口、DVI接口和S端子等常見接口，有些高端產(chǎn)品還帶有用于傳輸高清視頻的HDMI接口等。,3.4.1、注重產(chǎn)品的用料和做工,3、注意電子元件和做工 優(yōu)質(zhì)的顯卡上會大量使用貼片元件和高品質(zhì)的電容，例如固態(tài)電容、鉭電容等，穩(wěn)定性更高。在顯存顆粒方面頁會使用三星、現(xiàn)代等品牌大廠的產(chǎn)品。 此外，在做工方面，優(yōu)質(zhì)顯卡的元器件排列整齊、科學(xué)

35、合理，焊點也非常精致，光滑鮮亮。有些顯卡采用了低劣的焊料或者放置時間太長，焊點有發(fā)灰變黑的現(xiàn)象，這種板卡一定不要購買。4、注意顯存的容量和品牌 顯存的容量對顯卡的性能影響很大，目前市場上的顯卡采用的顯存容量主要 有256MB、512MB和1GB等幾種，其中低端顯卡大多采用256MB顯存，而512MB和1GB顯存大多應(yīng)用在中高端顯卡中。 此外，顯存的品牌也非常重要，常見的顯存品牌有：美國的Micron（美光