第7章顯卡

7.1認(rèn)識顯卡

7.2顯卡的基本結(jié)構(gòu)

7.3顯卡的技術(shù)指標(biāo)

7.4顯卡的選購指南

7.1認(rèn)識顯卡

顯卡又稱視頻適配器，也叫圖形加速

卡，如圖7?1所示。目前主要的電腦游戲或

是3D制作都需要一塊強(qiáng)勁的顯卡，由于和

3D息息相關(guān)，所以現(xiàn)在的顯卡也被稱為3D

圖形加速卡。大部分顯卡都是以附加卡的

形式安裝在PC主板的擴(kuò)展槽中，或集成在

主板上。目前，市面流行的顯卡大多是使

用3D圖形芯片的AGP顯卡和最新的PCI?

Express接口的顯卡。一?——

短擊此處結(jié)束放腕耳囹及

圖7-1顯卡

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1.顯卡的發(fā)展簡史

2.顯卡的基本工作原理

3.顯卡的分類

7.2顯卡的基本結(jié)構(gòu)

產(chǎn)一塊顯卡基本上都是由顯示芯片、

顯示內(nèi)存、視頻BIOS、RAMDAC＞顯

卡接口以及PCB板及板上的電容、電阻

等元器件組成的。多功能顯卡還配備了

視頻輸出/輸入接口，供特殊需要。下面

以華碩PCIExpress版X800XTPCI

Express（如圖7?2所示）為例詳細(xì)地介

紹一下顯卡的基本結(jié)構(gòu)。

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圖7-2顯卡的基本結(jié)構(gòu)

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1.顯示芯片

顯示芯片也稱加速引擎和圖形處理器

(GraphicsProcessingUnit,GPU),是

顯卡的核心，它的主要任務(wù)就是處理系統(tǒng)

輸入的視頻信息并對其進(jìn)行構(gòu)建、渲染等

工作。

圖7?3所示為X800XTPCIExpress的

顯示芯片。

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圖7-3顯小芯片

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2.顯存

顯存即顯示緩存，主要作用就是將顯

示芯片處理的數(shù)據(jù)臨時儲存起來，這些數(shù)

據(jù)包括已經(jīng)處理和將要處理的數(shù)據(jù)，所以

顯示芯片和顯存之間的通道就十分地重要,

暢通與否直接關(guān)系到顯卡的性能。圖7?4所

示為該顯卡的顯示內(nèi)存。

圖7-4顯存

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顯存從封裝上來說通常有3種：TQFP

（ThinQuadFlatPackage,小型方塊平面

封裝）、TSOP（ThinSmallOut-Line

Package,薄型小尺寸封裝）和MBGA

（MicroBallGridArray,微型球柵陣列

封裝），其外觀分別如圖7?5所示。

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TQFPTSOPmBGA

圖7-5

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顯存從類型上來說目前主要有以下幾種：

SDRAM（SynchronousDynamicRandom

AccessMemory,同步動態(tài)隨機(jī)存取存儲

器）、DDRSDRAM（DoubleDataRate

SDRAM,雙倍速數(shù)據(jù)傳輸同步動態(tài)隨機(jī)存

取存儲器）和DDRII/IIISDRAM。

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3.RAMDAC

RAMDAC（RandomAccessMemory

DoptalnalogConVene,隨機(jī)訪問存儲數(shù)

字模擬轉(zhuǎn)換器）是顯卡中比較重要的芯片。

在視頻處理中，它的作用就是把二進(jìn)制的

數(shù)字轉(zhuǎn)換成為和顯示器相適應(yīng)的模擬信號。

數(shù)模轉(zhuǎn)換工作頻率的單位是MHz,與最大

分辨率的關(guān)系式為：

數(shù)模轉(zhuǎn)換的工作頻率=最大分辨率X

顯示刷新頻率X帶寬系數(shù)。

<]a

4.BIOS

顯卡的BIOS芯片，通常是一片閃存，它

存儲了顯卡的一些基本的配置信息及驅(qū)

動程序，如經(jīng)常說的核心頻率和顯存頻

率，默認(rèn)值就存放在BIOS芯片中。所以

如果不改變BIOS內(nèi)容，即使在操作系統(tǒng)

中超頻使用顯卡了，重啟之后還會恢復(fù)

到原來的默認(rèn)值。

另外還存放顯卡型號、規(guī)格、生產(chǎn)廠家、

出廠時間等信息。打開計(jì)算機(jī)時，通過顯

示BIOS內(nèi)一段控制程序，可將這些信息顯

示到屏幕上。

目前主流的顯卡BIOS采用EEPROM

芯片，可以在特定條件下重新修改升級。

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5.顯卡接口

圖7-2所示顯卡提供的是兩個DVI接口。另

外有些顯卡的接口比較豐富。如圖7-6所示,

可以看到顯卡有不少的外部接口，從左往

右分別是S?Video、DVI和VGA接口。

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圖7-6顯卡接口

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7.主板集成顯卡

為了降低成本將GPU等芯片都集成在主板

上，此類顯卡的GPU只是中低端產(chǎn)品，無

顯存，共享內(nèi)存，不適合大型圖像處理。

現(xiàn)在的集成顯卡主板有帶AGP插槽和不帶

AGP插槽之分，如果考慮到以后裝獨(dú)立顯

卡升級的需要，選購時要注意買帶AGP插

槽的主板，帶AGP插槽的主板插上顯卡后,

該主板一般會自動屏蔽集成顯卡，即使不

能自動也可手動屏蔽，從而使用性能更好

的獨(dú)立顯卡。

圖7-7額外供電接口

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7.3顯卡的技術(shù)指標(biāo)

在關(guān)注顯卡性能的時候，總是對主芯

片的性能十分關(guān)心。雖然顯示主芯片對于

顯卡的性能起著決定性的作用。但是顯卡

的技術(shù)指標(biāo)很多，顯卡的其他性能指標(biāo)對

顯卡的性能影響也很大。采用同樣芯片的

顯卡，由于板上所用的元件質(zhì)量不同，板

卡的走線不同，使用起來會有明顯的差異。

下面介紹一下顯卡的一些主要性能指標(biāo)。

<]a

1.核心頻率

顯卡的核心頻率是指顯示核心的工作

頻率，其工作頻率在一定程度上可以反映

出顯示核心的性能。

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2.顯示芯片位寬

顯示芯片位寬是指顯示芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)

總線的位寬，也就是顯示芯片內(nèi)部所采用

的數(shù)據(jù)傳輸位數(shù)，目前主流的顯示芯片基

本都采用了256位的位寬，采用更大的位寬

意味著在數(shù)據(jù)傳輸速度不變的情況，瞬間

所能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越大。

3.顯存容量

顯存容量是顯卡上顯存的容量數(shù)，這

是選擇顯卡的關(guān)鍵參數(shù)之一。顯存容量決

定著顯存臨時存儲數(shù)據(jù)的多少。

4.顯存的頻率

顯存頻率是指在默認(rèn)情況下，該顯存

在顯卡上工作時的頻率，以MHz（兆赫茲）

為單位。顯存頻率在一定程度上反映了該

顯存的速度。

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5.顯存帶寬

顯存帶寬指的是一次可以讀入的數(shù)據(jù)

量，即表示顯存與顯示芯片之間交換數(shù)據(jù)

的速度。帶寬越大，顯存與顯示芯片之間

的“通道”就越寬，數(shù)據(jù)“跑”得就更為

順暢，不會造成堵塞。顯存帶寬可以由下

面這個公式計(jì)算：顯存頻率X顯存位寬/8

（除以8是因?yàn)槊?個bit等于一個Byte）。

6.AGP的帶寬

AGP（AccelerateGraphicalPort,力口

速圖形接口）。AGP不能稱為總線，它與

PCI總線不同，因?yàn)樗屈c(diǎn)對點(diǎn)連接，即

連接控制芯片和AGP顯示卡，但在習(xí)慣上

依然稱其為AGP總線。AGP接口是基于

PCI2.1版規(guī)范并進(jìn)行擴(kuò)充修改而成的，工

作頻率為66MHz。

AGP接口的發(fā)展經(jīng)歷了AGPLO(AGP1X、

AGP2X)、AGP2.0(AGPPro、

AGP4X)、AGP3.0(AGP8X)等階段，

其數(shù)據(jù)傳輸速率也從最早的AGP1X的

266MB/S的帶寬發(fā)展到了AGP8X的2.1GB/s。

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目前常用的AGP接口為AGP4X、

AGPPro及AGP8X接口。需要說明的是由

于AGP3.0顯卡的額定電壓為0.8?L5V,因

此不能把AGP8X的顯卡插接到AGPL0規(guī)

格的插槽中。這就是說AGP8X規(guī)格與原有

的AGP1X/2X模式不兼容。而對于AGP

4X系統(tǒng)，AGP8X顯卡仍舊在其上工作，但

僅會以AGP4X模式工作，無法發(fā)揮AGP

8X的優(yōu)勢。表7?1所示AGP1.0、AGP2.0

及AGP3.0參數(shù)對照表。

<]a

表7-1參數(shù)對照表

AGP1.0AGP2.0AGP3.0

AGPIXAGP2X(AGP4X)(AGP8X)

工作頻率66MHz66MHz66MHz66MHz

數(shù)據(jù)傳輸帶寬266MB/s533MB/S1066MB/S213IMB/s

工作電壓3.3V3.3V1.5V1.5V

單信號觸發(fā)次數(shù)1244

數(shù)據(jù)傳輸位寬32bit32bit32bit32bit

觸發(fā)信號頻率66MHz66MHz133MHz266MHz

7.PCIExpress接口

PCIExpress采用了目前業(yè)內(nèi)流行的點(diǎn)

對點(diǎn)串行連接。

PCIExpress的接口根據(jù)總線位寬不同

而有所差異，包括XLX4、X8以及X16

（X2模式將用于內(nèi)部接口而非插槽模式）。

PCIExpress規(guī)格從1條通道連接到32

條通道連接，有非常強(qiáng)的伸縮性，以滿足

不同系統(tǒng)設(shè)備對數(shù)據(jù)傳輸帶寬不同的需求。

<]a

盡管PCIExpress技術(shù)規(guī)格允許實(shí)現(xiàn)XI

(250MB/S),X2,X4,X8,X12,X16

和X32通道規(guī)格，但是依目前形式來看，

PCIExpressXI和PCIExpressX16將成為

PCIExpress主流規(guī)格，同時芯片組廠商將

在南橋芯片當(dāng)中添加對PCIExpressXI的

支持，在北橋芯片當(dāng)中添加對PCIExpress

X16的支持。

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除去提供極高數(shù)據(jù)傳輸帶寬之外，PCI

Express因?yàn)椴捎么袛?shù)據(jù)包方式傳遞數(shù)據(jù),

所以PCIExpress接口每個針腳可以獲得比

傳統(tǒng)I/O標(biāo)準(zhǔn)更多的帶寬，這樣就可以降低

PCIExpress設(shè)備生產(chǎn)成本和體積。另外，

PCIExpress也支持高階電源管理，支持熱

插拔，支持?jǐn)?shù)據(jù)同步傳輸，為優(yōu)先傳輸數(shù)

據(jù)進(jìn)行帶寬優(yōu)化。

在兼容性方面，PCIExpress在軟件層面上

兼容目前的PCI技術(shù)和設(shè)備，支持PCI設(shè)備

和內(nèi)存模組的初始化，也就是說目前的驅(qū)

動程序、操作系統(tǒng)無需推倒重來，就可以

支持PCIExpress設(shè)備。

點(diǎn)擊此處結(jié)束故映P圖〉

7.4顯卡的選購指