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第 7 章 显 卡

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第 7 章 显 卡. 7.1 认 识 显 卡 7.2 显卡的基本结构 7.3 显卡的技术指标 7.4 显卡的选购指南. 7.1 认 识 显 卡. 显卡又称视频适配器,也叫图形加速卡,如图 7-1 所示。目前主要的电脑游戏或是 3D 制作都需要一块强劲的显卡,由于和 3D 息息相关,所以现在的显卡也被称为 3D 图形加速卡。大部分显卡都是以附加卡的形式安装在 PC 主板的扩展槽中,或集成在主板上。目前,市面流行的显卡大多是使用 3D 图形芯片的 AGP 显卡和最新的 PCI-Express 接口的显卡。. 图 7-1 显卡.

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第 7 章显 卡
  • 7.1 认 识 显 卡
  • 7.2 显卡的基本结构
  • 7.3 显卡的技术指标
  • 7.4 显卡的选购指南
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7.1 认 识 显 卡
  • 显卡又称视频适配器,也叫图形加速卡,如图7-1所示。目前主要的电脑游戏或是3D制作都需要一块强劲的显卡,由于和3D息息相关,所以现在的显卡也被称为3D图形加速卡。大部分显卡都是以附加卡的形式安装在PC主板的扩展槽中,或集成在主板上。目前,市面流行的显卡大多是使用3D图形芯片的AGP显卡和最新的PCI-Express接口的显卡。
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1.显卡的发展简史
  • 2.显卡的基本工作原理
  • 3.显卡的分类
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7.2 显卡的基本结构
  • 每一块显卡基本上都是由显示芯片、显示内存、视频BIOS、RAMDAC、显卡接口以及PCB板及板上的电容、电阻等元器件组成的。多功能显卡还配备了视频输出/输入接口,供特殊需要。下面以华硕PCI Express版X800XT PCI Express(如图7-2所示)为例详细地介绍一下显卡的基本结构。
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1.显示芯片
  • 显示芯片也称加速引擎和图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU),是显卡的核心,它的主要任务就是处理系统输入的视频信息并对其进行构建、渲染等工作。
  • 图7-3所示为X800XT PCI Express的显示芯片。
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2.显存
  • 显存即显示缓存,主要作用就是将显示芯片处理的数据临时储存起来,这些数据包括已经处理和将要处理的数据,所以显示芯片和显存之间的通道就十分地重要,畅通与否直接关系到显卡的性能。图7-4所示为该显卡的显示内存。
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显存从封装上来说通常有3种:TQFP(Thin Quad Flat Package,小型方块平面封装)、TSOP(Thin Small Out-Line Package,薄型小尺寸封装)和MBGA(Micro Ball Grid Array,微型球栅阵列封装),其外观分别如图7-5所示。
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显存从类型上来说目前主要有以下几种:SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory,同步动态随机存取存储器)、DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM,双倍速数据传输同步动态随机存取存储器)和DDRII/III SDRAM。
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3.RAMDAC
  • RAMDAC(Random Access Memory Doptal nalog ConVene,随机访问存储数字模拟转换器)是显卡中比较重要的芯片。在视频处理中,它的作用就是把二进制的数字转换成为和显示器相适应的模拟信号。
  • 数模转换工作频率的单位是MHz,与最大分辨率的关系式为:
  • 数模转换的工作频率=最大分辨率×显示刷新频率×带宽系数。
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4.BIOS
  • 显卡的BIOS芯片,通常是一片闪存,它存储了显卡的一些基本的配置信息及驱动程序,如经常说的核心频率和显存频率,默认值就存放在BIOS芯片中。所以如果不改变BIOS内容,即使在操作系统中超频使用显卡了,重启之后还会恢复到原来的默认值。
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5.显卡接口
  • 图7-2所示显卡提供的是两个DVI接口。另外有些显卡的接口比较丰富。如图7-6所示,可以看到显卡有不少的外部接口,从左往右分别是S-Video、DVI和VGA接口。
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7.主板集成显卡
  • 为了降低成本将GPU等芯片都集成在主板上,此类显卡的GPU只是中低端产品,无显存,共享内存,不适合大型图像处理。
  • 现在的集成显卡主板有带AGP插槽和不带AGP插槽之分,如果考虑到以后装独立显卡升级的需要,选购时要注意买带AGP插槽的主板,带AGP插槽的主板插上显卡后,该主板一般会自动屏蔽集成显卡,即使不能自动也可手动屏蔽,从而使用性能更好的独立显卡。
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7.3 显卡的技术指标
  • 在关注显卡性能的时候,总是对主芯片的性能十分关心。虽然显示主芯片对于显卡的性能起着决定性的作用。但是显卡的技术指标很多,显卡的其他性能指标对显卡的性能影响也很大。采用同样芯片的显卡,由于板上所用的元件质量不同,板卡的走线不同,使用起来会有明显的差异。下面介绍一下显卡的一些主要性能指标。
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1.核心频率
  • 显卡的核心频率是指显示核心的工作频率,其工作频率在一定程度上可以反映出显示核心的性能。
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2.显示芯片位宽
  • 显示芯片位宽是指显示芯片内部数据总线的位宽,也就是显示芯片内部所采用的数据传输位数,目前主流的显示芯片基本都采用了256位的位宽,采用更大的位宽意味着在数据传输速度不变的情况,瞬间所能传输的数据量越大。
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3.显存容量
  • 显存容量是显卡上显存的容量数,这是选择显卡的关键参数之一。显存容量决定着显存临时存储数据的多少。
      • 4.显存的频率
  • 显存频率是指在默认情况下,该显存在显卡上工作时的频率,以MHz(兆赫兹)为单位。显存频率在一定程度上反映了该显存的速度。
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5.显存带宽
  • 显存带宽指的是一次可以读入的数据量,即表示显存与显示芯片之间交换数据的速度。带宽越大,显存与显示芯片之间的“通道”就越宽,数据“跑”得就更为顺畅,不会造成堵塞。显存带宽可以由下面这个公式计算:显存频率×显存位宽/8(除以8是因为每8个bit等于一个Byte)。
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6.AGP的带宽
  • AGP(Accelerate Graphical Port,加速图形接口)。 AGP不能称为总线,它与PCI总线不同,因为它是点对点连接,即连接控制芯片和AGP显示卡,但在习惯上依然称其为AGP总线。AGP接口是基于PCI 2.1版规范并进行扩充修改而成的,工作频率为66MHz。
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AGP接口的发展经历了AGP1.0(AGP1X、AGP2X)、AGP2.0(AGP Pro、AGP4X)、AGP3.0(AGP8X)等阶段,其数据传输速率也从最早的AGP1X的266MB/s的带宽发展到了AGP8X的2.1GB/s。
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目前常用的AGP接口为AGP 4X、AGP Pro及AGP 8X接口。需要说明的是由于AGP3.0显卡的额定电压为0.8~1.5V,因此不能把AGP 8X的显卡插接到AGP 1.0规格的插槽中。这就是说AGP 8X规格与原有的AGP 1X/2X模式不兼容。而对于AGP 4X系统,AGP8X显卡仍旧在其上工作,但仅会以AGP 4X模式工作,无法发挥AGP 8X的优势。表7-1所示AGP 1.0、AGP 2.0及AGP 3.0参数对照表。
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7.PCI Express接口
  • PCI Express采用了目前业内流行的点对点串行连接 。
  • PCI Express的接口根据总线位宽不同而有所差异,包括X1、X4、X8以及X16(X2模式将用于内部接口而非插槽模式)。
  • PCI Express规格从1条通道连接到32条通道连接,有非常强的伸缩性,以满足不同系统设备对数据传输带宽不同的需求。
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尽管PCI Express技术规格允许实现X1(250MB/s),X2,X4,X8,X12,X16和X32通道规格,但是依目前形式来看,PCI Express X1和PCI Express X16将成为PCI Express主流规格,同时芯片组厂商将在南桥芯片当中添加对PCI Express X1的支持,在北桥芯片当中添加对PCI Express X16的支持。
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除去提供极高数据传输带宽之外,PCI Express因为采用串行数据包方式传递数据,所以PCI Express接口每个针脚可以获得比传统I/O标准更多的带宽,这样就可以降低PCI Express设备生产成本和体积。另外,PCI Express也支持高阶电源管理,支持热插拔,支持数据同步传输,为优先传输数据进行带宽优化。
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在兼容性方面,PCI Express在软件层面上兼容目前的PCI技术和设备,支持PCI设备和内存模组的初始化,也就是说目前的驱动程序、操作系统无需推倒重来,就可以支持PCI Express设备。
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7.4 显卡的选购指南
  • PCI Express的普及在2005年逐渐铺开,全球两大图形巨头nVIDIA和ATi的旗舰产品全部转向PCI Express接口,PIC Express接口的优势在高端产品迸发。
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入门级别显卡市场将会是经典Radeon9550和原生6200AGP之争。
  • 千元附近价位,前年一直都给各式各样的Radeon9550超频版和9800SE占据;今年nVIDIA的6600/6200系列强势,无论是AGP接口还是PCI Express接口,均有出色表现。
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1 500元附近价位的准高端显卡市场,形势比较明朗。首先从AGP接口显卡市场说起,目前市场上只剩下少量的Radeon9800Pro,而nVIDIA以及Partner却是有条不紊推出6600GT AGP,6600GT AGP销售异常火爆。PCI Express接口市场,nVIDIA的6600GT仍然有SLI这个犀利武器,在难以买到像X850和6800Ultra这类高端显卡的时候,两片6600GT SLI是一个很现实的解决方案。对于ATi来说,旗舰的X700 XT已经停产,消失在ATi最新的Roadmap之中,目前市场主力是256MB容量的X700Pro。
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