認識電腦顯示卡的工作原理
NVIDIA顯示卡
資料(data) 一旦離開CPU,必須透過4個步驟,最後才會到達顯示屏:
1、從匯流排(bus)進入GPU (Graphics Processing Unit,圖形處理器):將CPU送來的資料送到北橋(主橋)再送到GPU(圖形處理器)裡面進行處理。
2、從 video chipset(顯示卡晶片組)進入video RAM(視訊記憶體):將晶片處理完的資料送到視訊記憶體。
3、從視訊記憶體進入Digital Analog Converter (= RAM DAC,隨機讀寫儲存模—數轉換器):從視訊記憶體讀取出資料再送到RAM DAC進行資料轉換的工作(數字訊號轉模擬訊號)。
4、從 DAC 進入顯示器 (Monitor):將轉換完的模擬訊號送到顯示屏。
顯示效能是系統效能的一部份,其效能的高低由以上四步所決定,它與顯示卡的效能(video performance) 不太一樣,如要嚴格區分,顯示卡的效能應該受中間兩步所決定,因為這兩步的資料傳輸都是在顯示卡的內部。第一步是由 CPU(運算器和控制器一起組成的計算機的核心,稱為微處理器或中央處理器)進入到顯示卡里面,最後一步是由顯示卡直接送資料到顯示屏上。
顯示卡的含義是什麼
顯示卡又被稱為影片卡、影片介面卡、圖形卡、圖形介面卡和顯示介面卡等等。它是主機與顯示器之間連線的“橋樑”,作用是控制電腦的圖形輸出,負責將CPU送來的的影象資料處理成顯示器認識的格式,再送到顯示器形成圖象。顯示卡主要由顯示晶片(即圖形處理晶片Graphic Processing Unit)、視訊記憶體、數模轉換器(RAMDAC)、VGA BIOS、各方面介面等幾部分組成。以上就是顯示卡知識解析。
膝上型電腦顯示卡A卡和N卡有什麼不同
一個是ATI,一個是英偉達的,不是一個品牌的!不過大多數人認為還是英偉達的比較好,不過許多遊戲玩家還是覺得A卡好。
同等型別的顯示卡英偉達效能要好一點,價格也相對低廉一點!NVIDIA、ATI是生產顯示卡的,SIS、VIA等公司都是生產整合顯示卡晶片的。
看引數識顯示卡
1.核心頻率
顯示卡的核心頻率即顯示卡的預設工作頻率,其數值一般越高越好。例如ATI的RV250(Radeon9000/9000Pro),它們使用0.18微米制造工藝,可處理高達10億畫素/s的四條並行渲染管線。Radeon 9000和9000 Pro除了核心頻率有所不同外,其它特徵完全相近。Radeon 9000 配備了核心頻率250MHz GPU和400MHz DDR視訊記憶體(200MHz*2),而9000 Pro的核心/視訊記憶體頻率為275MHz/550MHz DDR(275MHz*2),所以後者的效能更高。
2.關於視訊記憶體
視訊記憶體是影響顯示卡效能的最重要因素之一。
視訊記憶體的容量
說到視訊記憶體,大家肯定能夠說出這塊顯示卡是16M的,那塊是32M的顯示卡等等,這些指的都是視訊記憶體的容量。視訊記憶體就好像一個大倉庫,裡面存放著資料資訊,包括幀緩衝、Z緩衝和紋理緩衝,這些都要佔據視訊記憶體的容量,並且隨著畫面解析度和色深提高而增大,因此視訊記憶體容量大小影響著顯示卡的效能。
視訊記憶體的速度
視訊記憶體速度就是指視訊記憶體的工作頻率,在視訊記憶體顆粒上用納秒錶示,一般有6ns、5ns、4ns、3.5ns、3ns等等,視訊記憶體工作頻率=1/視訊記憶體速度,例如5ns視訊記憶體工作頻率=1/5ns=200MHz。
視訊記憶體的位寬和頻寬
大家知道,視訊記憶體中的資訊並不是靜態的,其需要不斷的和顯示卡核心(GPU或VPU)進行資料交換,這就涉及到了視訊記憶體位寬的概念。視訊記憶體位寬就是指視訊記憶體顆粒與外部進行資料交換的介面位寬,一般有8bit、16bit、32bit等等。
而視訊記憶體頻寬就是視訊記憶體每秒鐘提供最大的資料交換量。我們知道,顯示卡GPU計算後的資料要和視訊記憶體之間做資料交換,因此如果視訊記憶體頻寬不夠高,就會嚴重影響顯示卡的效能。而視訊記憶體頻寬由視訊記憶體位寬和視訊記憶體頻率以及視訊記憶體顆粒數共同決定,即視訊記憶體頻寬=視訊記憶體位寬X視訊記憶體頻率X視訊記憶體顆粒數/8。
如一款GeForce MX440SE顯示卡採用了hynix 4ns DDR SDRAM視訊記憶體,編號為HY5DV“64”“16”22AT,從編號上看這是64兆位的視訊記憶體顆粒,單顆的頻寬是16位,如果其使用了八顆視訊記憶體晶片,那麼它的視訊記憶體容量就是64兆,而視訊記憶體頻寬就是16X8=128位DDR;而如果它只使用了四顆視訊記憶體晶片,那麼它的視訊記憶體容量就是32兆,而視訊記憶體頻寬就是16X4=64位DDR。
3.畫素填充率
畫素填充率是我們在選購顯示卡時經常聽到的一個詞。什麼是畫素填充率呢?畫素填充率即每秒鐘顯示晶片/卡能在顯示器上畫出的點的數量。
舉例來說,如果你將螢幕分辯率高在800X600。則在螢幕上構成每幅影象均需800X600=480000畫素。再以每項秒鐘螢幕重新整理60次算,在此分辯率下所需的最小畫素填充率即為60X800X600=兩千八百八十萬畫素/秒。例如GeForce4 Ti 4600其畫素填充率為1.2GB/sec,而GeForce4 Ti 4200其畫素填充率為900MB/sec,而GeForce4 MX 440其畫素填充率只有540MB/sec,所以前者的效能要比後兩者的高。
4.多邊形生成率
多邊形生成率也令我們耳熟能詳。多邊形生成率即3D晶片/卡每秒能畫出多少骨架(三角形)。由於3D貼圖,效果渲染都需要在這些骨架上進行。所以多邊形生成率越高,3D晶片/卡能提供的畫面越細膩。不過, 這些多邊形在由3D卡處理前是必須透過CPU進行計算,然後再傳給3D卡的。
這樣只有幾何浮點處理能力夠強的CPU才可能及時完成計算並將這些資料傳回給3D卡。要是CPU速度慢一點就會影響到3D畫面的速度。換句話說,3D晶片的多邊形生成率越高,3D晶片的3D處理能力就越強,但對CPU的3D計算要求也越高。例如GeForce4 Ti 4200支援全部GeForce4 Ti核心的特效核心技術,其區別僅僅在於頻率以及由於頻率差別所產生的填充率、多邊形生成率要比GeForce4 Ti 4600差。
視訊記憶體容量是什麼
視訊記憶體容量的功能是什麼?是用來做什麼的?
視訊記憶體容量越大並不一定意味著顯示卡的效能就越高,因為決定顯示卡效能的三要素首先是其所採用的顯示晶片,其次是視訊記憶體頻寬(這取決於視訊記憶體位寬和視訊記憶體頻率),最後才是視訊記憶體容量。一款顯示卡究竟應該配備多大的視訊記憶體容量才合適是由其所採用的顯示晶片所決定的,也就是說視訊記憶體容量應該與顯示核心的效能相匹配才合理,顯示晶片效能越高由於其處理能力越高所配備的視訊記憶體容量相應也應該越大,而低效能的顯示晶片配備大容量視訊記憶體對其效能是沒有任何幫助的。
視訊記憶體容量是顯示卡上本地視訊記憶體的容量數,這是選擇顯示卡的關鍵引數之一。視訊記憶體容量的大小決定著視訊記憶體臨時儲存資料的能力,在一定程度上也會影響顯示卡的效能。視訊記憶體容量也是隨著顯示卡的發展而逐步增大的,並且有越來越增大的趨勢。視訊記憶體容量從早期的512KB、1MB、2MB等極小容量,發展到8MB、12MB、16MB、32MB、64MB,一直到目前主流的128MB、256MB和高檔顯示卡的512MB,某些專業顯示卡甚至已經具有1GB的視訊記憶體了。
顯示卡介面型別
目前各種3D遊戲和軟體對顯示卡的要求越來越高,主機板和顯示卡之間需要交換的資料量也越來越大,過去的顯示卡介面早已不能滿足這樣大量的資料交換,因此通常主機板上都帶有專門插顯示卡的插槽。假如顯示卡介面的傳輸速度不能滿足顯示卡的需求,顯示卡的效能就會受到巨大的限制,再好的顯示卡也無法發揮。顯示卡發展至今主要出現過ISA、PCI、AGP、PCI Express等幾種介面,所能提供的資料頻寬依次增加。其中2004年推出的PCI Express介面已經成為主流,以解決顯示卡與系統資料傳輸的瓶頸問題,而ISA、PCI介面的顯示卡已經基本被淘汰。目前市場上顯示卡一般是PCI-E和AGP這兩種顯示卡介面。
而介面型別是指顯示卡與主機板連線所採用的介面種類。顯示卡的介面決定著顯示卡與系統之間資料傳輸的最大頻寬,也就是瞬間所能傳輸的最大資料量。不同的介面決定著主機板是否能夠使用此顯示卡,只有在主機板上有相應介面的情況下,顯示卡才能使用,並且不同的介面能為顯示卡帶來不同的效能。
PCI Express(以下簡稱PCI-E)採用了目前業內流行的點對點序列連線,比起PCI以及更早期的計算機匯流排的共享並行架構,每個裝置都有自己的專用連線,不需要向整個匯流排請求頻寬,而且可以把資料傳輸率提高到一個很高的頻率,達到PCI所不能提供的高頻寬。相對於傳統PCI匯流排在單一時間週期內只能實現單向傳輸,PCI-E的雙單工連線能提供更高的傳輸速率和質量,它們之間的差異跟半雙工和全雙工類似。
PCI-E的介面根據匯流排位寬不同而有所差異,包括X1、X4、X8以及X16,而X2模式將用於內部介面而非插槽模式。PCI-E規格從1條通道連線到32條通道連線,有非常強的伸縮性,以滿足不同系統裝置對資料傳輸頻寬不同的需求。此外,較短的PCI-E卡可以插入較長的PCI-E插槽中使用,PCI-E介面還能夠支援熱拔插,這也是個不小的飛躍。PCI-E X1的250MB/秒傳輸速度已經可以滿足主流聲效晶片、網絡卡晶片和儲存裝置對資料傳輸頻寬的需求,但是遠遠無法滿足圖形晶片對資料傳輸頻寬的需求。 因此,用於取代AGP介面的PCI-E介面位寬為X16,能夠提供5GB/s的頻寬,即便有編碼上的損耗但仍能夠提供約為4GB/s左右的實際頻寬,遠遠超過AGP 8X的2.1GB/s的頻寬。
儘管PCI-E技術規格允許實現X1(250MB/秒),X2,X4,X8,X12,X16和X32通道規格,但是依目前形式來看,PCI-E X1和PCI-E X16已成為PCI-E主流規格,同時很多晶片組廠商在南橋晶片當中新增對PCI-E X1的支援,在北橋晶片當中新增對PCI-E X16的支援。除去提供極高資料傳輸頻寬之外,PCI-E因為採用序列資料包方式傳遞資料,所以PCI-E介面每個針腳可以獲得比傳統I/O標準更多的頻寬,這樣就可以降低PCI-E裝置生產成本和體積。另外,PCI-E也支援高階電源管理,支援熱插拔,支援資料同步傳輸,為優先傳輸資料進行頻寬最佳化。
在相容性方面,PCI-E在軟體層面上相容目前的PCI技術和裝置,支援PCI裝置和記憶體模組的初始化,也就是說過去的驅動程式、作業系統無需推倒重來,就可以支援PCI-E裝置。目前PCI-E已經成為顯示卡的介面的主流,不過早期有些晶片組雖然提供了PCI-E作為顯示卡介面,但是其速度是4X的,而不是16X的,例如VIA PT880 Pro和VIA PT880 Ultra,當然這種情況極為罕見。
AGP是Accelerated Graphics Port(圖形加速埠)的縮寫,是顯示卡的專用擴充套件插槽,它是在PCI圖形介面的基礎上發展而來的。AGP規範是英特爾公司解決電腦處理(主要是顯示)3D圖形能力差的問題而出臺的。AGP並不是一種匯流排,而是一種介面方式。隨著3D遊戲做得越來越複雜,使用了大量的3D特效和紋理,使原來傳輸速率為133MB/sec的PCI匯流排越來越不堪重負,籍此原因Intel才推出了擁有高頻寬的AGP介面。這是一種與PCI匯流排迥然不同的圖形介面,它完全獨立於PCI匯流排之外,直接把顯示卡與主機板控制晶片聯在一起,使得3D圖形資料省略了越過PCI匯流排的過程,從而很好地解決了低頻寬PCI介面造成的`系統瓶頸問題。可以說,AGP代替PCI成為新的圖形埠是技術發展的必然.
顯示卡知識全面解析
顯示卡作為電腦的五大配件之一,它的重要性不言而喻,特別是發燒的遊戲玩家,沒有一塊好的顯示卡那簡直是受難,那麼你知道顯示卡的組成與原理嗎?下面就為你全面解析.
視訊記憶體:這4塊大小規格都一樣的元器件就是視訊記憶體,它主要負責儲存晶片處理的資料,就像記憶體一樣。晶片讀取視訊記憶體上的資料進行處理後再放回視訊記憶體,供像RAMDAC等其它部分使用,因此視訊記憶體的頻寬和速度影響了顯示晶片的執行速度。打個比方:一塊再好的晶片如果不能及時得到要處理的資料或者處理後的資料不能及時輸出,這就像個永遠吃不飽的餓漢,許多時間是在等待資料的到達,從而大大影響了顯示卡的效能。因此可以說,視訊記憶體效能決定了顯示晶片的效能能不能得到完全的發揮。
正因為上面的原因,視訊記憶體的發展也緊跟著顯示晶片的發展,從早期的DRAM到SDRAM,再發展到SGRAM,直到最近才使用的DDRRAM。目前高階的顯示卡都採用了DDRRAM作為視訊記憶體,這是因為DDRRAM是SDRAM/SGRAM的一個擴充套件技術,能在一個時間週期內完成兩次資料的傳輸(SDRAM/SGRAM只有一次),所以在相同的條件下DDRRAM能擁有SDRAM/SGRAM兩倍的頻寬,效能得到大大的提高,但價格也不菲。SDRAM雖然沒有那麼高的頻寬,但它的價格低廉,所以SDRAM的視訊記憶體多數使用在低端的顯示卡上,是那些囊中羞澀的人的理想視訊記憶體。SDRAM還有86只引腳的128位和54只引腳的64位之分,128位的效能比64位的更好,希望大家也要注意這點。至於SGRAM的視訊記憶體,由於成本很高,目前的家用顯示卡只有Matrox的GX00系列、華碩和ELSA以及麗臺的部分顯示卡在使用。
在視訊記憶體編號末尾一般都有-7、-6、-5之類的字樣(要看具體的廠商),它表示視訊記憶體的速度——完成一個數據傳輸需要的時間,-5就是5納秒,這當然是越快越好!這塊顯示卡就是用了32MB的DDRRAM作為視訊記憶體,很好地配合了Geforce3晶片的效能,讓它發揮得遊刃有餘!
“金手指”:用來插在主機板的插口上,和電腦的其它部分實行連線,有ISA/PCI/AGP 1X、2X、4X等規範。這個就是AGP4X的金手指。好的金手指部分顏色呈金色發暗,有一定厚度,而且邊緣光滑,不會對APG插槽或你的手造成損傷。
顯示晶片:它是顯示卡的心臟,其效能好壞直接決定了顯示卡效能的好壞。因為顯示晶片負責處理顯示資料,它的速度越快資料處理就越快,效能也越好。現在,顯示晶片的製造工藝越來越精良,普遍採用了0.15微米的技術,有的還採用了0.12微米技術,在晶片內整合的電晶體的數目也越來越多。如研發代號為NV20(正式名稱叫做GeForce3)的Nvidia的新一代顯示晶片裡集成了5700萬個電晶體,比Pentium。
4處理器(大約是4200萬個電晶體)還多,能完成以前由CPU負責處理的所有資料,真是名副其實的GPU(圖形處理器)。
PCB線路板:它是顯示卡的基礎,顯示卡上的所有電器元件都是安置在它上面的。目前的顯示卡PCB線路板分為4層板和6層板。4層板的成本比較低,在一些廉價的顯示卡上常見到,但和6層板相比在效能上要差一些。6層板有著更好的電器效能以及抗電磁干擾的能力,同時更方便顯示卡的佈線,所以時常在一些高品質的顯示卡上運用。在PCB線路板上埋設的那些密密麻麻的資料線(又稱為蛇行線)的線路我們稱之為佈線,顯示卡的佈線是非常重要的,在設計時要儘量做到每條到晶片的資料線長短一致,以保證資料的統一和準確地在同一時間到達晶片。但並不是每個顯示卡生產廠商都有實力來設計這種佈線,因此許多廠商都採用了所謂的“公板設計”——即採用顯示晶片製造商提供的PCB線路板設計方案來生產,而那些自己有設計開發實力的廠商則往往在“公板設計”的基礎上再進行最佳化設計,以生產具有更高的效能和穩定性的顯示卡。還有一種情況是“公板設計”做得很完美,做任何最佳化也是多餘的,那麼這些廠商就直接採用這種“公板設計”了。
顯示卡的BIOS:它存放著顯示卡的BIOS檔案,目前採用的BIOS都是支援軟體擦寫的FLASH ROM等元器件,可以透過重新整理軟體來重新整理你的BIOS檔案的辦法來升級顯示卡,讓它有更好的效能和相容性。
電容:它負責高頻濾波、耦合等作用,有鋁電解電容和鉭電容之分。前者的優點在於容量大,但是問題在於漏電大、穩定性差,特別是劣質的電解電容;而後者是電容中最好的,也經常稱為貼片電容,它工作穩定、誤差小,惟一美中不足的是容量小,在一些環境中不實用,只能使用鋁電容。
電阻:它也是不可小視的東西,目前在顯示卡上主要用貼片電阻。
VGA輸入輸出介面:它負責把顯示卡的顯示訊號輸入顯示器等裝置。大部分顯示卡只提供15芯的VGA輸出介面,用來連線顯示器,另外一些顯示卡則提供諸如輸出數字訊號的DVI數字介面、和電視機相連的TVOUT(S-VIDEO)介面等。我們這塊顯示卡只有一個15芯的VGA輸出介面。