不管是组装还是一体还是本本,显卡的重要性不言而喻。这次分享一下。
显卡全称显示接口卡(Video card,Graphics card),又称为显示适配器(Video adapter),显示器配置卡简称为显卡,是个人电脑最基本组成部分之一。显卡的用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动,并向显示器提供行扫描信号,控制显示器的正确显示,是连接显示器和个人电脑主板的重要元件,是“人机对话”的重要设备之一。显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分,承担输出显示图形的任务,对于从事专业图形设计的人来说显卡非常重要。 民用显卡图形芯片供应商主要包括AMD(ATI)和Nvidia(英伟达)两家。
工作原理
数据(data) 一旦离开CPU,必须通过 4 个步骤,最后才会到达显示屏:
1、从总线(bus)进入GPU (Graphics Processing Unit,图形处理器)------将CPU送来的数据送到GPU(图形处理器)里面进行处理。
2、从 video chipset(显卡芯片组)进入video RAM(显存)------将芯片处理完的数据送到显存。
3、从显存进入Digital Analog Converter (= RAM DAC,随机读写存储模—数转换器),------将显示最新的Fermi GF100 GTX480和GTX470显卡显存读取出数据再送到RAM DAC进行数据转换的工作(数字信号转模拟信号)。
4、从 DAC 进入显示器 (Monitor)------将转换完的模拟信号送到显示屏。
显示效能是系统效能的一部份,其效能的高低由以上四步所决定,它与显示卡的效能(video performance) 不太一样,如要严格区分,显示卡的效能应该受中间两步所决定,因为这两步的资料传输都是在显示卡的内部。第一步是由 CPU(运算器和控制器一起组成了计算机的核心,成为微处理器或中央处理器,即CPU)进入到显示卡里面,最后一步是由显示卡直接送资料到显示屏上。
基本结构
1)GPU(类似于主板的CPU)
全称是Graphic Processing Unit,中文翻译为“图形处理器”。NVIDIA公司在发布GeForce 256图形处理芯片时首先提出的概念。GPU使显卡减少了对CPU的依赖,并进行部分原本CPU的工作,尤其是在3D图形处理时。GPU所采用的核心技术有硬件T&L(几何转换和光照处理)、立方环境材质贴图和顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等,而硬件T&L技术可以说是GPU的标志。GPU的生产主要由nVidia与ATI两家厂商生产。
2)显存(类似于主板的内存)
显示内存的简称。顾名思义,其主要功能就是暂时将储存显示芯片要处理的数据和处理完毕的数据。图形核心的性能愈强,需要的显存也就越多。以前的显存主要是SDR的,容量也不大。市面上的显卡大部分采用的是GDDR3显存,现在最新的显卡则采用了性能更为出色的GDDR4或GDDR5显存。显存主要由传统的内存制造商提供,比如三星、现代、Kingston等。
3)显卡bios(类似于主板的bios)
显卡BIOS 主要用于存放显示芯片与驱动程序之间的控制程序,另外还存有显示卡的型号、规格、生产厂家及出厂时间等信息。打开计算机时,通过显示BIOS 内的一段控制程序,将这些信息反馈到屏幕上。早期显示BIOS 是固化在ROM 中的,不可以修改,而多数显示卡则采用了大容量的EPROM,即所谓的Flash BIOS,可以通过专用的程序进行改写或升级。
4)显卡PCB板(类似于主板的PCB板)
就是显卡的电路板,它把显卡上的其它部件连接起来。功能类似主板。
产品分类
独立显卡和集成显卡的区分
集成显卡是将显示芯片、显存及其相关电路都做在主板上,与主板融为一体;集成显卡的显示芯片有单独的,但大部分都集成在主板的北桥芯片中;一些主板集成的显卡也在主板上单独安装了显存,但其容量较小,集成显卡的显示效果与处理性能相对较弱,不能对显卡进行硬件升级,但可以通过CMOS调节频率或刷入新BIOS文件实现软件升级来挖掘显示芯片的潜能;集成显卡的优点是功耗低、发热量小、部分集成显卡的性能已经可以媲美入门级的独立显卡,所以不用花费额外的资金购买显卡。
独立显卡是指将显示芯片、显存及其相关电路单独做在一块电路板上,自成一体而作为一块独立的板卡存在,它需占用主板的扩展插槽(ISA、PCI、AGP或PCI-E。独立显卡单独安装有显存,一般不占用系统内存,在技术上也较集成显卡先进得多,比集成显卡能够得到更好的显示效果和性能,容易进行显卡的硬件升级;其缺点是系统功耗有所加大,发热量也较大,需额外花费购买显卡的资金。
(1)PCI接口 由英特尔(InTEL)公司1991年推出的用于定义局部总线的标准。此标准允许在计算机内安装多达10个遵从PCI标准的扩展卡。采用PCI接口的GeForce 6200A最早提出的PCI总线工作在33MHz频率之下,传输带宽达到133MB/s(33MHz * 32bit/s),基本上满足了当时处理器的发展需要。随着对更高性能的要求,1993年又提出了64bit的PCI总线,后来又提出把PCI 总线的频率提升到66MHz。PCI接口的速率最高只有266MB/S,1998年之后便被AGP接口代替。不过仍然有新的PCI接口的显卡推出,因为有些服务器主板并没有提供AGP或者PCI-E接口,或者需要组建多屏输出,选购PCI显卡仍然是最实惠的方式。
(2)AGP接口
Accelerate Graphical Port是InTEL公司开发的一个视频接口技术标准, 是为了解决PCI总线的低带宽而开发的接口技术。它通过将图形卡与系统主内存连接起来,在CPU和图形处理器之间直接开辟了更快的总线。其发展经历了AGP1.0(AGP1X/2X)、AGP2.0(AGP4X)、AGP3.0(AGP8X)。最新的AGP8X其理论带宽为2.1Gbit/秒。到2009年,已经被PCI-E接口基本取代(2006年大部分厂家已经停止生产)。
(3)PCI Express接口
PCI Express是新一代的总线接口,而采用此类接口的显卡产品,已经在2004年正式面世。早在2001年的春季“英特尔开发者论坛”上,英特尔公司就提出了要用新一代的技术取代PCI总线和多种芯片的内部连接,并称之为第三代I/O总线技术。随后在2001年底,包括InTEL、AMD、DELL、IBM在内的20多家业界主导公司开始起草新技术的规范,并在2002年完成,对其正式命名为PCI Express。
(4)最热的双卡技术
SLI和CrossFire分别是Nvidia和ATI两家的双卡或多卡互连工作组模式.其本质是差不多的.只是叫法不同 SLI Scan Line Interlace(扫描线交错)技术是3dfx公司应用于Voodoo 上的技术,它通过把2块Voodoo卡用SLI线物理连接起来,工作的时候一块Voodoo卡负责渲染屏幕奇数行扫描,另一块负责渲染偶数行扫描,从而达到将两块显卡“连接”在一起获得“双倍”的性能。 SLI中文名速力,到2009年SLI工作模式与早期Voodoo有所不同,改为屏幕分区渲染。
CrossFire,中文名交叉火力,简称交火,是ATI的一款多重GPU技术,可让多张显示卡同时在一部电脑上并排使用,增加运算效能,与NVIDIA的SLI技术竞争。CrossFire技术于2005年6月1日,在Computex Taipei 2005正式发布,比SLI迟一年。从首度公开截至2009年,CrossFire经过了一次修订。
如何组建:
组建SLI和Crossfire,需要几个方面。
1、需要2个以上的显卡,必须是PCI-E,不要求必须是相同核心,混合SLI可以用于不同核心显卡。
2、需要主板支持,SLI授权已开放,支持SLI的主板有NV自家的主板和InTEL的主板,如570 SLI(AMD)、680i SLI(InTEL)。Crossfire开放授权,INTEL平台较高芯片组,945、965、P35、P31、P43、P45、X38、X48.。AMD自家的770X 790X 790FX 790GX均可进行crossfire。
3、系统支持。
4、驱动支持。
(5)集成显卡与独立显卡的并行工作
无论是Nvidia还是ATI,均可用自己最新的集成显卡和独立显卡进行混合并行使用,但是由于驱动原因,Nvidia的MCP78只能和低端的8400GS,8500GT混合SLI,ATi的780G,790GX只能和低端的2400PRO/XT,3450进行混合Crossfire。
5)不同型号显卡之间进行Crossfire
ATI部分新产品支持不同型号显卡之间进行交火, 比如HD3870X2 与HD3870组建交火系统, 或者HD4870与HD4850之间组建交火系统。这种交火需要硬件以及驱动的支持,并不是所有型号之间都可以。HD4870与HD4850交火已取得不错的成绩。
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,但显卡的性能是由核心频率、流处理器单元、显存频率、显存位宽等等多方面的情况所决定的,因此在显示核心不同的情况下,核心频率高并不代表此显卡性能强劲。比如GTS250的核心频率达到了750MHz,要比GTX260+的576MHz高,但在性能上GTX260+绝对要强于GTS250。在同样级别的芯片中,核心频率高的则性能要强一些,提高核心频率就是显卡超频的方法之一。显示芯片主流的只有ATI和NVIDIA两家,两家都提供显示核心给第三方的厂商,在同样的显示核心下,部分厂商会适当提高其产品的显示核心频率,使其工作在高于显示核心固定的频率上以达到更高的性能。
显存
类型:
显卡上采用的显存类型主要有SDR DDR SDRAM,DDR SGRAM、 DDR2 、DDR3 、DDR4 、DDR5。
DDR SDRAM 是Double Data Rate SDRAM的缩写(双倍数据速率) ,它能提供较高的工作频率,带来优异的数据处理性能。
DDR SGRAM 是显卡厂商特别针对绘图者需求,为了加强图形的存取处理以及绘图控制效率,从同步动态随机存取内存(SDRAM)所改良而得的产品。SGRAM允许以方块 (Blocks) 为单位个别修改或者存取内存中的资料,它能够与中央处理器(CPU)同步工作,可以减少内存读取次数,增加绘图控制器的效率,尽管它稳定性不错,而且性能表现也很好,但是它的超频性能很差。
目前市场上的主流是DDR3 、DDR4 、DRR5
位宽:
显存位宽是显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数,位数越大则瞬间所能传输的数据量越大,这是显存的重要参数之一。2009年市场上的显存位宽有64位、128位、256位和512位几种,人们习惯上叫的64位显卡、128位显卡和256位显卡就是指其相应的显存位宽。显存位宽越高,性能越好价格也就越高,因此512位宽的显存更多应用于高端显卡,而主流显卡基本都采用128和256位显存。
显存带宽=显存频率X显存位宽/8,在显存频率相当的情况下,显存位宽将决定显存带宽的大小。例如:同样显存频率为500MHz的128位和256位显存,那么它俩的显存带宽将分别为:128位=500MHz*128/8=8GB/s,而256位=500MHz*256/8=16GB/s,是128位的2倍,可见显存位宽在显存数据中的重要性。显卡的显存是由一块块的显存芯片构成的,显存总位宽同样也是由显存颗粒的位宽组成。显存位宽=显存颗粒位宽×显存颗粒数。显存颗粒上都带有相关厂家的内存编号,可以去网上查找其编号,就能了解其位宽,再乘以显存颗粒数,就能得到显卡的位宽。
容量:
虽然说在其他参数相同的情况下容量是越大越好,但对显卡这方面并不是很精通的朋友注意不要被大容量显存吸引了,比如说384M的9600GSO就远强于512M的9600GSO,原因有很多,这里就不一一列出了。只需要注意选择显卡时显存只不过是参考之一,重要的还是其他的数据,比如核心、位宽、频率等,这些决定显卡的性能优先于显存容量。
主流容量包括256M 、384M 、512M 、768M 、896M 、1G 、1792M 、2G等
显卡超频
为了更好的超频,超频原理不可不学。以超频最有效果的CPU 为例,目前CPU的生产可以说是非常精密的,以至于生产厂家都无法控制每块CPU到底可以在什么样的频率下工作,厂家实际上就已经自己做了多次测试,将能工作在高频率下的CPU标记为高频率的,然后可以卖更高的价钱。但为了保证它的质量,这些标记都有一定的富余,也就是说, 一块工作在600MHZ的CPU,很有可能在800MHZ下依然稳定工作,为了发掘这些潜在的富余部分,我们可以进行超频。
此外,我们还可以借助一些手段来使CPU稳定工作在更高的频率上,这些手段主要是两点:增加散热效果、增加工作电压。
对于电脑的其它配件,依然利用这样的原理进行超频,如显示卡、内存、 甚至鼠标等等