第5章顯卡與聲卡5.1顯卡5.2聲卡5.1顯卡

顯卡的全稱是顯示接口卡（Videocard，Graphicscard），又稱為顯示適配器（Videoadapter），其主要功能是為顯示器提供經(jīng)過轉(zhuǎn)換和驅(qū)動的行掃描信號，并保證這些信息能在顯示器被正確顯示出來。所以說顯卡是連接顯示器和計算機系統(tǒng)的重要元件，是實現(xiàn)“人機對話”的重要設(shè)備之一。

5.1.1顯卡的結(jié)構(gòu)顯卡是由一塊印刷電路板和附在上面的顯示控制芯片、顯存、顯卡接口和一些電容電阻等組成，如圖所示。如今，一些中、高檔的顯卡還擁有視頻輸出和輸入接口。PCI-E接口顯示控制芯片顯存DVI接口VGA接口1.顯示控制芯片（GPU）顯示控制芯片(GraphicProcessingUnit)，又稱為“圖形處理芯片”，是顯卡的核心部件，其功能是對電腦傳送到顯卡的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后再發(fā)送到顯示器上。由于顯卡需要處理大量的數(shù)據(jù)，所以在顯示控制芯片上一般會要還要加裝散熱片和風(fēng)扇。目前市場上的顯示控制芯片主要由NVIDIA和ATI兩家公司生產(chǎn)，通常簡稱為N卡和A卡，如圖5-2所示。

2.顯存

顯存又稱“顯卡內(nèi)存”，屬于是隨機存儲器，其主要功能是暫時儲存顯示芯片中要處理的數(shù)據(jù)和處理完畢的數(shù)據(jù)。顯存的容量越大表示該顯卡顯示圖像的精度越高，畫面也越流暢，圖形核心的性能愈強，需要的顯存也就越多。現(xiàn)在最新的顯卡則采用了性能更為出色的GDDR4或GDDR5顯存，GDDR5顯存比GDDR3顯存更加優(yōu)秀，它的顯存顆粒能夠提供的總帶寬是GDDR3的3倍以上，具有更大的靈活性和更高的性能，目前的高端顯卡采用的都是GDDR5顯存。顯存主要由傳統(tǒng)的內(nèi)存制造商提供，如三星、現(xiàn)代、Kingston等。3.顯卡接口顯卡的接口由總線接口和輸出接口兩部分組成。

1）總線接口總線接口可分為AGP和PCI-E接口兩種。AGP（AccelerateGraphicalPort）接口是一種顯卡專用局部總線接口，如圖所示，它能夠?qū)崿F(xiàn)點對點（即控制芯片和AGP顯卡）的連接。AGP接口從誕生到現(xiàn)在發(fā)展經(jīng)歷了AGP1X、AGP2X和AGP8X等階段，其傳輸速度從最早的266MB/S發(fā)展到現(xiàn)在AGP8X的2.1GB/S，但最終還是被PCI-E接口替代。

PCI-Express接口是一種新型的總線接口，采用的是點對點串行連接，如圖所示，取代AGP接口的PCI-E接口位寬為X16，能提供5GB/s的帶寬。能夠支持高階電源管理、熱插拔和數(shù)據(jù)同步傳輸，還可以為傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行帶寬優(yōu)化，是目前流行的顯卡總線接口。2）輸出接口輸出接口又可分為VGA和DVI-I接口兩種，目前流行的顯卡集成輸出接口為DVI加VGA，對CRT和LCD顯示器都可以連接。VGA（VideoGraphicsArray）接口是用于輸出模擬信號的顯卡標(biāo)準(zhǔn)接口，常用于顯卡的視頻輸出。VGA接口由15個針孔組成，分成3排，每排5個。常用的8個針孔分別為1、2、3、6、7、8、13和14針，其針孔功能，如圖所示。

專家點撥：顯示器圖像是由紅、綠、藍(lán)三原色和行、場同步信號共同組成的。如果顯示的圖像出現(xiàn)了缺色或無信號現(xiàn)象，多數(shù)是由于信號輸出接口未接好造成的。

DVI-I接口是兼容數(shù)字信號和模擬信號接口一種新型接口，由24個數(shù)字插針和5個模擬插針插孔（四針孔和一個十字花）構(gòu)成，如圖所示。該類型接口具有傳輸速度快和畫面清晰的優(yōu)點，是目前顯卡和LCD顯示器的首選接口。專家點撥：DVI-I接口能兼容模擬信號，但不能作為VGA接口直接使用，需要通過一個DVI與VGA接口轉(zhuǎn)換接頭才能使用。

5.1.2顯卡的工作原理數(shù)據(jù)一旦離開CPU，必須通過以下4個步驟，最后才會到達(dá)顯示屏。（1）從總線（bus）進(jìn)入圖形處理器GPU，即將CPU送來的數(shù)據(jù)送到GPU里面進(jìn)行處理。（2）從顯卡芯片組（videochipset）進(jìn)入顯存，即將芯片處理完的數(shù)據(jù)送到顯存。（3）從顯存進(jìn)入隨機讀寫存儲模—數(shù)轉(zhuǎn)換器（RAMDAC），即將顯示顯存讀取出數(shù)據(jù)再送到RAMDAC進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的工作（數(shù)字信號轉(zhuǎn)模擬信號）。（4）從DAC進(jìn)入顯示器，即將轉(zhuǎn)換完的模擬信號送到顯示屏。顯示效能是系統(tǒng)效能的一部份，其效能的高低由以上四步所決定，它與顯示卡的效能不太一樣，如要嚴(yán)格區(qū)分，顯示卡的效能應(yīng)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(nèi)部。第一步是由CPU（運算器和控制器一起組成了計算機的核心，成為微處理器或中央處理器，即CPU）進(jìn)入到顯示卡里面，最后一步是由顯示卡直接送資料到顯示屏上。

5.1.3顯卡的分類顯卡可按工作原理和顯示芯片兩方面進(jìn)行分類。

1．按工作原理分類根據(jù)顯卡的工作原理可分為獨立顯卡和集成顯卡兩種。

1）獨立顯卡獨立顯卡是指將顯示芯片、顯存及其相關(guān)電路單獨做在一塊電路板上，自成一體而作為一塊獨立的板卡存在，是一種為圖形加速的專用擴展卡，它需占用主板的擴展插槽（ISA、PCI、AGP或PCI-E）。獨立顯卡單獨安裝有顯存，一般不占用系統(tǒng)內(nèi)存，在技術(shù)上也較集成顯卡先進(jìn)得多，比集成顯卡能夠得到更好的顯示效果和性能，容易進(jìn)行顯卡的硬件升級；其缺點是系統(tǒng)功耗有所加大，發(fā)熱量也較大，需額外花費購買顯卡的資金。2）集成顯卡集成顯卡是將顯示芯片、顯存及其相關(guān)電路都做在主板上，與主板融為一體的顯卡類型，其性能比獨立顯卡稍差，但是基本可以滿足普通用戶需求。集成顯卡的顯示芯片有單獨的，但大部分都集成在主板的北橋芯片中，其型號與主板北橋芯片型號一致，如集成在Intel845GV主板芯片組上的集成顯卡為Intel845GV。一些主板集成的顯卡也在主板上單獨安裝了顯存，但其容量較小，集成顯卡的顯示效果與處理性能相對較弱，不能對顯卡進(jìn)行硬件升級，但可以通過CMOS調(diào)節(jié)頻率或刷入新BIOS文件實現(xiàn)軟件升級來挖掘顯示芯片的潛能；集成顯卡的優(yōu)點是功耗低、發(fā)熱量小、部分集成顯卡的性能已經(jīng)可以媲美入門級的獨立顯卡，所以不用花費額外的資金購買顯卡，但由于集成顯卡沒有獨立顯存，所以在工作時需要占用大量內(nèi)存，這對計算機系統(tǒng)的整體性能有影響

通過主機箱外形即可辨別獨立顯卡和集成顯卡，若是立式機箱，集成顯卡接口為豎式，獨立顯卡接口為橫式，如圖所示。集成顯卡獨立顯卡若是臥式機箱，集成顯卡接口為橫式，獨立顯卡接口為豎式，如圖所示。獨立顯卡集成顯卡2．按顯示芯片類型分類按顯示芯片類型則可分為NVIDIA和ATI兩種。

（1）NVIDIA芯片

/view/16412.htm（中文名稱“英偉達(dá)”）是一家以設(shè)計顯示芯片和主板芯片組為主的半導(dǎo)體公司，該公司的主打產(chǎn)品是GeForce顯卡系列及計算機主板nForce芯片組系列，目前該公司在市場上流行的芯片有GeForce9系列、GeForce400系列和GeForce300系列。如圖所示為GeForce9800GT顯示芯片。（2）ATI芯片ATI（ArrayTechnologyIndustry，中文名為“冶天”）是世界著名的顯示芯片生產(chǎn)商，該公司專門設(shè)計并銷售適用于個人電腦的顯示卡、圖形處理器和主板芯片組。目前該公司在市場上流行的芯片分別是臺式機上使用的ATIRadeon?HD5000系列和ATIRadeon?HD4000系列等，筆記本上使用的ATIRadeonHD4000系列。如圖所示為ATIRadeonHD5970顯示芯片。5.1.4顯卡的選購顯卡一般需要根據(jù)自己的需求來進(jìn)行選擇，然后多比較幾款不同品牌同類型的顯卡，通過觀察顯卡的做工來選擇顯卡，還有重要的一點是顯存的容量一定要看清楚。

1.根據(jù)用戶需求選擇不同的用戶對顯卡的需求不一樣，從事圖形圖象設(shè)計、辦公、普通用戶和游戲玩家對顯卡的需求都是不同的，需要根據(jù)自己的經(jīng)濟實力和使用情況來選擇合適的顯卡。1）圖形設(shè)計類用戶圖形設(shè)計類的用戶對顯卡的要求非常高，特別是專業(yè)級模具設(shè)計制作及3D動畫設(shè)計、建筑工程及影視后期合成等制作人員，這類用戶一般選擇市場上頂級的顯卡，特別需要顯卡對3DMax及Maya等三維設(shè)計軟件有很高的配合度，如Geforce

6800

Ultra或X800以上檔次的顯卡、

NVIDIA公司的Quadro系列（NVIDIAQuadroVX200）和ATI公司的FireGL系列（ATIFireGLV7300）等。如圖所示為NVIDIAQuadroVX200顯卡。2）辦公應(yīng)用類用戶這類用戶不需要顯卡具有強勁的圖像處理能力，只需要顯卡能處理簡單的文本和圖像即可。這樣一般的顯卡都能勝任，如集成顯卡、NVIDIAGeForce9600GT和ATIRadeonHD4670檔次的顯卡等。

如圖5-12所示為ATIRadeonHD4670顯卡。3）普通用戶

這類用戶平時娛樂多為上網(wǎng)、看電影、玩一些小游戲，對顯卡有一定的要求，并且也不愿在顯卡上面多投入資金，這類用戶可以購買NVIDIAGeForceGT240或者與RadeonHD5570相同檔次的顯卡就可以了，這類顯卡價格在300～500元，投入不多，但是完全可以滿足需求。如圖所示為NVIDIAGeForceGT240顯卡。4）游戲玩家類用戶這類用戶對顯卡的要求較高，需要顯卡具有較強的3D處理能力和游戲性能，這類用戶一般都會考慮市場上性能強勁的顯卡，一般顯存必須要1GB或更大，顯存位寬最好要有256bit，否則會影響游戲的運行速度。如NVIDIAGeForce9800GT和ATIRadeonHD5750以上檔次的顯卡。如圖5-14所示為NVIDIAGeForce9800GT顯卡。5.2聲卡聲卡也叫“音頻卡”，是多媒體技術(shù)中最基本的組成部分，用于實現(xiàn)聲波／數(shù)字信號的相互轉(zhuǎn)換。目前，個人電腦的應(yīng)用需求已經(jīng)越來越多的轉(zhuǎn)向了休閑娛樂方面，用電腦看電影，打游戲似乎已經(jīng)成為了許多人的時尚。聲音是多媒體表現(xiàn)中極為重要的一環(huán)，因此聲卡也成為電腦必備的零部件。隨著DVD應(yīng)用的日漸普及，要想達(dá)到多聲道的劇院級音場效果，聲卡的表現(xiàn)以及是否支持多聲道輸出是相當(dāng)重要的。5.2.1聲卡的結(jié)構(gòu)聲卡一般有聲音控制芯片、PCI總線接口、音頻輸入/輸出接口、MIDI游戲桿接口和跳線等主要結(jié)構(gòu)組件，如圖所示。PCI總線接口聲音控制芯片音頻輸入/輸出接口MIDI游戲桿接口跳線圖5-20聲卡的結(jié)構(gòu)

1．聲音控制芯片

聲音控制芯片是把從輸入設(shè)備中獲取的聲音模擬信號，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成一串?dāng)?shù)字信號，再存儲到電腦中，播放時，這些數(shù)字信號再被傳送到一個數(shù)模轉(zhuǎn)換器還原為模擬波形，放大后送到揚聲器發(fā)聲。目前主要聲卡控制芯片有CMI系列、EMU系列、AD系列，F(xiàn)M系列YMF系列等。

2．PCI總線接口將聲卡插入到計算機主板的PCI插槽上的那一端稱為PCI總線接口，它用來聲卡與計算機互相交換信息的“橋梁”。

3．音頻輸入/輸出接口聲卡都具備錄音和放音功能，就有放音和錄音設(shè)備相連接的端口。一般在聲卡上有3～4個插孔，其中SpeakerOut是連接音箱插孔，LineOut是數(shù)字音頻輸出插孔，LineIn是數(shù)字音頻輸入插孔MicIn是連接麥克風(fēng)（話簡）插孔。

4.MIDI游戲桿接口

MIDI游戲桿接口是一個15針的D形連接器，它可以配接游戲搖桿，模擬方向盤，也可以邊接電子樂器上的MIDI接口，實現(xiàn)MIDI音樂信號的直接傳輸。

5．跳線跳線位于聲卡的上部，通常是4針的小插座，用于連接CD-ROM，與CD-ROM的相應(yīng)端口連接實現(xiàn)CD音頻信號的直接插放。現(xiàn)在大部分的聲卡已經(jīng)把個跳線給省略掉了。

5.2.2聲卡的工作原理聲卡從話筒中獲取聲音模擬信號，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，將聲波振幅信號采樣轉(zhuǎn)換成一串?dāng)?shù)字信號，存儲到計算機中。重放時，這些數(shù)字信號送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，以同樣的采樣速度還原為模擬波形，放大后送到揚聲器發(fā)聲，這一技術(shù)稱為脈沖編碼調(diào)制技術(shù)(PCM)。聲卡的主要作用如下：（1）它可錄制數(shù)字聲音文件。通過聲卡及相應(yīng)的驅(qū)動程序的控制，采集來自話筒、收錄機等音源的信號，壓縮后被存放在計算機系統(tǒng)的內(nèi)存或硬盤中。

（2）將硬盤或激光盤壓縮的數(shù)字化聲音文件還原成高質(zhì)量的聲音信號，放大后通過揚聲器放出。（3）對數(shù)字化的聲音文件進(jìn)行加工，以達(dá)到某一特定的音頻效果。（4）控制音源的音量，對各種音源進(jìn)行組合，實現(xiàn)混響器的功能。（5）利用語言合成技術(shù)，通過聲卡朗讀文本信息，如讀英語單詞和句子，奏音樂等。（6）具有初步的音頻識別功能，讓操作者用口令指揮計算機工作。（7）提供MIDI功能，使計算機可以控制多臺具有MIDI接口的電子樂器。另外，在驅(qū)動程序的作用下，聲卡可以將MIDI格式存放的文件輸出到相應(yīng)的電子樂器中，發(fā)出相應(yīng)的聲音，使電子樂器受聲卡的指揮。5.2.3聲卡類型聲卡發(fā)展至今，主要分為板卡式、集成式和外置式3種接口類型，以適用不同用戶的需求，這3種類型的產(chǎn)品各有優(yōu)缺點。

1）板卡式卡式產(chǎn)品是現(xiàn)今市場上的中堅力量，產(chǎn)品涵蓋低、中、高各檔次，售價從幾十元至上千元不等。早期的板卡式產(chǎn)品多為ISA接口，由于此接口總線帶寬較低、功能單一、占用系統(tǒng)資源過多，目前已被淘汰，PCI則取代了ISA接口成為目前的主流，它們擁有更好的性能及兼容性，支持即插即用，安裝使用都很方便，如圖5-21所示。2）集成式聲卡只會影響到電腦的音質(zhì)，對PC用戶較敏感的系統(tǒng)性能并沒有什么關(guān)系。因此，大多用戶對聲卡的要求都滿足于能用就行，更愿將資金投入到能增強系統(tǒng)性能的部分。雖然板卡式產(chǎn)品的兼容性、易用性及性能都能滿足市場需求，但為了追求更為廉價與簡便，在部分用戶更愿意選擇集成式聲卡，如圖5-22所示。3）外置式聲卡外置式聲卡是創(chuàng)新公司獨家推出的一個新興事物，如圖5-23所示，它通過USB接口與PC連接，具有使用方便、便于移動等優(yōu)勢。但這類產(chǎn)品主要應(yīng)用于特殊環(huán)境，如連接筆記本實現(xiàn)更好的音質(zhì)等。目前市場上的外置聲卡并不多，常見的有創(chuàng)新的Extigy、DigitalMusic兩款，以及MAYAEX、MAYA5.1USB等。5.2.4聲卡的性能指標(biāo)聲卡是處理聲音信息資料的設(shè)備，其性能指標(biāo)均與聲音有關(guān)，主要有以下幾種。

1）采樣頻率采樣頻率是指聲卡在進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時每秒內(nèi)對聲音信號的采樣次數(shù)，采樣頻率越高，聲音的還原就越真實。據(jù)組裝電腦配置網(wǎng)了解,目前主流聲卡的采樣頻率一般有44.1kHz、48kHz兩種。

2）采樣位數(shù)采樣位數(shù)是聲卡在一定的采樣頻率下存儲全部采樣樣本所需的存儲器位數(shù)。采樣頻率越高，每秒內(nèi)采樣的樣本值就越多，所需存儲器的位數(shù)就越多。目前主流聲卡大部分都是16位聲卡。

3）信噪比信噪比是指音頻線路中某一個參考點信號的功率與噪聲的功率之比，單位為分貝（dB）。信噪比越大，表示音頻輸出時噪聲越小。根據(jù)AC’97標(biāo)準(zhǔn)，信噪比至少應(yīng)在85dB以上。

4）聲道數(shù)聲卡的聲道數(shù)有雙聲道、4聲道、5.1聲道、6.1聲道和7.1聲道。其中“.1”是指低音炮聲道。

5.2.5聲卡的選購聲音表現(xiàn)是一種非常主觀、個人化的感受，某些