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電腦術(shù)語(yǔ)問(wèn)答——顯卡篇汪朝武整理2010年6月顯卡:什么是DirectXDirectX并不是一個(gè)單純的圖形API,它是由微軟公司開(kāi)發(fā)的用途廣泛的API,它包含有DirectGraphics(Direct3D+DirectDraw)、DirectInput、DirectPlay、DirectSound、DirectShow、DirectSetup、DirectMediaObjects等多個(gè)組件,它提供了一整套的多媒體接口方案。只是其在3D圖形方面的優(yōu)秀表現(xiàn),讓它的其它方面顯得暗淡無(wú)光。DirectX開(kāi)發(fā)之初是為了彌補(bǔ)Windows3.1系統(tǒng)對(duì)圖形、聲音處理能力的不足,而今已發(fā)展成為對(duì)整個(gè)多媒體系統(tǒng)的各個(gè)方面都有決定性影響的接口。DirectX5.0
微軟公司并沒(méi)有推出DirectX4.0,而是直接推出了DirectX5.0。此版本對(duì)Direct3D做出了很大的改動(dòng),加入了霧化效果、Alpha混合等3D特效,使3D游戲中的空間感和真實(shí)感得以增強(qiáng),還加入了S3的紋理壓縮技術(shù)。同時(shí),DirectX5.0在其它各組件方面也有加強(qiáng),在聲卡、游戲控制器方面均做了改進(jìn),支持了更多的設(shè)備。因此,DirectX發(fā)展到DirectX5.0才真正走向了成熟。此時(shí)的DirectX性能完全不遜色于其它3DAPI,而且大有后來(lái)居上之勢(shì)。DirectX6.0
DirectX6.0推出時(shí),其最大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手之一Glide,已逐步走向了沒(méi)落,而DirectX則得到了大多數(shù)廠商的認(rèn)可。DirectX6.0中加入了雙線性過(guò)濾、三線性過(guò)濾等優(yōu)化3D圖像質(zhì)量的技術(shù),游戲中的3D技術(shù)逐漸走入成熟階段。DirectX7.0
DirectX7.0最大的特色就是支持T&L,中文名稱是“坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和光源”。3D游戲中的任何一個(gè)物體都有一個(gè)坐標(biāo),當(dāng)此物體運(yùn)動(dòng)時(shí),它的坐標(biāo)發(fā)生變化,這指的就是坐標(biāo)轉(zhuǎn)換;3D游戲中除了場(chǎng)景+物體還需要燈光,沒(méi)有燈光就沒(méi)有3D物體的表現(xiàn),無(wú)論是實(shí)時(shí)3D游戲還是3D影像渲染,加上燈光的3D渲染是最消耗資源的。雖然OpenGL中已有相關(guān)技術(shù),但此前從未在民用級(jí)硬件中出現(xiàn)。在T&L問(wèn)世之前,位置轉(zhuǎn)換和燈光都需要CPU來(lái)計(jì)算,CPU速度越快,游戲表現(xiàn)越流暢。使用了T&L功能后,這兩種效果的計(jì)算用顯示卡的GPU來(lái)計(jì)算,這樣就可以把CPU從繁忙的勞動(dòng)中解脫出來(lái)。換句話說(shuō),擁有T&L顯示卡,使用DirectX7.0,即使沒(méi)有高速的CPU,同樣能流暢的跑3D游戲。DirectX8.0
DirectX8.0的推出引發(fā)了一場(chǎng)顯卡革命,它首次引入了“像素渲染”概念,同時(shí)具備像素渲染引擎(PixelShader)與頂點(diǎn)渲染引擎(VertexShader),反映在特效上就是動(dòng)態(tài)光影效果。同硬件T&L僅僅實(shí)現(xiàn)的固定光影轉(zhuǎn)換相比,VS和PS單元的靈活性更大,它使GPU真正成為了可編程的處理器。這意味著程序員可通過(guò)它們實(shí)現(xiàn)3D場(chǎng)景構(gòu)建的難度大大降低。通過(guò)VS和PS的渲染,可以很容易的寧造出真實(shí)的水面動(dòng)態(tài)波紋光影效果。此時(shí)DirectX的權(quán)威地位終于建成。DirectX9.0
2002年底,微軟發(fā)布DirectX9.0。DirectX9中PS單元的渲染精度已達(dá)到浮點(diǎn)精度,傳統(tǒng)的硬件T&L單元也被取消。全新的VertexShader(頂點(diǎn)著色引擎)編程將比以前復(fù)雜得多,新的VertexShader標(biāo)準(zhǔn)增加了流程控制,更多的常量,每個(gè)程序的著色指令增加到了1024條。
PS2.0具備完全可編程的架構(gòu),能對(duì)紋理效果即時(shí)演算、動(dòng)態(tài)紋理貼圖,還不占用顯存,理論上對(duì)材質(zhì)貼圖的分辨率的精度提高無(wú)限多;另外PS1.4只能支持28個(gè)硬件指令,同時(shí)操作6個(gè)材質(zhì),而PS2.0卻可以支持160個(gè)硬件指令,同時(shí)操作16個(gè)材質(zhì)數(shù)量,新的高精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)規(guī)格可以使用多重紋理貼圖,可操作的指令數(shù)可以任意長(zhǎng),電影級(jí)別的顯示效果輕而易舉的實(shí)現(xiàn)。
VS2.0通過(guò)增加Vertex程序的靈活性,顯著的提高了老版本(DirectX8)的VS性能,新的控制指令,可以用通用的程序代替以前專用的單獨(dú)著色程序,效率提高許多倍;增加循環(huán)操作指令,減少工作時(shí)間,提高處理效率;擴(kuò)展著色指令個(gè)數(shù),從128個(gè)提升到256個(gè)。
增加對(duì)浮點(diǎn)數(shù)據(jù)的處理功能,以前只能對(duì)整數(shù)進(jìn)行處理,這樣提高渲染精度,使最終處理的色彩格式達(dá)到電影級(jí)別。突破了以前限制PC圖形圖象質(zhì)量在數(shù)學(xué)上的精度障礙,它的每條渲染流水線都升級(jí)為128位浮點(diǎn)顏色,讓游戲程序設(shè)計(jì)師們更容易更輕松的創(chuàng)造出更漂亮的效果,讓程序員編程更容易。DirectX9.0c
與過(guò)去的DirectX9.0b和ShaderModel2.0相比較,DirectX9.0c最大的改進(jìn),便是引入了對(duì)ShaderModel3.0(包括PixelShader3.0和VertexShader3.0兩個(gè)著色語(yǔ)言規(guī)范)的全面支持。舉例來(lái)說(shuō),DirectX9.0b的ShaderModel2.0所支持的VertexShader最大指令數(shù)僅為256個(gè),PixelShader最大指令數(shù)更是只有96個(gè)。而在最新的ShaderModel3.0中,VertexShader和PixelShader的最大指令數(shù)都大幅上升至65535個(gè),全新的動(dòng)態(tài)程序流控制、位移貼圖、多渲染目標(biāo)(MRT)、次表面散射Subsurfacescattering、柔和陰影Softshadows、環(huán)境和地面陰影Environmentalandgroundshadows、全局照明(Globalillumination)等新技術(shù)特性,使得GeForce6、GeForce7系列以及RadeonX1000系列立刻為新一代游戲以及具備無(wú)比真實(shí)感、幻想般的復(fù)雜的數(shù)字世界和逼真的角色在影視品質(zhì)的環(huán)境中活動(dòng)提供強(qiáng)大動(dòng)力。
因此DirectX9.0c和ShaderModel3.0標(biāo)準(zhǔn)的推出,可以說(shuō)是DirectX發(fā)展歷程中的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在DirectX9.0c中,ShaderModel3.0除了取消指令數(shù)限制和加入位移貼圖等新特性之外,更多的特性都是在解決游戲的執(zhí)行效率和品質(zhì)上下功夫,ShaderModel3.0誕生之后,人們對(duì)待游戲的態(tài)度也開(kāi)始從過(guò)去單純地追求速度,轉(zhuǎn)變到游戲畫質(zhì)和運(yùn)行速度兩者兼顧。因此ShaderModel3.0對(duì)游戲產(chǎn)業(yè)的影響可謂深遠(yuǎn)。DirectX10在DirectX10的圖形流水線體系中,最大的結(jié)構(gòu)性變化就是在幾何處理階段增加了幾何渲染單元(GeometryShader)。幾何渲染單元被附加在頂點(diǎn)渲染單元之后,但它并不像頂點(diǎn)渲染單元那樣輸出一個(gè)個(gè)頂點(diǎn),而是以圖元作為處理對(duì)象。圖元在層次上比頂點(diǎn)高一級(jí),它由一個(gè)或多個(gè)頂點(diǎn)構(gòu)成。由單個(gè)頂點(diǎn)組成的圖元被稱為“點(diǎn)”,由兩個(gè)頂點(diǎn)組成的圖元被稱為“線”,由三個(gè)頂點(diǎn)組成的圖元被稱為“三角形”。幾何渲染單元支持點(diǎn)、線、三角形、帶鄰接點(diǎn)的線、帶鄰接點(diǎn)的三角形等多種圖元類型,它一次最多可處理六個(gè)頂點(diǎn)。借助豐富的圖元類型支持,幾何渲染單元可以讓GPU提供更精細(xì)的模型細(xì)節(jié)。
幾何渲染單元賦予GPU自行創(chuàng)造新幾何物體、為場(chǎng)景添加內(nèi)容的神奇能力。靈活的處理能力使GPU更加通用化,以往很多必須倚靠CPU才能完成的工作,現(xiàn)在完全可交由GPU處理。如此一來(lái),CPU就有更多時(shí)間處理人工智能、尋址等工作。更令人驚喜的是,幾何渲染單元還讓物理運(yùn)算的加入變得更簡(jiǎn)單,DirectX10可創(chuàng)建具備物理特性的盒子、模擬剛性物體,物理運(yùn)算有望在它的帶領(lǐng)下逐漸走向普及。可以預(yù)見(jiàn),借助幾何渲染單元這一武器,顯卡性能將產(chǎn)生質(zhì)的飛躍,我們也將體驗(yàn)到速度更流暢、畫面更精美、情節(jié)更細(xì)致的游戲DirectX10.1正如以前的DX版本一樣,DX10.1也是DX10的超集,因此它將支持DirectX10的所有功能,同時(shí)它將支持更多的功能,提供更高的性能。DX10.1的一個(gè)主要提高是改善的shader資源存取功能,在多樣本AA時(shí),在讀取樣本時(shí)有更好的控制能力。除此之外,DX10.1還將可以創(chuàng)建定制的下行采樣濾波器。DX10.1還將有更新的浮點(diǎn)混合功能,對(duì)于渲染目標(biāo)更有針對(duì)性,對(duì)于渲染目標(biāo)混合將有新的格式,渲染目標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的各自混合。陰影功能一直是游戲的重要特效,Direct3D10.1的陰影濾波功能也將有所提高,從而可望進(jìn)一步提高畫質(zhì)。在性能方面,DirectX10.1將支持多核系統(tǒng)有更高的性能。而在渲染,反射和散射時(shí),Direct3D10.1將減少對(duì)API的調(diào)用次數(shù),從而將獲得不錯(cuò)的性能提升。其他方面,DX10.1的提高也不少,包括32bit浮點(diǎn)濾波,可以提高渲染精確度,改善HDR渲染的畫質(zhì)。完全的抗鋸齒應(yīng)用程序控制也將是DX10.1的亮點(diǎn),應(yīng)用程序?qū)⒖梢钥刂贫嘀夭蓸雍统?jí)采樣的使用,并選擇在特定場(chǎng)景出現(xiàn)的采樣模板。DX10.1將至少需要單像素四采樣。DX10.1還將引入更新的驅(qū)動(dòng)模型,WDDM2.1。與DX10的WDDM2.0相比,2.1有一些顯著的提高。首先是更多的內(nèi)容轉(zhuǎn)換功能,WDDM2.0支持處理一個(gè)命令或三角形后進(jìn)行內(nèi)容轉(zhuǎn)換,而WDDM2.1則可以讓內(nèi)容轉(zhuǎn)換即時(shí)進(jìn)行。由于GPU同時(shí)要并行處理多個(gè)線程,因此內(nèi)容轉(zhuǎn)換的即時(shí)性不僅可以保證轉(zhuǎn)換質(zhì)量,還可以提升GPU效率,減少等待時(shí)間。另外,由于WDDM2.1支持基于過(guò)程的虛擬內(nèi)存分配,處理GPU和驅(qū)動(dòng)頁(yè)面錯(cuò)誤的方式也更為成熟。顯卡:顯示芯片顯示芯片是顯卡的核心芯片,它的性能好壞直接決定了顯卡性能的好壞,它的主要任務(wù)就是處理系統(tǒng)輸入的視頻信息并將其進(jìn)行構(gòu)建、渲染等工作。顯示主芯片的性能直接決定了顯示卡性能的高低。不同的顯示芯片,不論從內(nèi)部結(jié)構(gòu)還是其性能,都存在著差異,而其價(jià)格差別也很大。顯示芯片在顯卡中的地位,就相當(dāng)于電腦中CPU的地位,是整個(gè)顯卡的核心。因?yàn)轱@示芯片的復(fù)雜性,目前設(shè)計(jì)、制造顯示芯片的廠家只有NVIDIA、ATI、SIS、VIA等公司。家用娛樂(lè)性顯卡都采用單芯片設(shè)計(jì)的顯示芯片,而在部分專業(yè)的工作站顯卡上有采用多個(gè)顯示芯片組合的方式。NV部分芯片(點(diǎn)小圖看大圖)顯卡:顯存頻率顯存頻率是指默認(rèn)情況下,該顯存在顯卡上工作時(shí)的頻率,以MHz(兆赫茲)為單位。顯存頻率一定程度上反應(yīng)著該顯存的速度。顯存頻率隨著顯存的類型、性能的不同而不同,SDRAM顯存一般都工作在較低的頻率上,一般就是133MHz和166MHz,此種頻率早已無(wú)法滿足現(xiàn)在顯卡的需求。DDRSDRAM顯存則能提供較高的顯存頻率,主要在中低端顯卡上使用,DDR2顯存由于成本高并且性能一般,因此使用量不大。DDR3顯存是目前高端顯卡采用最為廣泛的顯存類型。不同顯存能提供的顯存頻率也差異很大,主要有400MHz、500MHz、600MHz、650MHz等,高端產(chǎn)品中還有800MHz、1200MHz、1600MHz,甚至更高。顯存頻率與顯存時(shí)鐘周期是相關(guān)的,二者成倒數(shù)關(guān)系,也就是顯存頻率=1/顯存時(shí)鐘周期。如果是SDRAM顯存,其時(shí)鐘周期為6ns,那么它的顯存頻率就為1/6ns=166MHz。而對(duì)于DDRSDRAM或者DDR2、DDR3,其時(shí)鐘周期為6ns,那么它的顯存頻率就為1/6ns=166MHz,但要了解的是這是DDRSDRAM的實(shí)際頻率,而不是我們平時(shí)所說(shuō)的DDR顯存頻率。因?yàn)镈DR在時(shí)鐘上升期和下降期都進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,其一個(gè)周期傳輸兩次數(shù)據(jù),相當(dāng)于SDRAM頻率的二倍。習(xí)慣上稱呼的DDR頻率是其等效頻率,是在其實(shí)際工作頻率上乘以2,就得到了等效頻率。因此6ns的DDR顯存,其顯存頻率為1/6ns*2=333MHz。具體情況可以看下邊關(guān)于各種顯存的介紹。但要明白的是顯卡制造時(shí),廠商設(shè)定了顯存實(shí)際工作頻率,而實(shí)際工作頻率不一定等于顯存最大頻率。此類情況現(xiàn)在較為常見(jiàn),如顯存最大能工作在650MHz,而制造時(shí)顯卡工作頻率被設(shè)定為550MHz,此時(shí)顯存就存在一定的超頻空間。這也就是目前廠商慣用的方法,顯卡以超頻為賣點(diǎn)。此外,用于顯卡的顯存,雖然和主板用的內(nèi)存同樣叫DDR、DDR2甚至DDR3,但是由于規(guī)范參數(shù)差異較大,不能通用,因此也可以稱顯存為GDDR、GDDR2、GDDR3。顯卡:什么是OpenGLOpenGL是個(gè)專業(yè)的3D程序接口,是一個(gè)功能強(qiáng)大,調(diào)用方便的底層3D圖形庫(kù)。OpenGL的前身是SGI公司為其圖形工作站開(kāi)發(fā)的IRISGL。IRISGL是一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的3D圖形軟件接口,功能雖然強(qiáng)大但是移植性不好,于是SGI公司便在IRISGL的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了OpenGL。OpenGL的英文全稱是“OpenGraphicsLibrary”,顧名思義,OpenGL便是“開(kāi)放的圖形程序接口”。雖然DirectX在家用市場(chǎng)全面領(lǐng)先,但在專業(yè)高端繪圖領(lǐng)域,OpenGL是不能被取代的主角。
OpenGL是個(gè)與.硬件無(wú)關(guān)的軟件接口,可以在不同的平臺(tái)如Windows95、WindowsNT、Unix、Linux、MacOS、OS/2之間進(jìn)行移植。因此,支持OpenGL的軟件具有很好的移植性,可以獲得非常廣泛的應(yīng)用。由于OpenGL是3D圖形的底層圖形庫(kù),沒(méi)有提供幾何實(shí)體圖元,不能直接用以描述場(chǎng)景。但是,通過(guò)一些轉(zhuǎn)換程序,可以很方便地將AutoCAD、3DS等3D圖形設(shè)計(jì)軟件制作的DFX和3DS模型文件轉(zhuǎn)換成OpenGL的頂點(diǎn)數(shù)組。
在OpenGL的基礎(chǔ)上還有OpenInventor、Cosmo3D、Optimizer等多種高級(jí)圖形庫(kù),適應(yīng)不同應(yīng)用。其中,OpenInventor應(yīng)用最為廣泛。該軟件是基于OpenGL面向?qū)ο蟮墓ぞ甙?,提供?chuàng)建交互式3D圖形應(yīng)用程序的對(duì)象和方法,提供了預(yù)定義的對(duì)象和用于交互的事件處理模塊,創(chuàng)建和編輯3D場(chǎng)景的高級(jí)應(yīng)用程序單元,有打印對(duì)象和用其它圖形格式交換數(shù)據(jù)的能力。
OpenGL的發(fā)展一直處于一種較為遲緩的態(tài)勢(shì),每次版本的提高新增的技術(shù)很少,大多只是對(duì)其中部分做出修改和完善。1992年7月,SGI公司發(fā)布了OpenGL的1.0版本,隨后又與微軟公司共同開(kāi)發(fā)了WindowsNT版本的OpenGL,從而使一些原來(lái)必須在高檔圖形工作站上運(yùn)行的大型3D圖形處理軟件也可以在微機(jī)上運(yùn)用。1995年OpenGL的1.1版本面市,該版本比1.0的性能有許多提高,并加入了一些新的功能。其中包括改進(jìn)打印機(jī)支持,在增強(qiáng)元文件中包含OpenGL的調(diào)用,頂點(diǎn)數(shù)組的新特性,提高頂點(diǎn)位置、法線、顏色、色彩指數(shù)、紋理坐標(biāo)、多邊形邊緣標(biāo)識(shí)的傳輸速度,引入了新的紋理特性等等。OpenGL1.5又新增了“OpenGLShadingLanguage”,該語(yǔ)言是“OpenGL2.0”的底核,用于著色對(duì)象、頂點(diǎn)著色以及片斷著色技術(shù)的擴(kuò)展功能。
OpenGL2.0標(biāo)準(zhǔn)的主要制訂者并非原來(lái)的SGI,而是逐漸在ARB中占據(jù)主動(dòng)地位的3Dlabs。2.0版本首先要做的是與舊版本之間的完整兼容性,同時(shí)在頂點(diǎn)與像素及內(nèi)存管理上與DirectX共同合作以維持均勢(shì)。OpenGL2.0將由OpenGL1.3的現(xiàn)有功能加上與之完全兼容的新功能所組成(如圖一)。借此可以對(duì)在ARB停滯不前時(shí)代各家推出的各種糾纏不清的擴(kuò)展指令集做一次徹底的精簡(jiǎn)。此外,硬件可編程能力的實(shí)現(xiàn)也提供了一個(gè)更好的方法以整合現(xiàn)有的擴(kuò)展指令。
目前,隨著DirectX的不斷發(fā)展和完善,OpenGL的優(yōu)勢(shì)逐漸喪失,至今雖然已有3Dlabs提倡開(kāi)發(fā)的2.0版本面世,在其中加入了很多類似于DirectX中可編程單元的設(shè)計(jì),但廠商的用戶的認(rèn)知程度并不高,未來(lái)的OpenGL發(fā)展前景迷茫。顯卡:接口類型接口類型是指顯卡與主板連接所采用的接口種類。顯卡的接口決定著顯卡與系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲髱?,也就是瞬間所能傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量。不同的接口決定著主板是否能夠使用此顯卡,只有在主板上有相應(yīng)接口的情況下,顯卡才能使用,并且不同的接口能為顯卡帶來(lái)不同的性能。
目前各種3D游戲和軟件對(duì)顯卡的要求越來(lái)越高,主板和顯卡之間需要交換的數(shù)據(jù)量也越來(lái)越大,過(guò)去的顯卡接口早已不能滿足這樣大量的數(shù)據(jù)交換,因此通常主板上都帶有專門插顯卡的插槽。假如顯卡接口的傳輸速度不能滿足顯卡的需求,顯卡的性能就會(huì)受到巨大的限制,再好的顯卡也無(wú)法發(fā)揮。顯卡發(fā)展至今主要出現(xiàn)過(guò)ISA、PCI、AGP、PCIExpress等幾種接口,所能提供的數(shù)據(jù)帶寬依次增加。其中2004年推出的PCIExpress接口已經(jīng)成為主流,以解決顯卡與系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問(wèn)題,而ISA、PCI接口的顯卡已經(jīng)基本被淘汰。目前市場(chǎng)上顯卡一般是AGP和PCI-E這兩種顯卡接口。AGP是AcceleratedGraphicsPort(圖形加速端口)的縮寫,是顯示卡的專用擴(kuò)展插槽,它是在PCI圖形接口的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。AGP規(guī)范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(wèn)題而出臺(tái)的。AGP并不是一種總線,而是一種接口方式。隨著3D游戲做得越來(lái)越復(fù)雜,使用了大量的3D特效和紋理,使原來(lái)傳輸速率為133MB/sec的PCI總線越來(lái)越不堪重負(fù),籍此原因Intel才推出了擁有高帶寬的AGP接口。這是一種與PCI總線迥然不同的圖形接口,它完全獨(dú)立于PCI總線之外,直接把顯卡與主板控制芯片聯(lián)在一起,使得3D圖形數(shù)據(jù)省略了越過(guò)PCI總線的過(guò)程,從而很好地解決了低帶寬PCI接口造成的系統(tǒng)瓶頸問(wèn)題。可以說(shuō),AGP代替PCI成為新的圖形端口是技術(shù)發(fā)展的必然.
PCIExpress(以下簡(jiǎn)稱PCI-E)采用了目前業(yè)內(nèi)流行的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行連接,比起PCI以及更早期的計(jì)算機(jī)總線的共享并行架構(gòu),每個(gè)設(shè)備都有自己的專用連接,不需要向整個(gè)總線請(qǐng)求帶寬,而且可以把數(shù)據(jù)傳輸率提高到一個(gè)很高的頻率,達(dá)到PCI所不能提供的高帶寬。相對(duì)于傳統(tǒng)PCI總線在單一時(shí)間周期內(nèi)只能實(shí)現(xiàn)單向傳輸,PCI-E的雙單工連接能提供更高的傳輸速率和質(zhì)量,它們之間的差異跟半雙工和全雙工類似。PCI-E的接口根據(jù)總線位寬不同而有所差異,包括X1、X4、X8以及X16,而X2模式將用于內(nèi)部接口而非插槽模式。PCI-E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(duì)數(shù)據(jù)傳輸帶寬不同的需求。此外,較短的PCI-E卡可以插入較長(zhǎng)的PCI-E插槽中使用,PCI-E接口還能夠支持熱拔插,這也是個(gè)不小的飛躍。PCI-EX1的250MB/秒傳輸速度已經(jīng)可以滿足主流聲效芯片、網(wǎng)卡芯片和存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)傳輸帶寬的需求,但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足圖形芯片對(duì)數(shù)據(jù)傳輸帶寬的需求。因此,用于取代AGP接口的PCI-E接口位寬為X16,能夠提供5GB/s的帶寬,即便有編碼上的損耗但仍能夠提供約為4GB/s左右的實(shí)際帶寬,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)AGP8X的2.1GB/s的帶寬。
盡管PCI-E技術(shù)規(guī)格允許實(shí)現(xiàn)X1(250MB/秒),X2,X4,X8,X12,X16和X32通道規(guī)格,但是依目前形式來(lái)看,PCI-EX1和PCI-EX16已成為PCI-E主流規(guī)格,同時(shí)很多芯片組廠商在南橋芯片當(dāng)中添加對(duì)PCI-EX1的支持,在北橋芯片當(dāng)中添加對(duì)PCI-EX16的支持。除去提供極高數(shù)據(jù)傳輸帶寬之外,PCI-E因?yàn)椴捎么袛?shù)據(jù)包方式傳遞數(shù)據(jù),所以PCI-E接口每個(gè)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PCI-E設(shè)備生產(chǎn)成本和體積。另外,PCI-E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,PCI-E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(shuō)過(guò)去的驅(qū)動(dòng)程序、操作系統(tǒng)無(wú)需推倒重來(lái),就可以支持PCI-E設(shè)備。目前PCI-E已經(jīng)成為顯卡的接口的主流,不過(guò)早期有些芯片組雖然提供了PCI-E作為顯卡接口,但是其速度是4X的,而不是16X的,例如VIAPT880Pro和VIAPT880Ultra,當(dāng)然這種情況極為罕見(jiàn)。顯卡:顯存類型顯存是顯卡上的關(guān)鍵核心部件之一,它的優(yōu)劣和容量大小會(huì)直接關(guān)系到顯卡的最終性能表現(xiàn)??梢哉f(shuō)顯示芯片決定了顯卡所能提供的功能和其基本性能,而顯卡性能的發(fā)揮則很大程度上取決于顯存。無(wú)論顯示芯片的性能如何出眾,最終其性能都要通過(guò)配套的顯存來(lái)發(fā)揮。顯存,也被叫做幀緩存,它的作用是用來(lái)存儲(chǔ)顯卡芯片處理過(guò)或者即將提取的渲染數(shù)據(jù)。如同計(jì)算機(jī)的內(nèi)存一樣,顯存是用來(lái)存儲(chǔ)要處理的圖形信息的部件。我們?cè)陲@示屏上看到的畫面是由一個(gè)個(gè)的像素點(diǎn)構(gòu)成的,而每個(gè)像素點(diǎn)都以4至32甚至64位的數(shù)據(jù)來(lái)控制它的亮度和色彩,這些數(shù)據(jù)必須通過(guò)顯存來(lái)保存,再交由顯示芯片和CPU調(diào)配,最后把運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)化為圖形輸出到顯示器上。目前市場(chǎng)上主要以DDRII,DDRIII為主。而新一代的芯片則支持DDR4顯存。顯卡:顯存位寬顯存位寬是顯存在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)所能傳送數(shù)據(jù)的位數(shù),位數(shù)越大則瞬間所能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越大,這是顯存的重要參數(shù)之一。目前市場(chǎng)上的顯存位寬有64位、128位和256位三種,人們習(xí)慣上叫的64位顯卡、128位顯卡和256位顯卡就是指其相應(yīng)的顯存位寬。顯存位寬越高,性能越好價(jià)格也就越高,因此256位寬的顯存更多應(yīng)用于高端顯卡,而主流顯卡基本都采用128位顯存。大家知道顯存帶寬=顯存頻率X顯存位寬/8,那么在顯存頻率相當(dāng)?shù)那闆r下,顯存位寬將決定顯存帶寬的大小。比如說(shuō)同樣顯存頻率為500MHz的128位和256位顯存,那么它倆的顯存帶寬將分別為:128位=500MHz*128∕8=8GB/s,而256位=500MHz*256∕8=16GB/s,是128位的2倍,可見(jiàn)顯存位寬在顯存數(shù)據(jù)中的重要性。顯卡的顯存是由一塊塊的顯存芯片構(gòu)成的,顯存總位寬同樣也是由顯存顆粒的位寬組成,。顯存位寬=顯存顆粒位寬×顯存顆粒數(shù)。顯存顆粒上都帶有相關(guān)廠家的內(nèi)存編號(hào),可以去網(wǎng)上查找其編號(hào),就能了解其位寬,再乘以顯存顆粒數(shù),就能得到顯卡的位寬。這是最為準(zhǔn)確的方法,但施行起來(lái)較為麻煩。顯卡:什么是SP單元SP:StreamProcessor。NVIDIA對(duì)其統(tǒng)一架構(gòu)GPU內(nèi)通用標(biāo)量著色器的稱謂。StreamProcessor是繼PixelPipelines和VertexPipelines之后新一代的顯卡渲染技術(shù)指標(biāo),StreamProcessor既可以完成VertexShader運(yùn)算,也可以完成PixelShader運(yùn)算,而且可以根據(jù)需要組成任意VS/PS比例,從而給開(kāi)發(fā)者更廣闊的發(fā)揮空間。簡(jiǎn)而言之,過(guò)去按照固定的比例組成的渲染管線/頂點(diǎn)單元渲染模式如今被StreamProcessor組成的任意比例渲染管線/頂點(diǎn)單元渲染模式替代,StreamProcessor是全新的全能渲染單元。顯卡: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,但顯卡的性能是由核心頻率、顯存、像素管線、像素填充率等等多方面的情況所決定的,因此在顯示核心不同的情況下,核心頻率高并不代表此顯卡性能強(qiáng)勁。比如9600PRO的核心頻率達(dá)到了400MHz,要比9800PRO的380MHz高,但在性能上9800PRO絕對(duì)要強(qiáng)于9600PRO。在同樣級(jí)別的芯片中,核心頻率高的則性能要強(qiáng)一些,提高核心頻率就是顯卡超頻的方法之一。顯示芯片主流的只有ATI和NVIDIA兩家,兩家都提供顯示核心給第三方的廠商,在同樣的顯示核心下,部分廠商會(huì)適當(dāng)提高其產(chǎn)品的顯示核心頻率,使其工作在高于顯示核心固定的頻率上以達(dá)到更高的性能。顯卡:輸出端口VGA顯卡所處理的信息最終都要輸出到顯示器上,顯卡的輸出接口就是電腦與顯示器之間的橋梁,它負(fù)責(zé)向顯示器輸出相應(yīng)的圖像信號(hào)。CRT顯示器因?yàn)樵O(shè)計(jì)制造上的原因,只能接受模擬信號(hào)輸入,這就需要顯卡能輸入模擬信號(hào)。VGA接口就是顯卡上輸出模擬信號(hào)的接口,VGA(VideoGraphicsArray)接口,也叫D-Sub接口。雖然液晶顯示器可以直接接收數(shù)字信號(hào),但很多低端產(chǎn)品為了與VGA接口顯卡相匹配,因而采用VGA接口。VGA接口是一種D型接口,上面共有15針空,分成三排,每排五個(gè)。VGA接口是顯卡上應(yīng)用最為廣泛的接口類型,絕大多數(shù)的顯卡都帶有此種接口。
目前大多數(shù)計(jì)算機(jī)與外部顯示設(shè)備之間都是通過(guò)模擬VGA接口連接,計(jì)算機(jī)內(nèi)部以數(shù)字方式生成的顯示圖像信息,被顯卡中的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)镽、G、B三原色信號(hào)和行、場(chǎng)同步信號(hào),信號(hào)通過(guò)電纜傳輸?shù)斤@示設(shè)備中。對(duì)于模擬顯示設(shè)備,如模擬CRT顯示器,信號(hào)被直接送到相應(yīng)的處理電路,驅(qū)動(dòng)控制顯像管生成圖像。而對(duì)于LCD、DLP等數(shù)字顯示設(shè)備,顯示設(shè)備中需配置相應(yīng)的A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器,將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。在經(jīng)過(guò)D/A和A/D2次轉(zhuǎn)換后,不可避免地造成了一些圖像細(xì)節(jié)的損失。VGA接口應(yīng)用于CRT顯示器無(wú)可厚非,但用于連接液晶之類的顯示設(shè)備,則轉(zhuǎn)換過(guò)程的圖像損失會(huì)使顯示效果略微下降。DVIDVI全稱為DigitalVisualInterface,它是1999年由SiliconImage、Intel(英特爾)、Compaq(康柏)、IBM、HP(惠普)、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同組成DDWG(DigitalDisplayWorkingGroup,數(shù)字顯示工作組)推出的接口標(biāo)準(zhǔn)。它是以SiliconImage公司的PanalLink接口技術(shù)為基礎(chǔ),基于TMDS(TransitionMinimizedDifferentialSignaling,最小化傳輸差分信號(hào))電子協(xié)議作為基本電氣連接。TMDS是一種微分信號(hào)機(jī)制,可以將象素?cái)?shù)據(jù)編碼,并通過(guò)串行連接傳遞。顯卡產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)由發(fā)送器按照TMDS協(xié)議編碼后通過(guò)TMDS通道發(fā)送給接收器,經(jīng)過(guò)解碼送給數(shù)字顯示設(shè)備。一個(gè)DVI顯示系統(tǒng)包括一個(gè)傳送器和一個(gè)接收器。傳送器是信號(hào)的來(lái)源,可以內(nèi)建在顯卡芯片中,也可以以附加芯片的形式出現(xiàn)在顯卡PCB上;而接收器則是顯示器上的一塊電路,它可以接受數(shù)字信號(hào),將其解碼并傳遞到數(shù)字顯示電路中,通過(guò)這兩者,顯卡發(fā)出的信號(hào)成為顯示器上的圖象。目前的DVI接口分為兩種,一個(gè)是DVI-D接口,只能接收數(shù)字信號(hào),接口上只有3排8列共24個(gè)針腳,其中右上角的一個(gè)針腳為空。不兼容模擬信號(hào)。另外一種則是DVI-I接口,可同時(shí)兼容模擬和數(shù)字信號(hào)。兼容模擬幸好并不意味著模擬信號(hào)的接口D-Sub接口可以連接在DVI-I接口上,而是必須通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)換接頭才能使用,一般采用這種接口的顯卡都會(huì)帶有相關(guān)的轉(zhuǎn)換接頭。顯示設(shè)備采用DVI接口具有主要有以下兩大優(yōu)點(diǎn):
一、速度快
DVI傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào),數(shù)字圖像信息不需經(jīng)過(guò)任何轉(zhuǎn)換,就會(huì)直接被傳送到顯示設(shè)備上,因此減少了數(shù)字→模擬→數(shù)字繁瑣的轉(zhuǎn)換過(guò)程,大大節(jié)省了時(shí)間,因此它的速度更快,有效消除拖影現(xiàn)象,而且使用DVI進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,信號(hào)沒(méi)有衰減,色彩更純凈,更逼真。二、畫面清晰
計(jì)算機(jī)內(nèi)部傳輸?shù)氖嵌M(jìn)制的數(shù)字信號(hào),使用VGA接口連接液晶顯示器的話就需要先把信號(hào)通過(guò)顯卡中的D/A(數(shù)字/模擬)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)镽、G、B三原色信號(hào)和行、場(chǎng)同步信號(hào),這些信號(hào)通過(guò)模擬信號(hào)線傳輸?shù)揭壕?nèi)部還需要相應(yīng)的A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)再一次轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)才能在液晶上顯示出圖像來(lái)。在上述的D/A、A/D轉(zhuǎn)換和信號(hào)傳輸過(guò)程中不可避免會(huì)出現(xiàn)信號(hào)的損失和受到干擾,導(dǎo)致圖像出現(xiàn)失真甚至顯示錯(cuò)誤,而DVI接口無(wú)需進(jìn)行這些轉(zhuǎn)換,避免了信號(hào)的損失,使圖像的清晰度和細(xì)節(jié)表現(xiàn)力都得到了大大提高。TV-OUTTV-Out是指顯卡具備輸出信號(hào)到電視的相關(guān)接口。目前普通家用的顯示器尺寸不會(huì)超過(guò)19寸,顯示畫面相比于電視的尺寸來(lái)說(shuō)小了很多,尤其在觀看電影、打游戲時(shí),更大的屏幕能給人帶來(lái)更強(qiáng)烈的視覺(jué)享受。而更大尺寸的顯示器價(jià)格是普通用戶無(wú)法承受的,將顯示畫面輸出到電視,這就成了一個(gè)不錯(cuò)的選擇。輸出到電視的接口目前主要應(yīng)用的有三種。一種是采用VGA接口,VGA接口是絕大多數(shù)顯卡都具備的接口類型,但這需要電視上具備VGA接口才能實(shí)現(xiàn),而帶有此接口的電視相對(duì)還較少,同時(shí)多是一些價(jià)格較貴的產(chǎn)品,普及程度不高。此種方法一般不多采用,也不是人們習(xí)慣意義上說(shuō)的視頻輸出。另外一種則是復(fù)合視頻接口。復(fù)合視頻接口采用RCA接口,RCA接口是目前電視設(shè)備上應(yīng)用最廣泛的接口,幾乎每臺(tái)電視上都提供了此類接口,用于視頻輸入。雖然AV接口實(shí)現(xiàn)了音頻和視頻的分離傳輸,這就避免了因?yàn)橐?視頻混合干擾而導(dǎo)致的圖像質(zhì)量下降,但由于AV接口傳輸?shù)娜匀皇且环N亮度/色度(Y/C)混合的視頻信號(hào),仍然需要顯示設(shè)備對(duì)其進(jìn)行亮/色分離和色度解碼才能成像,這種先混合再分離的過(guò)程必然會(huì)造成色彩信號(hào)的損失,色度信號(hào)和亮度信號(hào)也會(huì)有很大的機(jī)會(huì)相互干擾,從而影響最終輸出的圖像質(zhì)量。采用AV接口輸出視頻的顯卡輸出效果并不十分理想,但它卻是電視上都具備的接口,因此此類接口受到一定用戶的喜愛(ài)。目前此種輸出接口的顯卡產(chǎn)品較少,大多都提供輸出效果更好的S端子接口。黃色為RCA接口,黑色為S端子最后一種則是目前應(yīng)用最廣泛、輸出效果更好的S端子接口。S端子也就是SeparateVideo,而“Separate”的中文意思就是“分離”。它是在AV接口的基礎(chǔ)上將色度信號(hào)C和亮度信號(hào)Y進(jìn)行分離,再分別以不同的通道進(jìn)行傳輸,減少影像傳輸過(guò)程中的“分離”、“合成”的過(guò)程,減少轉(zhuǎn)化過(guò)程中的損失,以得到最佳的顯示效果。通常顯卡上采用的S端子有標(biāo)準(zhǔn)的4針接口(不帶音效輸出)和擴(kuò)展的7針接口(帶音效輸出)。S端子相比于AV接口,由于它不再進(jìn)行Y/C混合傳輸,因此也就無(wú)需再進(jìn)行亮色分離和解碼工作,而且使用各自獨(dú)立的傳輸通道,在很大程度上避免了視頻設(shè)備內(nèi)信號(hào)串?dāng)_而產(chǎn)生的圖像失真,極大地提高了圖像的清晰度。但S-Video仍要將兩路色差信號(hào)混合為一路色度信號(hào)C進(jìn)行傳輸,然后再在顯示設(shè)備內(nèi)解碼進(jìn)行處理,這樣多少仍會(huì)帶來(lái)一定信號(hào)損失而產(chǎn)生失真(這種失真很小),而且由于混合導(dǎo)致色度信號(hào)的帶寬也有一定的限制。S-Video雖不是最好的,但考慮到目前的市場(chǎng)狀況和綜合成本等其它因素,它還是應(yīng)用最普遍的視頻接口。Video-inVideo-in是指顯卡上具備用于視頻輸入的接口,并能把外部視頻源的信號(hào)輸入到系統(tǒng)內(nèi)。這樣就可以把電視機(jī)、錄像機(jī)、影碟機(jī)、攝像機(jī)等視頻信號(hào)源輸入到電腦中。帶視頻輸入接口的顯卡,通過(guò)在顯卡上加裝視頻輸入芯片,再整合入顯卡自帶的視頻處理能力,提供更靈活的驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用軟件,這樣就能給顯卡集成更多的功能。顯卡上支持視頻輸入的接口有RF射頻端子、復(fù)合視頻接口、S端子和VIVO接口等。RF射頻端子RF射頻端子
RF射頻端子是最早在電視機(jī)上出現(xiàn)的,原意為無(wú)線電射頻(RadioFrequency)。它是目前家庭有線電視采用的接口模式。RF的成像原理是將視頻信號(hào)(CVBS)和音頻信號(hào)(Audio)相混合編碼后,輸出然后在顯示設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行一系列分離/解碼的過(guò)程輸出成像。由于步驟繁瑣且音視頻混合編碼會(huì)互相干擾,所以它的輸出質(zhì)量也是最差的。帶此類接口的顯卡只需把有線電視信號(hào)線連接上,就能將有線電視的信號(hào)輸入到顯卡內(nèi)。復(fù)合視頻接口
復(fù)合視頻接口采用RCA接口,RCA接口是目前電視設(shè)備上應(yīng)用最廣泛的接口,幾乎每臺(tái)電視上都提供了此類接口,用于視頻輸入。雖然AV接口實(shí)現(xiàn)了音頻和視頻的分離傳輸,這就避免了因?yàn)橐?視頻混合干擾而導(dǎo)致的圖像質(zhì)量下降,但由于AV接口傳輸?shù)娜匀皇且环N亮度/色度(Y/C)混合的視頻信號(hào),仍然需要顯示設(shè)備對(duì)其進(jìn)行亮/色分離和色度解碼才能成像,這種先混合再分離的過(guò)程必然會(huì)造成色彩信號(hào)的損失,色度信號(hào)和亮度信號(hào)也會(huì)有很大的機(jī)會(huì)相互干擾,從而影響最終輸出的圖像質(zhì)量。S端子
S端子也就是SeparateVideo,而“Separate”的中文意思就是“分離”。它是在AV接口的基礎(chǔ)上將色度信號(hào)C和亮度信號(hào)Y進(jìn)行分離,再分別以不同的通道進(jìn)行傳輸,減少影像傳輸過(guò)程中的“分離”、“合成”的過(guò)程,減少轉(zhuǎn)化過(guò)程中的損失,以得到最佳的顯示效果。通常顯卡上采用的S端子有標(biāo)準(zhǔn)的4針接口(不帶音效輸出)和擴(kuò)展的7針接口(帶音效輸出)。S端子相比于AV接口,由于它不再進(jìn)行Y/C混合傳輸,因此也就無(wú)需再進(jìn)行亮色分離和解碼工作,而且使用各自獨(dú)立的傳輸通道,在很大程度上避免了視頻設(shè)備內(nèi)信號(hào)串?dāng)_而產(chǎn)生的圖像失真,極大地提高了圖像的清晰度。但S-Video仍要將兩路色差信號(hào)混合為一路色度信號(hào)C進(jìn)行傳輸,然后再在顯示設(shè)備內(nèi)解碼進(jìn)行處理,這樣多少仍會(huì)帶來(lái)一定信號(hào)損失而產(chǎn)生失真(這種失真很小),而且由于混合導(dǎo)致色度信號(hào)的帶寬也有一定的限制。S-Video雖不是最好的,但考慮到目前的市場(chǎng)狀況和綜合成本等其它因素,它還是應(yīng)用最普遍的視頻接口。VIVO(videoinandvideoout)接口VIVO接口VIVO連接線
VIVO接口其實(shí)就是一種擴(kuò)展的S端子接口,它在擴(kuò)展型S端子接口的基礎(chǔ)上又進(jìn)行了擴(kuò)展,針數(shù)要多于擴(kuò)展型S端子7針。VIVO接口必須要用顯卡附帶的VIVO連接線,才能能夠?qū)崿F(xiàn)S端子輸入與S端子輸出功能。顯卡:顯存容量顯存容量是顯卡上本地顯存的容量數(shù),這是選擇顯卡的關(guān)鍵參數(shù)之一。顯存容量的大小決定著顯存臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力,在一定程度上也會(huì)影響顯卡的性能。顯存容量也是隨著顯卡的發(fā)展而逐步增大的,并且有越來(lái)越增大的趨勢(shì)。顯存容量從早期的512KB、1MB、2MB等極小容量,發(fā)展到8MB、12MB、16MB、32MB、64MB,一直到目前主流的128MB、256MB和高檔顯卡的512MB,某些專業(yè)顯卡甚至已經(jīng)具有1GB的顯存了。
值得注意的是,顯存容量越大并不一定意味著顯卡的性能就越高,因?yàn)闆Q定顯卡性能的三要素首先是其所采用的顯示芯片,其次是顯存帶寬(這取決于顯存位寬和顯存頻率),最后才是顯存容量。一款顯卡究竟應(yīng)該配備多大的顯存容量才合適是由其所采用的顯示芯片所決定的,也就是說(shuō)顯存容量應(yīng)該與顯示核心的性能相匹配才合理,顯示芯片性能越高由于其處理能力越高所配備的顯存容量相應(yīng)也應(yīng)該越大,而低性能的顯示芯片配備大容量顯存對(duì)其性能是沒(méi)有任何幫助的。顯卡:VGA接口顯卡所處理的信息最終都要輸出到顯示器上,顯卡的輸出接口就是電腦與顯示器之間的橋梁,它負(fù)責(zé)向顯示器輸出相應(yīng)的圖像信號(hào)。CRT顯示器因?yàn)樵O(shè)計(jì)制造上的原因,只能接受模擬信號(hào)輸入,這就需要顯卡能輸入模擬信號(hào)。VGA接口就是顯卡上輸出模擬信號(hào)的接口,VGA(VideoGraphicsArray)接口,也叫D-Sub接口。雖然液晶顯示器可以直接接收數(shù)字信號(hào),但很多低端產(chǎn)品為了與VGA接口顯卡相匹配,因而采用VGA接口。VGA接口是一種D型接口,上面共有15針空,分成三排,每排五個(gè)。VGA接口是顯卡上應(yīng)用最為廣泛的接口類型,絕大多數(shù)的顯卡都帶有此種接口。
目前大多數(shù)計(jì)算機(jī)與外部顯示設(shè)備之間都是通過(guò)模擬VGA接口連接,計(jì)算機(jī)內(nèi)部以數(shù)字方式生成的顯示圖像信息,被顯卡中的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)镽、G、B三原色信號(hào)和行、場(chǎng)同步信號(hào),信號(hào)通過(guò)電纜傳輸?shù)斤@示設(shè)備中。對(duì)于模擬顯示設(shè)備,如模擬CRT顯示器,信號(hào)被直接送到相應(yīng)的處理電路,驅(qū)動(dòng)控制顯像管生成圖像。而對(duì)于LCD、DLP等數(shù)字顯示設(shè)備,顯示設(shè)備中需配置相應(yīng)的A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器,將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。在經(jīng)過(guò)D/A和A/D2次轉(zhuǎn)換后,不可避免地造成了一些圖像細(xì)節(jié)的損失。VGA接口應(yīng)用于CRT顯示器無(wú)可厚非,但用于連接液晶之類的顯示設(shè)備,則轉(zhuǎn)換過(guò)程的圖像損失會(huì)使顯示效果略微下降。顯卡:什么是渲染管線渲染管線也稱為渲染流水線,是顯示芯片內(nèi)部處理圖形信號(hào)相互獨(dú)立的的并行處理單元。在某種程度上可以把渲染管線比喻為工廠里面常見(jiàn)的各種生產(chǎn)流水線,工廠里的生產(chǎn)流水線是為了提高產(chǎn)品的生產(chǎn)能力和效率,而渲染管線則是提高顯卡的工作能力和效率。
渲染管線的數(shù)量一般是以像素渲染流水線的數(shù)量×每管線的紋理單元數(shù)量來(lái)表示。例如,GeForce6800Ultra的渲染管線是16×1,就表示其具有16條像素渲染流水線,每管線具有1個(gè)紋理單元;GeForce4MX440的渲染管線是2×2,就表示其具有2條像素渲染流水線,每管線具有2個(gè)紋理單元等等,其余表示方式以此類推。
渲染管線的數(shù)量是決定顯示芯片性能和檔次的最重要的參數(shù)之一,在相同的顯卡核心頻率下,更多的渲染管線也就意味著更大的像素填充率和紋理填充率,從顯卡的渲染管線數(shù)量上可以大致判斷出顯卡的性能高低檔次。但顯卡性能并不僅僅只是取決于渲染管線的數(shù)量,同時(shí)還取決于顯示核心架構(gòu)、渲染管線的的執(zhí)行效率、頂點(diǎn)著色單元的數(shù)量以及顯卡的核心頻率和顯存頻率等等方面。一般來(lái)說(shuō)在相同的顯示核心架構(gòu)下,渲染管線越多也就意味著性能越高,例如16×1架構(gòu)的GeForce6800GT其性能要強(qiáng)于12×1架構(gòu)的GeForce6800,就象工廠里的采用相同技術(shù)的2條生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)能力和效率要強(qiáng)于1條生產(chǎn)流水線那樣;而在不同的顯示核心架構(gòu)下,渲染管線的數(shù)量多就并不意味著性能更好,例如4×2架構(gòu)的GeForce2GTS其性能就不如2×2架構(gòu)的GeForce4MX440,就象工廠里的采用了先進(jìn)技術(shù)的1條流水線的生產(chǎn)能力和效率反而還要強(qiáng)于只采用了老技術(shù)的2條生產(chǎn)流水線那樣。顯卡:顯存時(shí)鐘周期顯存時(shí)鐘周期就是顯存時(shí)鐘脈沖的重復(fù)周期,它是作為衡量顯存速度的重要指標(biāo)。顯存速度越快,單位時(shí)間交換的數(shù)據(jù)量也就越大,在同等情況下顯卡性能將會(huì)得到明顯提升。顯存的時(shí)鐘周期一般以ns(納秒)為單位,工作頻率以MHz為單位。顯存時(shí)鐘周期跟工作頻率一一對(duì)應(yīng),它們之間的關(guān)系為:工作頻率=1÷時(shí)鐘周期×1000。那么顯存頻率為166MHz,那么它的時(shí)鐘周期為1÷166×1000=6ns。
對(duì)于DDRSDRAM或者DDR2、DDR3顯存來(lái)說(shuō),描述其工作頻率時(shí)用的是等效輸出頻率。因?yàn)槟茉跁r(shí)鐘周期的上升沿和下降沿都能傳送數(shù)據(jù),所以在工作頻率和數(shù)據(jù)位寬度相同的情況下,顯存帶寬是SDRAM的兩倍。換句話說(shuō),在顯存時(shí)鐘周期相同的情況下,DDRSDRAM顯存的等效輸出頻率是SDRAM顯存的兩倍。例如,5ns的SDRAM顯存的工作頻率為200MHz,而5ns的DDRSDRAM或者DDR2、DDR3顯存的等效工作頻率就是400MHz。常見(jiàn)顯存時(shí)鐘周期有5ns、4ns、3.8ns、3.6ns、3.3ns、2.8ns、2.0ns、1.6ns、1.1ns,0.09甚至更低。
顯存時(shí)鐘周期數(shù)越小越好。顯存頻率與顯存時(shí)鐘周期(也就是通常所說(shuō)的XXns)之間為倒數(shù)關(guān)系,也就是說(shuō)顯存時(shí)鐘周期越小,它的顯存頻率就越高,顯卡的性能也就越好!顯卡:什么是HDTVHDTV(HighDefinitionTelevision)是一種數(shù)字電視技術(shù),但HDTV是高清晰數(shù)字電視輸出技術(shù),可提供相對(duì)于傳統(tǒng)模擬電視技術(shù)更高清晰度圖象質(zhì)量。HDTV的高清晰主要表現(xiàn)在它支持1280×720,1920×1080和1920×1080三種顯示模式。HDTV的視頻信號(hào)采用MPEG2進(jìn)行壓縮。顯卡:TV-OutTV-Out是指顯卡具備輸出信號(hào)到電視的相關(guān)接口。目前普通家用的顯示器尺寸不會(huì)超過(guò)19寸,顯示畫面相比于電視的尺寸來(lái)說(shuō)小了很多,尤其在觀看電影、打游戲時(shí),更大的屏幕能給人帶來(lái)更強(qiáng)烈的視覺(jué)享受。而更大尺寸的顯示器價(jià)格是普通用戶無(wú)法承受的,將顯示畫面輸出到電視,這就成了一個(gè)不錯(cuò)的選擇。輸出到電視的接口目前主要應(yīng)用的有三種。一種是采用VGA接口,VGA接口是絕大多數(shù)顯卡都具備的接口類型,但這需要電視上具備VGA接口才能實(shí)現(xiàn),而帶有此接口的電視相對(duì)還較少,同時(shí)多是一些價(jià)格較貴的產(chǎn)品,普及程度不高。此種方法一般不多采用,也不是人們習(xí)慣意義上說(shuō)的視頻輸出。另外一種則是復(fù)合視頻接口。復(fù)合視頻接口采用RCA接口,RCA接口是目前電視設(shè)備上應(yīng)用最廣泛的接口,幾乎每臺(tái)電視上都提供了此類接口,用于視頻輸入。雖然AV接口實(shí)現(xiàn)了音頻和視頻的分離傳輸,這就避免了因?yàn)橐?視頻混合干擾而導(dǎo)致的圖像質(zhì)量下降,但由于AV接口傳輸?shù)娜匀皇且环N亮度/色度(Y/C)混合的視頻信號(hào),仍然需要顯示設(shè)備對(duì)其進(jìn)行亮/色分離和色度解碼才能成像,這種先混合再分離的過(guò)程必然會(huì)造成色彩信號(hào)的損失,色度信號(hào)和亮度信號(hào)也會(huì)有很大的機(jī)會(huì)相互干擾,從而影響最終輸出的圖像質(zhì)量。采用AV接口輸出視頻的顯卡輸出效果并不十分理想,但它卻是電視上都具備的接口,因此此類接口受到一定用戶的喜愛(ài)。目前此種輸出接口的顯卡產(chǎn)品較少,大多都提供輸出效果更好的S端子接口。黃色為RCA接口,黑色為S端子最后一種則是目前應(yīng)用最廣泛、輸出效果更好的S端子接口。S端子也就是SeparateVideo,而“Separate”的中文意思就是“分離”。它是在AV接口的基礎(chǔ)上將色度信號(hào)C和亮度信號(hào)Y進(jìn)行分離,再分別以不同的通道進(jìn)行傳輸,減少影像傳輸過(guò)程中的“分離”、“合成”的過(guò)程,減少轉(zhuǎn)化過(guò)程中的損失,以得到最佳的顯示效果。通常顯卡上采用的S端子有標(biāo)準(zhǔn)的4針接口(不帶音效輸出)和擴(kuò)展的7針接口(帶音效輸出)。S端子相比于AV接口,由于它不再進(jìn)行Y/C混合傳輸,因此也就無(wú)需再進(jìn)行亮色分離和解碼工作,而且使用各自獨(dú)立的傳輸通道,在很大程度上避免了視頻設(shè)備內(nèi)信號(hào)串?dāng)_而產(chǎn)生的圖像失真,極大地提高了圖像的清晰度。但S-Video仍要將兩路色差信號(hào)混合為一路色度信號(hào)C進(jìn)行傳輸,然后再在顯示設(shè)備內(nèi)解碼進(jìn)行處理,這樣多少仍會(huì)帶來(lái)一定信號(hào)損失而產(chǎn)生失真(這種失真很小),而且由于混合導(dǎo)致色度信號(hào)的帶寬也有一定的限制。S-Video雖不是最好的,但考慮到目前的市場(chǎng)狀況和綜合成本等其它因素,它還是應(yīng)用最普遍的視頻接口。顯卡:3DAPIAPI是ApplicationProgrammingInterface的縮寫,是應(yīng)用程序接口的意思,而3DAPI則是指顯卡與應(yīng)用程序直接的接口。3DAPI能讓編程人員所設(shè)計(jì)的3D軟件只要調(diào)用其API內(nèi)的程序,從而讓API自動(dòng)和硬件的驅(qū)動(dòng)程序溝通,啟動(dòng)3D芯片內(nèi)強(qiáng)大的3D圖形處理功能,從而大幅度地提高了3D程序的設(shè)計(jì)效率。
如果沒(méi)有3DAPI在開(kāi)發(fā)程序時(shí),程序員必須要了解全部的顯卡特性,才能編寫出與顯卡完全匹配的程序,發(fā)揮出全部的顯卡性能。而有了3DAPI這個(gè)顯卡與軟件直接的接口,程序員只需要編寫符合接口的程序代碼,就可以充分發(fā)揮顯卡的不必再去了解硬件的具體性能和參數(shù),這樣就大大簡(jiǎn)化了程序開(kāi)發(fā)的效率。
同樣,顯示芯片廠商根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)自己的硬件產(chǎn)品,以達(dá)到在API調(diào)用硬件資源時(shí)最優(yōu)化,獲得更好的性能。有了3DAPI,便可實(shí)現(xiàn)不同廠家的硬件、軟件最大范圍兼容。比如在最能體現(xiàn)3DAPI的游戲方面,游戲設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)時(shí),不必去考慮具體某款顯卡的特性,而只是按照3DAPI的接口標(biāo)準(zhǔn)來(lái)開(kāi)發(fā)游戲,當(dāng)游戲運(yùn)行時(shí)則直接通過(guò)3DAPI來(lái)調(diào)用顯卡的硬件資源。
目前個(gè)人電腦中主要應(yīng)用的3DAPI有DirectX和OpenGL。DirectX目前已經(jīng)成為游戲的主流,市售的絕大部分主流游戲均基于DirectX開(kāi)發(fā),例如《帝國(guó)時(shí)代3》、《孤島驚魂》、《使命召喚2》、《HalfLife2》等流行的優(yōu)秀游戲。而OpenGL目前則主要應(yīng)用于專業(yè)的圖形工作站,在游戲方面歷史上也曾經(jīng)和DirectX分庭抗禮,產(chǎn)生了一大批的優(yōu)秀游戲,例如《Quake3》、《HalfLife》、《榮譽(yù)勛章》的前幾部、《反恐精英》等,目前在DirectX的步步進(jìn)逼之下,采用OpenGL的游戲已經(jīng)越來(lái)越少,但也不乏經(jīng)典大作,例如基于OpenGL的《DOOM3》以及采用DOOM3引擎的《Quake4》等等,無(wú)論過(guò)去還是現(xiàn)在,OpenGL在游戲方面的主要代表都是著名的idSoftware。顯卡:AGP接口AGP(AcceleratedGraphicsPort)即加速圖形端口。它用于連接顯示設(shè)備的接口,是為了提高視頻帶寬而設(shè)計(jì)的一種接口規(guī)范。
早期的顯示接口卡通過(guò)ISA總線或者PCI總線與主板連接,但是ISA、PCI顯卡均不能滿足3D圖形/視頻技術(shù)的發(fā)展要求。PCI顯卡處理3D圖形有兩個(gè)主要缺點(diǎn),一是PCI總線最高數(shù)據(jù)傳輸速度僅為133MB/s,不能滿足處理3D圖形對(duì)數(shù)據(jù)傳輸率的要求。二是需要足夠多的顯存來(lái)進(jìn)行圖像運(yùn)算,這將導(dǎo)致顯示卡的成本很高。AGP接口把顯示部分從PCI總線上拿掉,使其它設(shè)備可以得到更多的帶寬,并為顯示卡提供高達(dá)1064MB/s(AGP4x)的數(shù)據(jù)傳輸速率。AGP以系統(tǒng)內(nèi)存為幀緩沖(FrameBuffer),可將紋理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在其中,從而減少了顯存的消耗,實(shí)現(xiàn)了高速存取,有效地解決了3D圖形處理的瓶頸問(wèn)題。
AGP1.0規(guī)格中,有1x、2x兩種工作模式,數(shù)據(jù)傳輸率分別為266MB/s、533MB/s。
AGP2.0規(guī)格中,有4x的工作模式,數(shù)據(jù)傳輸率為1064MB/s
AGP8x是Intel公司新發(fā)布的圖形端口規(guī)格,AGP8x被定義為一條32位寬的并行總線,運(yùn)行于533-MHz,總帶寬大約在2.1GB/s。AGP1xAGP2xAGP3x266MB/sec533MB/sec1GB/sec66MHz66MHz133MHz每個(gè)時(shí)鐘每個(gè)相位每個(gè)相位3.3v3.3v1.5v顯卡:顯示芯片制作工藝顯示芯片的制造工藝與CPU一樣,也是用微米來(lái)衡量其加工精度的。制造工藝的提高,意味著顯示芯片的體積將更小、集成度更高,可以容納更多的晶體管,性能會(huì)更加強(qiáng)大,功耗也會(huì)降低。和中央處理器一樣,顯示卡的核心芯片,也是在硅晶片上制成的。采用更高的制造工藝,對(duì)于顯示核心頻率和顯示卡集成度的提高都是至關(guān)重要的。而且重要的是制程工藝的提高可以有效的降低顯卡芯片的生產(chǎn)成本。
微電子技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步,主要是靠工藝技術(shù)的不斷改進(jìn),使得器件的特征尺寸不斷縮小,從而集成度不斷提高,功耗降低,器件性能得到提高。芯片制造工藝在1995年以后,從0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米、0.11微米、0.09微米一直發(fā)展到當(dāng)前的0.08微米。顯卡: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。就好比是不同口徑的閥門,在水流速度一定的情況下,口徑大的能提供更大的出水量。顯示芯片位寬就是顯示芯片內(nèi)部總線的帶寬,帶寬越大,可以提供的計(jì)算能力和數(shù)據(jù)吞吐能力也越快,是決定顯示芯片級(jí)別的重要數(shù)據(jù)之一。目前已推出最大顯示芯片位寬是512位,那是由Matrox(幻日)公司推出的Parhelia-512顯卡,這是世界上第一顆具有512位寬的顯示芯片。而目前市場(chǎng)中所有的主流顯示芯片,包括NVIDIA公司的GeForce系列顯卡,ATI公司的Radeon系列等,全部都采用256位的位寬。這兩家目前世界上最大的顯示芯片制造公司也將在未來(lái)幾年內(nèi)采用512位寬。顯示芯片位寬增加并不代表該芯片性能更強(qiáng),因?yàn)轱@示芯片集成度相當(dāng)高,設(shè)計(jì)、制造都需要很高的技術(shù)能力,單純的強(qiáng)調(diào)顯示芯片位寬并沒(méi)有多大意義,只有在其它部件、芯片設(shè)計(jì)、制造工藝等方面都完全配合的情況下,顯示芯片位寬的作用才能得到體現(xiàn)。顯卡:PCIExpress接口PCIExpress是新一代的總線接口,而采用此類接口的顯卡產(chǎn)品,已經(jīng)在2004年正式面世。早在2001年的春季“英特爾開(kāi)發(fā)者論壇”上,英特爾公司就提出了要用新一代的技術(shù)取代PCI總線和多種芯片的內(nèi)部連接,并稱之為第三代I/O總線技術(shù)。隨后在2001年底,包括Intel、AMD、DELL、IBM在內(nèi)的20多家業(yè)界主導(dǎo)公司開(kāi)始起草新技術(shù)的規(guī)范,并在2002年完成,對(duì)其正式命名為PCIExpress。PCIExpress采用了目前業(yè)內(nèi)流行的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行連接,比起PCI以及更早期的計(jì)算機(jī)總線的共享并行架構(gòu),每個(gè)設(shè)備都有自己的專用連接,不需要向整個(gè)總線請(qǐng)求帶寬,而且可以把數(shù)據(jù)傳輸率提高到一個(gè)很高的頻率,達(dá)到PCI所不能提供的高帶寬。相對(duì)于傳統(tǒng)PCI總線在單一時(shí)間周期內(nèi)只能實(shí)現(xiàn)單向傳輸,PCIExpress的雙單工連接能提供更高的傳輸速率和質(zhì)量,它們之間的差異跟半雙工和全雙工類似。PCIExpress的接口根據(jù)總線位寬不同而有所差異,包括X1、X4、X8以及X16(X2模式將用于內(nèi)部接口而非插槽模式)。較短的PCIExpress卡可以插入較長(zhǎng)的PCIExpress插槽中使用。PCIExpress接口能夠支持熱拔插,這也是個(gè)不小的飛躍。PCIExpress卡支持的三種電壓分別為+3.3V、3.3Vaux以及+12V。用于取代AGP接口的PCIExpress接口位寬為X16,將能夠提供5GB/s的帶寬,即便有編碼上的損耗但仍能夠提┰嘉?GB/s左右的實(shí)際帶寬,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)AGP8X的2.1GB/s的帶寬。
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(duì)數(shù)據(jù)傳輸帶寬不同的需求。例如,PCIExpressX1規(guī)格支持雙向數(shù)據(jù)傳輸,每向數(shù)據(jù)傳輸帶寬250MB/s,PCIExpressX1已經(jīng)可以滿足主流聲效芯片、網(wǎng)卡芯片和存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)傳輸帶寬的需求,但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足圖形芯片對(duì)數(shù)據(jù)傳輸帶寬的需求。因此,必須采用PCIExpressX16,即16條點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸通道連接來(lái)取代傳統(tǒng)的AGP總線。PCIExpressX16也支持雙向數(shù)據(jù)傳輸,每向數(shù)據(jù)傳輸帶寬高達(dá)4GB/s,雙向數(shù)據(jù)傳輸帶寬有8GB/s之多,相比之下,目前廣泛采用的AGP8X數(shù)據(jù)傳輸只提供2.1GB/s的數(shù)據(jù)傳輸帶寬。
盡管PCIExpress技術(shù)規(guī)格允許實(shí)現(xiàn)X1(250MB/秒),X2,X4,X8,X12,X16和X32通道規(guī)格,但是依目前形式來(lái)看,PCIExpressX1和PCIExpressX16將成為PCIExpress主流規(guī)格,同時(shí)芯片組廠商將在南橋芯片當(dāng)中添加對(duì)PCIExpressX1的支持,在北橋芯片當(dāng)中添加對(duì)PCIExpressX16的支持。除去提供極高數(shù)據(jù)傳輸帶寬之外,PCIExpress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(gè)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(shuō)目前的驅(qū)動(dòng)程序、操作系統(tǒng)無(wú)需推倒重來(lái),就可以支持PCIExpress設(shè)備。顯卡:什么是HDCPHDCP是High-bandwidthDigitalContentProtection的縮寫,中文就是HDCP數(shù)字內(nèi)容保護(hù),它是英特爾開(kāi)發(fā)的為HDMI提供高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)的解碼技術(shù)。配備了HDCP解碼技術(shù)的HDMI就不會(huì)受到信號(hào)加密的限制,可以接受全部格式的高清信號(hào)。說(shuō)的簡(jiǎn)單些,HDCP應(yīng)該就是一個(gè)防止數(shù)字內(nèi)容盜版的加密技術(shù),如果軟件和硬件其中之一不支持HDCP,那么我們就無(wú)法讀取數(shù)字內(nèi)容。下一代的藍(lán)光和HD-DVD都將執(zhí)行HDCP標(biāo)準(zhǔn)。也就是說(shuō),如果你希望在1980x1080的分辨率下觀看電影,那么系統(tǒng)必須支持HDCP。反之,如果不支持的話,那么你只能獲得1/4的分辨率。顯卡:散熱方式由于顯卡核心工作頻率與顯存工作頻率的不斷攀升,顯卡芯片的發(fā)熱量也在迅速提升。顯示芯片的晶體管數(shù)量已經(jīng)達(dá)到,甚至超過(guò)了CPU內(nèi)的數(shù)量,如此高的集成度必然帶來(lái)了發(fā)熱量的增加,為了解決這些問(wèn)題,顯卡都會(huì)采用必要的散熱方式。尤其對(duì)于超頻愛(ài)好者和需要長(zhǎng)時(shí)間工作的用戶,優(yōu)秀的散熱方式是選擇顯卡的必選項(xiàng)目。被動(dòng)式散熱
顯卡的散熱方式分為散熱片和散熱片配合風(fēng)扇的形式,也叫作主動(dòng)式散熱和被動(dòng)式散熱方式。一般一些工作頻率較低的顯卡采用的都是被動(dòng)式散熱,這種散熱方式就是在顯示芯片上安裝一個(gè)散熱片即可,并不需要散熱風(fēng)扇。因?yàn)檩^低工作頻率的顯卡散熱量并不是很大,沒(méi)有必要使用散熱風(fēng)扇,這樣在保障顯卡穩(wěn)定工作的同時(shí),不僅可以降低成本,而且還能減少使用中的噪音。
主動(dòng)式散熱
主動(dòng)式散熱除了在顯示芯片上安裝散熱片之外,還安裝了散熱風(fēng)扇,工作頻率較高的顯卡都需要這種主動(dòng)式散熱。因?yàn)檩^高的工作頻率就會(huì)帶來(lái)更高的熱量,僅安裝一個(gè)散熱片的話很難滿足散熱的需要,所以就需要風(fēng)扇的幫助,而且對(duì)于那些超頻使用的用戶和需要長(zhǎng)時(shí)間使用的用戶來(lái)說(shuō)就更重要了。按照熱功學(xué)原理我們可以把目前顯卡的散熱方式分為軸流式散熱和風(fēng)道導(dǎo)流式散熱。其中軸流式散熱是最常見(jiàn)的散熱方式,這種散熱方式類似于CPU散熱器的散熱方式,主要靠采用高導(dǎo)熱系數(shù)的大面積金屬材質(zhì)散熱器來(lái)實(shí)現(xiàn)散熱。此外,廠商還會(huì)為散熱器配置散熱風(fēng)扇,散熱風(fēng)扇會(huì)按電機(jī)軸向吸收空氣并吹到散熱片上,從而達(dá)到高效率散熱的目的。不過(guò),這種方式散發(fā)出的熱量最終還是要排放到機(jī)箱內(nèi),對(duì)機(jī)箱自身的散熱系統(tǒng)提出了較高的要求,當(dāng)機(jī)箱散熱效果不佳的時(shí)候,顯卡散熱效率也將會(huì)大打折扣。導(dǎo)流式散熱導(dǎo)流式散熱則是一種非常好的設(shè)計(jì),很多高檔游戲顯卡都采用了這種散熱方式,雖然該散熱系統(tǒng)的外形與軸流式有些相似,但其散熱效果卻是軸流式散熱系統(tǒng)不可比擬的。CHIP本次測(cè)試的顯卡中,升技生產(chǎn)的顯卡基本都采用了這種散熱方式,散熱片收集的熱量可以通過(guò)顯卡自身的專用導(dǎo)流風(fēng)道直接排到機(jī)箱的外部,既保證了顯卡的散熱效果,又不為機(jī)箱增加額外的熱負(fù)荷。水冷散熱
顯卡:BIOS升級(jí)BIOS是BasicInputOutputSystem的簡(jiǎn)稱,也就是“基本輸入輸出系統(tǒng)”。顯卡BIOS固化在顯示卡所帶的一個(gè)專用存儲(chǔ)器里。BIOS中儲(chǔ)存了顯示卡的硬件控制程序和相關(guān)信息??梢哉f(shuō)BIOS是顯示卡的“神經(jīng)中樞”。開(kāi)機(jī)后顯示卡BIOS中的數(shù)據(jù)被映射到內(nèi)存里并控制整個(gè)顯卡的工作。顯卡BIOS芯片用來(lái)保存顯卡BIOS程序,和主板BIOS一樣,顯卡BIOS是儲(chǔ)存在BIOS芯片中的,而不是儲(chǔ)存在磁盤中。顯卡BIOS主要用于顯卡上各器件之間正常運(yùn)行時(shí)的控制和管理,所以BIOS程序的技術(shù)質(zhì)量(合理性和功能)必將影響顯卡最終的產(chǎn)品技術(shù)特性。另外在顯卡BIOS中還保存了所在顯卡的主要技術(shù)信息,如圖形處理芯片的型號(hào)規(guī)格、VGABIOS的版本和編制日期等。顯卡BIOS芯片在大多數(shù)顯卡上比較容易區(qū)分,因?yàn)檫@類芯片上通常都貼有標(biāo)簽,但在個(gè)別顯卡如Matrox公司的MGAG200上就看不見(jiàn),原因是它與圖形處理芯片集成在一起了。也有的顯卡的BIOS集成在主板的BIOS中。通常電腦在加電后首先顯示顯卡BIOS中所保存的相關(guān)信息,然后顯示主板BIOS版本信息以及主板BIOS對(duì)硬件系統(tǒng)配置進(jìn)行檢測(cè)的結(jié)果等,由于顯示BIOS信息的時(shí)間很短,所以必須注意觀察才能看清顯示的內(nèi)容。目前許多顯卡上的圖形處理芯片表面都已被安裝的散熱片所遮蓋,根本無(wú)法看到芯片的具體型號(hào),但我們可以通過(guò)VGABIOS顯示的相關(guān)信息中了解有關(guān)圖形處理芯片的技術(shù)規(guī)格或型號(hào)。開(kāi)機(jī)后顯示卡BIOS中的數(shù)據(jù)被映射到內(nèi)存里并控制整個(gè)顯卡的工作。在DOS下顯示卡是不需要任何驅(qū)動(dòng)程序的,Windows的啟動(dòng)也依賴于顯示卡BIOS的支持。各種顯示卡分別對(duì)應(yīng)自己的BIOS和驅(qū)動(dòng)程序,這樣顯示卡才能發(fā)揮最佳的效果。廠商在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)顯示卡時(shí),就為顯示卡配備了BIOS,但隨著用戶的使用和計(jì)算機(jī)軟件的更新升級(jí),顯卡有一些不完善的小問(wèn)題就一定會(huì)暴露出來(lái),這時(shí),廠商就會(huì)重新設(shè)計(jì)、完善和升級(jí)顯示卡BIOS和驅(qū)動(dòng)程序,這就需要對(duì)顯卡的BIOS進(jìn)行升級(jí)。同時(shí)現(xiàn)在產(chǎn)品研制開(kāi)發(fā)的日程越來(lái)越短,更新頻率越來(lái)越快,在顯卡推出時(shí)難免顯卡BIOS沒(méi)有全面發(fā)揮出顯卡的性能,必要的升級(jí)也能讓顯卡BIOS發(fā)揮更強(qiáng)的功能。顯卡BIOS升級(jí)就是通過(guò)必要的軟件把廠商提供的新BIOS文件,寫入到顯卡的ROM中去。顯卡BIOS是存放在存儲(chǔ)器(ROM)里,不同廠商選用的ROM類型各有不同,并非所有的顯卡都支持對(duì)BIOS的升級(jí)。如果顯示卡使用的是一次性的PROM(可編程只讀存儲(chǔ)器)那將無(wú)法進(jìn)行升級(jí)。如果使用的是EPROM(可擦寫可編程只讀存儲(chǔ)器),那么理論上是可以升級(jí)的,但必須要有專用的設(shè)備才能進(jìn)行,對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)沒(méi)什么意義。如果顯卡采用的是FlashEPROM(閃存)或EEPROM(電擦寫可編程只讀存儲(chǔ)器),那么顯卡將自由升級(jí),目前絕大多數(shù)顯卡都采用了此類ROM,方便用戶自行升級(jí)。雖然顯卡BIOS升級(jí)能帶來(lái)不少的好處,但對(duì)于基本初學(xué)者還是不建議升級(jí),因?yàn)樯?jí)存在一定的危險(xiǎn)性。一旦升級(jí)時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤,補(bǔ)救起來(lái)會(huì)很麻煩!顯卡:最大分辨率顯卡的最大分辨率是指顯卡在顯示器上所能描繪的像素點(diǎn)的數(shù)量。大家知道顯示器上顯示的畫面是一個(gè)個(gè)的像素點(diǎn)構(gòu)成的,而這些像素點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)都是由顯卡提供的,最大分辨率就是表示顯卡輸出給顯示器,并能在顯示器上描繪像素點(diǎn)的數(shù)量。分辨率越大,所能顯示的圖像的像素點(diǎn)就越多,并且能顯示更多的細(xì)節(jié),當(dāng)然也就越清晰。
最大分辨率在一定程度上跟顯存有著直接關(guān)系,因?yàn)檫@些像素點(diǎn)的數(shù)據(jù)最初都要存儲(chǔ)于顯存內(nèi),因此顯存容量會(huì)影響到最大分辨率。在早期顯卡的顯存容量只具有512KB、1MB、2MB等極小容量時(shí),顯存容量確實(shí)是最大分辨率的一個(gè)瓶頸;但目前主流顯卡的顯存容量,就連64MB也已經(jīng)被淘汰,主流的娛樂(lè)級(jí)顯卡已經(jīng)是128MB、256MB或512MB,某些專業(yè)顯卡甚至已經(jīng)具有1GB的顯存,在這樣的情況下,顯存容量早已經(jīng)不再是影響最大分辨率的因素,之所以需要這么大容量的顯存,不過(guò)就是因?yàn)楝F(xiàn)在的大型3D游戲和專業(yè)渲染需要臨時(shí)存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)罷了。
現(xiàn)在決定最大分辨率的其實(shí)是顯卡的RAMDAC頻率,目前所有主流顯卡的RAMDAC都達(dá)到了400MHz,至少都能達(dá)到2048x1536的最大分辨率,而最新一代顯卡的最大分辨率更是高達(dá)2560x1600了。
另外,顯卡能輸出的最大顯示分辨率并不代表自己的電腦就能達(dá)到這么高的分辨率,還必須有足夠強(qiáng)大的顯示器配套才可以實(shí)現(xiàn),也就是說(shuō),還需要顯示器的最大分辨率與顯卡的最大分辨率相匹配才能實(shí)現(xiàn)。除了顯卡要支持之外,還需要顯示器也要支持。而CRT顯示器的最大分辨率主要是由其帶寬所決定,而液晶顯示器的最大分辨率則主要由其面板所決定。目前主流的顯示器,17英寸的CRT其最大分辨率一般只有1600x1200,17英寸和19英寸的液晶則只有1280x1024,所以目前在普通電腦系統(tǒng)上最大分辨率的瓶頸不是顯卡而是顯示器。顯卡:什么是頂點(diǎn)著色單元頂點(diǎn)著色單元是顯示芯片內(nèi)部用來(lái)處理頂點(diǎn)(Vertex)信息并完成著色工作的并行處理單元。頂點(diǎn)著色單元決定了顯卡的三角形處理和生成能力,所以也是衡量顯示芯片性能特別是3D性能的重要參數(shù)。
頂點(diǎn)(Vertex)是圖形學(xué)中的最基本元素,在三維空間中,每個(gè)頂點(diǎn)都擁有自己的坐標(biāo)和顏色值等參數(shù),三個(gè)頂點(diǎn)可以構(gòu)成成一個(gè)三角形,而顯卡所最終生成的立體畫面則是由數(shù)量繁多的三角形構(gòu)成的,而三角形數(shù)量的多少就決定了畫面質(zhì)量的高低,畫面越真實(shí)越精美,就越需要數(shù)量更多的三角形來(lái)構(gòu)成。頂點(diǎn)著色單元就是處理著些信息然后再送給像素渲染單元完成最后的貼圖工作,最后再輸出到顯示器就成為我們所看到的3D畫面。而顯卡的頂點(diǎn)處理能力不足,就會(huì)導(dǎo)致要么降低畫質(zhì),要么降低速度。
在相同的顯示核心下,頂點(diǎn)著色單元的數(shù)量就決定了顯卡的性能高低,數(shù)量越多也就意味著性能越高,例如具有6個(gè)頂點(diǎn)著色單元的GeForce6800GT就要比只具有5個(gè)頂點(diǎn)著色單元的GeForce6800性能高:但在不同的顯示核心架構(gòu)下頂點(diǎn)著色單元的數(shù)量多則并不一定就意味著性能越高,這還要取決于頂點(diǎn)著色單元的效率以及顯卡的其它參數(shù),例如具有4個(gè)頂點(diǎn)著色單元的Radeon9800Pro其性能還不如只具有3個(gè)頂點(diǎn)著色單元的GeForce6600GT。顯卡:什么是DDR3顯存DDR3顯存可以看作是DDR2的改進(jìn)版,二者有很多相同之處,例如采用1.8V標(biāo)準(zhǔn)電壓、主要采用144Pin球形針腳的FBGA封裝方式。不過(guò)DDR3核心有所改進(jìn):DDR3顯存采用0.11微米生產(chǎn)工藝,耗電量較DDR2明顯降低。此外,DDR3顯存采用了“PseudoOpenDrain”接口技術(shù),只要電壓合適,顯示芯片可直接支持DDR3顯存。當(dāng)然,顯存顆粒較長(zhǎng)的延遲時(shí)間(CASlatency)一直是高頻率顯存的一大通病,DDR3也不例外,DDR3的CASlatency為5/6/7/8,相比之下DDR2為3/4/5??陀^地說(shuō),DDR3相對(duì)于DDR2在技術(shù)上并無(wú)突飛猛進(jìn)的進(jìn)步,但DDR3的性能優(yōu)勢(shì)仍比較明顯:
(1)功耗和發(fā)熱量較?。何×薉DR2的教訓(xùn),在控制成本的基礎(chǔ)上減小了能耗和發(fā)熱量,使得DDR3更易于被用戶和廠家接受。
(2)工作頻率更高:由于能耗降低,DDR3可實(shí)現(xiàn)更高的工作頻率,在一定程度彌補(bǔ)了延遲時(shí)間較長(zhǎng)的缺點(diǎn),同時(shí)還可作為顯卡的賣點(diǎn)之一,這在搭配DDR3顯存的顯卡上已有所表現(xiàn)。
(3)降低顯卡整體成本:DDR2顯存顆粒規(guī)格多為4MX32bit,搭配中高端顯卡常用的128MB顯存便需8顆。而DDR3顯存規(guī)格多為8MX32bit,單顆顆粒容量較大,4顆即可構(gòu)成128MB顯存。如此一來(lái),顯卡PCB面積可減小,成本得以有效控制,此外,顆粒數(shù)減少后,顯存功耗也能進(jìn)一步降低。
(4)通用性好:相對(duì)于DDR變更到DDR2,DDR3對(duì)DDR2的兼容性更好。由于針腳、封裝等關(guān)鍵特性不變,搭配DDR2的顯示核心和公版設(shè)計(jì)的顯卡稍加修改便能采用DDR3顯存,這對(duì)廠商降低成本大有好處。
目前,DDR3顯存在新出的大多數(shù)中高端顯卡上得到了廣泛的應(yīng)用。顯卡:什么是著色器頻率Shader頻率中文意思為著色器頻率,它是DirectX10統(tǒng)一渲染架構(gòu)(UnifiedShaderArchitecture)誕生后出現(xiàn)的新產(chǎn)物,Shader頻率與顯卡核心頻率和顯存頻率一樣,都是影響顯卡性能高低的重要頻率。顯卡:什么是HDMIHDMI(HighDefinitionMultimediaInterface)是數(shù)字高清多媒體接口,其協(xié)議由Sony,Hitachi,Thomson(RCA),Philips,Matsushita(Panasonic),Toshiba和SiliconImage合作開(kāi)發(fā)完成,基于Siliconimage的TMDS技術(shù)傳輸數(shù)據(jù),能向下兼容DVI(DigitalVisualInterface)。
隨著電視的分辨率逐步提升,高清電視越來(lái)越普及,HDMI接口主要就是用于傳輸高質(zhì)量、無(wú)損耗的數(shù)字音視頻信號(hào)到高清電視,最高帶寬達(dá)到5Gbps。
美國(guó)FCC規(guī)定2005年7月1日起,所有數(shù)字電視周邊產(chǎn)品都必須內(nèi)建HDMI或DVI。顯卡:DVI視頻接口DVI全稱為DigitalVisualInterface,它是1999年由SiliconImage、Intel(英特爾)、Compaq(康柏)、IBM、HP(惠普)、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同組成DDWG(DigitalDisplayWorkingGroup,數(shù)字顯示工作組)推出的接口標(biāo)準(zhǔn)。它是以SiliconImage公司的PanalLink接口技術(shù)為基礎(chǔ),基于TMDS(TransitionMinimizedDifferentialSignaling,最小化傳輸差分信號(hào))電子協(xié)議作為基本電氣連接。TMDS是一種微分信號(hào)機(jī)制,可以將象素?cái)?shù)據(jù)編碼,并通過(guò)串行連接傳遞。顯卡產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)由發(fā)送器按照TMDS協(xié)議編碼后通過(guò)TMDS通道發(fā)送給接收器,經(jīng)過(guò)解碼送給數(shù)字顯示設(shè)備。一個(gè)DVI顯示系統(tǒng)包括一個(gè)傳送器和一個(gè)接收器。傳送器是信號(hào)的來(lái)源,可以內(nèi)建在顯卡芯片中,也可以以附加芯片的形式出現(xiàn)在顯卡PCB上;而接收器則是顯示器上的一塊電路,它可以接受數(shù)字信號(hào),將其解碼并傳遞到數(shù)字顯示電路中,通過(guò)這兩者,顯卡發(fā)出的信號(hào)成為顯示器上的圖象。目前的DVI接口分為兩種,一個(gè)是DVI-D接口,只能接收數(shù)字信號(hào),接口上只有3排8列共24個(gè)針腳,其中右上角的一個(gè)針腳為空。不兼容模擬信號(hào)。另外一種則是DVI-I接口,可同時(shí)兼容模擬和數(shù)字信號(hào)。兼容模擬幸好并不意味著模擬信號(hào)的接口D-Sub接口可以連接在DVI-I接口上,而是必須通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)換接頭才能使用,一般采用這種接口的顯卡都會(huì)帶有相關(guān)的轉(zhuǎn)換接頭??紤]到兼容性問(wèn)題,目前顯卡一般會(huì)采用DVD-I接口,這樣可以通過(guò)轉(zhuǎn)換接頭連接到普通的VGA接口。而帶有DVI接口的顯示器一般使用DVI-D接口
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