决定电脑性能的关键硬件之显卡

决定电脑性能的关键硬件之显卡显卡全称显示接口卡（Videocard，Graphicscard），又称为显示适配器（Videoadapter），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。基本结构，我们来看一下一块成品显卡由哪些部分组成。GPU（类似于主板的CPU）GPU全称是GraphicProcessingUnit，中文翻译为“图形处理器”。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AMD两家厂商生产。显存（类似于主板的内存）显存是显示内存的简称。其主要功能就是暂时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。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。多数显示卡则采用了大容量的EPROM，即所谓的FlashBIOS，可以通过专用的程序进行改写或升级。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。显卡分类1、集成显卡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。集成显卡的缺点：性能相对略低，不能换新显卡，要说必须换，就只能和主板一次性的换。2、独立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（PCI、AGP或PCI-E)。独立显卡的优点：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。独立显卡的缺点：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，同时（特别是对笔记本电脑）占用更多空间。当前最先进的独立显卡分别是英伟达的GTX680和AMD的HD79703、核芯显卡核芯显卡是Intel、AMD新一代图形处理核心，和以往的显卡设计不同，Intel、AMD凭借其在处理器制程上的先进工艺以及新的架构设计，将图形核心与中央处理器核心整合在同一块基板上，构成一颗完整的处理器。智能处理器架构这种设计上的整合大大缩减了处理核心、图形核心、内存及内存控制器间的数据周转时间，有效提升处理效能并大幅降低芯片组整体功耗，有助于缩小了核心组件的尺寸，为笔记本、一体机等产品的设计提供了更大选择空间。需要注意的是，核芯显卡和传统意义上的集成显卡并不相同。目前笔记本平台采用的图形解决方案主要有“独立”和“集成”两种，前者拥有单独的图形核心和独立的显存，能够满足复杂庞大的图形处理需求，并提供高效的视频编码应用；集成显卡则将图形核心以单独芯片的方式集成在主板上，并且动态共享部分系统内存作为显存使用，因此能够提供简单的图形处理能力，以及较为流畅的编码应用。相对于前两者，核芯显卡则将图形核心整合在处理器当中，进一步加强了图形处理的效率，并把集成显卡中的“处理器+南桥+北桥（图形核心+内存控制+显示输出）”三芯片解决方案精简为“处理器（处理核心+图形核心+内存控制）+主板芯片（显示输出）”的双芯片模式，有效降低了核心组件的整体功耗，更利于延长笔记本的续航时间。核芯显卡的优点：低功耗是核芯显卡的最主要优势，由于新的精简架构及整合设计，核芯显卡对整体能耗的控制更加优异，高效的处理性能大幅缩短了运算时间，进一步缩减了系统平台的能耗。高性能也是它的主要优势：核芯显卡拥有诸多优势技术，可以带来充足的图形处理能力，相较前一代产品其性能的进步十分明显。核芯显卡可支持DX10、SM4.0、OpenGL2.0、以及全高清FullHDMPEG2/H.264/VC-1格式解码等技术，即将加入的性能动态调节更可大幅提升核芯显卡的处理能力，令其完全满足于普通用户的需求。核心显卡的缺点：配置核芯显卡的CPU通常价格较高，同时其难以胜任大型游戏。当前英特尔最新的核芯显卡型号是HD4000。独立显卡接口PCI接口PCI(PeripheralComponentInterconnect)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。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。AGP接口AGP(AccelerateGraphicalPort，加速图像处理端口)接口是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）。PCIExpress接口PCIExpress(简称PCI-E)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PCIExpress。常见品牌显卡业的竞争也是日趋激烈。各类品牌名目繁多，以下是一些常见的牌子，仅供参考：蓝宝石、华硕、迪兰恒进、丽台、索泰、讯景、技嘉、映众、微星、艾尔莎、富士康、捷波、磐正、映泰、耕升、旌宇、影驰、铭瑄、翔升、盈通、祺祥、七彩虹、斯巴达克、双敏、精雷、昂达JCG、金辰光。其中蓝宝石、华硕是在自主研发方面做的不错的品牌，蓝宝石只做A卡，华硕的A卡和N卡都是核心合作伙伴，相对于七彩虹这类的通路品牌来说，拥有自主研发的厂商在做工方面和特色技术上会更出色一些，而通路显卡的价格则要便宜一些（注：七彩虹、双敏、盈通、铭瑄和昂达都由同一个厂家代工，所以差别只在显卡贴纸和包装而已，大家选购时需要注意），每个厂商都有自己的品牌特色，像华硕的“为游戏而生”，七彩虹的“游戏显卡专家”都是大家耳熟能详的。[1]主要参数1．显示芯片（芯片厂商、芯片型号、制造工艺、核心代号、核心频率、SP单元、渲染管线、版本级别）2．显卡内存（显存类型、显存容量、显存带宽（显存频率×显存位宽÷8）、显存速度、显存颗粒、最高分辨率、显存时钟周期、显存封装）3．技术支持（像素填充率、顶点着色引擎、3DAPI、RAMDAC频率）4．显卡PCB板（PCB层数、显卡接口、输出接口、散热装置）显示芯片简介又称图型处理器-GPU。常见的生产显示芯片的厂商：Intel、AMD、nVidia、VIA（S3）、SIS、Matrox、3DLabs。Intel、VIA（S3）、SIS主要生产集成芯片ATI、nVidia以独立芯片为主，是市场上的主流。Matrox、3DLabs则主要面向专业图形市场。版本级别除了标准版本之外，还有些特殊版，特殊版一般会在标准版的型号后面加个后缀，常见的有：ATI:SE(SimplifyEdition简化版)通常只有64bit内存界面，或者是像素流水线数量减少。Pro(ProfessionalEdition专业版)高频版，一般比标版在管线数量/顶点数量还有频率这些方面都要稍微高一点。XT(eXTreme高端版)是ATi系列中高端的，而nVIDIA用作低端型号。XTPE(eXTremePremiumEditionXT白金版)高端的型号。XL(eXTremeLimited高端系列中的较低端型号)ATI最新推出的R430中的高频版XTX(XTeXtreme高端版)X1000系列发布之后的新的命名规则。CE(CrossfireEdition交叉火力版)交叉火力。VIVO(VIDEOINandVIDEOOUT)指显卡同时具备视频输入与视频捕捉两大功能。HM(HyperMemory)可以占用内存的显卡nVIDIA:GTX高端/性能级显卡GTX590GTX580GTX480GTX295GTX470GTX285GTX280GTX460GTX275GTX260+GTX260GTS代表主流产品线GTS450GTS250(9800GTX+)GT代表入门产品线GT120GT130GT140GT200GT220GT240G低端入门产品G100G110G210G310(9300GS9400GT)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。显存简介类型显卡上采用的显存类型主要有SDR、DDRSDRAM、DDRSGRAM、DDR2、GDDR2、DDR3、GDDR3、GDDR4、GDDR5、XDR2DRAM。目前的主流是GDDR3和GDDR5。XDR2DRAM：XDR2的系统架构源于XDR，而不像XDR相对于RDRAM那样有着巨大的差异，这从它们之间的系统架构的比较中就可以体现出来。XDR2与XDR系统整体在架构上的差别并不大，主要的不同体现在相关总线的速度设计上。首先，XDR2将系统时钟的频率从XDR的400MHz提高到500MHz;其次，在用于传输寻址与控制命令的RQ总线上，传输频率从800MHz提升至2GHz，即XDR2系统时钟的4倍；最后，数据传输频率由XDR的3.2GHz提高到8GHz，即XDR2系统时钟频率的16倍，而XDR则为8倍，因此，Ra