输入输出设备介绍及选购

第4章输入输出设备介绍及选购第4章输入输出设备介绍及选购•4.1显卡•4.2显示器•4.3键盘•4.4鼠标第4章输入输出设备介绍及选购4.1显卡•4.1.1显卡的概述•4.1.2显卡结构•4.1.3显卡的选购第4章输入输出设备介绍及选购4.1.1显卡概述显卡又称为显示适配器，它是显示器与主机通信的控制电路和接口。主要由显示芯片、显示存储器、BIOS芯片、控制电路和接口等部分组成。显卡一般是一块独立的电路板，插在主机板上。显卡接收由主机发出的控制显示系统工作的指令和显示内容，然后通过输出信号控制显示器显示各种字符和图形。根据显卡的类型，可以分为MDA显卡、CGA显卡、EGA显卡和VGA显卡等；根据显卡的总线类型，可以分为ISA显卡、EISA显卡、VESA显卡、PCI显卡和AGP显卡等。第4章输入输出设备介绍及选购现在的显卡拥有独立的显示芯片和显示存储器，专门用于图形函数的处理，减少了CPU处理图形函数的时间。例如要画一个三角形，如果让CPU去运算，它就要计算需要多少个像素来实现，用什么颜色等。如果显示芯片存储有画圆函数，CPU只需要发出让显卡画三角形的指令，剩下的工作就由显卡的显示芯片（GPU）来进行，这样CPU即可执行其他的任务，由此可以大大提高电脑的整体性能。显卡的显示芯片可以通过它们的数据传输宽度来划分，目前主流显卡分为64bit、128bit和256bit，拥有更大的带宽可以使芯片在一个时钟周期内处理更多的数据，带来更高的解析度和色深。第4章输入输出设备介绍及选购4.1.2显卡结构•1.显卡总线接口•2.显示存储器•3.显示芯片•4.显卡BIOS•5.显卡输出端口第4章输入输出设备介绍及选购显示芯片显示存储器显卡总线接口显卡BIOS显示输出端口显卡结构图解显卡的基本结构，显卡各部分的功能介绍如下。第4章输入输出设备介绍及选购显卡总线接口•显卡总线大致有ISA、PCI、AGP、AGPPro和PCIExpressX16等几种接口类型。ISA显卡和PCI显卡已经淘汰；AGP显卡是现在的主流显卡，技术从AGP1X发展到了AGP8X；PCIExpressX16是最新的显卡总线结构，其双向数据带宽是AGP8X的4倍，PCIExpressX16接口是未来显卡的发展方向。第4章输入输出设备介绍及选购显示存储器显示存储器简称显存，是显卡上的关键核心部件之一，它的速度、位宽和容量大小会直接关系到显卡的最终性能表现。可以说显示芯片决定了显卡所能提供的功能和其基本性能，而显卡性能的发挥则很大程度上取决于显存。无论显示芯片的性能如何出众，显卡的最终性能都要通过配套的显存来发挥。第4章输入输出设备介绍及选购显示存储器显存，也被叫做帧缓存，它的作用是用来存储显卡芯片处理过或者即将提取的渲染数据。如同电脑的内存一样，显存是用来存储要处理的图形信息的部件。我们在显示屏上看到的画面是由一个个的像素点构成的，而每个像素点都以4至32甚至64位的数据来控制它的亮度和色彩，这些数据必须通过显存来保存，然后由显示芯片和CPU进行调配，最后把运算结果转化为图形输出到显示器上。第4章输入输出设备介绍及选购显示存储器显存一直随着显示芯片的发展而逐步前进。从早期的EDORAM、MDRAM、SGRAM、VRAM、WRAM、SDRAM等到今天广泛采用的DDRSDRAM，显存经历了很多代的变革，现代显卡上的显存。目前市场中所采用的显存类型主要有SDRAM，DDRSDRAM，DDRSGRAM3种。•SDRAM•DDRSDRAM•DDRSGRAM第4章输入输出设备介绍及选购显示芯片显示芯片是显卡上的一个重要部分，用来处理软件指令，让显卡能完成某些特定的绘图功能。如今显卡功能越来越强劲，发热量也增多，因此市场上显卡的显示芯片上都有散热片和散热风扇，这样使显卡能够更加稳定地工作。第4章输入输出设备介绍及选购显卡BIOS显卡的BIOS同主板的BIOS相似，显卡的BIOS记录了显示芯片与驱动程序间的控制程序和产品标识等。早期的显卡BIOS使用的都是ROM，用户无法修改升级，现在显卡BIOS都采用EEPROM芯片，可以在特定的条件下进行修改升级。第4章输入输出设备介绍及选购显卡输出端口DVITV-OUTVGA显卡输出端口有标准VGA、D-Sub和TV-OUT等几种类型，VGA+TV-OUT+DVI的显卡，只带VGA输出的显卡。VGA第4章输入输出设备介绍及选购4.1.3显存的性能指标•1.显存容量•2.显存速度•3.显存位宽第4章输入输出设备介绍及选购显存的性能指标显存的性能指标主要有显存容量、显存速度以及显存位宽。第4章输入输出设备介绍及选购显存容量显存担负着系统与显卡之间数据交换以及显示芯片运算3D图形时的数据缓存，因此显存容量的大小决定了显示芯片处理的数据量。理论上讲，显存容量越大，显卡性能就越好。而实际上，同一块显卡显存为64M和显存为128M的性能差异不大，而显存速度和显存位宽才是影响显卡性能的关键指标。第4章输入输出设备介绍及选购显存速度显存速度是显存非常重要的一个性能指标，显存速度决定于显存的时钟周期和运行频率，它们影响显存每次处理数据需要的时间。显存芯片速度越快，单位时间交换的数据量也就越大，在同等条件下，显卡性能也将会得到明显的提升。显存的时钟周期以ns（纳秒）为单位，运行频率则以MHz为单位。它们之间的关系为：运行频率＝1/时钟周期×400。第4章输入输出设备介绍及选购显存位宽显存位宽是显存也是显卡一个重要的性能指标。显存位宽可理解为数据进出通道的大小，在运行频率和显存容量相同的情况下，显存位宽越大，数据的吞吐量就越大，性能也就越好。现在常见的显存位宽有64bit、128bit和256bit，在运行频率相同的情况下，128bit显存位宽的数据吞吐量是64bit显存位宽的两倍，256bit显存位宽的数据吞吐量是128bit显存位宽的两倍。第4章输入输出设备介绍及选购显卡总线接口•显卡总线接口主要有ISA总线接口、PCI总线接口、AGP总线接口、AGPPro总线接口和PCI-Express等，下面分别进行介绍。第4章输入输出设备介绍及选购ISA总线接口•ISA（IndustryStandardArchitecture，工业标准结构）总线接口是由Intel公司、IEEE协会和EISA集团为了能够更合理地开发外插接口而联合开发的一种总线接口。•ISA总线接口的主要性能指标如下：I/O地址空间“040H~03FFH24”位地址线可直接寻址的容量为16MB，8/16位数据线，62/36引脚，最大位宽16bit，最高时钟频率8MHz，最大稳定传输率16MB/s，DMA通道功能开放式总线结构，允许多个物理设备共享系统资源ISA插槽，可以插入符合该规范的ISA插卡。第4章输入输出设备介绍及选购PCI总线接口•随着图形处理技术和多媒体技术的广泛应用，以Windows为代表的图形用户接口（GUI）进入PC机之后，要求有高速的图形描绘能力和I/O处理能力。这不仅要求图形适配卡要改善其性能，也对总线接口的速度提出了挑战。•PCI总线接口的工作频率为33MHz，最大数据传输速率可达133MB/s，同时具有与处理器和存储器子系统完全并行操作的能力。PCI总线在进行3D图形描绘时，显卡的显存中不仅有影像数据，还有纹理数据（TextureData）、Z轴的距离数据及Alpha变换数据等，特别是纹理数据的信息量相当大。如果要描绘细致的3D图形，就要求显存容量很大，再加之必须采用较快速的显存，从而使价格居高不下。第4章输入输出设备介绍及选购AGP总线接口•1.AGP1.0（AGP1X、AGP2X）•2.AGP2.0（AGP4X）•3.AGPPro•4.AGP3.0（AGP8X）第4章输入输出设备介绍及选购AGP总线接口•AGP（AcceleratedGraphicsPort）加速图形端口，是一种为了提高视频带宽而设计的总线标准。AGP标准在使用32位总线时，其工作频率为66MHz，最高数据传输率为533MB/s，而PCI总线理论上的最大传输率仅为133MB/s。目前最高规格的AGP8X模式下，数据传输速度达到了2.1GB/s。•AGP接口的发展经历了AGP1.0（AGP1X、AGP2X）、AGP2.0（AGPPro、AGP4X）和AGP3.0（AGP8X）等阶段，其传输速度也从最早的AGP1X的266MB/s的带宽发展到了AGP8X的2.1GB/s。第4章输入输出设备介绍及选购AGP1.0（AGP1X、AGP2X）•1996年9月AGP1.0图形标准问世，分为1X和2X两种模式，数据传输带宽分别达到了266MB/s和533MB/s。AGP1.0图形接口标准是在66MHzPCI2.1标准基础上经过扩充和加强而形成的，其工作频率为66MHz，工作电压为3.3v，基本满足了显示设备与系统交换数据的需要。但是这种规范中的AGP带宽很小，现在已经被淘汰了，只有在前几年的老主板上还见得到。第4章输入输出设备介绍及选购AGP2.0（AGP4X）•随着显示芯片的飞速发展，显卡单位时间内能处理的数据呈几何级数成倍增长，AGP1.0图形标准越来越难以满足技术的进步，AGP2.0此时便应运而生。1998年5月，AGP2.0规范标准正式发布，工作频率依然是66MHz，但工作电压降低到了1.5v，并且增加了4X模式，这样它的数据传输带宽达到了466MB/s，数据传输能力大大地增强了。第4章输入输出设备介绍及选购AGPPro•AGPPro接口与AGP2.0同时推出，这是一种为了满足显示设备功耗日益加大的现实而研发的图形接口标准，应用该技术的图形接口主要的特点是比AGP4X略长一些，其加长部分可容纳更多的电源引脚，使得这种接口可以驱动功耗更大（25-14w）或者处理能力更强大的AGP显卡。这种标准其实是专为高端图形工作站而设计的，完全兼容AGP4X规范，使得AGP4X的显卡也可以插在这种插槽中正常使用。AGPPro在原有AGP插槽的两侧进行延伸，提供额外的电能。它是用来增强而不是取代现有AGP插槽的功能。第4章输入输出设备介绍及选购AGP3.0（AGP8X）•2000年8月，Intel推出AGP3.0规范，工作电压降到0.8V，并增加了8X模式，这样它的数据传输带宽达到了2.1GB/s，数据传输能力相对于AGP4X成倍增长，能较好地满足当前显示设备的带宽需求。AGP8X兼容AGP4X，但不兼容AGP1X和AGP2X。第4章输入输出设备介绍及选购PCI-Express总线接口•PCI-Express是下一代的总线接口，是点对点串行连接，不需要向整个总线请求带宽，可以把数据传输率提高到一个很高的级别，达到PCI所不能提供的高带宽。相对于传统PCI总线在单一时间周期内只能实现单向传输，PCI-Express的双单工连接能提供更高的传输速率和质量，它们之间的差异跟半双工和全双工类似。用于取代AGP接口的PCI-ExpressX16接口能够提供5GB/s的带宽，即使编码上有损耗仍能提供约为4GB/s左右的实际带宽，远远超过AGP8X的2.1GB/s的带宽，PCI-Express16X接口的显卡。第4章输入输出设备介绍及选购第4章输入输出设备介绍及选购PCI-Express总线接口•在兼容性方面，PCIExpress在软件上兼容目前的PCI技术和设备，支持PCI设备和内存模组的初始化，也就是说目前的驱动程序和操作系统就可以支持PCIExpress设备。第4章输入输出设备介绍及选购4.1.3显卡的选购•显卡作为标志电脑显示性能的最重要的配件之一，它的性能好坏直接关系到整机的性能，关系到是否能正常运行游戏和软件。下面将介绍一些选择显卡时应注意的问题。第4章输入输出设备介绍及选购如何选购显卡•要选购一款令人满意的显卡，需要从实际需求、显卡的性能、做工、售后服务等多个方面进行考虑。第4章输入输出设备介绍及选购显卡按需购买•用户对显卡的选购不能一味追求高端，这样只能浪费金钱。选购显卡应该从实际需求出发，首先确定显卡的用途，然后按照显卡高中低市