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HYPERLINK""电脑术语问答——显卡篇汪朝武整理2010年6月显卡:什么是DirectXDirectX并不是一个单纯的图形API,它是由微软公司开发的用途广泛的API,它包含有DirectGraphics(Direct3D+DirectDraw)、DirectInput、DirectPlay、DirectSound、DirectShow、DirectSetup、DirectMediaObjects等多个组件,它提供了一整套的多媒体接口方案。只是其在3D图形方面的优秀表现,让它的其它方面显得暗淡无光。DirectX开发之初是为了弥补Windows3.1系统对图形、声音处理能力的不足,而今已发展成为对整个多媒体系统的各个方面都有决定性影响的接口。DirectX5.0
微软公司并没有推出DirectX4.0,而是直接推出了DirectX5.0。此版本对Direct3D做出了很大的改动,加入了雾化效果、Alpha混合等3D特效,使3D游戏中的空间感和真实感得以增强,还加入了S3的纹理压缩技术。同时,DirectX5.0在其它各组件方面也有加强,在声卡、游戏控制器方面均做了改进,支持了更多的设备。因此,DirectX发展到DirectX5.0才真正走向了成熟。此时的DirectX性能完全不逊色于其它3DAPI,而且大有后来居上之势。DirectX6.0
DirectX6.0推出时,其最大的竞争对手之一Glide,已逐步走向了没落,而DirectX则得到了大多数厂商的认可。DirectX6.0中加入了双线性过滤、三线性过滤等优化3D图像质量的技术,游戏中的3D技术逐渐走入成熟阶段。DirectX7.0
DirectX7.0最大的特色就是支持T&L,中文名称是“坐标转换和光源”。3D游戏中的任何一个物体都有一个坐标,当此物体运动时,它的坐标发生变化,这指的就是坐标转换;3D游戏中除了场景+物体还需要灯光,没有灯光就没有3D物体的表现,无论是实时3D游戏还是3D影像渲染,加上灯光的3D渲染是最消耗资源的。虽然OpenGL中已有相关技术,但此前从未在民用级硬件中出现。在T&L问世之前,位置转换和灯光都需要CPU来计算,CPU速度越快,游戏表现越流畅。使用了T&L功能后,这两种效果的计算用显示卡的GPU来计算,这样就可以把CPU从繁忙的劳动中解脱出来。换句话说,拥有T&L显示卡,使用DirectX7.0,即使没有高速的CPU,同样能流畅的跑3D游戏。DirectX8.0
DirectX8.0的推出引发了一场显卡革命,它首次引入了“像素渲染”概念,同时具备像素渲染引擎(PixelShader)与顶点渲染引擎(VertexShader),反映在特效上就是动态光影效果。同硬件T&L仅仅实现的固定光影转换相比,VS和PS单元的灵活性更大,它使GPU真正成为了可编程的处理器。这意味着程序员可通过它们实现3D场景构建的难度大大降低。通过VS和PS的渲染,可以很容易的宁造出真实的水面动态波纹光影效果。此时DirectX的权威地位终于建成。DirectX9.0
2002年底,微软发布DirectX9.0。DirectX9中PS单元的渲染精度已达到浮点精度,传统的硬件T&L单元也被取消。全新的VertexShader(顶点着色引擎)编程将比以前复杂得多,新的VertexShader标准增加了流程控制,更多的常量,每个程序的着色指令增加到了1024条。
PS2.0具备完全可编程的架构,能对纹理效果即时演算、动态纹理贴图,还不占用显存,理论上对材质贴图的分辨率的精度提高无限多;另外PS1.4只能支持28个硬件指令,同时操作6个材质,而PS2.0却可以支持160个硬件指令,同时操作16个材质数量,新的高精度浮点数据规格可以使用多重纹理贴图,可操作的指令数可以任意长,电影级别的显示效果轻而易举的实现。
VS2.0通过增加Vertex程序的灵活性,显著的提高了老版本(DirectX8)的VS性能,新的控制指令,可以用通用的程序代替以前专用的单独着色程序,效率提高许多倍;增加循环操作指令,减少工作时间,提高处理效率;扩展着色指令个数,从128个提升到256个。
增加对浮点数据的处理功能,以前只能对整数进行处理,这样提高渲染精度,使最终处理的色彩格式达到电影级别。突破了以前限制PC图形图象质量在数学上的精度障碍,它的每条渲染流水线都升级为128位浮点颜色,让游戏程序设计师们更容易更轻松的创造出更漂亮的效果,让程序员编程更容易。DirectX9.0c
与过去的DirectX9.0b和ShaderModel2.0相比较,DirectX9.0c最大的改进,便是引入了对ShaderModel3.0(包括PixelShader3.0和VertexShader3.0两个着色语言规范)的全面支持。举例来说,DirectX9.0b的ShaderModel2.0所支持的VertexShader最大指令数仅为256个,PixelShader最大指令数更是只有96个。而在最新的ShaderModel3.0中,VertexShader和PixelShader的最大指令数都大幅上升至65535个,全新的动态程序流控制、位移贴图、多渲染目标(MRT)、次表面散射Subsurfacescattering、柔和阴影Softshadows、环境和地面阴影Environmentalandgroundshadows、全局照明(Globalillumination)等新技术特性,使得GeForce6、GeForce7系列以及RadeonX1000系列立刻为新一代游戏以及具备无比真实感、幻想般的复杂的数字世界和逼真的角色在影视品质的环境中活动提供强大动力。
因此DirectX9.0c和ShaderModel3.0标准的推出,可以说是DirectX发展历程中的重要转折点。在DirectX9.0c中,ShaderModel3.0除了取消指令数限制和加入位移贴图等新特性之外,更多的特性都是在解决游戏的执行效率和品质上下功夫,ShaderModel3.0诞生之后,人们对待游戏的态度也开始从过去单纯地追求速度,转变到游戏画质和运行速度两者兼顾。因此ShaderModel3.0对游戏产业的影响可谓深远。DirectX10在DirectX10的图形流水线体系中,最大的结构性变化就是在几何处理阶段增加了几何渲染单元(GeometryShader)。几何渲染单元被附加在顶点渲染单元之后,但它并不像顶点渲染单元那样输出一个个顶点,而是以图元作为处理对象。图元在层次上比顶点高一级,它由一个或多个顶点构成。由单个顶点组成的图元被称为“点”,由两个顶点组成的图元被称为“线”,由三个顶点组成的图元被称为“三角形”。几何渲染单元支持点、线、三角形、带邻接点的线、带邻接点的三角形等多种图元类型,它一次最多可处理六个顶点。借助丰富的图元类型支持,几何渲染单元可以让GPU提供更精细的模型细节。
几何渲染单元赋予GPU自行创造新几何物体、为场景添加内容的神奇能力。灵活的处理能力使GPU更加通用化,以往很多必须倚靠CPU才能完成的工作,现在完全可交由GPU处理。如此一来,CPU就有更多时间处理人工智能、寻址等工作。更令人惊喜的是,几何渲染单元还让物理运算的加入变得更简单,DirectX10可创建具备物理特性的盒子、模拟刚性物体,物理运算有望在它的带领下逐渐走向普及。可以预见,借助几何渲染单元这一武器,显卡性能将产生质的飞跃,我们也将体验到速度更流畅、画面更精美、情节更细致的游戏DirectX10.1正如以前的DX版本一样,DX10.1也是DX10的超集,因此它将支持DirectX10的所有功能,同时它将支持更多的功能,提供更高的性能。DX10.1的一个主要提高是改善的shader资源存取功能,在多样本AA时,在读取样本时有更好的控制能力。除此之外,DX10.1还将可以创建定制的下行采样滤波器。DX10.1还将有更新的浮点混合功能,对于渲染目标更有针对性,对于渲染目标混合将有新的格式,渲染目标可以实现独立的各自混合。阴影功能一直是游戏的重要特效,Direct3D10.1的阴影滤波功能也将有所提高,从而可望进一步提高画质。在性能方面,DirectX10.1将支持多核系统有更高的性能。而在渲染,反射和散射时,Direct3D10.1将减少对API的调用次数,从而将获得不错的性能提升。其他方面,DX10.1的提高也不少,包括32bit浮点滤波,可以提高渲染精确度,改善HDR渲染的画质。完全的抗锯齿应用程序控制也将是DX10.1的亮点,应用程序将可以控制多重采样和超级采样的使用,并选择在特定场景出现的采样模板。DX10.1将至少需要单像素四采样。DX10.1还将引入更新的驱动模型,WDDM2.1。与DX10的WDDM2.0相比,2.1有一些显著的提高。首先是更多的内容转换功能,WDDM2.0支持处理一个命令或三角形后进行内容转换,而WDDM2.1则可以让内容转换即时进行。由于GPU同时要并行处理多个线程,因此内容转换的即时性不仅可以保证转换质量,还可以提升GPU效率,减少等待时间。另外,由于WDDM2.1支持基于过程的虚拟内存分配,处理GPU和驱动页面错误的方式也更为成熟。显卡:显示芯片显示芯片是显卡的核心芯片,它的性能好坏直接决定了显卡性能的好坏,它的主要任务就是处理系统输入的视频信息并将其进行构建、渲染等工作。显示主芯片的性能直接决定了显示卡性能的高低。不同的显示芯片,不论从内部结构还是其性能,都存在着差异,而其价格差别也很大。显示芯片在显卡中的地位,就相当于电脑中CPU的地位,是整个显卡的核心。因为显示芯片的复杂性,目前设计、制造显示芯片的厂家只有NVIDIA、ATI、SIS、VIA等公司。家用娱乐性显卡都采用单芯片设计的显示芯片,而在部分专业的工作站显卡上有采用多个显示芯片组合的方式。NV部分芯片(点小图看大图)显卡:显存频率显存频率是指默认情况下,该显存在显卡上工作时的频率,以MHz(兆赫兹)为单位。显存频率一定程度上反应着该显存的速度。显存频率随着显存的类型、性能的不同而不同,SDRAM显存一般都工作在较低的频率上,一般就是133MHz和166MHz,此种频率早已无法满足现在显卡的需求。DDRSDRAM显存则能提供较高的显存频率,主要在中低端显卡上使用,DDR2显存由于成本高并且性能一般,因此使用量不大。DDR3显存是目前高端显卡采用最为广泛的显存类型。不同显存能提供的显存频率也差异很大,主要有400MHz、500MHz、600MHz、650MHz等,高端产品中还有800MHz、1200MHz、1600MHz,甚至更高。显存频率与显存时钟周期是相关的,二者成倒数关系,也就是显存频率=1/显存时钟周期。如果是SDRAM显存,其时钟周期为6ns,那么它的显存频率就为1/6ns=166MHz。而对于DDRSDRAM或者DDR2、DDR3,其时钟周期为6ns,那么它的显存频率就为1/6ns=166MHz,但要了解的是这是DDRSDRAM的实际频率,而不是我们平时所说的DDR显存频率。因为DDR在时钟上升期和下降期都进行数据传输,其一个周期传输两次数据,相当于SDRAM频率的二倍。习惯上称呼的DDR频率是其等效频率,是在其实际工作频率上乘以2,就得到了等效频率。因此6ns的DDR显存,其显存频率为1/6ns*2=333MHz。具体情况可以看下边关于各种显存的介绍。但要明白的是显卡制造时,厂商设定了显存实际工作频率,而实际工作频率不一定等于显存最大频率。此类情况现在较为常见,如显存最大能工作在650MHz,而制造时显卡工作频率被设定为550MHz,此时显存就存在一定的超频空间。这也就是目前厂商惯用的方法,显卡以超频为卖点。此外,用于显卡的显存,虽然和主板用的内存同样叫DDR、DDR2甚至DDR3,但是由于规范参数差异较大,不能通用,因此也可以称显存为GDDR、GDDR2、GDDR3。显卡:什么是OpenGLOpenGL是个专业的3D程序接口,是一个功能强大,调用方便的底层3D图形库。OpenGL的前身是SGI公司为其图形工作站开发的IRISGL。IRISGL是一个工业标准的3D图形软件接口,功能虽然强大但是移植性不好,于是SGI公司便在IRISGL的基础上开发了OpenGL。OpenGL的英文全称是“OpenGraphicsLibrary”,顾名思义,OpenGL便是“开放的图形程序接口”。虽然DirectX在家用市场全面领先,但在专业高端绘图领域,OpenGL是不能被取代的主角。
OpenGL是个与.硬件无关的软件接口,可以在不同的平台如Windows95、WindowsNT、Unix、Linux、MacOS、OS/2之间进行移植。因此,支持OpenGL的软件具有很好的移植性,可以获得非常广泛的应用。由于OpenGL是3D图形的底层图形库,没有提供几何实体图元,不能直接用以描述场景。但是,通过一些转换程序,可以很方便地将AutoCAD、3DS等3D图形设计软件制作的DFX和3DS模型文件转换成OpenGL的顶点数组。
在OpenGL的基础上还有OpenInventor、Cosmo3D、Optimizer等多种高级图形库,适应不同应用。其中,OpenInventor应用最为广泛。该软件是基于OpenGL面向对象的工具包,提供创建交互式3D图形应用程序的对象和方法,提供了预定义的对象和用于交互的事件处理模块,创建和编辑3D场景的高级应用程序单元,有打印对象和用其它图形格式交换数据的能力。
OpenGL的发展一直处于一种较为迟缓的态势,每次版本的提高新增的技术很少,大多只是对其中部分做出修改和完善。1992年7月,SGI公司发布了OpenGL的1.0版本,随后又与微软公司共同开发了WindowsNT版本的OpenGL,从而使一些原来必须在高档图形工作站上运行的大型3D图形处理软件也可以在微机上运用。1995年OpenGL的1.1版本面市,该版本比1.0的性能有许多提高,并加入了一些新的功能。其中包括改进打印机支持,在增强元文件中包含OpenGL的调用,顶点数组的新特性,提高顶点位置、法线、颜色、色彩指数、纹理坐标、多边形边缘标识的传输速度,引入了新的纹理特性等等。OpenGL1.5又新增了“OpenGLShadingLanguage”,该语言是“OpenGL2.0”的底核,用于着色对象、顶点着色以及片断着色技术的扩展功能。
OpenGL2.0标准的主要制订者并非原来的SGI,而是逐渐在ARB中占据主动地位的3Dlabs。2.0版本首先要做的是与旧版本之间的完整兼容性,同时在顶点与像素及内存管理上与DirectX共同合作以维持均势。OpenGL2.0将由OpenGL1.3的现有功能加上与之完全兼容的新功能所组成(如图一)。借此可以对在ARB停滞不前时代各家推出的各种纠缠不清的扩展指令集做一次彻底的精简。此外,硬件可编程能力的实现也提供了一个更好的方法以整合现有的扩展指令。
目前,随着DirectX的不断发展和完善,OpenGL的优势逐渐丧失,至今虽然已有3Dlabs提倡开发的2.0版本面世,在其中加入了很多类似于DirectX中可编程单元的设计,但厂商的用户的认知程度并不高,未来的OpenGL发展前景迷茫。显卡:接口类型接口类型是指显卡与主板连接所采用的接口种类。显卡的接口决定着显卡与系统之间数据传输的最大带宽,也就是瞬间所能传输的最大数据量。不同的接口决定着主板是否能够使用此显卡,只有在主板上有相应接口的情况下,显卡才能使用,并且不同的接口能为显卡带来不同的性能。
目前各种3D游戏和软件对显卡的要求越来越高,主板和显卡之间需要交换的数据量也越来越大,过去的显卡接口早已不能满足这样大量的数据交换,因此通常主板上都带有专门插显卡的插槽。假如显卡接口的传输速度不能满足显卡的需求,显卡的性能就会受到巨大的限制,再好的显卡也无法发挥。显卡发展至今主要出现过ISA、PCI、AGP、PCIExpress等几种接口,所能提供的数据带宽依次增加。其中2004年推出的PCIExpress接口已经成为主流,以解决显卡与系统数据传输的瓶颈问题,而ISA、PCI接口的显卡已经基本被淘汰。目前市场上显卡一般是AGP和PCI-E这两种显卡接口。AGP是AcceleratedGraphicsPort(图形加速端口)的缩写,是显示卡的专用扩展插槽,它是在PCI图形接口的基础上发展而来的。AGP规范是英特尔公司解决电脑处理(主要是显示)3D图形能力差的问题而出台的。AGP并不是一种总线,而是一种接口方式。随着3D游戏做得越来越复杂,使用了大量的3D特效和纹理,使原来传输速率为133MB/sec的PCI总线越来越不堪重负,籍此原因Intel才推出了拥有高带宽的AGP接口。这是一种与PCI总线迥然不同的图形接口,它完全独立于PCI总线之外,直接把显卡与主板控制芯片联在一起,使得3D图形数据省略了越过PCI总线的过程,从而很好地解决了低带宽PCI接口造成的系统瓶颈问题。可以说,AGP代替PCI成为新的图形端口是技术发展的必然.
PCIExpress(以下简称PCI-E)采用了目前业内流行的点对点串行连接,比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构,每个设备都有自己的专用连接,不需要向整个总线请求带宽,而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率,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-E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。PCI-E的接口根据总线位宽不同而有所差异,包括X1、X4、X8以及X16,而X2模式将用于内部接口而非插槽模式。PCI-E规格从1条通道连接到32条通道连接,有非常强的伸缩性,以满足不同系统设备对数据传输带宽不同的需求。此外,较短的PCI-E卡可以插入较长的PCI-E插槽中使用,PCI-E接口还能够支持热拔插,这也是个不小的飞跃。PCI-EX1的250MB/秒传输速度已经可以满足主流声效芯片、网卡芯片和存储设备对数据传输带宽的需求,但是远远无法满足图形芯片对数据传输带宽的需求。因此,用于取代AGP接口的PCI-E接口位宽为X16,能够提供5GB/s的带宽,即便有编码上的损耗但仍能够提供约为4GB/s左右的实际带宽,远远超过AGP8X的2.1GB/s的带宽。
尽管PCI-E技术规格允许实现X1(250MB/秒),X2,X4,X8,X12,X16和X32通道规格,但是依目前形式来看,PCI-EX1和PCI-EX16已成为PCI-E主流规格,同时很多芯片组厂商在南桥芯片当中添加对PCI-EX1的支持,在北桥芯片当中添加对PCI-EX16的支持。除去提供极高数据传输带宽之外,PCI-E因为采用串行数据包方式传递数据,所以PCI-E接口每个针脚可以获得比传统I/O标准更多的带宽,这样就可以降低PCI-E设备生产成本和体积。另外,PCI-E也支持高阶电源管理,支持热插拔,支持数据同步传输,为优先传输数据进行带宽优化。
在兼容性方面,PCI-E在软件层面上兼容目前的PCI技术和设备,支持PCI设备和内存模组的初始化,也就是说过去的驱动程序、操作系统无需推倒重来,就可以支持PCI-E设备。目前PCI-E已经成为显卡的接口的主流,不过早期有些芯片组虽然提供了PCI-E作为显卡接口,但是其速度是4X的,而不是16X的,例如VIAPT880Pro和VIAPT880Ultra,当然这种情况极为罕见。显卡:显存类型显存是显卡上的关键核心部件之一,它的优劣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,最终其性能都要通过配套的显存来发挥。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。如同计算机的内存一样,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,再交由显示芯片和CPU调配,最后把运算结果转化为图形输出到显示器上。目前市场上主要以DDRII,DDRIII为主。而新一代的芯片则支持DDR4显存。显卡:显存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。目前市场上的显存位宽有64位、128位和256位三种,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256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位显存。大家知道显存带宽=显存频率X显存位宽/8,那么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。比如说同样显存频率为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。这是最为准确的方法,但施行起来较为麻烦。显卡:什么是SP单元SP:StreamProcessor。NVIDIA对其统一架构GPU内通用标量着色器的称谓。StreamProcessor是继PixelPipelines和VertexPipelines之后新一代的显卡渲染技术指标,StreamProcessor既可以完成VertexShader运算,也可以完成PixelShader运算,而且可以根据需要组成任意VS/PS比例,从而给开发者更广阔的发挥空间。简而言之,过去按照固定的比例组成的渲染管线/顶点单元渲染模式如今被StreamProcessor组成的任意比例渲染管线/顶点单元渲染模式替代,StreamProcessor是全新的全能渲染单元。显卡: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、显存、像素管线、像素填充率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9600PRO的核心频率达到了400MHz,要比9800PRO的380MHz高,但在性能上9800PRO绝对要强于9600PRO。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。显卡:输出端口VGA显卡所处理的信息最终都要输出到显示器上,显卡的输出接口就是电脑与显示器之间的桥梁,它负责向显示器输出相应的图像信号。CRT显示器因为设计制造上的原因,只能接受模拟信号输入,这就需要显卡能输入模拟信号。VGA接口就是显卡上输出模拟信号的接口,VGA(VideoGraphicsArray)接口,也叫D-Sub接口。虽然液晶显示器可以直接接收数字信号,但很多低端产品为了与VGA接口显卡相匹配,因而采用VGA接口。VGA接口是一种D型接口,上面共有15针空,分成三排,每排五个。VGA接口是显卡上应用最为广泛的接口类型,绝大多数的显卡都带有此种接口。
目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA接口连接,计算机内部以数字方式生成的显示图像信息,被显卡中的数字/模拟转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号,信号通过电缆传输到显示设备中。对于模拟显示设备,如模拟CRT显示器,信号被直接送到相应的处理电路,驱动控制显像管生成图像。而对于LCD、DLP等数字显示设备,显示设备中需配置相应的A/D(模拟/数字)转换器,将模拟信号转变为数字信号。在经过D/A和A/D2次转换后,不可避免地造成了一些图像细节的损失。VGA接口应用于CRT显示器无可厚非,但用于连接液晶之类的显示设备,则转换过程的图像损失会使显示效果略微下降。DVIDVI全称为DigitalVisualInterface,它是1999年由SiliconImage、Intel(英特尔)、Compaq(康柏)、IBM、HP(惠普)、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同组成DDWG(DigitalDisplayWorkingGroup,数字显示工作组)推出的接口标准。它是以SiliconImage公司的PanalLink接口技术为基础,基于TMDS(TransitionMinimizedDifferentialSignaling,最小化传输差分信号)电子协议作为基本电气连接。TMDS是一种微分信号机制,可以将象素数据编码,并通过串行连接传递。显卡产生的数字信号由发送器按照TMDS协议编码后通过TMDS通道发送给接收器,经过解码送给数字显示设备。一个DVI显示系统包括一个传送器和一个接收器。传送器是信号的来源,可以内建在显卡芯片中,也可以以附加芯片的形式出现在显卡PCB上;而接收器则是显示器上的一块电路,它可以接受数字信号,将其解码并传递到数字显示电路中,通过这两者,显卡发出的信号成为显示器上的图象。目前的DVI接口分为两种,一个是DVI-D接口,只能接收数字信号,接口上只有3排8列共24个针脚,其中右上角的一个针脚为空。不兼容模拟信号。另外一种则是DVI-I接口,可同时兼容模拟和数字信号。兼容模拟幸好并不意味着模拟信号的接口D-Sub接口可以连接在DVI-I接口上,而是必须通过一个转换接头才能使用,一般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。显示设备采用DVI接口具有主要有以下两大优点:
一、速度快
DVI传输的是数字信号,数字图像信息不需经过任何转换,就会直接被传送到显示设备上,因此减少了数字→模拟→数字繁琐的转换过程,大大节省了时间,因此它的速度更快,有效消除拖影现象,而且使用DVI进行数据传输,信号没有衰减,色彩更纯净,更逼真。二、画面清晰
计算机内部传输的是二进制的数字信号,使用VGA接口连接液晶显示器的话就需要先把信号通过显卡中的D/A(数字/模拟)转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号,这些信号通过模拟信号线传输到液晶内部还需要相应的A/D(模拟/数字)转换器将模拟信号再一次转变成数字信号才能在液晶上显示出图像来。在上述的D/A、A/D转换和信号传输过程中不可避免会出现信号的损失和受到干扰,导致图像出现失真甚至显示错误,而DVI接口无需进行这些转换,避免了信号的损失,使图像的清晰度和细节表现力都得到了大大提高。TV-OUTTV-Out是指显卡具备输出信号到电视的相关接口。目前普通家用的显示器尺寸不会超过19寸,显示画面相比于电视的尺寸来说小了很多,尤其在观看电影、打游戏时,更大的屏幕能给人带来更强烈的视觉享受。而更大尺寸的显示器价格是普通用户无法承受的,将显示画面输出到电视,这就成了一个不错的选择。输出到电视的接口目前主要应用的有三种。一种是采用VGA接口,VGA接口是绝大多数显卡都具备的接口类型,但这需要电视上具备VGA接口才能实现,而带有此接口的电视相对还较少,同时多是一些价格较贵的产品,普及程度不高。此种方法一般不多采用,也不是人们习惯意义上说的视频输出。另外一种则是复合视频接口。复合视频接口采用RCA接口,RCA接口是目前电视设备上应用最广泛的接口,几乎每台电视上都提供了此类接口,用于视频输入。虽然AV接口实现了音频和视频的分离传输,这就避免了因为音/视频混合干扰而导致的图像质量下降,但由于AV接口传输的仍然是一种亮度/色度(Y/C)混合的视频信号,仍然需要显示设备对其进行亮/色分离和色度解码才能成像,这种先混合再分离的过程必然会造成色彩信号的损失,色度信号和亮度信号也会有很大的机会相互干扰,从而影响最终输出的图像质量。采用AV接口输出视频的显卡输出效果并不十分理想,但它却是电视上都具备的接口,因此此类接口受到一定用户的喜爱。目前此种输出接口的显卡产品较少,大多都提供输出效果更好的S端子接口。黄色为RCA接口,黑色为S端子最后一种则是目前应用最广泛、输出效果更好的S端子接口。S端子也就是SeparateVideo,而“Separate”的中文意思就是“分离”。它是在AV接口的基础上将色度信号C和亮度信号Y进行分离,再分别以不同的通道进行传输,减少影像传输过程中的“分离”、“合成”的过程,减少转化过程中的损失,以得到最佳的显示效果。通常显卡上采用的S端子有标准的4针接口(不带音效输出)和扩展的7针接口(带音效输出)。S端子相比于AV接口,由于它不再进行Y/C混合传输,因此也就无需再进行亮色分离和解码工作,而且使用各自独立的传输通道,在很大程度上避免了视频设备内信号串扰而产生的图像失真,极大地提高了图像的清晰度。但S-Video仍要将两路色差信号混合为一路色度信号C进行传输,然后再在显示设备内解码进行处理,这样多少仍会带来一定信号损失而产生失真(这种失真很小),而且由于混合导致色度信号的带宽也有一定的限制。S-Video虽不是最好的,但考虑到目前的市场状况和综合成本等其它因素,它还是应用最普遍的视频接口。Video-inVideo-in是指显卡上具备用于视频输入的接口,并能把外部视频源的信号输入到系统内。这样就可以把电视机、录像机、影碟机、摄像机等视频信号源输入到电脑中。带视频输入接口的显卡,通过在显卡上加装视频输入芯片,再整合入显卡自带的视频处理能力,提供更灵活的驱动和应用软件,这样就能给显卡集成更多的功能。显卡上支持视频输入的接口有RF射频端子、复合视频接口、S端子和VIVO接口等。RF射频端子RF射频端子
RF射频端子是最早在电视机上出现的,原意为无线电射频(RadioFrequency)。它是目前家庭有线电视采用的接口模式。RF的成像原理是将视频信号(CVBS)和音频信号(Audio)相混合编码后,输出然后在显示设备内部进行一系列分离/解码的过程输出成像。由于步骤繁琐且音视频混合编码会互相干扰,所以它的输出质量也是最差的。带此类接口的显卡只需把有线电视信号线连接上,就能将有线电视的信号输入到显卡内。复合视频接口
复合视频接口采用RCA接口,RCA接口是目前电视设备上应用最广泛的接口,几乎每台电视上都提供了此类接口,用于视频输入。虽然AV接口实现了音频和视频的分离传输,这就避免了因为音/视频混合干扰而导致的图像质量下降,但由于AV接口传输的仍然是一种亮度/色度(Y/C)混合的视频信号,仍然需要显示设备对其进行亮/色分离和色度解码才能成像,这种先混合再分离的过程必然会造成色彩信号的损失,色度信号和亮度信号也会有很大的机会相互干扰,从而影响最终输出的图像质量。S端子
S端子也就是SeparateVideo,而“Separate”的中文意思就是“分离”。它是在AV接口的基础上将色度信号C和亮度信号Y进行分离,再分别以不同的通道进行传输,减少影像传输过程中的“分离”、“合成”的过程,减少转化过程中的损失,以得到最佳的显示效果。通常显卡上采用的S端子有标准的4针接口(不带音效输出)和扩展的7针接口(带音效输出)。S端子相比于AV接口,由于它不再进行Y/C混合传输,因此也就无需再进行亮色分离和解码工作,而且使用各自独立的传输通道,在很大程度上避免了视频设备内信号串扰而产生的图像失真,极大地提高了图像的清晰度。但S-Video仍要将两路色差信号混合为一路色度信号C进行传输,然后再在显示设备内解码进行处理,这样多少仍会带来一定信号损失而产生失真(这种失真很小),而且由于混合导致色度信号的带宽也有一定的限制。S-Video虽不是最好的,但考虑到目前的市场状况和综合成本等其它因素,它还是应用最普遍的视频接口。VIVO(videoinandvideoout)接口VIVO接口VIVO连接线
VIVO接口其实就是一种扩展的S端子接口,它在扩展型S端子接口的基础上又进行了扩展,针数要多于扩展型S端子7针。VIVO接口必须要用显卡附带的VIVO连接线,才能能够实现S端子输入与S端子输出功能。显卡:显存容量显存容量是显卡上本地显存的容量数,这是选择显卡的关键参数之一。显存容量的大小决定着显存临时存储数据的能力,在一定程度上也会影响显卡的性能。显存容量也是随着显卡的发展而逐步增大的,并且有越来越增大的趋势。显存容量从早期的512KB、1MB、2MB等极小容量,发展到8MB、12MB、16MB、32MB、64MB,一直到目前主流的128MB、256MB和高档显卡的512MB,某些专业显卡甚至已经具有1GB的显存了。
值得注意的是,显存容量越大并不一定意味着显卡的性能就越高,因为决定显卡性能的三要素首先是其所采用的显示芯片,其次是显存带宽(这取决于显存位宽和显存频率),最后才是显存容量。一款显卡究竟应该配备多大的显存容量才合适是由其所采用的显示芯片所决定的,也就是说显存容量应该与显示核心的性能相匹配才合理,显示芯片性能越高由于其处理能力越高所配备的显存容量相应也应该越大,而低性能的显示芯片配备大容量显存对其性能是没有任何帮助的。显卡:VGA接口显卡所处理的信息最终都要输出到显示器上,显卡的输出接口就是电脑与显示器之间的桥梁,它负责向显示器输出相应的图像信号。CRT显示器因为设计制造上的原因,只能接受模拟信号输入,这就需要显卡能输入模拟信号。VGA接口就是显卡上输出模拟信号的接口,VGA(VideoGraphicsArray)接口,也叫D-Sub接口。虽然液晶显示器可以直接接收数字信号,但很多低端产品为了与VGA接口显卡相匹配,因而采用VGA接口。VGA接口是一种D型接口,上面共有15针空,分成三排,每排五个。VGA接口是显卡上应用最为广泛的接口类型,绝大多数的显卡都带有此种接口。
目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA接口连接,计算机内部以数字方式生成的显示图像信息,被显卡中的数字/模拟转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号,信号通过电缆传输到显示设备中。对于模拟显示设备,如模拟CRT显示器,信号被直接送到相应的处理电路,驱动控制显像管生成图像。而对于LCD、DLP等数字显示设备,显示设备中需配置相应的A/D(模拟/数字)转换器,将模拟信号转变为数字信号。在经过D/A和A/D2次转换后,不可避免地造成了一些图像细节的损失。VGA接口应用于CRT显示器无可厚非,但用于连接液晶之类的显示设备,则转换过程的图像损失会使显示效果略微下降。显卡:什么是渲染管线渲染管线也称为渲染流水线,是显示芯片内部处理图形信号相互独立的的并行处理单元。在某种程度上可以把渲染管线比喻为工厂里面常见的各种生产流水线,工厂里的生产流水线是为了提高产品的生产能力和效率,而渲染管线则是提高显卡的工作能力和效率。
渲染管线的数量一般是以像素渲染流水线的数量×每管线的纹理单元数量来表示。例如,GeForce6800Ultra的渲染管线是16×1,就表示其具有16条像素渲染流水线,每管线具有1个纹理单元;GeForce4MX440的渲染管线是2×2,就表示其具有2条像素渲染流水线,每管线具有2个纹理单元等等,其余表示方式以此类推。
渲染管线的数量是决定显示芯片性能和档次的最重要的参数之一,在相同的显卡核心频率下,更多的渲染管线也就意味着更大的像素填充率和纹理填充率,从显卡的渲染管线数量上可以大致判断出显卡的性能高低档次。但显卡性能并不仅仅只是取决于渲染管线的数量,同时还取决于显示核心架构、渲染管线的的执行效率、顶点着色单元的数量以及显卡的核心频率和显存频率等等方面。一般来说在相同的显示核心架构下,渲染管线越多也就意味着性能越高,例如16×1架构的GeForce6800GT其性能要强于12×1架构的GeForce6800,就象工厂里的采用相同技术的2条生产流水线的生产能力和效率要强于1条生产流水线那样;而在不同的显示核心架构下,渲染管线的数量多就并不意味着性能更好,例如4×2架构的GeForce2GTS其性能就不如2×2架构的GeForce4MX440,就象工厂里的采用了先进技术的1条流水线的生产能力和效率反而还要强于只采用了老技术的2条生产流水线那样。显卡:显存时钟周期显存时钟周期就是显存时钟脉冲的重复周期,它是作为衡量显存速度的重要指标。显存速度越快,单位时间交换的数据量也就越大,在同等情况下显卡性能将会得到明显提升。显存的时钟周期一般以ns(纳秒)为单位,工作频率以MHz为单位。显存时钟周期跟工作频率一一对应,它们之间的关系为:工作频率=1÷时钟周期×1000。那么显存频率为166MHz,那么它的时钟周期为1÷166×1000=6ns。
对于DDRSDRAM或者DDR2、DDR3显存来说,描述其工作频率时用的是等效输出频率。因为能在时钟周期的上升沿和下降沿都能传送数据,所以在工作频率和数据位宽度相同的情况下,显存带宽是SDRAM的两倍。换句话说,在显存时钟周期相同的情况下,DDRSDRAM显存的等效输出频率是SDRAM显存的两倍。例如,5ns的SDRAM显存的工作频率为200MHz,而5ns的DDRSDRAM或者DDR2、DDR3显存的等效工作频率就是400MHz。常见显存时钟周期有5ns、4ns、3.8ns、3.6ns、3.3ns、2.8ns、2.0ns、1.6ns、1.1ns,0.09甚至更低。
显存时钟周期数越小越好。显存频率与显存时钟周期(也就是通常所说的XXns)之间为倒数关系,也就是说显存时钟周期越小,它的显存频率就越高,显卡的性能也就越好!显卡:什么是HDTVHDTV(HighDefinitionTelevision)是一种数字电视技术,但HDTV是高清晰数字电视输出技术,可提供相对于传统模拟电视技术更高清晰度图象质量。HDTV的高清晰主要表现在它支持1280×720,1920×1080和1920×1080三种显示模式。HDTV的视频信号采用MPEG2进行压缩。显卡:TV-OutTV-Out是指显卡具备输出信号到电视的相关接口。目前普通家用的显示器尺寸不会超过19寸,显示画面相比于电视的尺寸来说小了很多,尤其在观看电影、打游戏时,更大的屏幕能给人带来更强烈的视觉享受。而更大尺寸的显示器价格是普通用户无法承受的,将显示画面输出到电视,这就成了一个不错的选择。输出到电视的接口目前主要应用的有三种。一种是采用VGA接口,VGA接口是绝大多数显卡都具备的接口类型,但这需要电视上具备VGA接口才能实现,而带有此接口的电视相对还较少,同时多是一些价格较贵的产品,普及程度不高。此种方法一般不多采用,也不是人们习惯意义上说的视频输出。另外一种则是复合视频接口。复合视频接口采用RCA接口,RCA接口是目前电视设备上应用最广泛的接口,几乎每台电视上都提供了此类接口,用于视频输入。虽然AV接口实现了音频和视频的分离传输,这就避免了因为音/视频混合干扰而导致的图像质量下降,但由于AV接口传输的仍然是一种亮度/色度(Y/C)混合的视频信号,仍然需要显示设备对其进行亮/色分离和色度解码才能成像,这种先混合再分离的过程必然会造成色彩信号的损失,色度信号和亮度信号也会有很大的机会相互干扰,从而影响最终输出的图像质量。采用AV接口输出视频的显卡输出效果并不十分理想,但它却是电视上都具备的接口,因此此类接口受到一定用户的喜爱。目前此种输出接口的显卡产品较少,大多都提供输出效果更好的S端子接口。黄色为RCA接口,黑色为S端子最后一种则是目前应用最广泛、输出效果更好的S端子接口。S端子也就是SeparateVideo,而“Separate”的中文意思就是“分离”。它是在AV接口的基础上将色度信号C和亮度信号Y进行分离,再分别以不同的通道进行传输,减少影像传输过程中的“分离”、“合成”的过程,减少转化过程中的损失,以得到最佳的显示效果。通常显卡上采用的S端子有标准的4针接口(不带音效输出)和扩展的7针接口(带音效输出)。S端子相比于AV接口,由于它不再进行Y/C混合传输,因此也就无需再进行亮色分离和解码工作,而且使用各自独立的传输通道,在很大程度上避免了视频设备内信号串扰而产生的图像失真,极大地提高了图像的清晰度。但S-Video仍要将两路色差信号混合为一路色度信号C进行传输,然后再在显示设备内解码进行处理,这样多少仍会带来一定信号损失而产生失真(这种失真很小),而且由于混合导致色度信号的带宽也有一定的限制。S-Video虽不是最好的,但考虑到目前的市场状况和综合成本等其它因素,它还是应用最普遍的视频接口。显卡:3DAPIAPI是ApplicationProgrammingInterface的缩写,是应用程序接口的意思,而3DAPI则是指显卡与应用程序直接的接口。3DAPI能让编程人员所设计的3D软件只要调用其API内的程序,从而让API自动和硬件的驱动程序沟通,启动3D芯片内强大的3D图形处理功能,从而大幅度地提高了3D程序的设计效率。
如果没有3DAPI在开发程序时,程序员必须要了解全部的显卡特性,才能编写出与显卡完全匹配的程序,发挥出全部的显卡性能。而有了3DAPI这个显卡与软件直接的接口,程序员只需要编写符合接口的程序代码,就可以充分发挥显卡的不必再去了解硬件的具体性能和参数,这样就大大简化了程序开发的效率。
同样,显示芯片厂商根据标准来设计自己的硬件产品,以达到在API调用硬件资源时最优化,获得更好的性能。有了3DAPI,便可实现不同厂家的硬件、软件最大范围兼容。比如在最能体现3DAPI的游戏方面,游戏设计人员设计时,不必去考虑具体某款显卡的特性,而只是按照3DAPI的接口标准来开发游戏,当游戏运行时则直接通过3DAPI来调用显卡的硬件资源。
目前个人电脑中主要应用的3DAPI有DirectX和OpenGL。DirectX目前已经成为游戏的主流,市售的绝大部分主流游戏均基于DirectX开发,例如《帝国时代3》、《孤岛惊魂》、《使命召唤2》、《HalfLife2》等流行的优秀游戏。而OpenGL目前则主要应用于专业的图形工作站,在游戏方面历史上也曾经和DirectX分庭抗礼,产生了一大批的优秀游戏,例如《Quake3》、《HalfLife》、《荣誉勋章》的前几部、《反恐精英》等,目前在DirectX的步步进逼之下,采用OpenGL的游戏已经越来越少,但也不乏经典大作,例如基于OpenGL的《DOOM3》以及采用DOOM3引擎的《Quake4》等等,无论过去还是现在,OpenGL在游戏方面的主要代表都是著名的idSoftware。显卡:AGP接口AGP(AcceleratedGraphicsPort)即加速图形端口。它用于连接显示设备的接口,是为了提高视频带宽而设计的一种接口规范。
早期的显示接口卡通过ISA总线或者PCI总线与主板连接,但是ISA、PCI显卡均不能满足3D图形/视频技术的发展要求。PCI显卡处理3D图形有两个主要缺点,一是PCI总线最高数据传输速度仅为133MB/s,不能满足处理3D图形对数据传输率的要求。二是需要足够多的显存来进行图像运算,这将导致显示卡的成本很高。AGP接口把显示部分从PCI总线上拿掉,使其它设备可以得到更多的带宽,并为显示卡提供高达1064MB/s(AGP4x)的数据传输速率。AGP以系统内存为帧缓冲(FrameBuffer),可将纹理数据存储在其中,从而减少了显存的消耗,实现了高速存取,有效地解决了3D图形处理的瓶颈问题。
AGP1.0规格中,有1x、2x两种工作模式,数据传输率分别为266MB/s、533MB/s。
AGP2.0规格中,有4x的工作模式,数据传输率为1064MB/s
AGP8x是Intel公司新发布的图形端口规格,AGP8x被定义为一条32位宽的并行总线,运行于533-MHz,总带宽大约在2.1GB/s。AGP1xAGP2xAGP3x266MB/sec533MB/sec1GB/sec66MHz66MHz133MHz每个时钟每个相位每个相位3.3v3.3v1.5v显卡:显示芯片制作工艺显示芯片的制造工艺与CPU一样,也是用微米来衡量其加工精度的。制造工艺的提高,意味着显示芯片的体积将更小、集成度更高,可以容纳更多的晶体管,性能会更加强大,功耗也会降低。和中央处理器一样,显示卡的核心芯片,也是在硅晶片上制成的。采用更高的制造工艺,对于显示核心频率和显示卡集成度的提高都是至关重要的。而且重要的是制程工艺的提高可以有效的降低显卡芯片的生产成本。
微电子技术的发展与进步,主要是靠工艺技术的不断改进,使得器件的特征尺寸不断缩小,从而集成度不断提高,功耗降低,器件性能得到提高。芯片制造工艺在1995年以后,从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微米一直发展到当前的0.08微米。显卡:芯片位宽显示芯片位宽是指显示芯片内部数据总线的位宽,也就是显示芯片内部所采用的数据传输位数,目前主流的显示芯片基本都采用了256位的位宽,采用更大的位宽意味着在数据传输速度不变的情况,瞬间所能传输的数据量越大。就好比是不同口径的阀门,在水流速度一定的情况下,口径大的能提供更大的出水量。显示芯片位宽就是显示芯片内部总线的带宽,带宽越大,可以提供的计算能力和数据吞吐能力也越快,是决定显示芯片级别的重要数据之一。目前已推出最大显示芯片位宽是512位,那是由Matrox(幻日)公司推出的Parhelia-512显卡,这是世界上第一颗具有512位宽的显示芯片。而目前市场中所有的主流显示芯片,包括NVIDIA公司的GeForce系列显卡,ATI公司的Radeon系列等,全部都采用256位的位宽。这两家目前世界上最大的显示芯片制造公司也将在未来几年内采用512位宽。显示芯片位宽增加并不代表该芯片性能更强,因为显示芯片集成度相当高,设计、制造都需要很高的技术能力,单纯的强调显示芯片位宽并没有多大意义,只有在其它部件、芯片设计、制造工艺等方面都完全配合的情况下,显示芯片位宽的作用才能得到体现。显卡:PCIExpress接口PCIExpress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。PCIExpress采用了目前业内流行的点对点串行连接,比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构,每个设备都有自己的专用连接,不需要向整个总线请求带宽,而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率,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,PCIExpress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。PCIExpress的接口根据总线位宽不同而有所差异,包括X1、X4、X8以及X16(X2模式将用于内部接口而非插槽模式)。较短的PCIExpress卡可以插入较长的PCIExpress插槽中使用。PCIExpress接口能够支持热拔插,这也是个不小的飞跃。PCIExpress卡支持的三种电压分别为+3.3V、3.3Vaux以及+12V。用于取代AGP接口的PCIExpress接口位宽为X16,将能够提供5GB/s的带宽,即便有编码上的损耗但仍能够提┰嘉?GB/s左右的实际带宽,远远超过AGP8X的2.1GB/s的带宽。
PCIExpress规格从1条通道连接到32条通道连接,有非常强的伸缩性,以满足不同系统设备对数据传输带宽不同的需求。例如,PCIExpressX1规格支持双向数据传输,每向数据传输带宽250MB/s,PCIExpressX1已经可以满足主流声效芯片、网卡芯片和存储设备对数据传输带宽的需求,但是远远无法满足图形芯片对数据传输带宽的需求。因此,必须采用PCIExpressX16,即16条点对点数据传输通道连接来取代传统的AGP总线。PCIExpressX16也支持双向数据传输,每向数据传输带宽高达4GB/s,双向数据传输带宽有8GB/s之多,相比之下,目前广泛采用的AGP8X数据传输只提供2.1GB/s的数据传输带宽。
尽管PCIExpress技术规格允许实现X1(250MB/秒),X2,X4,X8,X12,X16和X32通道规格,但是依目前形式来看,PCIExpressX1和PCIExpressX16将成为PCIExpress主流规格,同时芯片组厂商将在南桥芯片当中添加对PCIExpressX1的支持,在北桥芯片当中添加对PCIExpressX16的支持。除去提供极高数据传输带宽之外,PCIExpress因为采用串行数据包方式传递数据,所以PCIExpress接口每个针脚可以获得比传统I/O标准更多的带宽,这样就可以降低PCIExpress设备生产成本和体积。另外,PCIExpress也支持高阶电源管理,支持热插拔,支持数据同步传输,为优先传输数据进行带宽优化。
在兼容性方面,PCIExpress在软件层面上兼容目前的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、操作系统无需推倒重来,就可以支持PCIExpress设备。显卡:什么是HDCPHDCP是High-bandwidthDigitalContentProtection的缩写,中文就是HDCP数字内容保护,它是英特尔开发的为HDMI提供高带宽数字内容保护的解码技术。配备了HDCP解码技术的HDMI就不会受到信号加密的限制,可以接受全部格式的高清信号。说的简单些,HDCP应该就是一个防止数字内容盗版的加密技术,如果软件和硬件其中之一不支持HDCP,那么我们就无法读取数字内容。下一代的蓝光和HD-DVD都将执行HDCP标准。也就是说,如果你希望在1980x1080的分辨率下观看电影,那么系统必须支持HDCP。反之,如果不支持的话,那么你只能获得1/4的分辨率。显卡:散热方式由于显卡核心工作频率与显存工作频率的不断攀升,显卡芯片的发热量也在迅速提升。显示芯片的晶体管数量已经达到,甚至超过了CPU内的数量,如此高的集成度必然带来了发热量的增加,为了解决这些问题,显卡都会采用必要的散热方式。尤其对于超频爱好者和需要长时间工作的用户,优秀的散热方式是选择显卡的必选项目。被动式散热
显卡的散热方式分为散热片和散热片配合风扇的形式,也叫作主动式散热和被动式散热方式。一般一些工作频率较低的显卡采用的都是被动式散热,这种散热方式就是在显示芯片上安装一个散热片即可,并不需要散热风扇。因为较低工作频率的显卡散热量并不是很大,没有必要使用散热风扇,这样在保障显卡稳定工作的同时,不仅可以降低成本,而且还能减少使用中的噪音。
主动式散热
主动式散热除了在显示芯片上安装散热片之外,还安装了散热风扇,工作频率较高的显卡都需要这种主动式散热。因为较高的工作频率就会带来更高的热量,仅安装一个散热片的话很难满足散热的需要,所以就需要风扇的帮助,而且对于那些超频使用的用户和需要长时间使用的用户来说就更重要了。按照热功学原理我们可以把目前显卡的散热方式分为轴流式散热和风道导流式散热。其中轴流式散热是最常见的散热方式,这种散热方式类似于CPU散热器的散热方式,主要靠采用高导热系数的大面积金属材质散热器来实现散热。此外,厂商还会为散热器配置散热风扇,散热风扇会按电机轴向吸收空气并吹到散热片上,从而达到高效率散热的目的。不过,这种方式散发出的热量最终还是要排放到机箱内,对机箱自身的散热系统提出了较高的要求,当机箱散热效果不佳的时候,显卡散热效率也将会大打折扣。导流式散热导流式散热则是一种非常好的设计,很多高档游戏显卡都采用了这种散热方式,虽然该散热系统的外形与轴流式有些相似,但其散热效果却是轴流式散热系统不可比拟的。CHIP本次测试的显卡中,升技生产的显卡基本都采用了这种散热方式,散热片收集的热量可以通过显卡自身的专用导流风道直接排到机箱的外部,既保证了显卡的散热效果,又不为机箱增加额外的热负荷。水冷散热
显卡:BIOS升级BIOS是BasicInputOutputSystem的简称,也就是“基本输入输出系统”。显卡BIOS固化在显示卡所带的一个专用存储器里。BIOS中储存了显示卡的硬件控制程序和相关信息。可以说BIOS是显示卡的“神经中枢”。开机后显示卡BIOS中的数据被映射到内存里并控制整个显卡的工作。显卡BIOS芯片用来保存显卡BIOS程序,和主板BIOS一样,显卡BIOS是储存在BIOS芯片中的,而不是储存在磁盘中。显卡BIOS主要用于显卡上各器件之间正常运行时的控制和管理,所以BIOS程序的技术质量(合理性和功能)必将影响显卡最终的产品技术特性。另外在显卡BIOS中还保存了所在显卡的主要技术信息,如图形处理芯片的型号规格、VGABIOS的版本和编制日期等。显卡BIOS芯片在大多数显卡上比较容易区分,因为这类芯片上通常都贴有标签,但在个别显卡如Matrox公司的MGAG200上就看不见,原因是它与图形处理芯片集成在一起了。也有的显卡的BIOS集成在主板的BIOS中。通常电脑在加电后首先显示显卡BIOS中所保存的相关信息,然后显示主板BIOS版本信息以及主板BIOS对硬件系统配置进行检测的结果等,由于显示BIOS信息的时间很短,所以必须注意观察才能看清显示的内容。目前许多显卡上的图形处理芯片表面都已被安装的散热片所遮盖,根本无法看到芯片的具体型号,但我们可以通过VGABIOS显示的相关信息中了解有关图形处理芯片的技术规格或型号。开机后显示卡BIOS中的数据被映射到内存里并控制整个显卡的工作。在DOS下显示卡是不需要任何驱动程序的,Windows的启动也依赖于显示卡BIOS的支持。各种显示卡分别对应自己的BIOS和驱动程序,这样显示卡才能发挥最佳的效果。厂商在设计和生产显示卡时,就为显示卡配备了BIOS,但随着用户的使用和计算机软件的更新升级,显卡有一些不完善的小问题就一定会暴露出来,这时,厂商就会重新设计、完善和升级显示卡BIOS和驱动程序,这就需要对显卡的BIOS进行升级。同时现在产品研制开发的日程越来越短,更新频率越来越快,在显卡推出时难免显卡BIOS没有全面发挥出显卡的性能,必要的升级也能让显卡BIOS发挥更强的功能。显卡BIOS升级就是通过必要的软件把厂商提供的新BIOS文件,写入到显卡的ROM中去。显卡BIOS是存放在存储器(ROM)里,不同厂商选用的ROM类型各有不同,并非所有的显卡都支持对BIOS的升级。如果显示卡使用的是一次性的PROM(可编程只读存储器)那将无法进行升级。如果使用的是EPROM(可擦写可编程只读存储器),那么理论上是可以升级的,但必须要有专用的设备才能进行,对于用户来说没什么意义。如果显卡采用的是FlashEPROM(闪存)或EEPROM(电擦写可编程只读存储器),那么显卡将自由升级,目前绝大多数显卡都采用了此类ROM,方便用户自行升级。虽然显卡BIOS升级能带来不少的好处,但对于基本初学者还是不建议升级,因为升级存在一定的危险性。一旦升级时发生错误,补救起来会很麻烦!显卡:最大分辨率显卡的最大分辨率是指显卡在显示器上所能描绘的像素点的数量。大家知道显示器上显示的画面是一个个的像素点构成的,而这些像素点的所有数据都是由显卡提供的,最大分辨率就是表示显卡输出给显示器,并能在显示器上描绘像素点的数量。分辨率越大,所能显示的图像的像素点就越多,并且能显示更多的细节,当然也就越清晰。
最大分辨率在一定程度上跟显存有着直接关系,因为这些像素点的数据最初都要存储于显存内,因此显存容量会影响到最大分辨率。在早期显卡的显存容量只具有512KB、1MB、2MB等极小容量时,显存容量确实是最大分辨率的一个瓶颈;但目前主流显卡的显存容量,就连64MB也已经被淘汰,主流的娱乐级显卡已经是128MB、256MB或512MB,某些专业显卡甚至已经具有1GB的显存,在这样的情况下,显存容量早已经不再是影响最大分辨率的因素,之所以需要这么大容量的显存,不过就是因为现在的大型3D游戏和专业渲染需要临时存储更多的数据罢了。
现在决定最大分辨率的其实是显卡的RAMDAC频率,目前所有主流显卡的RAMDAC都达到了400MHz,至少都能达到2048x1536的最大分辨率,而最新一代显卡的最大分辨率更是高达2560x1600了。
另外,显卡能输出的最大显示分辨率并不代表自己的电脑就能达到这么高的分辨率,还必须有足够强大的显示器配套才可以实现,也就是说,还需要显示器的最大分辨率与显卡的最大分辨率相匹配才能实现。除了显卡要支持之外,还需要显示器也要支持。而CRT显示器的最大分辨率主要是由其带宽所决定,而液晶显示器的最大分辨率则主要由其面板所决定。目前主流的显示器,17英寸的CRT其最大分辨率一般只有1600x1200,17英寸和19英寸的液晶则只有1280x1024,所以目前在普通电脑系统上最大分辨率的瓶颈不是显卡而是显示器。显卡:什么是顶点着色单元顶点着色单元是显示芯片内部用来处理顶点(Vertex)信息并完成着色工作的并行处理单元。顶点着色单元决定了显卡的三角形处理和生成能力,所以也是衡量显示芯片性能特别是3D性能的重要参数。
顶点(Vertex)是图形学中的最基本元素,在三维空间中,每个顶点都拥有自己的坐标和颜色值等参数,三个顶点可以构成成一个三角形,而显卡所最终生成的立体画面则是由数量繁多的三角形构成的,而三角形数量的多少就决定了画面质量的高低,画面越真实越精美,就越需要数量更多的三角形来构成。顶点着色单元就是处理着些信息然后再送给像素渲染单元完成最后的贴图工作,最后再输出到显示器就成为我们所看到的3D画面。而显卡的顶点处理能力不足,就会导致要么降低画质,要么降低速度。
在相同的显示核心下,顶点着色单元的数量就决定了显卡的性能高低,数量越多也就意味着性能越高,例如具有6个顶点着色单元的GeForce6800GT就要比只具有5个顶点着色单元的GeForce6800性能高:但在不同的显示核心架构下顶点着色单元的数量多则并不一定就意味着性能越高,这还要取决于顶点着色单元的效率以及显卡的其它参数,例如具有4个顶点着色单元的Radeon9800Pro其性能还不如只具有3个顶点着色单元的GeForce6600GT。显卡:什么是DDR3显存DDR3显存可以看作是DDR2的改进版,二者有很多相同之处,例如采用1.8V标准电压、主要采用144Pin球形针脚的FBGA封装方式。不过DDR3核心有所改进:DDR3显存采用0.11微米生产工艺,耗电量较DDR2明显降低。此外,DDR3显存采用了“PseudoOpenDrain”接口技术,只要电压合适,显示芯片可直接支持DDR3显存。当然,显存颗粒较长的延迟时间(CASlatency)一直是高频率显存的一大通病,DDR3也不例外,DDR3的CASlatency为5/6/7/8,相比之下DDR2为3/4/5。客观地说,DDR3相对于DDR2在技术上并无突飞猛进的进步,但DDR3的性能优势仍比较明显:
(1)功耗和发热量较小:吸取了DDR2的教训,在控制成本的基础上减小了能耗和发热量,使得DDR3更易于被用户和厂家接受。
(2)工作频率更高:由于能耗降低,DDR3可实现更高的工作频率,在一定程度弥补了延迟时间较长的缺点,同时还可作为显卡的卖点之一,这在搭配DDR3显存的显卡上已有所表现。
(3)降低显卡整体成本:DDR2显存颗粒规格多为4MX32bit,搭配中高端显卡常用的128MB显存便需8颗。而DDR3显存规格多为8MX32bit,单颗颗粒容量较大,4颗即可构成128MB显存。如此一来,显卡PCB面积可减小,成本得以有效控制,此外,颗粒数减少后,显存功耗也能进一步降低。
(4)通用性好:相对于DDR变更到DDR2,DDR3对DDR2的兼容性更好。由于针脚、封装等关键特性不变,搭配DDR2的显示核心和公版设计的显卡稍加修改便能采用DDR3显存,这对厂商降低成本大有好处。
目前,DDR3显存在新出的大多数中高端显卡上得到了广泛的应用。显卡:什么是着色器频率Shader频率中文意思为着色器频率,它是DirectX10统一渲染架构(UnifiedShaderArchitecture)诞生后出现的新产物,Shader频率与显卡核心频率和显存频率一样,都是影响显卡性能高低的重要频率。显卡:什么是HDMIHDMI(HighDefinitionMultimediaInterface)是数字高清多媒体接口,其协议由Sony,Hitachi,Thomson(RCA),Philips,Matsushita(Panasonic),Toshiba和SiliconImage合作开发完成,基于Siliconimage的TMDS技术传输数据,能向下兼容DVI(DigitalVisualInterface)。
随着电视的分辨率逐步提升,高清电视越来越普及,HDMI接口主要就是用于传输高质量、无损耗的数字音视频信号到高清电视,最高带宽达到5Gbps。
美国FCC规定2005年7月1日起,所有数字电视周边产品都必须内建HDMI或DVI。显卡:DVI视频接口DVI全称为DigitalVisualInterface,它是1999年由SiliconImage、Intel(英特尔)、Compaq(康柏)、IBM、HP(惠普)、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同组成DDWG(DigitalDisplayWorkingGroup,数字显示工作组)推出的接口标准。它是以SiliconImage公司的PanalLink接口技术为基础,基于TMDS(TransitionMinimizedDifferentialSignaling,最小化传输差分信号)电子协议作为基本电气连接。TMDS是一种微分信号机制,可以将象素数据编码,并通过串行连接传递。显卡产生的数字信号由发送器按照TMDS协议编码后通过TMDS通道发送给接收器,经过解码送给数字显示设备。一个DVI显示系统包括一个传送器和一个接收器。传送器是信号的来源,可以内建在显卡芯片中,也可以以附加芯片的形式出现在显卡PCB上;而接收器则是显示器上的一块电路,它可以接受数字信号,将其解码并传递到数字显示电路中,通过这两者,显卡发出的信号成为显示器上的图象。目前的DVI接口分为两种,一个是DVI-D接口,只能接收数字信号,接口上只有3排8列共24个针脚,其中右上角的一个针脚为空。不兼容模拟信号。另外一种则是DVI-I接口,可同时兼容模拟和数字信号。兼容模拟幸好并不意味着模拟信号的接口D-Sub接口可以连接在DVI-I接口上,而是必须通过一个转换接头才能使用,一般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。考虑到兼容性问题,目前显卡一般会采用DVD-I接口,这样可以通过转换接头连接到普通的VGA接口。而带有DVI接口的
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