第七章显卡和显示器

7.1显卡的结构和分类7.2显卡的性能指标7.3显卡的选购7.4主流显示芯片及代表作7.5显示器第七章显卡和显示器1

显卡主要由显示芯片（GPU）、显示内存、显卡BIOS、显卡PCB板、数模转换器等关键部件和一些电子元件、散热装置及各类接口组成7.1显卡的结构和分类2显卡的结构

显示芯片：也叫做图形处理器，也就是我们常说的GPU（GraphicProcessingUnit即图形处理单元）。一块显卡采用何种显示芯片大致决定了该显卡的档次和基本性能。不同的显示芯片，无论是内部结构还是性能，都存在着差异，而且价格差别也很大。因为显示芯片的复杂性，目前设计、制造显示芯片的厂家有NVIDIA、ATI、Intel等公司。其中Intel主要生产集成芯片，ATI、NVIDIA以独立芯片为主。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。3显卡的结构显示内存：简称显存，用来存储GPU所处理的数据信息及材质信息。当显示芯片处理完数据后会将数据输送到显存中，然后RAMDAC从显存中读取数据，并将数字信号转换为模拟信号，最后输出到显示器屏幕上。因此，显存的容量和速度直接关系到显卡性能的优劣，高速的GPU对显存的容量要求也要高一些显卡BIOS：又称VGABIOS，是显卡的“基本输入输出系统”。主要用于存放显示芯片与驱动程序之间的控制程序，另外还存有显卡的型号、规格、生产厂家及出厂时间等信息。4显卡的结构显卡PCB板：是显卡的电路板，也是显卡的躯体，显卡的一切元件都是安装在PCB板上的，因此PCB板的好坏直接决定着显卡电气性能的好坏和稳定，显卡多采用6层和8层PCB板5显卡的结构RAMDAC（输出到CRT时用）RAMDAC（RAMDigitaltoAnalogConverter随机存储器数模转换器）的作用是将显存中的数字信号转换为能够用于显示的模拟信号，RAMDAC的速度对在显示器上面看到的图像有很大的影响，这主要因为图像的刷新率依赖于显示器所接收到的模拟信息，而这些模拟信息正是由RAMDAC提供的。RAMDAC的转换速率决定了刷新率的高低。6显卡的结构显卡的输出接口显卡处理好的图像要在显示设备上显示，离不开显卡的输出接口，常见的显卡接口主要有：VGA接口、DVI接口、HDMI。7显卡的分类集成显卡是将显示芯片集成到主板北桥上，与主板融为一体。一般的集成显卡不带有显存，而是使用系统的一部分主内存作为显存。优点：1）价格低廉，功耗低，发热量小。2）兼容性较好3）能满足多数用户的需求缺点：相对于中高端的独立显卡，性能略逊，也因为集成到主板上，升级灵活性差。8显卡的分类独立显卡是将显示芯片、显存及相关电路单独做在一块电路板上，自成一体的独立板卡，根据接口不同，有ISA显卡、VESA显卡、PCI显卡、AGP显卡、PCI-E显卡等。其优点有：1）性能卓越：独立显卡单独安装有显存，一般不占用系统内存，在技术上也较集成显卡先进的多，比集成显卡具有更好的性能和显示效果。2）升级方便：因独立于主板，所以更换方便，直接把显卡装在扩展插槽上就可以了。缺点：需额外资金购买显卡，且性能较好的卡价格偏高。97.2显卡的性能指标1.刷新频率显卡的刷新频率是指图像在屏幕上更新的速度，即屏幕上每秒显示全画面的次数，单位是赫兹（Hz）。影响刷新频率的因素有显卡每秒可产生的像素数和显示器每秒能接受并显示的像素数。刷新频率越高，屏幕上图像的闪烁感越小，图像越稳定，视觉效果也越好。一般刷新频率达到85Hz以上时，人眼对影像的闪烁才不易查觉。LCD显示器是靠后面的灯管照亮前面的液晶面板而被动发光，只有亮与不亮，明与暗的区别。所以不存在刷新频率的概念，改不改都一样，刷新频率对LCD不起作用。107.2显卡的性能指标显示分辨率当显示器屏幕上显示一幅图像时，这幅图像是排列有序的点阵组成的，这些点被称为像素（Pixel）。分辨率即为：水平行点数×垂直列点数，以显示分辨率1024×768为例，是指每一条水平线上包含有1024个像素，共有768条线。分辨率越高，显示图像的像素越多，图像越清晰。显示分辨率和显示器、显卡有密切的关系。117.2显卡的性能指标色彩深度也称为色彩位数，画面中每一个像素的颜色是用一组二进制数来描述的，这组描述颜色信息的二进制数长度（位数）就是色彩位数。色彩位数越高，显示图形的色彩越丰富。通常所说的VGA显示模式是8位，即在该模式下能显示256种颜色，增强色（16位）能显示65536种颜色，也称64K色。真彩色（24位）能显示1677万种颜色，也称16M色。目前，色彩深度通常设定为16位色或32位色。位数越高，所需的显存容量也越大127.2显卡的性能指标显存也称为帧缓存，它的主要作用是用来存储显卡芯片处理过或即将提取的渲染数据。显存的速度和带宽将直接影响到显卡整体性能的高低。目前市场上，采用较多的是SAMSUNG（三星）和Hynix（英力士）的显存，此外还有Infineon（英飞凌），Micron（美光）等品牌，这些都是比较有实力的厂商，品质方面有保证。137.2显卡的性能指标散热方式显卡的散热方式分为被动式散热和主动式散热。一般工作频率低的显卡采用的都是被动式散热，这种散热方式是在显示芯片上安装一个散热片；主动式散热除了在显示芯片上安装散热片之外，还安装散热风扇，工作频率较高的显卡一般都采用这种散热方式。147.3显卡的选购7.3.1显卡的选购原则1.确定自己的需求（选择适当的GPU） 2.合理选择品牌3.正确认识显存显存是显卡上的关键部件，它的品质会直接关系显卡的最终性能表现。我们一般判断显存性能的时候，要看三方面，即显存容量、显存位宽、显存速度。目前中高端级别的显卡已经配备了1GB、2GB、4GB的显存，对于高分辨率、高画质的高端显卡来说大容量显存是必须的，但绝非任何时候都是显存越大就越好。显存位宽是显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数，是显存的重要参数之一、也是非专业人士容易忽视的环节。显存速度就是显存时钟脉冲的重复周期，显存速度一般以ns（纳秒）为单位。当前主流显卡显存的速度主要有3.3ns、2.8ns、2.0ns、1.6ns、1.1ns、0.9ns、0.4ns等。157.3显卡的选购7.3.2显卡选购技巧1.显卡与整机性能相匹配显卡良好的性能应表现在与CPU、主板、内存等整体部件之间的完美配合，达到最好的效果，而不是单方面的处理能力，选购时应整体考虑而不是只注重各项性能的指标数字。2.仔细检查显卡的做工、材料、散热装置等显卡优良的做工表现在合理的元器件布局、布线简明有序、焊接点圆润等，优质的材料表现在PCB板厚实且边缘平整，大量采用高质量元件（钽电容、显存颗粒）等。察看散热器，要注意其做工细节，有无毛刺，散热片和热管数量等。3.尽量选择名牌产品167.4主流显示芯片及代表作-A卡蓝宝石HD67701GBGDDR5白金版是AMD的主流低端产品，随着新一代产品的发布价格一路走低，不过就性能而言，其仍可轻松满足绝大多数用户在上网、高清、办公和主流游戏的应用需求。177.4主流显示芯片及代表作-A卡微星R6850Hawk显示核心采用基于40nm工艺制程制作，内建960个流处理单元，32个光栅处理器和48个纹理单元。该卡采用环形散热器，包括9厘米风扇、两条热管等，号称可比公版降温14℃，显卡本身则采用了6+1相供电设计和第二代军规级元件，包括钽核心Hi-c电容、SFC电感、钽核心固态电容等等，输出接口双DVI、HDMI、DisplayPort。187.4主流显示芯片及代表作-A卡迪兰HD7950酷能+3G显卡搭载的显示核心采用了28nm工艺，拥有1792个流处理器，3GB显存和384bit显存位宽，配备最新的PCIE3.0接口，默认出厂频率达到惊人的880MHz，显存频率也达到1250MHz。197.4主流显示芯片及代表作-N卡

索泰为GT640-2GD3配置了DVI+HDMI+VGA标准3接口方案。在供电方面选择了分离式的供电方案，保证显存和显示核心分别拥有独立纯净的电流供给。索泰GT640-2GD3雷霆版采用代号为GK107的显示核心，内建的384个流处理器，900MHz的核心默认频率让显卡在性能方面有一定的保障，应付主流网络游戏不成问题。207.4主流显示芯片及代表作-N卡祺祥

GTX560Ti飙客Power显卡采用GTX560Ti显示核心，默认核心显存频率为822/4000MHz，性能表现十分抢眼。三热管配合大口径散热器以及大面积散热鳍片散热效果也十分优秀。217.4主流显示芯片及代表作-N卡技嘉GV-N670OC-2GD采用了非公版设计，配备独家三风扇散热器，为性能的稳定、散热提供了很好的保障。默认GPU频率980MHz（公版915MHz），动态加速频率为1059MHz，等效显存频率和GTX680一样都是6008MHz，与公版一致。226块卡的横向对比型号GT640-2GHD6770GTX560TiR6850HawkGV-N670OCHD7950参考价格699749109999934992899制造工艺28纳米40纳米40纳米40纳米28纳米28纳米核心频率900MHz775MHz822MHz775/860M980MHz880MHz显存频率1800MHz4800MHz4000MHz4000/44006008MHz5000MHz显存容量2048MB1024MB1024MB1024MB2048MB3072MB显存位宽128bit128bit256bit256bit256

bit384

bit显存速度1.1ns0.4ns0.4ns0.4ns0.4ns散热方式散热风扇散热风扇风扇+热管风扇+热管风扇+热管风扇+热管总线接口PCI_E3.0PCI_E2.1PCI_E2.0PCI_E3.0PCI_E3.0外接电源6pin6pin6pin+6pin6pin6pin+6pin6pin+6pin流处理器384个800个384个960个13441792晶体管数10.4亿个43亿供电模式1+1相4+1相6+1相5相6+1相237.5显示器CRT显示器CRT显示器是采用阴极射线管（CathodeRayTube）的显示器，具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等优点，是LCD显示器不能比的。但是因为先天存在高辐射、高能耗、体积大等缺点，所以目前已基本淘汰。247.5显示器LCD显示器是一种采用液晶为材料的显示器。液晶是介于固态和液态间的有机化合物，将其加热会变成透明液态，冷却后会变成结晶的浑浊固态。在电场作用下，液晶分子会发生排列上的变化，从而影响通过它的光线变化，这种光线的变化通过偏光片的作用可以表现为明暗的变化。就这样，人们通过对电场的控制最终控制了光线的明暗变化，从而达到显示图像的目的。25液晶显示器的技术参数1）可视面积：LCD显示器所标示的尺寸与实际的屏幕尺寸相同2）点距：点距是指相邻两个颜色条之间的距离。一般的计算方法是可视宽度/水平像素（或者可视高度/垂直像素）。3）色彩度