计算机组装与维护-第6节显卡

计算机组装与维修第6节显卡第6节显卡

任务一显卡的简介（了解）6.1.1显卡简介任务二显卡的结构及工作过程（掌握）6.2.1显卡的结构6.2.2显卡的工作原理任务三显卡的安装方法（掌握）任务四显卡的分类（了解）6.3.1按显示卡类型

6.3.2按显示卡与PC的接口6.3.3按图形功能6.3.4按显示芯片

任务五显卡的主要性能指标（掌握）任务六主流显卡介绍（了解）任务一显卡的简介（了解）

显卡的简介显卡：又叫显示器适配卡，是连接主机与显示器的接口卡。作用就是将主机的输出信息转换成字符、图形、颜色等信息，传送到显示器上显示。任务二显示卡的基本结构及工作过程（掌握）6.2.1显卡的基本结构显卡结构显示BIOS输出端口AGP金手指显示内存显示芯片和散热风扇显卡构成图解供电模块I/O接口PCIE总线接口GPU显存1、显示芯片（GPU）：又叫图形运算处理器，图形处理芯片，即：GPU，是显卡的核心。它是显卡的“大脑”，负责处理由电脑发来的数据，最终将产生的结果显示在显示器上。显卡上最大的一块芯片，上面有散热片或是散热风扇。它是显卡的心脏，决定了显卡的性能和档次。也是区分2D和3D显卡的依据。在整个显卡中，GPU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。显卡结构介绍：2、显示内存：也称显存，通常它是用来临时存储显示芯片所处理的图像或视屏数据信息，显存的速度以及带宽直接影响着显卡的速度，显存越大，显卡速度越快，像素就越多，图像就越清晰。3、RAMDAC：

（随机存储器数模转换器）

它负责将显存的数字信号转换成显示器能够接收的模拟信号。它的工作频率高低决定着显卡的刷新频率。通常RAMDAC被集成在显示芯片中。它决定显卡到显示器的最大带宽。单位：MHZ。

RAMDAC频率就是数字信号转化为显示器能识别的模拟信号的频率

2D显卡能达到170MHZ；3D显卡能达到230MHZ。4、VGABIOS：主要用于存放显示芯片与驱动程序之间的程序，还存放显卡型号、规格、生产厂家及出厂时间等信息5、I/O接口：与显示器相连，以便将显示结果输出到屏幕上。目前主要有三种接口技术。分别是VGA，DIV，S-Video。I/O接口VGA接口HDMI接口TV接口DVI接口TV接口Displayport接口HDMI接口1）VGA：模拟接口

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。

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，我们平时常见的显示器都接在此接口上。目前的DVI接口分两种，一个是DVI-D接口，另外一种则是DVI-I接口。

DVI-D接口只能传送数字信号，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。2）DVI：数字接口DVI-I接口，可同时兼容模拟和数字信号。兼容模拟信号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。

3）S—VIDEO(S端子)接口VIVO接口是一种扩展的S端子接口，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。

<S端子有标准的4针接口（无音效输出）和扩展的7针接口（带音效输出）>VIVO接口

VIVO连接线

6、总线接口：显卡必须插在主板上面才能与主板交换数据，因而就必须有与之相对应的接口。现在最主流的总线接口是AGP和PCI-E16×接口。AGP接口PCI-E接口6.2.2显示卡的工作过程显卡工作过程通常包括以下四个步骤：CPU显示器CPU→显示芯片→显存→RAMDAC→输出接口→显示器6.2.2显示卡的工作过程显卡工作过程通常包括以下四个步骤：Step1：CPU将数据通过总线和接口传送到显示芯片；

Step2：显示芯片对数据进行处理，并将处理结果存放在显示内存中；

Step3：显示内存将数据传送到RAMDAC并进行数/模转换；

Step4：RAMDAC将模拟信号通过VGA接口输送到显示器

显示芯片处理完数据→显存→RAMDAC→数字信号转换为模拟信号→显示器原理框图GPU供电电路BIOS

显存FANPCIE总线TVOUTDVIVGAHDMI/DP

任务三显示卡的安装方法（掌握）1、硬件安装：

①取下机箱上对应AGP插槽的档板→②将显卡竖直放置在AGP插槽上插进→③用螺丝刀将显卡固定好。

2、安装驱动程序：

右击桌面→属性→设置→高级→适配器→更改→选中“显示指定位置的所有……”→下一步→浏览→插入显卡驱动光盘到光驱→找到Win9x目录→选中“****.inf”→确定→选择与使用硬件型号相同的产品→确定→开始复制文件→重启任务四显卡的分类（了解）6.4.1按显示卡类型分类：1、独立显卡（需要单独购买的部件）2、集成显卡（主板自带的显卡）注意：有集成显卡的计算机同样也可以再安装一块独立显卡6.4.2按显卡接口分类有两个显卡缺口种类

ISA（已经被淘汰）

PCI总线频率33MHZ,传输带宽133MB/S（已经被淘汰）AGP

标准AGP1XAGP2XAGP4XAGP8X266MB/S532MB/S1064MB/S2128MB/S只有一个缺口

PCI-Express1x:传输带宽250MB/S集成

现在市场上销售的显示卡大多是AGP8X及PCIExpress

，但随着技术发展PCIExpress×16将会代替AGP从而一统显卡接口领域。ISAAGPPCI-E16XPCIAGP总线参数表版本参数AGP1.0AGP2.0AGP3.0AGP1XAGP2XAGP4XAGP8X总线频率66MHZ66MHZ66MHZ66MHZ信号电压3.3V3.3V1.5V0.8V传输位宽32bit32bit32bit32bit工作频率66MHZ133MHZ266MHZ533MHZ传输带宽266MB/S532MB/S1064MB/S2128MB/S6.4.3按图形功能分类2D显示卡：显示卡的显示芯片只能处理平面的图形。这类显卡包括ISA、PCI接口以及大多数的集成显卡。在处理3D图象和特效时，主要依赖CPU的处理能力，称为“软加速”3D显示卡：又叫做3D图形加速卡，其显示芯片具有强大的3D与2D图形处理能力。目前使用的AGP和PCI-E显卡都属于这类。将3D图象和特效处理功能集中在GPU中，称为“硬加速”。6.4.4按显示芯片分类

这是目前最主要的划分方式，GPU决定显示卡的性能和档次。虽然显卡的生产厂家很多，但研制芯片的厂家只有两家，分别为：nVIDIA（美国）：型号有GeForce系列ATI（加拿大）：型号有Radeon(镭)系列任务五显示卡的性能指标（掌握）1、显存：显示位宽：显存最重要的性能指标，指显存一次性读入的数据量，表示显存与显示芯片之间交换速度，带宽越大，通路越畅通，速度越快，目前大部分的显卡是128位的，但也有部分是64位的，购买的时候要小心。种类：分为SD

，DDR，DDR2，DDR3几种显存容量：如64M，128M，256M等显存品牌：（主要品牌有HY，三星等）显存速度：指显存接到芯片指令后存取数据的速度，有5ns，3.6ns，2.2ns等，越小越好。显存工作频率：频率=1000/显存速度，此值与显存速度和显存种类有很大关系，这是SD显存的公式，若是DDR则*2，DDR2则*42、显示芯片：是整个显卡的核心，如我们刚才所提到GeForceFX5200，7300，Radeon9200,9500等，值越大，处理速度就越快。核心频率（MHZ）：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3、显示带宽：显示带宽=工作频率*显存位宽/84、RAMDAC速率：指显卡能让显示器每秒能对整个画面重复更新的次数。一般显卡都能在350~400MHZ以上例如：若此100Hz，表示显卡每秒将送出100张画面的模拟讯号给显示器。5、色深：色深是指某个确定的分辩率下，描述每一个像素点的色彩所使用的数据的长度，单位是“位”。它决定了每个像素点可以有的色彩的种类。6、品牌：nVIDIA阵营：华硕、微星、丽台

ATI阵营：技嘉、镭丽7、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信息并完成着色工作的并行处理单元。他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。

顶点是图形学中的最基本元素，在三维空间中，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这些信息然后再送给像素渲染单元完成最后的填充工作，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。8、渲染管线

显卡的渲染管线是显示核心的重要组成部分，显示核心的内部就分为两大区域，一个区域就是顶点着色单元，主要负责描绘图形，也就是建立模形。一个就是像素渲染管线，主要负责把顶点绘出的图形填色。然后再加上纹理贴图单元贴上纹理，一个精美的图形就出来了。比如现在要显卡绘出一个茶壶。顶点着色单元就会依据这些信息绘出这个茶壶的轮廓。接下来像素渲染管线就会依据这个轮廓，把从显存中的有关这个茶壶的颜色信息读出来，给这个茶壶上色，如果这个茶壶是白色的，就上白色的。然后，再由纹理贴图单元贴上精美的图案，最后这个精美的茶壶就出来了。因此，渲染管线就是显示核心中负责给图形配上颜色的一组专门通道。它是显示核心中单独设计的一组电路，拥有单独的晶体管。渲染管线越多，那么所绘出的图形它的填充效率就越高，自然我们看到的画面也就越流畅越精美。这就是为什么渲染管线越多越好的原因。如果少了，那么自然就会使显卡的性能下降。

渲染管线的数量一般是以渲染流水线的数量×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2）DVI：数字接口速度快

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。

画面清晰

DVI接口无需进行数/模转换，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。

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。

8、3D图形加速卡

3D图形加速卡技术1、顶点着色引擎：可编程性使创造出来的场景更有特色，更加逼真2、T-缓冲（T-Buffer）：通过多重渲染、提高采样率来解决边缘锯齿问题，使全景边缘更加圆润。3、全屏抗失真：使画面中失真的像素尽量减到最低的程度，来达到平滑效果。对显卡的档次要求很高。

4、硬件凹凸贴图：对物体表面凹凸不平的映射并加以实时光源来表现真实细腻的图象。5、材质贴图：将平面图贴到物体表面6、T&L（几何变换和光源处理）：nVIDIA公司研发的技术。在不增加物体多边形的前提下，进一步提高物体表面的边缘圆滑程度，使图象更真实、准确和生动。而且拥有强大的光源处理能力，可以产生带有反射性质的光源效果。如GeForce256显卡。7、T-缓冲（T-Buffer）：确定3D物体间的前后位置关系

W-缓冲（W-Buffer）：可在3D效果中对更细致的物体进行处理，更均匀地在远近剪切面之间进行分配，让程序使用更大的距离范围，同时保持深度缓冲与观察位置间的精确联系。应用程序接口（API）：用于游戏或相关应用程序三维图形的三大接口（Direct3D、OpenGL、Heidi）

DirectX（D3D）：由微软公司所开发，随WINDOWS系统自带，微软操作系统平台下的游戏程序开发接口。目前版本已到了9.0版。由一组驱动程序构成。主要包括：DirectDraw（显示）、DirectInput（输入）、DirectPlay（网络）、DirectSound（音效）。主要应用与PC游戏的3D图形加速工作（诊断工具：Dxdiag.exe）

OpenGL（OpenGraphicsLib）：开放式图形接口，一套三维图形处理库，用于高级图形工作站描述如何将三维空间数据转换成二维图像，独立于操作系统

Heidi

由Autodesk公司开发，用于普通3D制作

举个例子吧，骨灰级玩家（玩游戏比较长的）在DOS下玩游戏时，可不想我们现在，安装上就可以玩了，他们往往首先要先设置显卡的品牌和型号，然后还要设置IRQ（中断）、I/O（输入于输出）、DMA（存取模式），如果哪项设置的不对，那么游戏声音就发不出来。这部分的设置不仅让玩家伤透脑筋，而且对游戏开发者来说就更头痛了，因为为了让游戏能够在众多电脑中正确运行，开发者必须在游戏制作之初,便需要把市面上所有声卡硬件数据都收集过来，然后根据不同硬件的

API来写不同的驱动程序，这对于某一个游戏制作公司来说，是很难完成的，所以说在当时多媒体游戏很少。微软和SGI公司正是看到了这个问题，分别为众厂家推出了一个所有显卡共同的应用程序接口程序——DirectX和OpenGL。当有了他们之后，程序员只需要编写符合DirectX和OpenGL的驱动程序，就可以充分发挥显卡的最大性能而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，显示芯片厂商根据此两种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。任务六市场主流显卡介绍（了解）1、nVIDIA公司：Value，SE，LE，XT，ZT代表简化版；MX普通版；Ultra，GTX，TI，TC，GO，GT2代表高级版；TC可占用内存的显卡主要品牌GeForce系列：GeForce256、GeForce2(100/20