显卡是什么

小白QA2020-04-14 17:44:15阅读(...)

显卡是个人计算机最基本组成部分之一,用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动显示器,并向显示器提供逐行或隔行扫描信号,控制显示器的正确显示,是连接显示器和个人计算机主板的重要组件,是“人机”的重要设备之一。

显卡(英语:Video card、Display card、Graphics card、Video adapter),是个人计算机最基本组成部分之一,用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动显示器,并向显示器提供逐行或隔行扫描信号,控制显示器的正确显示,是连接显示器和个人计算机主板的重要组件,是“人机”的重要设备之一,其内置的并行计算能力现阶段也用于深度学习等运算。

显卡是什么

概述

显卡又称为显示卡( Video card),是计算机中一个很重要的组成部分,承担输出显示图形的任务,对于喜欢玩游戏和从事专业图形设计的人来说,显卡非常重要。主流显卡的显示芯片主要由 NVIDIA(英伟达)和 AMD(超微半导体)两大厂商制造,通常将采用 NVIDAI 显示芯片的显卡称为 N 卡,而将采用 AMD 显示芯片的显卡称为 A 卡。

配制较高的计算机,都包含显卡计算核心。在科学计算中,显卡被称为显示加速卡。

显示芯片( Video chipset)是显卡的主要处理单元,因此又称为图形处理器(Graphic Processing Unit,GPU),GPU 是 NVIDIA 公司在发布 GeForce 256 图形处理芯片时首先提出的概念。尤其是在处理 3D 图形时,GPU 使显卡减少了对 CPU 的依赖,并完成部分原本属于 CPU 的工作。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。

显卡所支持的各种 3D 特效由显示芯片的性能决定,采用什么样的显示芯片大致决定了这块显卡的档次和基本性能,比如 NVIDIA 的 GT 系列和 AMD 的 HD 系列。

衡量一个显卡好坏的方法有很多,除了使用测试软件测试比较外,还有很多指标可供用户比较显卡的性能,影响显卡性能的高低主要有显卡频率、显示存储器等性能指标。

工作原理及模式

显卡是插在主板上的扩展槽里的(一般是 PCI-E 插槽,此前还有 AGP、PCI、ISA 等插槽)。它主要负责把主机向显示器发出的显示信号转化为一般电器信号,使得显示器能明白个人计算机在让它做什么。显卡主要由显卡主板、显示芯片、显示存储器、散热器(散热片、风扇)等部分组成。显卡的主要芯片叫“显示芯片”(Video chipset,也叫 GPU 或 VPU,图形处理器或视觉处理器),是显卡的主要处理单元。显卡上也有和计算机存储器相似的存储器,称为“显示存储器”,简称显存。

早期的显卡只是单纯意义的显卡,只起到信号转换的作用;我们一般使用的显卡都带有 3D 画面运算和图形加速功能,所以也叫做“图形加速卡”或“3D 加速卡”。PC 上最早的显卡是 IBM 在 1981 年推出的 5150 个人计算机上所搭载的 MDA 和 CGA 两款 2D 加速卡。

显卡通常由总线接口、PCB 板、显示芯片、显存、RAMDAC、VGA BIOS、VGA 功能插针、D-sub 插座及其他外围组件构成,显卡大多还具有 VGA、DVI 显示器接口或者 HDMI 接口及 S-Video 端子和 Display Port 接口。

分类

集成显卡

配置核芯显卡的 CPU 通常价格不高,同时低端核显难以胜任大型游戏。集成显卡是将显示芯片、显存及其相关电路都集成在主板上,与其融为一体的元件;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,所以很多喜欢自己动手组装计算机的人不用花费额外的资金来购买独立显卡,便能得到自己满意的性能。

集成显卡的缺点是性能相对略低,且固化在主板或 CPU 上,本身无法更换,如果必须换,就只能换主板。

结构

一般显卡的结构如下:

电容:电容是显卡中非常重要的组成部件,因为显示画质的优劣主要取决于电容的质量,而电容的好坏直接影响到显卡电路的质襞。

显存:显存负责存储显示芯片需要处理的各种数据,其容量的大小,性能的高低,直接影响着电脑的显示效果。新显卡均采用 DDR3/DDR5 的显存, 主流显存容量一般为 1GB ~ 2GB。

GPU 及风扇:GPU 即显卡芯片,它负责显卡绝大部分的计算工作,相当干 CPU 在电脑中的作用。GPU 风扇的作用是给 GPU 散热。

显卡接口:通常被叫做金手指,可分为 PCI、 AGP 和 PCI Express 三种,PCI 和 AGP 显长接口都基本被淘汰, 市面上主流显卡采用 PCI Express 的显卡。

外设接口:显长外设接口担负着显卡的输出任务,新显卡包括一个传统 VGA 模拟接口和一个或多个数字接口(DVI、HDMI 和 DP)。

桥接接口:中高端显卡可支持多块同时工作,它们之间就是通过桥接器连接桥接口。

总线接口类型

ISA 显卡

ISA 显卡是以前最普遍使用的 VGA 显示器所能支持的古老显卡。

VESA 显卡

VESA 是“VideoElectronicStandardsAssociation”(视频电子工程标准协会)的缩写,由多家计算机芯片制造商于 1989 年联合创立。1994 年底,VESA 发表了 64 位架构的“VESA Local Bus”标准,80486 的个人计算机大多采用这一标准的显卡。

PCI 显卡

PCI(Peripheral Component Interconnect)显卡,通常被使用于较早期或精简型的计算机中,此类计算机由于将 AGP 标准插槽移除而必须仰赖 PCI 接口的显卡。已知被多数的使用于 486 到 PentiumII 早期的时代。但直到显示芯片无法直接支持 AGP 之前,仍有部分厂商持续制造以 AGP 转 PCI 为基底的显卡。已知最新型的 PCI 接口显卡,是 GeForce GT 610 PCI(SPARKLE 制)型号为 GRSP610L1024LC 以及 ATI HD 4350 PCI(HIS 制)和 HIS HD 5450 PCI(HIS 制)HIS 5450 Silence 512MB DDR3 PCI DVI/HDMI/VGA 产品编号 H545H512P。

AGP 显卡

AGP(AcceleratedGraphicsPort)是英特尔(Intel)公司在 1996 年开发的 32 位总线接口,用以增进计算机系统中的显示性能。分有 AGP 1X、AGP 2X、AGP 4X 及最后的 AGP 8X,带宽分别为 266MB/s、533MB/s、1066MB/s、以及 2133 MB/s。其中 AGP 4X 以后已跟之前电压不兼容。其中 3DLABS 的“Wildcat4 7210”是最强的专业级 AGP 图形加速卡,而 ATI 公司的 RadeonHD 4670、HD3850,是当年 (2007) 性能最强的消费级 AGP 图形加速卡。

PCI Express 显卡

PCI Express(亦称 PCI-E)是显卡最新的图形接口,用来取代 AGP 显卡,面对日后 3D 显示技术的不断进步,AGP 的带宽已经不足以应付庞大的数据运算。性能最高的 PCI-Express 显卡是 nVidia 公司的“NVIDIA Titan V ”和 AMD 公司的“Radeon Pro Duo(Fiji)”。现时,2007 年后出产的显卡可支持双显卡技术(nVIDIA 的 SLi 及 nvlink 和 AMD 的 CrossFire)。

外接 PCI Express 显卡

用 USB 或 Thunderbolt 高带宽线材连接到外接 PCI Express 显卡盒,需要用独立电源供应。

性能指标

显卡频率

显卡频率主要指显卡的核心频率和显存频率,均以 MHz(兆赫兹)为单位。

(1)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。主流显示芯片只有 AMD 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。

(2)显存频率

显存频率一定程度上反应着该显存的速度,显存频率的高低和显存类型有非常大的关系。

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( MHz)=1/显存时钟周期(NS)Xl000。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,此类情况较为常见。

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