第7章 顯示卡.ppt

1、計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程,第7章 顯卡,第7章 顯 示 卡,7.5 顯示卡的分類 7.5.1 按顯示卡類型 7.5.2 按顯示卡與PC的接口 7.5.3 按圖形功能 7.5.4 按顯示芯片 7.6 顯示卡的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和性能指標(biāo) 7.6.1 顯示卡的基本結(jié)構(gòu),7.7 三維圖形的兩大接口（Direct3D、OpenGL） 7.8 顯示卡的選購(gòu)及安裝方法 7.8.1 顯示卡的選購(gòu) 7.8.2 顯示卡的安裝 7.9 習(xí)題,7.5顯卡的分類,7.5.1 按顯示卡類型： 1、獨(dú)立顯卡 2、集成顯卡,7.5.2 顯示卡與PC的接口 顯示卡要插在主板上才能與主板互相交換數(shù)據(jù)。與主板連接的接口主要經(jīng)歷了IS

2、A、PCI、AGP,PCI Express等?，F(xiàn)在市場(chǎng)上銷售的顯示卡大多是AGP 8，但隨著技術(shù)發(fā)展PCI Express將是一個(gè)發(fā)展的趨勢(shì)。（AGP在主板章節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)）。 PCI Express有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、 PCI Express采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)技術(shù)，傳輸速率比AGP要快，目前1X是250MB/s，最高可達(dá)16X。 2、 PCI Express采用獨(dú)特的雙通道傳輸模式，可將傳輸速度提高一倍，如16X最高傳輸速率達(dá)8GB/s 3、 PCI Express支持熱插拔技術(shù),7.5.3 按圖形功能 2D顯示卡：顯示卡的顯示芯片只能處理平面的圖形，3D圖形交給CPU來(lái)處理。這類顯卡包括ISA、PCI

3、接口以及大多數(shù)的集成顯卡。 3D顯示卡：又叫做3D圖形加速卡，其顯示芯片具有強(qiáng)大的3D與2D圖形處理能力。目前使用的AGP顯卡都屬于這類。,7.5.4 按顯示芯片 就像主板控制芯片組代表主板的檔次和性能一樣，顯示芯片決定顯示卡的性能和檔次。目前主流芯片主要有兩家：nVIDIA、ATI。 部分顯示芯片如圖所示。,7.6 顯示卡的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和性能指標(biāo) 7.6.1 顯示卡的基本結(jié)構(gòu),1、顯示芯片：處理圖形圖像的CPU，它完成主機(jī)送來(lái)的指令。 2、顯示內(nèi)存：暫存顯示芯片處理的數(shù)據(jù)。分辯率越高，象素點(diǎn)也就越多，要求顯示內(nèi)存的容量越大。 3、RAM DAC ：數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，它負(fù)責(zé)將顯存的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)

4、換成顯示器能夠接收的模擬信號(hào)。 4、VGA BIOS：包括了顯示芯片和驅(qū)動(dòng)程序的控制程序、產(chǎn)品標(biāo)識(shí)等信息。 5、VGA 插座：與顯示器相連，以便將顯示結(jié)果輸出到屏幕上。,7.6.2 顯示卡的工作過(guò)程 接收由主機(jī)發(fā)出的控制顯示系統(tǒng)的指令和顯示內(nèi)容，然后通過(guò)輸出信號(hào)，控制顯示器顯示各種字符和圖形,這個(gè)過(guò)程通常包括以下四個(gè)步驟： Step 1：CPU將數(shù)據(jù)通過(guò)總線和接口傳送到顯示芯片；Step 2：顯示芯片對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果存放在顯示內(nèi)存中； Step 3：顯示內(nèi)存將數(shù)據(jù)傳送到RAMDAC并進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換； Step 4：RAMDAC將模擬信號(hào)通過(guò)VGA接口輸送到顯示器,7.7 顯示卡的選

5、購(gòu)指標(biāo),1、顯存：,種 類：主流的分為DDR2，DDR3兩種,顯存容量：如128M，256M，512M，1G等,顯存品牌：（HY，三星，奇夢(mèng)達(dá)，美凱龍等）,2、顯存速度：指顯存接到芯片指令后存取數(shù)據(jù)的速度，有5ns，3.6ns，2.2ns等，越小越好。它是作為衡量顯存速度的重要指標(biāo)。顯存速度越快，單位時(shí)間交換的數(shù)據(jù)量也就越大，在同等情況下顯卡性能將會(huì)得到明顯提升。顯存的時(shí)鐘周期一般以ns（納秒）為單位，工作頻率以MHz為單位。顯存時(shí)鐘周期跟工作頻率一一對(duì)應(yīng)，它們之間的關(guān)系為:工作頻率1時(shí)鐘周期1000。那么顯存頻率為166MHz，那么它的時(shí)鐘周期為116610006ns。,3、顯示位寬：指顯存

6、一次性讀入的數(shù)據(jù)量，表示顯存與顯示芯片之間交換速度，帶寬越大，通路越暢通，速度越快，目前大部分的顯卡是128位和256位的，但也有部分是64位的，購(gòu)買的時(shí)候要小心。,4、芯工作頻率：頻率=1000/顯存速度（或*2） 5、顯示帶寬：顯示帶寬=工作頻率*顯存位寬/8 7、刷新率：指顯示器每秒能對(duì)整個(gè)畫面重復(fù)更新的次數(shù)，若此100Hz，表示顯卡每秒將送出100張畫面訊號(hào)給顯示器 8、色深：色深是指某個(gè)確定的分辯率下，描述每一個(gè)像素點(diǎn)的色彩所使用的數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，單位是“位”。它決定了每個(gè)像素點(diǎn)可以有的色彩的種類。,9、品牌 1、微星（MSI）：A+N 微星已經(jīng)連續(xù)幾年坐在顯卡出貨量頭把交椅的位子上，2

7、004年仍以800萬(wàn)片的成績(jī)位居世界第一。微星擁有很強(qiáng)的自主研發(fā)能力，是少數(shù)幾家能獨(dú)立推出優(yōu)化的非公版顯卡的廠商之一。其顯卡的做工性能都相當(dāng)出色，但是微星的渠道相對(duì)還不是很暢通，在國(guó)內(nèi)二級(jí)市場(chǎng)不太容易買到，而且有時(shí)會(huì)受到斷貨的困擾。,2、華碩（ASUS）：A+N 2004年華碩顯卡出貨量約790萬(wàn)片，以微弱劣勢(shì)屈居第二。華碩顯卡的品質(zhì)自然不用說(shuō)，研發(fā)能力更是不凡，他的高端顯卡往往都是優(yōu)化加強(qiáng)的非公版。作為主板業(yè)的霸主，華碩當(dāng)然不能忍受顯卡方面的落后，近兩年華碩在顯卡業(yè)務(wù)上逐漸開(kāi)始發(fā)力，將對(duì)微星的老大地位發(fā)起強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)。,3、麗臺(tái)（Leadtek）：N 資深的顯卡制造商，是nVidia最重量級(jí)

8、的合作伙伴，不但能生產(chǎn)娛樂(lè)級(jí)顯卡，而且是亞洲唯一能生產(chǎn)nVidia的Quadro系列專業(yè)繪圖卡的廠商，另外麗臺(tái)的電視卡在業(yè)內(nèi)口碑也相當(dāng)不錯(cuò)。麗臺(tái)顯卡一貫做工優(yōu)異，雖然較貴，但確實(shí)物有所值。2004年麗臺(tái)的出貨量為300萬(wàn)片，位居五強(qiáng)之列。,4、技嘉（Gigabyte）：A+N 相對(duì)于微星華碩，技嘉與ATI的合作更早，目前也是ATI的三大伙伴之一，2004年的出貨量同為300萬(wàn)片。技嘉的高端顯卡設(shè)計(jì)獨(dú)到、品質(zhì)出眾，但是中低端的很多型號(hào)都是由同德（下文將介紹）代工的縮水卡，做工相對(duì)較差。目前的情況是，紅色PCB的技嘉顯卡來(lái)自同德，而藍(lán)色PCB的才是技嘉自己制造。另外技嘉還有個(gè)子公司臺(tái)灣精星（Gig

9、aCube），一直以通路訂單為主，主要面向中低端顯卡市場(chǎng)。,5、艾爾莎（ELSA）：A+N 來(lái)自德國(guó)的艾爾莎曾經(jīng)一度是顯卡業(yè)霸主，他的產(chǎn)品幾乎都是改進(jìn)的非公版，做工極其出色，而且他還具有開(kāi)發(fā)非公版驅(qū)動(dòng)的能力，這是其它顯卡廠商無(wú)法比擬的。不幸的是艾爾莎總公司因投資失誤而破產(chǎn)，現(xiàn)在我們能見(jiàn)到的艾爾莎顯卡基本上都來(lái)自于亞洲艾爾莎，主要由幾個(gè)臺(tái)灣廠商代工生產(chǎn)，品質(zhì)還算出色，同時(shí)還能生產(chǎn)FireGL系列專業(yè)顯卡，但和以前的艾爾莎相比已經(jīng)不可同日而語(yǔ)了。,6、旌宇（Sparkle）：N 是一家中國(guó)臺(tái)灣的企業(yè)，有著20年的顯卡制造經(jīng)驗(yàn)，算的上是老牌勁旅了。顯卡做工用料都不錯(cuò)，性價(jià)比也較高。,7、影馳（GAL

10、AXY）：N 這個(gè)品牌來(lái)自香港，由嘉威科技出品。影馳顯卡在DIY方面頗為用心，顯卡做工華麗，并且在散熱器和超頻方面都下了不少功夫，在國(guó)內(nèi)的影響正在逐步擴(kuò)大。,8、撼迅（PowerColor）：A 同樣是來(lái)自我國(guó)臺(tái)灣的廠商，在大陸的品牌叫做“迪蘭恒進(jìn)（Dataland）”，撼訊顯卡做工精良，高端尤其出眾。2004年撼訊出貨量為400萬(wàn)片，位列全球第三，同時(shí)還是ATI的三大合作伙伴之一。對(duì)于喜歡A卡的朋友來(lái)說(shuō)，撼訊（迪蘭恒進(jìn)）是不錯(cuò)的選擇。,9、藍(lán)寶石（Sapphire）：A 藍(lán)寶石的公司名稱叫做柏能（PC Partner），總部位于中國(guó)香港，他的前身是“ATI原廠顯卡”的代工廠，有著十年的A卡制

11、造經(jīng)驗(yàn)，是ATI的最大合作伙伴，而且目前在海外銷售的原廠A卡仍然由柏能制造。藍(lán)寶石顯卡的生產(chǎn)過(guò)程、質(zhì)量控制和出廠方式均嚴(yán)格執(zhí)行ATI的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，采用優(yōu)質(zhì)電子元器件及附件，穩(wěn)定性、兼容性都非常出色，堪稱A卡典范。柏能官方?jīng)]有公布出貨量的準(zhǔn)確數(shù)量，據(jù)估計(jì)應(yīng)該有數(shù)百萬(wàn)片，其一線大廠的稱號(hào)當(dāng)之無(wú)愧。,10、XFX訊景 N NVIDIA全球最高級(jí)別合作伙伴，是唯一一家亞洲地區(qū)除臺(tái)灣外的產(chǎn)品發(fā)布伙伴（Launch Partner）、方案提供商（Solution Provider）、認(rèn)證供應(yīng)商（Certified Vendor）以及認(rèn)證分銷商（Authorized Distributor），擁有得天獨(dú)厚的產(chǎn)

12、品信心保證。XFX訊景總是能在全球第一時(shí)間為國(guó)內(nèi)用戶帶來(lái)最新最強(qiáng)最有競(jìng)爭(zhēng)力的顯卡產(chǎn)品，強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力和高品質(zhì)的產(chǎn)品令其成為NVIDIA顯卡產(chǎn)品中銷量最佳的AIC廠商。,無(wú)能品牌： 這些品牌在中國(guó)知名度較高，尤其是前幾名可謂家喻戶曉，有些人提到顯卡甚至言必稱七彩虹，但他們真的有那么好嗎？實(shí)際上，這幾個(gè)品牌都是渠道商，沒(méi)有制造能力，所以我們?nèi)匀话阉麄兎Q為“無(wú)能廠商”。為他們代工的廠家主要有同德、承啟、捷波、旌宇、QDI、翔升、金鷹等等，另外有些高檔的A卡由撼訊和藍(lán)寶代工。價(jià)格戰(zhàn)是這幾個(gè)品牌的看家本領(lǐng)，因此即使知名大廠也只能給他們提供縮水或者低質(zhì)顯卡以降低成本，很多時(shí)候甚至好幾個(gè)品牌的顯卡做工一模一

13、樣，明顯都是同一個(gè)廠家代工的。無(wú)能品牌主要有以下幾個(gè)：七彩虹、雙敏、銘瑄、昂達(dá)、盈通、祺祥、斯巴達(dá)克、碩菁、奧美嘉、太陽(yáng)花、美達(dá)、建邦、志美、鐳麗、創(chuàng)嘉、卡蒙卡、雙捷,雜牌： 雜牌顯卡數(shù)量龐大，名稱也極其混亂：從一個(gè)字到五個(gè)字，而且阿拉伯?dāng)?shù)字、英文都用上了。這些品牌做工低劣，質(zhì)量沒(méi)有保證，不建議購(gòu)買。另外雜牌如果銷量上去了有可能會(huì)包裝起來(lái)，搖身一變轉(zhuǎn)化為無(wú)能品牌。 夢(mèng)、眾成、至達(dá)、冠盟、巨邦、海創(chuàng)、彩蝶、影狐、維碩、科盟、柏杰、天虹、菱鉆、宇派、風(fēng)雷、飛盟、鋒尚、中宇、萬(wàn)麗、冠通、迅嘉、颶風(fēng)、天擎、鼎鑫、臺(tái)訊、柏勝、唐人、則靈、烈火、楓葉、麗影、冰山、邁基、百盛、凌峰、鷹銳、屠龍、獅王、藍(lán)電、

14、宏順、金剛、勁駒、成功、晶幟、立基、艾嘉、銀星、速幻、美星、幻彩、幻影、海霸、美星、盛元、晉泰、技鑫、富彩、絢麗、先為、漢蔚、迅鐳、鐳射、勝麗、萬(wàn)邦龍、99度半、新華盛、鑫朗訊、智富通、鈦?zhàn)语L(fēng)、寶龍達(dá)、金蘋果、大白鯊、紅蜻蜓、科迅達(dá)、德益捷、普為通、金彩霸、E代風(fēng)云、幻影真彩、陽(yáng)光幻影、亞瑟偉業(yè)、夢(mèng)幻組合、伴日影巨人,10、頂點(diǎn)著色單元 頂點(diǎn)著色單元是顯示芯片內(nèi)部用來(lái)處理頂點(diǎn)(Vertex)信息并完成著色工作的并行處理單元。頂點(diǎn)著色單元決定了顯卡的三角形處理和生成能力，所以也是衡量顯示芯片性能特別是3D性能的重要參數(shù)。頂點(diǎn)(Vertex)是圖形學(xué)中的最基本元素，在三維空間中，每個(gè)頂點(diǎn)都擁有自己

15、的坐標(biāo)和顏色值等參數(shù)，三個(gè)頂點(diǎn)可以構(gòu)成成一個(gè)三角形，而顯卡所最終生成的立體畫面則是由數(shù)量繁多的三角形構(gòu)成的，而三角形數(shù)量的多少就決定了畫面質(zhì)量的高低，畫面越真實(shí)越精美，就越需要數(shù)量更多的三角形來(lái)構(gòu)成。頂點(diǎn)著色單元就是處理著些信息然后再送給像素渲染單元完成最后的貼圖工作，最后再輸出到顯示器就成為我們所看到的3D畫面。而顯卡的頂點(diǎn)處理能力不足，就會(huì)導(dǎo)致要么降低畫質(zhì)，要么降低速度。,11、渲染管線 顯卡的渲染管線是顯示核心的重要組成部分，顯示核心的內(nèi)部就分為兩大區(qū)域，一個(gè)區(qū)域就是頂點(diǎn)渲染單元，主要負(fù)責(zé)描繪圖形，也就是建立模形。一個(gè)就是像素渲染管線（也叫像素渲染管道），主要負(fù)責(zé)把頂點(diǎn)繪出的圖形填上填色

16、。然后再加上紋理貼圖單元貼上紋理，一個(gè)精美的圖形就出來(lái)了。如果你還不懂，那我舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子吧：比如現(xiàn)在要顯卡繪出一個(gè)茶壺。當(dāng)這個(gè)茶壺的頂點(diǎn)信息從顯存?zhèn)鞯巾旤c(diǎn)著色單元后，頂點(diǎn)著色單元就會(huì)依據(jù)這些信息繪出這個(gè)茶壺的輪廓。接下來(lái)像素渲染管線就會(huì)依據(jù)這個(gè)輪廓，把從顯存中的有關(guān)這個(gè)茶壺的顏色信息讀出來(lái)，給這個(gè)茶壺上色，如果這個(gè)茶壺是白色的，就上白色的。然后再由紋理貼圖單元貼上精美的圖案，最后這個(gè)精美的茶壺就出來(lái)了。從上面我的解答中你就可以發(fā)現(xiàn)，渲染管線就是顯示核心中負(fù)責(zé)給圖形配上顏色的一組專門通道。它是顯示核心中單獨(dú)設(shè)計(jì)的一組電路，擁有單獨(dú)的晶體管。渲染管線越多，那么所繪出的圖形它的填充效率就越高，自然

17、我們看到的畫面也就越流暢越精美。這就是為什么渲染管線越多越好的原因。如果少了，那么自然就會(huì)使顯卡的性能下降。 渲染管線的數(shù)量一般是以 像素渲染流水線的數(shù)量每管線的紋理單元數(shù)量 來(lái)表示。例如，GeForce 6800Ultra的渲染管線是161，就表示其具有16條像素渲染流水線，每管線具有1個(gè)紋理單元；GeForce4 MX440的渲染管線是22，就表示其具有2條像素渲染流水線，每管線具有2個(gè)紋理單元等等，其余表示方式以此類推。,12、 RAMDAC的轉(zhuǎn)換速率 計(jì)算機(jī)中處理數(shù)據(jù)的過(guò)程其實(shí)就是將事物數(shù)字化的過(guò)程，所有的事物將被處理成 0和 1兩個(gè)數(shù)，而后不斷進(jìn)行累加計(jì)算。圖形加速卡也是靠這些0和1

18、對(duì)每一個(gè)象素進(jìn)行顏色、深度、亮度等各種處理。顯卡生成的信號(hào)都是以數(shù)字來(lái)表示的，但是所有的CRT顯示器都是以模擬方式進(jìn)行工作的，數(shù)字信號(hào)無(wú)法被識(shí)別，這就必須有相應(yīng)的設(shè)備將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。而RAMDAC就是顯卡中將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的設(shè)備，RAMDAC的轉(zhuǎn)換速率以MHz表示，它決定了數(shù)摸轉(zhuǎn)換的速度，速度越快，高分辨率時(shí)的畫面質(zhì)量越好. 如果要在1024768的分辨率下達(dá)到85Hz的分辨率，RAMDAC的速率至少是 1024768851.3441.0690MHz。,13、顯卡接口：,市場(chǎng)主流顯卡介紹,1、nVIDIA公司：,1、GeForce系列，有GF2，GF4兩種，是nVIDIA 公

19、司面向低端市場(chǎng)的顯卡，性價(jià)比較高 2、GF FX5200，5600系列，為nVIDIA公司 面向中端市場(chǎng)的顯卡。 3、GF5700，5900系列：面向高端市場(chǎng)，性 能好，速度快，支持?jǐn)?shù)字DIV接口，但價(jià)格較高 4、GF6，GF7系列：大多為PCI-E接口（如GF6800）,Ultra代表高級(jí)版，Value，SE，XT代表簡(jiǎn)化版,2、ATI系列顯卡,Radeon9200，9500系列，為ATI公司面 向低端市場(chǎng)產(chǎn)品 Radeon9600，9700系列：為ATI公司面 向中端市場(chǎng)產(chǎn)品 Radeon9800系列：為ATI公司面向高端 市場(chǎng)產(chǎn)品 X系列：大多為PCI-E接口（如Radeon X700

20、),其中PRO代表高級(jí)版，SE代表簡(jiǎn)化版， XT代表超級(jí)版,7.7 API（application programming interface）技術(shù),1、什么是API？（應(yīng)用程序接口技術(shù)） 典型的APIDirectX 舉個(gè)例子吧，骨灰級(jí)玩家（玩游戲比較長(zhǎng)的）在DOS下玩游戲時(shí)，可不像我們現(xiàn)在，安裝上 就可以玩了，他們往往首先要先設(shè)置聲卡的品牌和型號(hào)，然后還要設(shè)置IRQ（中斷）、I/O （輸入于輸出）、DMA（存取模式），如果哪項(xiàng)設(shè)置的不對(duì)，那么游戲聲音就發(fā)不出來(lái)。這 部分的設(shè)置不僅讓玩家傷透腦筋，而且對(duì)游戲開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)就更頭痛了，因?yàn)闉榱俗層螒蚰軌?在眾多電腦中正確運(yùn)行，開(kāi)發(fā)者必須在游戲制作之初

21、,便需要把市面上所有聲卡硬件數(shù)據(jù)都 收集過(guò)來(lái)，然后根據(jù)不同硬件的API（應(yīng)用編程接口）來(lái)寫不同的驅(qū)動(dòng)程序，這對(duì)于某一個(gè)游 戲制作公司來(lái)說(shuō)，是很難完成的，所以說(shuō)在當(dāng)時(shí)多媒體游戲很少。微軟正是看到了這個(gè)問(wèn)題， 為眾廠家推出了一個(gè)共同的應(yīng)用程序接口DirectX， DirectX其實(shí)是API一種，它可讓以 windows為平臺(tái)的游戲或多媒體程序獲得更高的執(zhí)行效率，加強(qiáng)3d圖形和聲音效果，并提供設(shè) 計(jì)人員一個(gè)共同的硬件驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，讓游戲開(kāi)發(fā)者不必為每一品牌的硬件來(lái)寫不同的驅(qū)動(dòng)程序， 也降低用戶安裝及設(shè)置硬件的復(fù)雜度。 目前最高版本可達(dá)到9.0c，只要這個(gè)游戲是依照Directx 來(lái)開(kāi)發(fā)的，不管你是什么顯卡、聲卡、統(tǒng)統(tǒng)都能玩，而且還能發(fā)揮