显卡基础知识及认识..ppt

N卡基础知识及认识 NV PEG培训资料 讲议课程大纲 一 显卡发展史 二 显卡构成及相关技术 显卡发展史 2D时代MDA CGA显卡 1981年 IBM推出 只是显示功能MGA MonochromeGraphicAdapter MCGA显卡 1982年 IBM又推出揭开了采用模拟方式的显卡的序幕VGA显卡 VGA VideoGraphicArray 即显示绘图阵列3D时代3DFX的光荣 1995年 对于显卡来说 绝对是里程碑的一年 3D图形加速卡正式走入玩家的视野 大量的3D游戏的出现 3Dfx推出了业界的第一块真意义的3D图形加速卡 Voodoo 代表作 Voodoo Voodoo2 S3的王朝 随着D3D和OpenGL的出现 S3实现了自己王朝 代表作 S3765NVIDIA的崛起 它在99年末推出了一款革命性的显卡 Geforce256 彻底打败了3Dfx 代表作 Geforce256NV ATI上演铁面双雄 踏入2001年以后 如同桌面处理器市场的Intel和AMD一样 显卡市场演变为nVidia与ATI两雄争霸的局势2004年也是ATI大放异彩的一年 不过其最大的功臣却是来自于面向中低端的Radeon9550PCI E显卡时代 进入2005年 PCI E平台已渐渐为普通用户所了解和接受 显卡也逐渐进入到PCI E平台的时代 PCI E接口代替AGP接口的趋势不可避免 两大显卡芯片厂商 ATI 2006 07 24被AMD收购 代表产品 Rage12892509700X1300HD2xxxHD38xxHD48xxNVIDIA 成立于1993年 代表产品 MX400GF52006xxx7xxx8xxx9xxx GPUMarketshare AIBandAIC AIC是AddinCard的缩写 特指具有研发和制造能力的NVIDIA合作伙伴 通常AIC制造产品而由通路厂商贴牌出售 能够对NVIDIA的市场策略给予终端产品线的支撑 AIC往往能够比传统的通路厂商享受到更多的支持 如市场基金 活动方案 显示芯片与显存的捆绑优惠等等 早ATI是自己设计自己销售ATI品牌 但01年的十月 当ATI重整旗鼓发布R8500和R7500系列的时候 首度效仿NVIDIA的芯片授权开放政策 允许显示卡厂商以及通路商获得授权以后生产或销售基于ATI显示芯片的显示卡 和NVIDIA一样 这些厂商作为帮助ATi打天下的团队 被命名为AIB Add in Board认证合作伙伴 NV ATI所认证的最高级别合作伙伴 ATI所认证的最高级别合作伙伴 AIBASUS华硕 总部在台湾 Club3D 总部在荷兰 Connect3D 总部在德国 GECUBE精星 总部在台湾 技嘉控股 GIGABYTE技嘉 总部在台湾 HIS基恩资讯 总部在香港 MSI微星 总部在台湾 PALIT同德 总部在台湾 SAPPHIRE蓝宝石 总部在香港 柏能PCPartner的子公司 同时为ATI原厂显卡代工 ATI全球第一大合作伙伴TUL撼讯 总部在台湾 子品牌为PowerColor 为迪兰恒进代工 撼讯现被鸿海收购 国内显卡品牌排行榜 2400Pro XT GS GT GPU不同工作频率不同 二 显卡构成 GPU ASIC显存供电模块I O接口总线接口 显卡构成图解 供电模块 I O接口 PCIE总线接口 GPU 显存 原理框图 GPU 供电电路 BIOS 显存 FAN PCIE总线 TVOUT DVI VGA HDMI DP 显卡总线接口类型 ISAPCI 32位 工作频率 33MHz AGP AcceleratedGraphicsPort图形加速端口 32位 工作频率66MHz PCIExpress 串行总线 工作频率 100MHz 可以减少背板上的线材或连接线材的数量 因此可降低EMI 节省成本和空间 ISA AGP8X PCI AGP PCIE总线 2 显示芯片GPU ASIC GraphicsProcessingUnit 图形处理芯片 它是显卡的心脏 相当于电脑中的CPU主要任务就是处理系统输入的视频信息并将其进行构建 渲染等工作它决定该显卡的档次和性能目前设计 制造显示芯片的厂家只有NVIDIA ATI SIS 3DLabs等公司 核心频率 显示芯片的核心频率是指显示核心的工作频率 有点类似与CPU的工作主频 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 显存的识别 生产商 Elite产地 型号 M32L32321SB生产时间 99年48周速度 55ns 工作频率1 56ns 180MHZ IC的封装类型 FBAG FineBallGridArray细密球型网阵列BAG BallGridArray球栅阵列封装QFP PlasticQuadFlatPackage扁平式封装TSOP ThinSmallOutlinePackage薄小外形封装DIP DualIn linePackage双列直插PLCC PlasticLeadedChipCarrierSOIC SmallOutlineIntergrateCircuit 小外形集成电路PGA插针网格阵列封装技术 CeramicPinGridArrauPackageLGA LandGridArray 栅格阵列封装QFN QuadFlatNo leadpackage 方形扁平无引脚封装MCM Multi ChipModule多芯片组件 IC的封装类型 BGA TSOP FBGA QFP DIP IC的封装类型 PLCC QFN LGA SOIC 4 显存位宽 是显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数人们习惯上叫的64位显卡 128位显卡和256位显卡就是指其相应的显存位宽可以理解成为数据进出通道的大小X2400Pro128bit128bit就是显存位宽 显存位宽 显存颗粒位宽 显存颗粒数带宽 频率 位宽 8200Mx128bit 8 3 2G TSOP封装编号规律 BGA封装的编号规律 无论TSOP的还是BGA的 上面的同一编码所代表的意义是一样的 对于表示容量的两位代码 64 66表示64MBits 8MB 28 128Mbits 56 57 256Mbits 12 512Mbits 1G 1GBits 接着两位表示位宽的代码意义也不难理解 16表示16位 32就表示32位 表示时钟周期的两位 或一位 代码也很好理解 4表示4ns 5表示5ns 25 28 36分别表示2 5ns 2 8ns和3 6ns 简而言之你看到的数字是一个的话那么时钟周期就是那个 两个的话就在中间加个小数点 不同牌子显存识别 显存带宽 带宽是理论值 是最大峰值 不是平均值带宽 频率 位宽 8200Mx32 8 800M位宽好象是告速公路的车道数 频率好象告速公路上的车速 单位时间内的车流量 带宽 车流量 显卡位宽 核心位宽 显卡位宽 显存位宽 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 ATI NV也将在未来几年内采用512位宽 显卡位宽 显卡位宽是由GPU决定的例子 某显卡上有4颗 HY5PS121621A显存1 12 512Mbit 64M2 16 显存位宽为16bit但此显卡核心位宽是256位 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 支架 就是全高 ATX 挡片与半高 LP 挡片 Dual slot 数字 视频接口 AV接口AV接口可以算是TV的改进型接口 外观方面有了很大不同 分为了3条线 分别为 音频接口 红色与白色线 组成左右声道 和视频接口 黄色 由于AV输出仍然是将亮度与色度混合的视频信号 所以依旧需要显示设备进行亮度和色彩分离 并且解码才能成像 这样的做法必然会对画质造成损失 所以AV接口的画质依然不能让人满意 在连接方面非常简单 只需将3种颜色的AV线与电视端的3种颜色的接口对应连接即可 S端子与AV接口相比 S端子不再对色度与亮度混合传输 这样就避免了设备内信号干扰而产生的图像失真 能够有效的提高画质的清晰程度 但S Video仍要将色度与亮度两路信号混合为一路色度信号进行成像 所以说仍然存在着画质损失的情况 虽然S端子不是最好的 不过一般情况下AV信号为640线 S端子可达到1024线 但是这需要由片源来决定 一般来说这种接口在DVD PS2 XBOX NGC等视频和游戏设备上广泛使用 色差分量接口相比过去的AV和S端子 色差是将信号分为红 绿 蓝三种基色来输入的 色差连接还需要独立的2条音频线 类似于AV中的红线和白线 分别负责左右声道 色差分为逐行和隔行显示 用YCbCr表示的是隔行 用YPbPr表示则是逐行 数字 视频接口 续 VGA接口VGA接口又称 S Dub 这是源于电脑的输入接口 由于CRT显示器无法直接接受数字信号的输入 所以显卡只能采取将模拟信号输入显示器的方式来获得画面 而VGA就是将模拟信号传输到显示器的接口 DVI接口DVI接口与VGA都是电脑中最常用的接口 与VGA不同的是 DVI是以全数字传输的接口 所以在画质上保证了完全无压缩的传输由于显卡处理的数据信号都是全部数字化的 如果要将画面传输到CRT显示设备中就必定要通过数模转换器将数字信号转为模拟信号传送过去 但是在转换过程中也就必定会造成画质的失真 这显然很不好 不但麻烦 而且画质还会失真 所以DVI接口就出现了 这是全数字传输的接口 可将数字信号不加转换地直接传输到显示器中 HDMI接口HDMI接口是最近才出现的接口 它同DVI一样是采用全数字化信号的传输 但是不同的是 HDMI接口不但可以提供全数字的视频信号 而且还可以同时传输音频 就好像又回到了有线的射频接口一样 只是不一样的是 采用全数字化的信号传输不会像射频那样出现视频与音频干扰导致画质不佳的情况 如果收看国家高清信号电视的话 需要购买电视机顶盒 而机顶盒与电视连接就需要使用HDMI接口 HDMI与HDCP HDMI HighDefinitionMultimediaInterface 高清晰度多媒体接口 带宽 5Gbps传输信号 Video Audio广泛用于电脑 DVD播放机 电视HDCP High bandwidthDigitalContentProtection HDCP数字内容保护 是一种保护协议HDMI是一种接口规范 而HDCP属于一种版本加密技术 而HDMI与HDCP的关系 是HDMI可以搭配HDCP技术来一同运作目前蓝光碟片支持HDCP 不支持HDCP Displayport DisplayPort是由ATI DELL HP Philips NV 三星等公司开发 并由VESA组织制定的接口规范 于2005年8月发布HDMI 索尼 日立 松下 飞利浦 东芝 Siliconimage Thomson RCA 等7家公司于2002年4月开始发起的HDMI和DP的区别 HDMI DP HDMI DP和HDMI对比 DisplayPort与现有的HDMI和DVI外设连通 DVI I DVI D DVI I DigitalVisualInterfaceIntegratedDVI I连接器的样式是DVI D18 24针终端的横面中配置了呈 形状的模拟用的5针 与可兼容DVI DDVI D 只有数字信号接口 没有模拟接口 Dual Link inglelink最大传输1600 1200但超过这个分辩率需要使用Duallink 2路TMDS方式的信号TMDS TransitionMinimizedDifferentialSignaling 最小化传输差分信号 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 连接器使用24针的DVI DDuallink或29针的DVI IDuallink 它对线的屏蔽要求特别高 1080I 1080P Progressive 逐行扫描I Interlace 隔行扫描我国的标准清晰度电视 图像格式为 高清晰度电视 图像格式为 其数值分别指的是一帧图像在水平和垂直方向上的有效像素点 只有图像信号格式为 并且图像处理后的物理分辨力能达到 的才能称为高清电视 1080p被称为目前数字电视的顶级显示格式 扫描线 电视的画面清晰度是以水平清晰度作为单位 通俗地说 我们可以把电视上的画面以水平方向分割成很多很多扫描线 分得越细 这些画面就越清楚 而水平线数的扫描线数量也就越多 清晰度的单位是 电视行 TVLine 也称线 意思是从水平方向上看 相当于将每行扫描线竖立起来 然后乘上4 3或者16 9的宽高比 构成水平方向的总线数扫描以下是几种常见的电视扫描格式 D1为480i格式 和NTSC模拟电视清晰度相同 525条垂直扫描线 483条可见垂直扫描线 4 3或16 9 隔行 60Hz 行频为15 25KHz D2为480P格式 和逐行扫描DVD规格相同 525条垂直扫描线 480条可见垂直扫描线 4 3或16 9 分辨率为640 480 逐行 60Hz 行频为31 5KHz D3为1080i格式 是标准数字