电脑组装与维护之显卡与显示器

第4章显卡与显示屏4.1显卡的基本知识显卡是系统必备的设备，负责将CPU送来的影像数据解决成显示屏能够理解的格式，再送到屏幕上形成影像。显卡是顾客从电脑获取信息最重要的管道，因此显卡及显示屏是电脑中最重要的部分之一。4.1.1显卡的硬件构造（1）显示芯片显示芯片即GPU（GraphicsProcessingUnit，图形解决单元），也叫图形解决器。它的重要任务是解决系统输入的视频信息并将其进行构建、渲染等工作。而其速度仅次于CPU的速度。（2）显存显存的重要功效是将显示芯片解决的数据临时储存起来，然后将显示数据影像到显示屏幕上。显示的分辨率越高，屏幕上显示的像素点就越多，所需的显存也就越多现在主流的显存是64MB、128MB、256MB、512MB。而显存的类型也逐步发展到现在应用广泛的DDRSDRAM/DDRⅡSDRAM。（3）RAMDACRAMDAC（RandomAccessMemoryDigitalAnalogConverter，随机存储数模转换）的重要作用是将显示内存中的数字信号转换成能够在显示屏上直接显示的模拟信号。RAMDAC有内置和外置的两种，内置的RAMDAC集成在显示芯片中，由于这有助于减少成本。某些专业图形显卡使用的是外置的RAMDAC。（4）显示BIOS

显卡BIOS即显卡的基本输入输出系统，专门用于寄存系统所需要执行的基本指令信息。（5）显卡输出接口

显卡输出接口的作用是将数据显示在屏幕上，必须通过显卡的VGA接口输出。原则的VGA接口为15针接头。数字显示工作组（DDWG）在1999年公布了用于数字平板显示屏的数字视频接口DVI（DigitalVisualInterface）。DVI在支持数字平板显示屏的同时也向下兼容CRT显示屏。DVI接口普通有两种：仅支持数字信号的DVI－D、同时支持数字与模拟信号的DVI－I。DVI接口支持即插即用（PlugandPlay）。与原则的VGA不同，数字接头使用三行八列共24个引脚。这些引脚支持两个完整的通道，每个通道使用3对（红绿蓝各一对）传输色彩信号，一对传输时钟信号，其它是电源、地线和其它用途。S端子是一种五芯接口，由两路视频亮度信号，两路视频色度信号和一路公共屏蔽地线共五条芯线构成。它将亮度和色度分离输出，克服了视频节目复合输出时的亮度和色度的互相干扰。采用S端子能够提高画面画面质量，因此将其称为“高清晰度输出”。但只有软件较新型号的电视机才有S端子接口，并且某些显卡的S端子输出时，会出现图像没有色彩或有闪烁等状况，因此在选购有视频功效的显示卡时，最佳同时有复合视频端子和S端子。（6）总线接口AGP是（AcceleratedGraphicsPort）缩写，意思是图形加速接口。AGP是一种新型接口原则，可直接向图形分支系统的存储器提供高速带宽。这种接口减轻了PCI总线传输速度慢的瓶颈状况，使图形加速卡计算速度更快。AGP用途非常单一，只是图形加速卡使用的一种专用的图形连通线。AGP带宽比PCI更加高。确切的说，AGP总线运作时钟速度为66MHz（相称带宽266MB/s），而PCI总线运作时钟速度为33MHz（相称带宽133MB/s）。AGP是专门用于提高电脑的图像解决能力而开发的，在传输速度上分为AGP1X、AGP2X、AGP4X、AGP8X。提示：AGP8X作为新一代AGP并行接口总线，在数据传输带宽上和它的前辈AGP4X同样都是32位，但总线速度将达成66MHz×8＝533MHz，在数据传输带宽上也会达成2.1GB/s。数据传输带宽＝AGP总线运作时钟速度（66MHz）×AGP传输速度（1X、2X、4X、8X）×总线宽度（32位）/8例如：AGP8X数据传输带宽＝66MHz×8×32bit/8＝2112MB/s≈2.1GB/s（7）视频输出/输入接口有不少显卡和显示芯片还提供了额外的视频输出，视频输入和DVD解压等功效。4.1.2PCI-Express显卡PCIExpress是采用点对点的串行连接方式，这个和以前的并行通道大为不同，它允许和每个设备建立独立的数据传输通道。不用再向整个系统请求带宽，这样也就轻松的达成了其它接口设备可望而不可及的高带宽。PCIExpress接口根据总线接口对位宽的规定不同而有所差别，分为PCIExpress1X、2X、4X、8X、16X甚至32X。由此PCIExpress的接口长短也不同。1X最小，往上侧越大。同时PCIExpress不同接口还能够向下兼容其它PCIExpress小接口的产品。既PCIExpress4X的显卡能够插在PCIExpress8X或16X上进行工作。这样，只要您拥有先进的主板，就没必要非得升级档次稍差的显卡了。它良好的向下兼容性也使不少业界人士看好。另外Intel的PCIExpress接口将涉及两条专用的通道连接某设备，例如即将要取代AGP8X的PCIExpress16X图形接口将涉及它的两条通道，一条可由显卡单独到北桥，而另一条则可由北桥单独到显卡，每条单独的通道均将拥有4.0GB/s的数据带宽可充足避免因带宽所带来的性能瓶颈问题。同时PCIExpress还支持热插拔的特性，也就是说，你能够在不必关闭系统和电源的状况下更换PCIExpress槽的版卡和多个硬件设备。由以上两点能够看出在将来PCIExpress在服务器的应用上预计会更为深远。下面我们拿PCIExpress和以往的各个接口的数据传输率做一下对比：总线类型数据传输率ISA8.33MB/sPCI133MB/sAGP-1X266MB/sAGP-2X533MB/sAGP-4X1.0GB/sAGP-8X2.1GB/sPCIExpress1X（双通道）500MB/sPCIExpress2X（双通道）1.0GB/sPCIExpress4X（双通道）2.0GB/sPCIExpress8X（双通道）4.0GB/sPCIExpress16X（双通道）8.0GB/s4.1.3显卡及显示芯片的几大品牌芯片生产商：nVIDIA、AMD（ATI）、Intel、3dfx、S3、SIS、Trident等等。显卡生产商：技嘉、升技、微星、华硕、七彩虹、硕泰克、翔升、承启、丽台、捷波、昂达、艾尔莎、飞驰小影霸、耕升太极等等。4.2显示屏的基本知识显示屏是计算机系统中最基本的输出设备，显示屏的性能好坏直接影响使用者的工作效率。现在惯用的显示屏重要有CRT（CathodeRayTube）显示屏、LCD（LiquidCrystalDisplay）显示屏两种。4.2.1CRT显示屏的技术参数（1）点距和栅距在描述这两个显示屏术语之前，需要理解与它们有关的一种名词——荫罩。荫罩是显像管的造色机构，是安装在荧光屏内侧、上面刻蚀有40多万个孔的薄钢板。大多数彩色显示屏是使用一组三个电子枪来显示彩色，荫罩孔的作用在于确保三个电子束共同穿过同一种荫罩孔，精确地激发彩色荧光粉，使红、绿、蓝三色光束分别激发红、绿、蓝三色荧光粉。荫罩可分为孔状荫罩和条栅状荫罩两种类型，从而也就引出了点距和栅距的概念。所谓点距，是针对于孔状荫罩而言的，指的是荧光屏上的相似颜色的磷光点中心之间距离，单位是mm，标称点距普通都在0.28mm左右。（1）点距和栅距所谓栅距是针对于条栅状荫罩而言的，指的是三色条纹的总宽度，单位是mm，栅距普通都在0.25mm下列。如今家用显示屏大多采用0.28mm点距，采用0.26mm和0.27mm点距的也不少，SONY的特丽珑和三菱的钻石珑显像管的点距只有0.25mm，高档显示屏的点距甚至更小。同档次的孔状荫罩和条栅状荫罩两种类型的显示屏，显示效果的区别不算大。但从理论和应用上讲，孔状荫罩显示屏显示的图像更精细精确，适合CAD/CAM的应用；条栅状荫罩显示屏的色彩要明亮某些，更适合于艺术专业的应用。（2）扫描频率显像管的枪发射出的电子束在行偏转磁场的作用下从荧屏左上角开始，向右作水平扫描（称为扫描正程），扫完一行后快速又回到左边（称为行扫描逆程）。由于场偏转磁场的作用，在离第一行稍低处开始第二行扫描，如此逐次扫描直至屏幕的右下角，便于工作完毕了整个屏幕一帧（即一幅画面）的显示。之后，电子束重又回扫到左上角开始新一帧的扫描。完毕一行水平扫描的时间，确切地说应是从第一行开始至第二行开始的间隔时间称行周期，其倒数即为行频。同样，完毕整个屏幕扫描的时间称场周期，其倒数即为场频。（3）分辨率分辨率就是屏幕每行每列的像素数，与具体的显示模式有关。但是作为性能指标之一的分辨率，则取决于显示屏在水平和垂直方向上最多能够显示的像素的数目。如最惯用的分辨率：800×600、1024×768、1280×1024等等。（4）带宽带宽指每秒钟电子枪扫描过的总像素数，等于“水平分辨率×垂直分辨率×场频（画面刷新频率）×场过扫描系数（约为1.04）”，单位为MHz。带宽是显示屏最基本的频率特性，它决定着一台显示屏能够解决的信息范畴，就是指电路工作的频率范畴。显示屏工作频率范畴在电路设计时就已拟定了，重要由高频放大部分元件的特性决定。高频解决能力越好，带宽越宽，图像也更加好。带宽＝水平分辨率×行频＝水平分辨率×垂直分辨率×场频（画面刷新频率）×场过扫描系数（约为1.34）（5）屏幕可视区域15英寸(可视尺寸13.8英寸)、17英寸(可视尺寸16英寸)、19英寸(可视尺寸18英寸)等。（6）屏幕表面解决显示屏在使用过程中会由于电子撞击和外界光源的影响而产生静电和眩光等干扰。静电会吸附灰尘，影响显示效果；而眩光则会使图像含糊甚至于影响顾客的视力。为此，现在大多数CRT显示器都对荧光屏进行了表面解决。1.防眩解决。在屏幕的玻璃表面涂一层二氧化硅，或直接对玻璃表面进行刻蚀，使之出现细小的凹凸不平。这样，光线照上去就会发生漫反射，从而有效减少特定区域的反射强度，减少干扰。2.抗强光、防静电解决。抗强光、防静电解决，是采用一种含有特殊微粒的涂料，用旋转喷雾的办法在屏幕表面，以散射背景光，而涂料中含有的静电微粒又能够有效减少屏幕表面依附的电荷，消除静电和交变电场的影响。3.防反射、防静电复合涂层解决。这是一种现在最有效的防反射、防静电的屏幕解决办法。它是在屏幕表面涂覆了多个不同材料的涂层，其中一层是透明的涂层，用来防静电，另外的涂层用来克制反射光，它最大的特点就是避免图像的散射而确保显示画面的清晰。4.超清晰涂层。超清晰涂层由多层由透明膜复合而成，不仅大幅度吸取并减少反射的干扰，并且减少了图像投射光线的变形，大大增强了图像对比度和艳丽度，对图像的亮度、清晰度、抗反射和抗闪烁性都有较好的效果。5.超黑矩阵屏幕。这种屏幕的荧光点之间涂有碳粉颗粒，因此比常规显像管暗得多，抗外界光线干扰能力大大增强，能够明显改善图像的对比度，使画面彩色看起来更鲜艳。(7)安全认证

显示屏在工作时产生的辐射对人体有不良影响。在环保越来越重视的今天，各类原则相继出台，其中瑞典专家联盟（TCO）提出的TCO系列原则，逐步演变成了现在通用的世界性原则，它不仅涉及辐射和环保的多项指标，还对节能性能、用电安全、人体工程学等多方面提出严格的规定。现在的机型已经都满足了TCO99/TCO03/TCO05极其严格的规定。4.2.2LCD显示屏的技术参数随着液晶显示屏的制造成本不停下降,性能不停改善,液晶显示屏件已开始进入普通单位和家庭中,液晶器件的应用范畴正快速扩大,已涉及电视、数码摄影机、摄像机以及计算机显示屏等领域。就现在看，LCD显示屏是最有可能取代CRT显示屏的一种显示屏。(1)分辨率LCD的分辨率与CRT显示屏不同，只能提供固定的显示分辨率，也就是所谓的“真实分辨率”。例如，15英寸的LCD显示出分辨率为1024×768时，就表达显示屏的水平方向有1024个像素，垂直方向有768个像素。如果顾客需要将1024×768的分辨率降到800×600显示时，反而不能得到高质量画面。(2)点距和可视面积液晶显示屏的点距和可视面积有直接的对应关系，是很容易直接通过计算得出的。以15英寸的液晶显示屏为例，当点距为0.279mm分辨率为1024×768时，就是说该液晶显示板在水平方向上有1024个像素，垂直方向有768个像素，由此，我们能够很容易计算出此液晶显示屏的可视面积为285.7×214.3mm2。需要阐明一点是：LCD显示屏的点距与CRT的点距有些不同。CRT显示屏的点距由于技术因素，中心的点距要比四周的要小。现在CRT厂商在定义显示屏的点距时候，定义的都是显示屏最小的（也就是中心的）点距。而液晶显示屏则是整个屏幕任何一处的点距都是同样的，这说从根本上消除了LCD显示屏在还原画面时的非线性失真现象。现在LCD显示屏的点距多为0.279～0.32mm，而CRT显示屏的点距大多为0.20～0.28mm，从这点上看，LCD显示屏不如CRT显示屏。(3)可视角度可视角度是指顾客在屏幕前以一定的角度观看时，能清晰看见屏幕图像所构成的最大角度，也称为可视范畴。液晶显示屏的可视角度又分为水平可视角度和垂直可视角度。可视角度越大越好，如果可视角度小，只在顾客稍一变动观看位置，画面可能就会看不全方面，甚至看不清晰。(4)响应时间响应时间是用来表达液晶显示屏各像素点对输入信号的反映速度，也就是液晶由暗转亮到由亮转暗所需要的时间，单位是毫秒（ms）。当液晶由暗转为亮称为上升时间，由亮转暗称为下降时间，普通上升时间要不大于下降时间。而我们所说的响应时间指的就是两者之和，响应时间越小越好，响应时间如果超出40ms时，就会出现运动图像的拖尾现象。现在大多数LCD显示屏的反映速度介于8ms～16ms之间，但也有不少显示屏能够做到4ms。而CRT显示屏就不存在这个问题了，由于它的响应时间只有1ms左右。(5)亮度、对比度LCD显示屏的亮度是用来表达光源通过液晶透射出的光强度，单位是每平方米烛光（cd/m2）或Nits。普通的LCD亮度值为150cd/m2，而高的则能达成500cd/m2。对比度是同一屏幕上最亮处亮度的比值。人眼可分辩的对比度约在100：1左右，当显示屏的对比度超出120：1时，就能够显示生动、丰富的色彩，对比率高达300：1时便能够支持各阶度的颜色。对比度值的差别很大，有300:1，450:1，甚至更高。亮度和对比度要配合使用，才干确保图像色彩的真实度和色阶精确度，当亮度和对比度配合得恰到好处时，才干够呈现美观的画质。(6)坏点在LCD显示屏的制作过程中，液晶单元很容易出现瑕疵，如一部分薄膜晶体短路或断路，LCD上的某一点或像素会永远显示同一颜色，这些点被称为坏点。坏点涉及“红点”、“蓝点”、“绿点”、“亮点”和“黑点”五种。LCD显示屏有几百万个液晶单元，很难确保全部这些单元都完好无损，因此极易出现坏点。对1024×768的屏幕来说，每个像素都由三个单元构成，分别负责红、绿和蓝色的显示，因此总共需要约240万个单元（1024×768×3＝2359296）。最有可能的是，其中一部分已经短路，即出现“亮点”，或者断路，即出现“黑点”。现在国际上针对坏点问题还没有制订统一的原则，各厂家给出的原则也不相似。现在可供参考的原则是：如果显示屏上没