第7章 显示卡.ppt

1、计算机组装与维护教程,第7章 显卡,第7章 显 示 卡,7.5 显示卡的分类 7.5.1 按显示卡类型 7.5.2 按显示卡与PC的接口 7.5.3 按图形功能 7.5.4 按显示芯片 7.6 显示卡的基本结构、工作原理和性能指标 7.6.1 显示卡的基本结构,7.7 三维图形的两大接口（Direct3D、OpenGL） 7.8 显示卡的选购及安装方法 7.8.1 显示卡的选购 7.8.2 显示卡的安装 7.9 习题,7.5显卡的分类,7.5.1 按显示卡类型： 1、独立显卡 2、集成显卡,7.5.2 显示卡与PC的接口 显示卡要插在主板上才能与主板互相交换数据。与主板连接的接口主要经历了IS

2、A、PCI、AGP,PCI Express等。现在市场上销售的显示卡大多是AGP 8，但随着技术发展PCI Express将是一个发展的趋势。（AGP在主板章节已经学习过）。 PCI Express有以下优点： 1、 PCI Express采用点对点技术，传输速率比AGP要快，目前1X是250MB/s，最高可达16X。 2、 PCI Express采用独特的双通道传输模式，可将传输速度提高一倍，如16X最高传输速率达8GB/s 3、 PCI Express支持热插拔技术,7.5.3 按图形功能 2D显示卡：显示卡的显示芯片只能处理平面的图形，3D图形交给CPU来处理。这类显卡包括ISA、PCI

3、接口以及大多数的集成显卡。 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显卡都属于这类。,7.5.4 按显示芯片 就像主板控制芯片组代表主板的档次和性能一样，显示芯片决定显示卡的性能和档次。目前主流芯片主要有两家：nVIDIA、ATI。 部分显示芯片如图所示。,7.6 显示卡的基本结构、工作原理和性能指标 7.6.1 显示卡的基本结构,1、显示芯片：处理图形图像的CPU，它完成主机送来的指令。 2、显示内存：暂存显示芯片处理的数据。分辩率越高，象素点也就越多，要求显示内存的容量越大。 3、RAM DAC ：数/模转换器，它负责将显存的数字信号转

4、换成显示器能够接收的模拟信号。 4、VGA BIOS：包括了显示芯片和驱动程序的控制程序、产品标识等信息。 5、VGA 插座：与显示器相连，以便将显示结果输出到屏幕上。,7.6.2 显示卡的工作过程 接收由主机发出的控制显示系统的指令和显示内容，然后通过输出信号，控制显示器显示各种字符和图形,这个过程通常包括以下四个步骤： Step 1：CPU将数据通过总线和接口传送到显示芯片；Step 2：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； Step 3：显示内存将数据传送到RAMDAC并进行数/模转换； Step 4：RAMDAC将模拟信号通过VGA接口输送到显示器,7.7 显示卡的选

5、购指标,1、显存：,种 类：主流的分为DDR2，DDR3两种,显存容量：如128M，256M，512M，1G等,显存品牌：（HY，三星，奇梦达，美凯龙等）,2、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。它是作为衡量显存速度的重要指标。显存速度越快，单位时间交换的数据量也就越大，在同等情况下显卡性能将会得到明显提升。显存的时钟周期一般以ns（纳秒）为单位，工作频率以MHz为单位。显存时钟周期跟工作频率一一对应，它们之间的关系为:工作频率1时钟周期1000。那么显存频率为166MHz，那么它的时钟周期为116610006ns。,3、显示位宽：指显存

6、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位和256位的，但也有部分是64位的，购买的时候要小心。,4、芯工作频率：频率=1000/显存速度（或*2） 5、显示带宽：显示带宽=工作频率*显存位宽/8 7、刷新率：指显示器每秒能对整个画面重复更新的次数，若此100Hz，表示显卡每秒将送出100张画面讯号给显示器 8、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。,9、品牌 1、微星（MSI）：A+N 微星已经连续几年坐在显卡出货量头把交椅的位子上，2

7、004年仍以800万片的成绩位居世界第一。微星拥有很强的自主研发能力，是少数几家能独立推出优化的非公版显卡的厂商之一。其显卡的做工性能都相当出色，但是微星的渠道相对还不是很畅通，在国内二级市场不太容易买到，而且有时会受到断货的困扰。,2、华硕（ASUS）：A+N 2004年华硕显卡出货量约790万片，以微弱劣势屈居第二。华硕显卡的品质自然不用说，研发能力更是不凡，他的高端显卡往往都是优化加强的非公版。作为主板业的霸主，华硕当然不能忍受显卡方面的落后，近两年华硕在显卡业务上逐渐开始发力，将对微星的老大地位发起强有力的挑战。,3、丽台（Leadtek）：N 资深的显卡制造商，是nVidia最重量级

8、的合作伙伴，不但能生产娱乐级显卡，而且是亚洲唯一能生产nVidia的Quadro系列专业绘图卡的厂商，另外丽台的电视卡在业内口碑也相当不错。丽台显卡一贯做工优异，虽然较贵，但确实物有所值。2004年丽台的出货量为300万片，位居五强之列。,4、技嘉（Gigabyte）：A+N 相对于微星华硕，技嘉与ATI的合作更早，目前也是ATI的三大伙伴之一，2004年的出货量同为300万片。技嘉的高端显卡设计独到、品质出众，但是中低端的很多型号都是由同德（下文将介绍）代工的缩水卡，做工相对较差。目前的情况是，红色PCB的技嘉显卡来自同德，而蓝色PCB的才是技嘉自己制造。另外技嘉还有个子公司台湾精星（Gig

9、aCube），一直以通路订单为主，主要面向中低端显卡市场。,5、艾尔莎（ELSA）：A+N 来自德国的艾尔莎曾经一度是显卡业霸主，他的产品几乎都是改进的非公版，做工极其出色，而且他还具有开发非公版驱动的能力，这是其它显卡厂商无法比拟的。不幸的是艾尔莎总公司因投资失误而破产，现在我们能见到的艾尔莎显卡基本上都来自于亚洲艾尔莎，主要由几个台湾厂商代工生产，品质还算出色，同时还能生产FireGL系列专业显卡，但和以前的艾尔莎相比已经不可同日而语了。,6、旌宇（Sparkle）：N 是一家中国台湾的企业，有着20年的显卡制造经验，算的上是老牌劲旅了。显卡做工用料都不错，性价比也较高。,7、影驰（GAL

10、AXY）：N 这个品牌来自香港，由嘉威科技出品。影驰显卡在DIY方面颇为用心，显卡做工华丽，并且在散热器和超频方面都下了不少功夫，在国内的影响正在逐步扩大。,8、撼迅（PowerColor）：A 同样是来自我国台湾的厂商，在大陆的品牌叫做“迪兰恒进（Dataland）”，撼讯显卡做工精良，高端尤其出众。2004年撼讯出货量为400万片，位列全球第三，同时还是ATI的三大合作伙伴之一。对于喜欢A卡的朋友来说，撼讯（迪兰恒进）是不错的选择。,9、蓝宝石（Sapphire）：A 蓝宝石的公司名称叫做柏能（PC Partner），总部位于中国香港，他的前身是“ATI原厂显卡”的代工厂，有着十年的A卡制

11、造经验，是ATI的最大合作伙伴，而且目前在海外销售的原厂A卡仍然由柏能制造。蓝宝石显卡的生产过程、质量控制和出厂方式均严格执行ATI的生产标准，采用优质电子元器件及附件，稳定性、兼容性都非常出色，堪称A卡典范。柏能官方没有公布出货量的准确数量，据估计应该有数百万片，其一线大厂的称号当之无愧。,10、XFX讯景 N NVIDIA全球最高级别合作伙伴，是唯一一家亚洲地区除台湾外的产品发布伙伴（Launch Partner）、方案提供商（Solution Provider）、认证供应商（Certified Vendor）以及认证分销商（Authorized Distributor），拥有得天独厚的产

12、品信心保证。XFX讯景总是能在全球第一时间为国内用户带来最新最强最有竞争力的显卡产品，强大的研发实力和高品质的产品令其成为NVIDIA显卡产品中销量最佳的AIC厂商。,无能品牌： 这些品牌在中国知名度较高，尤其是前几名可谓家喻户晓，有些人提到显卡甚至言必称七彩虹，但他们真的有那么好吗？实际上，这几个品牌都是渠道商，没有制造能力，所以我们仍然把他们称为“无能厂商”。为他们代工的厂家主要有同德、承启、捷波、旌宇、QDI、翔升、金鹰等等，另外有些高档的A卡由撼讯和蓝宝代工。价格战是这几个品牌的看家本领，因此即使知名大厂也只能给他们提供缩水或者低质显卡以降低成本，很多时候甚至好几个品牌的显卡做工一模一

13、样，明显都是同一个厂家代工的。无能品牌主要有以下几个：七彩虹、双敏、铭瑄、昂达、盈通、祺祥、斯巴达克、硕菁、奥美嘉、太阳花、美达、建邦、志美、镭丽、创嘉、卡蒙卡、双捷,杂牌： 杂牌显卡数量庞大，名称也极其混乱：从一个字到五个字，而且阿拉伯数字、英文都用上了。这些品牌做工低劣，质量没有保证，不建议购买。另外杂牌如果销量上去了有可能会包装起来，摇身一变转化为无能品牌。 梦、众成、至达、冠盟、巨邦、海创、彩蝶、影狐、维硕、科盟、柏杰、天虹、菱钻、宇派、风雷、飞盟、锋尚、中宇、万丽、冠通、迅嘉、飓风、天擎、鼎鑫、台讯、柏胜、唐人、则灵、烈火、枫叶、丽影、冰山、迈基、百盛、凌峰、鹰锐、屠龙、狮王、蓝电、

14、宏顺、金刚、劲驹、成功、晶帜、立基、艾嘉、银星、速幻、美星、幻彩、幻影、海霸、美星、盛元、晋泰、技鑫、富彩、绚丽、先为、汉蔚、迅镭、镭射、胜丽、万邦龙、99度半、新华盛、鑫朗讯、智富通、钛子风、宝龙达、金苹果、大白鲨、红蜻蜓、科迅达、德益捷、普为通、金彩霸、E代风云、幻影真彩、阳光幻影、亚瑟伟业、梦幻组合、伴日影巨人,10、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(Vertex)信息并完成着色工作的并行处理单元。顶点着色单元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(Vertex)是图形学中的最基本元素，在三维空间中，每个顶点都拥有自己

15、的坐标和颜色值等参数，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着些信息然后再送给像素渲染单元完成最后的贴图工作，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。,11、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，一个区域就是顶点渲染单元，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（也叫像素渲染管道），主要负责把顶点绘出的图形填上填色

16、。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。如果你还不懂，那我举个简单的例子吧：比如现在要显卡绘出一个茶壶。当这个茶壶的顶点信息从显存传到顶点着色单元后，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。从上面我的解答中你就可以发现，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

17、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 像素渲染流水线的数量每管线的纹理单元数量 来表示。例如，GeForce 6800Ultra的渲染管线是161，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；GeForce4 MX440的渲染管线是22，就表示其具有2条像素渲染流水线，每管线具有2个纹理单元等等，其余表示方式以此类推。,12、 RAMDAC的转换速率 计算机中处理数据的过程其实就是将事物数字化的过程，所有的事物将被处理成 0和 1两个数，而后不断进行累加计算。图形加速卡也是靠这些0和1

18、对每一个象素进行颜色、深度、亮度等各种处理。显卡生成的信号都是以数字来表示的，但是所有的CRT显示器都是以模拟方式进行工作的，数字信号无法被识别，这就必须有相应的设备将数字信号转换为模拟信号。而RAMDAC就是显卡中将数字信号转换为模拟信号的设备，RAMDAC的转换速率以MHz表示，它决定了数摸转换的速度，速度越快，高分辨率时的画面质量越好. 如果要在1024768的分辨率下达到85Hz的分辨率，RAMDAC的速率至少是 1024768851.3441.0690MHz。,13、显卡接口：,市场主流显卡介绍,1、nVIDIA公司：,1、GeForce系列，有GF2，GF4两种，是nVIDIA 公

19、司面向低端市场的显卡，性价比较高 2、GF FX5200，5600系列，为nVIDIA公司 面向中端市场的显卡。 3、GF5700，5900系列：面向高端市场，性 能好，速度快，支持数字DIV接口，但价格较高 4、GF6，GF7系列：大多为PCI-E接口（如GF6800）,Ultra代表高级版，Value，SE，XT代表简化版,2、ATI系列显卡,Radeon9200，9500系列，为ATI公司面 向低端市场产品 Radeon9600，9700系列：为ATI公司面 向中端市场产品 Radeon9800系列：为ATI公司面向高端 市场产品 X系列：大多为PCI-E接口（如Radeon X700

20、),其中PRO代表高级版，SE代表简化版， XT代表超级版,7.7 API（application programming interface）技术,1、什么是API？（应用程序接口技术） 典型的APIDirectX 举个例子吧，骨灰级玩家（玩游戏比较长的）在DOS下玩游戏时，可不像我们现在，安装上 就可以玩了，他们往往首先要先设置声卡的品牌和型号，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

21、,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（应用编程接口）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。微软正是看到了这个问题， 为众厂家推出了一个共同的应用程序接口DirectX， DirectX其实是API一种，它可让以 windows为平台的游戏或多媒体程序获得更高的执行效率，加强3d图形和声音效果，并提供设 计人员一个共同的硬件驱动标准，让游戏开发者不必为每一品牌的硬件来写不同的驱动程序， 也降低用户安装及设置硬件的复杂度。 目前最高版本可达到9.0c，只要这个游戏是依照Directx 来开发的，不管你是什么显卡、声卡、统统都能玩，而且还能发挥